光呼吸是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和O2CO2值異常情況下發(fā)生的一個(gè)生理過(guò)程，該過(guò)程借助葉綠體、線(xiàn)粒體等多種細(xì)胞器共同完成（如圖1所示），是光合作用伴隨的一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)．表1是研究人員對(duì)某植物在不同環(huán)境條件下氧氣的吸收量和釋放量進(jìn)行測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
表一 某植物在不同環(huán)境條件下氧氣的吸收量和釋放量
O
2
C
O
2
| 溫度/O2變化量（mg/h）/光照強(qiáng)度（klx） | 0 | 5 | 10 |
| 10 | -0.5 | +3.0 | +4.0 |
| 20 | -1 | +2.0 | +5.0 |
五碳化合物（C-C-C-C-C或C5）
五碳化合物（C-C-C-C-C或C5）
為原料，但光合作用在暗反應(yīng)階段實(shí)現(xiàn)了該物質(zhì)的再生，而光呼吸最終將該物質(zhì)徹底氧化分解并產(chǎn)生CO2
CO2
．（2）有觀點(diǎn)指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，因?yàn)闇囟群芨?，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，
CO2
CO2
供應(yīng)減少．此時(shí)的光呼吸可以消耗光反應(yīng)階段生成的多余的[H]和ATP
[H]和ATP
，而光呼吸產(chǎn)生的CO2
CO2
又可以作為暗反應(yīng)階段的原料，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義．（3）“Rubisco”是一種酶的名稱(chēng)，這種酶既能催化物質(zhì)“C-C-C-C-C”和 O2反應(yīng)，也能催化物質(zhì)“C-C-C-C-C”和CO2反應(yīng)，推測(cè)
O
2
C
O
2
高
高
（高、低）時(shí)利于光呼吸而不利于光合作用．（4）據(jù)表1分析，該實(shí)驗(yàn)的自變量是
溫度和光照強(qiáng)度
溫度和光照強(qiáng)度
．若將該植物在10℃、10klx光照4.8小時(shí)后，轉(zhuǎn)入20℃黑暗環(huán)境19.2小時(shí)，氧氣的積累量為0
0
mg.（5）研究人員還對(duì)玉米幼苗進(jìn)行了探究，將玉米幼苗置于密閉玻璃罩內(nèi)，在黑暗條件下，罩內(nèi)CO2含量每小時(shí)增加了25mg；在充足光照條件下，罩內(nèi)CO2含量每小時(shí)減少了50mg.據(jù)測(cè)定，上述光照條件下，光合作用每小時(shí)共合成葡萄糖 60mg.若呼吸作用的底物和光合作用的產(chǎn)物均為葡萄糖，則該植物在光照條件下呼吸作用每小時(shí)產(chǎn)生CO2為
38
38
mg.【考點(diǎn)】光合作用原理——光反應(yīng)、暗反應(yīng)及其區(qū)別與聯(lián)系．
【答案】五碳化合物（C-C-C-C-C或C5）；CO2；CO2；[H]和ATP；CO2；高；溫度和光照強(qiáng)度；0；38
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：8引用：2難度：0.1
相似題
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1．研究發(fā)現(xiàn)，Rubisco酶是綠色植物細(xì)胞中含量最豐富的蛋白質(zhì)，由核基因控制合成的小亞基和葉綠體基因控制合成的大亞基組成，功能上屬于雙功能酶。當(dāng)CO2濃度較高時(shí)，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時(shí)，該酶卻錯(cuò)誤的催化C5與O2反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后到線(xiàn)粒體中生成CO2，這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱(chēng)為光呼吸?；卮鹣铝袉?wèn)題：
（1）Rubisco酶在細(xì)胞的中的核糖體上合成。在較高CO2濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化的反應(yīng)產(chǎn)物是，其發(fā)揮作用的場(chǎng)所是。
（2）當(dāng)胞間CO2與O2濃度的比值減小時(shí)，有利于植物進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用有機(jī)物的積累。請(qǐng)從C5的角度分析，原因是。
（3）為糾正Rubisco酶的錯(cuò)誤反應(yīng)，光合植物創(chuàng)造了多種高代價(jià)的補(bǔ)救機(jī)制，如有的細(xì)胞中產(chǎn)生一種特殊蛋白質(zhì)微室，將CO2濃縮在Rubisco酶周?chē)Ｔ摍C(jī)制形成的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：50引用：5難度：0.6 -
2．光呼吸可使水稻和小麥等作物的光合效率降低20%至50%，造成減產(chǎn)。
光呼吸現(xiàn)象存在的根本原因在于Rubisco,酶是一個(gè)雙功能的酶，具有催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)兩種功能，其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時(shí)，RuBP（1，5-二磷酸核酮糖，C5）與進(jìn)入葉綠體的CO2結(jié)合，經(jīng)Rubisco酶催化生成2分子的PGA（3-磷酸甘油酸，C3），進(jìn)行光合作用；當(dāng)CO2濃度低而O2濃度高時(shí)，RuBP與O2在Rubisco酶催化下生成1分子PGA和1分子PG（2-磷酸乙醇酸，C2），后者在相關(guān)酶的作用下生成乙醇酸（光呼吸的底物），乙醇酸通過(guò)光呼吸代謝循環(huán)合成PGA，重新加入卡爾文循環(huán)，而1/4的PG則以CO2的形式釋放，具體過(guò)程如圖1所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）在紅光照射條件下，參與光反應(yīng)的主要色素是；據(jù)圖1可推知，Rubisco酶主要分布在葉綠體基質(zhì)中，催化CO2與C5結(jié)合，生成2分子C3，影響該反應(yīng)的內(nèi)部因素有（寫(xiě)出2點(diǎn)即可）。在光照條件下，Rubisco酶可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH將其還原，也可以催化RuBP與O2反應(yīng)；推測(cè)O2與CO2比值時(shí)，有利于光呼吸而不利于光合作用。
（2）從圖1看出，正常光合作用的葉片，突然停止光照后葉片會(huì)出現(xiàn)快速釋放CO2的現(xiàn)象（CO2猝發(fā)），試解釋這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：。從能量代謝分析，光呼吸與有氧呼吸最大的區(qū)別是。
（3）水稻、小麥屬于C3植物，而高粱、玉米屬于C4植物，其特有的C4途徑如圖2所示。根據(jù)圖2中信息推測(cè)，PEP羧化酶比Rubisco酶對(duì)CO2的親和力。葉肉細(xì)胞包圍在維管束鞘細(xì)胞四周，形成花環(huán)狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)此結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)C4植物光呼吸比C3植物的。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：3難度：0.5 -
3．如圖是某植物葉肉細(xì)胞的部分生理過(guò)程示意圖。已知該植物葉肉細(xì)胞在適宜光照、較高的氧氣濃度條件下由于Rubisco酶既能催化過(guò)程①，也能催化過(guò)程②，可同時(shí)進(jìn)行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2濃度高，CO2濃度低時(shí)，Rubisco酶可催化C5（RuBp）加O2形成1個(gè)C3、1個(gè)C2，2個(gè)C2在線(xiàn)粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個(gè)C3、1個(gè)CO2，C3再進(jìn)入卡爾文循環(huán)。回答下列問(wèn)題：
（1）圖中，過(guò)程②發(fā)生的場(chǎng)所是。
（2）該植物葉肉細(xì)胞光合作用產(chǎn)生的糖類(lèi)物質(zhì)，在氧氣充足的條件下，可被氧化為（填物質(zhì)名稱(chēng)）后進(jìn)入線(xiàn)粒體，繼而在（填場(chǎng)所）徹底氧化分解成CO2。
（3）據(jù)圖推測(cè)，當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值（填“高”或“低”）時(shí)，有利于水稻進(jìn)行光呼吸而不利于光合作用中有機(jī)物的積累，從C5的角度分析，其原因是。
（4）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在一些藍(lán)藻中存在CO2濃縮機(jī)制：藍(lán)藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)微室，能將CO2濃縮在Rubisco酶周?chē)?。該機(jī)制的意義是。發(fā)布：2025/1/16 8:0:1組卷：21引用：1難度：0.7