Question

10．科研人員探究不同光照強(qiáng)度對(duì)棗樹(shù)光合作用的影響，對(duì)不同光照處理的棗樹(shù)葉片進(jìn)行光合速率變化測(cè)定，下圖1表示其測(cè)定結(jié)果．在強(qiáng)光下，棗樹(shù)葉片還可以進(jìn)行光呼吸．當(dāng)光反應(yīng)產(chǎn)生的能量超過(guò)暗反應(yīng)的需要，會(huì)對(duì)葉肉細(xì)胞造成傷害，此時(shí)光呼吸可以對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用．下圖2表示光合作用和光呼吸的部分過(guò)程．請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）從圖1可以看出，進(jìn)行遮光處理的棗樹(shù)，其凈光合速率總體上低于（高于/低于/等于）全光照的棗樹(shù)，這是因?yàn)楣庹詹蛔銓?duì)呼吸作用影響不大，卻顯著影響發(fā)生在類囊體膜的光反應(yīng)階段，導(dǎo)致為暗反應(yīng)階段提供的ATP和[H]不足．
（2）研究發(fā)現(xiàn)，圖2所示過(guò)程中，催化過(guò)程②和③的是同一種酶，CO₂和O₂會(huì)競(jìng)爭(zhēng)此酶的同一活性位點(diǎn)．因此，當(dāng)細(xì)胞中O₂濃度升高時(shí)，會(huì)抑制過(guò)程②的進(jìn)行．
（3）光呼吸不同于有氧呼吸，主要區(qū)別是：有氧呼吸主要發(fā)生在棗樹(shù)細(xì)胞的線粒體中，消耗O₂并產(chǎn)生ATP；光呼吸發(fā)生在棗樹(shù)葉肉細(xì)胞的葉綠體（基質(zhì)）中，消耗O₂并消耗ATP．
（4）綜合上述分析，在強(qiáng)光下，光呼吸可以對(duì)棗樹(shù)葉肉細(xì)胞起到保護(hù)作用的原因是光呼吸可以消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)多能量（或ATP和[H]）．

Answer 1

分析 光呼吸是所有行光合作用的細(xì)胞（該處“細(xì)胞”包括原核生物和真核生物，但并非所有這些細(xì)胞都能運(yùn)行完整的光呼吸）在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過(guò)程．它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)．光呼吸可消除多余的NADPH和ATP，減少細(xì)胞受損的可能，有其正面意義．

解答 解：（1）從圖1可以看出，進(jìn)行遮光處理的棗樹(shù)，其凈光合速率曲線都低于全光照的情況，因此進(jìn)行遮光處理的棗樹(shù)總體上低于全光照的棗樹(shù)，這是因?yàn)楣庹詹蛔銓?duì)呼吸作用影響不大，卻顯著影響發(fā)生在類囊體膜上發(fā)生的光反應(yīng)階段，導(dǎo)致為暗反應(yīng)階段提供的 ATP和[H]不足．
（2）②表示二氧化碳的固定，③表示光呼吸，由于催化過(guò)程②和③的是同一種酶，CO₂和O₂會(huì)競(jìng)爭(zhēng)此酶的同一活性位點(diǎn)，所以高濃度的氧氣，低濃度的二氧化碳環(huán)境會(huì)促進(jìn)光呼吸，抑制二氧化碳的固定．
（3）有氧呼吸主要發(fā)生在棗樹(shù)細(xì)胞的線粒體中，消耗O₂并產(chǎn)生ATP；光呼吸發(fā)生在棗樹(shù)葉肉細(xì)胞的葉綠體（基質(zhì)）中，消耗O₂并消耗ATP．
（4）綜合上述分析，在強(qiáng)光下，光呼吸可以對(duì)棗樹(shù)葉肉細(xì)胞起到保護(hù)作用的原因是光呼吸可以消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)多能量（或ATP和[H]）．
故答案為：
（1）低于    類囊體膜    ATP和[H]
（2）抑制
（3）線粒體                       產(chǎn)生       葉綠體（基質(zhì)）               消耗
（4）光呼吸可以消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)多能量（或ATP和[H]）

點(diǎn)評(píng) 本題以光合作用為背景主要考查植物的光呼吸的相關(guān)知識(shí)，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與分析，題目難度中等．