《2025年创新设计高考总复习高中生物》

[例 1](2022·全国甲卷，29)根据光合作用中$\mathrm{CO_2}$的固定方式不同，可将植物分为$\mathrm{C_3}$植物和$\mathrm{C_4}$植物等类型。$\mathrm{C_4}$植物的$\mathrm{CO_2}$补偿点比$\mathrm{C_3}$植物的低。$\mathrm{CO_2}$补偿点通常是指环境$\mathrm{CO_2}$浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境$\mathrm{CO_2}$浓度。回答下列问题：
(1)不同植物(如$\mathrm{C_3}$植物和$\mathrm{C_4}$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，$\mathrm{C_4}$植物比$\mathrm{C_3}$植物生长得好。从两种植物$\mathrm{CO_2}$补偿点的角度分析，可能的原因是_____________________________
_。

答案：
(1)O₂、NADPH和ATP
(2)叶片自身呼吸作用需要消耗一部分光合产物
(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、[H]和ATP。
(2)叶片光合作用产物一部分用于自身呼吸消耗，其余部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。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，C₄植物比C₃植物生长得好。

[例 2](2021·全国乙卷，29)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的$\mathrm{CO_2}$固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收$\mathrm{CO_2}$，吸收的$\mathrm{CO_2}$通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的$\mathrm{CO_2}$可用于光合作用。回答下列问题：
(1)白天叶肉细胞产生 ATP 的场所有________________________。光合作用所需的$\mathrm{CO_2}$来源于苹果酸脱羧和________释放的$\mathrm{CO_2}$。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止蒸腾作用过强导致植物过度失水
，又能保证光合作用正常进行。
(3)若以 pH 作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的$\mathrm{CO_2}$固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
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答案：
(1)叶绿体、细胞质基质、线粒体 细胞呼吸
(2)蒸腾作用过强导致植物过度失水 光合作用
(3)实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天。
解析
(1)白天植物的叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用过程中产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用过程中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。据题干信息可知，白天储存在液泡中的苹果酸脱羧释放出CO₂用于光合作用，同时叶肉细胞也进行细胞呼吸，细胞呼吸释放出来的CO₂也可用于光合作用。
(2)干旱的环境中，白天气孔关闭可以降低蒸腾作用，避免植物细胞过度失水；夜间气孔打开吸收CO₂，通过生成苹果酸储存在液泡中，白天苹果酸脱羧释放的CO₂为光合作用的进行提供原料，保证了光合作用的正常进行。
(3)该实验的目的是验证植物甲在干旱环境中存在特殊的CO₂固定方式，根据题干信息，晚上气孔打开吸收CO₂，吸收的CO₂通过生成苹果酸储存在液泡中，推测苹果酸的存在会导致液泡中呈酸性，由于白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO₂可用于光合作用，可判断苹果酸分解释放出CO₂后液泡中酸性下降或趋于中性，因此实验中需要检测白天和夜晚叶肉细胞中液泡的pH。