Question

12．研究發(fā)現(xiàn)，植物的Rubisco酶具有“兩面性”．當(dāng)CO₂濃度較高時(shí)，該酶催化C₅與CO₂反應(yīng)，完成光合作用；當(dāng)O₂濃度較高時(shí)，該酶卻催化C₅與O₂反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)一系列變化后到線粒體中會(huì)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．回答下列問(wèn)題：
（1）在較高CO₂濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化的反應(yīng)產(chǎn)物是三碳化合物，該產(chǎn)物被還原生成糖類的過(guò)程還需要ATP和[H]（物質(zhì)）和多種其他酶參加催化．
（2）與光呼吸相區(qū)別，研究人員常把有氧呼吸稱為“暗呼吸”．從反應(yīng)條件上看，光呼吸需要光，暗呼吸有光無(wú)光均可；從反應(yīng)場(chǎng)所上看，光呼吸發(fā)生在葉綠體和線粒體中，暗呼吸發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體中．
（3）如圖所示夏季晴朗的白天某種綠色植物光合作用強(qiáng)度的曲線圖，12時(shí)左右其光合作用強(qiáng)度明顯減弱，而CO₂釋放速率經(jīng)測(cè)定明顯增強(qiáng)，其原因是此時(shí)氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，氧氣濃度高，光呼吸增強(qiáng)．
（4）下面表示測(cè)定另一綠色植物每1cm²葉片的重量（mg）變化情況（均考慮為有機(jī)物的重量變化）的操作流程及結(jié)果．
葉片重量（M）$\stackrel{無(wú)光處理1h}{→}$葉片重量（M-X）$\stackrel{光照處理1h}{→}$葉片重量（M+Y）
據(jù)分析該植物的實(shí)際光合速率等于填“小于”、等于”或“大于”）Y+2X）mg/cm²•h．

Answer 1

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(shí)，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(shí)，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(huì)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．

解答 解：（1）當(dāng)CO₂濃度較高時(shí)，該酶催化C₅與CO₂反應(yīng)，生成C₃，C₃在供應(yīng)提供的ATP和[H]的作用下完成光合作用．
（2）暗呼吸有光無(wú)光均可，研究人員常把有氧呼吸稱為“暗呼吸”，即細(xì)胞呼吸，細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
（3）夏季晴朗的白天綠色植物會(huì)出現(xiàn)光合午休，原因是此時(shí)氣溫過(guò)高，蒸騰作用過(guò)大，植物為減少水分過(guò)量散失，氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，氧氣濃度高，光呼吸增強(qiáng)，所以12時(shí)左右其光合作用強(qiáng)度明顯減弱，而CO₂釋放速率經(jīng)測(cè)定明顯增強(qiáng)．
（4）據(jù)圖分析，原葉片重為M，暗處理1h后重量為M-X，所以呼吸速率可表示為Xmg/cm²•h，光照1h后重量為M+Y，真正的光合作用速率=凈光合速率+呼吸作用速率=M+Y-（M-X）+X=Y+2Xmg/cm²•h．
故答案為：
（1）三碳化合物    ATP和[H]
（2）細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
（3）此時(shí)氣孔大量關(guān)閉，二氧化碳供應(yīng)減少，氧氣濃度高，光呼吸增強(qiáng)
（4）等于

點(diǎn)評(píng) 本題屬于信息題，主要考查了光呼吸和暗呼吸的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生的分析能力、理解能力以及能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題的能力，難度適中．