题目内容

【题目】下面是某植物叶肉细胞中光合作用和呼吸作用的物质变化示意简图,其中①~⑤为生理过程,ah为物质名称,请回答:

1)能吸收光能的物质a分布在叶绿体的_______________,光反应为暗反应提供的物质是[ c ]___________[ e ]__________

2)上述①~⑤过程中,能够产生ATP的过程有_________(用图中序号表示)

3)有氧呼吸与无氧呼吸的共同途径是_________(用图中序号表示)

【答案】类囊体薄膜 [H] ATP ⑤③②①

【解析】

据图分析,a是光合色素、b是氧气、c[H]dADPeATPfC5g是二氧化碳、hC3,⑤表示光反应阶段、④表示暗反应阶段、③表示细胞呼吸第一阶段、②表示有氧呼吸第二阶段、①表示有氧呼吸第三阶段。

1)光合色素分布在叶绿体的类囊体薄膜,光反应可以为暗反应提供的物质是[H]ATP,用于C3的还原,据图可知c[H]eATP

2)光合作用光反应阶段、呼吸作用第一阶段、有氧呼吸第二阶段和第三阶段均有ATP的产生,所以上述①~⑤过程中,能够产生ATP的过程有⑤③②①。

3)有氧呼吸与无氧呼吸的第一阶段相同,均是由葡萄糖初步分解形成丙酮酸,所以共同途径是③。

练习册系列答案
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【题目】阅读下面的材料,完成(1)~(4)题。

20世纪60年代,科研人员利用红外线CO2分析技术研究烟草、大豆等作物的光合动态,发现这些作物的叶照光后移至黑暗环境,短时间内(约1分钟)出现CO2释放量急剧增高的现象,随后释放量减少至与黑暗环境一致。由此科研人员提出,植物的叶肉细胞在光下必有一个与呼吸作用不同的生理过程,即在光照下叶肉细胞吸收O2,释放CO2。由于这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称光呼吸。

光呼吸过程简图

光呼吸现象存在的根本原因在于Rubisco是一个双功能的酶,具有催化羧化反应和加氧反应两种功能,其催化方向取决于CO2O2的浓度。当CO2浓度高而O2浓度低时,RuBP1,5-二磷酸核酮糖,C5)与进入叶绿体的CO2结合,经此酶催化生成2分子的PGA3-磷酸甘油酸,C3),进行光合作用;反之,RuBPO2在此酶催化下生成1分子PGA1分子PG2-磷酸乙醇酸,C2),后者在相关酶的作用下生成乙醇酸(光呼吸的底物),通过光呼吸代谢循环合成PGA,重新加入卡尔文循环,而1/ 4PG则以CO2的形式释放。

有人认为光呼吸将植物体已固定的CO2又释放出来,而CO2重新利用又需要消耗ATP[H],因此认为光呼吸是地球上最浪费能源的一个过程,限制了作物产量。

近年来,科研人员发现若较长时间或较大程度的抑制光呼吸,植物均不能正常生长甚至死亡。有数据表明PG是叶片中的一种有害产物,其合成与Rubisco具有羧化和加氧反应的特性有关,而光呼吸可清除PG。同时植物体在低浓度CO2情况下,叶绿体内NADPH/NADP+比值较高,会导致更多自由基生成,使叶绿体的结构和功能受到损伤。光呼吸可使CO2 不断释放,并在叶绿体中重新被固定,有助于降低自由基的形成,从而起保护作用。

1Rubisco是一种存在于_____的酶,在光照条件下,可以催化RuBPCO2生成PGA,再利用光反应产生的____将其还原;也可以催化RuBPO2反应,推测O2CO2比值______时,有利于光呼吸而不利于光合作用。通过光呼吸可以将Rubisco催化产生PG______(用比值表示)的碳重新利用,从而将光呼吸所造成的负面效应最小化。

2)比较细胞呼吸和光呼吸的区别,写出你进行比较的角度(至少写出三个方面)__________

3)请写出验证植物存在光呼吸现象的实验设计思路,并将预期实验结果绘制在给定的坐标系中。_______

4)请结合本文内容,提出光呼吸对植物体的重要意义。__________

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