Question

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

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

（2）研究發現，催化羧化反應和加氧反應的是同一種羧化酶，而且C02和02會競爭此酶的同一活性位點，當細胞中02濃度升髙時，羧化反應會____________，從而導致植物積累有機物的速率____________；對于綠色植物而言，光合作用、細胞呼吸和光呼吸三種生理過程，只能在光下進行的有：______________。

（3）若在理想狀態下，綠色植物的葉肉細胞不進行光呼吸，則將理想狀態下的一株植物移至具有高濃度02 的環境中，則其葉肉細胞的葉綠體中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，照光培養一段時間后，發現植物的有氧呼吸增加， 原因是____________________________________。

Answer 1

【答案】 葉綠體基質 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胞外（光合作用釋放的O2）， 使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產生的NADH發生作用形成水是有氧呼吸的一個環節（或氧氣參與有氧呼吸第三階段與[H]結合生成水），所以當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胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的一個生化過程，它是光合作用一個損耗能量的副反應；光呼吸可消除多余的NADPH和ATP，減少細胞受損的可能，有其正面意義。據圖分析，高濃度二氧化碳條件下，五碳化合物與二氧化碳發生羧化反應生成三碳化合物，進而進行卡爾文循環生成糖類；高濃度氧氣條件下，五碳化合物與氧氣發生加氧反應，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，另一方面與二碳化合物結合，參與有氧呼吸，生成二氧化碳。

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

（2）根據題意分析，羧化反應和加氧反應需要的是同一種羧化酶，則當細胞中02濃度升髙時，加氧反應增強，因此羧化反應會減弱，導致植物積累有機物的速率降低；根據題干信息可知，光呼吸需要光照條件，因此光合作用、細胞呼吸和光呼吸三種生理過程，只能在光下進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行。

（3）將理想狀態下的一株植物移至具有高濃度02 的環境中，植物將進行光呼吸，導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胞外（光合作用釋放的O2）， 使密閉小室中O2增加，而O2與有機物分解產生的NADH發生作用形成水是有氧呼吸的一個環節（或氧氣參與有氧呼吸第三階段與[H]結合生成水），所以當O2增多時，有氧呼吸會增加。