Question

拟南芥叶肉细胞中与光合作用有关的Rubisco酶是一个双功能酶。在光下，它既催化C₅与CO₂的羧化反应进行光合作用，同时又催化C₅与O₂的加氧反应进行光呼吸，如下图所示，其中①~④代表生理过程。请回答下列问题：

（1）图中①过程是_________，进行的场所是_________。

（2）卡尔文循环过程中需要光反应产生的________，该过程中除了糖之外，还有_________的再生。

（3）光呼吸过程中C₂从产生部位运输到线粒体至少要穿过________层磷脂分子层。当植物发生光呼吸时，会明显减弱光合作用，请从C₅角度分析原因________。

（4）光呼吸是植物在长期进化过程中提高抗逆性而形成的一条代谢途径。在高温、干旱和强光照条件下，植物的蒸腾作用很强，叶片气孔大量关闭，CO₂供应量减少，植物可通过光呼吸为光合作用提供________。从反应条件来讲光呼吸与有氧呼吸的不同是_________。

Answer

二氧化碳的固定 叶绿体基质 [H]和ATP C5（和H2O） 8 部分C5用于光呼吸，使得参与暗反应的C5含量减少 C3和CO2 光呼吸需要光，而有氧呼吸有光无光均可进行

【解析】

据图分析，光呼吸是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程，它是光合作用一个损耗能量的副反应，过程中氧气被消耗，并且会生成三碳化合物和二碳化合物，进而生成二氧化碳，因此降低光呼吸被认为是提高光合作用效能的途径之一。

（1）图中①过程是光合作用暗反应中的二氧化碳的固定，进行的场所是叶绿体基质。

（2）卡尔文循环过程中需要光反应提供[H]和ATP，两分子三碳化合物被还原成糖之外，还再生了一分子C5。

（3）光呼吸过程中C2从产生部位叶绿体基质运输到线粒体至少要穿过4层生物膜，8层磷脂分子层。当植物发生光呼吸时，部分C5用于光呼吸，使得参与暗反应的C5含量减少，从而减弱光合作用。

（4）在高温、干旱和强光照条件下，植物的蒸腾作用很强，叶片气孔大量关闭，CO2供应量减少，植物可通过光呼吸为光合作用提供C3和CO2。从反应条件来讲光呼吸与有氧呼吸的不同是光呼吸需要光，而有氧呼吸有光无光均可进行。