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植物葉片細胞結構圖及CO2的同化過程圖。

①由圖可知，C-4植物的葉肉細胞和維管束鞘細胞排列成______狀，內部都有固定CO2的______（填結構）。

②與C-3植物相比，C-4植物的卡爾文循環發生在_________細胞。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酶基因轉入水稻后，測得光強對轉基因水稻和原種水稻的氣孔導度和光合速率的影響結果，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 葉綠體 維管束鞘細胞 其葉肉細胞中的P酶與CO2的親和力遠比R酶大 增大氣孔導度，提高水稻在強光下的光合作用 光強增強導致的光合速率增加量等于氣孔導度下降導致的光合速率降低量 干旱、強光照 干旱情況下，植物氣孔關閉，胞間CO2濃度降低，C-4植物能夠利用胞間低濃度CO2進行光合作用；強光下，C-4植物的氣孔開放程度大，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階段和暗反應階段，其過程如下：

由圖可知，一些外界因素，如CO2量、光照強度會影響光合作用速率。

（1）①由圖可知，C-4植物的葉肉細胞和維管束鞘細胞排列成環狀，光合作用的場所是葉綠體，故內部都有固定CO2的葉綠體。②由圖可知，CO2被固定成一種四碳酸發生在葉肉細胞，接下來卡爾文循環發生在維管束鞘細胞中。已知C-4植物更能利用低濃度的CO2，說明P酶與CO2的親和力更強，能將低濃度的CO2富集起來供給卡爾文循環使用。

（2）據圖可知，轉入了P酶基因的轉基因水稻氣孔導度增大，由此說明P酶的作用是增大氣孔導度，這樣可提高水稻在強光下的光合作用。原種水稻在光照大于8×102μmol·m-2·s-1時光合速率基本不變的原因是光強增強導致的光合速率增加量等于氣孔導度下降導致的光合速率降低量。

（3）干旱情況下，植物氣孔關閉，胞間CO2濃度降低，C-4植物能夠利用胞間低濃度CO2進行光合作用；強光下，C-4植物的氣孔開放程度大，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、強光照。