Question

【題目】圖甲表示在不同溫度條件下 CO2 濃度對(duì)某植物凈光合速率的影響；圖乙表示將該種植物葉片置于適宜的光照和溫度條件下，葉肉細(xì)胞中 C5 的相對(duì)含量隨細(xì)胞間隙 CO2 濃度的變化曲線(xiàn)。請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題：

（1）據(jù)圖甲可知，當(dāng) CO2 濃度分別為 600 μmol·L－1 和 1200 μmol·L－1 時(shí)，更有利于該植物生長(zhǎng)的溫度分別是__________。在 CO2 濃度為 200 μmol·L－1，28 ℃條件下，該植物根尖細(xì)胞中產(chǎn)生 ATP 的細(xì)胞器是_________。

（2）CO2 在 RuBP 羧化酶作用下與 C5 結(jié)合生成 C3，據(jù)圖乙分析，A→B 的變化階段暗反應(yīng)消耗 ATP的速率__________；B→C 保持穩(wěn)定的內(nèi)因是受到__________限制。

（3）研究發(fā)現(xiàn)，綠色植物中 RuBP 羧化酶具有雙重活性，催化如下圖丙所示的兩個(gè)方向的反應(yīng)， 反應(yīng)的相對(duì)速度取決于 O2 和 CO2 的相對(duì)濃度。在葉綠體中，在 RuBP 羧化酶催化下 C5 與_________反應(yīng)，形成的__________進(jìn)入線(xiàn)粒體放出 CO2，稱(chēng)之為光呼吸，推測(cè) O2 與 CO2 比值__________填“高”或“低”） 時(shí)，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（4）有觀點(diǎn)指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，因?yàn)闇囟群芨�，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO2 供應(yīng)減少，此時(shí)的光呼吸可以消耗光反應(yīng)階段生成的多余的_______________， 減少細(xì)胞受損的可能，而光呼吸產(chǎn)生的 CO2 又可以作為暗反應(yīng)階段的原料，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義。

Answer 1

【答案】20 ℃、28 ℃ 線(xiàn)粒體 增加 RuBP羧化酶數(shù)量（濃度） O2 二碳化合物（C2） 高 [H]和ATP

【解析】

據(jù)圖圖甲表示不同二氧化碳濃度和不同溫度對(duì)凈光合作用的影響。圖乙中在一定的范圍內(nèi)隨葉肉細(xì)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(guò)一定的范圍（二氧化碳飽和點(diǎn)）五碳化合物含量會(huì)維持在一定的水平上。圖丙中，高光強(qiáng)與高氧氣濃度可以導(dǎo)致光呼吸增強(qiáng)，二氧化碳濃度增加可以抑制光呼吸。據(jù)此分析作答。

（1）圖甲中，CO2濃度分別為600μmol·L-1和1200μmol·L-1時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)中20℃、28℃的凈光合速率最大，更有利于該植物生長(zhǎng)。當(dāng)CO2濃度為200um ol·L-1時(shí)，28℃條件下該植物根尖細(xì)胞只進(jìn)行呼吸作用，故產(chǎn)生 ATP 的細(xì)胞器是線(xiàn)粒體。

（2）圖乙中，A→B，隨葉肉細(xì)胞間的二氧化碳濃度的升高，葉肉細(xì)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(shí)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(xì)胞有機(jī)物的合成增多。B→C保持穩(wěn)定的原因是已經(jīng)達(dá)到二氧化碳飽和點(diǎn)，內(nèi)因是受到RuBP羧化酶數(shù)量（濃度）的限制。

（3）據(jù)圖丙分析可知，在葉綠體中，在RuBP羧化酶催化下C5與氧氣的反應(yīng)生成二碳化合物進(jìn)入線(xiàn)粒體放出 CO2，稱(chēng)之為光呼吸，故當(dāng)O2與CO2比值高時(shí)，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（4）光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過(guò)強(qiáng)光照下，因?yàn)闇囟群芨�，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔大量關(guān)閉，CO2 供應(yīng)減少，此時(shí)的光呼吸可以消耗光反應(yīng)階段生成的多余的[H]和ATP， 減少細(xì)胞受損的可能，而光呼吸產(chǎn)生的 CO2 又可以作為暗反應(yīng)階段的原料，因此光呼吸對(duì)植物有重要的正面意義。