Question

研究发现，植物的Rubisco酶具有“两面性”如图所示。当CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；当O₂浓度较高时，该酶却催化C₅与O₂反应，产物经一系列变化后到线粒体中会生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。请分析回答下列问题：

（1）Rubisco酶的存在场所为__________，在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是____________，该产物被还原生成糖类的过程还需要_____________（物质），光呼吸最终将C₅氧化分解并产生______．没有实现C₅的再生。Rubisco酶的“两面性”与酶的________（特性）相矛盾。

（2）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。从反应条件上看，光呼吸需要光，暗呼吸__________；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体和线粒体中，暗呼吸发生在              中。

（3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，由于温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，        供应减少,而光呼吸产生的     又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

Answer

（1）叶绿体基质 C3 [H]和ATP 专一性 CO2

（2）有光无光均可 细胞质基质和线粒体

（3）CO2 CO2

【解析】

试题分析：（1）Rubicon酶催化C5与CO2反应，生成C3，C3在ATP和[H]的供应下，被还原生成糖类，该过程为暗反应阶段，发生的场所是叶绿体基质。Rubicon酶具有“两面性”，与酶的专一性相矛盾。在较高CO2浓度环境中，Rubicon酶所催化反应为C5与CO2反应，其产物为C3（或三碳化合物），该过程需要光反应提供ATP和[H]（酶）。，光呼吸最终将C5氧化分解并产生CO2。（2）根据题意，光呼吸与暗呼吸的区别是光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可以；光呼吸的场所是叶绿体和线粒体，暗呼吸的场所是细胞质基质和线粒体。（3）光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，由于温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO2供应减少,而光呼吸产生的CO2又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,影响光合作用速率的环境因素,细胞呼吸的过程和意义

【名师点睛】解决本题需要识记光合作用光反应和暗反应的物种变化过程，结合图示看懂题意，合理作答即可。