Question

【題目】研究發現，植物的Rubisco酶具有“兩面性”如圖所示。當CO2濃度較高時，該酶催化C5與CO2反應，完成光合作用；當O2濃度較高時，該酶卻催化C5與O2反應，產物經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產生CO2的現象稱為光呼吸。請分析回答下列問題：

（1）Rubisco酶的存在場所為__________，在較高CO2濃度環境中，Rubisco酶所催化反應的產物是____________，該產物被還原生成糖類的過程還需要_____________（物質），光呼吸最終將C5氧化分解并產生______．沒有實現C5的再生。Rubisco酶的“兩面性”與酶的________（特性）相矛盾。

（2）與光呼吸相區別，研究人員常把有氧呼吸稱為“暗呼吸”。從反應條件上看，光呼吸需要光，暗呼吸__________；從反應場所上看，光呼吸發生在葉綠體和線粒體中，暗呼吸發生在 中。

（3）有觀點指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過強光照下，由于溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉， 供應減少,而光呼吸產生的 又可以作為暗反應階段的原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。

Answer 1

【答案】（1）葉綠體基質 C3 [H]和ATP 專一性 CO2

（2）有光無光均可 細胞質基質和線粒體

（3）CO2 CO2

【解析】

試題分析：（1）Rubicon酶催化C5與CO2反應，生成C3，C3在ATP和[H]的供應下，被還原生成糖類，該過程為暗反應階段，發生的場所是葉綠體基質。Rubicon酶具有“兩面性”，與酶的專一性相矛盾。在較高CO2濃度環境中，Rubicon酶所催化反應為C5與CO2反應，其產物為C3（或三碳化合物），該過程需要光反應提供ATP和[H]（酶）。，光呼吸最終將C5氧化分解并產生CO2。（2）根據題意，光呼吸與暗呼吸的區別是光呼吸需要光，暗呼吸有光無光均可以；光呼吸的場所是葉綠體和線粒體，暗呼吸的場所是細胞質基質和線粒體。（3）光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過強光照下，由于溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉，CO2供應減少,而光呼吸產生的CO2又可以作為暗反應階段的原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。