Question

【題目】生活在沙漠、高鹽沼澤等進水受限的環境中的多肉植物（如仙人掌、瓦松等）， 為適應環境它們夜間氣孔開放，白天氣孔關閉，以一種特殊的方式固定CO2，使光合作用最大化，下圖為瓦松部分細胞的生理過程模式圖，請據圖回答：

（1）圖中物質A為__________，酶1和酶2分別位于__________和__________。

（2）夜間瓦松能吸收CO2合成C6H12O6嗎？____________________，原因是____________________。

（3）夜間瓦松的細胞液pH通常會下降，請據圖分析原因：____________________。

（4）某同學將一株瓦松置于密閉裝置內進行遮光處理，用CO2傳感器測定裝置中 CO2的變化速率，以此作為該植物的呼吸速率，這種做法是否合理___________，原因是____________________。

Answer 1

【答案】丙酮酸（C3H4O3） 葉綠體基質 細胞質基質 不能 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] 夜間氣孔開放，葉肉細胞可以從外界吸收CO2轉化為蘋果酸，再運輸至液泡，使細胞液pH降低 不合理 因為多肉植物在遮光條件下進行細胞呼吸（呼吸作用）產生CO2的同時也吸收CO2用于合成蘋果酸，所以容器內CO2的變化速率作為該植物的呼吸速率不合理（“吸收CO2用于合成蘋果酸”）

【解析】

根據題干信息和圖形分析，夜晚沒有光照，不能進行光合作用，但是植物細胞中的PEP可以與二氧化碳反應生成OAA ，進一步反應產生蘋果酸儲存在液泡中；白天蘋果酸由液泡進入細胞質基質分解產生二氧化碳和物質A，其中二氧化碳進入葉綠體參與光臺作用暗反應，而物質A進入線粒體反應生成二 氧化碳供葉綠體使用，說明物質A是丙酮酸。

（1）根據以上分析已知，圖中物質A是丙酮酸；據圖分析，酶1催化CO2固定的場所是葉綠體基質，酶2催化CO2固定的場所是細胞質基質。

（2）夜晚多肉植物能吸收CO2，但是不能合成C6H12O6，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]。

（3）據圖分析可知，夜間氣孔開放，葉肉細胞可以從外界吸收CO2轉化為蘋果酸，再運至液泡，使細胞液pH 降低。

（4）某同學將多肉植物置于密閉容器內進行遮光處理，測定容器內CO2的增加量，并以單位時間內CO2的增加量作為該植物的呼吸速率。這種做法不合理，原因是多肉植物在遮光條件下可以進行細胞呼吸（呼吸作用）產生CO2，但同時也能夠吸收CO2并固定在蘋果酸（四碳化合物）中，所以以容器內單位時間CO2的增加量作為該植物的呼吸速率不合理。