Question

【題目】材料1：科學研究發現植物在光照條件下，進行光合作用的同時發生“光呼吸”作用．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．它是光合作用一個損耗能量的副反應．具體過程如圖1所示：

（1）通過比較碳固定數發現，有光呼吸發生時，光合作用效率降低了_____%。

（2）“光呼吸”之所以發生，是因為Rubisco酶與大多數酶相比較弱．氧氣和二氧化碳都能與酶的_____結合而互為抑制劑。

（3）在大棚種植蔬菜時可通過采取_____措施，降低“光呼吸”作用。

A．延長光照時間 B．補充照明 C．增施有機肥 D．降低溫度

（4）“光呼吸”作用對于光合作用也有積極意義：當_____時，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。

（5）下列說法正確的是_____

A．“光呼吸”與“細胞呼吸”一樣，都消耗了氧氣，釋放出二氧化碳

B．“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線粒體中

C．“光呼吸”消耗ATP，而細胞呼吸則產生ATP

D．“光呼吸”的發生必須要在有光的條件下，而“細胞呼吸”則與光照條件無關

材料2：為研究浮游藻類的光合作用，將一種綠藻培養至指數生長期，并以此為材料，測定了藻細胞在不同條件下的凈光合速率（Pn）。圖2為光合放氧測定裝置的示意圖；圖3是不同的NaHCO3濃度（pH 8.5，25℃）條件下測得Pn曲線圖。

（6）通過變換圖2中光源，可研究_____、_____對光合作用的影響。

（7）由于弱堿性的藻培養液中游離CO2濃度很低，藻光合作用主要通過胞內碳酸酐酶（CA）分解水中的HCO3﹣獲得CO2．圖3中達到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為_____mgL﹣1；在更高NaHCO3濃度下，Pn不再增加的主要原因有_____、_____。

Answer 1

【答案】30 活性部位 C CO2供應不足（氣孔關閉、CO2吸收減少等） ACD 光強 光質 120 達到了 CO2飽和點（受光反應速率的限制） CA量有限

【解析】

1、影響光合作用的環境因素。
（1）溫度對光合作用的影響：在最適溫度下酶的活性最強，光合作用強度最大，當溫度低于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而加強，當溫度高于最適溫度，光合作用強度隨溫度的增加而減弱。
（2）二氧化碳濃度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨二氧化碳濃度的增加而增強，當二氧化碳濃度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。
（3）光照強度對光合作用的影響：在一定范圍內，光合作用強度隨光照強度的增加而增強。當光照強度增加到一定的值，光合作用強度不再增強。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。

2、“光呼吸”與“有氧呼吸”相比較，它們的共同點是都消耗了氧氣，釋放出二氧化碳。光呼吸反應的場所是葉綠體基質，反應條件是二氧化碳供應不足和光照過強；細胞呼吸的場所的場所是細胞質基質和線粒體。

3、由于光呼吸的條件是光照、高氧和低二氧化碳條件下發生的，所以在大棚種植蔬菜時，增施有機肥經分解者分解后產生二氧化碳，二氧化碳濃度升高可以抑制光呼吸。
4、光呼吸的積極意義：當光合作用二氧化碳供應不足時，光反應過強使得葉綠體內通常會積累NADPH和ATP，對葉綠體造成傷害，經過光呼吸，可以消耗多余的NADPH和ATP，保護了葉綠體。

（1）看圖可知：無光呼吸發生時，10分子C5結合10分子CO2；有光呼吸時，10分子C5結合8分子CO2，在生成乙醇酸時還釋放了1分子CO2，可見有光呼吸時，10分子C5結合7分子CO2，故有光呼吸發生時，光合作用效率降低了30%。

（2）“光呼吸”之所以發生，是因為Rubisco酶與大多數酶相比較弱．氧氣和二氧化碳都能與酶的活性部位結合，而互為抑制劑。

（3）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．故黑暗、提高二氧化碳濃度，或者降低氧氣的濃度，都可以降低光呼吸。

AB、延長光照時間或補充照明都可以增強光呼吸，AB錯誤；

C、有機肥含有C元素，被微生物分解，可產生二氧化碳，增施有機肥可以提高環境中的二氧化碳濃度，從而降低“光呼吸”作用。C正確；

D、降低溫度對氧氣和二氧化碳的產生都有影響，不一定抑制光呼吸，D錯誤。

故選C。

（4）據圖可知：“光呼吸”作用可以NADPH和ATP。“光呼吸”作用對于光合作用也有積極意義：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。

（5）A、看圖可知：“光呼吸”消耗了氧氣，釋放出二氧化碳，A正確；

B、“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；

C、看圖可知“光呼吸”消耗ATP和NADPH，而細胞呼吸則產生ATP，C正確；

D、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。

（6）可調光源可改變光照強度、光的波長（光質），從而可以研究光強和光質對光合作用的影響。

（7）由圖3可以看出，達到最大Pn值的最低NaHCO3濃度為120mL﹣1．在更高NaHCO3濃度下，外界因素是CO2濃度達到了CO2飽和點，不能吸收更多的CO2；內部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HCO3-