Question

【題目】圖表示玉米CO2同化途徑，玉米葉肉細胞中有一種酶X，對CO2的親和力極高，幾乎能把空氣中的CO2完全利用，將CO2固定三碳酸形成四碳酸，將CO2傳遞給維管束鞘細胞，進行著正常的暗反應，而番茄缺乏酶X。右圖為研究小組在寶山羅涇夏季晴朗的某天，測得玉米和蕃茄的凈光合速率（凈光合速率是指光合作用吸收CO2速率減去呼吸作用放出CO2速率。）

【1】左圖中①過程，需要光反應過程中產生的H+，H＋最初來源于物質_________。

【2】NH4＋能增加類囊體膜對H＋的通透性，從而消除類囊體膜兩側的H+濃度差。若將NH4＋注入葉綠體基質，下列過程中會被抑制的是__________。

A.電子傳遞B.ATP的合成C.NADPH的合成D.光能的吸收

【3】如果在玉米葉肉細胞中注入某種抑制劑使酶X的活性降低，則在短時間內，維管束鞘細胞中五碳化合物的含量變化呈_____（上升/下降/不變）趨勢。

【4】右圖中，與12：00時相比，18：00時，玉米的光合作用主要限制因素是__________。

【5】右圖中，12：00時，該地光照強度最強，溫度很高，此時蕃茄光合作用速率明顯下降，而玉米光合作用速率反而有所升高，聯系題圖信息，解釋其原因是____________________________。

Answer 1

【答案】

【1】水

【2】B

【3】上升

【4】光照強度（光照強度和溫度）

【5】12：00時，光照強度最強，溫度很高，葉片氣孔關閉，蕃茄無酶X因CO2減少，光合作用減弱；而玉米因有酶X，在進入植物體內CO2減少的情況下，玉米仍可維持較高的細胞內CO2濃度；此時光照增強，促進玉米光合作用加強

【解析】

光合作用過程大致可分為兩個階段，第一階段是吸收光能，光解水，釋放出O2并形成高能量的ATP和NADPH，即將光能轉化為活躍的化學能。此過程在類囊體進行，同時需要光，因此稱為光反應。第二階段是利用第一階段產生的ATP和NADPH，固定CO2，合成糖，以穩定的化學能儲存在糖中。這個階段的反應發生在葉綠體基質中，在無光條件下也進行，故稱為暗反應。整個過程我們可以總結為：光合作用是葉綠體吸收并利用光能，將CO2和H2O合成有機物質并釋放02，將光能轉換成化學能的過程。

光合作用形成的糖，大部分從葉綠體運輸到葉肉細胞中，轉變成蔗糖，并運輸到植物體的各個部分；也有一部分在葉綠體中轉變成淀粉，因此我們在葉片中能檢測出淀粉的存在；還有一部分參與氨基酸、蛋白質、脂質等的合成。

【1】左圖中①過程指的是C3的還原過程，該過程需要光反應過程中產生的H+和ATP，其中的H＋是水光解的產物，因此H＋的最初供體是水。

【2】A、光合作用的電子傳遞發生在類囊體膜上，不會受到膜通透性的影響，與題意不符，A錯誤；

B、ATP的合成過程需要消耗類囊體膜兩側的H+濃度差提供的梯度勢能，而NH4＋ 能消除類囊體膜兩側的H+濃度差能，顯然ATP的合成過程會被抑制，B正確；

C、NADPH的合成需要葉綠體基質中的H＋和類囊體膜上傳遞的電子，顯然NADPH的合成過程不受H＋濃度的影響，因此NADPH的合成不受影響，與題意不符，C錯誤；

D、光能的吸收與色素種類和含量有關，而將NH4＋注入葉綠體基質不會對色素造成影響，與題意不符，D錯誤。

故選B。

【3】如果在玉米葉肉細胞中注入某種抑制劑使酶X的活性降低，則在短時間內，會導致維管束鞘細胞中二氧化碳供應不足，因此五碳化合物的消耗會減少，而五碳化合物的生成瞬間不會有大的變化，因此五碳化合物的含量因為消耗減少而上升。

【4】右圖中，與12：00時相比，18：00時，玉米的凈光合速率下降，比較兩個時刻的不同可知，此時引起玉米光合速率下降的主要環境因素是18：00時比12：00時的光照強度減弱所致，因此，與12：00時相比，18：00時，玉米的光合作用速率下降主要限制因素是光照強度。

【5】12：00時，該地光照強度最強，溫度很高，蕃茄會發生自我調節性的變化而導致氣孔關閉（植物為了保水），氣孔關閉阻止了作為光合作用原料之一的二氧化碳的吸收，況且蕃茄也無酶X催化的體內二氧化碳的供應機制，因此光合作用速率明顯下降，而玉米因有酶X，酶X對CO2的親和力極強，即使在進入植物體內CO2減少的情況下，玉米仍可維持較高的細胞內CO2濃度；再加上此時光照增強，因此玉米光合作用不但沒有下降，反而有所提升。

熟知光合作用的原理和及其影響因素是解答本題的關鍵！能夠從圖中獲取正確的信息是解答本題的前提條件。