[坎贝尔生物学 第252页练习题] C3植物が高温乾燥時に気孔を閉じると、糖生産の減少につながる主な結果は何ですか？また、C4植物はこの問題をどのように解決しますか？

C3植物が高温乾燥時に気孔を閉じると、糖生産の減少につながる主な結果は何ですか？また、C4植物はこの問題をどのように解決しますか？

  • A: 葉内のCO2濃度が低下し、カルビン回路が「飢餓状態」になります。C4植物は葉肉細胞でCO2親和性の高いPEPカルボキシラーゼを使用します。
  • B: 葉内のO2濃度が低下し、Rubiscoが阻害されます。C4植物は維管束鞘細胞でO2を放出します。
  • C: 水分の損失が増加し、脱水状態になります。C4植物は水分損失を防ぐためにより厚いクチクラを持っています。
  • D: 光反応は熱によって停止します。C4植物は耐熱性の酵素を持っています。

Explanation

高温乾燥時、C3植物は水分の節約のために気孔を閉じ、その結果、CO2の取り込みが減少し、葉内のO2濃度が上昇します。これにより、RubiscoがCO2ではなくO2と結合し、光呼吸が発生して糖の生産が減少します。C4植物は、葉肉細胞でPEPカルボキシラーゼ（CO2に対する高い親和性を持ち、O2に対する親和性を持たない酵素）を使ってCO2を最初に固定することでこれを回避し、低いCO2濃度下でも効率的な炭素固定を可能にします。