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研究发现,植物的Rubisco酶具有“两面性”。当CO2浓度较高时[高三][生物]
收录时间:2021-07-03    答题:高三生物(丁老师)

【题目】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C5CO2反应,完成光合作用;当O2浓度较高时,该酶却催化C5O2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:

1Rubisco酶的存在场所为            ,其两面性与酶的              (特性)相矛盾。

2)在较高CO2浓度环境中,Rubisco酶所催化反应的产物是               

3)夏季中午,水稻会出现光合午休,此时光合作用速率明显减弱,而CO2产生速率明显增强,其原因是            

4)与光呼吸相区别,研究人员常把细胞呼吸称为暗呼吸。从反应条件上看,光呼吸需要光,暗呼吸       ;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        中。

5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              mgcm2·h),净光合速率可表示为               mgcm2·h)。(用图中字母表示)

 

 

【答案】

1)叶绿体基质         专一性

2C3(或三碳化合物)

3)气孔关闭,CO2浓度较低,O2浓度较高,光呼吸增强

4)有光无光均可以(不需要光)      细胞质基质和线粒体

5X    X+Y

【解析】(1)光合作用的暗反应场所是叶绿体基质,根据题意,植物的Rubisco酶具有两面性,既能催化C5与CO2反应,又能催化C5与O2反应,与酶的专一性相矛盾。

(2)在较高CO2浓度环境中,Rubisco酶催化C5与CO2反应生成C3 ,C3在ATP和[H]作用下生成(CH2O)和C5

(3)水稻光合午休时,气孔关闭,此时CO2浓度较低,O2浓度较高,根据题意可知,光呼吸增强,光合作用速率明显减弱,而CO2释放速率明显增强。

(4)根据题意可知,光呼吸与暗呼吸的不同表现在: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。

(5)无光处理1h,叶片不能进行光合作用,但能进行呼吸作用,叶片重量的减少量为呼吸作用消耗所致,即该植物的呼吸速率=M-(M-X)=X(mg/cm2·h)。有光处理1h,叶片光合作用和呼吸作用都能进行,分析图示可知:(M-X)+实际光合速率-呼吸速率=(M+Y),而呼吸速率=X(mg/cm2·h),解得实际光合速率=(Y+2X)(mg/cm2·h),净光合速率=(Y+X)(mg/cm2·h)。

项目

表示方法

净光合速率(又称表观光合速率)

O2的释放量、CO2的吸收量、有机物的积累量

真正光合速率(又称实际光合速率)

O2的产生量、CO2的固定量、有机物的制造量

呼吸速率(黑暗中测量)

CO2的释放量、O2的吸收量、有机物的消耗量