Question

植物叶肉细胞中的Rubisco在光照条件下可催化以下两种生理过程：

叶绿体中CO₂/O₂升高时：，C₃经过一系列反应最终生成糖类；

叶绿体中CO₂/O₂降低时：，C₂经过一系列反应最终生成CO₂。

回答下列问题：

（1）根据上述材料推测Rubisco主要存在于叶绿体的______中。

（2）C₃在______（填物质）的作用下经过一系列反应最终生成糖类。研究发现，叶绿体中叶绿体中CO₂/O₂降低时，C₂经一系列反应生成的CO₂会抑制O₂与C₅的结合，这属于______调节。

（3）若大棚内的CO₂浓度由0.03%升高到0.24%而O₂浓度基本不变，则水稻会______（填“增产”或“减产”），请从Rubisco的作用机理解释原因______。

Answer

基质 酶、ATP和[H] 反馈 增产 大棚内CO2浓度升高促进Rubisco催化更多C3与CO2结合，同时减少C5与O2结合，从而使制造的有机物增多

【解析】

根据题意分析，植物的Rubisco酶具有两方面的作用：当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，生成C3，C3在ATP和[H]的作用下完成光合作用，即生理活动1；当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2，即生理活动2。

（1）根据题意可知，Rubisco酶是在暗反应中发挥作用，所以其存在场所为叶绿体基质；

（2）生理活动1中，暗反应阶段C3在光反应产物[H]、ATP以及酶参与下经过还原生成糖类，叶绿体中CO2/O2降低时，C2经一系列反应生成的CO2会抑制O2与C5的结合，这属于反馈调节；

（3）CO2浓度由0.03%升高到0.24%，CO2浓度升高促进Rubisco催化更多C3与CO2结合，同时减少C5与O2结合，从而使制造的有机物增多。