Question

15．光呼吸是指植物的綠色組織以光合作用的中間產(chǎn)物發(fā)生吸收氧氣釋放二氧化碳的過程，光呼吸只在光照條件下進行．回答下列問題：
（1）生活在干旱地區(qū)的植物，為了防止水分蒸發(fā)而關(guān)閉氣孔，使得光合速率下降，其原因是二氧化碳供應(yīng)不足，從光呼吸對光合作用影響的角度分析這些植物能正常生長的原因光呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可以被光合作用的暗反應(yīng)過程利用．
（2）因為綠色植物光呼吸和光合作用同時進行，用一般的氣體交換方法很難測定光呼吸．某研究小組通過以下的兩種方法測定光呼吸：
①使葉片在低氧（＜1%）的條件下進行測定，請分析其原理此時光呼吸不進行，所以光合速率較高，其與常氧濃度（21%）下光合速率之差，可代表光呼吸速率；
②向葉片供應(yīng)二氧化碳使之進行光合作用后，再用無二氧化碳的空氣通過葉片表面．通過上述方法，用文字描述如何計算出光呼吸光下與暗中釋放的CO₂之差．

Answer 1

分析 1、光合作用分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，光反應(yīng)是水光解產(chǎn)生氧氣和還原氫，同時合成ATP，暗反應(yīng)包括二氧化碳固定和三碳化合物還原，二氧化碳固定是二氧化碳與五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物，三碳化合物還原是三碳化合物被還原形成有機物和五碳化合物過程，三碳化合物還原需要消耗光反應(yīng)產(chǎn)生的還原氫、ATP．
2、光呼吸：光呼吸是所有行光合作用的細胞光呼吸（該處“細胞”包括原核生物和真核生物，但并非所有這些細胞都能運行完整的光呼吸）在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程，它是光合作用一個損耗能量的副反應(yīng)，過程中氧氣被消耗，并且會生成二氧化碳，因此降低光呼吸被認為是提高光合作用效能的途徑之一．測定方法：因為光呼吸中吸O₂、放 CO₂與光合作用（吸CO₂、放O₂）同時進行，所以用一般的氣體交換方法難于測定．可用的光呼吸測定方法有以下幾種：①在光照一段時間后，突然停止照光，出現(xiàn)CO₂猝發(fā)，它的速率可代表光呼吸的速率；②使葉片在低O₂（＜1%）條件下進行光合作用，因此時光呼吸不進行，所以光合速率較高，其與常氧濃度（21%）下光合速率之差，可代表光呼吸速率；③將CO₂濃度與光合速率的關(guān)系曲線外推到CO₂為零時，光合速率為負值，它代表光呼吸速率；④向葉片供應(yīng)CO₂使之進行光合作用后，以無CO₂的空氣通過葉片表面，通過后含有呼吸時釋出的CO₂，從光下與暗中釋放的CO₂之差可以計算光呼吸．

解答 解：（1），光合作用過程原料之一是二氧化碳，二氧化碳通過氣孔進入葉肉細胞間隙，進而進入葉肉細胞，生活在干旱地區(qū)的植物，為了防止水分蒸發(fā)而關(guān)閉氣孔，細胞間隙的二氧化碳濃度降低，使暗反應(yīng)的二氧化碳原料不足，葉肉細胞中三碳化合物生成速率降低，因此使光合速率下降；光呼吸消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳為暗反應(yīng)提供原料．
（2）①葉片在低O₂（＜1%）條件下進行光合作用，因此時光呼吸不進行，所以光合速率較高，其與常氧濃度（21%）下光合速率之差，可代表光呼吸速率，因此可以使葉片在低氧（＜1%）的條件下進行測定光呼吸．
②向葉片供應(yīng)CO₂使之進行光合作用后，以無CO₂的空氣通過葉片表面，通過后含有呼吸時釋出的CO₂，光照條件下二氧化碳的釋放量是光呼吸產(chǎn)生二氧化碳與有氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳的總和，黑暗條件下產(chǎn)生的二氧化碳是有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳，因此光下與暗中釋放的CO₂之差可以代表光呼吸．
故答案為：
（1）二氧化碳供應(yīng)不足   光呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可以被光合作用的暗反應(yīng)過程利用
（2）①此時光呼吸不進行，所以光合速率較高，其與常氧濃度（21%）下光合速率之差，可代表光呼吸速率  
②光下與暗中釋放的CO₂之差

點評 本題旨在考查學(xué)生理解光合作用和呼吸作用之間的關(guān)系，光合作用過程的物質(zhì)變化及影響光合作用的因素．光呼吸的過程和測定方法等知識要點，把握知識的內(nèi)在聯(lián)系，形成知識網(wǎng)絡(luò)，并應(yīng)用相關(guān)知識進行推理、解答問題．