Question

7．回答下列有關(guān)光合作用的問(wèn)題．
下表為某地夏季晴朗的某天，玉米和花生凈光合速率測(cè)定值．如圖表示玉米CO₂同化途徑．玉米葉肉細(xì)胞中有一種酶，通過(guò)系列反應(yīng)將CO₂“泵”入維管束鞘細(xì)胞，使維管束鞘細(xì)胞積累較高濃度的CO₂，保證卡爾文循環(huán)順利進(jìn)行．這種酶被形象地稱為“CO₂泵”．而花生缺乏類似的“CO₂泵”．

時(shí)間	光合速率（CO2mmol/m2•h）
	玉米	花生
9：30	136.8	90.0
11：00	144.0	72.0
12：30	126.0	90.0
14：00	108.0	79.2
15：30	90.0	64.8
17：00	54.4	54.1

（1）11：00時(shí)，光照增強(qiáng)，溫度過(guò)高，葉片氣孔開度下降，作為光合原料之一的CO₂減少，導(dǎo)致花生光合作用速率明顯下降；而此時(shí)玉米光合作用速率反而有所升高，原因是玉米內(nèi)有CO₂泵，在進(jìn)入植物內(nèi)的CO₂減少的情況下，仍可以維持細(xì)胞內(nèi)較高的CO₂濃度；此時(shí)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，促進(jìn)光合作用加強(qiáng)．
（2）如果在玉米葉肉細(xì)胞中注入某種抑制劑使“C0₂泵’’的活性降低，則在短時(shí)間內(nèi)，維管束鞘細(xì)胞中ATP的含量變化呈_上升趨勢(shì)，原因是此時(shí)卡爾文循環(huán)（或暗反應(yīng)、或C₃的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應(yīng)產(chǎn)生ATP不受影響．
（3）與11：00時(shí)相比，17：00時(shí)，玉米光合作用速率的限制因素是光照強(qiáng)度．
（4）假設(shè)用表中11：00對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度連續(xù)照射兩種作物10分鐘，則玉米積累的葡萄糖總量比花生多360mg/m²．（相對(duì)原子量：C-12，O-16，H-1）
（5）卡爾文循環(huán)需要光反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的H⁺，H⁺最初來(lái)源于物質(zhì)水．
（6）NH⁴⁺能增加類囊體膜對(duì)H⁺的通透性，從而消除類囊體膜兩側(cè)的H⁺濃度差．若將NH⁴⁺注入葉綠體基質(zhì)，下列過(guò)程中會(huì)被抑制的是B．
A．電子傳遞     B．ATP的合成   C．NADPH的合成   D．光能的吸收．

Answer 1

分析 光合作用的過(guò)程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段，其中光反應(yīng)可以為暗反應(yīng)提供[H]和ATP．影響光合作用的環(huán)境因素主要有：光照強(qiáng)度、溫度和二氧化碳濃度等．據(jù)此分析圖表即可正確作答．

解答 解：（1）中午11：00時(shí)，光照增強(qiáng)，溫度過(guò)高，葉片氣孔開放程度的下降，CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞受阻，故CO₂減少，導(dǎo)致花生光合作用速率降低；而玉米內(nèi)有CO₂泵，在進(jìn)入植物內(nèi)的CO₂減少的情況下，仍可以維持細(xì)胞內(nèi)較高的CO₂濃度；并且此時(shí)光照增強(qiáng)，促進(jìn)光合作用加強(qiáng)．當(dāng)注入抑制劑后，卡爾文循環(huán)（或暗反應(yīng)、或C₃的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應(yīng)產(chǎn)生ATP不受影響，故ATP的含量呈上升趨勢(shì)．
（2）若“CO₂”泵的活性降低，則維管束鞘細(xì)胞中CO₂濃度降低，暗反應(yīng)速率減小，光反應(yīng)階段仍能產(chǎn)生[H]和ATP，因此ATP的含量會(huì)增加．
（3）與11：00時(shí)相比，17：00時(shí)，外界環(huán)境中光照強(qiáng)度較小，溫度和CO₂濃度基本相同，故光合作用速率受光照強(qiáng)度限制．
（4）從外界吸收的CO₂是植物積累的葡萄糖的量是相對(duì)應(yīng)的，兩者物質(zhì)的量之比為1：6．由表3可知每小時(shí)每平方米玉米比花生吸收CO₂的物質(zhì)的量為72mmol，所以在10分鐘內(nèi)玉米多吸收CO₂12mmol，產(chǎn)生的葡萄糖為2mmol，即360mg/m²
（5）在光反應(yīng)中，葉綠體利用光能將水分解為氧氣和還原態(tài)的氫．
（6）光反應(yīng)過(guò)程中，ATP的中的能量來(lái)源于H⁺的電化學(xué)勢(shì)能．本題中，注射NH4+后消除了膜內(nèi)外的H⁺的濃度差，電化學(xué)勢(shì)能為零，所以無(wú)法合成ATP，故選：B．
故答案為：
（1）CO₂    玉米內(nèi)有CO₂泵，在進(jìn)入植物內(nèi)的CO₂減少的情況下，仍可以維持細(xì)胞內(nèi)較高的CO₂濃度；此時(shí)光照強(qiáng)度增強(qiáng)，促進(jìn)光合作用加強(qiáng)
（2）上升  此時(shí)卡爾文循環(huán)（或暗反應(yīng)、或C₃的還原）受阻，ATP的消耗降低，而光反應(yīng)產(chǎn)生ATP不受影響
（3）光照強(qiáng)度
（4）360
（5）水
（6）B

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖表主要考查光合作用的過(guò)程及影響光合作用的因素，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用的相關(guān)知識(shí)的理解與運(yùn)用，試題難度中等．