Question

【题目】材料1：科学研究发现植物在光照条件下，进行光合作用的同时发生“光呼吸”作用．光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程．它是光合作用一个损耗能量的副反应．具体过程如图1所示：

（1）通过比较碳固定数发现，有光呼吸发生时，光合作用效率降低了_____%。

（2）“光呼吸”之所以发生，是因为Rubisco酶与大多数酶相比较弱．氧气和二氧化碳都能与酶的_____结合而互为抑制剂。

（3）在大棚种植蔬菜时可通过采取_____措施，降低“光呼吸”作用。

A．延长光照时间 B．补充照明 C．增施有机肥 D．降低温度

（4）“光呼吸”作用对于光合作用也有积极意义：当_____时，叶绿体内通常会积累NADPH和ATP，对叶绿体造成伤害，而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP。

（5）下列说法正确的是_____

A．“光呼吸”与“细胞呼吸”一样，都消耗了氧气，释放出二氧化碳

B．“光呼吸”第一阶段反应发生在叶绿体中，而细胞呼吸第一阶段反应发生于线粒体中

C．“光呼吸”消耗ATP，而细胞呼吸则产生ATP

D．“光呼吸”的发生必须要在有光的条件下，而“细胞呼吸”则与光照条件无关

材料2：为研究浮游藻类的光合作用，将一种绿藻培养至指数生长期，并以此为材料，测定了藻细胞在不同条件下的净光合速率（Pn）。图2为光合放氧测定装置的示意图；图3是不同的NaHCO3浓度（pH 8.5，25℃）条件下测得Pn曲线图。

（6）通过变换图2中光源，可研究_____、_____对光合作用的影响。

（7）由于弱碱性的藻培养液中游离CO2浓度很低，藻光合作用主要通过胞内碳酸酐酶（CA）分解水中的HCO3﹣获得CO2．图3中达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为_____mgL﹣1；在更高NaHCO3浓度下，Pn不再增加的主要原因有_____、_____。

Answer 1

【答案】30 活性部位 C CO2供应不足（气孔关闭、CO2吸收减少等） ACD 光强 光质 120 达到了 CO2饱和点（受光反应速率的限制） CA量有限

【解析】

1、影响光合作用的环境因素。
（1）温度对光合作用的影响：在最适温度下酶的活性最强，光合作用强度最大，当温度低于最适温度，光合作用强度随温度的增加而加强，当温度高于最适温度，光合作用强度随温度的增加而减弱。
（2）二氧化碳浓度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随二氧化碳浓度的增加而增强，当二氧化碳浓度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。
（3）光照强度对光合作用的影响：在一定范围内，光合作用强度随光照强度的增加而增强。当光照强度增加到一定的值，光合作用强度不再增强。光呼吸需要用到C5为原料，光合作用在暗反应阶段又生成了C5化合物，实现了该物质的再生，而且光呼吸最终将该物质彻底氧化分解成CO2。光呼吸消耗氧气，生成二氧化碳，消耗NADPH和ATP。

2、“光呼吸”与“有氧呼吸”相比较，它们的共同点是都消耗了氧气，释放出二氧化碳。光呼吸反应的场所是叶绿体基质，反应条件是二氧化碳供应不足和光照过强；细胞呼吸的场所的场所是细胞质基质和线粒体。

3、由于光呼吸的条件是光照、高氧和低二氧化碳条件下发生的，所以在大棚种植蔬菜时，增施有机肥经分解者分解后产生二氧化碳，二氧化碳浓度升高可以抑制光呼吸。
4、光呼吸的积极意义：当光合作用二氧化碳供应不足时，光反应过强使得叶绿体内通常会积累NADPH和ATP，对叶绿体造成伤害，经过光呼吸，可以消耗多余的NADPH和ATP，保护了叶绿体。

（1）看图可知：无光呼吸发生时，10分子C5结合10分子CO2；有光呼吸时，10分子C5结合8分子CO2，在生成乙醇酸时还释放了1分子CO2，可见有光呼吸时，10分子C5结合7分子CO2，故有光呼吸发生时，光合作用效率降低了30%。

（2）“光呼吸”之所以发生，是因为Rubisco酶与大多数酶相比较弱．氧气和二氧化碳都能与酶的活性部位结合，而互为抑制剂。

（3）根据题干信息：光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程．故黑暗、提高二氧化碳浓度，或者降低氧气的浓度，都可以降低光呼吸。

AB、延长光照时间或补充照明都可以增强光呼吸，AB错误；

C、有机肥含有C元素，被微生物分解，可产生二氧化碳，增施有机肥可以提高环境中的二氧化碳浓度，从而降低“光呼吸”作用。C正确；

D、降低温度对氧气和二氧化碳的产生都有影响，不一定抑制光呼吸，D错误。

故选C。

（4）据图可知：“光呼吸”作用可以NADPH和ATP。“光呼吸”作用对于光合作用也有积极意义：当CO2供应不足叶绿体内通常会积累NADPH和ATP，对叶绿体造成伤害，而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP。

（5）A、看图可知：“光呼吸”消耗了氧气，释放出二氧化碳，A正确；

B、“光呼吸”第一阶段反应发生在叶绿体中，而细胞呼吸第一阶段反应发生于细胞质基质中，B错误；

C、看图可知“光呼吸”消耗ATP和NADPH，而细胞呼吸则产生ATP，C正确；

D、根据题干信息“光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程．”“光呼吸”的发生必须要在有光的条件下，而“细胞呼吸”则与光照条件无关，D正确。

故选ACD。

（6）可调光源可改变光照强度、光的波长（光质），从而可以研究光强和光质对光合作用的影响。

（7）由图3可以看出，达到最大Pn值的最低NaHCO3浓度为120mL﹣1．在更高NaHCO3浓度下，外界因素是CO2浓度达到了CO2饱和点，不能吸收更多的CO2；内部因素是CA量不足，不能催化分解更多的HCO3-