[题目]科学研究发现:植物的Rubisco酶具有“两面性 .在较强光照下.当CO2浓度较高时.该酶催化C5与CO2反应.完成光合作用的暗反应,当O2浓度较高时.该酶却催化C5与O2反应生成一个C3和一个C2.C2经一系列变化后到线粒体中会生成CO2.这种植物在较强光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸.下图为光合作用暗反应和光呼吸的部分过� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】科学研究发现：植物的Rubisco酶具有“两面性”。在较强光照下，当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，完成光合作用的暗反应；当O2浓度较高时，该酶却催化C5与O2反应生成一个C3和一个C2，C2经一系列变化后到线粒体中会生成CO2，这种植物在较强光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。下图为光合作用暗反应和光呼吸的部分过程。现以小麦叶肉细胞为研究材料，请结合所学知识回答下列问题：

（1）光呼吸与光合作用暗反应相比，两者均利用了_________作为原料；除图中所示物质及酶外，光合作用暗反应生成最终产物还需要_________（填物质名称）的参与。

（2）为探究光呼吸的产物与场所，请利用同位素标记法设计实验，验证上述图示过程光呼吸的终产物和场所，简要写出实验思路和预期实验结果_____。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组，分别用18O标记O2和CO2）

【答案】C5 ATP和NADPH（或[H]）实验思路

甲组：将小麦叶肉细胞置于光照较强和18O2浓度较高的环境中培养一段时间后，检测18O出现的场所及物质。

乙组：将小麦叶肉细胞置于光照较强和C18O2浓度较高的环境中一段时间后，检测18O出现的场所及物质。

顶期实验结果：

甲组中的18O出现在线粒体和叶绿体基质中，在CO2和糖类中均可检测到18O。

乙组中的18O出现在叶绿体基质中，在糖类中可检测到18O

【解析】

根据题意分析，植物的Rubisco酶具有两方面的作用：当CO2浓度较高时，该酶催化C5与CO2反应，生成C3，C3在ATP和[H]的作用下完成光合作用；当O2浓度较高时，该酶催化C5与O2反应，产物经一系列变化后到线粒体中会产生CO2，这种植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸。

（1）由图示分析可知，光呼吸与光合作用暗反应相比，两者均利用了C5作为原料；除图中所示物质及酶外，光合作用光反应还为暗反应提供ATP和NADPH，用于三碳化合物的还原。

（2）为探究光呼吸的产物与场所，验证上述图示过程光呼吸的终产物和场所，可采取的实验思路为：

甲组：将小麦叶肉细胞置于光照较强和18O2浓度较高的环境中培养一段时间后，检测18O出现的场所及物质。

乙组：将小麦叶肉细胞置于光照较强和C18O2浓度较高的环境中一段时间后，检测18O出现的场所及物质。

顶期实验结果：

甲组中的18O出现在线粒体和叶绿体基质中，在CO2和糖类中均可检测到18O。

乙组中的18O出现在叶绿体基质中，在糖类中可检测到18O

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