内容正文:
专题二 作业(六)光呼吸与C4植物的光合作用
一、选择题
1.研究发现,玉米、甘蔗等植物除了和其他C3植物一样具有卡尔文循环(固定CO2的初产物为C3,简称C3途径)外,还有另一条固定CO2的途径,固定CO2的初产物为C4,简称C4途径,这种植物为C4植物,其固定CO2的途径如图。研究发现,C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力约是Rubisco酶的60倍。下列有关叙述错误的是( )
A.图中CO2进入叶肉细胞被固定的初产物是草酰乙酸
B.高温条件下,C4植物光合效率高的原因是气孔不关闭
C.低浓度CO2条件下,C4植物可能比C3植物生长得好
D.苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中的CO2转入维管束鞘细胞
解析:选B 图中CO2进入叶肉细胞后,与磷酸烯醇式丙酮酸结合,生成草酰乙酸,A正确;高温条件下,C4植物光合效率高的原因是C4植物中PEP羧化酶对CO2的亲和力远大于Rubisco酶,故C4植物能够利用较低浓度的CO2进行光合作用,B错误;低浓度CO2条件下,C4植物能够利用低浓度的CO2进行光合作用,C3植物则不能,因此该条件下C4植物可能比C3植物生长得好,C正确;由图可知,苹果酸的主要作用是将叶肉细胞中的CO2转入维管束鞘细胞,D正确。
2.(2023·广州月考)景天科植物的叶子有一种很特殊的CO2同化方式:夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸(一种有机酸)储存在液泡中,白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,其部分代谢途径如图所示。下列有关分析错误的是( )
A.景天科植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于苹果酸的分解
B.由景天科植物特殊的CO2同化方式推测其可能生活在高温干旱地区
C.如果白天适当提高CO2浓度,景天科植物的光合作用速率基本不变
D.白天景天科植物叶肉细胞内有机酸和葡萄糖的含量变化趋势可能相反
解析:选A 景天科植物参与卡尔文循环的CO2直接来源于苹果酸脱羧作用和呼吸作用,A错误;由景天科植物特殊的CO2同化方式推测其可能生活在高温干旱地区,白天高温干旱条件下气孔关闭,但其液泡中储存的苹果酸可以分解提供CO2,能保证暗反应正常进行,不影响光合作用过程,B正确;景天科植物白天气孔关闭,如果白天适当提高CO2浓度,基本不会对其造成影响,光合作用速率基本不变,C正确;白天景天科植物叶肉细胞内有机酸(包含苹果酸)分解使其含量降低,光合作用产生葡萄糖使其含量增加,D正确。
3.(2023·深圳期末)光合作用暗反应过程中,CO2与RuBP在Rubisco酶的催化下生成3磷酸甘油酸。O2与CO2竞争性结合RuBP,O2与RuBP反应后生成磷酸乙醇酸,最终释放CO2,该过程称为光呼吸。正在进行光合作用的绿色植物叶片在光照停止后,CO2释放量突然增加,称为“二氧化碳的猝发”。下列说法正确的是( )
A.光照过强气孔关闭,若植物呼吸强度不变,则CO2的产生量减少
B.光呼吸会消耗有机物,对植物生长不利,应该抑制
C.突然停止光照,磷酸乙醇酸的生成量增加
D.O2与RuBP反应的过程必须在光下进行
解析:选D 光照过强气孔关闭,O2与RuBP反应后释放CO2,若此时植物呼吸强度不变,则CO2的产生量增多,A错误;光合作用中光反应的产物是ATP、NADPH和O2,产物的过度积累不利于光合作用的进行,光呼吸可以消耗强光下的产物ATP、NADPH和O2,又可防止强光下气孔关闭导致的二氧化碳的吸收减少,避免了细胞间隙CO2浓度过度降低的现象发生,这在一定程度上起到保护光合色素免受强光破坏的作用,对植物生长有利,B错误;根据题干信息可知,正在进行光合作用的绿色植物叶片在光照停止后,CO2释放量突然增加,O2结合RuBP的概率减小,因此磷酸乙醇酸的生成量减少,C错误;O2与RuBP的反应发生在有光的条件下,D正确。
4.(2023·郑州模拟)研究发现绿萝的“光呼吸”可以消耗O2、ATP、NADPH,将部分C5分解并释放CO2(如下图①→③→④)。图中催化①和②过程的是同一种酶,CO2和O2会竞争此酶的同一活性位点。下列相关叙述错误的是( )
A.光呼吸和有氧呼吸的场所不同,进行的环境条件相同
B.光合作用与光呼吸都利用了C5为原料,产物不同
C.光合作用中C5可以再生,而光呼吸中C5不能再生
D.适当降低环境中O2浓度或升高CO2的浓度,均可抑制光呼吸
解析:选A 据图分析可知,光呼吸的场所包含线粒体和叶绿体,光呼吸和有氧呼吸的场所不同,二者进行的环境条件不相同,在光照条件下,CO2浓度降低,O2浓度增高时光呼吸才进行,A错误;据图分析,光呼吸和光合作用都能利用的物质是C5,光合作用的暗反应阶段CO2与该物质结合而固定成C3,光呼吸中O2与该物质结合生成磷酸乙醇酸,B正确;光合作用中C5可以通过C3的