Question

【題目】科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：植物的Rubisco酶具有“兩面性”。當(dāng)CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時，該酶卻催化C5與O2反應(yīng)生成一個C3和一個C2，C2經(jīng)一系列變化后到線粒體中會生成CO2，這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸。小麥、水稻等作物在強(qiáng)光、干旱時會發(fā)生比較強(qiáng)的光呼吸作用，而玉米則不會。

（1）與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把細(xì)胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反應(yīng)條件看，光呼吸與暗呼吸的不同是_____________________（寫出兩點）。

（2）預(yù)測氧氣濃度升高時，葡萄糖生成量應(yīng)該如何變化__________（填“上升”“下降”或“不變”）？其原因是什么？_________________。

（3）研究發(fā)現(xiàn)塑料大棚內(nèi)的CO2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】 光呼吸需要光，而暗呼吸有光或無光均可；催化反應(yīng)的酶不同 下降 O2與C5結(jié)合增多，只產(chǎn)生1個用于還原的C3，減少了暗反應(yīng)過程中C3含量，使得暗反應(yīng)速率下降 CO2的濃度升高可促進(jìn)光合作用的暗反應(yīng)；同時可促進(jìn)Rubisco酶催化更多的C5與CO2結(jié)合，而減少與O2的結(jié)合，從而降低光呼吸

【解析】試題分析：根據(jù)題意分析，植物的Rubisco酶具有兩方面的作用：當(dāng)CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應(yīng)，生成C3，C3在ATP和[H]的作用下完成光合作用；當(dāng)O2濃度較高時，該酶催化C5與O2反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后到線粒體中會產(chǎn)生CO2，這種植物在光下吸收O2產(chǎn)生CO2的現(xiàn)象稱為光呼吸。

（1）根據(jù)題干信息分析可知，光呼吸與暗呼吸的不同有：光呼吸需要光，暗呼吸有光無光均可；光呼吸的場所為葉綠體和線粒體，暗呼吸的場所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體。

（2）當(dāng)O2濃度較高時，Rubisco酶催化C5與O2反應(yīng)生成一個C3和一個C2，只產(chǎn)生1個用于還原的C3，減少了暗反應(yīng)過程中C3含量，使得暗反應(yīng)速率下降，產(chǎn)生的有機(jī)物（葡萄糖）減少。

（3）當(dāng)塑料大棚內(nèi)的CO2濃度由0.03%升高到0.24%時，可促進(jìn)光合作用的暗反應(yīng)；同時可促進(jìn)Rubisco酶催化更多的C5與CO2結(jié)合，而減少與O2的結(jié)合，從而降低光呼吸，所以水稻積累的有機(jī)物增多。