《2025年步步高大一轮复习讲义生物人教版》

5.(2022·江苏，20)图Ⅰ所示为光合作用过程中部分物质的代谢关系(①～⑦表示代谢途径)。Rubisco是光合作用的关键酶之一，CO₂和O₂竞争与其结合，分别催化C₅的羧化与氧化。C₅羧化固定CO₂合成糖；C₅氧化则产生乙醇酸(C₂)，C₂在过氧化物酶体和线粒体协同下，完成光呼吸碳氧化循环。请据图回答下列问题：

(1)图Ⅰ中，类囊体薄膜直接参与的代谢途径有________________________ (从①～⑦中选填)，在红光照射条件下，参与这些途径的主要色素是________________________________________ 。
(2)在C₂循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的________________________ 在过氧化氢酶催化下迅速分解为O₂和H₂O。
(3)将叶片置于一个密闭小室内，分别在CO₂浓度为0和0.03％的条件下测定小室内CO₂浓度的变化，获得曲线a、b(图Ⅱ)。
①曲线a，0～t₁时段(没有光照，只进行细胞呼吸)段释放的CO₂源于细胞呼吸；t₁～t₂时段，CO₂的释放速度有所增加，此阶段的CO₂源于 ________________________。
②曲线b，当时间到达t₂点后，室内CO₂浓度不再改变，其原因是________________________ 。
(4)光呼吸可使光合效率下降20％～50％，科学家在烟草叶绿体中组装表达了衣藻的乙醇酸脱氢酶和南瓜的苹果酸合酶，形成了图Ⅲ代谢途径，从而降低了光呼吸，提高了植株生物量。上述工作体现了遗传多样性的________________________ 价值。

答案：
(1)①⑥　叶绿素a和叶绿素b　
(2)过氧化氢　
(3)①细胞呼吸和光呼吸　②光合作用强度等于光呼吸和细胞呼吸强度　
(4)直接 解析　
(1)类囊体薄膜上发生的反应有水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成，即①⑥。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用红光照射参与反应的主要是叶绿素a和叶绿素b。
(2)过氧化氢酶能将过氧化氢分解为O₂和H₂O，所以在C₂循环途径中，乙醇酸进入过氧化物酶体被继续氧化，同时生成的过氧化氢在过氧化氢酶催化下迅速分解为O₂和H₂O。
(4)图Ⅲ代谢途径降低了光呼吸，提高了植株生物量，直接提升了流入生态系统的能量，是直接价值的体现。