Question

光呼吸是放氧光合生物在光下吸收氧气消耗有机物并放出CO₂的代谢过程，它总是伴随着光合作用同时发生，其相关代谢途径如下图所示。请回答下列问题：

（1）R酶是一种双功能酶，既可在较高浓度 空气中催化C₅与CO₂生成2分子的_________，而使光合作用中_______阶段持续进行，也可在高氧环境中催化C₅吸收来自______的O₂进行光呼吸，消耗能量并释放碳素。

（2）当植物处于干旱胁迫时，其气孔导度降低、CO₂吸收受阻，此时光呼吸可以消耗光反应阶段产生的多余的______，而光呼吸产生的______又可以为暗反应阶段提供原料，以维持卡尔文循环的运转，很好地缓解了光合速率的______。

（3）光呼吸和有氧呼吸都消耗O₂并生成CO₂，但却是两个完全不同的生理过程。下列有关光呼吸和有氧呼吸对比的叙述正确的有______。

①光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP

②光呼吸光下才能发生，有氧呼吸与光照条件无关

③光呼吸的原料是C₅，有氧呼吸的原料是葡萄糖等

④光呼吸最初发生在叶绿体中，有氧呼吸最初发生在线粒体中

Answer

C3 暗反应 光反应和外界环境 ATP（和[H]） C3和CO2 下降 ①②③

【解析】

从图中可知，光呼吸是C5和O2结合，形成一个C3和一个C2，这个C2进入线粒体被氧化成CO2，这就是所谓的光呼吸。较高的CO2促进光合作用，较高的O2浓度促进光呼吸。

（1）R酶是一种双功能酶，既可在较高浓度CO2空气中催化C5与CO2生成六碳分子，六碳分子不稳定，马上分解成两个C3，使光合作用中暗反应阶段持续进行，也可在高氧环境中催化C5吸收来自光反应（水光解可以产生O2）和外界环境的O2进行光呼吸，消耗能量并释放碳素。

（2）光反应阶段能产生ATP（和[H]），故光呼吸可以消耗光反应阶段产生的多余的ATP（和[H]），为暗反应中C3的还原提供能量和还原剂。而光呼吸（C5与O2反应）产生的C3和CO2又可以为暗反应阶段（①CO2的固定→②三碳酸的还原→RuBP的再生）提供原料，以维持卡尔文循环的运转，很好地缓解了光合速率的下降。

（3）①从图中可以看出，光呼吸产生C3的过程中消耗ATP，有氧呼吸产生ATP，①正确；②光呼吸是放氧光合生物在光下吸收氧气消耗有机物并放出CO2的代谢过程，光呼吸光下才能发生，有氧呼吸与光照条件无关，②正确；③从图中可知，光呼吸的原料是C5，有氧呼吸的原料是葡萄糖等，③正确；④光呼吸最初发生在叶绿体中，有氧呼吸最初发生在细胞质基质中，④错误。

故选①②③。