Question

【題目】仙人掌耐熱、抗旱，莖肉質(zhì)、內(nèi)含葉綠素可以進(jìn)行光合作用，葉子退化為特殊針型，能減少水分散失，其特殊的固定CO2的方式如下圖所示。

（1）仙人掌在夜間氣孔開放吸收CO2，CO2被PEP（磷酸稀醇式丙酮酸）固定形成________，再還原為蘋果酸，后者儲存于________中，從而導(dǎo)致細(xì)胞液酸度上升。白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸脫羧釋放CO2用于________。這種特殊的代謝方式是仙人掌經(jīng)過________結(jié)果。

（2）科研人員測定了仙人掌在24小時(shí)內(nèi)CO2的吸收率和細(xì)胞液的酸度，結(jié)果如下圖所示。

據(jù)圖結(jié)果可知，水分充足和水分缺乏下，CO2吸收特點(diǎn)分別是________；液泡細(xì)胞液酸度下降，二者曲線變化趨勢相同，原因________________________。

（3）綜合以上分析，科研人員想進(jìn)一步測定仙人掌的光合速率，他們在白天測定單位時(shí)間內(nèi)單位面積吸收CO2的量是不準(zhǔn)確的，理由是______________。你認(rèn)為該小組測定光合速率應(yīng)該測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是________。

（4）據(jù)本文信息結(jié)合你學(xué)過的知識對比分析仙人掌和你學(xué)過植物光合作用的相同點(diǎn)和區(qū)別______________。

Answer 1

【答案】OAA 液泡 光合作用的碳反應(yīng)（卡爾文循環(huán)） 進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果 水分充足時(shí)，白天和晚上都能吸收CO2，而水分缺乏時(shí)，晚上吸收CO2，白天氣孔關(guān)閉 原因是：白天蘋果酸通過轉(zhuǎn)化為丙酮酸和CO2 理由一：植物在水分缺乏時(shí)，大部分時(shí)間不吸收CO2；理由二：蘋果酸脫羧產(chǎn)生的CO2也用于光合作用 單位時(shí)間內(nèi)單位面積有機(jī)物的增量 相同點(diǎn)：白天進(jìn)行光反應(yīng)和碳反應(yīng)

區(qū)別：水分充足時(shí)，仙人掌氣孔白天晚上后張開，能吸收co2，在水分缺乏時(shí)，白天氣孔關(guān)閉，晚上打開吸收co2；普通植物白天氣孔打開吸收固定co2，但是中午陽光過強(qiáng)氣孔也會導(dǎo)度下降，光合速率下降。

【解析】

光合作用分為兩個(gè)階段進(jìn)行，在這兩個(gè)階段中，第一階段是直接需要光的稱為光反應(yīng)，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(yīng)。光合作用在葉綠體中進(jìn)行，光反應(yīng)的場所位于類囊體膜，暗反應(yīng)的場所在葉綠體基質(zhì)。光反應(yīng)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(yīng)，光合作用與呼吸作用的差值稱為凈光合作用。

（1）從圖中可知，仙人掌在夜間氣孔開放吸收CO2，CO2被PEP（磷酸稀醇式丙酮酸）固定形成OAA，再還原為蘋果酸，后者儲存于液泡中，從而導(dǎo)致細(xì)胞液酸度上升。白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸脫羧釋放CO2用于光合作用的碳反應(yīng)（卡爾文循環(huán)）。這種特殊的代謝方式是仙人掌經(jīng)過進(jìn)化適應(yīng)的結(jié)果，可以幫助仙人掌抵御低CO2或干旱的環(huán)境。
（2）據(jù)圖結(jié)果可知，水分充足和水分缺乏下，CO2吸收特點(diǎn)分別是水分充足時(shí)，白天和晚上都能吸收CO2，而水分缺乏時(shí)，晚上吸收CO2，白天氣孔關(guān)閉；白天蘋果酸通過轉(zhuǎn)化為丙酮酸和CO2，因此液泡細(xì)胞液酸度下降，二者曲線變化趨勢相同。
（3）綜合以上分析，科研人員想進(jìn)一步測定仙人掌的光合速率，他們在白天測定單位時(shí)間內(nèi)單位面積吸收CO2的量是不準(zhǔn)確的，理由是植物在水分缺乏時(shí)，大部分時(shí)間不吸收CO2；蘋果酸脫羧產(chǎn)生的CO2也用于光合作用。該小組測定光合速率應(yīng)該測定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是單位時(shí)間內(nèi)單位面積有機(jī)物的增量。
（4）植物光合作用的相同點(diǎn)：白天進(jìn)行光反應(yīng)和碳反應(yīng)，區(qū)別：水分充足時(shí)，仙人掌氣孔白天晚上后張開，能吸收CO2，在水分缺乏時(shí)，白天氣孔關(guān)閉，晚上打開吸收CO2；普通植物白天氣孔打開吸收固定CO2，但是中午陽光過強(qiáng)氣孔也會導(dǎo)度下降，光合速率下降。