题目内容
【题目】玉米和花生是最常见的两种农作物,二者光合作用的途径有所不同。下图甲为玉米的光合作用过程,玉米叶肉细胞中有一种酶,通过系列反应将C02“泵”入维管束鞘细胞,使维管束鞘细胞积累较高浓度的C02,保证卡尔文循环顺利进行,这种酶被形象地称为“C02泵”,而花生缺乏类似的“C02泵”;图乙表示在适宜温度下光照强度对玉米光合速率的影响。请回答下列问题:
(1)图甲中,过程②的进行还需要光反应提供的____________等物质的参与。如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“C02泵”的活性降低,则在短时间内,维管束鞘细胞中C5的含量变化呈____________(填“上升”或“下降”)趋势。
(2)当光照强度为15klx时,玉米每小时能固定____________mL的C02。
(3)研究发现晴朗的夏季11:00时,光照增强,温度过高,叶片气孔开度下降,原料C02供应减少,通过影响暗反应的____________过程,最终导致花生光合作用速率明显下降;而此时玉米光合作用速率不仅没有下降,反而有所上升,原因是__________________。
【答案】 )[H]、ATP 上升 200 CO2的固定 玉米叶肉细胞内有“CO2泵”,仍可以维持细胞内较高的CO2浓度,此时光照强度增强,光合作用速率增加
【解析】【试题分析】
本题考查光合作用的过程和影响因素的有关知识,意在考查考生的审题能力和分析图解的能力,考生需结合光合作用的过程解决相关问题。分析图解:图甲中可以看出,玉米的叶肉细胞可以在较低浓度二氧化碳的条件下,通过二氧化碳泵固定二氧化碳,然后在维管束鞘细胞中利用。图乙表示在适宜温度下光照强度对玉米光合速率的影响,图中读取的数据为净光合速率。考生可结合题意梳理相关知识,对各小题进行分析作答。
(1)图甲中,过程②表示光合作用暗反应中C3的还原,该过程的进行需要光反应提供的[H]、ATP等物质的参与;当注入抑制剂后,“C02泵”的活性降低,维管束鞘细胞中CO2含量降低,导致CO2的固定受阻,消耗的C5减少,而C3的还原生成C5仍正常进行,所以在短时间内,维管束鞘细胞中C5的含量变化呈上升趋势。
(2)据图乙可知,当光照强度为15klx时,玉米净光合速率为150mLCO2/h,而呼吸速率为50 mLCO2/h,则玉米总光合速率=净光合速率+呼吸速率=150+50=200 mLCO2/h,所以玉米每小时能固定200 mL的C02。
(3)C02直接参与暗反应中CO2的固定。当叶片气孔开度下降,原料C02供应减少时,可通过影响暗反应的CO2的固定过程,最终导致花生光合作用速率明显下降;而此时玉米光合作用速率不仅没有下降,反而有所上升,原因是玉米叶肉细胞内有“CO2泵”,仍可以维持细胞内较高的CO2浓度,此时光照强度增强,光合作用速率增加。