Question

【題目】圖表示玉米CO2同化途徑，玉米葉肉細(xì)胞中有一種酶X，對CO2的親和力極高，幾乎能把空氣中的CO2完全利用，將CO2固定三碳酸形成四碳酸，將CO2傳遞給維管束鞘細(xì)胞，進(jìn)行著正常的暗反應(yīng)，而番茄缺乏酶X。右圖為研究小組在寶山羅涇夏季晴朗的某天，測得玉米和蕃茄的凈光合速率（凈光合速率是指光合作用吸收CO2速率減去呼吸作用放出CO2速率。）

【1】左圖中①過程，需要光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的H+，H＋最初來源于物質(zhì)_________。

【2】NH4＋能增加類囊體膜對H＋的通透性，從而消除類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差。若將NH4＋注入葉綠體基質(zhì)，下列過程中會被抑制的是__________。

A.電子傳遞B.ATP的合成C.NADPH的合成D.光能的吸收

【3】如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑使酶X的活性降低，則在短時(shí)間內(nèi)，維管束鞘細(xì)胞中五碳化合物的含量變化呈_____（上升/下降/不變）趨勢。

【4】右圖中，與12：00時(shí)相比，18：00時(shí)，玉米的光合作用主要限制因素是__________。

【5】右圖中，12：00時(shí)，該地光照強(qiáng)度最強(qiáng)，溫度很高，此時(shí)蕃茄光合作用速率明顯下降，而玉米光合作用速率反而有所升高，聯(lián)系題圖信息，解釋其原因是____________________________。

Answer 1

【答案】

【1】水

【2】B

【3】上升

【4】光照強(qiáng)度（光照強(qiáng)度和溫度）

【5】12：00時(shí)，光照強(qiáng)度最強(qiáng)，溫度很高，葉片氣孔關(guān)閉，蕃茄無酶X因CO2減少，光合作用減弱；而玉米因有酶X，在進(jìn)入植物體內(nèi)CO2減少的情況下，玉米仍可維持較高的細(xì)胞內(nèi)CO2濃度；此時(shí)光照增強(qiáng)，促進(jìn)玉米光合作用加強(qiáng)

【解析】

光合作用過程大致可分為兩個(gè)階段，第一階段是吸收光能，光解水，釋放出O2并形成高能量的ATP和NADPH，即將光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能。此過程在類囊體進(jìn)行，同時(shí)需要光，因此稱為光反應(yīng)。第二階段是利用第一階段產(chǎn)生的ATP和NADPH，固定CO2，合成糖，以穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在糖中。這個(gè)階段的反應(yīng)發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中，在無光條件下也進(jìn)行，故稱為暗反應(yīng)。整個(gè)過程我們可以總結(jié)為：光合作用是葉綠體吸收并利用光能，將CO2和H2O合成有機(jī)物質(zhì)并釋放02，將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能的過程。

光合作用形成的糖，大部分從葉綠體運(yùn)輸?shù)饺~肉細(xì)胞中，轉(zhuǎn)變成蔗糖，并運(yùn)輸?shù)街参矬w的各個(gè)部分；也有一部分在葉綠體中轉(zhuǎn)變成淀粉，因此我們在葉片中能檢測出淀粉的存在；還有一部分參與氨基酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等的合成。

【1】左圖中①過程指的是C3的還原過程，該過程需要光反應(yīng)過程中產(chǎn)生的H+和ATP，其中的H＋是水光解的產(chǎn)物，因此H＋的最初供體是水。

【2】A、光合作用的電子傳遞發(fā)生在類囊體膜上，不會受到膜通透性的影響，與題意不符，A錯(cuò)誤；

B、ATP的合成過程需要消耗類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差提供的梯度勢能，而NH4＋ 能消除類囊體膜兩側(cè)的H+濃度差能，顯然ATP的合成過程會被抑制，B正確；

C、NADPH的合成需要葉綠體基質(zhì)中的H＋和類囊體膜上傳遞的電子，顯然NADPH的合成過程不受H＋濃度的影響，因此NADPH的合成不受影響，與題意不符，C錯(cuò)誤；

D、光能的吸收與色素種類和含量有關(guān)，而將NH4＋注入葉綠體基質(zhì)不會對色素造成影響，與題意不符，D錯(cuò)誤。

故選B。

【3】如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑使酶X的活性降低，則在短時(shí)間內(nèi)，會導(dǎo)致維管束鞘細(xì)胞中二氧化碳供應(yīng)不足，因此五碳化合物的消耗會減少，而五碳化合物的生成瞬間不會有大的變化，因此五碳化合物的含量因?yàn)橄�耗減少而上升。

【4】右圖中，與12：00時(shí)相比，18：00時(shí)，玉米的凈光合速率下降，比較兩個(gè)時(shí)刻的不同可知，此時(shí)引起玉米光合速率下降的主要環(huán)境因素是18：00時(shí)比12：00時(shí)的光照強(qiáng)度減弱所致，因此，與12：00時(shí)相比，18：00時(shí)，玉米的光合作用速率下降主要限制因素是光照強(qiáng)度。

【5】12：00時(shí)，該地光照強(qiáng)度最強(qiáng)，溫度很高，蕃茄會發(fā)生自我調(diào)節(jié)性的變化而導(dǎo)致氣孔關(guān)閉（植物為了保水），氣孔關(guān)閉阻止了作為光合作用原料之一的二氧化碳的吸收，況且蕃茄也無酶X催化的體內(nèi)二氧化碳的供應(yīng)機(jī)制，因此光合作用速率明顯下降，而玉米因有酶X，酶X對CO2的親和力極強(qiáng)，即使在進(jìn)入植物體內(nèi)CO2減少的情況下，玉米仍可維持較高的細(xì)胞內(nèi)CO2濃度；再加上此時(shí)光照增強(qiáng)，因此玉米光合作用不但沒有下降，反而有所提升。

熟知光合作用的原理和及其影響因素是解答本題的關(guān)鍵！能夠從圖中獲取正確的信息是解答本題的前提條件。