Question

3．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(chǔ)存在液泡中（如圖一所示）；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(guò)程如圖三所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）白天，影響植物A光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素有溫度、光照強(qiáng)度、水分等．
（2）植物A夜晚能吸收CO₂，卻不能合成（CH₂O）的原因是缺乏暗反應(yīng)必需的ATP、[H]；白天植物A進(jìn)行光合作用所需的CO₂的來(lái)源有蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放的和呼吸作用產(chǎn)生的．
（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和植物B細(xì)胞中C₃含量變化分別是植物A基本不變，植物B下降．
（4）植物A氣孔開閉的特點(diǎn)與其生活環(huán)境是相適應(yīng)的，推測(cè)植物A生活環(huán)境最可能是炎熱干旱．從進(jìn)化角度看，這種特點(diǎn)的形成是自然選擇的結(jié)果．
（5）將植物B放入密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)，用CO₂濃度測(cè)定儀測(cè)得了該玻璃罩內(nèi)CO₂濃度的變化情況，繪成右圖的曲線．其中B～C段CO₂相對(duì)含量降低是因?yàn)橹参锏墓夂献饔盟俾蚀笥诩?xì)胞呼吸速率（填大于、等于或小于），在一天當(dāng)中，植物B有機(jī)物積累量最多是在曲線的F點(diǎn)．
（6）實(shí)驗(yàn)室探究光照強(qiáng)度對(duì)植物B生理代謝的影響時(shí)，測(cè)得相關(guān)代謝數(shù)據(jù)為：黑暗條件下，CO₂釋放量為0.4mol/cm²葉•小時(shí)；光飽和時(shí)的光照強(qiáng)度為2.5klx；光照強(qiáng)度為3.0klx時(shí)植物釋放O₂量是1.0mol/cm²葉•小時(shí)．當(dāng)光照強(qiáng)度為2.5klx時(shí)，B植物光合作用固定的CO₂量是1.4（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CO₂濃度、適當(dāng)提高溫度（舉1例）．

Answer 1

分析 一、植物A“夜間氣孔開放，吸收的CO₂生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中”和“植物A夜晚能吸收CO₂，卻不能合成C₆H₁₂O₆”，該信息是解答第（2）小題的重要依據(jù)，抓住關(guān)鍵詞“夜間”，就可以答出不能合成C₆H₁₂O₆的原因是沒(méi)有光反應(yīng)．
二、“在上午10：00點(diǎn)時(shí)，突然降低環(huán)境中CO₂濃度”，該信息是第（3）小題的重要解題依據(jù)，由于植物A氣孔白天關(guān)閉，無(wú)法吸收空氣中的CO₂，所以降低環(huán)境中的CO₂濃度，對(duì)植物A的暗反應(yīng)沒(méi)有影響．
三、“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”，該信息是解答第（4）小題的重要依據(jù)，植物A的氣孔白天反而關(guān)閉，可能是它生活在炎熱干旱的地區(qū)，氣孔白天不關(guān)閉就會(huì)導(dǎo)致植物A因蒸騰作用失水過(guò)多而死亡

解答 解：（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(chǔ)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，其它因素包括光照強(qiáng)度、溫度、含水量均是．
（2）夜晚時(shí)沒(méi)有光照，光反應(yīng)不能正常進(jìn)行，無(wú)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．
（3）由于A細(xì)胞的CO₂是由細(xì)胞內(nèi)部提供，故與環(huán)境中二氧化碳濃度無(wú)關(guān)，因此沒(méi)有變化；而B細(xì)胞吸收的CO₂減少，同時(shí)C₃還被還原成C₅和C₆H₁₂O₆，因此細(xì)胞的葉綠體中C₃含量減少．
（4）由題意可知植物A夜晚氣孔開放，白天氣孔關(guān)閉，推測(cè)其生活環(huán)境的特點(diǎn)是可能是炎熱、干旱，這是自然選擇的結(jié)果．
（5）將植物B放入密閉的玻璃罩內(nèi)，置于室外進(jìn)行培養(yǎng)，用CO₂濃度測(cè)定儀測(cè)得了該玻璃罩內(nèi)CO₂濃度的變化情況，繪成圖四的曲線．其中B～C段CO₂相對(duì)含量降低是因?yàn)橹参锏墓夂献饔么笥诤粑�作用速率，在一天�?dāng)中，F(xiàn)點(diǎn)之前光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，所以植物B有機(jī)物積累量最多是在曲線的F點(diǎn)．
（6）黑暗條件下，CO₂釋放量為0.4mol/（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(cè)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)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+0.4=1.4（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．
故答案為：
（1）溫度、光照強(qiáng)度、水分等
（2）ATP、[H]蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放的  呼吸作用產(chǎn)生的
（3）植物A基本不變，植物B下降
（4）炎熱干旱    自然選擇
（5）大于   F     
（6）1.4   增加CO₂濃度、適當(dāng)提高溫度

點(diǎn)評(píng) 本題是材料信息題，本題以該背景材料考查考生對(duì)信息的篩選、加工、運(yùn)用以及知識(shí)遷移等能力，考生要能夠結(jié)合影響光合作用的環(huán)境因素和光合作用的過(guò)程進(jìn)行解題，難度適中．