专题二 重难强化训练(四) 光合作用和细胞呼吸的其他途径（Word练习）-【创新方案】2024年高考生物二轮复习专题辅导与测试（新教材Ⅰ）

重难强化训练（四） 光合作用和细胞呼吸的其他途径 1．光呼吸是O2/CO2的值偏高时与光合作用同时发生的生理过程，是经长期进化形成的适应机制。光呼吸和暗反应关系密切，机理如图所示。下列叙述错误的是(　 ) A．光呼吸可保证CO2不足时，暗反应仍能正常进行 B．光合作用的光反应强于暗反应时容易导致光呼吸发生 C．光呼吸过程虽消耗有机物，但不产生ATP D．抑制光呼吸能大幅度提高光合作用强度 解析：选D　当环境中CO2不足时，植物通过光呼吸产生CO2，供暗反应正常进行，A正确；光合作用的光反应强于暗反应时，O2/CO2的值偏高，产生过多的NADPH和ATP，利于光呼吸进行，B正确；由题图可知，光呼吸过程消耗了C5和ATP，不产生ATP，C正确；抑制光呼吸能够减少有机物的消耗，但不能大幅度提高光合作用强度，D错误。 2．(2023·泰安调研)下图是植物叶肉细胞中部分代谢过程的模式图，图中R酶在光下既能催化C5与CO2的羧化反应，又能催化C5与O2氧化反应。C5与O2反应的产物经过T蛋白转运到叶绿体外，并经代谢途径Ⅰ产生CO2的现象称为光呼吸。 (1)R酶是一种存在于叶绿体_______中的酶，可以催化C5与CO2反应最终产生C3，C3接受_______释放的能量的同时被NADPH还原。 (2)从植物所处环境中相关气体浓度之比分析，当________________________时，有利于光呼吸而不利于光合作用。若要利用基因工程降低光呼吸，提高光合效率，请据图分析提出你的设计思路：______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为与光呼吸相区别，研究人员将细胞呼吸称为“暗呼吸”，从反应场所和环境条件的角度列举光呼吸和“暗呼吸”的不同：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)CO2浓度较高时，R酶催化CO2与C5反应生成C3，C3接受ATP和NADPH释放的能量并被NADPH还原，这是暗反应过程，故R酶的存在场所是叶绿体基质。(2)当O2浓度过高时，在叶绿体基质中C5与O2结合生成C3和2­磷酸乙醇酸，减少了C5与CO2结合生成C3的量，不利于光合作用，因此可以推测，当O2浓度与CO2浓度比值高(CO2浓度与O2浓度比值低)时，有利于光呼吸而不利于光合作用。T蛋白的功能是将乙醇酸运输出叶绿体，在叶绿体外最终转化成CO2和甘油酸，甘油酸又被T蛋白运回叶绿体，但是该过程损失了部分CO2，因此可以通过敲除T蛋白基因或导入其他目的基因，使其抑制T蛋白活性减少该代谢途径中CO2的丢失，从而进一步提高光合作用的效率。(3)光呼吸与“暗呼吸”的环境条件不同：光呼吸需要光，“暗呼吸”有光无光均可。光呼吸与“暗呼吸”的反应场所不同：光呼吸在叶绿体内和叶绿体外，“暗呼吸”在细胞质基质和线粒体。 答案：(1)基质　ATP和NADPH　(2)O2浓度与CO2浓度比值高(或CO2浓度与O2浓度比值低)　敲除T蛋白基因或导入其他目的基因使其抑制T蛋白活性　(3)光呼吸的反应场所为叶绿体内和叶绿体外，“暗呼吸”的反应场所为细胞质基质和线粒体；光呼吸需要光，“暗呼吸”有光无光均可 3．(2023·佛山高三质量检测)黑藻固定CO2有两条途径(如图1)：①CO2在核酮糖­1,5­二磷酸羧化酶(Rubisco)催化下直接与C5反应生成C3；②CO2先在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)催化下与磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)反应生成C4(四碳化合物)，当C4储存到一定量时分解放出CO2参与暗反应。已知PEPC对CO2的亲和力是Rubisco的几十倍。回答下列问题： (1)由图1可知，丙酮酸转化为PEP的过程属于________(填“吸能”或“放能”)反应。黑藻细胞固定CO2的具体场所是_______________________________________________。 C3的还原需要____________________提供能量。 (2)研究发现黑藻经低浓度CO2处理后，PEPC与Rubisco的活性比值由0.47上升到4.17，试分析发生这一变化的意义：____________________________________________________ _____________________________________