Question

【題目】生活在沙漠、高鹽沼澤等環(huán)境中的多肉植物（如仙人掌、瓦松等），為適應環(huán)境它們夜間氣孔開放，白天氣孔關閉，以一種特殊的方式固定CO2，使光合作用最大化，下圖為瓦松部分細胞的生理過程模式圖，請據(jù)圖回答：

（1）圖中a、b均為氣體，b發(fā)揮作用的具體場所是__________________，圖中物質(zhì)A為____________。

（2）若晴朗的上空出現(xiàn)了日全食（時長7min），與正常日照時相比，植物葉肉細胞中PGA的合成速率__________________（填“上升”、“下降”或“基本不變"）

（3）夜間瓦松能吸收CO2合成C6H1206嗎？__________________。原因是__________________。

（4）若將一株瓦松置于密閉裝置內(nèi)進行遮光處理，用CO2傳感器測定裝置中CO2的變化速率，以此作為該植物的呼吸速率，這種做法不合理的原因是__________________。

（5）科學家通過對綠色植物轉(zhuǎn)換CO2的研究中知道；①在一定濃度范圍內(nèi)，綠色植物對外界CO2的轉(zhuǎn)換為定值（實際光合作用消耗的CO2量=外界CO2量×轉(zhuǎn)換率+呼吸作用CO2釋放量）；②綠色植物光合作用利用的CO2來自于外界與呼吸作用兩方面。已測得呼吸作用釋放CO2為0．6μmol/h，現(xiàn)用紅外測量儀在恒溫、不同光照下測得如下的數(shù)據(jù)（凈光合量、總光合量都用葡萄糖表示）

		1．2	2．4	3．6	4．8
光照強度（klx）	1	0	0	0	0
	2	0．17	0．34	0．51	0．68

當光照強度為2klx、凈光合量為0．34μmol/h時，植物從外界吸收CO2為____________μmol/h。設外界CO2濃度為12μmol/h，則該條件下綠色植物的總光合量為______________μmol/h。

Answer 1

【答案】線粒體內(nèi)膜 丙酮酸（C3H4O3） 下降 不能 沒有光照，光反應不能正常進行，無法為暗反應提供所需的ATP、[H]（答“夜間CO2以蘋果酸的形式儲存”不給分） 因為多肉植物在遮光條件下進行細胞呼吸（呼吸作用）產(chǎn)生CO2的同時也吸收CO2用于合成蘋果酸，所以容器內(nèi)CO2的變化速率作為該植物的呼吸速率不合理（“吸收CO2用于合成蘋果酸”） 2．04 1．8

【解析】

光合作用分為兩個階段進行，在這兩個階段中，第一階段是直接需要光的稱為光反應，第二階段不需要光直接參加，是二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑姆催^程稱為暗反應。光合作用在葉綠體中進行，光反應的場所位于類囊體膜，暗反應的場所在葉綠體基質(zhì)。光反應的發(fā)生需要葉綠體類囊體膜上的色素、酶參與。光合作用和呼吸作用是植物兩大重要的代謝反應，光合作用與呼吸作用的差值稱為凈光合作用。

（1）圖中a、b均為氧氣，a擴散到細胞外，b進入線粒體，在線粒體內(nèi)膜與[H]反應生成水。丙酮酸能進入線粒體參與有氧呼吸的第二階段，圖中物質(zhì)A為丙酮酸。

（2）日全食是日食的一種，即在地球上的部分地點太陽光被月亮全部遮住的天文現(xiàn)象。若晴朗的上空出現(xiàn)了日全食（時長7min），與正常日照時相比，光照強度減弱，植物葉肉細胞中PGA的合成速率下降。

（3）沒有光照，光反應不能正常進行，無法為暗反應提供所需的ATP、[H]，因此夜間瓦松不能吸收CO2合成C6H1206。

（4）因為多肉植物在遮光條件下進行細胞呼吸（呼吸作用）產(chǎn)生CO2的同時也吸收CO2用于合成蘋果酸，所以容器內(nèi)CO2的變化速率作為該植物的呼吸速率不合理（“吸收CO2用于合成蘋果酸”）。

（5）當光照強度為2klx、凈光合量為0.34μmol/h（葡萄糖積累量）時，植物從外界吸收CO2（凈光合速率）為0.34×6=2.04μmol/h。實際光合作用消耗的CO2量=外界CO2量×轉(zhuǎn)換率+呼吸作用CO2釋放量，已測得呼吸作用釋放CO2為0.6μmol/h，實際光合作用消耗的CO2量=從外界吸收CO2+呼吸作用CO2釋放量=2.04+0.6=2.64μmol/h，2.64=0.34×轉(zhuǎn)換率+0.6，轉(zhuǎn)換率為0.85，設外界CO2濃度為12μmol/h，則實際光合作用消耗的CO2量=外界CO2量（12）×轉(zhuǎn)換率（0.85）+呼吸作用CO2釋放量（0.6）=10.8，若用葡萄糖的量表示則為10.8÷6=1.8，該條件下綠色植物的總光合量，1.8μmol/h。