文档文本内容
第二部分 挖掘教材盲点、易错点 练透高考关键题型
教材盲点(共8 个)
盲点1 C3、C4植物的光合作用机理
[盲点剖析]
教材上讲的光合作用过程其实是C3植物的光合作用过程，试题中常将C3、C4植
物综合考查，如2022 年全国甲卷第29 题等，此类试题有一定难度，备考时需要深
度理解C4植物光合作用过程及其与C3植物光合作用过程的区别等。
[典例赏析]
1.(2024·山
南高三模
东济
拟)在叶肉细胞中，固定CO2形成C3的植物称为C3植物；
而玉米等植物的叶肉细胞中，PEP 在PEP 羧化酶的作用下固定CO2进行C4循环，
这样的植物称为C4植物。C4植物的维管束鞘细胞含无基粒的叶绿体，光反应发生
在叶肉细胞，暗反应发生在维管束鞘细胞。在C4循环中PEP 羧化酶对CO2的高亲
和力，可将周围低浓度的CO2高效运往维管束鞘细胞形成高浓度CO2，如下图所
示。暗反应中RuBP 羧化酶(对CO2的亲和力约为PEP 羧化酶的1/60)在CO2浓度
高时催化RuBP 固定CO2合成有机物；在CO2浓度低时催化RuBP 与O2进行光呼
吸，分解有机物，回答下列问题：
(1)C4植物中固定CO2的酶是______________，最初固定CO2的物质是________。
(2)C3植物与C4植物相比较，CO2补偿点较高的是________；干旱时，对光合速率
影响较小的是________。
(3)C4循环中，苹果酸和丙酮酸能穿过在叶肉细胞和维管束鞘细胞之间形成的特
殊结构，该结构使两细胞原生质体相通，还能进行信息交流，该结构是________。
据题意分析，C4 植物叶肉细胞不发生暗反应的原因是
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)环境条件相同的情况下，分别测量单位时间内C3植物和C4植物干物质的积累
量，发现C4 植物干物质积累量近乎是C3 植物的两倍，据题意推测原因是
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(至少答出两点，不考虑呼吸作用的影响)
答案 (1)PEP 羧化酶和RuBP 羧化酶 PEP
(2)C3植物 C4植物
(3)胞间连丝 PEP 羧化酶对CO2的亲和力远大于RuBP 羧化酶，使暗反应因缺少
CO2而无法进行(PEP 羧化酶对CO2亲和力高/CO2用于合成C4)
(4)因C4循环使维管束鞘细胞内有高浓度CO2，促进了光合作用，增加了有机物的
合成；高浓度CO2抑制了光呼吸，减少了有机物的消耗
解析 (1)由
意可知，
题
PEP 在PEP
化
的作
羧
酶
用下固定CO2
行
进
C4循
，
环
C4植
物中固定CO2的
是
酶
PEP
化
和
羧
酶
RuBP
化
，最初固定
羧
酶
CO2的物
是
质
PEP。
(2)与C3植物相比，C4植物叶肉
胞中固定
细
CO2的
与
酶
CO2的
和力更
，因而
亲
强
能利用更低
度的
浓
CO2，因此C4植物的CO2
点比
补偿
C3植物低；当干旱
气孔大
时
量关
，光合速率影响
小的是
闭对
较
C4植物。(3)高等植物
胞之
通
胞
相
细
间
过
间连丝
互
接，其也有信息交流的作用。
连
C4植物叶肉
胞不
生暗
细
发
反
的原因是：
应
PEP
化
羧
酶对CO2的
和力
大于
亲
远
RuBP
化
，使暗反
因缺少
羧
酶
应
CO2而无法
行。
进
(4)C4植物干物
累量近乎是
质积
C3植物的两倍，据
意推
原因是：
题
测
C4循
使
环
维
管束鞘
胞内有高
度
细
浓
CO2，促
了光合作用，增加了有机物的合成；高
度
进
浓
CO2
抑制了光呼吸，减少了有机物的消耗。
2.(光呼吸)(2024·江西九校
考
联
)根据光合作用碳同化的最初光合产物不同，把高
等植物分成两类：C3植物和C4植物。C3植物叶片中的维管束鞘细胞不含叶绿体，
维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松，含有叶绿体；C4植物中维管束鞘细胞比较大
里面含有没有基粒的叶绿体，叶肉细胞含有正常的叶绿体。如图为C4植物高粱的
暗反应和光呼吸原理示意图，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP 羧化酶)与CO2的亲
和力极强，可以把低浓度的CO2固定下来集中供应给维管束鞘细胞，形成“CO2
泵”。请据图回答问题：
注：PEP
化
固定
羧
酶
CO2的效率
高于
远
Rubisco。
(1)白天绿色植物的叶肉细胞产生ATP 的场所有
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)由图可知，C4植物中参与CO2固定的物质是________________。
(3)Rubisco 是一种双功能酶，CO2浓度高时，倾向于催化C5和CO2反应；O2浓度高
时，倾向于催化C5和O2反应生成CO2(称为光呼吸)。光呼吸中Rubisco 与O2结合
的场所是________，据图分析，夏季晴朗白天的正午C4 植物光呼吸强度
________(填“大于”“小于”或“等于”)C3植物的。
(4)夏季高温干旱时，小麦(C3植物)和高粱相比，________植株生长占优势，理由
是_______________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
答案 (1)细胞质基质、线粒体(或线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体(或叶绿体类
囊体薄膜) (2)PEP 和C5 (3)叶绿体基质 小于 (4)高粱 高温干旱会使高粱
和小麦出现气孔部分关闭，导致胞间CO2浓度降低，高粱叶肉细胞中的PEP 羧化
酶可固定低浓度的CO2，并供应给维管束鞘细胞的叶绿体，使光合作用继续进行
而小麦叶绿体中的Rubisco 难以利用低浓度的CO2，会导致光合速率下降
解析 (1)白天
色植物的叶肉
胞既
行光合作用也
行呼吸作用，光合作用
绿
细
进
进
和呼吸作用
程中都有
过
ATP
生。光合作用
程中
生
产
过
产
ATP 的
所是叶
体
场
绿
(或
叶
体
囊体薄膜
绿
类
)，呼吸作用
程中
生
过
产
ATP 的
所是
粒体基
、
粒体内
场
线
质
线
膜和
胞
基
。
细
质
质
(2)由
可知，在高粱的叶肉
胞中，参与
题图
细
CO2固定的物
是
质
PEP；在高粱的
管束鞘
胞中，参与
维
细
CO2固定的物
是
质
C5，因此C4植物中参与
CO2固定的物
有
质
PEP 和C5。(3)Rubisco 既能催化C5与CO2反应(光合作用暗反
段，生在叶
体基
应阶
发
绿
质)，又能催化C5与O2反
生成
应
CO2，由光合作用的
程
过
可推
，
测Rubisco
作用的
所是叶
体基
。夏季晴朗白天的正午，光照
、
发挥
场
绿
质
强
温度高，植物叶片的部分气孔关
，通
气孔吸收的
闭
过
CO2减少，胞间CO2
度降
浓
低。CO2
度
低
，
浓
较
时C3植物叶肉
胞中
细
O2会与CO2
争
合
竞
结
Rubisco，使其催化
光呼吸反
，消耗有机物，而
应
C4植物含有的PEP
化
固定
羧
酶
CO2的效率
高于
远
Rubisco，
使其能
利用低
度
这
够
浓
CO2
行光合作用，并使
进
CO2在与O2
争
合
竞
结
Rubisco 中占
，从而抑制光呼吸。
优势
(4)高温干旱会使高粱和小麦出
气孔部分
现
关
，
致胞
闭
导
间CO2
度降低，高粱叶肉
胞中的
浓
细
PEP
化
可固定低
度的
羧
酶
浓
CO2生成C4，C4
移到
管束鞘
胞的叶
体中分解
放
转
维
细
绿
释
CO2，使光合作用继续
行；而小麦叶
体中的
进
绿
Rubisco
以利用低
度的
难
浓
CO2，会
致光合速率下降，
导
所以夏季高温干旱
，小麦
时
(C3植物)和高粱相比，高粱植株生
占
。
长
优势
[名师支招]
C3、C4植物的
区别
C3植物：叶片
管束鞘
胞
小，其内不含叶
体，其叶肉
胞内
维
细
较
绿
细
含有正常的叶
体，既可
行光反
又可
行暗反
；
绿
进
应
进
应
C4植物：叶片
管束鞘
胞含有无基粒的叶
体，只能
行暗
维
细
绿
进
反
，其叶肉
胞中含正常的叶
体，能
行光反
，通
应
细
绿
进
应
过C4途径固
定CO2
C4植物具有
高光合速率
较
的主要原因
①C4植物的叶肉
胞中
细
PEP
化
羧
酶对CO2的
和力很高，起
亲
“CO2泵”的作用，把外界CO2“压”
管束鞘
胞中，使
管
进维
细
维
束鞘
胞中有高
度的
细
浓
CO2，从而促
暗反
；
进
应
②
管束鞘
胞中的光合
物可就近运入
管束，从而避免光合
维
细
产
维
物
累
光合作用的抑制作用
产
积
对
C4植物不会
出现“午休现
象”的原因
夏季晴朗白天的正午
，植物气孔部分关
，
时
闭CO2供
不足，但
应
C4
途径中的PEP
化
羧
酶对CO2的
和力很高，
亲
CO2可通过C4途径进
入C3途径，固定形成C3，C3被
原形成糖
，故在炎
夏天的正
还
类
热
午，C4植物由于利用CO2的能力
，光合速率高，不会出
强
现“午休
象
现
”
