Question

图甲表示在不同温度条件下 CO₂ 浓度对某植物净光合速率的影响；图乙表示将该种植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，叶肉细胞中 C₅ 的相对含量随细胞间隙 CO₂ 浓度的变化曲线。请分析回答下列问题：

（1）据图甲可知，当 CO₂ 浓度分别为 600 μmol·L－1 和 1200 μmol·L－1 时，更有利于该植物生长的温度分别是__________。在 CO₂ 浓度为 200 μmol·L－1，28 ℃条件下，该植物根尖细胞中产生 ATP 的细胞器是_________。

（2）CO₂ 在 RuBP 羧化酶作用下与 C₅ 结合生成 C₃，据图乙分析，A→B 的变化阶段暗反应消耗 ATP的速率__________；B→C 保持稳定的内因是受到__________限制。

（3）研究发现，绿色植物中 RuBP 羧化酶具有双重活性，催化如下图丙所示的两个方向的反应， 反应的相对速度取决于 O₂ 和 CO₂ 的相对浓度。在叶绿体中，在 RuBP 羧化酶催化下 C₅ 与_________反应，形成的__________进入线粒体放出 CO₂，称之为光呼吸，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。

（4）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，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO₂ 供应减少，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的_______________， 减少细胞受损的可能，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。

Answer

20 ℃、28 ℃ 线粒体 增加 RuBP羧化酶数量（浓度） O2 二碳化合物（C2） 高 [H]和ATP

【解析】

据图图甲表示不同二氧化碳浓度和不同温度对净光合作用的影响。图乙中在一定的范围内随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高，五碳化合物的含量逐渐减小，超过一定的范围（二氧化碳饱和点）五碳化合物含量会维持在一定的水平上。图丙中，高光强与高氧气浓度可以导致光呼吸增强，二氧化碳浓度增加可以抑制光呼吸。据此分析作答。

（1）图甲中，CO2浓度分别为600μmol·L-1和1200μmol·L-1时，对应的曲线中20℃、28℃的净光合速率最大，更有利于该植物生长。当CO2浓度为200um ol·L-1时，28℃条件下该植物根尖细胞只进行呼吸作用，故产生 ATP 的细胞器是线粒体。

（2）图乙中，A→B，随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高，叶肉细胞吸收CO2速率增加，二氧化碳的固定加快，五碳化合物消耗增多，含量下降，同时三碳化合物生成增多，还原加快，消耗ATP的速率增加，使叶肉细胞有机物的合成增多。B→C保持稳定的原因是已经达到二氧化碳饱和点，内因是受到RuBP羧化酶数量（浓度）的限制。

（3）据图丙分析可知，在叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与氧气的反应生成二碳化合物进入线粒体放出 CO2，称之为光呼吸，故当O2与CO2比值高时，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（4）光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO2 供应减少，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的[H]和ATP， 减少细胞受损的可能，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。