21. 植物的叶肉细胞在光下有一个与呼吸作用不同的生理过程,即在光照下叶肉细胞吸收O
2,释放CO
2。由于这种反应需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称光呼吸。Rubisco是一个双功能的酶,具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。RuBP(Cs)既可与CO
2结合,经此酶催化生成PGA(C
3),进行光合作用;又可与O
2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子PG(C
2),进行光呼吸。具体过程如下图:
(1)在光照条件下,Rubisco催化RuBP与CO
2生成PGA的过程称为
______该过程发生在
______(填场所)中。Rubisco也可以催化RuBP与O
2反应,推测O
2与CO
2比值
______(填“高”或“低”)时,有利于光呼吸而不利于光合作用。
(2)分析下表,
______遮光比例条件下植物积累的有机物最多,结合已学的生物学知识和图中的信息,从两个方面解释为什么该条件下比不遮光条件下积累的有机物多?
__________________遮光比例(%) | 叶绿素含量(mg/g) | 净光合速率( pumoL.m2.s-1) | 植株干重(g) |
0 | 2.1 | 8.0 | 7.5 |
10 | 2.3 | 9.6 | 9.9 |
30 | 2.4 | 8.9 | 9.2 |
50 | 2.6 | 5.0 | 7.2 |
70 | 2.9 | 2.7 | 4.8 |
90 | 3.0 | 0 | 3.2 |
(3)在干旱和过强光照下,因为温度高,蒸腾作用强,气孔大量关闭。此时的光呼吸可以消耗光反应阶段生成的多余的
______,光呼吸产生的
______又可以作为暗反应阶段的原料,因此有观点指出光呼吸在一定条件下对植物也有重要的正面意义。
(4)1955年,科学家通过实验观察到对正在进行光合作用的叶片突然停止光照,短时间内会释放出大量的CO
2,他们称之为“CO
2的猝发”。某研究小组测得在适宜条件下某植物叶片遮光前吸收CO
2的速率和遮光(完全黑暗)后释放CO
2的速率,吸收或释放CO
2的速率随时间变化趋势的示意图如下(吸收或释放CO
2的速率是指单位面积叶片在单位时间内吸收或释放CO
2的量)。突然停止光照时,植物所释放CO
2的来源是
______。在光照条件下,该植物在一定时间内单位面积叶片光合作用固定的CO
2总量是
______(用图形的面积表示,图中A、B、C表示每一块的面积大小)。