Question

【題目】很多植物體內(nèi)只有一條固定CO2的途徑，即卡爾文循環(huán)，也稱為C3途徑，這樣的植物被稱為C3植物；還有一些植物如玉米、甘蔗除了具有C3途徑外，還有另外一條固定CO2的途徑，即C4途徑，這樣的植物被稱為C4植物，如下圖所示。C4途徑起到了“CO2泵”的作用，能將葉肉細胞周圍低濃度的CO2聚集到維管束鞘細胞葉綠體內(nèi)形成高濃度的CO2進行高效的光合作用。C3植物葉肉細胞含有大量葉綠體，維管束鞘細胞不含葉綠體；C4植物葉肉細胞有正常的葉綠體，維管束鞘細胞含有沒有基粒的葉綠體，進行光合作用時葉肉細胞葉綠體內(nèi)無淀粉合成，維管束鞘細胞葉綠體內(nèi)有大量淀粉合成。請回答下列問題：

（1）C3植物和C4植物體內(nèi)固定CO2的物質(zhì)分別是________________、____________。C3植物和C4植物葉片內(nèi)進行光合作用的細胞分別是____________、____________。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，C4途徑固定CO2的酶比C3途徑固定CO2的酶對CO2的親和力高60多倍，據(jù)此推測C3植物和C4植物比較，CO2補償點較低的是____________，中午因溫度較高氣孔關(guān)閉，對光合作用影響較小的是____________。

（3）將C3植物和C4植物黑暗處理24小時，再進行一小段時間的光照，經(jīng)脫色處理后，再用碘液對C3植物和C4植物的葉肉細胞和維管束鞘細胞染色，出現(xiàn)藍色的細胞有____________。

Answer 1

【答案】C5 C5、PEP 葉肉細胞 葉肉細胞、維管束鞘細胞 C4植物 C4植物 C3植物葉肉細胞、C4植物維管束鞘細胞

【解析】

分析圖中C4植物進行光合作用的過程，在葉肉細胞中PEP將CO2固定生成C4，而后轉(zhuǎn)變?yōu)樘O果酸，蘋果酸進入維管束鞘細胞，釋放出CO2，參與卡爾文循環(huán)并生成淀粉。

（1）C3植物固定CO2的物質(zhì)是C5，而C4植物首先是PEP將CO2固定生成C4，而C4化合物轉(zhuǎn)變成蘋果酸，蘋果酸再釋放CO2在維管束鞘細胞中被C5固定；C3植物進行光合作用的細胞一般是葉肉細胞，而C4植物進行光合作用的細胞是葉肉細胞和維管束鞘細胞。

（2）由于C4途徑固定CO2的酶比C3途徑固定CO2的酶對CO2的親和力高60多倍，說明其固定CO2能力較強，因此在較低濃度的CO2條件下可以達到補償點，所以CO2補償點較低的是C4植物；中午溫度高，導(dǎo)致氣孔關(guān)閉，植物吸收的CO2減少，而C4植物固定CO2的能力強，所以對其光合作用影響小。

（3）由于C3植物只有葉肉細胞進行光合作用，所以產(chǎn)生淀粉的場所在葉肉細胞，而C4植物產(chǎn)生淀粉的細胞是在維管束鞘細胞，所以出現(xiàn)藍色的細胞有C3植物葉肉細胞、C4植物維管束鞘細胞。