Question

【題目】將某綠色植物葉片置于適宜的光照和溫度條件下，葉肉細(xì)胞中RuBP的相對(duì)含量隨細(xì)胞間隙CO2濃度的變化曲線(xiàn)如圖甲所示；該植物中RuBP羧化酶能催化如圖乙所示的兩個(gè)方向的反應(yīng)，反應(yīng)的相對(duì)速率取決于O2和CO2的相對(duì)濃度。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）CO2在RuBP羧化酶作用下與RuBP結(jié)合生成__________（填物質(zhì)名稱(chēng)），據(jù)圖甲分析，A→B段碳反應(yīng)消耗ATP的速率_________；B→C段RuBP相對(duì)含量保持穩(wěn)定的內(nèi)因是受到________限制。

（2）葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下RuBP與_______反應(yīng)，形成的__________進(jìn)入線(xiàn)粒體放出CO2，稱(chēng)之為光呼吸。光合產(chǎn)物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，據(jù)此推測(cè)，CO2濃度倍增可以使光合產(chǎn)物的積累增加，原因是______________________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，光呼吸缺陷株在高光強(qiáng)和干旱逆境條件下致死，是因干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，蒸騰作用增強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，細(xì)胞內(nèi)CO2不足所致，野生株由于______________________，消耗光反應(yīng)階段生成的多余_________________，防止光系統(tǒng)被破壞，可在相同的逆境下正常生長(zhǎng)，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義。

Answer 1

【答案】3-磷酸甘油酸 增加 RuBP羧化酶數(shù)量（濃度） O2 二碳化合物（C2） 高濃度CO2可減少光呼吸 光呼吸產(chǎn)生的CO2可供碳反應(yīng)利用 ATP和NADPH

【解析】

據(jù)圖分析：圖甲中在一定的范圍內(nèi)隨葉肉細(xì)胞間的二氧化碳濃度的升高，五碳化合物的含量逐漸減小，超過(guò)一定的范圍（二氧化碳飽和點(diǎn)）五碳化合物含量會(huì)維持在一定的水平上。圖乙中，高光強(qiáng)與高氧氣濃度可以導(dǎo)致光呼吸增強(qiáng)，二氧化碳濃度增加可以抑制光呼吸。據(jù)此分析作答。

（1）CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結(jié)合生成3-磷酸甘油酸，圖甲中，A→B，隨葉肉細(xì)胞間的二氧化碳濃度的升高，葉肉細(xì)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，同時(shí)三碳化合物生成增多，還原加快，消耗ATP的速率增加，使葉肉細(xì)胞有機(jī)物的合成增多。B→C保持穩(wěn)定的原因是已經(jīng)達(dá)到二氧化碳飽和點(diǎn)，內(nèi)因是受到RuBP羧化酶數(shù)量（濃度）的限制。

（2）據(jù)圖乙分析可知，在葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下C5與氧氣的反應(yīng)生成二碳化合物進(jìn)入線(xiàn)粒體，進(jìn)而被氧化為二氧化碳。光合產(chǎn)物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，據(jù)此推測(cè)，CO2濃度倍增可以使光合產(chǎn)物的積累增加，原因是高濃度CO2可減少光呼吸。

（3）據(jù)圖可知，野生植株光呼吸能把RuBP分解成C3提供給暗反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生的CO2也提供給暗反應(yīng)；由于光呼吸是一個(gè)耗能反應(yīng)，可以把光反應(yīng)產(chǎn)生的多余的[H]和ATP消耗掉，很好地減緩了干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，因?yàn)闇囟群芨�，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，所導(dǎo)致的光合作用減弱現(xiàn)象，對(duì)植物有重要的正面意義。