42.請(qǐng)學(xué)習(xí)下面短文,并回答下列問題:
綠色植物的光合作用是地球上最重要的代謝,對(duì)于整個(gè)生物界具有重要意義。從18世紀(jì)后葉到現(xiàn)在,有關(guān)光合作用的研究及其發(fā)現(xiàn)一直是人們關(guān)注的熱點(diǎn),科學(xué)家們也一直不斷有關(guān)于光合作用的新發(fā)現(xiàn)。
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),CO
2被一種叫磷酸烯醇式丙酮酸的三碳化合物(PEP)固定,形成一個(gè)四碳化合物--草酰乙酸(C
4),催化該反應(yīng)的酶為PEP羧化酶,其與CO
2的親和力特別強(qiáng)。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,并形成一種三碳化合物--丙酮酸。釋放出來的CO
2再被C
5固定,繼續(xù)進(jìn)行卡爾文循環(huán)的途徑。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,PEP則可以繼續(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。
C
3植物和C
4植物最主要的差別就在于CO
2固定的方式和場(chǎng)所。研究發(fā)現(xiàn),C
4植物和C
3植物的光反應(yīng)階段完全相同。隨著研究的不斷深入,光合作用的分子機(jī)制不斷被人們發(fā)現(xiàn),除了學(xué)術(shù)價(jià)值外,這些研究還具有重大的應(yīng)用價(jià)值。
(1)C
3植物和C
4植物光反應(yīng)主要發(fā)生的物質(zhì)變化為
。
(2)C
3植物CO
2的固定主要發(fā)生在
內(nèi),在該細(xì)胞內(nèi)是由CO
2與
反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。
(3)C
4途徑中PEP的再生途徑是:
。
(4)在高溫、光照強(qiáng)烈和干旱的條件下,綠色植物氣孔會(huì)關(guān)閉,此時(shí),
植物的光合強(qiáng)度更大,原因是
。