Question

9．某植物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，白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸經脫羧作用釋放CO₂用于光合作用，如圖二所示．另一種植物B的CO₂同化過程如圖三所示，請回答下列問題：

（1）白天，影響植物A光合作用強度的環境因素有溫度、光照強度、水分等（至少填兩項）．
（2）植物A夜晚能吸收CO₂，卻不能合成C₆H₁₂O₆的原因是沒有光照，光反應不能正常進行，無法為暗反應提供所需的ATP、[H]，白天植物A進行光合作用所需的CO₂的來源有液泡和線粒體．
（3）在上午10：00點時，突然降低環境中CO₂濃度后的一小段時間內，植物A和植物B細胞中C₃含量變化的差異分別是沒有變化和含量減少．
（4）植物A氣孔開閉的特點，與其生活的環境是相適應的，推測植物A生活的環境最可能是炎熱干旱．（填“炎熱干旱”或“溫暖潮濕”）
（5）實驗室探究光照強度對植物B生理代謝的影響時，測得相關代謝數據為：黑暗條件下，CO₂釋放量為0.4mol/cm²葉•小時；光飽和時的光照強度為2.5千勒克司；光照強度為3.0千勒克司時光合作用釋放O₂量是1.0mol/cm²葉•小時．當光照強度為2.5千勒克司時，B植物光合作用固定的CO₂量是1.5（mol/cm²葉•小時）；如果光照強度不變，需要進一步提高光合速率，可采取的措施是增加二氧化碳濃度和適當提高溫度．

Answer 1

分析 本題中的關鍵信息有四個：
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，抓住關鍵詞“夜間”，就可以答出不能合成C₆H₁₂O₆的原因是沒有光反應．
二是“在上午10：00點時，突然降低環境中CO₂濃度”，該信息是第（3）小題的重要解題依據，由于植物A氣孔白天關閉，無法吸收空氣中的CO₂，所以降低環境中的CO₂濃度，對植物A的暗反應沒有影響．
三是“植物A氣孔開閉的特點，與其生活的環境是相適應的”，該信息是解答第（4）小題的重要依據，植物A的氣孔白天反而關閉，可能是它生活在炎熱干旱的地區，氣孔白天不關閉就會導致植物A因蒸騰作用失水過多而死亡．
四是“光飽和時的光照強度為2.5千勒克司”，該信息是解答第（5）小題的重要依據，由于光飽和時的光照強度為2.5千勒克司，所以光照強度為3.0千勒克司時光合作用釋放的O₂量和光照強度為2.5千勒克司時光合作用釋放的O₂量一樣多．

解答 解：（1）根據題意并結合圖一二看出，白天時植物A的氣孔是關閉的，植物利用的是夜間儲存在液泡中的二氧化碳，因此白天空氣中的二氧化碳濃度不是限制因素，其它因素包括光照強度、溫度、含水量均是．
（2）夜晚時沒有光照，光反應不能正常進行，無法為暗反應提供所需的ATP、[H]，因此植物A夜晚不能合成C₆H₁₂O₆．白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸經脫羧作用釋放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．
（3）由于A細胞的CO₂是由細胞內部提供，故與環境中二氧化碳濃度無關，因此沒有變化；而B細胞吸收的CO₂減少，同時C₃還被還原成C₅和C₆H₁₂O₆，因此細胞的葉綠體中C₃含量減少．
（4）由題意可知植物A夜晚氣孔開放，白天氣孔關閉，推測其生活環境的特點是可能是炎熱，干旱．
（5）黑暗條件下，CO₂釋放量為0.5mol/（cm²葉•小時）表示呼吸作用速率；光飽和時的光照強度為2.5千勒克斯，光照強度為3.0千勒克斯時光合速率與2.5千勒克斯時相同，因此測得的光合作用釋放O₂量是1.0（mol/cm²葉•小時）可以表示光照強度為2.5千勒克斯時凈光合速率．B植物光合作用固定的CO₂量即為總光合速率，總光合速率=凈光合速率+呼吸速率=1.0+0.5=1.5（mol/cm²葉•小時）．
如果光照強度不變，需要進一步提高光合速率，可采取的措施是增加二氧化碳濃度和適當提高溫度．
故答案為：
（1）溫度、光照強度、水分等
（2）沒有光照，光反應不能正常進行，無法為暗反應提供所需的ATP、[H]液泡和線粒體
（3）沒有變化   含量減少
（4）炎熱干旱
（5）1.5  增加二氧化碳濃度和適當提高溫度

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、運用等能力，考生要能夠結合影響光合作用的環境因素和光合作用的過程進行解題，難度適中．