光呼吸教師版

注：PGA：注：PGA：3-磷酸甘油酸（三碳化合物）光呼吸（又叫乙醇酸循環(huán)，C2環(huán)）：1、概念：是所有進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過(guò)程,表面上看它是光合作用一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)。2、產(chǎn)生原因：Rubisc。是一種兼性酶（違背了酶的專一性），具有催化羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)兩種功能。其催化方向取決于CO2和02的分壓。當(dāng)CO2分壓高而02分壓低時(shí)，促進(jìn)光合作用，反之促進(jìn)光呼吸。在黑暗條件下c32不能被還原再生成五碳化合物（RuBP），使光呼吸RUBP：1,5-二磷酸核酮糖（五碳化合物）3、過(guò)氧化物酶體：由J.Rhodin（1954年）首次在鼠腎小管上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。是一種具有異質(zhì)性的細(xì)胞器，在不同生物及不同發(fā)育階段有所不同。由單層膜圍繞而成。共同特點(diǎn)是內(nèi)含一至多種氧化酶和過(guò)氧化氫酶（標(biāo)志酶），所以叫過(guò)氧化物酶體。2X乙腫酸t(yī)r歸醉2址乙醛骼NHa?Rubisco;磷酸乙醇酸磷酸酯酶；乙醇酸氧化酶；谷氨酸乙醛酸轉(zhuǎn)絲益酸乙醇酸轉(zhuǎn)氨酶；甘空酸脫掇酶；絲氨酸輕甲基轉(zhuǎn)移酶；2X乙腫酸t(yī)r歸醉2址乙醛骼NHa?Rubisco;磷酸乙醇酸磷酸酯酶；乙醇酸氧化酶；谷氨酸乙醛酸轉(zhuǎn)絲益酸乙醇酸轉(zhuǎn)氨酶；甘空酸脫掇酶；絲氨酸輕甲基轉(zhuǎn)移酶；輕基丙酮酸還原酶；甘油酸激酶02的吸收發(fā)生于葉綠體和過(guò)氧化物酶體，CO2的放出發(fā)生于線粒體，因此，乙醇酸途徑是在葉綠體、過(guò)氧化物酶體和線粒體三種細(xì)胞器2的協(xié)同參與下完成的。5、光呼吸大約抵消了30%的光合作用儲(chǔ)備能量，光呼吸不是一個(gè)純粹消耗能量的過(guò)程，其功能是：（PG二磷酸乙醇酸）21%厲空咒1O，陵化騎SCO,(25011陵化騎SCO,(25011閉+衛(wèi)"I<CWj?FGA(Z4C)A+PGk乙酣幣riOdtXLiOPGAADi1AllADi1All1 9.5PCA-述屹戊矣禍劉I(2?：>C) 人 /*—f>Ni3-5C人凈固宦5C!有光呼張與無(wú)丸呼唳対把合COptE定數(shù)曲比袈在光呼吸時(shí)細(xì)胞線粒體中進(jìn)行甘氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榻z氨酸反應(yīng)時(shí)能形成3-磷酸腺苷（ATP）,還可以產(chǎn)生氨基酸光呼吸可以將光合作用的副產(chǎn)品磷酸乙醇酸和乙醇酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔?，消除乙醇酸；在水分虧缺及高光照條件下，葉片氣孔關(guān)閉，光呼吸釋放的CO2能被再固定，可保護(hù)光合作用的反應(yīng)中心，在強(qiáng)光下，光反應(yīng)轉(zhuǎn)換的能量超過(guò)暗反應(yīng)的需要，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害，此時(shí)光呼吸可以對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用，原因是光呼吸可消耗過(guò)剩的能量（或ATP和［H］）,以免被強(qiáng)光所破壞。

暗呼吸與光呼吸的區(qū)別項(xiàng)冃光呼吸對(duì)死的耍求光下*黑喑下均可進(jìn)只在光下與充苔作用同時(shí).過(guò)行底物愴、脂肪、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸乙醇酸遠(yuǎn)行鄒也活細(xì)胞的細(xì)胞戰(zhàn)…蛭粒體葉綠體，過(guò)氧化物體一線粒體呼吸歷程糖酵解亠三罐酸猶環(huán)一呼吸鏈一未端氧化乙醇酸循環(huán)循環(huán)｝能量狀況.產(chǎn)生能量消耗能量練習(xí)題1、某研究小組測(cè)得在適宜條件下某植物葉片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后釋放CO2的速率。吸收或釋放CO2的速率隨時(shí)間變化趨勢(shì)的示意圖如下(吸收或釋放CO2的速率是指單位面積葉片在單位時(shí)間內(nèi)吸收或釋放CO2的量)，回答下列問(wèn)題：時(shí)間時(shí)間在光照條件下，圖形A+B+C的面積表示該植物在一定時(shí)間內(nèi)單位面積葉片光合作用，其中圖形B的面積表示 ，從圖形C可推測(cè)該植物存在另一個(gè)的途徑，CO進(jìn)出葉肉細(xì)胞都是通過(guò) 的方式進(jìn)行的。2在上述實(shí)驗(yàn)中，若提高溫度、降低光照，則圖形 (填“A"或“B")的面積變小，圖形 (填“A”或“B”)的面積增大，原因是 。固定的co2呼吸作用釋放出的co2量 自由擴(kuò)散(2)A2B 光合速率降低，呼吸速率增強(qiáng)2、光呼吸是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和O2/CO2值異常時(shí)發(fā)生的一種生理過(guò)程(如下圖所示)，該過(guò)程是細(xì)胞在Rubisco酶的催化下，消耗02，生成CO2，借助葉綠體、線粒體等多種細(xì)胞器共同完成的消耗能量的反應(yīng).雖然光呼吸大約抵消了30%的光合作用儲(chǔ)備能量，但其對(duì)細(xì)胞有著很重要的保護(hù)作用。

co.co.（1） 據(jù)圖可知，光呼吸與光合作用都利用了 為原料，但光合作用在反應(yīng)階段實(shí)現(xiàn)了該物質(zhì)的再生，而光呼吸最終將該物質(zhì)徹底氧化分解并產(chǎn)生 。（2） Rubisco酶的存在場(chǎng)所為 ，這種酶既能催化物質(zhì)“C-C-C-C-C”和02反應(yīng)，也能催化物質(zhì)“c-c-c-c-c”和CO2反應(yīng)，其兩面性與酶的 （特性）相矛盾，推測(cè)o2/co2值 （高、低）時(shí)，有利于光呼吸而不利于光合作用。（3） 有觀點(diǎn)指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，因?yàn)闇囟群芨?，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉， 供應(yīng)減少，此時(shí)的光呼吸可以消耗光反應(yīng)階段生成的多余的 ，減少細(xì)胞受損的可能，而光呼吸產(chǎn)生的 又可以作為暗反應(yīng)階段的原料，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義。答案：（1）五碳化合物（C-C-C-C-C或C）暗CO5 2（2） 葉綠體基質(zhì)專一性高（3） CO[H]和ATPCO223、光呼吸是進(jìn)行光合作用的細(xì)胞在光照和02/C02值異常時(shí)發(fā)生的一種生理過(guò)程（圖甲所示），該過(guò)程是細(xì)胞在Rubisco酶的催化下，消耗02,生成CO2，借助葉綠體、線粒體等多種細(xì)胞器共同完成的消耗能量的反應(yīng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。甲甲（1） Rubisco酶既能催化C和CO反應(yīng)，又能催化C和0反應(yīng)，可以推測(cè)0/C0值 TOC\o"1-5"\h\z5 2 5 2 2 2（“偏高”或“偏低”）時(shí)有利于光呼吸而不利于光合作用。（2） 在高溫、干旱和強(qiáng)光照條件下，植物的蒸騰作用很強(qiáng)，葉片氣孔大量關(guān)閉， 的供應(yīng)量減少，植物可通過(guò)光呼吸為光合作用提供的物質(zhì)為 。（3） 據(jù)圖可知，光呼吸和光合作用都能利用的物質(zhì)是 ，光合作用利用該物質(zhì)的場(chǎng)所 ，光呼吸中生成CO2的場(chǎng)所 。（4） 與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把細(xì)胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反應(yīng)條件來(lái)講光呼吸與

TOC\o"1-5"\h\z暗呼吸的不同是 。II.科學(xué)家測(cè)定不同溫度下某植物對(duì)CO2的吸收速度如圖乙所示。據(jù)圖可知，導(dǎo)致A、B兩點(diǎn)植物CO2吸收速度相等的外界因素是 。A點(diǎn)的總光合作用速率 (“〉”“〈”或“=”)B點(diǎn)的總光合作用速率。在15°C,lklx條件下，植物5小時(shí)吸收CO2 mol。(1)偏高(2)CO2CO2和C3(3)C5葉綠體基質(zhì)線粒體(或線粒體基質(zhì))光呼吸需要光，而暗呼吸有光或無(wú)光均可(2分)(1)溫度和光照強(qiáng)度 V (2)0.14、植物細(xì)胞中的葉綠體在光照條件下可以消耗一定量的02，這屬于植物細(xì)胞光呼吸的重要環(huán)節(jié)。下圖表示光合作用和光呼吸的部分過(guò)程，請(qǐng)回答：co?co?\①:暗反應(yīng):②1 II:光呼吸![Ilf|ATP3ATP|[EI]CO2過(guò)程①發(fā)生在 中，并且需要光反應(yīng)提供 。在黑暗條件下c3TOC\o"1-5"\h\z不能被還原再生成 化合物，使光呼吸因缺乏底物而不能進(jìn)行。 3研究發(fā)現(xiàn)，催化過(guò)程②和③的是同一種酶，C02和02會(huì)競(jìng)爭(zhēng)此酶的同一活性位點(diǎn)。因此，當(dāng)細(xì)胞中02濃度升高時(shí)，過(guò)程②會(huì)受到2 2 。在強(qiáng)光下，光反應(yīng)轉(zhuǎn)換的能量超過(guò)暗反應(yīng)的需要，會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害，此時(shí)光呼吸可以對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用，原因是 。從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別 。葉綠體的基質(zhì)ATP和[H](二者缺一不給分)C5抑制(2分)(3)光呼吸可消耗過(guò)剩的能量(或ATP和[H])(2分)光呼吸消耗ATP，有氧呼吸產(chǎn)生ATP(2分)4、如圖示玉米光合作用的過(guò)程，據(jù)圖回答:

葉翻胞的葉綠體

濟(jì)類餐體'挾有RuMeco葉翻胞的葉綠體

濟(jì)類餐體'挾有RuMeco娠)華管束曙細(xì)跑的葉綠體〔設(shè)京類軽誹?有甌亦血?；?[H]由細(xì)胞的葉綠體提供，它產(chǎn)自光合作用的 階段.能固定CO2的物質(zhì)有 .PEP酶與CO2的親和力是Rubisc。酶的60倍，而馬鈴薯沒(méi)有C生成這一途徑，則玉米和馬鈴薯在炎熱夏天的中午，兩種植物細(xì)胞內(nèi)C含量TOC\o"1-5"\h\z4 3的變化及差異是 .要探明CO2中的C在光合作用中的轉(zhuǎn)化過(guò)程，采用的方法是 .施有機(jī)肥能有效