Question

（1）20世纪60年代，科学家在研究玉米光合作用过程时，发现CO₂在玉米叶肉细胞中首先形成一种四碳化合物，因而研究者将这类植物称为C₄植物．
①大多数植物进行光合作用与C₄植物不同，CO₂首先被固定为

 

．科学家得到以上研究结果利用了

 

研究方法．
②进一步研究发现，这种四碳化合物经过转化，又可重新释放出CO₂，并能用于细胞进行光合作用的

 

阶段．
③C₄植物叶肉细胞中固定CO₂的酶对CO₂有更强的亲和力，能更有效地利用低浓度CO₂，此特点与适应干旱环境

 

（是/否）相关，原因是

 

．
（2）某研究小组在水肥充足的情况下，观测到了玉米光合速率等生理指标日变化趋势，（见甲、乙图），据图回答：
①光合作用消耗ATP最快时刻是

 

．
②直接引起蒸腾速率变化的生理指标是

 

；根吸水能力最强的时刻是

 

．
③推测影响光合速率的环境因素主要是

 

．

Answer 1

考点：影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：人们根据光合作用碳素同化的最初光合产物的不同，把高等植物分成两类：（1）C₃植物．这类植物的最初产物是3-磷酸甘油酸（三碳化合物），这种反应途径称C₃途径，如水稻、小麦、棉花、大豆等大多数植物．（2）C₄植物．这类植物以草酰乙酸（四碳化合物）为最初产物，所以称这种途径为C₄途径，如甘蔗、玉米、高粱等．一般来说，C₄植物比C₃植物具有较强的光合作用，其原因可从结构和生理两方面来探讨． 结构与功能是有密切关系的，是统一的．C₄植物叶片的维管束薄壁细胞较大，其中含有许多较大的叶绿体，叶绿体没有基粒或基粒发育不良；维管束鞘的外侧密接一层成环状或近于环状排列的叶肉细胞，组成了“花环型”结构．这种结构是C₄植物的特征．叶肉细胞内的叶绿体数目少，个体小，有基粒．维管束鞘薄壁细胞与其邻近的叶肉细胞之间有大量的胞间连丝相连．

解答： 解：（1）①C₃植物在暗反应过程中，CO₂首先被固定为三碳化合物，卡尔文在研究碳循环利用了放射性同位素示踪法．
②C₄植物通过磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反应是在叶肉细胞的细胞质中进行的，生成的四碳双羧酸转移到维管束鞘薄壁细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类．
③由于C₄植物能利用低浓度的CO₂，当外界干旱气孔关闭时，C₄植物就能利用细胞间隙里的含量低的CO₂，继续生长，C₃植物就没有这种本领．
（2）①图甲中代表光合速率的曲线可以看出，在中午12：00时，光合速率最大，即光反应产生ATP最多、暗反应消耗ATP也最多．
②蒸腾作用是水分以气体形式通过气孔散失，气孔导度的大小直接引起蒸腾速率大小的变化，因此直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗．蒸腾作用有利于植物根对水分的吸收，蒸腾作用越强，根吸水能力越强，从图中可见蒸腾作用在15：00时蒸腾作用最强．
③图甲中的光合速率和图乙中的光照强度的变化基本是同步的，并且玉米是C₄植物，气孔开度的大小对CO₂的固定影响不大，因此影响光合速率的环境因素主要是光照强度．
故答案为：
（1）①三碳化合物（C₃ ）  同位素标记法（放射性同位素示踪）
②碳反应（暗反应）
③是　　干旱（水少）引起气孔关闭，细胞间C0₂浓度降低，玉米能有效利用低浓度C0₂
（2）①12：00      ②气孔阻抗      15：00     ③光照强度

点评：本题考查了影响光合作用的相关知识，意在考查考生能从题目所给的图形中获取有效信息的能力；运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论的能力．