Question

【題目】植物細(xì)胞的葉綠體在光照條件下可以消耗一定量的02，這屬于植物細(xì)胞光呼吸的重要環(huán)節(jié)，如圖所示為植物細(xì)胞光合作用和光呼吸的部分過程。據(jù)圖回答下列問題：

（1）圖中加氧反應(yīng)發(fā)生的場所是____________；已知光合作用的中間產(chǎn)物有C3，則光呼吸對應(yīng)的中間產(chǎn)物有________________________。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)的是同一種羧化酶，而且C02和02會競爭此酶的同一活性位點，當(dāng)細(xì)胞中02濃度升髙時，羧化反應(yīng)會____________，從而導(dǎo)致植物積累有機(jī)物的速率____________；對于綠色植物而言，光合作用、細(xì)胞呼吸和光呼吸三種生理過程，只能在光下進(jìn)行的有：______________。

（3）若在理想狀態(tài)下，綠色植物的葉肉細(xì)胞不進(jìn)行光呼吸，則將理想狀態(tài)下的一株植物移至具有高濃度02 的環(huán)境中，則其葉肉細(xì)胞的葉綠體中C5含量將____________（填“升高”或“降低”）。

（4）若將植物密閉在無02、但其他條件適宜的小室中，照光培養(yǎng)一段時間后，發(fā)現(xiàn)植物的有氧呼吸增加， 原因是____________________________________。

Answer 1

【答案】 葉綠體基質(zhì) C3和C2 減弱（或受抑制） 減小 光合作用和光呼吸 降低 植物在光照等適宜條件下，光合速率大于呼吸速率，有多余的氧氣釋放到細(xì)胞外（光合作用釋放的O2）， 使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)（或氧氣參與有氧呼吸第三階段與[H]結(jié)合生成水），所以當(dāng)O2增多時，有氧呼吸會增加

【解析】試題分析：光呼吸是所有行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程，它是光合作用一個損耗能量的副反應(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。據(jù)圖分析，高濃度二氧化碳條件下，五碳化合物與二氧化碳發(fā)生羧化反應(yīng)生成三碳化合物，進(jìn)而進(jìn)行卡爾文循環(huán)生成糖類；高濃度氧氣條件下，五碳化合物與氧氣發(fā)生加氧反應(yīng)，生成三碳化合物和二碳化合物，三碳化合物一方面參與卡爾文循環(huán)，另一方面與二碳化合物結(jié)合，參與有氧呼吸，生成二氧化碳。

（1）根據(jù)題意，植物細(xì)胞的葉綠體在光照條件下可以消耗一定量的02，說明圖中加氧反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中；光呼吸過程中，五碳化合物發(fā)生加氧反應(yīng)生成了三碳化合物和二碳化合物。

（2）根據(jù)題意分析，羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)需要的是同一種羧化酶，則當(dāng)細(xì)胞中02濃度升髙時，加氧反應(yīng)增強(qiáng)，因此羧化反應(yīng)會減弱，導(dǎo)致植物積累有機(jī)物的速率降低；根據(jù)題干信息可知，光呼吸需要光照條件，因此光合作用、細(xì)胞呼吸和光呼吸三種生理過程，只能在光下進(jìn)行的有光合作用和光呼吸，而呼吸作用在有光和無光條件下都可以進(jìn)行。

（3）將理想狀態(tài)下的一株植物移至具有高濃度02 的環(huán)境中，植物將進(jìn)行光呼吸，導(dǎo)致五碳化合物含量降低。

（4）植物在光照等適宜條件下，光合速率大于呼吸速率，有多余的氧氣釋放到細(xì)胞外（光合作用釋放的O2）， 使密閉小室中O2增加，而O2與有機(jī)物分解產(chǎn)生的NADH發(fā)生作用形成水是有氧呼吸的一個環(huán)節(jié)（或氧氣參與有氧呼吸第三階段與[H]結(jié)合生成水），所以當(dāng)O2增多時，有氧呼吸會增加。