Question

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           。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           。

（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           和        。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           [在CO₂、C₅、C₃、（CH₂O）中选择，用“→”表示]。

（3）依据左图，请简要解释右表中，列2数值低于列3数值的主要原因                。

（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            （填结构）。

Answer

（7分，每空1分）（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

【解析】

试题分析：（1）依题意并结合图示分析可知：长寿花夜间吸收并固定CO2，形成的苹果酸除了储存在液泡中外，还在细胞质基质中转化为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体中被分解产生的CO2进入叶绿体中参与卡尔文循环，这说明；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。白天气孔关闭，是由于缺水造成的，据此可推知，该植物所生活地区的自然环境为高温干旱。

（2）结合对（1）的分析可知：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。以14C标记CO2提供给长寿花，CO2在叶绿体基质中首先与C5结合生成2C3，此过程称为CO2的固定，随后C3利用ATP水解释放的能量，被[H]还原为糖类（CH2O）等有机物，即在碳同化的过程中14C出现在叶绿体中相应物质的顺序依次为：CO2→C3→（CH2O）。

（3） 表中列2数值和列3数值分别表示晚间和白天长寿花叶片周围空气中CO2浓度平均值，因晚间空气中的CO2被转化为苹果酸，储存在液泡中，所以列2数值低于列3数值。

（4）生物膜系统的功能之一是：细胞内的生物膜把各种细胞器分隔开，使得细胞内能够同时进行多种化学反应，而不会互相干扰，保证了细胞生命活动高效、有序地进行。据此可知：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。

考点：本题考查光合作用、细胞呼吸、生物膜系统的相关知识，意在考查学生能从题图中提取有效信息并结合这些信息，运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力。