Question

【题目】玉米植株中固定CO2的酶能力要远远大于水稻植株中相应的酶，所以，玉米的光合效率大于水稻，特别在低CO2浓度的环境中，这种差别更为明显。下图是玉米CO2同化过程，首先在叶肉细胞中由磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）把CO2固定成四碳化合物（草酰乙酸），草酰乙酸的进一步反应产物可转运到玉米的维管束鞘细胞中去释放出CO2，而释放出的CO2又可与RuBP（核酮糖二磷酸）结合进入卡尔文循环（见下图）。请回答下列问题：

（1）据图可知，玉米将CO2还原成物质③的过程有________________次CO2固定发生；维管束鞘细胞的叶绿体能为叶肉细胞的叶绿体中PEP的再生提供________________（填物质名称）

（2）图中卡尔文循环中的物质C3是指________________（填写物质名称），在玉米不见光的细胞中淀粉与脂质常贮存在________________中。

（3）玉米的叶肉细胞中是否能合成淀粉和蔗糖？________________（填写是、否）。若突然降低环境中的CO2浓度，则RuBP的合成速率________________。

（4）水光解产物中的________________参与物质①的形成；相比于水稻，玉米植株的磷酸烯醇式丙酮酸能固定大气中非常低浓度的CO2，因而生长在________________（至少写出两种）的环境中有明显的生长优势。

Answer 1

【答案】二 丙酮酸 3-磷酸甘油酸（或三碳酸） 白色体 否 降低 氢（或H++e-） 高温、干旱、低CO2浓度

【解析】

根据题干信息和图形分析，在玉米叶肉细胞中PEP（C3）将CO2固定成C4（草酰乙酸），C4的进一步反应产物可转运到玉米的维管束鞘细胞中去释放出CO2，同时产生C3（丙酮酸），丙酮酸加入叶肉细胞的叶绿体进一步反应生成PEP；而释放出的CO2又可与RuBP（核酮糖二磷酸）结合进生成C3。图中①表示NADPH，②表示ADP和Pi，③表示有机物。

（1）据图分析可知，图示二氧化碳先后固定了两次，最终生成了物质③有机物；维管束细胞中C4释放出CO2的同时产生了C3（丙酮酸），该丙酮酸进入叶肉细胞的叶绿体中再生为PEP。

（2）图中卡尔文循环中的物质C3是3-磷酸甘油酸，玉米不见光的部位没有叶绿体，其细胞中淀粉与脂质常贮存在白色体中。

（3）据图分析可知，玉米的叶肉细胞只是将二氧化碳固定下来供维管束鞘细胞中的叶绿体进行卡尔文循环并合成有机物，因此玉米的叶肉细胞中不能合成淀粉和蔗糖；若突然降低环境中的CO2浓度，二氧化碳固定消耗的RuBP减少，最终导致RuBP合成速率降低。

（4）图中物质①是NADPH，其产生时需要消耗水的光解产生的氢（或H++e-）；由于玉米可以将空气中较低浓度的二氧化碳固定下来，因此与水稻相比，其在的环境中有明显的生长优势。