Question

【题目】景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式，夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，如下图一所示。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，如图二所示。十字花科植物B的CO2同化过程如图三所示，请回答下列问题。

（1）白天，影响植物A光合作用强度的环境因素有_________________。

（2）植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成C6H12O6的原因是缺乏暗反应必需的_______，白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有________和___________。

（3）在上午10：00点时，突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内，植物A叶肉细胞和植物B叶肉细胞中C3含量的变化趋势分别是_________、_________(填升高、降低或基本不变)。

（4）植物A气孔开闭的特点与其生活的环境是相适应的，推测植物A生活的环境最可能是______。从进化角度看，这种特点的形成是____________的结果。

（5）实验室探究光照强度对植物B生理代谢的影响时，测得相关代谢数据为：黑暗条件下，CO2释放量为0.4 mol/cm2叶·小时；光饱和时的光照强度为2.5千勒克司；光照强度为3.0千勒克司时光合作用释放O2量是1．0 mol/cm2叶·小时。当光照强度为2.5千勒克司时，B植物光合作用固定的CO2量是___mol/cm2叶·小时；如果光照强度不变，需要进一步提高光合速率，可采取的措施是_____________________。

Answer 1

【答案】 温度、光照强度、水分等 ATP、[H] 苹果酸经脱羧作用释放的 呼吸作用产生的 基本不变 下降 炎热干旱 自然选择 1.4 增加二氧化碳浓度和适当提高温度

【解析】试题分析：图一是植物A“夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中”和“植物A夜晚能吸收CO2，却不能合成C6H12O6”。图二是“在上午10：00点时，突然降低环境中CO2浓度”。图三是“植物A气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的”。

（1）根据题意并结合图一二看出，白天时植物A的气孔是关闭的，植物利用的是夜间储存在液泡中的二氧化碳，因此白天空气中的二氧化碳浓度不是限制因素，其影响植物A光合作用强度的环境因素有光照强度、温度、含水量。

（2）夜晚时没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]，因此植物A夜晚不能合成C6H12O6。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用植物A进行光合作用，同时细胞有氧呼吸产生的CO2也能用于光合作用，因此白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有苹果酸经脱羧作用释放和呼吸作用产生。

（3）由于A细胞的CO2是由细胞内部提供，故C5含量与环境中二氧化碳浓度无关，因此没有变化；而B细胞吸收的CO2减少，同时C5消耗减少，短时间内其来路不变，因此细胞的叶绿体中C5含量增加。
（4）植物叶片的气孔既是吸收CO2的通道，也是水分蒸腾的通道。植物A夜间气孔开放，吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中，而白天气孔关闭，液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用，这说明植物A是在炎热干旱的环境中生存的，白天关闭气孔目的是保存水分，这也是长期自然选择的结果。

（5）黑暗条件下，CO2释放量为0.5mol/（cm2叶小时），表示呼吸作用速率；光饱和时的光照强度为2.5千勒克斯，光照强度为3.0千勒克斯时光合速率与2.5千勒克斯时相同，因此测得的光合作用释放O2量是1.0（mol/cm2叶小时）可以表示光照强度为2.5千勒克斯时的净光合速率。B植物光合作用固定的CO2量即为总光合速率，总光合速率=净光合速率+呼吸速率=1.0+0.5=1.5（mol/cm2叶小时）。如果光照强度不变，需要进一步提高光合速率，可采取的措施是增加二氧化碳浓度和适当提高温度。