Question

17．Ⅰ．光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O₂/CO₂值异常时发生的一种生理过程（图甲所示），该过程是细胞在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．请回答下列问题．

（1）Rubisco酶既能催化C₅和CO₂反应，又能催化C₃和O₂反应，可以推测$\frac{O{\;}_{2}}{CO{\;}_{2}}$值偏高（“偏高”或“偏低”）时有利于光呼吸而不利于光合作用．
（2）在高温、干旱和强光照条件下，植物的蒸腾作用很强，叶片气孔大量关闭，CO₂的供应量减少，植物可通过光呼吸为光合作用提供的物质为CO₂和C₃．
（3）据图可知，光呼吸和光合作用都能利用的物质是C₅，光合作用利用该物质的场所叶绿体基质，光呼吸中生成CO₂的场所线粒体（或线粒体基质）．
（4）与光呼吸相区别，研究人员常把细胞呼吸称为“暗呼吸”，从反应条件来讲光呼吸与暗呼吸的不同是光呼吸需要光，而暗呼吸有光或无光均可．
Ⅱ．科学家测定不同温度下某植物对CO₂的吸收速度如图乙所示．
（1）据图可知，导致A、B丙点植物CO₂吸收速度相等的外界因素是温度和光照强度．A点的总光合作用速率＜（“＞”“＜”或“=”）B点的总光合作用速率．
（2）在15℃，1klx条件下，植物5小时吸收CO₂0.1mol．

Answer 1

分析 据图分析：图甲中，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．图乙中，该曲线表示不同温度和不同光照强度对植物光合作用的影响．真正的光合作用速率=表观光合作用速率+呼吸作用速率．据此分析作答

解答 解：（1）由于Rubisco这种酶既能催化物质C₅和O₂反应，也能催化物质C₅和CO₂反应，因此可以推测当O₂/CO₂比值较高时，利于光呼吸而不利于暗反应阶段．
（2）当气孔大量关闭时，CO₂供应减少，暗反应阶段减弱；光反应阶段的产物有[H]和ATP可以被暗反应阶段利用，因此光呼吸可以消耗[H]和ATP，而光呼吸可以产生CO₂用作暗反应阶段的原料，因此光呼吸具有重要意义．
（3）据图分析，光呼吸和光合作用都能利用的物质是C₅，光合作用的暗反应阶段二氧化碳与该物质结合而固定，发生在叶绿体基质中．光呼吸中生成CO₂的场所为线粒体基质．
（4）据图甲分析，从反应条件来讲光呼吸与暗呼吸的不同是光呼吸需要光，而暗呼吸有光或无光均可．Ⅱ．（1）据图乙分析，导致A、B丙点植物CO₂吸收速度相等的外界因素是温度和光照强度．A点的总光合作用速率为0.01+0.02=0.03，B点的总光合作用速率为0.02+0.02=0.04，所以A点的总光合作用速率小于B点的总光合作用速率．
（2）在15℃，1klx条件下，植物5小时吸收CO₂为表观光合作用速率，即0.02×5=0.1mol．
故答案为：
Ⅰ．（1）偏高
（2）CO₂    CO₂和C₃
（3）C₅   叶绿体基质    线粒体（或线粒体基质）
（4）光呼吸需要光，而暗呼吸有光或无光均可
Ⅱ．（1）温度和光照强度＜
（2）0.1

点评 本题结合图示主要考查光合作用与光呼吸以及影响光合作用的因素，意在强化学生的识图判断和分析作答的能力．