Question

【题目】光呼吸是进行光合作用的细胞在光照和O2/CO2值异常时发生的一种生理过程（如下图所示），该过程是细胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成CO2，借助叶绿体、线粒体等多种细胞器共同完成的消耗能量的反应。虽然光呼吸大约抵消了30％的光合作用储备能量，但其对细胞有着很重要的保护作用。

（1）据图可知，光呼吸与光合作用都利用了 为原料，但光合作用在 反应阶段实现了该物质的再生，而光呼吸最终将该物质彻底氧化分解并产生 。

（2）Rubisco酶的存在场所为 ，这种酶既能催化物质“C—C—C—C—C”和O2反应，也能催化物质“C—C—C—C—C”和CO2反应，其两面性与酶的 （特性）相矛盾，推测O2/CO2值 （高、低）时，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（3）有观点指出，光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭， 供应减少，此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的 ，减少细胞受损的可能，而光呼吸产生的 又可以作为暗反应阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

（4）用 （溶液）可分离绿叶中的色素，在滤纸条上扩散速度最快的是 。

Answer 1

【答案】（1）五碳化合物（C—C—C—C—C或C5） 暗 CO2

（2）叶绿体基质 专一性 高

（3）CO2 ［H］和ATP CO2

（4）层析液 胡萝卜素

【解析】

试题分析：（1）从图示可看出，光呼吸是细胞在Rubisco酶的催化下，消耗C5和O2，生成CO2的过程。光合作用的暗反应是利用C5将CO2固定，最终还原成糖类的过程，二者都以C5为原料。光合作用暗反应经卡尔文循环实现了C5的再生。

（2）Rubisco酶参与光合作用的暗反应，其存在于叶绿体基质中。Rubisco酶能催化两种不同的生化反应，这与酶的专一性相矛盾。由图示可知，光呼吸消耗O2而光合作用消耗CO2，故当O2浓度大于CO2浓度时，利于光呼吸，即O2/CO2值高时，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（3）当温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭时，细胞内CO2供应减少，暗反应对［H］和ATP的消耗量减少，此时的光呼吸可以消耗多余的［H］和ATP，生成的CO2可为暗反应提供原料，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

（4）利用色素在层析液中的溶解度不同，可将绿叶中的色素分离。绿叶中溶解度最大的色素是胡萝卜素，在滤纸条上扩散速度最快。