Question

【題目】玉米植株中固定CO2的酶能力要遠遠大于水稻植株中相應的酶，所以，玉米的光合效率大于水稻，特別在低CO2濃度的環境中，這種差別更為明顯。下圖是玉米CO2同化過程，首先在葉肉細胞中由磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）把CO2固定成四碳化合物（草酰乙酸），草酰乙酸的進一步反應產物可轉運到玉米的維管束鞘細胞中去釋放出CO2，而釋放出的CO2又可與RuBP（核酮糖二磷酸）結合進入卡爾文循環（見下圖）。請回答下列問題：

（1）據圖可知，玉米將CO2還原成物質③的過程有________________次CO2固定發生；維管束鞘細胞的葉綠體能為葉肉細胞的葉綠體中PEP的再生提供________________（填物質名稱）

（2）圖中卡爾文循環中的物質C3是指________________（填寫物質名稱），在玉米不見光的細胞中淀粉與脂質常貯存在________________中。

（3）玉米的葉肉細胞中是否能合成淀粉和蔗糖？________________（填寫是、否）。若突然降低環境中的CO2濃度，則RuBP的合成速率________________。

（4）水光解產物中的________________參與物質①的形成；相比于水稻，玉米植株的磷酸烯醇式丙酮酸能固定大氣中非常低濃度的CO2，因而生長在________________（至少寫出兩種）的環境中有明顯的生長優勢。

Answer 1

【答案】二 丙酮酸 3-磷酸甘油酸（或三碳酸） 白色體 否 降低 氫（或H++e-） 高溫、干旱、低CO2濃度

【解析】

根據題干信息和圖形分析，在玉米葉肉細胞中PEP（C3）將CO2固定成C4（草酰乙酸），C4的進一步反應產物可轉運到玉米的維管束鞘細胞中去釋放出CO2，同時產生C3（丙酮酸），丙酮酸加入葉肉細胞的葉綠體進一步反應生成PEP；而釋放出的CO2又可與RuBP（核酮糖二磷酸）結合進生成C3。圖中①表示NADPH，②表示ADP和Pi，③表示有機物。

（1）據圖分析可知，圖示二氧化碳先后固定了兩次，最終生成了物質③有機物；維管束細胞中C4釋放出CO2的同時產生了C3（丙酮酸），該丙酮酸進入葉肉細胞的葉綠體中再生為PEP。

（2）圖中卡爾文循環中的物質C3是3-磷酸甘油酸，玉米不見光的部位沒有葉綠體，其細胞中淀粉與脂質常貯存在白色體中。

（3）據圖分析可知，玉米的葉肉細胞只是將二氧化碳固定下來供維管束鞘細胞中的葉綠體進行卡爾文循環并合成有機物，因此玉米的葉肉細胞中不能合成淀粉和蔗糖；若突然降低環境中的CO2濃度，二氧化碳固定消耗的RuBP減少，最終導致RuBP合成速率降低。

（4）圖中物質①是NADPH，其產生時需要消耗水的光解產生的氫（或H++e-）；由于玉米可以將空氣中較低濃度的二氧化碳固定下來，因此與水稻相比，其在的環境中有明顯的生長優勢。