Question

芦荟具有一种特殊的CO₂同化方式：夜间气孔开放，吸收CO₂转化成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中的苹果酸分解释放CO₂参与光合作用，如图一、图二．芥兰的CO₂利用过程如图三，请据图回答问题：

（1）芦荟夜晚不能合成C₆H₁₂O₆，原因是缺少暗反应必需的

 

．白天芦荟和芥兰进行光合作用所利用的CO2的来源区别在于

 

．
（2）在白天10：00点时，突然升高环境中CO₂的浓度，短时间内芦荟和芥兰细胞中C₃酸含量的变化分别是

 

、

 

．若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中C₆H₁₂O₆含量增加，则可能是由于

 

（环境因素）造成的．
（3）芦荟气孔开、闭的特点是对环境的适应，推测其生活环境的特点是

 

．从进化角度看，这种特点的形成是

 

的结果．
（4）科学家研究了芥兰在某温度下光合作用强度与光照强度的关系并绘制成曲线，图中OD段表示在一个单位时间内光照强度从零开始均速增加并达到光饱和点，图四中S₁、S₂、S₃表示所在部位的面积，请用图中的S₁、S₂、S₃回答以下问题：
①一个单位时间内芥兰呼吸作用消耗的有机物总量是

 

．
②一个单位时间内芥兰光合作用积累的有机物总量是

 

．

Answer 1

考点：光反应、暗反应过程的能量变化和物质变化,影响光合作用速率的环境因素

专题：

分析：本题是光合作用的具体过程，光照强度、温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，净光合作用、实际光合作用与呼吸作用之间的关系，先梳理光合作用的具体过程，光照强度、温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响，净光合作用、实际光合作用与呼吸作用之间的关系的基础知识，然后分析题图结合问题分析综合进行解答．

解答： 解：（1）光反应为暗反应提供了[H]、ATP，夜晚无光不能进行光反应，暗反应因缺少[H]、ATP而不能进行；分析题图可知，白天芦荟光合作用利用的二氧化碳来自苹果酸分解，芥兰进行光合作用所利用的CO2的来源大气中的二氧化碳从气孔进入．
（2）由于白天芦荟的气孔关闭，突然升高环境中CO₂的浓度，二氧化碳不能进入叶肉细胞，芦荟细胞内三碳化合物的含量不受环境二氧化碳浓度的影响，基本不变；由芥兰气孔开放，突然升高环境中CO₂的浓度，通过气孔进入叶肉细胞的二氧化碳增加，形成的三碳化合物增加，而光照强度不变，光反应产生的还原氢和ATP不变，三碳化合物的还原不变，剩余的三碳化合物将升高；由于白天芦荟气孔关闭，外界二氧化碳的浓度对其光合作用的影响不大，因此若白天在某时刻忽然发现芦荟植物细胞中C₆H₁₂O₆含量增加，则可能是由于温度更接近最适宜温度或光照增加的原因．
（3）由题意可知，芦荟夜晚气孔开放，白天气孔关闭，推测其生活环境的特点是可能是炎热，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）分析题图四可知：一个单位时间内芥兰呼吸作用消耗的有机物总量是：S₁+S₃；一个单位时间内芥兰光合作用积累的有机物总量是：S₂-S₁．
故答案应为：
（1）ATP、[H]白天芦荟进行光合作用所利用的二氧化碳来源于苹果酸分解
（2）芦荟基本不变     芥兰含量上升        温度更接近最适宜温度或光照增加
（3）炎热干旱    自然选择
（4）①S₁+S₃     ②S₂-S₁

点评：本题的知识点是光合作用过程中光反应与暗反应之间的关系，光照强度、温度二氧化碳浓度对光合作用的影响，净光合作用、实际光合作用与呼吸作用之间的关系，生物对环境的适应性，分析题图获取有效信息是解题的关键．