对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段，一分子CO2被一分子五碳化合物（C5）固定以后，形成的是两分子三碳化合物（C3）。但在玉米、甘蔗等植物细胞中存在特殊的固定CO2的途径（C4途径，如下图），其细胞中的PEPC 酶对CO2有很高的亲和力。回答下列问题：

1. 对于小麦、水稻等大多数绿色植物来说，在暗反应阶段，一分子CO₂被一分子五碳化合物（C₅）固定以后，形成的是两分子三碳化合物（C₃）。但在玉米、甘蔗等植物细胞中存在特殊的固定CO₂的途径（C₄途径，如下图），其细胞中的PEPC 酶对CO₂有很高的亲和力。回答下列问题：

(1) 玉米光合作用过程中能固定CO₂的物质有，由图可知，玉米细胞中的胞间连丝具有的作用。

(2) 在玉米光合作用过程中，为研究CO₂中的碳首先转移到含有四个碳原子的有机物（C₄）中，可采用方法进行实验，该实验过程需要控制的自变量是。

(3) 某研究小组认为，在其他条件相同且适宜的情况下，玉米的CO₂补偿点（通常是指环境CO₂浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO₂浓度）低于水稻，该小组欲利用下图装置对此进行研究，支持该研究小组观点的实验结果为。从光合作用角度分析，请写出一个还可以用此装置研究的课题：。

【考点】

影响光合作用的环境因素; 光合作用原理的应用;

【答案】

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综合题普通

1. 植物工厂是全人工光照等环境条件智能化控制的高效生产体系。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组（白光）、A组（红光：蓝光=1：2）、B组（红光：蓝光=3：2）、C组（红光：蓝光=2：1），每组输出的功率相同。生菜是植物工厂常年培植的速生蔬菜。请回答下列问题：

(1) 科研人员发现，浅绿生菜的光合速率远低于深绿生菜，因此研究人员猜测，浅绿生菜叶肉细胞中的叶绿素含量更少，直接影响光反应产物的产生。

(2) 植物工厂用营养液培植生菜过程中，需定时向营养液通入空气，目的是。

(3) 由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是。由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为，最有利于生菜产量的提高，原因是。

综合题普通

2. 根据光合作用中CO₂的固定方式，可将植物分为C₃植物和C₄植物等类型。下图中图1和图2分别是C₃植物和C₄植物利用CO₂的途径。请据图回答下列问题：

(1) 图1中所示过程发生在叶肉细胞叶绿体的结构中。（填“C₃”或“C₄”）植物适合生活在干旱地区，判定理由是。

(2) C₃植物和C₄植物CO₂的固定方式可以用法进行研究，该研究中自变量是，观察指标是。

(3) 不同程度的干旱对某种C₃植物光合作用的净光合速率、气孔导度（大小与气孔开度呈正相关）、胞间CO。浓度影响如图3所示：

①据图3分析15%和20%的干旱在96h时，干旱不是主要通过气孔导度影响净光合速率，判定理由是。

②测定某种C₄植物15%干旱条件下48h的净光合速率与24h相比并未出现明显下降，结合图1、图2、图3分析原因是。

综合题普通

3. 研究人员在玉米育种过程中发现了一种突变体（yg13），对其叶片内叶绿素和丙二醛含量、光合特性等进行了研究，部分结果如表所示。回答下列问题：

品种	叶绿素含量（mg·cm^-2）	丙二醛含量（nmol·g^-1）	气孔导度（mmolH₂O·m^-2·s^-1）	胞间CO₂浓度（μmol·mol^-1）	净光合速率（μmolCO₂·m^-2·s^-1）
野生型（WT）	5.7	1.3	0.22	83.0	17.5
突变体（ygl3）	0.2	1.3	0.05	157.2	2.6

(1) 与野生型相比，突变体（yg13）叶片的颜色特点是。已知丙二醛含量与叶片衰老情况呈正相关，由此推测突变体（yg13）叶片的颜色变化（填“是”或“不是”）由植株提前衰老引起的。

(2) 突变体（yg13）植株的光反应速率减慢，据表分析，直接原因是。

(3) 研究认为，突变体（yg13）光合速率较低是多方面因素导致的，有观点认为突变体（yg13）叶片的叶绿体中（结构）遭到破坏，从而直接影响光反应；也有观点认为突变体（yg13）叶片中的光合产物向外输出的速率降低，导致光合产物在叶片中积累，阻碍了暗反应中的吸收利用。

(4) 已知籽粒中的赤霉素能够调配叶片中光合产物向籽粒输送。在“突变体（yg13）叶片中的光合产物向外输出的速率降低”的观点成立的情况下，请以处于籽粒形成期的该突变体为材料，利用放射性同位素标记法设计一个实验，对籽粒中赤霉素的上述作用进行验证，简要写出实验思路：。

综合题普通