Question

【題目】在暗反應(yīng)中與CO2發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是RuBP，二者發(fā)生羧化反應(yīng)生成3-磷酸甘油酸，該反應(yīng)需要酶Rubisco的參與。研究證明，Rubisco是一種兼性酶，既能催化上述羧化反應(yīng)，也能催化加氧反應(yīng)（即RuBP與O2反應(yīng)，生成磷酸乙醇酸，進而轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖妓�，然后�?jīng)過一系列轉(zhuǎn)變形成CO2和H2O，這一系列過程稱為光呼吸。光呼吸在葉綠體、過氧化物體、線粒體中進行），其催化方向取決于CO2/O2濃度比。請回答下列問題。

（1）參與暗反應(yīng)中CO2固定的反應(yīng)物C5實質(zhì)上是_______________。暗反應(yīng)的進行不需要光照，但受到光照的影響，這是因為____________。

（2）請寫出有氧呼吸和光呼吸之間的差異：____________（答出兩個即可）。

（3）由于光呼吸的存在，會____________（填“降低”或“增大”）植物體內(nèi)有機物的積累速率。Rubisco的催化方向取決于CO2/O2濃度比，請推測具體的情況：________________________。

（4）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上“正其行，通其風(fēng)”有利于提高作物的凈光合速率，從而提高作物的產(chǎn)量，其原因是____________（從影響光合作用的環(huán)境因素和植物的生理活動方面說明）。

Answer 1

【答案】RuBP 光照影響光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和NADPH的數(shù)量，而ATP和NADPH參與暗反應(yīng)中C3的還原（ 光呼吸需要光照，有氧呼吸不需要光照；利用的呼吸酶種類不同；反應(yīng)場所不同等 降低 當(dāng)CO2/02濃度比高時，Rubisco催化羧化反應(yīng)加強；當(dāng)CO2/O2濃度比低時，Rubisco催化加氧反應(yīng)加強 “正其行，通其風(fēng)”可以提供給作物充足的光照，也能提供給作物更多的CO2，并且能夠降低作物的光呼吸強度

【解析】

光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。

（1）光反應(yīng)階段在葉綠體囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進行，此過程必須有光、色素、化合作用的酶。具體反應(yīng)步驟：①水的光解，水在光下分解成氧氣和還原氫。②ATP生成，ADP與Pi接受光能變成ATP。此過程將光能變?yōu)?/span>ATP活躍的化學(xué)能。

（2）暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進行，有光或無光均可進行，反應(yīng)步驟：①二氧化碳的固定，二氧化碳與五碳化合物結(jié)合生成兩個三碳化合物。②三碳化合物的還原，三碳化合物接受還原氫、酶、ATP生成有機物。此過程中ATP活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成化合物中穩(wěn)定的化學(xué)能。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP，[H]和ATP能夠?qū)⑷�碳化合物還原形成有機物。

（1）根據(jù)“在暗反應(yīng)中與CO2發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是RuBP，可知C5實質(zhì)上是RuBP。光照影響光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和NADPH的數(shù)量，而ATP和NADPH參與暗反應(yīng)中C3的還原，因此，光照會間接影響暗反應(yīng)。

（2）根據(jù)題干中信息可知，有氧呼吸和光呼吸之間的差異有：光呼吸需要光照，有氧呼吸不需要光照；利用的呼吸酶種類不同；反應(yīng)場所不同等。

（3）由于光呼吸的存在，會減少C5的數(shù)量，從而減少暗反應(yīng)產(chǎn)生糖類等有機物的數(shù)量。當(dāng)CO2濃度高時有利于羧化反應(yīng)（即CO2與RuBP的反應(yīng)），反之，則不利于這種反應(yīng)，由此，可推測當(dāng)CO2/O2濃度比高時，Rubisco催化羧化反應(yīng)加強，當(dāng)CO2/O2濃度比低時，Rubisco催化加氧反應(yīng)加強。

（4）“正其行”可以讓作物的不同植株充分接受光照，“通其風(fēng)”可以給植物提供更多的CO2，從而有利于光合作用；另外，提供充足的CO2，即提高了CO2/O2濃度比，從而可以抑制加氧反應(yīng)的進行，也有利于光合作用。