Question

【題目】植物的葉肉細胞在光下有一個與呼吸作用不同的生理過程，即在光照下葉肉細胞吸收O2，釋放CO2。由于這種反應需葉綠體參與，并與光合作用同時發生，故稱光呼吸。Rubisco是一個雙功能的酶，具有催化羧化反應和加氧反應兩種功能。RuBP(1，5—二磷酸核酮糖，C5)既可與CO2結合，經此酶催化生成PGA(3—磷酸甘油酸，C3)，進行光合作用；又可與O2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG(2—磷酸乙醇酸，C2)。進行光呼吸。具體過程見下圖：

（1）Rubisco在光照條件下，可以催化RuBP與CO2生成PGA，再利用光反應產生的__________將其還原；也可以催化RuBP與O2反應，推測O2與CO2比值__________(填“高”或“低”)時，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（2）請寫出鑒定Rubisco的化學本質是否是蛋白質的兩種生物學方法。第一種方法是用________檢驗；第二種方法是用____________________________________檢驗。

（3）比較細胞呼吸和光呼吸的區別，寫出你進行比較的角度(至少寫出三個方面)___________________。

（4）某研究小組測得在適宜條件下某植物葉片遮光前吸收CO2的速率和遮光(完全黑暗)后釋放CO2的速率。吸收或釋放CO2的速率隨時間變化趨勢的示意圖如下(吸收或釋放CO2的速率是指單位面積葉片在單位時間內吸收或釋放CO2的量)。

在光照條件下，圖形A+B+C的面積表示該植物在一定時間內單位面積葉片________________，其中圖形B的面積表示_____________________，圖形C的面積表示____________________________。

Answer 1

【答案】NADPH（或[H]） 高 雙縮脲試劑 蛋白酶 對光的要求、進行部位、底物、產物、能量狀況、反應條件 光合作用固定CO2總量 細胞呼吸釋放的CO2量 光呼吸釋放CO2量

【解析】

根據題干可知，該圖示表示的暗反應和光呼吸兩個過程，暗反應分兩步，二氧化碳的固定和三碳化合物的還原。

（1）Rubisco在光照條件下，可以催化RuBP與CO2生成PGA，這個是暗反應中的二氧化碳的固定，形成的是三碳化合物，三碳化合物的還原要利用光反應產生的NADPH（或[H]）；Rubisco在光照條件下，也可以催化RuBP與O2反應，至于它與氧氣結合還是和二氧化碳結合，可以看誰的濃度高，氧氣多時，與氧結合的可能更大，推測O2與CO2比值高時，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（2）鑒定蛋白質的兩種生物學方法：第一種方法是用雙縮脲試劑檢驗，如果是蛋白質，會呈現紫色；第二種方法是用蛋白酶檢驗，如該物質發生了水解，說明該物質的化學本質是蛋白質。

（3）細胞呼吸和光呼吸區別還比較大，如對光的要求、進行部位、底物、產物、能量狀況、反應條件。

（4）根據題干信息，分析圖示可得，在光照條件下，二氧化碳只有光合作用在吸收，但光呼吸和呼吸作用均在進行，都是在釋放二氧化碳，故圖形A+B+C的面積表示該植物在一定時間內單位面積葉片光合作用固定CO2總量，其中圖形B的面積表示細胞呼吸釋放的CO2量，圖形C的面積表示光呼吸釋放CO2量。