Question

9．圖l、圖2分別表示兩種高等綠色植物利用CO₂的兩條途徑．常見(jiàn)的C₃植物有菠菜、水稻、小麥等，常見(jiàn)的C₄植物有玉米、甘蔗等．請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：

（1）圖1中，①過(guò)程發(fā)生的具體部位是在細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中，②過(guò)程除了需要的酶的催化外，還需要提供的物質(zhì)是[H]和ATP．
（2）圖2中，C₄植物中，若用放射性同位素¹⁴C標(biāo)記大氣中的CO₂，則¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑為CO₂→C₄→CO₂→C₃→（CH₂O）．通過(guò)CO₂泵，C₄植物葉肉細(xì)胞能把大氣中濃度很低的CO₂以C₄途徑固定下來(lái)，并且使其集中到維管束細(xì)胞中．
（3）實(shí)驗(yàn)人員把玉米和小麥的葉切下，立即分別放在保持高溫、光照充足的容器內(nèi)（保持生活狀態(tài)）．然后測(cè)定葉在發(fā)生水分虧缺情況下的相對(duì)光合作用強(qiáng)度如下圖所示，在水分缺少時(shí)，由于水分虧缺導(dǎo)致氣孔大部分關(guān)閉，影響二氧化碳供應(yīng)，光合作用強(qiáng)度會(huì)減弱．相同水分虧缺的情況下，玉米光合作用強(qiáng)度比小麥高，其原因是玉米是C₄植物，能夠利用低濃度的二氧化碳，而小麥?zhǔn)荂₃植物，對(duì)低濃度的二氧化碳利用較弱，因此玉米比小麥更耐干旱．
（4）欲測(cè)定某C₄植物的總光合速率，至少設(shè)計(jì)兩組實(shí)驗(yàn)．一組將植物置于黑暗條件下，測(cè)得呼吸作用速率，另一組將同種且生長(zhǎng)狀況相同的植物置于適宜光照的下，并保持兩組裝置的溫度等環(huán)境因素相同且適宜，測(cè)得凈光合速率，從而獲得該植物的總光合速率．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：圖1表示C₃植物的光合作用的暗反應(yīng)過(guò)程，圖2表示C₄植物能夠利用低濃度的二氧化碳進(jìn)行光合作用的過(guò)程．圖3表示在水分虧缺為20%和40%時(shí)，向小麥和玉米已分別停止光合作用，再結(jié)合植物所吸收的水分絕大部分用于蒸騰作用，可得水分虧缺影響光合作用不是因?yàn)樵�料水的不足（此時(shí)葉片的含水量是可以滿足光合作用對(duì)水的需求的），而是因?yàn)楣夂献饔玫牧硪辉�料CO₂缺乏（CO₂主要通過(guò)氣孔進(jìn)入細(xì)胞，水分虧缺會(huì)導(dǎo)致氣孔關(guān)閉）．再結(jié)合玉米對(duì)CO₂的利用效率高，可知水分虧缺主要是通過(guò)影響CO₂進(jìn)入葉內(nèi)而影響光合作用的，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）據(jù)圖1分析，①過(guò)程表示小麥光合作用過(guò)程中的二氧化碳的固定，發(fā)生的具體部位是在細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)．②過(guò)程表示三碳化合物的還原，除了需要的酶的催化外，還需要提供的物質(zhì)是[H]和ATP．
（2）圖2中，C₄植物中，若用放射性同位素¹⁴C標(biāo)記大氣中的CO₂，則¹⁴C的轉(zhuǎn)移途徑為二氧化碳先與C₃結(jié)合形成C₄，被運(yùn)送至維管束細(xì)胞再形成C₃和二氧化碳，在維管束細(xì)胞中再完成卡爾文循環(huán)．圖中表明通過(guò)CO₂泵，C₄植物葉肉細(xì)胞能把大氣中濃度很低的CO₂以C₄途徑固定下來(lái)，并且使其集中到維管束細(xì)胞中．
（3）在水分缺少時(shí)，導(dǎo)致氣孔大部分關(guān)閉，影響二氧化碳供應(yīng)而影響光合作用．玉米是C₄植物，能夠利用低濃度的二氧化碳，而小麥?zhǔn)荂₃植物，對(duì)低濃度的二氧化碳利用較弱，所以相同水分虧缺的情況下，玉米光合作用強(qiáng)度比小麥高，玉米比小麥更耐干旱．
（4）測(cè)定某C₄植物的總光合速率，一組將植物置于黑暗條件下測(cè)定呼吸作用速率，另一組將同種且生長(zhǎng)狀況相同的植物置于適宜光照的下，并保持兩組裝置的溫度等環(huán)境條件相同且適宜，測(cè)得凈光合速率，根據(jù)光合速率=呼吸速率+凈光合速率可以獲得該植物的總光合速率．
故答案為：
（1）葉綠體基質(zhì)[H]和ATP
（2）CO₂→C₄→CO₂→C₃→（CH₂O）   維管束
（3）水分虧缺導(dǎo)致氣孔大部分關(guān)閉，影響二氧化碳供應(yīng)    玉米是C₄植物，能夠利用低濃度的二氧化碳，而小麥?zhǔn)荂₃植物，對(duì)低濃度的二氧化碳利用較弱
（4）黑暗   溫度等    凈光合

點(diǎn)評(píng) 本題考查光合作用相關(guān)知識(shí)，意在考查考生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與觀點(diǎn)，通過(guò)比較、分析與綜合等方法對(duì)某些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行解釋、推理，做出合理的判斷或得出正確的結(jié)論能力．