Question

2．研究發(fā)現(xiàn)，植物的Rubisco酶具有“兩面性”如圖所示．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．請(qǐng)分析回答下列問題：
（1）Rubisco酶的存在場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)，在較高CO₂濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化反應(yīng)的產(chǎn)物是C₃，該產(chǎn)物被還原生成糖類的過程還需要[H]和ATP（物質(zhì)），光呼吸最終將C₅氧化分解并產(chǎn)生CO₂ ．沒有實(shí)現(xiàn)C₅的再生．Rubisco酶的“兩面性”與酶的專一性（特性）相矛盾．
（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）有觀點(diǎn)指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過強(qiáng)光照下，由于溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO₂供應(yīng)減少，而光呼吸產(chǎn)生的CO₂又可以作為暗反應(yīng)階段的原料，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義．

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）據(jù)圖分析，Rubisco酶的存在場(chǎng)所為葉綠體基質(zhì)，在較高CO₂濃度環(huán)境中，Rubisco酶所催化反應(yīng)的產(chǎn)物是C₃（或三碳化合物），該產(chǎn)物完成光合作用還需要ATP和[H]．光呼吸最終將C₅氧化分解并產(chǎn)生 CO₂．Rubisco酶的“兩面性”與酶的專一性相矛盾．
（2）圖示表明光呼吸需要光，暗呼吸有光無光均可．光呼吸的場(chǎng)所為葉綠體和線粒體，暗呼吸的場(chǎng)所為細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體．
（3）光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過強(qiáng)光照下，由于溫度很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉導(dǎo)致二氧化碳供應(yīng)減少，此時(shí)光呼吸產(chǎn)生的二氧化碳可以作為暗反應(yīng)階段的原料，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義．
故答案為：
（1）葉綠體基質(zhì)          C₃ [H]和ATP    CO₂   專一性      
（2）有光無光均可       細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體
（3）CO₂       CO₂

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)解決問題的能力，難度適中．