Question

【题目】景天酸代谢（CAM）途径属于某些植物特殊的CO2固定方式：夜晚气孔开放，通过一系列反应将CO2固定于苹果酸，并储存在液泡中（甲）；白天气孔关闭，苹果酸运出液泡后放出CO2，供叶绿体的暗反应利用（乙）。请回答下列问题：

（1）在夜晚，叶肉细胞能产生ATP的细胞器有____________。

（2）该植物细胞进行卡尔文循环的场所是叶绿体____________；参与卡尔文循环的CO2直接来源于____________过程，被固定后生成的化合物是____________（填“C3”或“C5”）。

（3）该植物夜晚____________（能/不能）合成有机物，原因是_______________________________。

（4）在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是____________________________________。

（5）研究发现，玉米固定CO2的途径类似CAM途径，若将小麦和玉米置于相同的强光、高温和干旱环境中，一段时间后，____________（小麦或玉米）生长更好，其原因是____________。

Answer 1

【答案】线粒体 基质 苹果酸分解和细胞呼吸（有氧呼吸） C3 不能 夜晚没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP和[H] 颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构 玉米 植物在强光、高温和干旱环境中，植物大量失水导致气孔关闭，植物体内的CO2浓度会降低。小麦在较低CO2浓度时光合作用强度降低，玉米在较低浓度的CO2环境中可进行较强的光合作用，故玉米比小麦生长更好。

【解析】

光合作用分为两个阶段进行，在这两个阶段中，第一阶段是直接需要光的称为光反应，第二阶段不需要光直接参加，是二氧化碳转变为糖的反过程称为暗反应。光合作用在叶绿体中进行，光反应的场所位于类囊体膜，暗反应的场所在叶绿体基质。光反应的发生需要叶绿体类囊体膜上的色素、酶参与。光合作用和呼吸作用是植物两大重要的代谢反应，光合作用与呼吸作用的差值称为净光合作用。

（1）在夜晚，叶肉细胞不能进行光合作用，能产生ATP的细胞器有线粒体。

（2）该植物细胞进行卡尔文循环的场所是叶绿体基质。从图示可以看出，参与卡尔文循环的CO2直接来源于苹果酸分解和细胞呼吸（有氧呼吸）过程。CO2与RuBP生成C3，被固定后生成的化合物是C3。

（3）夜晚没有光照，不能进行光反应，不能为暗反应提供ATP和[H]，因此该植物夜晚不能合成有机物。

（4）在电子显微镜下观察，可看到叶绿体内部有一些颗粒，它们被看作叶绿体的“脂质仓库”，其体积随叶绿体的生长而逐渐变小，可能的原因是颗粒中的脂质参与构成叶绿体中的膜结构（主要由磷脂和蛋白质组成）。

（5）研究发现，玉米固定CO2的途径类似CAM途径，若将小麦和玉米置于相同的强光、高温和干旱环境中，一段时间后，玉米生长更好，其原因是植物在强光、高温和干旱环境中，植物大量失水导致气孔关闭，植物体内的CO2浓度会降低。小麦在较低CO2浓度时光合作用强度降低，玉米在较低浓度的CO2环境中可进行较强的光合作用，故玉米比小麦生长更好。。