7. 生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中

7. 生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题:
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止______________,又能保证_____________正常进行。
(3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____(简要写出实验思路和预期结果)
答案】    (1). 细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体类囊体薄膜    (2). 细胞呼吸(或呼吸作用)     (3). 蒸腾作用过强导致水分散失过多    (4). 光合作用    (5). 实验思路:取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组;A组在(湿度适宜的)正常环境中培养,B组在干旱环境中培养,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH,并求平均值。
预期结果:A组pH平均值高于B组。
解析
【分析】据题可知,植物甲生活在干旱地区,为降低蒸腾作用减少水分的散失,气孔白天关闭、晚上打开。白天气孔关闭时:液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用,光合作用生成的氧气和有机物可用于细胞呼吸,白天能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体;而晚上虽然气孔打开,但由于无光照,叶肉细胞只能进行呼吸作用,能产生ATP的场所有细胞质基质和线粒体。
详解】(1)白天有光照,叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用,也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸,光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中,有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP,因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气,反之,细胞呼吸(呼吸作用)产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应,故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸(或呼吸作用)释放的CO2
(2)由于环境干旱,植物吸收的水分较少,为了维持机体的平衡适应这一环境,气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多,晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。
(3)该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱,由于夜间气孔打开吸收二氧化碳,生成苹果酸储存在液泡中,导致液泡pH降低,故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式,即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路:取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组;A组在(湿度适宜的)正常环境中培养,B组在干旱环境中培养,其他条件相同且适宜,一段时间后,分别检测两组植株夜晚同一时间液泡中的pH,并求平均值。
预期结果:A组pH平均值高于B组。
【点睛】解答本题的关键是明确实验材料选取的原则,以及因变量的检测方法和无关变量的处理原则。
 
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