Question

【題目】下圖是某植物葉肉細胞的部分生理過程示意圖。已知該植物葉肉細胞在適宜光照、較高的氧氣濃度條件下，由于Rubisco酶既能催化過程①，也能催化過程②，可同時進行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2濃度高，CO2濃度低時，Rubisco酶可催化Cs（RuBp）加O2形成1個C3、1個C2，2個C2在線粒體等結(jié)構(gòu)中再經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化形成1個C3、1個CO2，C3再進入卡爾文循環(huán)。回答下列問題：

（1）圖中，過程②發(fā)生的場所是_______________。

（2）該植物葉肉細跑光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì)，在氧氣充足的條件下，可被氧化為_______________（填物質(zhì)名稱）后進入線粒體，繼而在_______________（填場所）徹底氧化分解成CO2。

（3）據(jù)圖推測，當(dāng)CO2濃度與O2濃度的比值_______________（填“高”或“低）時，有利于水稻進行光呼吸而不利于光合作用中有機物的積累，從C5的角度分析，其原因是_______________。

（4）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在一些藍藻中存在CO2濃縮機制：藍藻中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)微室，能將CO2濃縮在 Rubisco酶周圍。該機制的意義是_________。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 內(nèi)酮酸 線粒體基質(zhì)中 低 當(dāng)O2濃度增大時，參與光呼吸的C2增多，參與光合作用暗反應(yīng)的C3減少，從而使光合作用減弱 可以減少光呼吸，增加光合作用有機物的產(chǎn)量

【解析】

據(jù)圖圖示表示光合作用與光呼吸的過程，圖中①表示光合作用中的暗反應(yīng)階段的二氧化碳固定過程，②表示光呼吸過程。光呼吸是所有行光合作用的細胞（包括原核生物和真核生物，但并非所有這些細胞都能運行完整的光呼吸)在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個生化過程。

（1）由圖中過程②表示光呼吸，產(chǎn)生的1個C3、1個CO2，C3再進入卡爾文循環(huán)故發(fā)生的場所是葉綠體基質(zhì)。

（2）該植物葉肉細跑光合作用產(chǎn)生的糖類物質(zhì)，在氧氣充足的條件下，進行有氧呼吸，可被氧化為丙酮酸后進入線粒體，繼而在線粒體基質(zhì)中進行有氧呼吸的第二階段徹底氧化分解成CO2。

（3）光呼吸發(fā)生的條件是高氧高光強條件，據(jù)圖分析可知，當(dāng)O2濃度增大時，參與光呼吸的C5增多，參與光合作用暗反應(yīng)的C5減少，從而使光合作用減弱，故CO2濃度與O2濃度的比值低時，有利于水稻進行光呼吸而不利于光合作用中有機物的積累。

（4）根據(jù)題意可知，藍藻將CO2濃縮在 Rubisco酶周圍，可以減少光呼吸，增加光合作用有機物的產(chǎn)量。