Question

【題目】光呼吸是葉綠體中與光合作用可同時(shí)發(fā)生的一個(gè)過(guò)程，它吸收O2的環(huán)節(jié)與卡爾文循環(huán)中CO2的固定過(guò)程一樣，都需要在 Rubisco（是一種酶）的催化下進(jìn)行。光呼吸和卡爾文循環(huán)的部分過(guò)程如圖所示，如圖表示CO2濃度變化對(duì)不同條件下光合速率的影響曲線。

請(qǐng)回答：

（1）據(jù)如圖分析， Rubisco起作用的具體場(chǎng)所是____________ ，在該酶的催化下，1分子RuBP和O2結(jié)合生成1分子三碳酸和1分子①，則①為____________碳化合物，它進(jìn)入線粒體后，可參與需氧呼吸的_______________循環(huán)，被氧化為CO2，而三碳酸則被還原成三碳糖，其中 NADPH為該還原過(guò)程提供_______________________。

（2）據(jù)如圖分析，在卡爾文循環(huán)穩(wěn)定進(jìn)行時(shí)，若突然大幅度提高O2濃度，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中RuBP的含量將___________________ 。

（3）據(jù)如圖分析，兩種氣體分子與 Rubisco的結(jié)合存在_____________關(guān)系，若在某適宜O2濃度條件下植物光合速率隨CO2濃度的變化如圖中線甲所示，則處于高O2濃度條件下的光合速率變化應(yīng)以如圖中的曲線_________________表示。

Answer 1

【答案】葉綠體基質(zhì) 二 檸檬酸 氫與能量 下降 競(jìng)爭(zhēng) 乙

【解析】

據(jù)圖分析，圖1中②表示NADP+，光呼吸反應(yīng)中，C5即RuBp與O2結(jié)合，形成一個(gè)三碳酸和一個(gè)①，故①表示二碳化合物，二碳化合物進(jìn)入線粒體，參與有氧呼吸的第二個(gè)階段，即檸檬酸循環(huán)，而三碳酸分子繼續(xù)還原為三碳糖；圖2中，在高濃度CO2條件下，丙曲線表示的光合速率顯然比甲和乙低，據(jù)此分析。

（1）據(jù)圖1分析， Rubisco催化CO2和RuBp形成三碳酸的過(guò)程，故起作用的具體場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)，在該酶的催化下，1分子RuBP和O2結(jié)合生成1分子三碳酸和1分子①，則①為二碳化合物，它進(jìn)入線粒體后，可參與需氧呼吸的檸檬酸循環(huán)，被氧化為CO2，而三碳酸則被還原成三碳糖，其中NADPH為該還原過(guò)程提供氫與能量。

（2）據(jù)圖分析，在卡爾文循環(huán)穩(wěn)定進(jìn)行時(shí)，若突然大幅度提高O2濃度，會(huì)促進(jìn)光呼吸，導(dǎo)致CO2和RuBp形成三碳酸減少，而CO2和RuBp能形成2分子三碳酸，1分子RuBP和O2結(jié)合生成1分子三碳酸，則短時(shí)間內(nèi)葉綠體基質(zhì)中RuBP的含量將下降。

（3）據(jù)如圖分析，RuBp與CO2反應(yīng)形成三碳酸分子，而光呼吸反應(yīng)中，C5即RuBp與O2結(jié)合，形成一個(gè)三碳酸和一個(gè)二碳化合物，因此兩種氣體分子與 Rubisco的結(jié)合存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；若在某適宜O2濃度條件下植物光合速率隨CO2濃度的變化如圖中線甲所示，當(dāng)處于高O2濃度條件下時(shí)，由于兩種氣體分子與 Rubisco的結(jié)合存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，因此在CO2較低時(shí)植物光合速率比曲線甲要低，而在高濃度CO2條件下，兩者的光合速率無(wú)差別，即應(yīng)以如圖中的曲線乙表示。