Question

2．研究发现，植物的Rubisco酶具有“两面性”，CO₂浓度较高时，该酶催化C₅与CO₂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CO₂，这种植物在光下吸收O₂产生CO₂的现象称为光呼吸．请回答：
（1）Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质．
（2）在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是C₃，该产物完成光合作用还需要ATP和[H]（物质）．
（3）夏季中午，水稻会出现“光合午休”，此时光合作用速率明显减弱，而CO₂释放速率明显增强，其原因是气孔关闭，CO₂供应不足，O₂浓度较高，光呼吸增强，产生的CO₂增多．
（4）研究表明，光呼吸会消耗光合作用新形成有机物的$\frac{1}{4}$，因此提高农作物产量需降低光呼吸．某同学提出了如下减弱光呼吸，提高农作物产量的措施：①降低温度，②适当提高CO₂浓度，不能达到目的措施是①（填序号），理由是温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时光合作用也减弱，达不到增加作物产量的目的．
（5）与光呼吸相区别，研究人员常把细胞呼吸称为“暗呼吸”，从反应条件上看，光呼吸一定需要光，暗呼吸有光无光均可；从反应场所上看，光呼吸发生在叶绿体和线粒体中，暗呼吸发生在细胞质基质和线粒体中．

Answer 1

分析 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．

解答 解：（1）Rubisco酶的存在场所为叶绿体基质．
（2）在较高CO₂浓度环境中，Rubisco酶所催化反应的产物是C₃（或三碳化合物），该产物完成光合作用还需要ATP和[H]．
（3）夏季中午，水稻会出现“光合午休”，此时光合作用速率明显减弱，而CO₂释放速率明显增强，其原因是气孔关闭，二氧化碳浓度较低，氧气浓度较高，光呼吸增强．
（4）温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时光合作用也减弱，达不到增加作物产量的目的，因此不能通过①适当降低温度来提高农作物产量．
（5）光呼吸与暗呼吸的不同有：光呼吸需要光，暗呼吸有光无光均可；光呼吸的场所为叶绿体和线粒体，暗呼吸的场所为细胞质基质和线粒体．
故答案为：
（1）叶绿体基质
（2）C₃     ATP和[H]
（3）气孔关闭，CO₂供应不足，O₂浓度较高，光呼吸增强，产生的CO₂增多
（4）①温度降低，酶活性减弱，光呼吸减弱的同时光合作用也减弱，达不到增加作物产量的目的
（5）有光无光均可      叶绿体和线粒体      细胞质基质和线粒体

点评 本题属于信息题，主要考查了光呼吸和暗呼吸的有关知识，意在考查考生的分析能力、理解能力以及能够运用所学知识解决问题的能力，难度适中．