Question

植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程，即在光照下叶肉细胞吸收O₂，释放CO₂。由于这种反应需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称光呼吸。Rubisco是一个双功能的酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。RuBP(1，5—二磷酸核酮糖，C₅)既可与CO₂结合，经此酶催化生成PGA(3—磷酸甘油酸，C₃)，进行光合作用；又可与O₂在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG(2—磷酸乙醇酸，C₂)。进行光呼吸。具体过程见下图：

（1）Rubisco在光照条件下，可以催化RuBP与CO₂生成PGA，再利用光反应产生的__________将其还原；也可以催化RuBP与O₂反应，推测O₂与CO₂比值__________(填“高”或“低”)时，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（2）请写出鉴定Rubisco的化学本质是否是蛋白质的两种生物学方法。第一种方法是用________检验；第二种方法是用____________________________________检验。

（3）比较细胞呼吸和光呼吸的区别，写出你进行比较的角度(至少写出三个方面)___________________。

 （4）某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO₂的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO₂的速率。吸收或释放CO₂的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO₂的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO₂的量)。

在光照条件下，图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片________________，其中图形B的面积表示_____________________，图形C的面积表示____________________________。

Answer

NADPH（或[H]） 高 双缩脲试剂 蛋白酶 对光的要求、进行部位、底物、产物、能量状况、反应条件 光合作用固定CO2总量 细胞呼吸释放的CO2量 光呼吸释放CO2量

【解析】

根据题干可知，该图示表示的暗反应和光呼吸两个过程，暗反应分两步，二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。

（1）Rubisco在光照条件下，可以催化RuBP与CO2生成PGA，这个是暗反应中的二氧化碳的固定，形成的是三碳化合物，三碳化合物的还原要利用光反应产生的NADPH（或[H]）；Rubisco在光照条件下，也可以催化RuBP与O2反应，至于它与氧气结合还是和二氧化碳结合，可以看谁的浓度高，氧气多时，与氧结合的可能更大，推测O2与CO2比值高时，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（2）鉴定蛋白质的两种生物学方法：第一种方法是用双缩脲试剂检验，如果是蛋白质，会呈现紫色；第二种方法是用蛋白酶检验，如该物质发生了水解，说明该物质的化学本质是蛋白质。

（3）细胞呼吸和光呼吸区别还比较大，如对光的要求、进行部位、底物、产物、能量状况、反应条件。

（4）根据题干信息，分析图示可得，在光照条件下，二氧化碳只有光合作用在吸收，但光呼吸和呼吸作用均在进行，都是在释放二氧化碳，故图形A+B+C的面积表示该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定CO2总量，其中图形B的面积表示细胞呼吸释放的CO2量，图形C的面积表示光呼吸释放CO2量。