程少为医术怎么样 https://m-mip.39.net/baidianfeng/mipso_8505703.html植物中“特殊”的光合作用-CAM途径
学考选考分开后,选考的光合作用试题会更开放,更综合,不仅仅是光合作用过程结合两个活动,即色素的提取和分离实验和环境因素影响光合作用。前二次已经出现了希尔反应和卡尔文循环的情境题,学生已经觉得无从下手,接下来有可能会出现“特殊”的光合作用。
那么,“特殊”的光合作用是如何的呢?景天酸途径就是一种特殊的光合作用途径。
景天酸代谢-CAM途径
芦荟不但白天进行光合作用,放出氧气,而且在夜间还可以吸收室内的二氧化碳,净化室内的空气。芦荟可以有效地清除空气中的甲醛,栽几株芦荟,就等于在家里安装了几台“生物空气清新器”,时时刻刻都在净化居室环境。
芦荟
当空气中的有害气体如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、甲醛长期处在一个较高的水平,而芦荟已无力彻底清除吸收时,会在叶部出现斑点,报警你迅速采取相应措施,避免有害气体对人体健康的危害。
大部分植物都是在白天吸收二氧化碳释放氧气,在夜间则相反。但仙人掌、虎皮兰、景天、芦荟和吊兰等都是一直吸收二氧化碳的。
晚上不进行光合作用,这些植物是怎么吸收二氧化碳的呢?
这些植物属于景天酸代谢植物,它们在夜晚气孔开放,植物通过PEP羧化酶固定CO2形成草酰乙酸,然后再转变成苹果酸储存在液泡中;到了白天气孔关闭,液泡里的苹果酸逐渐转化并释放CO2,CO2进入叶绿体通过卡尔文循环形成糖类。
这类植物光合作用的这种特点,与它们生活在极度干旱的环境有关。
景天科等植物有一个很特殊的CO2同化方式:夜间固定CO2产生有机酸,白天有机酸脱羧释放CO2,用于光合作用,这样的与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为CAM途径。
CAM最早是在景天科植物中发现的,目前已知在近30个科,1万多个种的植物中有CAM途径,主要分布在景天科、仙人掌科、兰科、凤梨科、大戟科、番杏科、百合科、石蒜科等植物中。其中凤梨科植物达1千种以上,兰科植物达数千种,此外还有一些裸子植物和蕨类植物。
CAM植物起源于热带,往往分布于干旱的环境中,多为肉质植物,具有庞大的贮水组织,肉质植物不一定都是。常见的CAM植物有菠萝、剑麻、兰花、百合、仙人掌等。
典例解析一
试题:观赏植物蝴蝶兰可通过改变CO2,吸收方式以适应环境变化长期干旱条件下,蝴蝶兰在夜间吸收CO2,并贮存在细胞中。
(1)依图甲分析,长期干旱条件下的蝴蝶兰在0~4时________(填“有”或“无”)光合作用的碳反应发生,原因是________;10~16时无明显CO2吸收的直接原因是________。
(2)从图乙可知,栽培蝴蝶兰应避免________,以利于其较快生长。此外,由于蝴蝶兰属阴生植物,栽培时还需适当__________。
(3)蝴蝶兰的种苗可用植物细胞的__________,通过植物组织培养技术大规模生产,此过程中细胞分化的根本原因是_________。
答案:
(1)无叶绿体在无光时不能合成ATP和NADPH气孔关闭(2)长期干旱(长期缺水)遮阴(3)全能性基因的选择性表达
解析:
(1)由图甲可知,长期干旱条件下的蝴蝶兰在0~4时,由于不能进行光反应,无法给碳反应提供ATP和NADPH,因此不能进行碳反应;10~16时无明显CO2吸收的直接原因是气孔关闭,二氧化碳不能进入细胞。
(2)从图乙可知,蝴蝶兰在干旱条件下,细胞干重增加量小,因此栽培蝴蝶兰应避免干旱,以利于其较快生长.此外,由于蝴蝶兰属阴生植物,栽培时还需适当遮阴。
(3)植物细胞具有全能性,利用植物细胞的全能性,通过植物组织培养技术大规模生产种苗,此过程中细胞分化的根本原因是基因选择性表达,即基因在特定的时间和空间选择性表达。
蝴蝶兰
典例解析二
试题:景天科植物A有一个很特殊的CO2同化方式,夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中,如图一所示;白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,如图二所示。十字花科植物B的CO2同化过程如图三所示,请回答下列问题:
(1)白天,影响植物A光合作用强度的环境因素主要有 。
(2)植物A夜晚能吸收CO2,却不能合成C6H12O6的原因是 ,白天植物A进行光合作用所需的CO2的来源有和。
(3)在上午10:00点时,突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内,植物A和植物B细胞中C3含量变化的差异是 。
(4)植物A气孔开闭的特点,与其生活的环境是相适应的,推测植物A生活的环境最可能是。
答案:
(1)温度、光照强度、水分等(2)没有光照,光反应不能正常进行,无法为碳反应提供所需的ATP、NADPH苹果酸经脱羧作用释放的细胞呼吸产生的(3)植物A基本不变,植物B下降的(4)炎热干旱
解析:
(1)影响植物光合作用的主要环境因素应该是温度、光照强度、水分等。
(2)植物夜晚不能进行光反应,也就不能形成ATP和NADPH。苹果酸经脱羧作用释放的CO2,细胞呼吸也能产生CO2。
(3)植物A白天气孔关闭,而植物B白天气孔开放,若在上午10:00点时,突然降低环境中CO2浓度后的一小段时间内,植物A由于不吸收CO2,C3含量基本不变。
(4)植物A夜间气孔开放,吸收的CO2生成苹果酸储存在液泡中,而白天气孔关闭,液泡中的苹果酸经脱羧作用释放CO2用于光合作用,这说明植物A是在炎热干旱的环境中生存的,白天关闭气孔是它保存水分的生存策略,这也是长期自然选择的结果。
完
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