Question

16．研究发现，植物的Rubisco酶具有“两面性”．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）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ATP和[H]（物质）．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）如图表示测定某植物每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．该植物的呼吸速率可表示为X（mg/cm²•h），实际光合速率可表示为Y+2X（mg/cm²•h）．（用图中字母表示）

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）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]．Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质，其“两面性”与酶的专一性相矛盾．
（2）有氧呼吸也叫暗呼吸，有氧呼吸有光无光均可以进行．有氧呼吸进行的场所是细胞质基质和线粒体．
（3）据图分析，原叶片重为M，暗处理1h后重量为M-X，所以呼吸速率可表示为Xmg/cm²•h，光照1h后重量为M+Y，真正的光合作用速率=净光合速率+呼吸作用速率=M+Y-（M-X）+X=Y+2Xmg/cm²•h
故答案为：
（1）C₃ ATP和[H]专一性
（2）有光无光均可   细胞质基质和线粒体
（3）X   Y+2X

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．