Question

11．景天科植物A有一個很特殊的CO₂同化方式：夜間氣孔開放，吸收的CO₂生成蘋果酸儲存在液泡中（如圖一所示）；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO₂用于光合作用（如圖二所示）．十字花科植物B的CO₂同化過程如圖三所示，請回答下列問題．

（1）植物A夜晚能吸收CO₂，卻不能合成（CH₂O）的原因是缺乏暗反應(yīng)必需的沒有光照，光反應(yīng)不能正常進行，無法為碳反應(yīng)提供所需的ATP、NADPH，白天植物A進行光合作用所需的CO₂的來源有：呼吸作用產(chǎn)生的CO₂和蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放的．
（2）在上午10：00時，突然降低環(huán)境中CO₂濃度后的一小段時間內(nèi)，植物A葉肉細胞和植物B葉肉細胞中C₃含量的變化趨勢分別是植物A基本不變、植物B上升（填“升高”“降低”或“基本不變”）．
（3）植物A氣孔開閉的特點與其生活環(huán)境是相適應(yīng)的，推測植物A生活環(huán)境最可能是炎熱干旱．從進化角度看，這種特點的形成是長期自然選擇的結(jié)果．
（4）如果用下圖所示的裝置來探究光照強度和光合作用速率的關(guān)系，且測量指標(biāo)為裝置中O₂含量的變化，則該裝置需要進行適當(dāng)修改，具體修改措施是將小燒杯中的蒸餾水換成CO₂緩沖液或碳酸氫鈉溶液，為使測得O₂的變化量更精確，還應(yīng)再設(shè)置對照裝置，該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和CO₂緩沖液．

Answer 1

分析 本題中的關(guān)鍵信息有四個：
一是植物A“夜間氣孔開放，吸收的CO₂生成蘋果酸儲存在液泡中”和“植物A夜晚能吸收CO₂，卻不能合成C₆H₁₂O₆”，該信息是解答第（2）小題的重要依據(jù)，抓住關(guān)鍵詞“夜間”，就可以答出不能合成C₆H₁₂O₆的原因是沒有光反應(yīng)．
二是“在上午10：00點時，突然降低環(huán)境中CO₂濃度”，該信息是第（3）小題的重要解題依據(jù)，由于植物A氣孔白天關(guān)閉，無法吸收空氣中的CO₂，所以降低環(huán)境中的CO₂濃度，對植物A的暗反應(yīng)沒有影響．
三是“植物A氣孔開閉的特點，與其生活的環(huán)境是相適應(yīng)的”，該信息是解答第（4）小題的重要依據(jù)，植物A的氣孔白天反而關(guān)閉，可能是它生活在炎熱干旱的地區(qū)，氣孔白天不關(guān)閉就會導(dǎo)致植物A因蒸騰作用失水過多而死亡．

解答 解：（1）夜晚時沒有光照，光反應(yīng)不能正常進行，無法為暗反應(yīng)提供所需的ATP、[H]，因此植物A夜晚不能合成C₆H₁₂O₆．白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO₂用于光合作用植物A進行光合作用，同時細胞有氧呼吸產(chǎn)生的CO₂也能用于光合作用，因此可來源于液泡和線粒體兩種細胞器．
（2）由于A細胞的CO₂是由細胞內(nèi)部提供，故C₅含量與環(huán)境中二氧化碳濃度無關(guān)，因此沒有變化；而B細胞吸收的CO₂減少，同時C₅消耗減少，短時間內(nèi)其來路不變，因此細胞的葉綠體中C₅含量增加．
（3）植物葉片的氣孔既是吸收CO₂的通道，也是水分蒸騰的通道．植物A夜間氣孔開放，吸收的CO₂生成蘋果酸儲存在液泡中，而白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO₂用于光合作用，這說明植物A是在炎熱干旱的環(huán)境中生存的，白天關(guān)閉氣孔是它保存水分的生存策略，這也是長期自然選擇的結(jié)果．
（4）如果用圖2所示的裝置來探究光照強度和光合作用速率的關(guān)系，且測量指標(biāo)為裝置中O₂含量的變化，為排除環(huán)境等因素即CO₂的濃度對實驗的影響，故需將小燒杯中的蒸餾水換成CO₂緩沖液或碳酸氫鈉溶液．為使測得O₂的變化量更精確，還應(yīng)再設(shè)置對照，該實驗探究光照強度和光合作用速率的關(guān)系，故實驗變量是否進行光合作用，故對照組設(shè)計方法為該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和CO₂緩沖液．
故答案為：
（1）沒有光照，光反應(yīng)不能正常進行，無法為碳反應(yīng)提供所需的ATP、NADPH      呼吸作用產(chǎn)生的CO₂和蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放的
（2）植物A基本不變，植物B上升    
（3）炎熱干旱   長期自然選擇
（4）將小燒杯中的蒸餾水換成CO₂緩沖液或碳酸氫鈉溶液      該裝置的容器和小燒杯中應(yīng)分別放入死的植物幼苗和CO₂緩沖液

點評 本題是材料信息題，本題以該背景材料考查考生對信息的篩選、加工、運用以及知識遷移等能力，考生要能夠結(jié)合影響光合作用的環(huán)境因素和光合作用的過程進行解題，難度適中．