Question

【題目】仙人掌耐熱、抗旱，莖肉質、內含葉綠素可以進行光合作用，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，從而導致細胞液酸度上升。白天氣孔關閉，蘋果酸脫羧釋放CO2用于________。這種特殊的代謝方式是仙人掌經過________結果。

（2）科研人員測定了仙人掌在24小時內CO2的吸收率和細胞液的酸度，結果如下圖所示。

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

（3）綜合以上分析，科研人員想進一步測定仙人掌的光合速率，他們在白天測定單位時間內單位面積吸收CO2的量是不準確的，理由是______________。你認為該小組測定光合速率應該測定的實驗數(shù)據(jù)是________。

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

Answer 1

【答案】OAA 液泡 光合作用的碳反應（卡爾文循環(huán)） 進化適應的結果 水分充足時，白天和晚上都能吸收CO2，而水分缺乏時，晚上吸收CO2，白天氣孔關閉 原因是：白天蘋果酸通過轉化為丙酮酸和CO2 理由一：植物在水分缺乏時，大部分時間不吸收CO2；理由二：蘋果酸脫羧產生的CO2也用于光合作用 單位時間內單位面積有機物的增量 相同點：白天進行光反應和碳反應

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

【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。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）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，從而導致細胞液酸度上升。白天氣孔關閉，蘋果酸脫羧釋放CO2用于光合作用的碳反應（卡爾文循環(huán)）。這種特殊的代謝方式是仙人掌經過進化適應的結果，可以幫助仙人掌抵御低CO2或干旱的環(huán)境。
（2）據(jù)圖結果可知，水分充足和水分缺乏下，CO2吸收特點分別是水分充足時，白天和晚上都能吸收CO2，而水分缺乏時，晚上吸收CO2，白天氣孔關閉；白天蘋果酸通過轉化為丙酮酸和CO2，因此液泡細胞液酸度下降，二者曲線變化趨勢相同。
（3）綜合以上分析，科研人員想進一步測定仙人掌的光合速率，他們在白天測定單位時間內單位面積吸收CO2的量是不準確的，理由是植物在水分缺乏時，大部分時間不吸收CO2；蘋果酸脫羧產生的CO2也用于光合作用。該小組測定光合速率應該測定的實驗數(shù)據(jù)是單位時間內單位面積有機物的增量。
（4）植物光合作用的相同點：白天進行光反應和碳反應，區(qū)別：水分充足時，仙人掌氣孔白天晚上后張開，能吸收CO2，在水分缺乏時，白天氣孔關閉，晚上打開吸收CO2；普通植物白天氣孔打開吸收固定CO2，但是中午陽光過強氣孔也會導度下降，光合速率下降。