Question

探究不同植物与环境相适应的关系，图1是三种不同类型植物的CO₂同化方式示意图，图2表示这三种植物在晴明夏季的光合作用日变化曲线，请据图分析并回答：

（1）已知玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO₂的酶对CO₂的亲和力远高于水稻。据图1分析，图2中B曲线中对应的植物是________，最适合生活在高温干旱地区的植物是______。

（2）图2中，在0点到4点期间，A组植物的光合速率______（填“>”“=”，或“<”）呼吸速率。在12点到14点期间，B组植物CO₂吸收速率增加的原因可能是__________ 。C植物16点与14点相比三碳酸合成速率____（填“较高”、“相等”，或“较低”）。

（3）将玉米的绿色叶片进行色素的提取与分离实验时，发现提取液色素浓度较低，可能的不当操作是_______________，若欲研究玉米光合色素的吸收光谱，应以________为自变量，______________为因变量进行设计实验。

（4）同位素标记法是研究生物学的一种重要方法，能运用此方法研究光合作用过程中_________________。

Answer

水稻 景天科植物 ＜ 气孔开放 较低 乙醇加入量过多（叶片少或没加SiO2） 光的波长 吸光率 O2中氧的来源（或碳的固定途径）

【解析】

图1中：水稻直接从外界吸收二氧化碳用于暗反应；玉米的叶肉细胞可以把二氧化碳固定成C4，并将二氧化碳提供给维管束鞘细胞进行暗反应；景天科植物晚上固定二氧化碳储存在液泡中，白天液泡提供二氧化碳给叶绿体用于暗反应。图2中：A植物晚上也可以吸收二氧化碳；B植物和C植物均在白天才可以进行光合作用，且B植物中午存在午休现象。

（1）图2中A植物晚上也可以吸收二氧化碳，故为景天科植物；中午时C植物的二氧化碳吸收量大于B，根据玉米叶肉细胞叶绿体中固定CO2的酶对CO2的亲和力远高于水稻可知，C可能为玉米，B可能为水稻。生活在高温干旱地区的植物为了减少蒸腾作用对水分的散失，白天气孔关闭，基本不吸收CO2，光合作用需要的CO2主要在晚上吸收，根据图1可知，最适合生活在高温干旱地区的植物是景天科植物。

（2）A植物白天不从外界吸收二氧化碳，而是利用晚上储存在液泡中的二氧化碳和呼吸作用产生的二氧化碳。图2中，在0点到4点期间，由于无光，不能进行光反应产生还原氢和ATP，所以此时A组植物的光合速率小于呼吸速率。在12点到14点期间，B组植物此时气孔开放，二氧化碳吸收量增加，C植物16点与14点相比，二氧化碳的吸收速率下降，导致三碳酸合成速率下降。

（3）绿叶中的色素易溶于有机溶剂，将玉米的绿色叶片进行色素的提取与分离实验时，发现提取液色素浓度较低，可能是乙醇加入量过多（叶片少或没加SiO2），若欲研究玉米光合色素的吸收光谱，应以光的波长为自变量，吸光率为因变量进行设计实验。

（4）美国科学家卡尔文用同位素14C标记CO2，探究了碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，鲁宾和卡门通过用18O标记CO2和H2O，探究了光合作用过程中氧气的来源。所以用同位素研究方法可研究光合作用过程中O2中氧的来源（或碳的固定途径）。