Question

回答下列有关光合作用的问题．表为某地夏季晴朗的某天，玉米和花生净光合速率测定值．图表示玉米CO₂同化途径．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”．

时间	光合速率（CO2mmol/m2?h）
	玉米	花生
9：30	136.8	90.0
11：00	144.0	72.0
12：30	126.0	90.0
14：00	108.0	79.2
15：30	90.0	64.8
17：00	54.4	54.1

（1）11：00时，光照增强，温度过高，叶片气孔开度下降，作为光合原料之一的

 

减少，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反而有所升高，原因是

 

．
（2）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ATP的含量变化呈

 

趋势，原因是

 

．
（3）与11：00时相比，17：00时，玉米光合作用速率的限制因素是

 

．
（4）假设用表中11：00对应的光照强度连续照射两种作物10分钟，则玉米积累的葡萄糖总量比花生多

 

mg/m²．（相对原子量：C-12，O-16，H-1）
（5）卡尔文循环需要光反应过程中产生的H⁺，H⁺最初来源于物质

 

．
（6）NH⁴⁺能增加类囊体膜对H⁺的通透性，从而消除类囊体膜两侧的H⁺浓度差．若将NH⁴⁺ 注入叶绿体基质，下列过程中会被抑制的是

 

．
A．电子传递     B．ATP的合成   C．NADPH的合成   D．光能的吸收．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素,光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化

专题：

分析：分析图解：图中可以看出，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．
表格数据显示，在中午11：00时，光照增强，玉米的光合速率达到最高，而花生的光合速率下降，这可能与气孔关闭有关．

解答： 解：（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）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较小，温度和CO₂浓度基本相同，故光合作用速率受光照强度限制．
（4）从外界吸收的CO₂是植物积累的葡萄糖的量是相对应的，两者物质的量之比为1：6．由表可知每小时每平方米玉米比花生吸收CO₂的物质的量为72mmol，所以在10分钟内玉米多吸收CO₂12mmol，产生的葡萄糖为2mmol，即360mg/m²．
（5）在光反应中，叶绿体利用光能将水分解为氧气和还原态的氢． 
（6）光反应过程中，ATP的中的能量来源于H⁺的电化学势能．本题中，注射NH4⁺后消除了膜内外的H⁺的浓度差，电化学势能为零，所以无法合成ATP．
故答案为：
（1）CO₂    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；此时光照强度增强，促进光合作用加强   
（2）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ATP不受影响 
（3）光照强度
（4）360
（5）水
（6）B

点评：本题考查了光照强度影响光合作用的有关知识，意在考查考生的审题能力和分析图表的能力，难度一般，考生需结合光合作用的过程解决相关问题．