第二第一节 二 Ｃ３植物和Ｃ４植物
学习目标
１．Ｃ３植物和Ｃ４植物在叶片结构上的区别（重点）
２．Ｃ４植物光合作用特点（难点）
３．知道Ｃ４植物固定二氧化碳能力明显提高的原因
知识点问题归纳与
一．Ｃ３植物和Ｃ４植物1、明确两种植物的概念区别
Ｃ４植物：光合作用中，ＣＯ２固定的Ｃ首先转移到＿
1.概念 中，然后才转移到＿＿＿中的植物
Ｃ３植物：光合作用中，ＣＯ２固定的Ｃ仅转移
到＿＿中的植物
二．Ｃ３途径和Ｃ４途径
2、观察Ｃ３植物和Ｃ４植物叶片的结构。对比这两种叶片在结构上有哪些主要区别？
3、回顾Ｃ４植物光合作用的大体过程填写右图。
4、讨论：Ｃ３植物与Ｃ４植物光合作用途径的有什么主要区别
什么是“二氧化碳泵”
5、请用化学平衡知识解释C4植物具有较强光合作用的原因？（从反应物、产物角度入手）
6、讨论C3植物体内是否具有C4化合物？ 2、Ｃ３植物和Ｃ４植物叶片的结构的区别
植物类型Ｃ３植物Ｃ４植物
植物类
型举例典型的＿＿带植物，
如＿＿＿＿＿＿＿典型的＿＿＿植物，
如＿＿＿＿＿
叶片的
解剖结构维管束鞘及周围＿
＿＿＿＿＿维管束鞘及周围＿＿
＿＿＿＿＿＿
叶绿体
的类型有＿＿种类型的叶
绿体：位于＿＿＿＿有＿种类型的叶绿体：叶
肉细胞的叶绿体＿＿；维
管束鞘细胞的叶绿体＿＿
3、Ｃ４植物光合作用特点示意图
叶肉细胞的叶绿体 维管束鞘细胞中的叶绿体
4、Ｃ３植物与Ｃ４植物光合作用途径的区别
植物种类Ｃ３植物Ｃ４植物
ＣＯ２的固定途径
ＣＯ２的固定场所
ＣＯ２最初的受体
ＣＯ２固定后产物
ＣＯ２的利用效率
5、用化学平衡知识解释C4植物具有较强光合作用的原因
6、C3植物体内是否具有C4化合物？
反馈训练：
一、选择题
１．Ｃ４植物叶片内进行光合作用的细胞是（ ）
Ａ．维管束细胞 Ｂ．叶肉细胞
Ｃ．保卫细胞 Ｄ．维管束细胞和叶肉细胞
答案：D
２．在低浓度的ＣＯ２的环境中，下列哪一组植物的生长状况要良好一些（ ）
Ａ．小麦．水稻 Ｂ．大麦．大豆
Ｃ．高粱．玉米 Ｄ．菜豆．马铃薯
答案：C
３．Ｃ４植物维管束鞘细胞的特点是（ ）
Ａ．细胞大，叶绿体内有基粒 Ｂ．细胞小，无叶绿体
Ｃ．细胞大，叶绿体内无基粒 Ｄ．细胞小，有叶绿体，有基粒
答案：C
４．在显微镜下观察玉米和水稻叶的永久横切片如下图所示，对此做出的判断正确的是
A.甲是水稻，1是维管束鞘细胞
B.甲是玉米，2是不含基粒的叶绿体
C.乙是水稻，1是固定CO2
D.乙是玉米，3与光合作用有关
答案：B
５．科学家发现Ｃ４和Ｃ３植物光合作用的叶片中，合成淀粉等有机物的具体部位是（ ）
Ａ．前者只在维管束细胞；后者只在叶肉细胞
Ｂ．前者只在叶肉细胞；后者只在维管束鞘细胞
Ｃ．前者在维管束鞘细胞和叶肉细胞；后者在叶肉细胞和维管束鞘细胞
Ｄ．前者只在维管束鞘细胞；后者在叶肉细胞和维管束鞘细胞
答案：A
６．关于Ｃ４植物的Ｃ４和Ｃ３途径的有关叙述中，正确的是（ ）
Ａ．Ｃ４途径发生在维管束鞘细胞，Ｃ３途径发生在叶肉细胞
Ｂ．叶肉细胞可同时发生Ｃ３和Ｃ４途径
Ｃ．Ｃ３途径发生维管束鞘细胞，Ｃ４途径发生在叶肉细胞
Ｄ．Ｃ３和Ｃ４途径都发生在维管束鞘细胞
答案：C
７．把大小和生长状况基本相同的一株Ｃ３植物和Ｃ４植物，共同用一个玻璃钟罩罩住，使其与外界空气隔绝，每天给予１２小时的光照。几天后最可能的情况是（ ）
Ａ．Ｃ４植物生长优于Ｃ３植物 Ｂ．Ｃ３植物生长优于Ｃ４植物
Ｃ．Ｃ３植物和Ｃ４植物都生长迅速 Ｄ．Ｃ３植物和Ｃ４植物同时死亡
答案：A
８．Ｃ４途径中ＣＯ２的受体是（ ）
Ａ．叶肉细胞细胞质中的磷酸烯醇式丙酮酸
Ｂ．叶肉细胞细胞核中的磷酸烯醇式丙酮酸
Ｃ．维管束鞘细胞质中的天冬氨酸
Ｄ．叶肉细胞细胞质中的草酸乙酸
答案：A
９．下列对Ｃ４植物和Ｃ３植物的描述正确的是（ ）
Ａ．Ｃ３植物中叶肉细胞含有完整的叶绿体，利用ＣＯ２的能力更强
Ｂ．Ｃ４植物维管束鞘细胞的叶绿体无基粒结构，只进行ＣＯ２的固定和传递
Ｃ．Ｃ３植物和Ｃ４植物叶肉细胞的叶绿体功能一样，都进行物质合成作用
Ｄ．Ｃ４植物从进化上讲比Ｃ３植物高等，其叶脉颜色较Ｃ３植物的深
答案：D
１０．Ｃ４植物比Ｃ３植物固定ＣＯ２强的原因是（ ）
Ａ．有关酶的含量少 Ｂ．有关酶的含量多
Ｃ．有关酶对ＣＯ２的亲和力强 Ｄ．有关酶对ＣＯ２的亲和力弱
答案：C
11．将植物栽培在适宜光照．温度和充足的ＣＯ２条下，如果将环境中的ＣＯ２含量突然降至极低水平，此时，叶肉细胞内的Ｃ３化合物．Ｃ５化合物和ＡＴＰ含量变化的情况是（ ）
Ａ．上升．下降．上升 Ｂ．下降．上升．下降
Ｃ．下降．上升．上升 Ｄ．上升．下降．下降
答案：C
二、非选择题
12、图是玉米植株代谢过程示意图，分析回答：
1）玉米的叶片中，围绕维管束的是呈“花环型“的两圈细胞，这两圈细胞结构上的不同点是_____________________________________________________________________
___________________________________________________。
2）图中D，E表示的物质分别是D_____________；E__________________
3）图中A表示的物质是_____________________，它是在___________中产生的。
4）图中未表示出的能使①正常进行的非生物因素还有__________________________
5）写出①过程中电能转换成活跃化学能的反应式________________________________
答案：1）里面的一圈是维管束鞘细胞，细胞内含有较大的叶绿体，但无基粒。外面的一圈是一部分叶肉细胞，含有正常的叶绿体
2）水 矿质元素 3）丙酮酸 细胞质基质 4）适宜光照、温度
5）
补充：
1、Ｃ４植物叶片中为什么只有维管束鞘细胞出现淀粉粒？
Ｃ４植物叶片中的维管束鞘细胞比较大，其中含有许多比较大的叶绿体，但是，这些叶绿体没有基粒或基粒发育不良。在维管束鞘细胞的外侧，有一层与维管束鞘细胞接触紧密的、呈环状或近似环状排列的叶肉细胞。这层叶肉细胞通过大量的叶肉细胞组成了“花环型”的结构，这种结构是Ｃ４植物叶片所特有的。C3植物的维管束鞘细胞比较小，不含或很少含有叶绿体，维管束鞘细胞周围的叶肉细胞排列疏松，叶片内没有“花环型”的结构。由于Ｃ４植物的卡尔循环（包括CO2的固定，还原及C5的再生和CH2O形成）是在维管束鞘细胞中进行的，所以，Ｃ４植物通过光合作用时，只有维管束鞘细胞中不形成淀粉，相反，C3植物通过光合作用产生的淀粉只存在于叶肉细胞中，维管束鞘细胞中则没有淀粉。
2、在干旱的环境中，这什么Ｃ４植物生长得比C3植物好？
C3途径中CO2固定是通过二磷酸核酮糖羧化酶的催化实现的。C4途径中CO2的固定是通过 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的催化作用实现的。这两种酶都能固定CO2，但是它们对CO2的亲和力却相差很远。实验证明，后者的亲和力比前者高约60倍，因此Ｃ４植物的光合效率比C3植物甚至能够利用细胞间隙中会计师很低的CO2继续进行光合作用，而C3植物生长得比C3植物好。
3、C3植物和C4植物的区别。一是维管束鞘，C3植物的维管束鞘细胞内无叶绿体，C4植物的维管束鞘细胞内含有无基粒的叶绿体且细胞比较大；二是光合作用中CO2的固定途径，C3植物CO2的固定是被C5与CO2结合形成C3，不需能量仅需酶，与暗反应中C02的还原发生在同一细胞的同一叶绿体内；C4植物的CO2的第一次固定需要消耗能量，第一次固定与还原不在同一细胞内完成。
