Question

科学家研究玉米等原产于热带的植物光合作用时发现，二氧化碳中的碳首先在叶肉细胞中被固定到含有四个碳原子的有机物（C₄）中，然后才转移到紧邻其旁的鞘细胞的C₃中（碳同化如下图左），科学家将这类植物叫做C₄植物，把仅有C₃参与二氧化碳固定的植物叫做C₃植物。

（1）C₄植物叶肉细胞含正常的叶绿体，维管束鞘细胞叶绿体没有正常的基粒，维管束鞘细胞不能进行光反应，C₃还原所需的    由周围紧密排列的叶肉细胞产生并通过        运入。C₄植物叶肉细胞与维管束鞘细胞这一差异形成的根本原因是        。

（2）上图右表示光照强度对某C₃植物和某C₄植物光合作用强度的影响，据图分析，在相同光照强度下，C₃植物和C₄植物中光能利用率高的是         植物，若需验证两者之间的光合速率大小，应测定两者           。

（3）当光照强度大于P时，限制该C₃植物光合速率上升的环境因素主要有        ，此时叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有         。

Answer

（1）NADPH（或[H]）和ATP 胞间连丝 基因选择表达的结果

（2）C4 单位时间内单位面积叶片有机物的生成量（或CO2固定量或O2的生成量）

（3）CO2浓度、温度等 线粒体、叶绿体

【解析】试题分析：（1）C4植物维管束鞘细胞中的叶绿体没有基粒，不能进行光反应，光合作用暗反应阶段的化学反应只在维管束鞘细胞内进行。而叶肉细胞虽然有正常的叶绿体但是不具备暗反应所需要的酶，只可以进行光反应产生NADPH（或[H]）和ATP，再通过胞间连丝运输到维管束鞘细胞中参与C3的还原，C4植物叶肉细胞与维管束鞘细胞的这一差异是细胞分化形成的，其根本原因是基因的选择性表达；

（2）C4植物二氧化碳固定效率比C3高很多，是因为C4途径中PEP羧化酶对CO2的亲和力极强，在低浓度的CO2中仍能固定CO2，所以在相同光照强度下，C4途径时CO2不是限制因子，C3植物和C4植物中光能利用率高的是C4植物，若需验证两者之间的光合速率大小，应测定两者单位时间内单位面积叶片有机物的生成量（或CO2固定量或O2的生成量）；

（3）当光照强度大于P（光饱和点）时，限制该C3植物光合速率上升的环境因素是光照强度以外的其他环境因素，主要有CO2浓度、温度等，此时叶肉细胞中能产生ATP的细胞器有线粒体、叶绿体。

考点：本题综合考查了光合作用与细胞呼吸、C4植物与C3植物的结构特点与生理特征等相关知识，这是新材料新信息，意在考察考生对知识点的理解和获取信息、分析问题与解决问题的能力。