Question

2．研究发现，植物的Rubisco酶具有“两面性”如图所示．当CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，完成光合作用；当O₂浓度较高时，该酶却催化C₅与O₂反应，产物经一系列变化后到线粒体中会生成CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸．请分析回答下列问题：
（1）Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质，在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是C₃，该产物被还原生成糖类的过程还需要[H]和ATP（物质），光呼吸最终将C₅氧化分解并产生CO₂ ．没有实现C₅的再生．Rubisco酶的“两面性”与酶的专一性（特性）相矛盾．
（2）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”．从反应条件上看，光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体和线粒体中，暗呼吸发生在细胞质基质和线粒体中．
（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，由于温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，CO₂供应减少，而光呼吸产生的CO₂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．

Answer 1

分析 根据题意分析，植物的Rubisco酶具有两方面的作用：当CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂反应，生成C₃，C₃在ATP和[H]的作用下完成光合作用；当O₂浓度较高时，该酶催化C₅与O₂反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸．

解答 解：（1）据图分析，Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质，在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是C₃（或三碳化合物），该产物完成光合作用还需要ATP和[H]．光呼吸最终将C₅氧化分解并产生 CO₂．Rubisco酶的“两面性”与酶的专一性相矛盾．
（2）图示表明光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可．光呼吸的场所为叶绿体和线粒体，暗呼吸的场所为细胞质基质和线粒体．
（3）光呼吸的生理作用在于干旱天气和过强光照下，由于温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭导致二氧化碳供应减少，此时光呼吸产生的二氧化碳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．
故答案为：
（1）叶绿体基质          C₃ [H]和ATP    CO₂   专一性      
（2）有光无光均可       细胞质基质和线粒体
（3）CO₂       CO₂

点评 本题属于信息题，主要考查了光呼吸和暗呼吸的有关知识，意在考查考生的分析能力、理解能力以及能够运用所学知识解决问题的能力，难度适中．