Question

【題目】與花生不同，玉米固定CO2后首先會形成C4化合物，因此被稱為C4植物。C4植物含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，科學家形象地把這種作用比喻為“CO2泵”，具體機制如圖1所示。圖2為夏季某地晴朗的白天玉米和花生光合速率測定值，請分析回答：

（1）科學家獲得圖1所示CO2的固定機制，常采用的研究方法是_____

（2）花生葉肉細胞中的CO2在_____中被C5固定下來，該過程_____ (需要/不需要) 消耗NADPH。

（3）花生在13：00時光合速率下降的現象，稱為“光合午休”，這是由于光照增強，溫度過高，_____，導致花生光合作用速率明顯下降；而此時玉米光合作用速率仍然有所升高，原因是________

（4）生物在長期進化中形成的特定功能往往與特定環境相適應，據此分析玉米產地的氣候條件一般是： _____。

Answer 1

【答案】同位素標記法 葉綠體基質 不需要 氣孔關閉，CO2進入減少 玉米含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，在進入植物內的CO2減少的情況下，仍可以維持細胞內較高的CO2濃度，此時光照強度增強，促進光合作用加強 高溫干旱、光照強

【解析】

由圖1可知，C4植物含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定形成C4，C4分解產生的二氧化碳經過與C5固定形成C3，C3被還原形成有機物。

分析圖2：在13：00時花生出現了“午休”，光合速率降低，而玉米的光合速率不僅沒有降低，反而升高了。

（1）科學家獲得圖1所示CO2的固定機制，需要研究CO2的轉移途徑，常采用的研究方法是同位素標記法。

（2）花生葉肉細胞中的CO2在葉綠體基質中被C5固定形成C3，該過程不需要消耗NADPH。

（3）花生在13：00時出現“光合午休”，這是由于光照增強，溫度過高，部分氣孔關閉，二氧化碳進入減少，導致花生光合作用速率明顯下降；而玉米含有的PEP羧化酶對CO2具有很強的親和力，可以把濃度很低的CO2固定下來供給植物體利用，在進入植物內的CO2減少的情況下，仍可以維持細胞內較高的CO2濃度，并且此時光照強度增強，促進光合作用加強，所以此時玉米的光合作用速率不僅沒有下降，反而有所升高。

（4）由于玉米能在較低的二氧化碳條件下固定并利用二氧化碳進行暗反應，所以氣孔關閉對其光合速率影響不大，據此可知玉米產地的氣候條件一般是高溫干旱、光照強。