Question

【題目】光呼吸是進行光合作用的細胞在光照和02/CO2值異常時發(fā)生的一種生理過程(如下圖所示），該過程是細胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成C02，借助葉綠體、線粒體等多種細胞器共同完成的消耗能量的反應(yīng)。請回答下列問題：

（1）Rubisco酶既能催化C5和C02反應(yīng)，又能催化C5和02反應(yīng)，其專一性比一般的酶______(填“強”或“弱”)。

（2）據(jù)圖可知，光呼吸和光合作用都能利用的物質(zhì)是______，光合作用利用該物質(zhì)的場所是_________。

（3）與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把細胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反應(yīng)場所來講光呼吸與暗呼吸的不同是：

____________；從能量變化情況看它們的不同是____________。

（4）白天當氧氣濃度升高時，葡萄糖積累速率____________(填“上升”、“下降”或“不變”），其原因是________________。

（5）研究發(fā)現(xiàn)塑料大棚內(nèi)的C02濃度由0.03%升高到0.24%時，水稻會增產(chǎn)約89%，請從光合作用的原理和Rubisco酶促反應(yīng)的特點解釋其原因:__________________________________。

Answer 1

【答案】 弱 C5 葉綠體基質(zhì) 光呼吸在葉綠體和線粒體等處進行，暗呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中進行 光呼吸消耗能量，暗呼吸釋放能量 下降 O2與五碳化合物結(jié)合增多，只產(chǎn)生1個用于還原的三碳化合物，減少了暗反應(yīng)過程中三碳化合物含量，使得暗反應(yīng)速率下降 CO2的濃度升高可促進光合作用的暗反應(yīng)；同時可促進Rubisco酶催化更多的五碳化合物與CO2結(jié)合，而減少與O2的結(jié)合，從而降低光呼吸

【解析】本題考查光合作用和呼吸作用，而分析題干和圖形此時的呼吸是比較特殊的光呼吸，即在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成C02，意在考察考生對知識點的理解、分析和應(yīng)用能力。

（1）Rubisco酶既能催化C5和C02反應(yīng)，又能催化C5和02反應(yīng)，所以其專一性比一般的酶較弱。

（2）據(jù)圖可知，光呼吸和光合作用都能利用的物質(zhì)是C5，利用它都會產(chǎn)生三碳化合物，光合作用中因為二氧化碳的固定發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，所以利用該物質(zhì)的場所是葉綠體基質(zhì)。

（3）由題意可知光呼吸是在葉綠體和線粒體等處進行，而暗呼吸在細胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中進行。從能量變化來講題干說明光呼吸消耗能量，而暗呼吸是釋放能量的。

（4）白天當氧氣濃度升高時，會進行光呼吸，即O2與五碳化合物結(jié)合增多，只產(chǎn)生1個用于還原的三碳化合物，減少了暗反應(yīng)過程中三碳化合物含量，使得暗反應(yīng)速率下降所以葡萄糖積累速率下降。

（5）研究發(fā)現(xiàn)塑料大棚內(nèi)的C02濃度由0.03%升高到0.24%時，水稻會增產(chǎn)約89%，是因為CO2的濃度升高可促進光合作用的暗反應(yīng)；同時可促進Rubisco酶催化更多的五碳化合物與CO2結(jié)合，而減少與O2的結(jié)合，從而降低光呼吸。