Question

當(dāng)高溫時(shí)，在葉綠體中溶解氧高于CO₂的量時(shí)，下面哪種植物的生長(zhǎng)不變慢？

1. A.
   小麥
2. B.
   西瓜
3. C.
   向日葵
4. D.
   甜菜E．水稻

Answer 1

D
在葉綠體中溶解O₂高于CO₂的量時(shí)，C₄植物（這5種植物中只有甜菜）生長(zhǎng)不變慢。這是因?yàn)椋篛₂濃度高時(shí)，C₃植物光呼吸加強(qiáng)，有機(jī)物積累減少，而C₄植物基本上不受影響。
RUBP羧化酶是雙重性，在CO₂濃度高時(shí)起羧化作用，使CO₂與RUBP（二磷酸核酮糖）結(jié)合，發(fā)生羧化反應(yīng)，固定CO₂，然后通過同化力的還原合成糖。但在O₂濃度高于CO₂時(shí)，RUBP加氧氧化產(chǎn)生乙醇酸，乙醇酸是光呼吸的底物，光呼吸最終產(chǎn)物為CO₂，這使光合作用固定的CO₂又變成CO₂釋放出去。而C₄植物葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶活性強(qiáng)，對(duì)CO₂的親和力很大，是RUBP60倍，固定CO₂的效率很高，即使在O₂高于CO₂量的情況下，仍能固定CO₂，并不斷將CO₂轉(zhuǎn)運(yùn)至維管束鞘細(xì)胞中，使維管束鞘細(xì)胞中CO₂的濃度很高。由于C₄植物具有“CO₂泵”的特點(diǎn)，因此，C₄植物光呼吸非常低，但不斷積累有機(jī)物，有利于植物生長(zhǎng)。
此外，C₄植物的光呼吸酶系主要幾種于維管束鞘細(xì)胞中，光呼吸就局限在維管束鞘細(xì)胞進(jìn)行。在它的外面的葉肉細(xì)胞中，由于有PEP羧化酶的存在，使光呼吸在維管束鞘細(xì)胞中釋放CO₂，很快被葉肉細(xì)胞再次吸收利用，不易“漏出”。