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本讲考纲要求：

本讲考纲要求：

1.光合作用的基本过程（Ⅱ）

（1）图示光合作用的过程，弄清光反应与暗反应的联系

（2）分析外界因素改变短时间对C₃、C₅、[H]、ATP含量的影响

（3）了解C₄途径和CAM途径（景天科酸代谢途径），理解生物的多样性和适应性。

一、C₃植物光合作用的过程

光反应需要有光才能进行，主要发生了以下反应：

暗反应是不是一定要在暗处进行呢？不是的，有光、无光都可以进行，主要发生以下反应：

对于外界因素改变短时间对C3、C5、[H]、ATP含量的影响的问题，我们可以通过光合作用过程，结合来源去路分析的方法进行分析：

我们以光照增强，C₃的变化为例：由图可知，C₃的来源受CO₂浓度影响，去路受光照的影响。光照增强，光反应产生的[H]、ATP增加，C₃的去路增加，CO₂浓度不变，C₃来源不变，所以C₃会减少。

对C5、[H]、ATP的变化也按这一模式进行分析。请你按这一思路对下表中的各种情况进行分析。

从表中曲线图可以看出：C₃和C₅相反，[H]和ATP与C₅相同。

【例1】(2015·安徽卷，2)下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。下列叙述正确的是

A.CO₂的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C₃中的化学能

B.CO₂可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类

C.被还原的C₃在相关酶的催化作用下，可再形成C₅

D.光照强度由强变弱时，短时间内C₅含量会升高

【例2】(2011年新课标卷）29.在光照等适宜条件下，将培养在CO₂浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO₂浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C₃和C₅化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。回答问题：

⑴图中物质A是 ______（C₃化合物、C₅化合物）

⑵将CO₂浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是__________________________。

⑷CO₂浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO₂浓度为1%时的____（高、低），其原因______                                                   

二、C4植物光合作用的过程

科学家在研究玉米、甘蔗等原产在热带地区植物的光合作用时发现，当向这些植物提供¹⁴CO₂时，在光合作用开始后的1s内，竞有90%以上的¹⁴C出现在一种含有4个碳原子的有机酸（C₄）中，随着光合作用的进行，C₄中的¹⁴C逐渐减少，而C₃中逐渐增多，这是怎么回事呢？

我们先来看看他们在结构上的差异：

这是小麦等植物的叶的结构。它们的叶绿体只分布在栅栏组织和海绵组织的叶肉细胞中。

这是玉米等植物的叶的结构，它们的维管束鞘细胞和叶肉细胞中都有叶绿体，维管束鞘细胞中的叶绿体只有基质，没有基粒，而叶肉细胞中的叶绿体是完整的。

它们的光合作用过程如下：

由图可知：它们有两条固定CO₂的途径。一条是把CO₂固定成C₃的途径，称为C₃途径，，另一条是把把CO₂固定成C₄的途径，称为C₄途径。我们把两条途径都有的植物称为C₄植物，C₄植物的C₃途径发生在维管束鞘的细胞中，C₄途径发生在叶肉细胞内。只有C₃途径的，称为C₃植物。

为什么会是这样的呢？我们可以从生物的适应会角度去分析：在高温、光照强烈、干旱的环境下，植物气孔关闭，C₄植物能利用细胞间隙含量很低的CO₂，进行光合作用，光合作用效率更高。

【例3】如图示玉米光合作用的过程，据图回答：

（1）[H]由       细胞的叶绿体提供，它产自光合作用的             阶段。

（2）能固定CO₂的物质有                            。PEP酶与CO₂的亲和力是Rubisco酶的60倍，而马铃薯没有C₄生成这一途径，则玉米和马铃薯在炎热夏天的中午，两种植物细胞内C₃含量的变化及差异是                     。

（3）要探明CO₂中的C在光合作用中的转化过程，采用的方法是            。

三、景天科植物光合作用的过程

景天科植物是典型的旱生植物。其特点是气孔夜间张开，白天关闭。那它们是如何进行光合作用的呢？

【例4】景天科植物A有一个很特殊的CO₂同化方式，夜间气孔开放，吸收的CO₂生成苹果酸储存在液泡中，如图一所示；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO₂用于光合作用，如图二所示；十字花科植物B的CO₂同化过程如图三所示，请回答下列问题：

（1）白天，影响植物A光合作用强度的主要环境因素有      　　　  　　  。

（2）植物A夜晚能吸收CO₂，却不能合成C₆H₁₂O₆的原因是                     ，

白天植物A进行光合作用所需的CO₂的来源有     　　                    和

      　        　　。

（3）在上午10:00点时，突然降低环境中CO₂浓度后的一小段时间内，植物A和植物B细胞中C₃含量变化的差异是   　                      　　　     ，理由是                          　　　　　                    　　。

（4）植物A气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的，推测植物A生活的环境最可能是     　     。

【例1】（2017•新课标Ⅱ卷.29）下图是表示某植物叶肉细胞光合作用和呼吸作用的示意图。

据图回答下列问题：

（1）图中①、②、③、④代表的物质依次是_____、__________、________、___________，[H]代表的物质主要是_______ __________。

（2）B代表一种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则ATP合成发生在A过程，还发生在_________________（填“B和C”“C和D”或“B和D”）。

（3）C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_____________。

答案：

1.C

2.(1) C₃化合物

（2）当CO₂浓度突然降低时，C₅化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C₅化合物积累。

（3）低   CO₂浓度低时，暗反应的强度低，所需ATP和[H]少

3.（1）叶肉  光反应

(2)PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）、C₅    都减少，后者降幅更大

（3）同位素标记法

4.(1) 温度、光照强度

(2) 没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]    苹果酸经脱羧作用释放    呼吸作用产生

（3）植物A基本不变，植物B下降   植物A细胞中CO₂浓度没有变化，植物B吸收的CO₂减少，C₃的生成量减少，同时被还原成C₅和C₆H₁₂O₆

(4) 炎热干旱

5. （1）O₂   NADP⁺  ADP+Pi C₅   NADH（还原型辅酶Ⅰ）

（2）C和D

（3）在缺氧条件下进行无氧呼吸

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