高三生物提高农作物的光能利用率C3和C4植物
高二生物C3植物与C4植物的对比与考察
C3植物与C4植物的对比与考察重点知识突破C3植物、C4植物比较1．（2005·全国卷Ⅰ·2）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命题意图：考查C4植物中C的转移途径。
解析：玉米是C4植物，光合作用中固定CO2的途径是先进行C4途经后进行C3途经。
C4途经：在C4植物叶肉细胞的叶绿体中在相关酶的作用下，一个CO2被一个PEP所固定，形成一个C4；C3途经：C4化合物进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放出一个CO2和一个丙酮酸，CO2被一个C5化合物固定后形成两个C3化合物。
在C4途经中，开始时随CO2的增多，所形成的C4随之增多，同时C4释放的丙酮酸也会增多，丙酮酸在相关酶作用下，通过ATP供能，转化成PEP，最后达到一定时保持动态平衡，C4化合物维持在一定的含量；随后在C3途经中，随着C4化合物释放的CO2的增多，被C5固定后形成的C3化合物不断增多积累。
答案：B2．（2005·全国卷Ⅲ·2）右图表示在适宜的温度、水分和CO 2条件下，两种植物光合作用强度的变化情况。
下列说法错误的是（ ） A ．当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和 B ．C 3植物比C 4植物光合作用强度更容易达到饱和C ．C 4植物比C 3植物光能利用率高D ．水稻是阴生植物，玉米是阳生植物 命题意图：考查C 3植物和C 4植物进行光合作用的区别。
解析：C 4植物进行光合作用最大的特点是能利用较低浓度的CO 2，即在较低浓度CO 2的情况下也能正常进行光合作用。
右图可知当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度均不再增加。
而在较强光照下，CO 2成为限制光合作用强度的因素，所以C 3植物比C 4植物光合作用强度更容易达到饱和，由图中水稻曲线也可知；所以C 4植物比C 3植物光能利用率高。
备考高考生物高效学习方案考点专项 C3植物和C4植物
胖肥市应本阳光实验学校备考2021高效学习方案生物考点专项1．说出C 3植物与C 4植物的概念。
2．说明C 3植物与C 4植物叶片结构特点。
3．举例说明提高农作物光能利用率的途径。
一、光能在叶绿体中的转换答案：①光能转换成电能 ②绝大多数的叶绿素a 、的叶绿素b 、胡萝卜素和叶黄素 ③少数处于特殊状态的叶绿素a ④电能转换成活泼的化学能 ⑤活泼的化学能转换成稳的化学能 二、C 3、C 4植物叶片结构特点比拟小 无较大 无基粒 疏松维管束鞘细胞 有正常叶绿体 有正常叶绿体 维管束鞘细胞三、提高农作物的光用效率点晴NADPH 中富含活泼的化学能，也是活泼的复原剂，在暗反中既供氢，又供能。
深化拓展1．在电子传递过程中，NADP ＋是最终电子受体，H 2O 是最终电子供体。
2．在光用能量变化的过程中，要注意物质的量的变化。
2分子水在光下水解形成4个H＋和4个e，但是只有2个H＋与NADP＋结合形成复原剂。
3．NADPH和ATP都是光反过程中能量转换第二阶段的产物，但是NADPH既是活泼化学能的储存物质之一，又是复原三碳化合物的强复原剂。
【例1】(2021·高三)以下有关光能在叶绿体中转换的说法，错误的选项是( )A．将光能转换成电能的色素只有叶绿素aB．失去电子的叶绿素a将变成一种强氧化剂C．传递电子的物质分布在囊状结构薄膜上D．光能转换成的电能储存在NADPH和ATP中[解析] 此题考查植物光用的相关知识。
在光用过程中，光能首先转变成电能，然后电能转变成活泼的化学能储存在NADPH和ATP中，因此此题答案是D。
[答案] D(2021·高三统考)伴随着光能转换成活泼的化学能，叶绿体内囊状结构薄膜上发生的物质变化中正确的一组是( )A．①③B．①④C．①②③D．①③④解析：考查光能在叶绿体中的转换。
少数特殊状态的叶绿素a分子接受光能被激发失去电子，变为氧化态，能够从水分子中夺取电子从而发生①过程；NADP ＋得到两个电子和一个氢离子形成NADPH，与此同时叶绿体利用光能转换成的另一电能将ADP和Pi合成为ATP，从而将电能转换为活泼的化学能。
高考生物复习 C3植物与C4植物及提高农作物的光能利用率练习
2009高考生物复习 C3植物与C4植物及提高农作物的光能利用率练习[高考考点]1．C3植物和C4植物的概念及叶片结构的特点（B）2．提高农作物的光能利用率（C）一、选择题1.下列关于高粱和玉米叶的结构及其光合作用过程的叙述，正确的是（）①围绕着维管束鞘的叶肉细胞排列疏松②叶肉细胞的叶绿体有正常的基粒③NADPH储存了能量，并具有还原性④CO2中的C首先转移到C4中，然后才转移到C3中⑤光能转化为电能时，电子的最终受体是ATP和NADP+A．①③⑤B．②③④C．②④⑤D．①②③2.将一片新鲜叶片放在特殊的装置内，在相同温度下，给予不同强度的光照。
测到氧气释放量如下表所示：对该数据分析错误的是（）A．该叶片呼吸作用吸收O2的速度为0.2µL/cm2叶面/minB．光强为2klx时，光合速度与呼吸速度相等C．光强为8klx时，光合作用产生O2的速度为0.8µL/cm2叶面/minD．不改变其他条件下，光强超过10klx后，光合速度不再提高3.下列关于外界条件对光合作用强度影响的叙述中，正确的是（）A．在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同B．温室栽培时，在晴朗的白天适当提高温度，可增加作物的光合作用强度C．在相同光照和温度条件下，空气中CO2浓度越高，光合作用的强度就越大D．若土壤中缺乏N、P、Mg等元素，农作物的光合作用强度不会受影响4.右图中的乙图是将甲装置于自然环境中，测定南方某一晴天一昼夜小室内氧气的增加或减少量而到的。
下列说法错误的是（）A．如将甲装置中的大豆换为甘蔗，乙图中12时对应的点应向上移动B．如该植株培养液中缺Mg，那么a点应向右移动C．a→b段的限制因素主要是CO2D．小室内O2总量最大时刻是16点5.下列与光合作用有关的描述正确的是（）A．生产中“正其行，能其风”的原理是通过增加光合作用面积而提高光能利用率B．C4植物比C3植物具有更明显的“光合午休”现象C．一般来说，阴生植物达到光合作用的最大值需要比阳生植物更强的光照强度D．C4植物因其叶肉细胞所具有的不同于C3植物的CO2固定途径而具有较强的光合作用能力6.在农业生产中，下列措施不利于提高农作物产量的是（）A．施肥后适量浇灌农作物B．炎热的夏天用较凉的井水直接浇灌有利于降低植物的温度，防止高温伤害植物C．施肥后及时松土，有利于植物对矿质元素的吸收D．用适量浓度的化肥溶液喷洒在植物的叶片上，具有用量少、见效快的特点7.下面列举了一些与温室大棚种植蔬菜有关的生产措施，你认为不合理的是（）A．温室的设计应尽量提高采光效率，尽量减少热量的散失B．施足有机肥可直接为植物提供有机营养，同时可以补充大棚内的CO2C．采用无土栽培技术，可按植物的需求配给营养，节约成本D．夜晚适当降低温度可提高作物产量8.下列不是以直接提高作物光能利用率为主要目的的农业生产措施是（）A．合理密植B．间作套种C．改种单季稻为双季稻D．中耕松土9.下列有关几种矿质元素与光合作用关系的叙述，错误的是（）A．镁元素是叶绿素的重要组成成分，缺镁影响光反应B．氮元素是叶绿素的成分，也是光合作用过程中各种酶的成分C．碳元素是叶绿素、酶的成分，参与暗反应的过程D．磷元素在光反应中参与ATP的形成10.右图所示中A、B两曲线分别表示一种C3植物和一种C4植物的光合作用速率与环境中CO2浓度的关系（其他条件相同）。
C3C4植物
C3、C 植物鉴别 、
4
(1) 从植物形态方面鉴别 ①叶肉细胞的排列
无“花环型”排列 花环型” 花环型” 有“花环型”排列 无 有
C3植物 C3植物 C4植物 C4植物 C3植物 C3植物 C4植物 C4植物
②维管束鞘细胞叶绿体的有无
（2)同位素标记C02转移途径方法鉴别 2)同位素标记C0 同位素标记 14C3 14 植物: C3植物: 14C02 （ CH2O ) 14C4 14C3 植物: C4植物: 14C02 （14CH20) C3植物 叶肉细胞 C3植物 生理方面: (3) 生理方面:淀粉产生部位 C4植物 维管束鞘细胞 C4植物
A．图甲中a点的含义是光合作用强度与呼吸作用强度 ．图甲中 点的含义是光合作用强度与呼吸作用强度 相等 B．图甲中 段限制光合作用速率的因素是光照强度 ．图甲中ab段限制光合作用速率的因素是光照强度 C．图乙中属于 4植物的是 ，属于 3植物的是 ．图乙中属于C 植物的是D，属于C 植物的是E D．图甲中 点的含义是在 点的含义是在800 1×光照下光合作用速率 ．图甲中c点的含义是在 × 达到最大时所需的最低CO2含量 达到最大时所需的最低
D
讨论： 讨论： 1、如何提高光能利用率? 如何提高光能利用率?
光能利用率= 光能利用率 光合面积×光合时间× 光合面积×光合时间× 光合速率 太阳能
采取哪些措施提高农业产量？ 2 、 采取哪些措施提高农业产量 ？ 考查 学生对影响光合作用因素的理解。 学生对影响光合作用因素的理解。
影响光合速率的因素有二： 影响光合速率的因素有二： 内因: 植物种类不同； 内因 植物种类不同；同一植物在不同 的生长发育阶 段；同一植物不同部位 的叶片； 的叶片；叶龄 外因: 光照强度、光质、 浓度、 外因 光照强度、光质、C02浓度、含 浓度 水量、矿质元素供应、 水量、矿质元素供应、温度
C3植物和C4植物比较
C3植物：在光照强度较低时光合作用效率较高 C3植物：在光照强度较高时光合作用效率降低 C4植物：在光照强度较高时物：适应于湿润、肥沃的 土壤
C4植物：适应于干旱、贫瘠的 土壤
C3植物：在湿润、肥沃的土壤 中生长良好
C4植物：在干旱、贫瘠的土壤 中具有更强的生存能力
光反应：吸收 光能产生TP和
NDPH
暗反应：固定 CO2合成有机
物
光呼吸：消耗 光反应产生的 TP和NDPH释放
CO2
光合作用效率： C4植物比C3植物 更高因为C4植物 可以更有效地利 用光能提高光合
作用效率。
光反应阶段：C3植物在光反应阶段产生TP和NDPH而C4植物在光反应阶段产生TP和NDPH但 NDPH的生成量较少。
C3植物与C4植物 的应用前景比较
C3植物：广泛应用于农业生产如小麦、水稻等 C4植物：在热带地区具有较高的利用价值如甘蔗、玉米等 C3植物：在温带地区具有较高的利用价值如小麦、水稻等 C4植物：在热带地区具有较高的利用价值如甘蔗、玉米等
C3植物：在生态修复中C3 植物可以吸收大气中的二 氧化碳降低温室气体排放 减缓全球变暖。在环境保 护中C3植物可以吸收土壤 中的重金属和有毒物质降 低土壤污染。
C4植物：在生态修复中C4 植物可以快速生长提高土 壤肥力促进生态系统的恢 复。在环境保护中C4植物 可以吸收大气中的二氧化 硫等有害气体降低空气污 染。
比较：C3植物和C4植物 在生态修复和环境保护 中都有各自的优势可以 根据不同的环境和需求 选择合适的植物种类。
C3植物：适 合用于生产生 物乙醇、生物 柴油等生物能
C3植物与C4植物的比 较
汇报人：
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C3植物与C4植物概 述
高考生物 总复习 第16讲 C3、C4植物 提高光能利用率 大纲人教版
第16讲 │ 要点探究 要点探究
► 探究点一 鉴别C3、C4植物的方法
第16讲 │ 要点探究
第16讲 │ 要点探究
第16讲 │ 要点探究
[易错易混点]光合作用过程(C3和C4植物的光合作用在 空间上是分开的)C3植物只发生Ⅰ、Ⅱ过程，且只在叶肉 细胞中进行，无Ⅲ过程，维管束鞘细胞不参与，C4植物 具特有的Ⅲ过程，Ⅰ、Ⅲ发生于叶肉细胞中，Ⅱ发生于维 管束鞘细胞中，具体如图16－1所示：
第16讲 │ 备用习题
备用习题
1.【2011·菏泽统考】有两种植物，一种是阳生植物，一 种是阴生植物。从这两种植物上各取一片彼此相似的叶片， 分别放在两个透明盒子中。在适宜温度条件下，逐渐增加光 照强度，测定放氧速率的数据如下表，请回答有关问题。
第16讲 │ 备用习题
(1) 由 表 中 数 据 可 以 推 测 ， 取 自 阳 生 植 物 的 叶 片 是 ________。光照强度直接影响光合作用的________过程，该 过程可将光能转化为________中的化学能。
第16讲 │ 要点探究
[点评] 本题是一道基础题，重点考查C3植物和C4植物的结 构和生理特点，要求学生熟练掌握C3植物和C4植物叶片的解 剖结构，叶绿体类型，CO2固定途径，CO2固定场所，淀粉形 成场所，CO2的利用率等，因此教师在分析此题时要注意培养 学生知识的迁移能力。以下变式题将从C4植物细胞结构、C4 途径的意义考查。
第16讲 │ 考点整合
正常的 无叶绿体
正常的
无基粒的
叶绿体，数量多，个体大
C3和C4两个循环途径， 先C4途径，再C3途径
C4植物叶肉 细胞的叶绿体
C4植物维管束 鞘细胞的叶绿体
第16讲 │ 考点整合
最新-2018生物一轮复习 第三讲 C3植物和C4植物同步课
光合作用过程
提醒： C4 植物的暗反应发生场所为两处 —— 叶肉细胞 中进行CO2的初次固定，维管束鞘细胞中进行 CO2的两次
固定，只有维管束鞘细胞才能通过光合作用合成有机物，
即C4植物的叶肉细胞内不通过光合作用合成有机物。
【例2】
(2010·崇文模拟)某同学为比较C3植物和C4
植物叶片结构的主要区别，将小麦和玉米叶片横切，制成 临时装片放在显微镜下进行观察。下列有关叙述错误的是 ( 后换高倍镜调焦观察 B．主要是观察两种植物维管束外是否具有“花环型” )
C3植物 典型的温带植物，如水稻、 小麦、大麦、大豆、烟草、 马铃薯等
C4植物 典型的热带或亚热带 植物，如玉米、高粱 、甘蔗等
维管束周围有“花环 维管束周围无“花环型”的 型”的解剖结构(如图) 解剖结构(如图)： ： 叶片的解剖结构
植物类型
C3植物
C4植物 两种类型：①有基 粒的叶绿体位于叶 肉细胞中②无基粒 的叶绿体位于维管 束鞘细胞中 C3和C4途径 三碳化合物(PEP) C4 维管束鞘细胞的叶 绿体中 较高 较低
叶绿体类型
一种类型，位于叶肉 细胞中
C3途径 五碳化合物 C3 叶肉细胞的叶绿体中 较低 较高
CO2固定途径 CO2最初受体
CO2固定的最初产 物
暗反应的场所 光合效率 补偿点
植物类型
C3植物
C4植物
只发生Ⅰ、Ⅱ过程，且 只在叶肉细胞中进行， 无Ⅲ过程，维管束鞘细 胞不参与
具特有的Ⅲ过程， Ⅰ、Ⅲ发生于叶肉 细胞中，Ⅱ发生于 维管束鞘细胞中
1．C3植物和C4植物的概念及叶片结构的特点
2．提高农作物的光能利用率
一、光能在叶绿体中的转换
1．叶绿体中色素的功能
高一生物C3植物和C4植物
C3植物
C5
C3
叶肉细胞 叶肉细胞 的叶绿体 的叶绿体 叶肉细胞 的叶绿体 维管束鞘 维管束鞘 细胞的叶 细胞的叶 绿体 绿体
C3
C3途径
PEP C4植物 C 5
C4
C3
C3
C4途径 C3途径
㈢C4途径的意义
C4途径中能够固定CO2的那种酶，对CO2具有很强的亲和 力，可以促使PEP把大气中含量很低的CO2以C4的形式固 定下来，并且使C4集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中， 供维管束鞘细胞内叶绿体中的C3途径利用。科学家把C4 植物的这种独特作用，形象地比喻成“二氧化碳泵”。
练习
1）下列植物中属于C4植物的是 （ C ）
A、水稻
B、小麦
C、高粱
D、菜豆
练习
2）C4植物光合作用过程中的重要特点是 （ ）
A
A、既有C4途径又有C3途径
B、只有C4途径没有C3途径
C、先进行C3途径后进行C4途径
D、只有C3途径没有C4途径
练习
3）C4植物具有较强光合作用的原因是有关 的一种酶能催化 （ ）
C3植物
C4植物
维管束鞘细胞不含叶绿 维管束鞘细胞比较大，含 体，叶肉细胞排列疏松， 有数量多且大的又没有基 含叶绿体 粒的叶绿体，叶肉细胞含 叶绿体
C3植物和C4植物叶片结构特点
维管束鞘细胞
细胞 大小 是否 含叶绿体
叶肉细胞
排列 是否 含叶绿体
C3 植 物 C4 植 物
小
不含
含没有基粒的叶 绿体，叶绿体数 多、个体大
A A 、PEP固定较低浓度CO2
B、C5化合物与CO2结合
C、NADPH还原C3生成有机物
高三生物C3途径和C4途径、提高农作物的光合作用效率人教版知识精讲
高三生物C3途径和C4途径、提高农作物的光合作用效率人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：C3途径和C4途径、提高农作物的光合作用效率二. 学习内容：本讲学习不同植物的光合途径，知道什么是C3途径和C4途径，两种植物光合结构的差别，光合过程的异同点。
了解两种途径的光合过程，以及对植物的意义。
学习提高农作物的光合作用效率的方法。
知道什么是光合作用效率，影响光合作用效率的因素有哪些，这些因素如何发挥作用，怎样通过控制光合过程中的因素来提高光合作用效率。
三. 学习重点：1. C3途径和C4途径的区别2. C3植物和C4植物结构比较3. C4途径的特点意义4. 提高光合效率的方法5. 光照和二氧化碳对光合作用的影响四. 学习难点：1. C3植物和C4植物结构比较2. C4途径的特点及其意义3. 提高光合效率的方法4. 矿质元素对光合作用影响五. 学习过程：（一）概念C3途径：在光合作用过程中，CO2中的C首先转移到C4中，然后才转移到C3中继续合成的途径C4途径：光合作用过程中，将CO2固定后直接形成C3的途径C3植物：具有C3途径光合作用的植物C4植物：具有C4途径光合作用的植物C4途径的发现：同位素标记示踪−S190%的14C出现在四碳有机酸中（C4）用CO2作光合原料−→光合作用进行C4中的14C减少，C3中的14C增加推论先合成C4，再合成C33植物和C4植物结构特点项目C3植物C4植物维管束鞘细胞不含叶绿体呈“花环”结构，细胞较大，排列紧密，含无基粒的叶绿体，且数量多，个体大叶肉细胞细胞排列疏松，都含叶绿体围绕维管束鞘的一圈细胞排列紧密，含有正常叶绿体地理分布适于温度较低的环境中，温带和寒带地区适于温度较高地区，热带和亚热带地区进化鉴别进化中出现较早，蕨类、裸子植物和木本植物都是C3植物进化中出现较晚，比C3植物高等；只有在草本植物中才有C4植物常见植物大麦、大豆、马铃薯、菜豆、菠菜等高粱、玉米、甘蔗、苋菜等由于C3植物和C4植物在结构上的差异，两者在固定CO2时有不同的途径（三）C4植物光合作用的特点A. 基本过程：1. CO2在叶肉细胞叶绿体中在酶的催化下被磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）固定，形成草酸乙酸（C4）2. C4进入维管束鞘细胞的叶绿体中，释放一个CO2，形成丙酮酸3. 丙酮酸再次进入叶肉细胞叶绿体，在酶的作用下，由ATP供能，转化为PEP，继续固定CO24. CO2被C5固定，快速生成两个C35. 在酶的作用下，一部分C3接受A TP和NADPH释放出的能量，且被NADPH还原，经过一系列变化形成糖类等有机物6. 另一部分C3经过复杂的变化形成C5，维持暗反应的进行B. 过程图解：C. 基本特点：1. 在C4植物中有C4途径也有C3途径2. 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3. 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6. C4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7. C4途径固定CO2的能力要比C3途径中的强，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植物不能可以看出：（1）C4途径和CAM途径都有一个固定CO2的附加过程，外界CO2先同化为四碳二羧酸，再经脱羧后固定形成碳水化合物。
高考生物光合作用及C3植物、C4植物考点过关测试题及答案
I．必记知识全览工欲善其事必先利其器一、必记概念1．光合作用：指绿色植物，通过，利用将和转变为同时氧气的过程，影响光合作用效率的因素有、、、和。
2．光反应是指在光合作用过程中必须有、参与的过程，可以产生、，而暗反应则是不需光参与的过程。
光反应与暗反应是、的过程。
3．光能利用率是指、光合作用效率是指：。
提高光能利用率的手段有、、，具体农业生产技术有(至少列举5项)一、1．叶绿体；光能；CO2；H2O；有机物；释放；水；光；CO2浓度；温度；矿质元素2．光；02；ATP；NADPH；两个相辅相成；紧密联系3．植物制造有机物中含有的能量与绿色植物吸收光能之比；单位时间，单位面积的土地上，绿色植物通过光合作用制造的有机物中的能量与该土地吸收光能之比；提高光合作用效率；扩大光合作用面积；延长光合作用时间；合理密植；间作；轮作；多茬种植；按行种植二、必记规律4．提高植物光合作用效率一定能提高，而提高，则不一定能提高光合作用效率。
5．C3与C4植物的判别手段有：①；②；③。
6．光合作用与呼吸作用之间的关系是，光合作用与矿质代谢之间的关系是二、4．光能利用率；光能利用率5．用碘液处理，维管束鞘细胞变蓝的是C4植物；C4植物比C3植物耐受低CO2浓度的能力强；C4植物维管束周围具有“花环型”的两圈细胞6．光合作用为呼吸作用提供了有机物和O2，呼吸作用为光合作用的进行提供了原料；光合作用为矿质代谢的正常进行提供了物质保证Ⅱ．考点过关和高考预测过关斩将一马平川考点详解精剖细解入巿三分一、基本考点考点1光合作用的发现历史及发展过程中的经典实验表3—9-1年代科学家实验材料实验过程实验现象结论1771年普里斯特利(英) 密闭玻璃罩、小鼠、绿色植物 (1)将点燃的蜡烛与绿色植物置于密闭玻璃罩内；(2)将小鼠与绿色植物置于密闭玻璃罩内 (1)蜡烛不易•息灭；(2)小鼠不窒息植物能更新空气1864年萨克斯(德) 叶片绿色植物暗处理后，一半遮光，一半曝光，后经碘蒸气处理 (1)遮光部分颜色不变；(2)曝光部分颜色变蓝绿色植物光合作用过程中产生了淀粉1880年恩格尔曼(美) 水绵和好氧细菌把水绵和好氧性细菌的临时装片置于没有空气的黑暗环境中：(1)用极细光束照射水绵；(2)装片完全暴露于光下 (1)好氧细菌集中在叶绿体被光束照射的部分附近；(2)好氧细菌集中在叶绿体所有受光部分的周围 (1)氧气是叶绿体产生的；(2)叶绿体是光合作用的场所20世纪30年代鲁宾和卡门(美) 绿色植物、氧的同位素H2180和C1802 (1)向第一组植物提供H218O和CO2；(2)向第二组植物提供H2O和C1802 第一组释放的氧全是1802；第二组释放的氧全是02 光合作用释放的氧全部来自水案例剖析旁征博引举一反三考题1 图3—9 1是验证光合作用某过程的实验装置、，请据图分析回答下列问题：(1)当用氧的同位素”0分别标记通人乙装置的CO2(C18O2)和甲装置的H20(H2180)时，可以证明。
人教版高中生物选修光合作用 C3植物和C4植物
光合作用--C3植物和C4植物【教学目标】1、通过观察C3植物和C4植物叶片的永久横切片，使学生记住C3植物和C4植物在叶片结构上的区别，并以此了解C4植物光合作用的特点。
2、知道C4植物固定二氧化碳的能力明显提高的原因。
【重点难点】重点C 3植物和C4植物在叶片结构上的区别及C3植物光合作用的特点。
难点C4植物光合作用的特点【课时安排】1课时【教学过程】复习提问在光合作用中，CO2是怎样进入到糖类等有机物中的？（引导学生回忆学过的光合作用的过程并在副板书的位置上写出图解。
）科学家在研究玉米、甘蔗等原产在热带地区绿色植物的光合作用时发现，当向这些绿色植物提供14CO2时，光合作用开始后的1小时内，竟有90%以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸中。
这是什么原因造成的呢？原来在植物里存在两种不同光合作用的途径，在光合作用中，CO2中的C首先转移到C4中，然后才转移到C3中，这种植物叫C4植物，将仅有C3的植物叫C3植物。
C3植物和C4植物不仅固定CO2的途径不同，而且叶片结构也具有各自的特点。
新授（一）C3植物C4植物叶片结构的特点（将课本P29 C3植物的叶片结构图和C4植物的叶片结构图，投影到大屏幕上，讲解两种结构。
教师增加投影C3和C4叶片切片图。
）（教师总结，C3植物和C4植物不仅在结构上有许多不同，生理特性上也有很多不同点，用投影的方式将下表投出。
）C 3植物和C4植物生理特征（表做成投影片）（二）C3途径和C4途径（即C3植物光合作用和C4植物的光合作用）这么多的生理特征不同，那么它的光合作用的途径有何不同呢？（引入C3途径，即C3植物光合作用的过程，利用副板书让学生自己讲一遍。
）1、C3植物的光合作用C3植物仅有叶肉细胞含叶绿体，整个光合过程都是在叶肉细胞里进行，光合产物亦只是积累在叶肉细胞中，维管束鞘细胞不积存光合产物，CO2固定途径仅有C3途径。
答：有关PEP羧化酶。
（介绍C4过程，将课本P32 C4植物光合作用过程图投影到大屏幕上）2、C4植物的光合作用光合产物只积累在组管束鞘薄壁细胞中，具体过程如下图：⑴是哪种酶与CO2具有很强的亲和力？答：PEP羧化酶。
高考生物复习 第一节 光合作用 C3植物和C4植物
高考生物复习第一节光合作用C3植物和C4植物教学目标1.知识方面（1）通过观察C3植物和C4植物叶片的永久横切片，使学生识记C3植物和C4植物在叶片结构上的区别，并以此了解C4植物光合作用的特点（识记）。
（2）C4植物固定二氧化碳的能力明显提高的原因（知道）。
2．态度观念方面通过对C3植物暗反应发现过程的介绍，使学生了解一种科学研究方法—放射性同位素标记法，以此培养学生对科学的热爱和对科学研究的兴趣。
3．能力方面通过本节课的教学，培养学生的实验观察能力、对生命现象及背景材料的分析归纳能力和获取知识的能力。
重点、难点分析重点：C3植物和C4植物在叶片结构上的区别及C3植物光合作用的特点。
难点：C4植物光合作用的特点。
教学模式实验观察——材料分析——概括归纳。
教学手段实验观察、材料分析和多媒体课件辅助教学。
课时安排一课时设计思路提供原始材料，使学生了解美国化学家卡尔文对C3植物的暗反应的研究成果，引出C3植物的发现过程。
通过用显微镜观察C3植物和C4植物叶片结构，了解C3植物和C4植物的叶片结构的不同从而进行C3途径和C4途径的教学。
教学过程一、引言光合作用是在叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程，是地球上最基本的物质代谢和能量代谢。
由于光合作用如此重要，它很早就吸引了许多科学家的兴趣。
一个世纪以来，为了探寻光合作用的具体化学反应过程，科学家进行了大量的研究，诞生出众多的科学巨人，如在必修教材中涉及到的海尔豪特、普利斯特利、萨克斯、恩吉尔曼、鲁宾和卡门等，其中美国化学家卡尔文因揭示了植物光合作用暗反应的机理而获得了1961年的诺贝尔化学奖。
二、新课【教师活动】提供材料：《卡尔文与地球上最重要的化学反应》。
卡尔文（Me1vin Ca1vin 1911～1997）生于美国明尼苏达州， 1931年获得密欧根采矿技术学院的化学学士学位， 1935年获明尼苏达州大学的博士学位， 1944年到1945年在曼哈顿计划中从事铀的研究。
【新课标】高考生物基础复习16C3、C4植物·提高光能利用率
第16讲 │ 要点探究
[解析] (1)光照强度为 W点时，叶肉细胞既能进行光合作 用，又能进行呼吸作用，产生ATP的场所有叶绿体类囊体薄 膜、细胞质基质、线粒体。(2)X代表呼吸速率，呼吸作用最 适温度为30 ℃，温度由30 ℃调节到25 ℃，呼吸速率下降， X点应下移，Y点表示光补偿点，光合作用最适温度 25 ℃， 温度由30 ℃调节到25 ℃，光合速率增强，Y点应左移才能使 光合速率与呼吸速率相等。(3)利用图乙装置可研究光照强度 (变换灯与广口瓶的距离或灯的功率 )对光合速率(有色液滴右 移的距离 ) 的影响。 (4) 距离增加，光照强度减弱，光合速率 降低，气泡产生速率下降；随时间延长，水中二氧化碳量减 少影响光合速率，也会使气泡产生速率下降。
A.①③⑤
B.②③④
C.②④⑤
D.①②③
第16讲 │ 要点探究
B
[解析] 高粱和玉米是C4植物，围绕着维管束的叶肉细
胞排列紧密有基粒能进行光反应。在 C4 植物的 CO2 固定过程
中先形成 C4，再转化为C3。光能转变成电能时电子的最终受 体是NADP＋，NADPH参与暗反应C3还原过程。C4途径中能 够固定CO2的酶(PEP羧化酶)对CO2的亲和力比C3途径中的有 关酶的亲和力大得多，所以能利用低浓度的 CO 2 。特别在高
温、光照强烈和干旱的条件下，C4植物仍能进行光合作用。
第16讲 │ 要点探究
2010·九江模拟在某一时刻，将两株植物移入没有二氧 化碳的环境中，图16－2表示的是其体内三碳化合物和五 碳化合物的变化情况，下列说法正确的是( )
第16讲 │ 要点探究
A.a、c代表C3植物，b、d代表C4植物 B.a、d代表C3植物，b、c代表C4植物 C.b、c代表C3植物，a、d代表C4植物 D.b、d代表C3植物，a、c代表C4植物 D [解析] 从选项中可知，此题要求判断出植物的类型。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， 而C3植物则不能。在某一时刻，将两株植物移入没有二氧化碳 的环境中，C4植物能够利用很低的CO2，所以C3的含量下降得缓 慢一些。由于暗反应的C3途径是一个循环过程，因此C3、C5的 总量不变，C4植物C3的含量下降的缓慢一些，它的C5的含量上 升就迅速些。由此可得到答案。
人教版高中生物选修光合作用 提高农作物的光能利用率名师精编课件
2、从海洋的不同深度采集到四种类型浮游植物（Ⅰ、
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），测定了每种类型在不同光照强度下
光合作用效率，如下图所示，在最深的海域采集到
课堂训练
1、下图是在盛夏的一个晴天，某植物对CO2的吸收和 释放状况，据图回答：
B D
C
A E
D→E段CO2吸收量逐渐减少是因为光照强度＿逐＿步＿减＿弱， 以至光反应产生的＿AT＿P 和＿N＿AD＿P＿H 逐渐减少，从而影响了 暗反应＿还＿原＿作＿用＿强度，使＿五＿碳＿化合物数量减少，影响 了CO2固定。 C处光合作用效率暂时降低，可能是因为＿ 温＿度＿高＿蒸＿腾＿作＿用＿过＿强＿气＿孔＿关＿闭＿，＿影＿响＿了＿C＿O＿2的＿供＿应＿。
光能 CO2 + H2O 叶绿体 （CH2O）+ O2
• 从化学反应式的角度来分析光合作用 总反应式，若要提高光合作用有机物 的生成量，我们可采取哪些积极有效 的措施？
• 从光合作用的条件看： 光能
CO2 + H2O 叶绿体 （CH2O）+ O2
1、增加光照 （1）延长光照时间－－如轮作，短日照植物收获营养
三 提高农作物的光能利用率
• 什么叫光能利用率？
单位土地面积上，农作物通过光合作用所产生 的有机物中所含的能量，与这块土地所接受的太阳 能的比。光能利用率一般不会超过4%。
光合作用制造的有机物中所含能量
光能利用率 =
这块土地所接受的太阳能的比
光合作用效率：指在单位时间里，绿色植物通 过光合作用制造的有机物中所含有的能量。
• 对于提高光合效率，单色光中，红光最强；蓝紫光 次之；黄绿光最差。
• 在蓝紫光的照射下，光合产物中蛋白质和脂肪的含 量较多。
• 在红光的照射下，光合产物中糖类的含量较多。
细胞生物学C3和C4植物
3（碳３）等类型。
水稻是Ｃ3植物，在高温、强光下容易产生光抑制，光合作用减弱。
与Ｃ3植物相比，玉米等Ｃ4植物具有更高的光合效率，而且在强光、高温、低温等逆境条件下有较好的防御反应，能保持较高的光合作用。
因此，如何把Ｃ3植物改造成Ｃ4植物是科学家长期的梦想。
从１９９７年开始，江苏省农科院研究员焦德茂主持的课题组，通过对不同转玉米高光效基因水稻材料进行比较，证明来自Ｃ4植物中的高光效基因ＰＥＰＣ是提高光合效率的关键基因，Ｃ4光合途径在水稻中原本微弱的存在，但在一般情况下不起作用，将玉米高光效基因导入水稻后，不是因为气孔放大使水稻吸收二氧化碳的能力增强，而是使水稻本身的Ｃ4光合能力增强，这种增强的效率在高光强、高温等逆境条件下尤为显著。
高。
磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)在其中起了很大的作用。
C4植物光合系统的浓缩CO2，增加局部CO2浓度的机制，使其即使在低CO2浓度时也能使光合作用几近饱和，从而大大提高其光合作用效率。
因此，如何将C4植物的这一机制转移到水稻等C3植物上一直是植物生物学家的研究问题之一，但实践证明，常规杂交育种手段很难如愿以偿。
最近，Ku等(1999)利用农杆菌介导法，将完整的玉米PEPC基因导入到了C3植物水稻的基因组中。
分析结果表明，多数转基因水稻植株均高水平地表达玉米的PEPC基因，一些转基因植株叶片中的PEPC酶蛋白含量占叶片总可溶性蛋白的12%以上，其活性甚至比玉米本身的还高2-3倍。
Northern和Southern分析结果表明，PEPC基因在转基因水稻植株中不存在基因沉默现象。
这为利用基因工程技术快速改良水稻等C3作物的光合作用效率，提高粮食作物产量开辟了新路子。
一由三个碳原子组成的，叫做C3植物。
后来，又发现了基本单位是四个碳的植物，叫做C4植物，以区别于C3植物。
应该说，C3、C4植物是光合作用的最基本的产物。
有关这些基本产物的知识，是在利用二氧化碳-14（14CO2）作为示踪剂之后才被人们所了解的。
20227高三生物提高农作物的光能利用率c3和c4植物
问题1：什么叫光能利用率？
光能利用率 = —光—合—产—物—中—贮—存—的—能—量—×100% 照射到地面的总太阳能
问题2：如何提高农作物对光能的利用率？
延长光合作用时间（如间作、套种 、复种 ） 增加光合作用面积（如合理密植） 提高农作物的光合作用效率
讨论
• 根据光合作用的总反应式，分析若要提 高光合作用有机物的生成量，我们可采 取哪些积极有效的措施？
•绿色植物周围空气中的二氧化碳的含量， 直接影响绿色植物的光合作用效率。
光
合
作
c
用
的
强
度
Ob a
d e
二氧化碳的浓度
a → b：CO2太低，农作物消耗光合产物；
b → c：随CO2的浓度增加，光合作用强度增强；
c → d：CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变；
d → e：CO2浓度超过一定限度，将引起原生质体中毒 或气孔关闭，抑制光合作用。
讨论
2.随着农业技术的发展，日光温室种植果蔬已成 为我国优质高效农业的一枝奇秀，日光温室中 如何提高空气中二氧化碳的浓度呢？
• 施用固体二氧化碳（干冰）。 • 使用农家肥，可以使土壤中微生物的数量增多，
活动增强，分解有机物，放出二氧化碳。 • 使用NH4HCO3肥料，既可以为植物提供铵盐，
又可以为植物提供二氧化碳。 • 温室作物也要合理密植和通风透光。 • 日光温室可与养殖场的鸡舍和猪圈相连。 • 温室中还可以使用二氧化碳发生器。
理灌溉）
间作、套种与复种
在一块地上按照一定的行、株距和占地 的宽窄比例种植几种庄稼，叫间作套种。一 般把几种作物同时期播种的叫间作，不同时 期播种的叫套种。
复种是指一年内，在同一耕地上，种植 作物一次、二次还是三次，即重复种植作物。 例如,春季开始,先种一次早稻,等早稻收割后 接着种一季晚稻,而在晚稻收割后,接着再种 一季冬季作物,如绿肥、蔬菜、油菜...
对C3植物和C4植物的认识
对C3植物和C4植物的认识昔阳中学李建国摘要：根据CO2同化方式不同，植物可分为C3植物和C4植物。
C3植物和C4植物叶片结构有明显的差异，所以其光合作用特征也有明显不同，了解叶片结构和光合作用特征，有利于人为提高植物光合作用的效率，从而提高农作物的光能利用率，提高农作物的产量。
关键词：C3植物 C4植物补偿点光呼吸自然界中的绿色植物基本上都能够通过光合作用制造有机物，但不同的绿色植物光合作用效率不同，合成有机物的量也不同，影响光合作用效率的因素有很多，如温度、CO2的浓度、光照强度、水分等都是外界因素；酶的合成、色素的合成，结构上的差异，某些生理活动上的差异等都是内部因素。
C3植物和C4植物在内部结构和生理上都有明显的不同，所以它们的光合作用效率是不同的，现就二者在结构和生理上的特点进行初步的分析和了解，以便能更好地理解它们在光合效率上的差异。
一、C3植物和C4植物的叶片结构在绿色植物光合作用的暗反应中都进行着的CO2固定和C3化合物的还原，但不同类型的植物中，CO2固定方式是不同的，只能将CO2固定为C3化合物的植物叫做C3植物，能将CO2固定为C4化合物然后再进步固定为C3化合物的植物叫做C4植物。
C3植物和C4植物在CO2固定上的差异与其叶片结构差异有关，叶片结构上的差异主要表现在叶片维管束鞘细胞中和叶肉细胞两大方面。
从维管束鞘细胞方面分析，C3植物的维管束鞘细胞，细胞体积小，细胞内不含叶绿体，所以不能进行光合作用，而C4植物的维管束鞘细胞，细胞体积大，细胞内含体积较大的叶绿体，数量较多，但没有基粒（或没有发育良好的基粒），基质中有间质类囊体片层，类囊体片层上也分布着光反应所需的酶和色素，因此C4植物的维管束鞘细胞既能进行光合作用的光反应也能进行暗反应，但由于类囊体片层较少，光反应较弱。
从叶肉细胞方成面分析，C3植物的叶肉细胞，一部分在维管束鞘周围呈无规则疏松排列，构成海绵组织，不围绕维管束鞘细胞构成紧密的“花环状”；另一部分叶肉细胞在靠近叶片表面紧密排列，构成栅栏组织。
生物一轮复习考点1(C3植物与C4植物及提高农作物的光能利用率)3
量风市然必阳光实验学校一轮复习考点训练题考点10 C3植物与C4植物及提高农作物的光能利用率童金元[高考考点]1．C3植物和C4植物的概念及叶片结构的特点〔B〕2．提高农作物的光能利用率〔C〕一、单项选择题1.以下有关C3植物和C4植物的表达，正确的选项是A．C3植物仅叶肉细胞中含有正常的叶绿体B．比拟两类植物的叶片，C4植物的叶脉颜色较深C．C4植物的叶肉细胞含有无基粒叶绿体，其中含有不同的酶D．热带和亚热带的植物都是C4植物，温带和寒带的植物都是C3植物2.含有完整的叶绿体，却不进行光用全过程的细胞是A．C3植物的叶肉细胞B．C3植物的维管束鞘细胞C．C4植物花环状外圈的细胞D．C4植物花环状内圈的细胞3.以下细胞能进行光用的有①保卫细胞②叶表皮细胞③C3植物的维管束鞘细胞④C4植物叶的维管束鞘细胞⑤固氮蓝藻A．①③⑤B．①④⑤C．②③④D．①②③④4.以下关于外界条件对光用强度影响的表达中，正确的选项是A．在相同光照条件下，各种植物的光用强度相同B．温室栽培时，在晴朗的白天适当提高温度，可增加作物的光用强度C．在相同光照和温度条件下，空气中CO2的浓度越高，光用的强度就越大D．假设土壤中缺乏N、P、Mg元素，农作物的光用强度不会受影响5.右侧曲线图显示温度与光用速率的关系。
当温度超过45℃，光合速率急剧下降，其原因主要是A．温度上升使水大量散失，导致光用的原料缺乏B．叶绿素分子因热分解C．气孔关闭影响二氧化碳吸收D．温度上升迫使二氧化碳从叶内溢出6.右图中A、B两曲线分别表示一种C3植物和一种C4植物的光用速率与环境中CO2浓度的关系(其它条件相同)。
以下相关表达中不正确的选项是A．B植物在较低CO2浓度时比A植物具有生长优势B．A植物的光用速率将随CO2浓度的升高而不断地提高C．CO2浓度为n时，A、B两植物光用速率相D．假设能改善光照条件，两植物m点的光合速率还可提高7.夏季某植物在提高了二氧化碳的浓度后光用的强度并未发生变化，原因可能是A．阴雨天光照缺乏B．温度过低使酶的活性降低C．二氧化碳的浓度过高抑制了光用 D．光照过强抑制了光能转换为电能的过程8.以下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿〞处理)的同种相似植株放在不同的钟罩内，以下关于本的目的表达中最准确的是A．证用的速率随CO2浓度增大而增大 B．证用的必需条件是CO2C．探究光用是否需要NaHCO3 D．探究光用是否需要NaOH 9.在寒冷的冬天，利用温室进行蔬菜种植，可以提高经济效益，但需要调节好温室的光照、湿度、温度和气体，以提高产品的质量，以下措施及方法不正确的选项是A．适当增加光照，以补充冬季阳光的缺乏B．向温室内期施放二氧化碳气体，以增加光用强度C．向温室内期释放氧气，以降低呼吸作用强度D．温室内尽量保持昼夜温差，以利于有机物的积累10.水稻是我国主要的粮食作物之一。