Question

光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和 O₂/CO₂ 值异常情况下发生的一个生理过 程，该过程借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成（如图 1 所示），是光合作用伴随的一个损耗能量的副反应。表 1 是研究人员对某植物在不同环境条件下氧气的吸收量和释放量 进行测定的实验结果。

图 1

（1）据图 1 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，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生                。

（2）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的多 的                ，而光呼吸产生的                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。

（3）“Rubisco”是一种酶的名称，这种酶既能催化物质“C—C—C—C—C”和 O₂ 反应， 也能催化物质“C—C—C—C—C”和 CO₂ 反应， 推测 O₂/CO₂ 值                （高、低）时利于光呼吸而不利于光合作用。

（4）据表 1 分析，该实验的自变量是                  。若将该植物在 10 ℃、10 klx光照 4．8 小时后，转入 20 ℃黑暗环境 19．2 小时，氧气的积累量为          mg。

（5）研究人员还对玉米幼苗进行了探究，将玉米幼苗置于密闭玻璃罩内，在黑暗条件下，罩内 CO₂ 含量每小时增加了 25mg；在充足光照条件下，罩内 CO₂ 含量每小时减少了 50mg。据 测定，上述光照条件下，光合作用每小时共合成葡萄糖 60mg。若呼吸作用的底物和光合作用的产物均为葡萄糖，则该植物在光照条件下呼吸作用每小时产生 CO₂ 为        mg。

Answer

（1）五碳化合物（C—C—C—C—C 或 C5） CO2

（2）CO2 ［H］和 ATP CO2

（3）高

（4）温度和光照强度 0

（5）38

【解析】

（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了C-C-C-C-C为原料，但光合作用在暗反应阶段重新生成了C5，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生CO2。

（2）据图可知，光呼吸能把C5分解成C-C-C提供给暗反应，同时产生的CO2也提供给暗反应；由于光呼吸是一个耗能反应，可以把光反应产生的多余的[H]和ATP消耗掉，很好地减缓了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，所导致的光合作用减弱现象，对植物有重要的正面意义。

（3）据图可知，O2/CO2值高时，C-C-C-C-C的主要反应去向是光呼吸，因而有利于光呼吸而不利于光合作用。

（4）据表 1 分析，该实验的自变量是温度和光照强度。若将该植物在10℃、10 klx光照4．8小时后，转入20℃黑暗环境19．2小时，氧气的积累量为4．8×4－19．2×1＝0 mg。

（5）由题意知，光照条件下，光合作用每小时共合成葡萄糖60mg，因此该植物在该光照条件下通过光合作用每小时共消耗CO2是6×44×60÷180＝88mg；由于该时间内罩内CO2含量每小时减少了50mg，因此有氧呼吸产生的二氧化碳为88－50＝38mg。

【考点定位】光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化；细胞呼吸的过程和意义

【名师点睛】植物的光合作用原理是在叶绿体里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合暗反应，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。