Question

【题目】植物的绿色细胞在光照下吸收O2、释放CO2的现象，称为光呼吸。研究发现，光呼吸是光照条件下O2/CO2的值异常时发生的一种生理过程，光呼吸和光合作用暗反应的关系如图所示。请回答下列有关问题：

注：RuBP为1，5-二磷酸核酮糖，是卡尔文循环里起重要作用的一种五碳糖；PGA为三磷酸甘油酸，是一种三碳化合物；PG为二碳化合物；Rubisco为1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶。

（1）植物的卡尔文循环中，RuBP结合CO2的过程发生在_______________（填场所）中，图中卡尔文循环和光呼吸均利用的物质有_______________。结合上图，请从O2和CO2含量的角度分析，光照条件下光呼吸进行的条件是_______________。

（2）光呼吸的最终产物是_______________，这个过程是_______________（填“产生”或“消耗”）能量的过程。

（3）根据图中光呼吸与光合作用暗反应的关系推测，抑制光呼吸对农作物生产的意义是______________________________。

Answer 1

【答案】叶绿体基质 RuBP、PGA、NADPH、ATP等 高O2低CO2（或O2/CO2的值偏高） CO2 消耗 抑制光呼吸可以减少其对ATP和NADPH的消耗，有利于植物进行卡尔文循环合成糖类，从而使农作物增产

【解析】

植物的光合作用原理：叶绿体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和暗反应，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。根据题干信息分析可知，光呼吸是细胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成CO2，借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成的消耗能量的反应。

（1）植物的卡尔文循环中，RuBP结合CO2的过程为暗反应，发生在叶绿体基质中，从题图中可看出卡尔文循环和光呼吸均利用的物质有RuBP、PGA、NADPH、ATP等。光照条件下光呼吸是利用O2产生CO2，所需要的外界条件是高O2低CO2；

（2）从题图中可看出光呼吸的最终产物是CO2，这个过程需要消耗ATP，是消耗能量的过程；

（3）抑制光呼吸可以减少其对ATP和NADPH的消耗，使ATP和NADPH更多地参与卡尔文循环合成糖类，从而使农作物增产。