(新高考)高考生物一轮复习课件第3单元解惑练1C3植物、C4植物和CAM植物(含解析)

解惑练解惑练1自然界中的绿色植物根据光合作用暗反应过程中CO2的固定途径不同可以分为C3、C4和CAM三种类型。1.C3途径：也称卡尔文循环，整个循环由RuBP(C5)与CO2的羧化开始到RuBP(C5)再生结束，在叶绿体基质中进行，可合成蔗糖、淀粉等多种有机物。常见C3植物有大麦、小麦、大豆、菜豆、水稻、马铃薯等。2.C4途径：研究玉米的叶片结构发现，玉米的维管束鞘细胞和叶肉细胞紧密排列(如图1)。叶肉细胞中的叶绿体有类囊体能进行光反应，同时，CO2被整合到C4化合物中，随后C4化合物进入维管束鞘细胞，维管束鞘细胞中没有完整的叶绿体，在维管束鞘细胞中，C4化合物释放出的CO2参与卡尔文循环，进而生成有机物(如图2)。PEP羧化酶被形象地称为“CO2泵”，它提高了C4植物固定CO2的能力，使C4植物比C3植物具有较强光合作用(特别是在高温、光照强烈、干旱条件下)能力，并且无光合午休现象。常见C4植物有玉米、甘蔗、高粱、苋菜等。3.CAM途径：CAM植物夜间吸进CO2，淀粉经糖酵解形成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸储存在液泡中。从而表现出夜间淀粉减少，苹果酸增加，细胞液pH下降。而白天气孔关闭，苹果酸转移到细胞质中脱羧，放出CO2，进入C3途径合成淀粉；形成的丙酮酸可以形成PEP再还原成三碳糖，最后合成淀粉或者转移到线粒体，进一步氧化释放CO2，又可进入C3途径。从而表现出白天淀粉增加，苹果酸减少，细胞液pH上升。常见的CAM植物有菠萝、芦荟、兰花、百合、仙人掌等。归纳总结C3植物、C4植物和CAM植物的比较特征C3植物C4植物CAM植物与CO2结合的物质RuBP(C5)PEPPEPCO2固定的最初产物C3C4草酰乙酸CO2固定的时间白天白天夜晚和白天光反应的场所叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞类囊体薄膜叶肉细胞类囊体薄膜归纳总结C3植物、C4植物和CAM植物的比较卡尔文循环的场所叶肉细胞的叶绿体基质维管束鞘细胞的叶绿体基质叶肉细胞的叶绿体基质有无光合午休有无无C3途径是碳同化的基本途径，C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用，最终还是通过C3途径合成有机物。1.(2022江苏高三模拟)自然界的植物丰富多样，对环境的适应各有差异，自卡尔文发现光合作用中碳元素的行踪后，又有科学家发现碳元素行踪的其他路径。请据图回答下列问题。跟踪训练跟踪训练(1)图1是C3植物碳元素代谢途径的示意图。、代表的是物质，A、B、C、D代表的是生理过程，则、依次是_、_；D过程是_，ATP的合成除发生在A过程外，还发生在_(填字母)过程。(2)C3植物在干旱、炎热的环境中，由于气孔关闭造成_，从而不利于光合作用。氧气有氧呼吸第二、三阶段C、D跟踪训练C5CO2不能进入叶片，同时引起O2在细胞内积累(3)图2是C4植物和CAM植物利用CO2途径的示意图。据图分析，这两类植物固定CO2的酶比C3植物多一种_酶，该酶比Rubisco对CO2的亲和力大且不与O2亲和，具有该酶的植物更能适应_的环境。PEP羧化低CO2浓度跟踪训练(4)由图2可知，C4植物是在不同_进行CO2的固定，而CAM植物是在不同_进行CO2固定。典型的CAM植物如仙人掌在夜晚吸收的CO2能否立即用于C3途径？_(填“能”或“不能”)，可能的原因是_。没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供足够ATP和NADPH细胞时间跟踪训练不能2.(2022广东高三期中)玉米叶肉细胞能将CO2传递给维管束鞘细胞进行卡尔文循环。请据图回答下列问题：(1)玉米光合作用光反应的场所是_，依据结构决定跟踪训练功能，据图分析最可能的原因是_。叶肉细胞中的叶绿体叶肉细胞中的叶绿体有类囊体薄膜，可进行光反应；维管束鞘细胞中的叶绿体没有类囊体薄膜，不能进行光反应(2)某农业大棚中同时种植玉米与大豆，由于工作人员工作失误，未及时通风导致大棚中CO2浓度降低，_(填“玉米”或“大豆”)的生长受影响更大，判断的理由是_跟踪训练_。大豆密闭大棚中，随植物光合作用的进行，CO2浓度下降，当CO2浓度下降到一定程度时，由于不能利用低浓度CO2，大豆光合作用受抑制，玉米中的PEP可利用低浓度CO2(3)若从玉米叶肉细胞中提取叶绿体，置于明暗交替进行的环境中，发现NADPH的含量在一段时间内上升，请结合题干信息分析，该变化趋势的原因是_跟踪训练_。玉米叶肉细胞中的叶绿体在有光时，可进行光反应产生NADPH，而与暗反应有关的酶主要位于维管束鞘细胞的叶绿体中，暗处理时，不进行暗反应消耗NADPH，含量上升(4)某生物兴趣小组在野外发现了一植物，利用本题所涉及的原理，通过显微镜观察的方法，判断该植物是C4植物，还是C3植物，请写出具体的实验步骤、实验结果及结论。跟踪训练_。将该植物放置在适宜光照条件下一段时间，分别分离出叶肉细胞、维管束鞘细胞，将这两种细胞分别用碘液染色后，制成临时装片，放置在显微镜下观察细胞的颜色。若叶肉细胞变蓝，则该植物为C3植物；若维管束鞘细胞变蓝，则该植物为C4植物