Question

【題目】玉米是C4植物，由于葉肉細胞中含有PEP羧化酶（CO2“泵”），對CO2的親和力很強，可以把大氣中含量很低的CO2以C4的形式固定下來。下圖是某興趣小組對影響光合速率的因素的研究結果，據圖回答下列相關問題：

（1）圖1實驗的自變量為_____________________，無關變量為__________________。

（2）光照強度為P時，植物細胞中可以產生ATP的細胞器有____________________，該實驗條件下葉綠體固定的CO2來源是_______________________（場所），小麥植株的CO2固定速率___________ (填“小于”、大于”、等于”)玉米植株的CO2固定速率，判斷依據是______________。

（3）由圖 2 可知在胞間 CO2濃度較低時(A 點之前)，玉米比小麥的光合作用強度高，原因是____________________。一般來說，玉米CO2補償點和CO2飽和點均______(填“高于”“等于”“低于”）小麥。

（4）玉米植株葉片細胞內的葉綠體有兩種類型，其中葉肉細胞內的葉綠體具有基粒和基質，而維管束鞘細胞內的葉綠體只有基質，沒有基粒。由此可知，光合作用的光反應發生于玉米葉片的________（填“葉肉和維管束鞘”、“維管束鞘”、“葉肉”）細胞中。

Answer 1

【答案】光照強度、植物種類 溫度、水分及礦質元素等 線粒體和葉綠體 線粒體、外界環境 大于 光照強度為P時，兩種植株的凈光合速率相等，但小麥植株的呼吸速率大于玉米植株的呼吸速率 玉米葉肉細胞中有PEP羧化酶（或CO2“泵”），而小麥沒有，所以玉米對CO2的親和力更強，能更有效地利用低濃度的CO2進行光合作用 低于 葉肉

【解析】

從圖1中看出，玉米是C4植物，其光補償點和光飽和點比小麥低，從圖2中看出，在CO2濃度較低的情況下，玉米的光合速率大于小麥。

（1）圖1中自變量是光照強度和植物種類，因變量是CO2吸收速率，其余指標是無關變量，例如溫度、水分及礦質元素等。

（2）光照強度為P時，植物細胞可以進行光合作用和呼吸作用，所以產生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體；此時光合作用大于呼吸作用，所以葉綠體中CO2的來源有線粒體和外界環境；CO2固定速率是總光合作用，等于呼吸作用+凈光合作用，在P點是玉米和小麥的CO2吸收速率相等，即凈光合作用相等，但玉米的呼吸作用大于小麥，所以此時小麥植株的CO2固定速率大于米植株的CO2固定速率。

（3）根據題干的信息“C4植物由于葉肉細胞中含有PEP羧化酶（CO2“泵”），對CO2的親和力很強，可以把大氣中含量很低的CO2以C4的形式固定下來”，所以玉米比小麥的光合作用強度高，原因是：玉米葉肉細胞中有PEP羧化酶（或CO2“泵”），而小麥沒有，所以玉米對CO2的親和力更強，能更有效地利用低濃度的CO2進行光合作用；從圖1中看出，玉米CO2補償點和CO2飽和點均低于小麥。

（4）光合作用光反應發生在基粒中，暗反應發生在基質中，由于葉肉細胞內的葉綠體具有基粒和基質，而維管束鞘細胞內的葉綠體只有基質，沒有基粒，所以玉米葉片中只有葉肉細胞可以發生光反應。