Question

5．研究发现，植物的Rubisco酶在CO₂浓度较高时能催化Cs与CO₂反应生成C₃（磷酸丙糖，题图中用“TP”表示）；而在CO₂浓度较高时却催化Cs与O₂反应，反应产物经一系列变化后到线粒体中氧化分解成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸．请回答下列相关问题：
（1）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”．暗呼吸发生在细胞质基质和线粒体中．
（2）如图1所示为叶肉细胞中部分代谢途径示意图
淀粉是暂时存储的光合产物，其合成场所应该在叶绿体的基质中．由图可知，淀粉运出叶绿体时应先水解成磷酸丙糖或葡萄糖，后者通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中．合成由葡萄糖和果（果糖和葡萄）糖构成的蔗糖．再运出细胞． TP载体只能运输磷酸丙糖而不能运输其他需跨膜运输的物质，其原因是载体具有特异性（或专一）．
（3）Rubisco酶是植物叶片催化C5与CO2结合形成C3的可溶性蛋白质，热稳定性较好．若用某种化学试剂降解可溶性蛋白质，则叶绿体中的[H]含量会增加（填“增加”、“不变”或“减少”）．如果其他条件适宜，温度从30℃升高到40℃，Rubisco酶活性的变化趋势是逐渐升高（或逐渐增大）．
（4）如图2表示测定某一植物每1cm²叶片的重量（mg）变化情况（均考虑为有机物的重量变化）的操作流程及结果．据分析该植物的实际光合速率等于（填“小于”、“等于”或“大于”）（Y+2X）mg•cm²•h^-1．

Answer 1

分析 图1所示的生理过程为卡尔文循环，该循环的关键步骤是三碳酸的还原，即CO₂的还原、每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的磷酸基团，形成三碳糖，NADPH含有高能量并是强还原剂，因此在该循环中的作用为供氢（作还原剂）和供能．
图2中：X表示呼吸作用速率，（M+Y）-（M-X）=Y+X表示净光合作用速率，2X+Y表示真正的光合作用速率．真正的光合速率=呼吸速率+净光合速率．据此分析作答．

解答 解：（1）有氧呼吸的场所为细胞质基质和线粒体．
（2）淀粉是暂时存储的光合产物，在光合作用的暗反应阶段产生，暗反应的场所为叶绿体基质．由图可知，淀粉运出叶绿体时应先水解成磷酸丙糖或葡萄糖，葡萄糖通过叶绿体膜上的载体运送到细胞质中，合成蔗糖．蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖组成的．TP载体只能运输磷酸丙糖而不能运输其他需跨膜运输的物质，其原因是载体具有特异性（或专一）．
（3）Rubisco酶被降解后，导致三碳化合物的合成减少，[H]的消耗减少而积累．Rubisco酶热稳定性较好，如果其他条件适宜，温度从30℃升到40℃，Rubisco酶活性增加．
（4）图中净光合速率为（M+Y）-（M-X）=Y+X，真正的光合作用速率=呼吸作用速率+净光合作用速率=Y+X+X=Y+2X．
故答案为：
（1）细胞质基质和线粒体
（2）基质     葡萄糖     葡萄糖和果（果糖和葡萄）     载体具有特异性（或专一）
（3）增加逐渐升高（或逐渐增大）
（4）等于

点评 本题考查了光合作用的过程和影响因素的相关内容，意在考查考生理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力．