Question

14．蘆薈具有一種特殊的CO₂同化方式：夜間氣孔開放，吸收CO₂轉(zhuǎn)化成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸分解釋放CO₂參與光合作用，如圖一、圖二．芥蘭的CO₂利用過程如圖三，請(qǐng)據(jù)圖回答問題：

（1）蘆薈夜晚不能合成C₆H₁₂O₆，原因是缺少碳反應(yīng)必需的ATP、NADPH．白天蘆薈和芥蘭進(jìn)行光合作用所利用的CO₂的來源區(qū)別在于白天蘆薈進(jìn)行光合作用所利用的CO2一部分來源蘋果酸分解
（2）在白天10：00點(diǎn)時(shí)，突然升高環(huán)境中CO₂的濃度，短時(shí)間內(nèi)蘆薈和芥蘭細(xì)胞中C₃酸含量的變化分別是蘆薈基本不變、芥蘭上升．若白天在某時(shí)刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細(xì)胞中C₆H₁₂O₆含量增加，則可能是由1于溫度更接近最適溫度或光照增加（環(huán)境因素）造成的．
（3）蘆薈氣孔開、閉的特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，推測(cè)其生活環(huán)境的特點(diǎn)是炎熱干旱．從進(jìn)化角度看，這種特點(diǎn)的形成是自然選擇的結(jié)果．
（4）科學(xué)家研究了芥蘭在某溫度下光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系并繪制成曲線，如圖四中OD段表示在一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)光照強(qiáng)度從零開始均速增加并達(dá)到光飽和點(diǎn)，圖中S₁、S₂、S₃表示所在部位的面積，請(qǐng)用圖中的S₁、S₂、S₃回答以下問題：

①一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)芥蘭呼吸作用消耗的有機(jī)物總量是S1+S3．
②一個(gè)單位時(shí)間內(nèi)芥蘭光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物總量是S2+S3．

Answer 1

分析 分析題圖：蘆薈的光合作用特點(diǎn)是：環(huán)境中的CO₂于晚間被固定到蘋果酸儲(chǔ)存于液泡中，白天蘋果酸通過脫羧釋放出CO₂，釋放的CO₂再被C₅固定．芥蘭光合作用的特點(diǎn)是：吸水環(huán)境中的CO₂后，直接用于光合作用暗反應(yīng)．
分析曲線圖：S₁代表無光照時(shí)，呼吸作用消耗的有機(jī)物；S₃代表有光照時(shí)，呼吸作用消耗的有機(jī)物；S₂代表光合作用積累的有機(jī)物，即凈光合作用量．

解答 解：（1）蘆薈在夜晚不能進(jìn)行完整的光合作用，因?yàn)殡m然能吸收二氧化碳，但沒有光反應(yīng)提供的ATP、NADPH；白天蘆薈進(jìn)行光合作用的CO₂來源是蘋果酸分解釋放CO₂和自身進(jìn)行呼吸作用釋放的二氧化碳．
（2）蘆薈的光合作用特點(diǎn)是：環(huán)境中的CO₂于晚間被固定到蘋果酸儲(chǔ)存于液泡中，白天蘋果酸通過脫羧釋放出CO₂，釋放的CO₂再被C₅固定．所以升高環(huán)境中CO₂濃度后，蘆薈由于氣孔關(guān)閉，不吸收二氧化碳，葉肉細(xì)胞中C₃含量基本不變；芥蘭光合作用的特點(diǎn)是：吸水環(huán)境中的CO₂后，直接用于光合作用暗反應(yīng)，所以升高環(huán)境中CO₂濃度后，芥蘭暗反應(yīng)固定的CO₂增多，導(dǎo)致C₃含量上升．若白天在某時(shí)刻忽然發(fā)現(xiàn)蘆薈植物細(xì)胞中C₆H₁₂O₆含量增加，則可能是由于溫度更接近最適溫度或光照增加造成的．
（3）蘆薈白天關(guān)閉氣孔，說明其是生存在炎熱干旱的環(huán)境中的，白天關(guān)閉氣孔是它保存水分的生存策略．
（4）從圖可知，呼吸消耗的有機(jī)物為呼吸速率與時(shí)間乘積，即S₁+S₃，光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物等于凈光合作用量+呼吸消耗量，即S₂+S₃．
故答案為：
（1）ATP、NADPH     白天蘆薈進(jìn)行光合作用所利用的CO2一部分來源蘋果酸分解    
（2）蘆薈基本不變   芥蘭上升     溫度更接近最適溫度或光照增加
（3）炎熱干旱     自然選擇
（4）①S1+S3     ②S2+S3

點(diǎn)評(píng) 本題蘆薈和芥蘭為素材，結(jié)合題圖，考查光合作用和呼吸作用的綜合應(yīng)用及影響因素，要求考生能分析題圖得出蘆薈和芥蘭光合作用特點(diǎn)，再結(jié)合光合作用過程，解答問題，特別是第（2）題．還要考生明確曲線圖中S₁、S₂、S₃的含義，再結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答第（4）題．