Question

【題目】 回答下列有關光合作用的問題。右表為某地夏季晴朗的某天，玉米和花生凈光合速 率測定值。下圖表示玉米CO2同化途徑（玉米CO2同化需要兩種細胞合作完成）。玉米葉肉細胞 中有一種酶，通過系列反應將CO2 “泵”入維管束鞘細胞， 使維管束鞘細胞積累較高濃度的CO2，保證卡爾文循環順利進行。這種酶被形象地稱為“CO2泵”。而花生缺乏類似的“CO2泵”。

（1）11：00時，光照增強，溫度過高，花生出現明顯的“午休”現象，導致花生光合作用速率明顯下降的原因是_____________；而此時玉米光合作用速率反而有所升高，原因是___________。

（2）研究得知，玉米葉肉細胞中的“C02泵’’實際上是發生在葉綠體中的一種特殊的二氧化碳固定過程，這種過程保證了葉肉細胞能夠將“低濃度二氧化碳泵入高濃度的維管束鞘細胞中”，由此推測： 葉肉細胞葉綠體中固定二氧化碳過程是一個消耗ATP的過程，這種ATP應該來自 （回答場所和過程）。光照正常時，如果泵入維管束鞘細胞葉綠體中的二氧化碳減少，短時間內維管束鞘細胞葉綠體中ATP含量的變化_______（增多？減少？不變？）及其原因是___________。

（3）與11：00時相比，17：00時，花生和玉米光合作用速率相等，造成這種結果的原因是__________。如果維管束鞘細胞因靠近維管束中的篩管而有利于光合產物的運輸，那么，玉米葉片的這種結構有利于______（加快、減慢）光合作用。

Answer 1

【答案】（1）部分氣孔關閉，導致二氧化碳供應減少 玉米內有CO2泵，故在進入植物內CO2減少的情況下，玉米仍可以維持較高的細胞內CO2濃度；此時光照強度增強，促進光合作用加強

（2）葉綠體（類囊體膜）光反應生成的ATP

上升 此時卡爾文循環（或暗反應、或C3的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應產生的ATP的過程不受影響

（3）光照強度下降，光反應減弱

（4）加快

【解析】（1）中午11：00時，光照增強，溫度過高，葉片氣孔開放程度的下降，CO2進入葉肉細胞受阻，故CO2減少，導致花生光合作用速率降低；而玉米內有CO2泵，在進入植物內的CO2減少的情況下，仍可以維持細胞內較高的CO2濃度，并且此時光照增強，促進光合作用加強．

（2）葉綠體的光反應會生成ATP，暗反應C3的還原消耗ATP。當注入抑制劑后，卡爾文循環（或暗反應、或C3的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應產生ATP不受影響，故ATP的含量呈上升趨勢．

（3）與11：00時相比，17：00時，外界環境中光照強度下降，溫度和CO2濃度基本相同，故光合作用速率受光照強度限制， 17：00時，光照強度下降，光反應減弱。