Question

【題目】光呼吸是進行光合作用的細胞在光照和O2/CO2值異常時發生的一種生理過程（如下圖所示），該過程是細胞在Rubisco酶的催化下，消耗O2，生成CO2，借助葉綠體、線粒體等多種細胞器共同完成的消耗能量的反應。雖然光呼吸大約抵消了30％的光合作用儲備能量，但其對細胞有著很重要的保護作用。

（1）據圖可知，光呼吸與光合作用都利用了 為原料，但光合作用在 反應階段實現了該物質的再生，而光呼吸最終將該物質徹底氧化分解并產生 。

（2）Rubisco酶的存在場所為 ，這種酶既能催化物質“C—C—C—C—C”和O2反應，也能催化物質“C—C—C—C—C”和CO2反應，其兩面性與酶的 （特性）相矛盾，推測O2/CO2值 （高、低）時，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（3）有觀點指出，光呼吸的生理作用在于干旱天氣和過強光照下，因為溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉， 供應減少，此時的光呼吸可以消耗光反應階段生成的多余的 ，減少細胞受損的可能，而光呼吸產生的 又可以作為暗反應階段的原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。

（4）用 （溶液）可分離綠葉中的色素，在濾紙條上擴散速度最快的是 。

Answer 1

【答案】（1）五碳化合物（C—C—C—C—C或C5） 暗 CO2

（2）葉綠體基質 專一性 高

（3）CO2 ［H］和ATP CO2

（4）層析液 胡蘿卜素

【解析】

試題分析：（1）從圖示可看出，光呼吸是細胞在Rubisco酶的催化下，消耗C5和O2，生成CO2的過程。光合作用的暗反應是利用C5將CO2固定，最終還原成糖類的過程，二者都以C5為原料。光合作用暗反應經卡爾文循環實現了C5的再生。

（2）Rubisco酶參與光合作用的暗反應，其存在于葉綠體基質中。Rubisco酶能催化兩種不同的生化反應，這與酶的專一性相矛盾。由圖示可知，光呼吸消耗O2而光合作用消耗CO2，故當O2濃度大于CO2濃度時，利于光呼吸，即O2/CO2值高時，有利于光呼吸而不利于光合作用。

（3）當溫度很高，蒸騰作用很強，氣孔大量關閉時，細胞內CO2供應減少，暗反應對［H］和ATP的消耗量減少，此時的光呼吸可以消耗多余的［H］和ATP，生成的CO2可為暗反應提供原料，因此光呼吸對植物有重要的正面意義。

（4）利用色素在層析液中的溶解度不同，可將綠葉中的色素分離。綠葉中溶解度最大的色素是胡蘿卜素，在濾紙條上擴散速度最快。