Question

17．图1表示某植物光合作用的过程，该植物叶肉细胞通过“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，保证光合作用顺利进行；图2表示光照强度对该植物光合速率的影响．请回答：

（1）将该植物放在在黑暗、氧气充足和30℃环境条件下，其叶肉细胞中[H]的移动途径是由细胞质基质和线粒体基质到线粒体内膜．
（2）近年来，三化螟蛾在我国多地爆发成灾，引起农作物大面积死亡．为了计算某地区玉米田的有虫株率，研究者应采用样方法进行调查．
（3）图1中过程①是CO₂的固定，过程②的进行还需要ATP和[H]等物质参与．
（4）如果在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．
（5）图2中当光照强度从20klx增加到25klx，植物CO₂吸收速率没有发生变化，这主要受到图1中过程①（填序号）的限制；当光照强度为15klx时，玉米每小时能固定200mL的CO₂．
（6）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，而此时该植物光合作用速率基本不受影响，其原因是它有CO₂泵（维持维管束鞘细胞内有较高浓度CO₂）．

Answer 1

分析 分析图解：图1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．图中过程①表示二氧化碳的固定，过程②表示三碳化合物的还原，A物质表示三碳化合物．
图2中，光照强度为0时，对应的50ml/h可表示呼吸速率；随着光照强度的增强，光合速率不断增强；而在光照强度达到20klx时，光合作用达到饱和点．

解答 解：（1）将该植物放在在黑暗、氧气充足和30℃环境条件下，其叶肉细胞中只能进行有氧呼吸，第一、二阶段产生的[H]用于第三阶段中水的形成，故[H]的移动途径是由细胞质基质、线粒体基质移向线粒体内膜．
（2）三化螟蛾属于活动能力弱，活动范围小的动物，应采用样方法调查种群密度．
（3）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．
（4）在光合作用过程中，某种抑制剂使“CO₂泵”的活性降低，使CO₂浓度下降，CO₂的固定受阻，短时间内C₅的含量增加．
（5）当光强达到光的饱和点后，限制光合作用速率的主要外界因素是CO₂浓度．图2可知，植物呼吸速率为50ml/h，当光照强度为15klx时，净光合作用吸收CO₂的速率为150ml/h，玉米光合作用固定CO₂速率为150+50=200ml/h．
（4）由题可知：玉米叶肉细胞通过酶催化一系列反应将空气中的“CO₂泵”入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO₂，所以叶片气孔开度下降时，玉米光合作用速率基本不受影响．
故答案为：
（1）线粒体内膜
（2）样方
（3）CO₂的固定   ATP和[H]
（4）增加
（5）①200
（6）有CO₂泵（维持维管束鞘细胞内有较高浓度CO₂）

点评 本题考查了影响光合作用的环境因素等有关知识，意在考查考生的审题能力和分析图表的能力，难度适中．考生应识记光合作用过程中的物质变化，并结合光合作用的过程解决相关问题；在分析曲线图时，能够从图中找到对应的呼吸速率和净光合速率，并利用公式（总光合速率=净光合速率+呼吸速率）进行相关计算．