Question

【題目】RuBisCo普遍分布于玉米、大豆等植物的葉綠體中，它是光呼吸（細(xì)胞在有光、高O2、低CO2情況下發(fā)生的生化反應(yīng)）中不可缺少的加氧酶，也是卡爾文循環(huán)中固定CO2最關(guān)鍵的羧化酶。RuBisCo能以五碳化合物（RuBP）為底物，在CO2/O2值高時(shí)，使其結(jié)合CO2發(fā)生羧化，在CO2/O2值低時(shí)，使其結(jié)合O2發(fā)生氧化，具體過(guò)程如下圖所示。

（1）玉米、大豆等植物的葉片中消耗O2的場(chǎng)所有___________。從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是___________。

（2）科研人員利用大豆來(lái)探究光呼吸抑制劑亞硫酸氫鈉的增產(chǎn)效果

①亞硫酸氫鈉可通過(guò)改變二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的___________來(lái)抑制該酶的活性，從而抑制光呼吸的進(jìn)行。另外，亞硫酸氫鈉還能促進(jìn)色素對(duì)光能的捕捉，從而促進(jìn)___________的進(jìn)行。

②為探究亞硫酸氫鈉使大豆增產(chǎn)的適宜濃度，一般要先做預(yù)實(shí)驗(yàn)，目的是___________。

③噴施適宜濃度的亞硫酸氫鈉溶液后，大豆單位時(shí)間內(nèi)釋放氧氣的量較噴施前___________（填“增多”“減少”或“不變”），原因是___________。

Answer 1

【答案】葉綠體（基質(zhì)）、線粒體（內(nèi)膜） 光呼吸消耗ATP（能量），有氧呼吸產(chǎn)生ATP（能量） 空間結(jié)構(gòu) 光反應(yīng)（光合作用） 為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究條件；檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性（避免盲目開(kāi)展實(shí)驗(yàn)造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)） 增多 光能利用增加，水的光解加快；亞硫酸氫鈉通過(guò)抑制乙醇酸氧化酶的活性，進(jìn)而抑制了光呼吸進(jìn)行

【解析】

由題意可知，RuBisCo既可以催化二氧化碳的固定，又可以催化光呼吸過(guò)程。

（1）玉米、大豆等植物通過(guò)有氧呼吸消耗氧氣的場(chǎng)所是線粒體，通過(guò)光呼吸消耗氧氣的場(chǎng)所是葉綠體基質(zhì)。由圖可知，光呼吸消耗ATP，故從能量代謝的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的區(qū)別是光呼吸消耗ATP，有氧呼吸產(chǎn)生ATP。

（2）①二碳化合物氧化酶在光呼吸中發(fā)揮作用，亞硫酸氫鈉可通過(guò)改變二碳化合物氧化酶的空間結(jié)構(gòu)來(lái)抑制該酶的活性，從而抑制光呼吸的進(jìn)行。另外，亞硫酸氫鈉還能促進(jìn)色素對(duì)光能的捕捉，進(jìn)而通過(guò)促進(jìn)光反應(yīng)的進(jìn)行而提高光合作用強(qiáng)度。

②預(yù)實(shí)驗(yàn)可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)探究條件，還可以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性。

③噴施適宜濃度的亞硫酸氫鈉溶液后，光能利用增加，水的光解加快；亞硫酸氫鈉通過(guò)抑制乙醇酸氧化酶的活性，進(jìn)而抑制了光呼吸進(jìn)行，故大豆單位時(shí)間內(nèi)釋放氧氣的量較噴施前增多。