Question

【題目】擬南芥葉肉細胞中與光合作用有關的Rubisco酶是一個雙功能酶。在光下，它既催化C5與CO2的羧化反應進行光合作用，同時又催化C5與O2的加氧反應進行光呼吸，如下圖所示，其中①~④代表生理過程。請回答下列問題：

（1）圖中①過程是_________，進行的場所是_________。

（2）卡爾文循環過程中需要光反應產生的________，該過程中除了糖之外，還有_________的再生。

（3）光呼吸過程中C2從產生部位運輸到線粒體至少要穿過________層磷脂分子層。當植物發生光呼吸時，會明顯減弱光合作用，請從C5角度分析原因________。

（4）光呼吸是植物在長期進化過程中提高抗逆性而形成的一條代謝途徑。在高溫、干旱和強光照條件下，植物的蒸騰作用很強，葉片氣孔大量關閉，CO2供應量減少，植物可通過光呼吸為光合作用提供________。從反應條件來講光呼吸與有氧呼吸的不同是_________。

Answer 1

【答案】二氧化碳的固定 葉綠體基質 [H]和ATP C5（和H2O） 8 部分C5用于光呼吸，使得參與暗反應的C5含量減少 C3和CO2 光呼吸需要光，而有氧呼吸有光無光均可進行

【解析】

據圖分析，光呼吸是所有進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的一個生化過程，它是光合作用一個損耗能量的副反應，過程中氧氣被消耗，并且會生成三碳化合物和二碳化合物，進而生成二氧化碳，因此降低光呼吸被認為是提高光合作用效能的途徑之一。

（1）圖中①過程是光合作用暗反應中的二氧化碳的固定，進行的場所是葉綠體基質。

（2）卡爾文循環過程中需要光反應提供[H]和ATP，兩分子三碳化合物被還原成糖之外，還再生了一分子C5。

（3）光呼吸過程中C2從產生部位葉綠體基質運輸到線粒體至少要穿過4層生物膜，8層磷脂分子層。當植物發生光呼吸時，部分C5用于光呼吸，使得參與暗反應的C5含量減少，從而減弱光合作用。

（4）在高溫、干旱和強光照條件下，植物的蒸騰作用很強，葉片氣孔大量關閉，CO2供應量減少，植物可通過光呼吸為光合作用提供C3和CO2。從反應條件來講光呼吸與有氧呼吸的不同是光呼吸需要光，而有氧呼吸有光無光均可進行。