Question

【题目】下图是某植物叶肉细胞的部分生理过程示意图。已知该植物叶肉细胞在适宜光照、较高的氧气浓度条件下，由于Rubisco酶既能催化过程①，也能催化过程②，可同时进行光合作用和光呼吸。光呼吸是指在O2浓度高，CO2浓度低时，Rubisco酶可催化Cs（RuBp）加O2形成1个C3、1个C2，2个C2在线粒体等结构中再经一系列转化形成1个C3、1个CO2，C3再进入卡尔文循环。回答下列问题：

（1）图中，过程②发生的场所是_______________。

（2）该植物叶肉细跑光合作用产生的糖类物质，在氧气充足的条件下，可被氧化为_______________（填物质名称）后进入线粒体，继而在_______________（填场所）彻底氧化分解成CO2。

（3）据图推测，当CO2浓度与O2浓度的比值_______________（填“高”或“低）时，有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累，从C5的角度分析，其原因是_______________。

（4）科学研究发现，在一些蓝藻中存在CO2浓缩机制：蓝藻中产生一种特殊的蛋白质微室，能将CO2浓缩在 Rubisco酶周围。该机制的意义是_________。

Answer 1

【答案】叶绿体基质 内酮酸 线粒体基质中 低 当O2浓度增大时，参与光呼吸的C2增多，参与光合作用暗反应的C3减少，从而使光合作用减弱 可以减少光呼吸，增加光合作用有机物的产量

【解析】

据图图示表示光合作用与光呼吸的过程，图中①表示光合作用中的暗反应阶段的二氧化碳固定过程，②表示光呼吸过程。光呼吸是所有行光合作用的细胞（包括原核生物和真核生物，但并非所有这些细胞都能运行完整的光呼吸)在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。

（1）由图中过程②表示光呼吸，产生的1个C3、1个CO2，C3再进入卡尔文循环故发生的场所是叶绿体基质。

（2）该植物叶肉细跑光合作用产生的糖类物质，在氧气充足的条件下，进行有氧呼吸，可被氧化为丙酮酸后进入线粒体，继而在线粒体基质中进行有氧呼吸的第二阶段彻底氧化分解成CO2。

（3）光呼吸发生的条件是高氧高光强条件，据图分析可知，当O2浓度增大时，参与光呼吸的C5增多，参与光合作用暗反应的C5减少，从而使光合作用减弱，故CO2浓度与O2浓度的比值低时，有利于水稻进行光呼吸而不利于光合作用中有机物的积累。

（4）根据题意可知，蓝藻将CO2浓缩在 Rubisco酶周围，可以減少光呼吸，增加光合作用有机物的产量。