《2025年创新设计高考总复习生物》

[1.(2023.湖北卷，8)植物光合作用的光反应依赖类囊体膜上PSI和PSII光复合体,PSII光复合体含有光合色素，能吸收光能，并分解水。研究发现，PSIII光复合体上的蛋白质LHCII,通过与PSII结合或分离来增强或减弱对光能的捕获(如图所示)。LHCII与PSII的分离依赖LHC蛋白激酶的催化。下列叙述错误的是　　　　　　　　(　　　)
　　
A.叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降,PSII光复合体对光能的捕获增强
B.Mg²⁺含量减少会导致PSII光复合体对光能的捕获减弱　
C.弱光下LHCII与PSII结合，不利于对光能的捕获
D.PSII光复合体分解水可以产生H⁺、电子和O₂

答案： C [叶肉细胞内LHC蛋白激酶活性下降，LHCⅡ与PSⅡ分离减少，PSⅡ光复合体对光能的捕获增强，A正确；Mg²⁺是叶绿素的组成成分，其含量减少会导致PSⅡ光复合体上的叶绿素含量减少，导致对光能的捕获减弱，B正确；弱光下LHCⅡ与PSⅡ结合，增强对光能的捕获，C错误；PSⅡ光复合体能吸收光能，并分解水产生H⁺、电子和O₂，D正确。]

2.(2022.全国甲卷,29)根据光合作用中CO₂的固定方式不同,可将植物分为C₃植物和C₄植物等类型。C₄植物的CO₂补偿点比C₃植物的低。CO₂补偿点通常是指环境CO₂浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO₂浓度。回答下列问题:
　(1)不同植物(如C₃植物和C₄植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的，光反应阶段的产物是______________________(答出3点即可)。
　(2)正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是________________________(答出1点即可)。
　(3)干旱会导致气孔开度减小，研究发现在同等程度干旱条件下,C₄植物比C₃植物生长得好。从两种植物CO₂补偿点的角度分析,可能的原因是______________________________

答案： 答案　
(1)O₂、NADPH和ATP　
(2)自身呼吸消耗或建造植物体结构　
(3)C₄植物的CO₂补偿点低于C₃植物，C₄植物能够利用较低浓度的CO₂
解析　
(1)光合作用光反应阶段的场所是叶绿体的类囊体薄膜，光反应发生的物质变化包括水的光解以及NADPH和ATP的形成，因此光合作用光反应阶段生成的产物有O₂、NADPH和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用来建造植物体结构和自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来，故正常条件下，植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。
(3)干旱会导致气孔开度减小，CO₂吸收减少，由于C₄植物的CO₂补偿点低于C₃植物，则C₄植物能够利用较低浓度的CO₂，因此光合作用受影响较小的植物是C₄植物，在同程度干旱条件下，C₄植物比C₃植物生长得好。

3.(2023.湖南卷,17)下图是水稻和玉米的光合作用暗反应示意图。卡尔文循环的Rubisco酶对
CO₂的Km为450(μmol.L⁻¹)(Km越小,酶对底物的亲和力越大)，该酶既可催化RuBP与CO₂反应,进行卡尔文循环,又可催化RuBP与O₂反应，进行光呼吸(绿色植物在光照下消耗O₂并释放
CO₂的反应)。该酶的酶促反应方向受CO₂和O₂相对浓度的影响。与水稻相比,玉米叶肉细胞紧密围绕维管束鞘，其中叶肉细胞叶绿体是水光解的主要场所，维管束鞘细胞的叶绿体主要与
ATP生成有关。玉米的暗反应先在叶肉细胞中利用PEPC酶[PEPC对CO₂的Km为7(μmol.L⁻¹)]催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)与CO₂反应生成C₄,固定产物C₄转运到维管束鞘细胞后释放CO₂,再进行卡尔文循环。回答下列问题:
　　　　
　　　
(1)玉米的卡尔文循环中第一个光合还原产物是______________________________(填具体名称),该产物跨叶绿体膜转运到细胞质基质合成__________(填“葡萄糖"“蔗糖"或“淀粉")后,再通过____________长距离运输到其他组织器官。
(2)在干旱、高光照强度环境下，玉米的光合作用强度________(填“高于"或“低于")水稻。从光合作用机制及其调控分析，原因是________________(答出三点即可)。
(3)某研究将蓝细菌的CO₂浓缩机制导入水稻，水稻叶绿体中CO₂浓度大幅提升,其他生理代谢不受影响，但在光饱和条件下水稻的光合作用强度无明显变化。其原因可能是________________(答出三点即可)。

答案： 答案　
(1)3 - 磷酸甘油醛　蔗糖　维管组织　
(2)高于　高光照条件下玉米可以将光合产物及时转移；玉米的PEPC酶对CO₂的亲和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通过PEPC酶生成C₄，使维管束鞘内的CO₂浓度高于外界环境，抑制玉米的光呼吸　
(3)酶的活性达到最大，对CO₂的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物质含量的限制；原核生物和真核生物光合作用机制有所不同
解析　
(1)玉米的光合作用过程与水稻相比，虽然CO₂的来源不同，但其卡尔文循环的过程是相同的，结合水稻的卡尔文循环图解，可以看出CO₂固定的直接产物是3 - 磷酸甘油酸，然后被还原成3 - 磷酸甘油醛。3 - 磷酸甘油醛在叶绿体中被转化成淀粉，在叶绿体外被转化成蔗糖，蔗糖是植物长距离运输的主要糖类，通过维管组织运输。
(2)干旱、高光强时会导致植物气孔关闭，吸收的CO₂减少，而玉米的PEPC酶与CO₂的亲和力高，可以利用低浓度的CO₂进行光合作用，同时抑制植物的光呼吸，且玉米能将叶绿体内的光合产物通过维管组织及时转移出细胞。
(3)将蓝细菌的CO₂浓缩机制导入水稻叶肉细胞，只是提高了叶肉细胞内的CO₂浓度，而植物的光合作用强度受到很多因素的影响；在光饱和条件下，如果光合作用强度没有明显提高，可能是水稻的酶活性达到最大，对CO₂的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物质含量的限制，也可能是因为蓝细菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用机制有所不同。