Question

研究发现，植物的Rubisco酶具有“两面性”。当CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；当O₂浓度较高时，该酶却催化C₅与O₂反应，产物经一系列变化后到线粒体中会生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸。回答下列问题：

（1）在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化的反应产物是        ，该产物被还原生成糖类的过程还需要            （物质）和多种其他酶参加催化。

（2）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”。从反应条件上看，光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体和线粒体中，暗呼吸发生在           中。

（3）图示夏季晴朗的白天某种绿色植物光合作用强度的曲线图，12时左右其光合作用强度明显减弱，而CO₂释放速率经测定明显增强，其原因是       。

（4）下图表示测定另一绿色植物每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。

据分析该植物的实际光合速率       填“小于”、等于”或“大于”）Y+2X）mg/cm²·h。

Answer

（1）三碳化合物 ATP和NADPH （2）细胞质基质和线粒体

（3）此时气孔关闭，二氧化碳供应较少，氧气浓度高，光呼吸增强 （4）大于

【解析】（1）当CO2浓度较高时，Rubisco酶催化C5与CO2反应，产物是C3。C3的还原需要[H]和ATP。酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，因此Rubisco酶的“两面性”与酶的专一性相矛盾。

（2）“暗呼吸”即有氧呼吸在有光和无光的条件下均能进行，其场所是细胞质基质和线粒体。

（3）中午12时左右，光照过强，温度过高，使得叶片气孔关闭，二氧化碳供应减少，导致光合作用减弱．

（4）黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，由于1h后重量由M变为M-X，则呼吸速率为X mg/cm2h；光照1h，重量的增加为（M+Y）—（M—X）=Y+X，即净光合速率为Y+X，则实际光合速率=净光合速率+呼吸速率=Y+X+X=Y+2X。

【考点定位】光合作用过程及其影响因素