题目内容
【题目】 回答下列有关光合作用的问题。右表为某地夏季晴朗的某天,玉米和花生净光合速 率测定值。下图表示玉米CO2同化途径(玉米CO2同化需要两种细胞合作完成)。玉米叶肉细胞 中有一种酶,通过系列反应将CO2 “泵”入维管束鞘细胞, 使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO2,保证卡尔文循环顺利进行。这种酶被形象地称为“CO2泵”。而花生缺乏类似的“CO2泵”。
(1)11:00时,光照增强,温度过高,花生出现明显的“午休”现象,导致花生光合作用速率明显下降的原因是_____________;而此时玉米光合作用速率反而有所升高,原因是___________。
(2)研究得知,玉米叶肉细胞中的“C02泵’’实际上是发生在叶绿体中的一种特殊的二氧化碳固定过程,这种过程保证了叶肉细胞能够将“低浓度二氧化碳泵入高浓度的维管束鞘细胞中”,由此推测: 叶肉细胞叶绿体中固定二氧化碳过程是一个消耗ATP的过程,这种ATP应该来自 (回答场所和过程)。光照正常时,如果泵入维管束鞘细胞叶绿体中的二氧化碳减少,短时间内维管束鞘细胞叶绿体中ATP含量的变化_______(增多?减少?不变?)及其原因是___________。
(3)与11:00时相比,17:00时,花生和玉米光合作用速率相等,造成这种结果的原因是__________。如果维管束鞘细胞因靠近维管束中的筛管而有利于光合产物的运输,那么,玉米叶片的这种结构有利于______(加快、减慢)光合作用。
【答案】(1)部分气孔关闭,导致二氧化碳供应减少 玉米内有CO2泵,故在进入植物内CO2减少的情况下,玉米仍可以维持较高的细胞内CO2浓度;此时光照强度增强,促进光合作用加强
(2)叶绿体(类囊体膜)光反应生成的ATP
上升 此时卡尔文循环(或暗反应、或C3的还原)受阻,ATP的消耗降低,而光反应产生的ATP的过程不受影响
(3)光照强度下降,光反应减弱
(4)加快
【解析】(1)中午11:00时,光照增强,温度过高,叶片气孔开放程度的下降,CO2进入叶肉细胞受阻,故CO2减少,导致花生光合作用速率降低;而玉米内有CO2泵,在进入植物内的CO2减少的情况下,仍可以维持细胞内较高的CO2浓度,并且此时光照增强,促进光合作用加强.
(2)叶绿体的光反应会生成ATP,暗反应C3的还原消耗ATP。当注入抑制剂后,卡尔文循环(或暗反应、或C3的还原)受阻,ATP的消耗降低,而光反应产生ATP不受影响,故ATP的含量呈上升趋势.
(3)与11:00时相比,17:00时,外界环境中光照强度下降,温度和CO2浓度基本相同,故光合作用速率受光照强度限制, 17:00时,光照强度下降,光反应减弱。