Question

【題目】將某綠色植物葉片置于適宜的光照和溫度條件下，葉肉細胞中RuBP的相對含量隨細胞間隙CO2濃度的變化曲線如圖甲所示；該植物中RuBP羧化酶能催化如圖乙所示的兩個方向的反應，反應的相對速率取決于O2和CO2的相對濃度。請回答下列問題：

（1）CO2在RuBP羧化酶作用下與RuBP結合生成__________（填物質名稱），據圖甲分析，A→B段碳反應消耗ATP的速率_________；B→C段RuBP相對含量保持穩定的內因是受到________限制。

（2）葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下RuBP與_______反應，形成的__________進入線粒體放出CO2，稱之為光呼吸。光合產物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，據此推測，CO2濃度倍增可以使光合產物的積累增加，原因是______________________________。

（3）研究發現，光呼吸缺陷株在高光強和干旱逆境條件下致死，是因干旱天氣和過強光照下，蒸騰作用增強，氣孔關閉，細胞內CO2不足所致，野生株由于______________________，消耗光反應階段生成的多余_________________，防止光系統被破壞，可在相同的逆境下正常生長，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。

Answer 1

【答案】3-磷酸甘油酸 增加 RuBP羧化酶數量（濃度） O2 二碳化合物（C2） 高濃度CO2可減少光呼吸 光呼吸產生的CO2可供碳反應利用 ATP和NADPH

【解析】

據圖分析：圖甲中在一定的范圍內隨葉肉細胞間的二氧化碳濃度的升高，五碳化合物的含量逐漸減小，超過一定的范圍（二氧化碳飽和點）五碳化合物含量會維持在一定的水平上。圖乙中，高光強與高氧氣濃度可以導致光呼吸增強，二氧化碳濃度增加可以抑制光呼吸。據此分析作答。

（1）CO2在RuBP羧化酶作用下與C5結合生成3-磷酸甘油酸，圖甲中，A→B，隨葉肉細胞間的二氧化碳濃度的升高，葉肉細胞吸收CO2速率增加，二氧化碳的固定加快，五碳化合物消耗增多，含量下降，同時三碳化合物生成增多，還原加快，消耗ATP的速率增加，使葉肉細胞有機物的合成增多。B→C保持穩定的原因是已經達到二氧化碳飽和點，內因是受到RuBP羧化酶數量（濃度）的限制。

（2）據圖乙分析可知，在葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下C5與氧氣的反應生成二碳化合物進入線粒體，進而被氧化為二氧化碳。光合產物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，據此推測，CO2濃度倍增可以使光合產物的積累增加，原因是高濃度CO2可減少光呼吸。

（3）據圖可知，野生植株光呼吸能把RuBP分解成C3提供給暗反應，同時產生的CO2也提供給暗反應；由于光呼吸是一個耗能反應，可以把光反應產生的多余的[H]和ATP消耗掉，很好地減緩了干旱天氣和過強光照下，因為溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉，所導致的光合作用減弱現象，對植物有重要的正面意義。