Question

研究发现，植物的Rubisco酶在CO₂浓度较高时能催化C₅与CO₂反应生成C₃（磷酸丙糖，题图中用“TP”表示）；而在O₂浓度较高时却催化C₅与O₂反应，反应产物经一系列变化后到线粒体中氧化分解成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。请回答下列相关问题：

（1）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。暗呼吸发生在___________中。

（2）如图为叶肉细胞中部分代谢途径示意图。淀粉是暂时存储的光合产物，其合成场所应该在叶绿体的_________中。由图可知，淀粉运出叶绿体时应先水解成磷酸丙糖或_________，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成由_________糖构成的蔗糖，再运出细胞。TP载体只能运输磷酸丙糖而不能运输其他需跨膜运输的物质，其原因是_________。

（3）Rubisco酶是一种可溶性蛋白质，热稳定性较好。若用某种化学试剂降解这种可溶性蛋白质，则叶绿体中的[H]含量会_________（填“增加”“不变”或“减少）。

（4）如图表示测定某一植物每1cm²叶片的重量（mg）变化情况（均考虑为有机物的重量变化）的操作流程及结果。

据此分析该植物的实际光合速率_________（填“小于”“等于”或“大于”）（Y+2x）mg·cm^－2·h^－1。

Answer

细胞质基质和线粒体 基质 葡萄糖 葡萄糖和果（果糖和葡萄） 载体具有特异性（或专一性） 增加 大于

【解析】

图1所示的生理过程为卡尔文循环，该循环的关键步骤是三碳酸的还原，即CO2的还原、每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，形成三碳糖，NADPH含有高能量并是强还原剂，因此在该循环中的作用为供氢（作还原剂）和供能。

图2中：X表示呼吸作用速率，（M+Y）-（M-X）=Y+X表示净光合作用速率，2X+Y表示真正的光合作用速率，真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率，据此分析作答。

（1）有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体。

（2）淀粉是暂时存储的光合产物，在光合作用的暗反应阶段产生，暗反应的场所为叶绿体基质。由图可知，淀粉运出叶绿体时应先水解成磷酸丙糖或葡萄糖，葡萄糖通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成蔗糖。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖组成的。TP载体只能运输磷酸丙糖而不能运输其他需跨膜运输的物质，其原因是载体具有特异性（或专一）。

（3）Rubisco酶被降解后，导致三碳化合物的合成减少，[H]的消耗减少而增加。

（4）图中叶片净光合速率为（M+Y）-（M-X）=Y+X，叶片真正的光合作用速率=呼吸作用速率+净光合作用速率=Y+X+X=Y+2X。而有的植物细胞只进行呼吸作用，不能进行光合作用，所以该植物的实际光合速率大于Y+2X。