Question

【題目】植物的綠色細胞在光照下吸收O2、釋放CO2的現(xiàn)象，稱為光呼吸。研究發(fā)現(xiàn)，光呼吸是光照條件下O2/CO2的值異常時發(fā)生的一種生理過程，光呼吸和光合作用暗反應的關系如圖所示。請回答下列有關問題：

注：RuBP為1，5-二磷酸核酮糖，是卡爾文循環(huán)里起重要作用的一種五碳糖；PGA為三磷酸甘油酸，是一種三碳化合物；PG為二碳化合物；Rubisco為1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶。

（1）植物的卡爾文循環(huán)中，RuBP結合CO2的過程發(fā)生在_______________（填場所）中，圖中卡爾文循環(huán)和光呼吸均利用的物質有_______________。結合上圖，請從O2和CO2含量的角度分析，光照條件下光呼吸進行的條件是_______________。

（2）光呼吸的最終產(chǎn)物是_______________，這個過程是_______________（填“產(chǎn)生”或“消耗”）能量的過程。

（3）根據(jù)圖中光呼吸與光合作用暗反應的關系推測，抑制光呼吸對農(nóng)作物生產(chǎn)的意義是______________________________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質 RuBP、PGA、NADPH、ATP等 高O2低CO2（或O2/CO2的值偏高） CO2 消耗 抑制光呼吸可以減少其對ATP和NADPH的消耗，有利于植物進行卡爾文循環(huán)合成糖類，從而使農(nóng)作物增產(chǎn)

【解析】

植物的光合作用原理：葉綠體利用光能把二氧化碳和水合成有機物并放出氧氣，同時把光能轉變成化學能儲存在制造的有機物里，光合作用又分為光反應和暗反應，光反應的物質變化有水的光解和ATP的合成，暗反應的物質變化為二氧化碳的固定和三碳化合物的還原，影響光合作用的環(huán)境因素有溫度、二氧化碳濃度及光照強度。根據(jù)題干信息分析可知，光呼吸是細胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成CO2，借助葉綠體、線粒體等多種細胞器共同完成的消耗能量的反應。

（1）植物的卡爾文循環(huán)中，RuBP結合CO2的過程為暗反應，發(fā)生在葉綠體基質中，從題圖中可看出卡爾文循環(huán)和光呼吸均利用的物質有RuBP、PGA、NADPH、ATP等。光照條件下光呼吸是利用O2產(chǎn)生CO2，所需要的外界條件是高O2低CO2；

（2）從題圖中可看出光呼吸的最終產(chǎn)物是CO2，這個過程需要消耗ATP，是消耗能量的過程；

（3）抑制光呼吸可以減少其對ATP和NADPH的消耗，使ATP和NADPH更多地參與卡爾文循環(huán)合成糖類，從而使農(nóng)作物增產(chǎn)。