Question

（1）20世紀(jì)60年代，科學(xué)家在研究玉米光合作用過程時(shí)，發(fā)現(xiàn)CO₂在玉米葉肉細(xì)胞中首先形成一種四碳化合物，因而研究者將這類植物稱為C₄植物．
①大多數(shù)植物進(jìn)行光合作用與C₄植物不同，CO₂首先被固定為

 

．科學(xué)家得到以上研究結(jié)果利用了

 

研究方法．
②進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種四碳化合物經(jīng)過轉(zhuǎn)化，又可重新釋放出CO₂，并能用于細(xì)胞進(jìn)行光合作用的

 

階段．
③C₄植物葉肉細(xì)胞中固定CO₂的酶對CO₂有更強(qiáng)的親和力，能更有效地利用低濃度CO₂，此特點(diǎn)與適應(yīng)干旱環(huán)境

 

（是/否）相關(guān)，原因是

 

．
（2）某研究小組在水肥充足的情況下，觀測到了玉米光合速率等生理指標(biāo)日變化趨勢，（見甲、乙圖），據(jù)圖回答：
①光合作用消耗ATP最快時(shí)刻是

 

．
②直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是

 

；根吸水能力最強(qiáng)的時(shí)刻是

 

．
③推測影響光合速率的環(huán)境因素主要是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：人們根據(jù)光合作用碳素同化的最初光合產(chǎn)物的不同，把高等植物分成兩類：（1）C₃植物．這類植物的最初產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸（三碳化合物），這種反應(yīng)途徑稱C₃途徑，如水稻、小麥、棉花、大豆等大多數(shù)植物．（2）C₄植物．這類植物以草酰乙酸（四碳化合物）為最初產(chǎn)物，所以稱這種途徑為C₄途徑，如甘蔗、玉米、高粱等．一般來說，C₄植物比C₃植物具有較強(qiáng)的光合作用，其原因可從結(jié)構(gòu)和生理兩方面來探討． 結(jié)構(gòu)與功能是有密切關(guān)系的，是統(tǒng)一的．C₄植物葉片的維管束薄壁細(xì)胞較大，其中含有許多較大的葉綠體，葉綠體沒有基粒或基粒發(fā)育不良；維管束鞘的外側(cè)密接一層成環(huán)狀或近于環(huán)狀排列的葉肉細(xì)胞，組成了“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)．這種結(jié)構(gòu)是C₄植物的特征．葉肉細(xì)胞內(nèi)的葉綠體數(shù)目少，個(gè)體小，有基粒．維管束鞘薄壁細(xì)胞與其鄰近的葉肉細(xì)胞之間有大量的胞間連絲相連．

解答： 解：（1）①C₃植物在暗反應(yīng)過程中，CO₂首先被固定為三碳化合物，卡爾文在研究碳循環(huán)利用了放射性同位素示蹤法．
②C₄植物通過磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反應(yīng)是在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，生成的四碳雙羧酸轉(zhuǎn)移到維管束鞘薄壁細(xì)胞中，放出二氧化碳，參與卡爾文循環(huán)，形成糖類．
③由于C₄植物能利用低濃度的CO₂，當(dāng)外界干旱氣孔關(guān)閉時(shí)，C₄植物就能利用細(xì)胞間隙里的含量低的CO₂，繼續(xù)生長，C₃植物就沒有這種本領(lǐng)．
（2）①圖甲中代表光合速率的曲線可以看出，在中午12：00時(shí)，光合速率最大，即光反應(yīng)產(chǎn)生ATP最多、暗反應(yīng)消耗ATP也最多．
②蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，氣孔導(dǎo)度的大小直接引起蒸騰速率大小的變化，因此直接引起蒸騰速率變化的生理指標(biāo)是氣孔阻抗．蒸騰作用有利于植物根對水分的吸收，蒸騰作用越強(qiáng)，根吸水能力越強(qiáng)，從圖中可見蒸騰作用在15：00時(shí)蒸騰作用最強(qiáng)．
③圖甲中的光合速率和圖乙中的光照強(qiáng)度的變化基本是同步的，并且玉米是C₄植物，氣孔開度的大小對CO₂的固定影響不大，因此影響光合速率的環(huán)境因素主要是光照強(qiáng)度．
故答案為：
（1）①三碳化合物（C₃ ）  同位素標(biāo)記法（放射性同位素示蹤）
②碳反應(yīng)（暗反應(yīng)）
③是　　干旱（水少）引起氣孔關(guān)閉，細(xì)胞間C0₂濃度降低，玉米能有效利用低濃度C0₂
（2）①12：00      ②氣孔阻抗      15：00     ③光照強(qiáng)度

點(diǎn)評：本題考查了影響光合作用的相關(guān)知識，意在考查考生能從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；運(yùn)用所學(xué)知識與觀點(diǎn)，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學(xué)問題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力．