【正确答案】CO2是光合作用的原料,因此CO2的浓度高低直接影响了光合速率;另外,由于Rubisco具有加氧酶和羧化酶的双重催化功能,CO2与O2的相对浓度还影响了光呼吸的强弱。
在CO2浓度较低时,光合速率增加很快,光合速率为零时的CO2浓度即为植物的CO2补偿点,随CO2浓度升高到一定程度,光合速率不再继续升高时的CO2浓度即为植物的CO2饱和点。
C3植物的羧化酶是RuBPCase,该酶对CO2的亲合力低,km达450μM,这导致了C3植物的CO2补偿点和CO2饱和点都很高,而空气中CO2浓度较低(平均330×10-6),因此通常是C3植物光合作用的限制因子,使C3植物处于饥饿状态。而C4植物由于叶肉细胞中PEPCase对CO2的高亲合力使它具有CO2泵的作用,从而使进入到维管束鞘细胞的CO2得到浓缩,因此C4植物的CO2补偿点和饱和点都很低,通常空气浓度的CO2就可使光合作用接近饱和。
在高CO2浓度下,短期内叶片的光合速率会提高,但时间长了往往会逐渐降低,即产生一种适应。
在CO2/O2比大时,Rubisco的催化方向以羧化为主,当CO2/O2比低时,催化方向以加氧为主,在当前大气CO2/O2比例下,羧化酶/加氧酶的比约为3:1。C3植物由于Rubisco对CO2的亲合力低,因此光呼吸受CO2浓度影响很大,而C4植物光呼吸很低,基本不受CO2浓度影响。
【答案解析】