Question

17．光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和$\frac{{O}_{2}}{C{O}_{2}}$值异常情况下发生的一个生理过程，该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成（如图所示），是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应．表 是研究人员对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量进行测定的实验结果．

光照强度（klx） O2变化量（mg/h） 温度	0	5	10
10℃	-0.5	+3.0	+4.0
20℃	-1	+2.0	+5.0

（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了五碳化合物为原料，但光合作用在暗反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生CO₂．
（2）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO₂供应减少．此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的[H]和ATP，而光呼吸产生的CO₂又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义．
（3）“Rubisco”是一种酶的名称，这种酶既能催化物质“C-C-C-C-C”和 O₂反应，也能催化物质“C-C-C-C-C”和CO₂反应，推测$\frac{{O}_{2}}{C{O}_{2}}$值高 （高、低）时利于光呼吸而不利于光合作用．
（4）据表分析，该实验的自变量是温度和光照强度．若将该植物在10℃、10klx光照4.8小时后，转入20℃黑暗环境19.2小时，氧气的积累量为0mg．

Answer 1

分析 植物的光合作用原理是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气，同时把光能转变成化学能储存在制造的有机物里，光合作用又分为光反应合暗反应，光反应的物质变化有水的光解和ATP的合成，暗反应的物质变化为二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，影响光合作用的环境因素有温度、二氧化碳浓度及光照强度．

解答 解：（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了C-C-C-C-C为原料，但光合作用在暗反应阶段重新生成了C₅，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生CO₂．
（2）据图可知，光呼吸能把C₅分解成C-C-C提供给暗反应，同时产生的CO₂也提供给暗反应；由于光呼吸是一个耗能反应，可以把光反应产生的多余的[H]和ATP消耗掉，很好地减缓了干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，光合作用过程中的二氧化碳供应减少，所导致的光合作用减弱现象，对植物有重要的正面意义．
（3）图中，$\frac{{O}_{2}}{C{O}_{2}}$值高时，C-C-C-C-C的主要反应去向是光呼吸，因而有利于光呼吸而不利于光合作用．
（4）据表分析，该实验的自变量是温度和光照强度，因变量是氧气的变化量．在10℃、10klx光照4.8小时后，转人20℃黑暗环境19.2小时，氧气变化量为4.8×4.0-19.2×1.0=0．
故答案为：
（1）五碳化合物     CO₂（2分）
（2）CO₂[H]和ATP        CO₂
（3）高
（4）温度和光照强度    0

点评 本题考查光合作用和光呼吸的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．