Question

科学研究发现植物在光照条件下，进行光合作用的同时也能发生“光呼吸”作用。光呼吸是植物在光照和高氧条件下消耗氧气，损耗能量，并且生成二氧化碳。RuBP（反应物1，5-二磷酸核酮糖）和 Rubisco（催化剂1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶）有两种作用，在光合作用中RuBP在 Rubisc催化下生成能量获得碳素（卡尔文循环），在光呼吸中RuBP在Rubisco催化下也能消耗能量释放碳素。具体过程如图所示，请回答下列问题：

（1）光合作用的场所是______（细胞器）；暗反应（卡尔文循环）发生在其______（部位）；暗反应为光反应的进行提供______。

（2）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了______为原料，但光合作用在暗反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸则将该物质彻底氧化分解生成______。暗反应（卡尔文循环）中，RuBP转化成PGA的过程称为______。

（3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，______供应减少，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成较多的______，而光呼吸产生的CO₂又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

（4）下列有关“光呼吸”和“细胞有氧呼吸”的比较，其中正确的是______（多选）

A．“光呼吸”与“细胞有氧呼吸”一样，都消耗了氧气，释放出二氧化碳

B．“光呼吸”发生在叶绿体中，而“细胞有氧呼吸”发生在线粒体中

C．“光呼吸”消耗ATP，而”细胞有氧呼吸”呼吸则产生ATP

D．“光呼吸”的发生必须要在有光的条件下，而“细胞有氧呼吸”则与光照条件无关

（5）分析如表，______遮光条件下植物积累的有机物最多，结合已学的生物学知识和图中的信息，从两个方面，解释该条件下为什么比不遮光条件下的积累的有机物多？______。

遮光比例（%）	叶绿素含量（mg/g）	净光合速率（μmoL •m^-2•s^-1）	植株干重（g）
0	2.1	8.0	7.5
10	2.3	9.6	9.9
30	2.4	8.9	9.2
50	2.6	5.0	7.2
70	2.9	2.7	4.8
90	3.0	0	3.2

Answer

】叶绿体 叶绿体基质 ADP、Pi和NADP+ C5 CO2 二氧化碳的固定 二氧化碳 NADPH和ATP ACD 10% 适当遮光可以提高叶绿素的含量增强光合作用强度，同时可以抑制光呼吸而提高光合作用强度

【解析】

据图图示表示光合作用暗反应和光呼吸的过程，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．光呼吸消耗氧气，生成二氧化碳，消耗NADPH和ATP。

（1）绿色植物光合作用的场所是叶绿体，光合作用的暗反应阶段发生在叶绿体基质中，光合作用的暗反应阶段可以为光反应提供ADP、Pi和NADP+。

（2）据图分析可知，光呼吸与光合作用都以RuBP（或C5）为原料。在光合作用的暗反应阶段可以实现五碳化合物的再生，图中光呼吸最终将五碳化合物彻底氧化分解生成CO2．暗反应（卡尔文循环）中，RuBP转化成PGA的过程称为二氧化碳的固定。

（3）据图分析可知，当CO2供应不足叶绿体内通常会积累NADPH和ATP，对叶绿体造成伤害，而“光呼吸”作用可以消耗多余的NADPH和ATP。

（4）看图可知：“光呼吸”消耗了氧气，释放出二氧化碳，A正确；“光呼吸”第一阶段反应发生在叶绿体中，而细胞呼吸第一阶段反应发生于细胞质基质中，B错误；看图可知“光呼吸”消耗ATP和NADPH，而细胞呼吸则产生ATP，C正确；根据题干信息“光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。”“光呼吸”的发生必须要在有光的条件下，而“细胞呼吸”则与光照条件无关，D正确。 故选ACD。

（5）据表分析可知，表格中的10%遮光条件下光合速率和植物干重均为最大值，故积累的有机物最多。原因可能是适当遮光可以提高叶绿素的含量增强光合作用强度，同时可以抑制光呼吸而提高光合作用强度。