Question

【題目】研究發現，植物的Rubisco酶在CO2濃度較高時能催化C5與CO2反應生成C3（磷酸丙糖，題圖中用“TP”表示）；而在O2濃度較高時卻催化C5與O2反應，反應產物經一系列變化后到線粒體中氧化分解成CO2，這種植物在光下吸收O2產生CO2的現象稱為光呼吸。請回答下列相關問題：

（1）與光呼吸相區別，研究人員常把有氧呼吸稱為“暗呼吸”。暗呼吸發生在___________中。

（2）如圖為葉肉細胞中部分代謝途徑示意圖。淀粉是暫時存儲的光合產物，其合成場所應該在葉綠體的_________中。由圖可知，淀粉運出葉綠體時應先水解成磷酸丙糖或_________，后者通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質中，合成由_________糖構成的蔗糖，再運出細胞。TP載體只能運輸磷酸丙糖而不能運輸其他需跨膜運輸的物質，其原因是_________。

（3）Rubisco酶是一種可溶性蛋白質，熱穩定性較好。若用某種化學試劑降解這種可溶性蛋白質，則葉綠體中的[H]含量會_________（填“增加”“不變”或“減少）。

（4）如圖表示測定某一植物每1cm2葉片的重量（mg）變化情況（均考慮為有機物的重量變化）的操作流程及結果。

據此分析該植物的實際光合速率_________（填“小于”“等于”或“大于”）（Y+2x）mg·cm－2·h－1。

Answer 1

【答案】細胞質基質和線粒體 基質 葡萄糖 葡萄糖和果（果糖和葡萄） 載體具有特異性（或專一性） 增加 大于

【解析】

圖1所示的生理過程為卡爾文循環，該循環的關鍵步驟是三碳酸的還原，即CO2的還原、每個三碳酸分子接受來自NADPH的氫和來自ATP的磷酸基團，形成三碳糖，NADPH含有高能量并是強還原劑，因此在該循環中的作用為供氫（作還原劑）和供能。

圖2中：X表示呼吸作用速率，（M+Y）-（M-X）=Y+X表示凈光合作用速率，2X+Y表示真正的光合作用速率，真正的光合速率=呼吸速率+凈光合速率，據此分析作答。

（1）有氧呼吸的場所為細胞質基質和線粒體。

（2）淀粉是暫時存儲的光合產物，在光合作用的暗反應階段產生，暗反應的場所為葉綠體基質。由圖可知，淀粉運出葉綠體時應先水解成磷酸丙糖或葡萄糖，葡萄糖通過葉綠體膜上的載體運送到細胞質中，合成蔗糖。蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖組成的。TP載體只能運輸磷酸丙糖而不能運輸其他需跨膜運輸的物質，其原因是載體具有特異性（或專一）。

（3）Rubisco酶被降解后，導致三碳化合物的合成減少，[H]的消耗減少而增加。

（4）圖中葉片凈光合速率為（M+Y）-（M-X）=Y+X，葉片真正的光合作用速率=呼吸作用速率+凈光合作用速率=Y+X+X=Y+2X。而有的植物細胞只進行呼吸作用，不能進行光合作用，所以該植物的實際光合速率大于Y+2X。