Question

【题目】将某绿色植物叶片置于适宜的光照和温度条件下，叶肉细胞中RuBP的相对含量随细胞间隙CO2浓度的变化曲线如图甲所示；该植物中RuBP羧化酶能催化如图乙所示的两个方向的反应，反应的相对速率取决于O2和CO2的相对浓度。请回答下列问题：

（1）CO2在RuBP羧化酶作用下与RuBP结合生成__________（填物质名称），据图甲分析，A→B段碳反应消耗ATP的速率_________；B→C段RuBP相对含量保持稳定的内因是受到________限制。

（2）叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下RuBP与_______反应，形成的__________进入线粒体放出CO2，称之为光呼吸。光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，据此推测，CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是______________________________。

（3）研究发现，光呼吸缺陷株在高光强和干旱逆境条件下致死，是因干旱天气和过强光照下，蒸腾作用增强，气孔关闭，细胞内CO2不足所致，野生株由于______________________，消耗光反应阶段生成的多余_________________，防止光系统被破坏，可在相同的逆境下正常生长，因此光呼吸对植物有重要的正面意义。

Answer 1

【答案】3-磷酸甘油酸 增加 RuBP羧化酶数量（浓度） O2 二碳化合物（C2） 高浓度CO2可减少光呼吸 光呼吸产生的CO2可供碳反应利用 ATP和NADPH

【解析】

据图分析：图甲中在一定的范围内随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高，五碳化合物的含量逐渐减小，超过一定的范围（二氧化碳饱和点）五碳化合物含量会维持在一定的水平上。图乙中，高光强与高氧气浓度可以导致光呼吸增强，二氧化碳浓度增加可以抑制光呼吸。据此分析作答。

（1）CO2在RuBP羧化酶作用下与C5结合生成3-磷酸甘油酸，图甲中，A→B，随叶肉细胞间的二氧化碳浓度的升高，叶肉细胞吸收CO2速率增加，二氧化碳的固定加快，五碳化合物消耗增多，含量下降，同时三碳化合物生成增多，还原加快，消耗ATP的速率增加，使叶肉细胞有机物的合成增多。B→C保持稳定的原因是已经达到二氧化碳饱和点，内因是受到RuBP羧化酶数量（浓度）的限制。

（2）据图乙分析可知，在叶绿体中，在RuBP羧化酶催化下C5与氧气的反应生成二碳化合物进入线粒体，进而被氧化为二氧化碳。光合产物1/3以上要消耗在光呼吸底物上，据此推测，CO2浓度倍增可以使光合产物的积累增加，原因是高浓度CO2可减少光呼吸。

（3）据图可知，野生植株光呼吸能把RuBP分解成C3提供给暗反应，同时产生的CO2也提供给暗反应；由于光呼吸是一个耗能反应，可以把光反应产生的多余的[H]和ATP消耗掉，很好地减缓了干旱天气和过强光照下，因为温度很高，蒸腾作用很强，气孔大量关闭，所导致的光合作用减弱现象，对植物有重要的正面意义。