Question

7．请分析回答下列有关植物生理问题：
Ⅰ、某兴趣小组实验测定A植物、B植物和C植物在不同光照条件下的光合作用强度，结果如下表．

植物品种	光补偿点 （千勒克斯）	光饱和时光照强度（千勒克斯）	光饱和时植物光合作用CO2的消耗量（mgCO2/100cm2﹒h）	黑暗条件下植物呼吸作用CO2的释放量（mgCO2/100cm2﹒h）
A	3	4	30	15
B	1	3	11	5.5
C	3	11	35	20

（1）如果本实验中定义“植物的光合速率=该植物在一定的条件下每100cm²的叶面积上每小时吸收CO₂的量”；则光照强度为3千勒克斯时，A、B植物的光合速率分别为0、5.5mg CO₂/100cm²﹒h；对于C植物，如果在光照强度为11千勒克斯时，白天正常光照10小时，其余时间黑暗．则C植物能否正常生长？并说明理由：不能，因为光照10小时共合成有机物350＜一天中消耗的有机物480，因此C植物不能正常生长．．
（2）当光照强度达到11千勒克斯时，对于C植物如要进一步提高植物光合作用强度，可采取的措施有适当增加二氧化碳浓度和温度．
（3）同样控制光照强度为4千勒克司10小时，其余时间黑暗．则一天中A植物积累的葡萄糖比B植物─25.91（mg/100cm²叶•天．（以“+”表示增加，“-”表示减少，保留2位小数）
Ⅱ、CAM植物的光合作用过程不同于C₃植物和C₄植物，其吸收的CO₂首先会借助PEP羧化酶形成草酰乙酸，然后在苹果酸脱氢酶（NADPH）作用下还原成苹果酸进入液泡暂时储存；在适宜的条件下，苹果酸从液泡中转运出来脱羧，释放的CO₂被五碳化合物吸收从而进入卡尔文循环．图（一）表示CAM植物的光合作用过程示意图，图（二）表示典型CAM植物一天中CO₂固定速率、气孔导度、苹果酸和聚糖（如淀粉）的含量变化以及代谢过程．

（4）据图（一）可知，[A]表示的细胞结构是液泡；生理过程[④]发生的细胞场所是线粒体．
（5）图（一）中C₃途径所表示的生理过程是二氧化碳的固定和三碳化合物的还原．
（6）根据图（二）可知，CAM 植物吸收CO₂的时间主要是晚上． （白天/晚上）
（7）CAM植物体内淀粉的合成途径是丙酮酸转化成丙糖磷酸，丙糖磷酸再转化成淀粉；光合作用的直接产物（葡萄糖）转化成淀粉．
（8）CAM植物这种特殊的光合作用过程的意义是适应于干旱、炎热的生态条件下生存和生长．（CAM植物生长在高温干旱环境中，为了最大限度地减少水分的丢失，白天气孔关闭，而在凉爽的夜晚开放气孔来吸收光合作用所需的二氧化碳．）．

Answer 1

分析 植物在进行光合作用积累物质的同时，也在不断进行呼吸作用消耗有机物和O₂并释放CO₂，因此，测定光合作用速率时没有把呼吸作用以及呼吸释放的CO₂被光合作用再固定等因素考虑在内，得到的是实际光合作用速率与呼吸速率之差，称为表观光合作用速率或净光合作用速率．如果在测得光合作用CO₂吸收量（或O₂释收量）的同时，测定呼吸作用CO₂释收量（或O₂吸收量）并把它加到表观光合速率上去，即得到实际总的光合作用速率，称为真正光合作用速率．即：真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率．

解答 解：Ⅰ（1）本实验中定义“植物的光合速率=该植物在一定的条件下每100cm²的叶面积上每小时吸收CO₂的量”；则从表格熟记分析，光照强度为3千勒克斯时，A植物从外界吸收的二氧化碳的量为0，A植物的光合速率为0mgCO₂/100cm²﹒h，B植物光合作用CO₂的消耗量（mgCO₂/100cm²﹒h）为11，此时自身呼吸作用提供的二氧化碳量为5.5mgCO₂/100cm²﹒h，从外界吸收的二氧化碳量为11-5.5=5.5mgCO₂/100cm²﹒h．植物若能生长，则一天有机物合成量＞一天中消耗的有机物，对于C植物，如果在光照强度为11千勒克斯时，白天正常光照10小时，其余时间黑暗．则C植物一天有机物合成量=10×35=350，一天中消耗的有机物为24×20=480，10小时共合成有机物350＜一天中消耗的有机物480，因此C植物不能正常生长．
（2）温度、二氧化碳浓度、光照强度是影响光合作用的外界因素，当光照强度达到11千勒克斯时，光照强度不再是限制光合作用的因素，如要进一步提高植物光合作用强度，可采取的措施有适当增加二氧化碳浓度和温度．
（3）控制光照强度为4千勒克司10小时，其余时间黑暗．则一天中A植物净光合量（以二氧化碳吸收量表示）=30×10-24×15=-60，根据6CO₂～1葡萄糖，则此时葡萄糖的积累量=（-60×180）÷264=-40.91．一天中B植物净光合量（以二氧化碳吸收量表示）11×10-24×5.5=-22．根据6CO₂～1葡萄糖，则此时葡萄糖的积累量=（-22×180）÷264=-15．则一天中A植物积累的葡萄糖比B植物减少25.91．
Ⅱ（4）根据题干信息“其吸收的CO₂首先会借助PEP羧化酶形成草酰乙酸，然后在苹果酸脱氢酶（NADPH）作用下还原成苹果酸进入液泡暂时储存；A是液泡．④丙酮酸形成物质乙，乙参与C₃途径，则乙是二氧化碳，能进行光合作用的细胞是进行有氧呼吸的细胞，其二氧化碳的而产生在线粒体．
（5）图（一）中C₃途径所表示的生理过程是二氧化碳的固定和三碳化合物的还原．
（6）根据图二可知，气孔导度在夜间较大，故CAM 植物吸收CO₂的时间主要是晚上．
（7）CAM植物体内淀粉的合成途径是：丙酮酸转化成丙糖磷酸，丙糖磷酸再转化成淀粉；光合作用的直接产物（葡萄糖）转化成淀粉．
（8）CAM植物适应于干旱、炎热的生态条件下生存和生长．（CAM植物生长在高温干旱环境中，为了最大限度地减少水分的丢失，白天气孔关闭，而在凉爽的夜晚开放气孔来吸收光合作用所需的二氧化碳．） 
故答案为：
（1）0    5.5
不能，因为光照10小时共合成有机物350＜一天中消耗的有机物480，因此C 植物不能正常生长．
（2）适当增加二氧化碳浓度和温度
（3）─25.91
（4）液泡     线粒体
（5）二氧化碳的固定和三碳化合物的还原 （卡尔文循环）
（6）晚上
（7）丙酮酸转化成丙糖磷酸，丙糖磷酸再转化成淀粉；光合作用的直接产物（葡萄糖）转化成淀粉
（8）适应于干旱、炎热的生态条件下生存和生长．（CAM植物生长在高温干旱环境中，为了最大限度地减少水分的丢失，白天气孔关闭，而在凉爽的夜晚开放气孔来吸收光合作用所需的二氧化碳．）

点评 本题难度适中，考查了影响光合作用的环境因素，以及光合作用和呼吸作用两者之间的关系，在分析表格中利用真光合作用量=净光合作用量+呼吸量，进而计算真光合作用以及两者光合作用的差值．