Question

【题目】图表示玉米CO2同化途径，玉米叶肉细胞中有一种酶X，对CO2的亲和力极高，几乎能把空气中的CO2完全利用，将CO2固定三碳酸形成四碳酸，将CO2传递给维管束鞘细胞，进行着正常的暗反应，而番茄缺乏酶X。右图为研究小组在宝山罗泾夏季晴朗的某天，测得玉米和蕃茄的净光合速率（净光合速率是指光合作用吸收CO2速率减去呼吸作用放出CO2速率。）

【1】左图中①过程，需要光反应过程中产生的H+，H＋最初来源于物质_________。

【2】NH4＋能增加类囊体膜对H＋的通透性，从而消除类囊体膜两侧的H+浓度差。若将NH4＋注入叶绿体基质，下列过程中会被抑制的是__________。

A.电子传递B.ATP的合成C.NADPH的合成D.光能的吸收

【3】如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使酶X的活性降低，则在短时间内，维管束鞘细胞中五碳化合物的含量变化呈_____（上升/下降/不变）趋势。

【4】右图中，与12：00时相比，18：00时，玉米的光合作用主要限制因素是__________。

【5】右图中，12：00时，该地光照强度最强，温度很高，此时蕃茄光合作用速率明显下降，而玉米光合作用速率反而有所升高，联系题图信息，解释其原因是____________________________。

Answer 1

【答案】

【1】水

【2】B

【3】上升

【4】光照强度（光照强度和温度）

【5】12：00时，光照强度最强，温度很高，叶片气孔关闭，蕃茄无酶X因CO2减少，光合作用减弱；而玉米因有酶X，在进入植物体内CO2减少的情况下，玉米仍可维持较高的细胞内CO2浓度；此时光照增强，促进玉米光合作用加强

【解析】

光合作用过程大致可分为两个阶段，第一阶段是吸收光能，光解水，释放出O2并形成高能量的ATP和NADPH，即将光能转化为活跃的化学能。此过程在类囊体进行，同时需要光，因此称为光反应。第二阶段是利用第一阶段产生的ATP和NADPH，固定CO2，合成糖，以稳定的化学能储存在糖中。这个阶段的反应发生在叶绿体基质中，在无光条件下也进行，故称为暗反应。整个过程我们可以总结为：光合作用是叶绿体吸收并利用光能，将CO2和H2O合成有机物质并释放02，将光能转换成化学能的过程。

光合作用形成的糖，大部分从叶绿体运输到叶肉细胞中，转变成蔗糖，并运输到植物体的各个部分；也有一部分在叶绿体中转变成淀粉，因此我们在叶片中能检测出淀粉的存在；还有一部分参与氨基酸、蛋白质、脂质等的合成。

【1】左图中①过程指的是C3的还原过程，该过程需要光反应过程中产生的H+和ATP，其中的H＋是水光解的产物，因此H＋的最初供体是水。

【2】A、光合作用的电子传递发生在类囊体膜上，不会受到膜通透性的影响，与题意不符，A错误；

B、ATP的合成过程需要消耗类囊体膜两侧的H+浓度差提供的梯度势能，而NH4＋ 能消除类囊体膜两侧的H+浓度差能，显然ATP的合成过程会被抑制，B正确；

C、NADPH的合成需要叶绿体基质中的H＋和类囊体膜上传递的电子，显然NADPH的合成过程不受H＋浓度的影响，因此NADPH的合成不受影响，与题意不符，C错误；

D、光能的吸收与色素种类和含量有关，而将NH4＋注入叶绿体基质不会对色素造成影响，与题意不符，D错误。

故选B。

【3】如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使酶X的活性降低，则在短时间内，会导致维管束鞘细胞中二氧化碳供应不足，因此五碳化合物的消耗会减少，而五碳化合物的生成瞬间不会有大的变化，因此五碳化合物的含量因为消耗减少而上升。

【4】右图中，与12：00时相比，18：00时，玉米的净光合速率下降，比较两个时刻的不同可知，此时引起玉米光合速率下降的主要环境因素是18：00时比12：00时的光照强度减弱所致，因此，与12：00时相比，18：00时，玉米的光合作用速率下降主要限制因素是光照强度。

【5】12：00时，该地光照强度最强，温度很高，蕃茄会发生自我调节性的变化而导致气孔关闭（植物为了保水），气孔关闭阻止了作为光合作用原料之一的二氧化碳的吸收，况且蕃茄也无酶X催化的体内二氧化碳的供应机制，因此光合作用速率明显下降，而玉米因有酶X，酶X对CO2的亲和力极强，即使在进入植物体内CO2减少的情况下，玉米仍可维持较高的细胞内CO2浓度；再加上此时光照增强，因此玉米光合作用不但没有下降，反而有所提升。

熟知光合作用的原理和及其影响因素是解答本题的关键！能够从图中获取正确的信息是解答本题的前提条件。