Question

（1）20世紀60年代，科學家在研究玉米光合作用過程時，發(fā)現(xiàn)CO₂在玉米葉肉細胞中首先形成一種四碳化合物，因而研究者將這類植物稱為C₄植物．
①大多數(shù)植物進行光合作用與C₄植物不同，CO₂首先被固定為

 

．科學家得到以上研究結果利用了

 

研究方法．
②進一步研究發(fā)現(xiàn)，這種四碳化合物經(jīng)過轉化，又可重新釋放出CO₂，并能用于細胞進行光合作用的

 

階段．
③C₄植物葉肉細胞中固定CO₂的酶對CO₂有更強的親和力，能更有效地利用低濃度CO₂，此特點與適應干旱環(huán)境

 

（是/否）相關，原因是

 

．
（2）某研究小組在水肥充足的情況下，觀測到了玉米光合速率等生理指標日變化趨勢，（見甲、乙圖），據(jù)圖回答：
①光合作用消耗ATP最快時刻是

 

．
②直接引起蒸騰速率變化的生理指標是

 

；根吸水能力最強的時刻是

 

．
③推測影響光合速率的環(huán)境因素主要是

 

．

Answer 1

考點：影響光合作用速率的環(huán)境因素

專題：

分析：人們根據(jù)光合作用碳素同化的最初光合產(chǎn)物的不同，把高等植物分成兩類：（1）C₃植物．這類植物的最初產(chǎn)物是3-磷酸甘油酸（三碳化合物），這種反應途徑稱C₃途徑，如水稻、小麥、棉花、大豆等大多數(shù)植物．（2）C₄植物．這類植物以草酰乙酸（四碳化合物）為最初產(chǎn)物，所以稱這種途徑為C₄途徑，如甘蔗、玉米、高粱等．一般來說，C₄植物比C₃植物具有較強的光合作用，其原因可從結構和生理兩方面來探討． 結構與功能是有密切關系的，是統(tǒng)一的．C₄植物葉片的維管束薄壁細胞較大，其中含有許多較大的葉綠體，葉綠體沒有基�；蚧�粒發(fā)育不良；維管束鞘的外側密接一層成環(huán)狀或近于環(huán)狀排列的葉肉細胞，組成了“花環(huán)型”結構．這種結構是C₄植物的特征．葉肉細胞內(nèi)的葉綠體數(shù)目少，個體小，有基粒．維管束鞘薄壁細胞與其鄰近的葉肉細胞之間有大量的胞間連絲相連．

解答： 解：（1）①C₃植物在暗反應過程中，CO₂首先被固定為三碳化合物，卡爾文在研究碳循環(huán)利用了放射性同位素示蹤法．
②C₄植物通過磷酸烯醇式丙酮酸固定二氧化碳的反應是在葉肉細胞的細胞質中進行的，生成的四碳雙羧酸轉移到維管束鞘薄壁細胞中，放出二氧化碳，參與卡爾文循環(huán)，形成糖類．
③由于C₄植物能利用低濃度的CO₂，當外界干旱氣孔關閉時，C₄植物就能利用細胞間隙里的含量低的CO₂，繼續(xù)生長，C₃植物就沒有這種本領．
（2）①圖甲中代表光合速率的曲線可以看出，在中午12：00時，光合速率最大，即光反應產(chǎn)生ATP最多、暗反應消耗ATP也最多．
②蒸騰作用是水分以氣體形式通過氣孔散失，氣孔導度的大小直接引起蒸騰速率大小的變化，因此直接引起蒸騰速率變化的生理指標是氣孔阻抗．蒸騰作用有利于植物根對水分的吸收，蒸騰作用越強，根吸水能力越強，從圖中可見蒸騰作用在15：00時蒸騰作用最強．
③圖甲中的光合速率和圖乙中的光照強度的變化基本是同步的，并且玉米是C₄植物，氣孔開度的大小對CO₂的固定影響不大，因此影響光合速率的環(huán)境因素主要是光照強度．
故答案為：
（1）①三碳化合物（C₃ ）  同位素標記法（放射性同位素示蹤）
②碳反應（暗反應）
③是　　干旱（水少）引起氣孔關閉，細胞間C0₂濃度降低，玉米能有效利用低濃度C0₂
（2）①12：00      ②氣孔阻抗      15：00     ③光照強度

點評：本題考查了影響光合作用的相關知識，意在考查考生能從題目所給的圖形中獲取有效信息的能力；運用所學知識與觀點，通過比較、分析與綜合等方法對某些生物學問題進行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結論的能力．