Question

【題目】與花生不同，玉米固定CO2后首先會形成C4化合物，因此被稱為C4植物。C4植物含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，科學(xué)家形象地把這種作用比喻為“CO2泵”，具體機(jī)制如圖1所示。圖2為夏季某地晴朗的白天玉米和花生光合速率測定值，請分析回答：

（1）科學(xué)家獲得圖1所示CO2的固定機(jī)制，常采用的研究方法是_____

（2）花生葉肉細(xì)胞中的CO2在_____中被C5固定下來，該過程_____ (需要/不需要) 消耗NADPH。

（3）花生在13：00時光合速率下降的現(xiàn)象，稱為“光合午休”，這是由于光照增強，溫度過高，_____，導(dǎo)致花生光合作用速率明顯下降；而此時玉米光合作用速率仍然有所升高，原因是________

（4）生物在長期進(jìn)化中形成的特定功能往往與特定環(huán)境相適應(yīng)，據(jù)此分析玉米產(chǎn)地的氣候條件一般是： _____。

Answer 1

【答案】同位素標(biāo)記法 葉綠體基質(zhì) 不需要 氣孔關(guān)閉，CO2進(jìn)入減少 玉米含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，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，此時光照強度增強，促進(jìn)光合作用加強 高溫干旱、光照強

【解析】

由圖1可知，C4植物含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定形成C4，C4分解產(chǎn)生的二氧化碳經(jīng)過與C5固定形成C3，C3被還原形成有機(jī)物。

分析圖2：在13：00時花生出現(xiàn)了“午休”，光合速率降低，而玉米的光合速率不僅沒有降低，反而升高了。

（1）科學(xué)家獲得圖1所示CO2的固定機(jī)制，需要研究CO2的轉(zhuǎn)移途徑，常采用的研究方法是同位素標(biāo)記法。

（2）花生葉肉細(xì)胞中的CO2在葉綠體基質(zhì)中被C5固定形成C3，該過程不需要消耗NADPH。

（3）花生在13：00時出現(xiàn)“光合午休”，這是由于光照增強，溫度過高，部分氣孔關(guān)閉，二氧化碳進(jìn)入減少，導(dǎo)致花生光合作用速率明顯下降；而玉米含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，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，并且此時光照強度增強，促進(jìn)光合作用加強，所以此時玉米的光合作用速率不僅沒有下降，反而有所升高。

（4）由于玉米能在較低的二氧化碳條件下固定并利用二氧化碳進(jìn)行暗反應(yīng)，所以氣孔關(guān)閉對其光合速率影響不大，據(jù)此可知玉米產(chǎn)地的氣候條件一般是高溫干旱、光照強。