Question

11．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）植物A夜晚能吸收CO₂，却不能合成（CH₂O）的原因是缺乏暗反应必需的没有光照，光反应不能正常进行，无法为碳反应提供所需的ATP、NADPH，白天植物A进行光合作用所需的CO₂的来源有：呼吸作用产生的CO₂和苹果酸经脱羧作用释放的．
（2）在上午10：00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植物A基本不变、植物B上升（填“升高”“降低”或“基本不变”）．
（3）植物A气孔开闭的特点与其生活环境是相适应的，推测植物A生活环境最可能是炎热干旱．从进化角度看，这种特点的形成是长期自然选择的结果．
（4）如果用下图所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O₂含量的变化，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液，为使测得O₂的变化量更精确，还应再设置对照装置，该装置的容器和小烧杯中应分别放入该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液．

Answer 1

分析 本题中的关键信息有四个：
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”，该信息是解答第（2）小题的重要依据，抓住关键词“夜间”，就可以答出不能合成C₆H₁₂O₆的原因是没有光反应．
二是“在上午10：00点时，突然降低环境中CO₂浓度”，该信息是第（3）小题的重要解题依据，由于植物A气孔白天关闭，无法吸收空气中的CO₂，所以降低环境中的CO₂浓度，对植物A的暗反应没有影响．
三是“植物A气孔开闭的特点，与其生活的环境是相适应的”，该信息是解答第（4）小题的重要依据，植物A的气孔白天反而关闭，可能是它生活在炎热干旱的地区，气孔白天不关闭就会导致植物A因蒸腾作用失水过多而死亡．

解答 解：（1）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，因此可来源于液泡和线粒体两种细胞器．
（2）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．
（3）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，白天关闭气孔是它保存水分的生存策略，这也是长期自然选择的结果．
（4）如果用图2所示的装置来探究光照强度和光合作用速率的关系，且测量指标为装置中O₂含量的变化，为排除环境等因素即CO₂的浓度对实验的影响，故需将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液．为使测得O₂的变化量更精确，还应再设置对照，该实验探究光照强度和光合作用速率的关系，故实验变量是否进行光合作用，故对照组设计方法为该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液．
故答案为：
（1）没有光照，光反应不能正常进行，无法为碳反应提供所需的ATP、NADPH      呼吸作用产生的CO₂和苹果酸经脱羧作用释放的
（2）植物A基本不变，植物B上升    
（3）炎热干旱   长期自然选择
（4）将小烧杯中的蒸馏水换成CO₂缓冲液或碳酸氢钠溶液      该装置的容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO₂缓冲液

点评 本题是材料信息题，本题以该背景材料考查考生对信息的筛选、加工、运用以及知识迁移等能力，考生要能够结合影响光合作用的环境因素和光合作用的过程进行解题，难度适中．