Question

【題目】

科學研究發現植物在光照條件下，進行光合作用的同時也能發生“光呼吸”作用。光呼吸是植物在光照和高氧條件下消耗氧氣，損耗能量，并且生成二氧化碳。RuBP（反應物1，5-二磷酸核酮糖）和 Rubisco（催化劑1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶）有兩種作用，在光合作用中RuBP在 Rubisc催化下生成能量獲得碳素（卡爾文循環），在光呼吸中RuBP在Rubisco催化下也能消耗能量釋放碳素。具體過程如圖所示，請回答下列問題：

（1）光合作用的場所是______（細胞器）；暗反應（卡爾文循環）發生在其______（部位）；暗反應為光反應的進行提供______。

（2）據圖可知，光呼吸與光合作用都利用了______為原料，但光合作用在暗反應階段實現了該物質的再生，而光呼吸則將該物質徹底氧化分解生成______。暗反應（卡爾文循環）中，RuBP轉化成PGA的過程稱為______。

（3）有觀點指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過強光照下，因為溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉，______供應減少，此時的光呼吸可以消耗光反應階段生成較多的______，而光呼吸產生的CO2又可以作為暗反應階段的原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。

（4）下列有關“光呼吸”和“細胞有氧呼吸”的比較，其中正確的是______（多選）

A．“光呼吸”與“細胞有氧呼吸”一樣，都消耗了氧氣，釋放出二氧化碳

B．“光呼吸”發生在葉綠體中，而“細胞有氧呼吸”發生在線粒體中

C．“光呼吸”消耗ATP，而”細胞有氧呼吸”呼吸則產生ATP

D．“光呼吸”的發生必須要在有光的條件下，而“細胞有氧呼吸”則與光照條件無關

（5）分析如表，______遮光條件下植物積累的有機物最多，結合已學的生物學知識和圖中的信息，從兩個方面，解釋該條件下為什么比不遮光條件下的積累的有機物多？______。

遮光比例（%）	葉綠素含量（mg/g）	凈光合速率（μmoL m-2s-1）	植株干重（g）
0	2.1	8.0	7.5
10	2.3	9.6	9.9
30	2.4	8.9	9.2
50	2.6	5.0	7.2
70	2.9	2.7	4.8
90	3.0	0	3.2

Answer 1

【答案】】葉綠體 葉綠體基質 ADP、Pi和NADP+ C5 CO2 二氧化碳的固定 二氧化碳 NADPH和ATP ACD 10% 適當遮光可以提高葉綠素的含量增強光合作用強度，同時可以抑制光呼吸而提高光合作用強度

【解析】

據圖圖示表示光合作用暗反應和光呼吸的過程，光呼吸需要用到C5為原料，光合作用在暗反應階段又生成了C5化合物，實現了該物質的再生，而且光呼吸最終將該物質徹底氧化分解成CO2．光呼吸消耗氧氣，生成二氧化碳，消耗NADPH和ATP。

（1）綠色植物光合作用的場所是葉綠體，光合作用的暗反應階段發生在葉綠體基質中，光合作用的暗反應階段可以為光反應提供ADP、Pi和NADP+。

（2）據圖分析可知，光呼吸與光合作用都以RuBP（或C5）為原料。在光合作用的暗反應階段可以實現五碳化合物的再生，圖中光呼吸最終將五碳化合物徹底氧化分解生成CO2．暗反應（卡爾文循環）中，RuBP轉化成PGA的過程稱為二氧化碳的固定。

（3）據圖分析可知，當CO2供應不足葉綠體內通常會積累NADPH和ATP，對葉綠體造成傷害，而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP。

（4）看圖可知：“光呼吸”消耗了氧氣，釋放出二氧化碳，A正確；“光呼吸”第一階段反應發生在葉綠體中，而細胞呼吸第一階段反應發生于細胞質基質中，B錯誤；看圖可知“光呼吸”消耗ATP和NADPH，而細胞呼吸則產生ATP，C正確；根據題干信息“光呼吸是所有進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的一個生化過程。”“光呼吸”的發生必須要在有光的條件下，而“細胞呼吸”則與光照條件無關，D正確。 故選ACD。

（5）據表分析可知，表格中的10%遮光條件下光合速率和植物干重均為最大值，故積累的有機物最多。原因可能是適當遮光可以提高葉綠素的含量增強光合作用強度，同時可以抑制光呼吸而提高光合作用強度。