Question

【題目】景天酸代謝（CAM）途徑屬于某些植物特殊的CO2固定方式：夜晚氣孔開放，通過一系列反應將CO2固定于蘋果酸，并儲存在液泡中（甲）；白天氣孔關閉，蘋果酸運出液泡后放出CO2，供葉綠體的暗反應利用（乙）。請回答下列問題：

（1）在夜晚，葉肉細胞能產生ATP的細胞器有____________。

（2）該植物細胞進行卡爾文循環的場所是葉綠體____________；參與卡爾文循環的CO2直接來源于____________過程，被固定后生成的化合物是____________（填“C3”或“C5”）。

（3）該植物夜晚____________（能/不能）合成有機物，原因是_______________________________。

（4）在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內部有一些顆粒，它們被看作葉綠體的“脂質倉庫”，其體積隨葉綠體的生長而逐漸變小，可能的原因是____________________________________。

（5）研究發現，玉米固定CO2的途徑類似CAM途徑，若將小麥和玉米置于相同的強光、高溫和干旱環境中，一段時間后，____________（小麥或玉米）生長更好，其原因是____________。

Answer 1

【答案】線粒體 基質 蘋果酸分解和細胞呼吸（有氧呼吸） C3 不能 夜晚沒有光照，不能進行光反應，不能為暗反應提供ATP和[H] 顆粒中的脂質參與構成葉綠體中的膜結構 玉米 植物在強光、高溫和干旱環境中，植物大量失水導致氣孔關閉，植物體內的CO2濃度會降低。小麥在較低CO2濃度時光合作用強度降低，玉米在較低濃度的CO2環境中可進行較強的光合作用，故玉米比小麥生長更好。

【解析】

光合作用分為兩個階段進行，在這兩個階段中，第一階段是直接需要光的稱為光反應，第二階段不需要光直接參加，是二氧化碳轉變為糖的反過程稱為暗反應。光合作用在葉綠體中進行，光反應的場所位于類囊體膜，暗反應的場所在葉綠體基質。光反應的發生需要葉綠體類囊體膜上的色素、酶參與。光合作用和呼吸作用是植物兩大重要的代謝反應，光合作用與呼吸作用的差值稱為凈光合作用。

（1）在夜晚，葉肉細胞不能進行光合作用，能產生ATP的細胞器有線粒體。

（2）該植物細胞進行卡爾文循環的場所是葉綠體基質。從圖示可以看出，參與卡爾文循環的CO2直接來源于蘋果酸分解和細胞呼吸（有氧呼吸）過程。CO2與RuBP生成C3，被固定后生成的化合物是C3。

（3）夜晚沒有光照，不能進行光反應，不能為暗反應提供ATP和[H]，因此該植物夜晚不能合成有機物。

（4）在電子顯微鏡下觀察，可看到葉綠體內部有一些顆粒，它們被看作葉綠體的“脂質倉庫”，其體積隨葉綠體的生長而逐漸變小，可能的原因是顆粒中的脂質參與構成葉綠體中的膜結構（主要由磷脂和蛋白質組成）。

（5）研究發現，玉米固定CO2的途徑類似CAM途徑，若將小麥和玉米置于相同的強光、高溫和干旱環境中，一段時間后，玉米生長更好，其原因是植物在強光、高溫和干旱環境中，植物大量失水導致氣孔關閉，植物體內的CO2濃度會降低。小麥在較低CO2濃度時光合作用強度降低，玉米在較低濃度的CO2環境中可進行較強的光合作用，故玉米比小麥生長更好。。