Question

【题目】RuBisCo普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中，它是光呼吸（细胞在有光、高O2、低CO2情况下发生的生化反应）中不可缺少的加氧酶，也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。RuBisCo能以五碳化合物（RuBP）为底物，在CO2/O2值高时，使其结合CO2发生羧化，在CO2/O2值低时，使其结合O2发生氧化，具体过程如下图所示。

（1）玉米、大豆等植物的叶片中消耗O2的场所有___________。从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是___________。

（2）科研人员利用大豆来探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果

①亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物（乙醇酸）氧化酶的___________来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。另外，亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉，从而促进___________的进行。

②为探究亚硫酸氢钠使大豆增产的适宜浓度，一般要先做预实验，目的是___________。

③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后，大豆单位时间内释放氧气的量较喷施前___________（填“增多”“减少”或“不变”），原因是___________。

Answer 1

【答案】叶绿体（基质）、线粒体（内膜） 光呼吸消耗ATP（能量），有氧呼吸产生ATP（能量） 空间结构 光反应（光合作用） 为进一步的实验探究条件；检验实验设计的科学性和可行性（避免盲目开展实验造成人力、物力、财力的浪费） 增多 光能利用增加，水的光解加快；亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性，进而抑制了光呼吸进行

【解析】

由题意可知，RuBisCo既可以催化二氧化碳的固定，又可以催化光呼吸过程。

（1）玉米、大豆等植物通过有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体，通过光呼吸消耗氧气的场所是叶绿体基质。由图可知，光呼吸消耗ATP，故从能量代谢的角度看，光呼吸和有氧呼吸最大的区别是光呼吸消耗ATP，有氧呼吸产生ATP。

（2）①二碳化合物氧化酶在光呼吸中发挥作用，亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物氧化酶的空间结构来抑制该酶的活性，从而抑制光呼吸的进行。另外，亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉，进而通过促进光反应的进行而提高光合作用强度。

②预实验可以为进一步的实验探究条件，还可以检验实验设计的科学性和可行性。

③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后，光能利用增加，水的光解加快；亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性，进而抑制了光呼吸进行，故大豆单位时间内释放氧气的量较喷施前增多。