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    4．光呼吸是指绿色植物在光照情况下吸收O2，将叶绿体中的五碳化合物分解产生CO2的过程．光呼吸是一个“耗能浪费”的生理过程，因此，抑制植物的光呼吸可实现农作物的增产．如图为光呼吸和光合作用的关系图，请回答下列问题：

    （1）光合作用过程中，羧化反应发生的场所是叶绿体基质（填具体部位）．分析题图可知，与光呼吸有直接关系的细胞器为叶绿体、线粒体．光呼吸发生的条件是光照、高O2含量和低CO2含量等．
    （2）结合光合作用过程分析，图中五碳化合物主要来自三碳化合物的还原（或C3的还原）（填过程）．研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自叶绿体（或基粒）的类囊体薄膜（填具体部位）．    
    （3）科研人员利用玉米和大豆探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠对两者的增产效果．
    ①若在玉米田中套种大豆，套种后的玉米田群落中的植物存在分层现象，这种分层现象属于群落空间结构中的垂直结构，有利于提高光能的利用率．
    ②亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的空间结构来抑制该II的活性，从而抑制光呼吸的进行．已知喷洒的亚硫酸氢钠溶液的浓度远大于植物叶肉细胞中亚硫酸氢钠的浓度，这时亚硫酸氢钠进入叶肉细胞不需要（填“需要”或“不需要”）消耗ATP．
    ③研究表明，亚硫酸氢钠也能促进色素对光能的捕捉，喷施1mmol/L的亚硫酸氢钠溶液后，大豆释放氧气的量增多（填“增多”“减少”或“不变”），原因是光能利用增加，水的光解加快，产生的O2增多．

    分析 1、光呼吸（英语：Photorespiration）是所有行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程．它是光合作用一个损耗能量的副反应．过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳．光呼吸约抵消30%的光合作用．因此降低光呼吸被认为是提高光合作用效能的途径之一．但是人们后来发现，光呼吸有着很重要的细胞保护作用．
    2、群落结构是由群落中的各个种群在进化过程中通过相互作用形成的，包括垂直结构和水平结构．（1）垂直结构：指群落在垂直方向上的分层现象．植物分层因群落中的生态因子-光的分布不均，由高到低分为乔木层、灌木层、草本层；动物分层主要是因群落的不同层次的食物和微环境不同．（2）水平结构：指群落中的各个种群在水平状态下的格局或片状分布．影响因素：地形、光照、湿度、人与动物影响等．意义：提高了生物利用环境资源的能力．

    解答 解：（1）光合作用过程中，羧化酶催化二氧化碳和五碳化合物生成三碳化合物，反应发生的场所是叶绿体基质．光呼吸是所有行光合作用的细胞（该处“细胞”包括原核生物和真核生物，但并非所有这些细胞都能运行完整的光呼吸）在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程．它是光合作用一个损耗能量的副反应．过程中氧气被消耗，并且会生成二氧化碳．光呼吸约抵消30%的光合作用．与光呼吸有直接关系的细胞器为  叶绿体、线粒体．
    （2）结合光合作用过程分析，三碳化合物的还原（或C3的还原）一部分生成糖类等有机物，一部分还原生成五碳化合物．研究表明，当叶绿体内CO2含量降低、O2含量升高时，光呼吸增强，叶绿体中高含量的O2主要来自叶绿体（或基粒）的类囊体薄膜水的光解．
    （3）①群落的空间结构包括垂直结构和水平结构．垂直结构中种群具有明显的分层现象，有利于提高了光能的利用率．
    ②亚硫酸氢钠能够抑制乙醇酸（光呼吸的中间产物）氧化酶的活性，即改变了该酶的空间结构，从而抑制了光呼吸的进行．物质由高浓度向低浓度一侧运输时属于被动运输，该过程中不需要消耗能量．
    ③NaHSO3作用于叶绿体的类囊体或基粒，促进色素对光能的捕捉．色素吸收光能，并将光能传递给水光解和用于ATP合成．喷施1mmol/L NaHSO3溶液后，大豆释放氧气的量将增多．
    故答案为：
    （1）叶绿体基质    叶绿体、线粒体         光照、高O2含量
    （2）三碳化合物的还原（或C3的还原）       叶绿体（或基粒）的类囊体薄膜
    （3）①垂直   光能的利用率（答案合理即可给分）  
     ②空间结构  不需要  
    ③增多   光能利用增加，水的光解加快，产生的O2增多

    点评 本题考查光合作用和光呼吸的相关知识，意在考查考生的识图能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲理解层次的考查．

    练习册系列答案
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    C．蛋白质因高温变性后，不再具有相应的功能
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    科目：高中生物 来源： 题型：选择题

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