Question

【題目】玉米葉肉細(xì)胞中有一種酶，被稱為“CO2泵”，使其在較低的CO2濃度下進(jìn)行光合作用。而花生缺乏類似的“CO2泵”。圖為玉米和花生在不同胞間CO2濃度下的光合速率情況。請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：

(1)炎熱的夏季中午，葉片氣孔開(kāi)度會(huì)下降，光合原料之一的_______________減少，導(dǎo)致花生光合速率明顯下降；而此時(shí)玉米光合速率反而有所升高，原因是________________________________________。

(2)如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑降低“CO2泵”的活性，則短時(shí)間內(nèi)相關(guān)光合細(xì)胞中ATP含量呈__________(填“上升”“下降”“不變”)趨勢(shì)，原因是______________

(3)若要比較圖中兩條曲線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的玉米和花生向外界釋放O2速率的關(guān)系，還應(yīng)知道的數(shù)據(jù)是___________________________________________。

(4)由圖可知，隨胞間CO2濃度的升高，玉米的光合速率不再變化而花生光合速率逐漸上升。從暗反應(yīng)酶的角度分析，原因是____________________________________________。

Answer 1

【答案】CO2 玉米內(nèi)有“CO2泵”，細(xì)胞間隙CO2低濃度條件下仍能維持胞內(nèi)較高的CO2濃度；此時(shí)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，促進(jìn)光合作用加強(qiáng) 上升 C3的還原（暗反應(yīng)，卡爾文循環(huán)）過(guò)程受阻，ATP的消耗較低，而光反應(yīng)短時(shí)間內(nèi)仍產(chǎn)生ATP（光反應(yīng)短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生ATP不受影響） 玉米和花生的呼吸速率 花生暗反應(yīng)酶的活性比玉米的高

【解析】

分析題圖曲線可知，縱軸表示光合速率，因此曲線表示植物光合速率與CO2濃度之間的關(guān)系，題圖表示玉米在較低濃度CO2條件下，光合速率高，說(shuō)明與花生相比，玉米能利用較低濃度的CO2進(jìn)行光合作用，再結(jié)合題干信息，不難得出：兩曲線相交時(shí)，表示該CO2濃度條件下，二者總光合速率相等，若要比較二者的凈光合速率，還需了解二者的呼吸速率。

（1）中午時(shí)間，光照增強(qiáng)，溫度過(guò)高，葉片氣孔開(kāi)放程度的下降，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞受阻，故CO2減少，導(dǎo)致花生光合作用速率降低；而玉米內(nèi)有CO2泵，在進(jìn)入植物內(nèi)的CO2減少的情況下，仍可以維持細(xì)胞內(nèi)較高的CO2濃度；并且此時(shí)光照增強(qiáng)，促進(jìn)光合作用加強(qiáng)。

（2）當(dāng)注入抑制劑后，卡爾文循環(huán)（或暗反應(yīng)、或C3的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應(yīng)產(chǎn)生ATP不受影響，故ATP的含量呈上升趨勢(shì)。

（3）圖中交點(diǎn)時(shí)兩種植物的實(shí)際光合速率相等，要想植物向外界釋放O2的速率，即兩種植物的凈光合作用速率，還需知道兩種植物的呼吸速率。

（4）隨著胞間CO2濃度的升高，玉米的光合速率不再變化而花生的光合作用速率仍然逐漸上升，這是因?yàn)榛ㄉ�暗反�?yīng)的相關(guān)的酶活性（數(shù)量）比玉米高（多），能固定更多的CO2。