Question

12．图1表示玉米光合作用利用CO₂合成（CH₂O）的过程，玉米叶肉细胞通过“CO₂泵”内的一些化学反应，将空气中的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（CH₂O）的合成顺利进行；图2表示光照强度对玉米光合速率的影响．回答下列问题：

（1）图1中过程①是CO₂的固定，过程②的进行还需要[H]和ATP等物质参与．
（2）如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO₂泵”的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中C₅的含量增加．
（3）当光照强度为15klx时，玉米每小时能固定200mL的CO₂．
（4）研究发现晴朗的夏季中午光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合作用原料之一的
CO₂减少，而此时玉米光合作用速率基本不受影响，其原因是玉米有“CO₂泵”（维持维管束鞘细胞内有较高CO₂浓度）．

Answer 1

分析 分析题图1：玉米的叶肉细胞和维管束鞘细胞的功能不同，叶肉细胞不能进行暗反应过程，空气中的二氧化碳进入叶肉细胞中，形成二氧化碳泵，将空气中的CO₂泵入维管束鞘细胞，保证维管束鞘细胞的较高浓度的二氧化碳，维持维管束鞘细胞暗反应的顺利进行，图中①是二氧化碳的固定过程，②是三碳化合物的还原过程，三碳化合物还原需要光反应产生的还原氢和ATP．
分析图2：该曲线表示二氧化碳的吸收速率与光照强度之间的关系，光照强度为0时，二氧化碳的吸收速率是-50ml/h，即呼吸作用强度是50ml/h，因此该曲线表示净光合作用强度随光照强度变化而变化的曲线，实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度；5klx光照强度时，光合作用速率与呼吸作用速率相等，是光的补偿点．

解答 解：（1）暗反应过程包括二氧化碳固定和三碳化合物还原，二氧化碳固定过程是二氧化碳与五碳化合物结合形成三碳化合物的过程，即图1中的①过程；②过程是三碳化合物还原形成有机物和五碳化合物，该过程需要光反应产生的ATP、[H]参与．
（2）如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO₂泵”的活性降低，则维管束鞘细胞中二氧化碳浓度下降，二氧化碳与五碳化合物结合消耗的五碳化合物减少，在短时间内，三碳化合物的还原形成五碳化合物的速率不变，因此五碳化合物含量升高．
（3）由曲线可知，光照强度为15klx时净光合速率是150ml/h，玉米每小时能固定的二氧化碳是实际光合作用强度，等于净光合作用强度与呼吸作用强度之和，为150+50=200ml．
（4）光合作用的原料二氧化碳是通过气孔进入细胞的，气孔关闭，细胞中二氧化碳浓度下降，光合速率下降，但是玉米植物由于叶肉细胞中存在“CO₂泵”，维持了维管束鞘细胞内有较高CO₂浓度，因此玉米光合作用速率基本不受影响．
故答案为：
（1）CO₂的固定[H]和ATP      
（2）增加     
（3）200
（4）CO₂   有“CO₂泵”（维持维管束鞘细胞内有较高CO₂浓度）

点评 本题的知识点是光反应与暗反应过程的物质、能量变化及相互关系，净光合作用、实际光合作用、呼吸作用之间的关系，影响光合作用的因素，旨在考查学生理解所学知识的要点，把握知识的内在联系形成知识网络，并结合题图信息综合解答问题．