Question

9．景天科植物长寿花原产于非洲，与多数植物不同，它们的绿色组织上的气孔夜间开放，吸收并固定CO₂，形成以苹果酸为主的有机酸；白天则气孔关闭，不吸收CO₂，但同时却通过光合碳循环将从苹果酸中释放的CO₂还原为糖．下表表示在晴朗的数天中，测定长寿花叶片周围空气中CO₂浓度平均值（10^-4 g/L）的结果．
（1）由图可知，长寿花参与CO₂转化的细胞器除了叶绿体之外，还有线粒体和液泡（可颠倒位置缺一不可）．该植物叶片气孔白天关闭、夜间开放，可推测其所生活地区的自然环境为高温干旱．
（2）由图可知，长寿花叶肉细胞在白天和夜间固定CO₂合成有机物的场所分别是叶绿体基质和细胞质基质．若以¹⁴C标记CO₂，则在碳同化的过程中¹⁴C出现在叶绿体中相应物质的顺序依次为CO₂→C₃→（CH₂O）[在CO₂、C₅、C₃、（CH₂O）中选择，用“→”表示]．
（3）依据图，请简要解释表中，列2数值低于列3数值的主要原因空气中的CO₂被转化为苹果酸，储存在液泡中．

日期	下午6点至次日凌晨6点	凌晨6点至下午6点
6.15	477	589
6.20	483	587
6.25	490	590
6.30	484	588
7.5	484	587

（4）长寿花叶肉细胞能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，其原因在于细胞内存在细胞的生物膜系统 （填结构）．

Answer 1

分析 据图分析：景天科植物长寿花的气孔能在夜间打开，吸收的二氧化碳经过一系列的反应生成苹果酸并储存在液泡中，在白天气孔几乎完全关闭，苹果酸从液泡中运出并在酶的催化下生成二氧化碳并被固定．光合作用的场所是叶绿体，光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段．据此分析作答．

解答 解：（1）据图分析，长寿花参与CO₂转化的细胞器主要有叶绿体、线粒体和液泡．该植物叶片气孔白天关闭、夜间开放，可推测其所生活地区的自然环境为
高温干旱．
（2）图中，长寿花叶肉细胞在白天气孔关闭，苹果酸可以释放出二氧化碳参与光合作用的暗反应阶段与五碳化合物结合被固定为三碳化合物．夜间气孔开放，二氧化碳进入细胞后在细胞质基质中与PEP结合生成OAA在转化为苹果酸而被固定．以¹⁴C标记CO₂，¹⁴C出现在叶绿体中相应物质的顺序依次为二氧化碳首先与五碳化合物结合生成三碳化合物，随后三碳化合物被还原生成有机物，即CO₂→C₃→（CH₂O）．
（3）下午6点至次日凌晨6点空气中的CO₂被转化为苹果酸，储存在液泡中，所以下午6点至次日凌晨6点的数据低于凌晨6点至下午6点的．
（4）长寿花叶肉细胞内存在细胞的生物膜系统，所以能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰．
故答案为：
（1）线粒体和液泡（可颠倒位置缺一不可）    高温干旱
（2）叶绿体基质   细胞质基质    CO₂→C₃→（CH₂O）
（3）空气中的CO₂被转化为苹果酸，储存在液泡中
（4）细胞的生物膜系统

点评 本题结合图示主要考查光合作用的过程等相关知识，意在强化学生对相关知识的识记、理解与运用．题目难度中等．