Question

玉米和花生是我们当地最常见的两种农作物，二者光合作用的途径有所不同：玉米叶肉细胞中有一种酶，通过系列反应将CO₂“泵”入维管束鞘细胞，使维管束鞘细胞积累较高浓度的CO₂，从而在外界CO₂浓度较低时保证卡尔文循环的顺利进行，这种酶被形象地称为“CO₂泵”，而花生缺乏类似的“CO₂泵”。下表1为某地夏季晴朗的某天，玉米和花生净光合速率测定值；下图2表示玉米CO₂同化途径。请据此回答问题：

（1）由表1可知，在中午11：00时，光照增强，温度过高，叶片气孔开放程度的下降，使作为光合原料之一的________减少，导致花生光合作用速率明显下降；而此时玉米光合作用速率反而有所升高，原因是________________________。如果此时在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO₂泵”的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中ATP的含量变____（增加 ；不变； 减少），原因是________________。

（2）与11：00时相比，17：00时，玉米光合作用速率的限制因素是____________。

（3）科研人员获得一种叶绿素b缺失的花生突变体，若提取其光合色素，应在研磨叶片时加入            ，以防止色素被破坏，用纸层析法分离该突变体叶片光合色素，缺失的色素带应位于滤纸条的        （位置）。

 

Answer 1

【答案】

（1）CO₂  玉米内有CO₂泵，在进入植物内的CO₂减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO₂浓度；此时光照强度增强，促进光合作用加强（酌情给分）（2分）    增加   卡尔文循环（或暗反应、或C₃的还原）受阻，ATP的消耗降低，而光反应产生ATP不受影响（2分） 

（2）光照强度

（3）碳酸钙      最下端

【解析】

试题分析：⑴中午11：00时，光照增强，温度过高，叶片气孔开放程度的下降，CO2进入叶肉细胞受阻，故CO₂减少，导致花生光合作用速率降低；而玉米内有CO₂泵，在进入植物内的CO₂减少的情况下，仍可以维持细胞内较高的CO₂浓度；并且此时光照增强，促进光合作用加强。当注入抑制剂后，卡尔文循环（或暗反应、或C₃的还原）受阻，ATP的消耗降低，而光反应产生ATP不受影响，故ATP的含量呈上升趋势。

⑵与11：00时相比，17：00时，外界环境中光照强度较小，温度和CO₂浓度基本相同，故光合作用速率受光照强度限制。

⑶在色素提取过程中加入碳酸钙能保护色素不被破坏；用纸层法分离色素时，叶绿素b因在层析液中溶解度较低，故扩散速度最慢，位于滤纸条最下端。

考点：本题考查光合作用和呼吸作用及色素的提取和分离，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识的网络结构，并能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。