Question

水稻光合作用中同化二氧化碳的最初产物是三碳化合物，被称为 C₃ 植物；玉米光合作用中同化二氧化碳的最初产物是四碳化合物，被称为 C₄ 植物；与 C₃ 植物相比，C₄ 植物叶肉细胞中含有 PEP 羧化酶（对 CO₂ 的亲和力很高），故可利用细胞间隙中很低的 CO₂ 进行光合作用。请回答下列相关问题：

（1）夏季晴朗的中午，_____（填玉米或水稻）具有较强光合作用，其原因是_____。

（2）将叶面积相等的 A、B 两种植物的叶片分别放置在相同的、温度适宜且恒定的密闭小室中，给予充足的光照，利用红外测量仪每隔 5min 测定一次小室中的 CO₂ 浓度，结果如下图所示：

 

①若 A、B 两种植物其中一种为 C₃ 植物，一种为 C₄ 植物，则为 C₄ 植物的是_____；若 A植物在 5min 时光照强度突然下降，C₅ 含量将_____。

②30min 后两条曲线最终不再变化的原因是_____。

Answer

玉米 气孔关闭，植物体内CO2浓度降低，玉米含有PEP羧化酶，相比水稻可在CO2浓度较低条件下固定更多CO2进行光合作用 B植物 降低 CO2浓度不断降低使光合作用强度不断减弱，最终光合作用强度等于呼吸作用强度

【解析】

根据题意和图示分析可知：0～10min，A植物所在的密闭小室中CO2浓度减少速率大于B植物，A植物比B植物具有更强的同化CO2的能力。10min~20min，B植物所在的密闭小室中CO2浓度减少速率大于A植物，B植物比A植物具有更强的同化CO2的能力。A植物：0～15min时，密闭小室中CO2浓度减少，说明这段时间内，植物光合作用强度大于呼吸作用强度；15min之后，密闭小室中CO2浓度保持相对稳定，说明光合作用强度等位呼吸作用强度。B植物：0～20min时，密闭小室中CO2浓度减少，说明这段时间内，植物光合作用强度大于呼吸作用强度；20min之后，密闭小室中CO2浓度保持相对稳定，说明光合作用强度等于呼吸作用强度。

（1）夏季晴朗的中午，光照增强，温度过高，气孔关闭，植物体内CO2浓度降低。与水稻相比，玉米含有PEP羧化酶，可在CO2浓度较低条件下固定更多CO2进行光合作用，故玉米具有较强光合作用。

（2）①从曲线图可知，0~10min，CO2浓度较高，A植物比B植物具有更强的同化CO2的能力，而10min~20min，CO2浓度较低，B植物比A植物具有更强的同化CO2的能力，故B植物为C4植物。若A植物在5min时光照强度突然下降，光反应合成的ATP和[H]减少，C3还原生成的C5减少，而CO2固定消耗的C5基本不变，导致C5含量将降低。

②30min后两条曲线最终不再变化的原因是密闭小室中的CO2浓度不断降低，导致光合作用强度不断减弱，最终光合作用强度等于呼吸作用强度。