Question

【題目】Rubisco是一個具有雙重功能的酶，具有催化羧化反應和加氧反應兩種功能，其催化方向取決于CO2和O2的濃度。當CO2濃度高而O2濃度低時C5與進入葉綠體的CO2結合，經此酶催化生成2分子的C3，進行光合作用；反之，C5與O2在此酶催化下生成1分子C3和1分子PG（C2），C2在相關酶的作用下生成CO2和其他代謝產物。科學家把這種在光照下葉肉細胞吸收O2，釋放CO2的過程，稱為光呼吸。

（1）葉肉細胞中C5固定的CO2可以來自光呼吸、__________和__________。C5固定CO2生成C3的過程__________（填“需要”或“不需要”）消耗光反應產生的ATP和還原氫。

（2）在強光下，葉片蒸騰作用過于旺盛時，氣孔關閉，植物出現“光合午休”現象，此時葉肉細胞光呼吸強度將__________。

（3）科研人員發現將煙草的葉片照光后移至黑暗環境，短時間內（約1分鐘）出現CO2釋放量急劇增高的現象，隨后釋放量減少至與黑暗環境一致，如下圖所示。圖形A+B+C的面積表示該植物在一定時間內煙草葉片光合作用__________。其中圖形C的面積表示__________（填“細胞呼吸”或“光呼吸”或“細胞呼吸和光呼吸”）釋放的CO2量。移至黑暗環境后，前1分鐘內釋放的CO2來自__________（填“細胞呼吸”或“光呼吸”或“細胞呼吸和光呼吸”）。

Answer 1

【答案】細胞呼吸 外界環境（大氣） 不需要 增強 固定CO2總量 光呼吸 細胞呼吸和光呼吸

【解析】

光合作用的過程

光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成；光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物。

光呼吸：C5與O2生成1分子C3和1分子PG（C2），C2在相關酶的作用下生成CO2和其他代謝產物。

（1）C5固定的CO2可以來自光呼吸，細胞呼吸和外界環境（從大氣中吸收CO2）；C5固定CO2生成C3的過程稱為CO2的固定，不需要消耗光反應產生的ATP和還原氫。

（2）光照過強，植物光反應強烈產生O2較多，但由于氣孔關閉，植物出現“光合午休”現象，暗反應降低，所以更多的O2和C5結合，導致光呼吸強度增強。

（3）A表示植物吸收的CO2的總量（凈光合作用），B+C表示植物釋放CO2的總量（呼吸作用），所以圖形A+B+C的面積表示該植物在一定時間內煙草葉片光合作用固定的CO2的總量（總光合作用）；遮光之后，植物主要進行呼吸作用產生CO2，根據遮光后平穩段的直線的變化趨勢可以推出B的面積表示這段時間內植物呼吸作用放出的CO2量，而C段則表示植物可能通過光呼吸產生CO2；在黑暗環境1分鐘內，植物既進行光合作用，又進行呼吸作用，所以釋放的CO2來自于細胞呼吸和光呼吸。