Question

2．研究發現，植物的Rubisco酶具有“兩面性”，CO₂濃度較高時，該酶催化C₅與CO₂反應，完成光合作用；O₂濃度較高時，該酶催化C₅與O₂反應，產物經一系列變化后到線粒體中會產生CO₂，這種植物在光下吸收O₂產生CO₂的現象稱為光呼吸．請回答：
（1）Rubisco酶的存在場所為葉綠體基質．
（2）在較高CO₂濃度環境中，Rubisco酶所催化反應的產物是C₃，該產物完成光合作用還需要ATP和[H]（物質）．
（3）夏季中午，水稻會出現“光合午休”，此時光合作用速率明顯減弱，而CO₂釋放速率明顯增強，其原因是氣孔關閉，CO₂供應不足，O₂濃度較高，光呼吸增強，產生的CO₂增多．
（4）研究表明，光呼吸會消耗光合作用新形成有機物的$\frac{1}{4}$，因此提高農作物產量需降低光呼吸．某同學提出了如下減弱光呼吸，提高農作物產量的措施：①降低溫度，②適當提高CO₂濃度，不能達到目的措施是①（填序號），理由是溫度降低，酶活性減弱，光呼吸減弱的同時光合作用也減弱，達不到增加作物產量的目的．
（5）與光呼吸相區別，研究人員常把細胞呼吸稱為“暗呼吸”，從反應條件上看，光呼吸一定需要光，暗呼吸有光無光均可；從反應場所上看，光呼吸發生在葉綠體和線粒體中，暗呼吸發生在細胞質基質和線粒體中．

Answer 1

分析 根據題意分析，植物的Rubisco酶具有兩方面的作用：當CO₂濃度較高時，該酶催化C₅與CO₂反應，生成C₃，C₃在ATP和[H]的作用下完成光合作用；當O₂濃度較高時，該酶催化C₅與O₂反應，產物經一系列變化后到線粒體中會產生CO₂，這種植物在光下吸收O₂產生CO₂的現象稱為光呼吸．

解答 解：（1）Rubisco酶的存在場所為葉綠體基質．
（2）在較高CO₂濃度環境中，Rubisco酶所催化反應的產物是C₃（或三碳化合物），該產物完成光合作用還需要ATP和[H]．
（3）夏季中午，水稻會出現“光合午休”，此時光合作用速率明顯減弱，而CO₂釋放速率明顯增強，其原因是氣孔關閉，二氧化碳濃度較低，氧氣濃度較高，光呼吸增強．
（4）溫度降低，酶活性減弱，光呼吸減弱的同時光合作用也減弱，達不到增加作物產量的目的，因此不能通過①適當降低溫度來提高農作物產量．
（5）光呼吸與暗呼吸的不同有：光呼吸需要光，暗呼吸有光無光均可；光呼吸的場所為葉綠體和線粒體，暗呼吸的場所為細胞質基質和線粒體．
故答案為：
（1）葉綠體基質
（2）C₃     ATP和[H]
（3）氣孔關閉，CO₂供應不足，O₂濃度較高，光呼吸增強，產生的CO₂增多
（4）①溫度降低，酶活性減弱，光呼吸減弱的同時光合作用也減弱，達不到增加作物產量的目的
（5）有光無光均可      葉綠體和線粒體      細胞質基質和線粒體

點評 本題屬于信息題，主要考查了光呼吸和暗呼吸的有關知識，意在考查考生的分析能力、理解能力以及能夠運用所學知識解決問題的能力，難度適中．