Question

当高温时，在叶绿体中溶解氧高于CO₂的量时，下面哪种植物的生长不变慢？

1. A.
   小麦
2. B.
   西瓜
3. C.
   向日葵
4. D.
   甜菜E．水稻

Answer 1

D
在叶绿体中溶解O₂高于CO₂的量时，C₄植物（这5种植物中只有甜菜）生长不变慢。这是因为：O₂浓度高时，C₃植物光呼吸加强，有机物积累减少，而C₄植物基本上不受影响。
RUBP羧化酶是双重性，在CO₂浓度高时起羧化作用，使CO₂与RUBP（二磷酸核酮糖）结合，发生羧化反应，固定CO₂，然后通过同化力的还原合成糖。但在O₂浓度高于CO₂时，RUBP加氧氧化产生乙醇酸，乙醇酸是光呼吸的底物，光呼吸最终产物为CO₂，这使光合作用固定的CO₂又变成CO₂释放出去。而C₄植物叶肉细胞中的PEP羧化酶活性强，对CO₂的亲和力很大，是RUBP60倍，固定CO₂的效率很高，即使在O₂高于CO₂量的情况下，仍能固定CO₂，并不断将CO₂转运至维管束鞘细胞中，使维管束鞘细胞中CO₂的浓度很高。由于C₄植物具有“CO₂泵”的特点，因此，C₄植物光呼吸非常低，但不断积累有机物，有利于植物生长。
此外，C₄植物的光呼吸酶系主要几种于维管束鞘细胞中，光呼吸就局限在维管束鞘细胞进行。在它的外面的叶肉细胞中，由于有PEP羧化酶的存在，使光呼吸在维管束鞘细胞中释放CO₂，很快被叶肉细胞再次吸收利用，不易“漏出”。