Question

下图甲是某植物的光合速率与光照强度、CO₂浓度和温度之间的关系，图乙是仙人掌固定CO₂的过程图。请回答下列问题：

（1）甲图中与其他两条曲线均互为对照的是曲线_________，曲线Ⅱ中，当光照强度达到B点后，影响光合速率的主要外界因素为___________。

（2）若保持C点的光照强度，突然将植株由曲线Ⅲ的培养环境转移到曲线Ⅱ的环境中培养，短时间内叶绿体基质中_____________（物质）的含量会增加。

（3）仙人掌的气孔在夜间张开，CO₂进入叶中被固定在一种碳四化合物中，白天气孔关闭，干旱条件CO₂供应不足时由碳四化合物释放CO₂进行卡尔文循环，并合成C₃（卡尔文循环中所直接制造出来的碳水化合物是C₃，而不是葡萄糖）。仙人掌细胞进行卡尔文循环的场所是_____，仙人掌这种固定CO₂的特殊途径对适应干旱条件有何重要意义？______________________。

（4）实验证明，离体的叶绿体在适宜的条件下也能进行光合作用，原因是_______________。

Answer

Ⅱ 温度 ［H］和ATP 叶绿体基质 白天干旱条件下，仙人掌气孔关闭，CO2的来源不足，这种特殊的CO2固定途径使仙人掌在干旱条件CO2供应不足时光合作用仍能正常进行 叶绿体是光合作用的场所，细胞器内含有进行光合作用所需的色素和酶

【解析】试题分析：分析题图可知，图甲中表示光照强度、二氧化碳浓度、温度对光合作用速率的影响；图乙表示C4植物二氧化碳的碳原子的转移途径，夜晚二氧化碳进入叶肉细胞形成四碳化合物，白天叶肉细胞中的四碳化合物释放出二氧化碳，二氧化碳形成三碳化合物，然后被光反应产生的还原氢还原形成有机物。

（1）对照组之间只能有一个变量不同，曲线Ⅱ与Ⅲ对照，温度是自变量，与Ⅰ对照，二氧化碳浓度是自变量；比较曲线Ⅰ和Ⅱ，当光照强度达到饱和点后，因CO2足量，因此光照强度、二氧化碳浓度不是影响光合作用的因素，影响光合作用速率的主要外界因素应为温度。（2）C点的光照强度是光的饱和点，此时突然将植株由曲线Ⅲ的培养环境转移到曲线Ⅱ的环境中培养，温度降低，温度通过影响酶活性影响光合作用，由于光反应需要的酶较少，主要受光照强度的影响，暗反应是一系列的酶促反应，受温度的影响较大，所以温度降低时受到影响的主要是暗反应阶段；由于暗反应速率降低消耗的[H]和ATP数量减少，因此短时间内叶绿体基质中[H]和ATP含量增加。（3）卡尔文循环是暗反应的一部分，其反应场所是叶绿体基质；干旱条件下，植物因防止水份过度蒸发而关闭气孔，导致光合作用的原料--CO2不足，仙人掌在夜间固定CO2，白天释放CO2用于光合作用，保证了光合作用的正常进行，又会防止通过蒸腾作用散失较多的水分。（4）由于叶绿体是光合作用的场所，细胞器内含有进行光合作用所需的色素和酶等条件，因此离体的叶绿体在适宜的条件下也能进行光合作用。

【点睛】深入认识影响光合作用的“限制因素”：

(1)限制因素在曲线图中一般为横轴所示因素，即相关实验的自变量。

(2)限制因素可变，如“饱和点”的出现会改变限制因素，总结如下：

a点前限制因素为光照强度，之后为其他因素，外因如CO2浓度、温度等，内因如酶的活性、色素的含量等。b点前限制因素为CO2浓度，之后为其他因素，外因如光照强度、温度等，内因如酶的活性等。a、b点之后只有改变其他限制因素才能提高光合作用强度。