近年來，具有強氧化性的臭氧（O₃）已成為主要空氣污染物之一，而褪黑素（MT）作為抗氧化物質(zhì)，在植物遭受非生物脅迫時具有保護作用。某實驗小組以一年生盆栽葡萄苗為材料，在O₃脅迫下，研究了MT對葡萄葉片光合作用、光呼吸的影響（相關(guān)指標的檢測結(jié)果如下表）。光呼吸被認為是一種光保護機制，光照過強或氧氣與二氧化碳的比值過高，光呼吸會加強。光呼吸現(xiàn)象存在的根本原因在于Rubisco催化CO₂固定的同時還能催化C₅與O₂結(jié)合，釋放CO₂。

處理	光呼吸速率/μmol.m-2.s-1	光合速率/μmol.m-2.s-1	Rubisco活性/U.L-1	Je（PCR）生成速率/μmol.m-2.s-1	Je（PCO）生成速率/μmol.m-2.s-1
對照組	5.5	16.03	160	360	120
實驗組1	1.2	4.37	130	150	30
實驗組2	2.2	9.00	150	210	50

注：O₃脅迫可采用O₃熏蒸的方式處理，MT處理可采用MT溶液澆灌的方式。Je（PCR）是指用于暗反應（碳同化）的光合電子流速，Je（PCO）是指用于光呼吸的電子流速。
（1）光呼吸與光合作用都利用

五碳化合物（C₅）

五碳化合物（C₅）

為原料，但光合作用通過

C₃的還原

C₃的還原

（生理過程）反應實現(xiàn)了該物質(zhì)的再生，而光呼吸將該物質(zhì)氧化分解并最終產(chǎn)生CO₂。
（2）上述實驗證明MT處理能緩解O₃脅迫對葡萄葉片光合速率的影響，據(jù)此判斷實驗組1、實驗組2的處理分別是

用O₃熏蒸處理

用O₃熏蒸處理

、

用O₃熏蒸處理后采用MT澆灌處理

用O₃熏蒸處理后采用MT澆灌處理

。
（3）Rubisco是植物光合作用中的一種關(guān)鍵酶，固定CO₂的同時制約著碳元素向卡爾文循環(huán)和光呼吸循環(huán)分流。實驗結(jié)果表明，MT處理后Je（PCR）和Je（PCO）顯著升高，說明MT的作用機理可能是

MT能提高Rubisco活性

MT能提高Rubisco活性

。
（4）推測MT處理能誘導光呼吸增強的意義是

可以消耗光合作用產(chǎn)生的過剩[H]和ATP以防止它們的積累影響植物代謝；在外界CO₂濃度低或葉片氣孔關(guān)閉時，光呼吸釋放的CO₂能被C₃途徑再利用，以維持暗反應進行

可以消耗光合作用產(chǎn)生的過剩[H]和ATP以防止它們的積累影響植物代謝；在外界CO₂濃度低或葉片氣孔關(guān)閉時，光呼吸釋放的CO₂能被C₃途徑再利用，以維持暗反應進行

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