學(xué)習(xí)下面的資料,完成(1)~(4)題。
20世紀(jì)40年代,美國科學(xué)家卡爾文用經(jīng)過
14C標(biāo)記的CO
2供小球藻進(jìn)行光合作用,然后追蹤放射性
14C的去向,最終探明了光合作用的暗反應(yīng)階段CO
2中的碳是如何轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的碳。因此暗反應(yīng)階段也稱作卡爾文循環(huán)。
20世紀(jì)60年代,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在玉米、甘蔗等起源于熱帶的植物葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi),在有關(guān)酶的催化作用下,CO
2首先被一種三碳化合物(PEP)固定,形成一個(gè)四碳化合物(C
4)。C
4進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞的葉綠體中,釋放出一個(gè)CO
2,并形成另一種三碳化合物——丙酮酸。釋放出來的CO
2進(jìn)入卡爾文循環(huán);丙酮酸則再次進(jìn)入葉肉細(xì)胞中的葉綠體內(nèi),在有關(guān)酶的催化下,通過ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP,繼續(xù)固定CO
2,具體過程如圖所示。這種以四碳化合物(C
4)為光合最初產(chǎn)物的途徑稱為C
4途徑,而卡爾文循環(huán)這種以三碳化合物(C
3)為光合最初產(chǎn)物的途徑則稱為C
3途徑。相應(yīng)的植物被稱為C
4植物和C
3植物。
(注:維管束主要作用是為植物體輸導(dǎo)水分、無機(jī)鹽和有機(jī)養(yǎng)料等)
C
4途徑的生物學(xué)意義在于,熱帶植物為了防止水分過度蒸發(fā),常常關(guān)閉葉片上的氣孔,這樣空氣中的CO
2就不易進(jìn)入葉肉細(xì)胞,不能滿足光合作用對(duì)CO
2的需求。而C
4途徑中能固定CO
2的那種酶對(duì)CO
2有很高的親和力,使葉肉細(xì)胞能有效地固定和濃縮CO
2,供維管束鞘細(xì)胞中葉綠體內(nèi)的C
3途徑利用。
(1)光合作用光反應(yīng)階段生成的產(chǎn)物有
O2、[H]和ATP
O2、[H]和ATP
,發(fā)生的場所是
類囊體薄膜
類囊體薄膜
。
(2)若用
14C標(biāo)記的CO
2供玉米進(jìn)行光合作用,首先出現(xiàn)放射性的化合物是
四碳化合物(C4)
四碳化合物(C4)
。
(3)C
4途徑中PEP的再生途徑是:
C4釋放出一個(gè)CO2后形成的丙酮酸,在有關(guān)酶的催化下,通過ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP
C4釋放出一個(gè)CO2后形成的丙酮酸,在有關(guān)酶的催化下,通過ATP提供的能量,轉(zhuǎn)化成PEP
。
(4)圖甲、乙表示夏季晴朗的白天,兩種不同植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖,其中屬于C
4植物的是
圖甲
圖甲
。請說出理由。