Question

2．植物的绿色细胞在光下吸收O₂，产生CO₂的现象称为光呼吸．研究发现，植物的Rubisco（酶）具有“两面性”，功能如图所示．据图分析回答问题．

（1）Rubisco的存在场所叶绿体基质．在高浓度CO₂环境中，Rubisco所催化反应的产物是C₃，该产物被还原生成糖类的过程还需要光反应提供的ATP和[H]（物质）；在高浓度0₂环境中，该酶却催化C₅与O₂反应，经一系列变化后到线粒体会生成CO₂，没有实现C₅的再生．
（2）与光呼吸相区别，研究人员常把有氧呼吸称为“暗呼吸”．从反应条件上看，光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可（或不需要光）；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体、线粒体等细胞器中，暗呼吸发生在细胞质基质和线粒体中．
（3）干旱或过强光照条件下，植物蒸腾作用过强，造成气孔大量关闭，C0₂供应减少，而光呼吸产生的CO₂可以作为光合作用中暗反应（或卡尔文循环）阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的意义．

Answer 1

分析 分析图解可知，植物的Rubisco酶具有“两面性”，CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与C0₂反应，完成光合作用；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C0₂，这种植物在光下吸收0₂产生C0₂的现象称为光呼吸．

解答 解：（1）根据题图信息可知，Rubisco能够催化二氧化碳固定，光合作用过程中二氧化碳固定发生在叶绿体基质．在高浓度CO₂环境中，Rubisco所催化反应的产物是C₃，该产物被还原生成糖类的过程还需要光反应提供的ATP和[H]；在高浓度0₂环境中，该酶却催化C₅与O₂反应，经一系列变化后到线粒体会生成CO₂，没有实现C₅的再生．
（2）由于“暗呼吸”就是指有氧呼吸，因此从反应条件上看，光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可（或不需要光）；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体、线粒体等细胞器中，暗呼吸发生在细胞质基质和线粒体中．
（3）干旱或过强光照条件下，植物蒸腾作用过强，造成气孔大量关闭，C0₂供应减少，而光呼吸产生的CO₂可以作为光合作用中暗反应（或卡尔文循环）阶段的原料，因此光呼吸对植物有重要的意义．
故答案为：
（1）叶绿体基质    C₃     ATP和[H]CO₂
（2）有光无光均可（或不需要光）      细胞质基质和线粒体
（3）CO₂ 暗反应（或卡尔文循环）

点评 本题考查了光合作用和呼吸作用的有关知识，要求考生能够识记光合作用过程中的物质变化、场所以及光反应和暗反应之间的联系，识记有氧呼吸的场所和物质变化，能够根据题图信息判断光呼吸的生理意义．