Question

【題目】光呼吸是葉綠體中與光合作用可同時發生的一個過程，它吸收O2的環節與卡爾文循環中CO2的固定過程一樣，都需要在 Rubisco（是一種酶）的催化下進行。光呼吸和卡爾文循環的部分過程如圖所示，如圖表示CO2濃度變化對不同條件下光合速率的影響曲線。

請回答：

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

（2）據如圖分析，在卡爾文循環穩定進行時，若突然大幅度提高O2濃度，則短時間內葉綠體基質中RuBP的含量將___________________ 。

（3）據如圖分析，兩種氣體分子與 Rubisco的結合存在_____________關系，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以如圖中的曲線_________________表示。

Answer 1

【答案】葉綠體基質 二 檸檬酸 氫與能量 下降 競爭 乙

【解析】

據圖分析，圖1中②表示NADP+，光呼吸反應中，C5即RuBp與O2結合，形成一個三碳酸和一個①，故①表示二碳化合物，二碳化合物進入線粒體，參與有氧呼吸的第二個階段，即檸檬酸循環，而三碳酸分子繼續還原為三碳糖；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，據此分析。

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

（2）據圖分析，在卡爾文循環穩定進行時，若突然大幅度提高O2濃度，會促進光呼吸，導致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結合生成1分子三碳酸，則短時間內葉綠體基質中RuBP的含量將下降。

（3）據如圖分析，RuBp與CO2反應形成三碳酸分子，而光呼吸反應中，C5即RuBp與O2結合，形成一個三碳酸和一個二碳化合物，因此兩種氣體分子與 Rubisco的結合存在競爭關系；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，當處于高O2濃度條件下時，由于兩種氣體分子與 Rubisco的結合存在競爭關系，因此在CO2較低時植物光合速率比曲線甲要低，而在高濃度CO2條件下，兩者的光合速率無差別，即應以如圖中的曲線乙表示。