c3植物

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课题8：第一节光合作用──C3植物和C4植物

一、【自主学习】

1、C3和C4植物概念：

（1）C3植物：在光合作用过程中仅有途径的植物，如、等大多

数植物属此类。在暗反应中1个C02首先被1个固定后形成2个。

（2）C4植物：在光合作用过程中，CO2中的C首先被转移到中，然后才转移

到

中，如等。

C3和C4植物叶片结构特点比较：

C3植物C4植物

维管束鞘细胞

形态小

叶绿体(有、无)

叶肉细胞排列疏松

叶绿体(有、无)

固定C02固定化合物

固定产物

有机物合成场所

二、【知识归纳】

1、C4植物光合作用的特点过程图解：

C4植

物基本特点可归纳为：

在C4植物中有C4途径也有C3途径

C4途径发生在叶肉细胞的叶绿体中，C3

途径发生在维管束鞘细胞叶绿体中

C4途径起到传递集中CO2作用，将外

界的光合原料传递到维管束鞘细胞叶绿

体内合成有机物

④在传送CO2的过程中，要消耗能量，

来自ATP提供能量

⑤二氧化碳的转移通过草酰乙酸、丙酮

酸完成，不是气体直接通过细胞传递

⑥C4途径中固定CO2的酶（PEP羧化酶）

有很强的亲和能力，可以将大气中的低浓

度CO2固定下来

⑦C4途径固定CO2的能力要比C3途径

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中的强，起到CO2泵的作用，提高了C4植物利用CO2的能力

⑧干旱条件下，叶片气孔关闭，C4植物能利用叶肉细胞间隙的低浓度CO2光合，C3植物

不能

2、光合作用的过程及C3、C4间的转换：

三、【精彩回放】

1、（08北京理综）在光照下，小麦（C3植物）叶片的叶肉细胞和维管束鞘细胞都能发生的

生理过程是（）

A、水光解释放O2B、固定CO2形成三碳化合物

C、产生ATP和[H]D、光合色素吸收并转换光能

2、（08四川理综）分别取适宜条件下和低温低光照强度条件下生长的玉米植株叶片，徒手

切片后，立即用碘液染色，置于显微镜下观察，发现前者维管束鞘细胞有蓝色颗粒，而后者

维管束鞘细胞没有蓝色颗粒，后者没有的原因是（）

A．维管束鞘细胞不含叶绿体，不能进行光合作用

B．维管束鞘细胞能进行光反应，不能进行暗反应

C．叶片光合作用强度低，没有光合作用产物积累

D．叶片光合作用强度高，呼吸耗尽光合作用产物

3、（07全国理综Ⅰ、30．26分）回答下列I、II小题：

I．玉米和小麦在适宜条件下照光一段时间后，将叶横切用碘液染色，在显微镜下观察这两

种植物的维管束鞘细胞和叶肉细胞，结果发现玉米叶片的维管束鞘细胞被染色，小麦叶片的

被染成，被染色的原因是。

由此可知，玉米属于植物，小麦属于植物。

当用碘液对某一植物照光后的叶横切片染色时，却发现被染色的叶片同时出现上述玉米和小

麦叶片的染色结果。据这个实验现象可推出：从光合作用角度来说，该植物具有

植物的特点，其光合作用固定CO2形成的最初化合物有种，即。

4、（07全国理综II、30、22分）回答下列I、II小题：

I、右图表示光照强度对A、B两种C3植物光合作用强度的影响。

据图回答：

（1）A、B两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是

。

（2）在农业生产中，与B植物相比，A植物应种植在

条件下。

四、【过关练习】

1、在光照下，供给玉米离体叶片少量的14CO2，随着光合作用时间的延续，在光合作用固

定CO2形成的C3化合物和C4化合物中，14C含量变化示意图正确的是（）

2、右图表示将植物放在不同浓度CO2环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线。

b点与a点相比较，b点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点

相比较，b点时叶肉细胞中C3的含量变化情况是（）

A．低、高B．低、基本一致

O

光照强度

光

合

作

用

强

度

A

B

P

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3

C．高、高D．高、基本一致

3、右图为C3、C4植物光合速率随外界CO2浓度变化的曲线，

有关叙述错误的是（）

A、从图中可以看出Ａ代表的Ｃ4植物

B、B代表的是C3植物，在较高CO2浓度下进行光合作用

C、在高浓度CO2下，光照强度是C4植物光合速率的限制因

子

D、C4植物比C3植物光合速度高

4、下列有关C3植物和C4植物代谢和结构特点的描述，正确

的是（）

A．C3植物多为阴生植物，C4植物多为阳生植物

B．在进行光合作用时，C3植物和C4植物分别将C02中的C分别首先转移到C3和C4中

C．C3植物的叶肉细胞具有正常叶绿体，C4植物的叶肉细胞具有无基粒的叶绿体

D．C4植物的维管束鞘外有“花环型”的两圈细胞

5、下面的曲线以及说明中，正确的是（提示：只要注意相关曲线之间的一一对应就可以）

（）

1代表典型的阳生植物2代表典型的阴生植物

α表示植物在黑暗中细胞呼吸放出CO2的量

β表示光补偿点(即光合作用吸收CO2的量等于细胞呼吸放出CO2的量时的光照强度)

A、IB、ⅡC、ⅢD、Ⅳ

6、科学家发现生长在高温强光照和干旱环境中的植物气孔关闭，C4植物能利用叶片内细胞

间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能。

（1）现有取自热带不同环境下的甲乙两种长势良好，状态相似的草本植物，已知甲是C4

植物，已知其光合作用固定CO2的类型。请利用一个密闭大玻璃钟罩，初步判别乙植物是

C3植物还是C4植物。

原理：

。

方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予条件培养。

连续若干天观察记录他们的生长情况。

预期结果并分析：①

②。

(2)对于以上分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证。

方法：制作乙植物叶脉横切脱色处理后的临时切片，用显微镜观察。

结论：如果视野中看到，乙是C3植物：反之，则乙是C4

植物。

光合作用──C3植物和C4植物答案：

三、【精彩回放】1、C2、C

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3、叶肉细胞蓝色均产生淀粉，淀粉遇碘变蓝C4C3C3和

C4两四碳化合物和三碳化合物

4、在低于P光照强度下B植物光能利用率比A植物的高，在高于P光照强度下A植物光能

利用率比B植物的高。较强光照

四、【过关练习】

1、B2、A3、D4、B5、C

6、（1）在高温、干旱和强光照下，随着植物光合作用的进行，造成密闭钟罩内CO2浓度逐

渐降低，C4植物能利用较低浓度的CO2，生长良好，而C3植物不能。高温、干旱和强

光照

①若乙植物与甲植物生长状况相似，乙植物为Ｃ4植物。②若乙植物逐渐枯萎，而甲依然

健壮，乙植株为C3植物。

（2）没有“花环型”结构或维管束鞘细胞中没有叶绿体；

课题9：第一节光合作用──C3植物和C4植物考点突破

一、【考点知识总结】

1、C3植物和C4植物的叶片结构与功能比较：

植物种类

比较项目

C3植物C4植物

本质区别

叶片结构

维管束鞘细胞

叶肉细胞

CO2的固定途径

CO2的利用率

光合作用效率

代表生物

2、C3植物和C4植物光合作用过程的主要区别：

植物

种类

CO2的

受体

CO2固定

的场所

CO2固定

后的产

物

CO2还原

的场所

ATP和NADPH

的作用对象

暗反应

的

途径

C3植

物

C4植

物

3、降低CO2浓度或降低光照强度所引起的其他变量：

因变C3化合C5化合ATP和ADP、Pi、（CH2O

O2

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量

自变量

物物

NADPHNADP+

产生速

率

产

生

速

率

降低CO2浓度

降低光照强度

二、【考点能力提高】

1、下图所示某阳生植物细胞在夏季晴天某一天内的光合作用过程中C3、C5化合物的数量

变化。

若第二天中午天气由光照强烈转向阴天时，叶绿体中C3含量的变化、C5含量的变化分别相

当于曲

线中的（）

A．c～d段(X)，b～c段(Y)

B．d～e段(X)，d～e段(Y)

C．d～e段(Y)，c～d段(X)

D．b～c段(Y)，b～c段(X)

2、将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行光照，

假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境相同。用CO2浓

度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成

如图所示的曲线，下列有关说法错误的是（）

A、BC段较AB段曲线上升缓慢，是因为低温使植物呼吸作

用减弱

B、CO2浓度下降从D点开始，说明植物进行光合作用是从

D点之前开始的

C、FG段CO2浓度下降不明显，是因为部分气孔关闭，叶

片对CO2吸收减少

D、H点玻璃罩内CO2浓度最低，说明此时植物对CO2吸收最多，光合作用最强

3、将某植物的大小相似的绿色叶片分组进行如下实验：实验前先称出叶片的重量（各组均

相等），在不同温度下分别暗处理1小时，测其重量变化；立刻再光照1小时（光强度等条

件相同），再测其重量变化。得到如下结果：

组别

1234

温度27℃28℃29℃30℃

暗处理后的重量变化（mg）*

-2-3

光照后的重量变化（mg）*

++3+2

*指与已知实验前的重量进行比较

则在哪一温度条件下，每小时叶片光合作用产生的氧气量最多（）

A、27℃B、28℃C、29℃D、30℃

4、在干旱的条件下，绿色植物气孔关闭，但人们在研究C4植物时发现它体内在较长时期里

有大量葡萄糖产生，分析其原因是（）

A．C4植物利用体内五碳化合物分解出CO2来合成B．利用脂肪转化来生产葡萄糖

C．体内具有一种与CO2亲和力很强的酶D．利用淀粉水解来生产葡萄糖

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5、下面甲、乙两图分别表示植物的光合速率与光照强度、CO2含量的关系。对两图而言，

下列叙述正

确的：

A、若土壤中

N、P、Mg含量持续下降，不可能导致图中a,b点改变

B、在甲图a点，植物叶肉细胞中产生ATP的细胞结构有线粒体、叶绿体、细胞质基质

C、在乙图a点，光合速率与呼吸速率相等

D、若图中表示的是C3植物，则对C4植物而言甲乙两图中a点均应向右移动

6、下图甲为只改变光照条件、乙为只改变CO2浓度后，与光合作用有关的C5化合物和C3

化合物在细胞内的变

化曲线。

（1）图甲曲线a表

示，在无光照时其含量下降的原因是

；

图乙曲线b表示，在CO2浓度降低时含量下降的原因是

（2）由（1）得出光照强度和CO2浓度与光合作用的关系是：前者主要影响反应阶

段；后者主要影响反应阶段。

7、Ⅰ．下图是玉米叶横切有关结构中完成的部分生理过程示意图，Ａ～Ｄ表示结构，①～

⑩表示化合物，a、b、c表示生理过程

（1）细胞Ｂ的名称是，完成a、b、c过程的亚显微结构的特点是。

（2）①物质进入Ｄ结构参与反应的主要生理意义是；

b过程需要的能量由物质提供。

（3）玉米植株固定CO2的产物是，物质④～⑩中含有三个碳原子的有机物

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是。

（4）相同条件下，玉米的光合作用强于小麦的生理原因是

。

Ⅱ、甲、乙、丙三图分别表示几个环境因素对小麦光合作用速率的影响，除各图中所示因素

外，其他因素均控制在适中范围。请据图回答以下问题：

(1)甲图P点，限制小麦光合作用速率的因素为；乙图Q点，高CO2浓度条

件下，若要进一步提高小麦光合作用速率，可尝试采取的措施是；

预计丙图Q点之后三条曲线的走势为。

(2)干旱初期，小麦光合作用速率下降的主要原因可以用图来说明，其具体解释是

______________________

(3)除上述因素外，也是影响光合作用速率的主要因素之一。

课题：第一节光合作用──C3植物和C4植物考点突破答案：

一、【考点知识总结】

1、通过研究发现，C3植物的维管束鞘细胞含有没有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量多，

而且体积大。C3植物和C4植物之所以具有不同的固定CO2的途径与二者的结构有密切关系。

2、C4途径的CO2的受体是磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），CO2与PEP结合生成C4的场所是叶

肉细胞的叶绿体。C4形成后进入维管束鞘细胞释放CO2，CO2与C5结合生成2C3进行C3

途径。

C3植物仅在叶肉细胞的叶绿体内进行C3途径，C4植物既在叶肉细胞的叶绿体内进行C4途

径又在维管束鞘细胞的叶绿体内进行C3途径。

C4植物固定CO2的PEP羧化酶与CO2的亲和力比C3途径中C5羧化酶与CO2的亲和力高

60倍。因此，C4植物能够把大气中含量很低的CO2以C4的形式固定下来，并运输到维管

束鞘细胞的叶绿体中供C3途径利用。因此，在热带的高温地区及在夏季炎热的中午，叶片

气孔关闭，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用。C4植物比

C3植物更适于生活在温度较高的热带地区，C4植物比C3植物在进化上更高等。

二、【考点能力提高】

BDDCB

6、

（1）五碳化合物，CO2在还原过程中因缺NADPH和ATP不能产生C5化合物，而CO2仍然

固定形成C3化合物；三碳化合物，CO2的减少导致C3化合物产生减少，而C3化合物仍

然被还原为C5化合物

（2）光；暗

7、Ⅰ、

（1）维管束鞘细胞叶绿体中没有基粒（且数量多个体大）

（2）为生命活动提供能量，为体内其他化合物的合成提供原料②③

（3）⑤⑩④⑥⑩

（4）PEP羟化酶对CO2的亲和力比C3途径中有关的酶要高60倍

Ⅱ、

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(1)光照强度适当调节环境温度三条曲线都会随着温度升高而呈逐渐下降趋势

(2)乙干旱初期，小麦叶片气孔逐渐关闭，导致体内CO2浓度降低，光合作用速率下降。

(3)必需矿质元素的供应