Question

【題目】C-3植物都是直接把CO2固定成三碳化合物，而C-4植物則在卡爾文循環(huán)之前CO2先被固定成一種四碳酸，兩者的光合作用速率有很大差別。

（1）下圖是C-4植物葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖及CO2的同化過(guò)程圖。

①由圖可知，C-4植物的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞排列成______狀，內(nèi)部都有固定CO2的______（填結(jié)構(gòu)）。

②與C-3植物相比，C-4植物的卡爾文循環(huán)發(fā)生在_________細(xì)胞。C-4植物比C-3植物更能固定低濃度的CO2，原因是_________。

（2）將玉米的P酶基因轉(zhuǎn)入水稻后，測(cè)得光強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻和原種水稻的氣孔導(dǎo)度和光合速率的影響結(jié)果，如下圖：

分析圖中信息，可知P酶的作用是__________________。原種水稻在光照大于8×102μmol·m-2·s-1時(shí)光合速率基本不變的原因是__________________。

（3）綜上所述，可以看出C-4植物適宜栽種在__________________條件下，原因是__________________。

Answer 1

【答案】環(huán) 葉綠體 維管束鞘細(xì)胞 其葉肉細(xì)胞中的P酶與CO2的親和力遠(yuǎn)比R酶大 增大氣孔導(dǎo)度，提高水稻在強(qiáng)光下的光合作用 光強(qiáng)增強(qiáng)導(dǎo)致的光合速率增加量等于氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致的光合速率降低量 干旱、強(qiáng)光照 干旱情況下，植物氣孔關(guān)閉，胞間CO2濃度降低，C-4植物能夠利用胞間低濃度CO2進(jìn)行光合作用；強(qiáng)光下，C-4植物的氣孔開(kāi)放程度大，能夠提高胞間CO2濃度有利于光合作用。

【解析】

光合作用包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，其過(guò)程如下：

由圖可知，一些外界因素，如CO2量、光照強(qiáng)度會(huì)影響光合作用速率。

（1）①由圖可知，C-4植物的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞排列成環(huán)狀，光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，故內(nèi)部都有固定CO2的葉綠體。②由圖可知，CO2被固定成一種四碳酸發(fā)生在葉肉細(xì)胞，接下來(lái)卡爾文循環(huán)發(fā)生在維管束鞘細(xì)胞中。已知C-4植物更能利用低濃度的CO2，說(shuō)明P酶與CO2的親和力更強(qiáng)，能將低濃度的CO2富集起來(lái)供給卡爾文循環(huán)使用。

（2）據(jù)圖可知，轉(zhuǎn)入了P酶基因的轉(zhuǎn)基因水稻氣孔導(dǎo)度增大，由此說(shuō)明P酶的作用是增大氣孔導(dǎo)度，這樣可提高水稻在強(qiáng)光下的光合作用。原種水稻在光照大于8×102μmol·m-2·s-1時(shí)光合速率基本不變的原因是光強(qiáng)增強(qiáng)導(dǎo)致的光合速率增加量等于氣孔導(dǎo)度下降導(dǎo)致的光合速率降低量。

（3）干旱情況下，植物氣孔關(guān)閉，胞間CO2濃度降低，C-4植物能夠利用胞間低濃度CO2進(jìn)行光合作用；強(qiáng)光下，C-4植物的氣孔開(kāi)放程度大，能夠提高胞間CO2濃度有利于光合作用，綜上所述，可以看出C-4植物適宜栽種在干旱、強(qiáng)光照。