Question

【題目】景天科植物A有一個(gè)很特殊的CO2同化方式，夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中，如下圖一所示。白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用，如圖二所示。十字花科植物B的CO2同化過程如圖三所示，請回答下列問題。

（1）白天，影響植物A光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素有_________________。

（2）植物A夜晚能吸收CO2，卻不能合成C6H12O6的原因是缺乏暗反應(yīng)必需的_______，白天植物A進(jìn)行光合作用所需的CO2的來源有________和___________。

（3）在上午10：00點(diǎn)時(shí)，突然降低環(huán)境中CO2濃度后的一小段時(shí)間內(nèi)，植物A葉肉細(xì)胞和植物B葉肉細(xì)胞中C3含量的變化趨勢分別是_________、_________(填升高、降低或基本不變)。

（4）植物A氣孔開閉的特點(diǎn)與其生活的環(huán)境是相適應(yīng)的，推測植物A生活的環(huán)境最可能是______。從進(jìn)化角度看，這種特點(diǎn)的形成是____________的結(jié)果。

（5）實(shí)驗(yàn)室探究光照強(qiáng)度對植物B生理代謝的影響時(shí)，測得相關(guān)代謝數(shù)據(jù)為：黑暗條件下，CO2釋放量為0.4 mol/cm2葉·小時(shí)；光飽和時(shí)的光照強(qiáng)度為2.5千勒克司；光照強(qiáng)度為3.0千勒克司時(shí)光合作用釋放O2量是1．0 mol/cm2葉·小時(shí)。當(dāng)光照強(qiáng)度為2.5千勒克司時(shí)，B植物光合作用固定的CO2量是___mol/cm2葉·小時(shí)；如果光照強(qiáng)度不變，需要進(jìn)一步提高光合速率，可采取的措施是_____________________。

Answer 1

【答案】 溫度、光照強(qiáng)度、水分等 ATP、[H] 蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放的 呼吸作用產(chǎn)生的 基本不變 下降 炎熱干旱 自然選擇 1.4 增加二氧化碳濃度和適當(dāng)提高溫度

【解析】試題分析：圖一是植物A“夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中”和“植物A夜晚能吸收CO2，卻不能合成C6H12O6”。圖二是“在上午10：00點(diǎn)時(shí)，突然降低環(huán)境中CO2濃度”。圖三是“植物A氣孔開閉的特點(diǎn)，與其生活的環(huán)境是相適應(yīng)的”。

（1）根據(jù)題意并結(jié)合圖一二看出，白天時(shí)植物A的氣孔是關(guān)閉的，植物利用的是夜間儲存在液泡中的二氧化碳，因此白天空氣中的二氧化碳濃度不是限制因素，其影響植物A光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素有光照強(qiáng)度、溫度、含水量。

（2）夜晚時(shí)沒有光照，光反應(yīng)不能正常進(jìn)行，無法為暗反應(yīng)提供所需的ATP、[H]，因此植物A夜晚不能合成C6H12O6。白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用植物A進(jìn)行光合作用，同時(shí)細(xì)胞有氧呼吸產(chǎn)生的CO2也能用于光合作用，因此白天植物A進(jìn)行光合作用所需的CO2的來源有蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放和呼吸作用產(chǎn)生。

（3）由于A細(xì)胞的CO2是由細(xì)胞內(nèi)部提供，故C5含量與環(huán)境中二氧化碳濃度無關(guān)，因此沒有變化；而B細(xì)胞吸收的CO2減少，同時(shí)C5消耗減少，短時(shí)間內(nèi)其來路不變，因此細(xì)胞的葉綠體中C5含量增加。
（4）植物葉片的氣孔既是吸收CO2的通道，也是水分蒸騰的通道。植物A夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸儲存在液泡中，而白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用，這說明植物A是在炎熱干旱的環(huán)境中生存的，白天關(guān)閉氣孔目的是保存水分，這也是長期自然選擇的結(jié)果。

（5）黑暗條件下，CO2釋放量為0.5mol/（cm2葉小時(shí)），表示呼吸作用速率；光飽和時(shí)的光照強(qiáng)度為2.5千勒克斯，光照強(qiáng)度為3.0千勒克斯時(shí)光合速率與2.5千勒克斯時(shí)相同，因此測得的光合作用釋放O2量是1.0（mol/cm2葉小時(shí)）可以表示光照強(qiáng)度為2.5千勒克斯時(shí)的凈光合速率。B植物光合作用固定的CO2量即為總光合速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=1.0+0.5=1.5（mol/cm2葉小時(shí)）。如果光照強(qiáng)度不變，需要進(jìn)一步提高光合速率，可采取的措施是增加二氧化碳濃度和適當(dāng)提高溫度。