Question

7．請分析回答下列有關植物生理問題：
Ⅰ、某興趣小組實驗測定A植物、B植物和C植物在不同光照條件下的光合作用強度，結果如下表．

植物品種	光補償點 （千勒克斯）	光飽和時光照強度（千勒克斯）	光飽和時植物光合作用CO2的消耗量（mgCO2/100cm2﹒h）	黑暗條件下植物呼吸作用CO2的釋放量（mgCO2/100cm2﹒h）
A	3	4	30	15
B	1	3	11	5.5
C	3	11	35	20

（1）如果本實驗中定義“植物的光合速率=該植物在一定的條件下每100cm²的葉面積上每小時吸收CO₂的量”；則光照強度為3千勒克斯時，A、B植物的光合速率分別為0、5.5mg CO₂/100cm²﹒h；對于C植物，如果在光照強度為11千勒克斯時，白天正常光照10小時，其余時間黑暗．則C植物能否正常生長？并說明理由：不能，因為光照10小時共合成有機物350＜一天中消耗的有機物480，因此C植物不能正常生長．．
（2）當光照強度達到11千勒克斯時，對于C植物如要進一步提高植物光合作用強度，可采取的措施有適當增加二氧化碳濃度和溫度．
（3）同樣控制光照強度為4千勒克司10小時，其余時間黑暗．則一天中A植物積累的葡萄糖比B植物─25.91（mg/100cm²葉•天．（以“+”表示增加，“-”表示減少，保留2位小數）
Ⅱ、CAM植物的光合作用過程不同于C₃植物和C₄植物，其吸收的CO₂首先會借助PEP羧化酶形成草酰乙酸，然后在蘋果酸脫氫酶（NADPH）作用下還原成蘋果酸進入液泡暫時儲存；在適宜的條件下，蘋果酸從液泡中轉運出來脫羧，釋放的CO₂被五碳化合物吸收從而進入卡爾文循環(huán)．圖（一）表示CAM植物的光合作用過程示意圖，圖（二）表示典型CAM植物一天中CO₂固定速率、氣孔導度、蘋果酸和聚糖（如淀粉）的含量變化以及代謝過程．

（4）據圖（一）可知，[A]表示的細胞結構是液泡；生理過程[④]發(fā)生的細胞場所是線粒體．
（5）圖（一）中C₃途徑所表示的生理過程是二氧化碳的固定和三碳化合物的還原．
（6）根據圖（二）可知，CAM 植物吸收CO₂的時間主要是晚上． （白天/晚上）
（7）CAM植物體內淀粉的合成途徑是丙酮酸轉化成丙糖磷酸，丙糖磷酸再轉化成淀粉；光合作用的直接產物（葡萄糖）轉化成淀粉．
（8）CAM植物這種特殊的光合作用過程的意義是適應于干旱、炎熱的生態(tài)條件下生存和生長．（CAM植物生長在高溫干旱環(huán)境中，為了最大限度地減少水分的丟失，白天氣孔關閉，而在涼爽的夜晚開放氣孔來吸收光合作用所需的二氧化碳．）．

Answer 1

分析 植物在進行光合作用積累物質的同時，也在不斷進行呼吸作用消耗有機物和O₂并釋放CO₂，因此，測定光合作用速率時沒有把呼吸作用以及呼吸釋放的CO₂被光合作用再固定等因素考慮在內，得到的是實際光合作用速率與呼吸速率之差，稱為表觀光合作用速率或凈光合作用速率．如果在測得光合作用CO₂吸收量（或O₂釋收量）的同時，測定呼吸作用CO₂釋收量（或O₂吸收量）并把它加到表觀光合速率上去，即得到實際總的光合作用速率，稱為真正光合作用速率．即：真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率．

解答 解：Ⅰ（1）本實驗中定義“植物的光合速率=該植物在一定的條件下每100cm²的葉面積上每小時吸收CO₂的量”；則從表格熟記分析，光照強度為3千勒克斯時，A植物從外界吸收的二氧化碳的量為0，A植物的光合速率為0mgCO₂/100cm²﹒h，B植物光合作用CO₂的消耗量（mgCO₂/100cm²﹒h）為11，此時自身呼吸作用提供的二氧化碳量為5.5mgCO₂/100cm²﹒h，從外界吸收的二氧化碳量為11-5.5=5.5mgCO₂/100cm²﹒h．植物若能生長，則一天有機物合成量＞一天中消耗的有機物，對于C植物，如果在光照強度為11千勒克斯時，白天正常光照10小時，其余時間黑暗．則C植物一天有機物合成量=10×35=350，一天中消耗的有機物為24×20=480，10小時共合成有機物350＜一天中消耗的有機物480，因此C植物不能正常生長．
（2）溫度、二氧化碳濃度、光照強度是影響光合作用的外界因素，當光照強度達到11千勒克斯時，光照強度不再是限制光合作用的因素，如要進一步提高植物光合作用強度，可采取的措施有適當增加二氧化碳濃度和溫度．
（3）控制光照強度為4千勒克司10小時，其余時間黑暗．則一天中A植物凈光合量（以二氧化碳吸收量表示）=30×10-24×15=-60，根據6CO₂～1葡萄糖，則此時葡萄糖的積累量=（-60×180）÷264=-40.91．一天中B植物凈光合量（以二氧化碳吸收量表示）11×10-24×5.5=-22．根據6CO₂～1葡萄糖，則此時葡萄糖的積累量=（-22×180）÷264=-15．則一天中A植物積累的葡萄糖比B植物減少25.91．
Ⅱ（4）根據題干信息“其吸收的CO₂首先會借助PEP羧化酶形成草酰乙酸，然后在蘋果酸脫氫酶（NADPH）作用下還原成蘋果酸進入液泡暫時儲存；A是液泡．④丙酮酸形成物質乙，乙參與C₃途徑，則乙是二氧化碳，能進行光合作用的細胞是進行有氧呼吸的細胞，其二氧化碳的而產生在線粒體．
（5）圖（一）中C₃途徑所表示的生理過程是二氧化碳的固定和三碳化合物的還原．
（6）根據圖二可知，氣孔導度在夜間較大，故CAM 植物吸收CO₂的時間主要是晚上．
（7）CAM植物體內淀粉的合成途徑是：丙酮酸轉化成丙糖磷酸，丙糖磷酸再轉化成淀粉；光合作用的直接產物（葡萄糖）轉化成淀粉．
（8）CAM植物適應于干旱、炎熱的生態(tài)條件下生存和生長．（CAM植物生長在高溫干旱環(huán)境中，為了最大限度地減少水分的丟失，白天氣孔關閉，而在涼爽的夜晚開放氣孔來吸收光合作用所需的二氧化碳．） 
故答案為：
（1）0    5.5
不能，因為光照10小時共合成有機物350＜一天中消耗的有機物480，因此C 植物不能正常生長．
（2）適當增加二氧化碳濃度和溫度
（3）─25.91
（4）液泡     線粒體
（5）二氧化碳的固定和三碳化合物的還原 （卡爾文循環(huán)）
（6）晚上
（7）丙酮酸轉化成丙糖磷酸，丙糖磷酸再轉化成淀粉；光合作用的直接產物（葡萄糖）轉化成淀粉
（8）適應于干旱、炎熱的生態(tài)條件下生存和生長．（CAM植物生長在高溫干旱環(huán)境中，為了最大限度地減少水分的丟失，白天氣孔關閉，而在涼爽的夜晚開放氣孔來吸收光合作用所需的二氧化碳．）

點評 本題難度適中，考查了影響光合作用的環(huán)境因素，以及光合作用和呼吸作用兩者之間的關系，在分析表格中利用真光合作用量=凈光合作用量+呼吸量，進而計算真光合作用以及兩者光合作用的差值．