Question

生活在沙漠、高盐沼泽等进水受限的环境中的多肉植物（如仙人掌、瓦松等）， 为适应环境它们夜间气孔开放，白天气孔关闭，以一种特殊的方式固定CO₂，使光合作用最大化，下图为瓦松部分细胞的生理过程模式图，请据图回答：

（1）图中物质A为__________，酶1和酶2分别位于__________和__________。

（2）夜间瓦松能吸收CO₂合成C₆H₁₂O₆吗？____________________，原因是____________________。

（3）夜间瓦松的细胞液pH通常会下降，请据图分析原因：____________________。

（4）某同学将一株瓦松置于密闭装置内进行遮光处理，用CO₂传感器测定装置中 CO₂的变化速率，以此作为该植物的呼吸速率，这种做法是否合理___________，原因是____________________。

Answer

丙酮酸（C3H4O3） 叶绿体基质 细胞质基质 不能 没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H] 夜间气孔开放，叶肉细胞可以从外界吸收CO2转化为苹果酸，再运输至液泡，使细胞液pH降低 不合理 因为多肉植物在遮光条件下进行细胞呼吸（呼吸作用）产生CO2的同时也吸收CO2用于合成苹果酸，所以容器内CO2的变化速率作为该植物的呼吸速率不合理（“吸收CO2用于合成苹果酸”）

【解析】

根据题干信息和图形分析，夜晚没有光照，不能进行光合作用，但是植物细胞中的PEP可以与二氧化碳反应生成OAA ，进一步反应产生苹果酸储存在液泡中；白天苹果酸由液泡进入细胞质基质分解产生二氧化碳和物质A，其中二氧化碳进入叶绿体参与光台作用暗反应，而物质A进入线粒体反应生成二 氧化碳供叶绿体使用，说明物质A是丙酮酸。

（1）根据以上分析已知，图中物质A是丙酮酸；据图分析，酶1催化CO2固定的场所是叶绿体基质，酶2催化CO2固定的场所是细胞质基质。

（2）夜晚多肉植物能吸收CO2，但是不能合成C6H12O6，原因是没有光照，光反应不能正常进行，无法为暗反应提供所需的ATP、[H]。

（3）据图分析可知，夜间气孔开放，叶肉细胞可以从外界吸收CO2转化为苹果酸，再运至液泡，使细胞液pH 降低。

（4）某同学将多肉植物置于密闭容器内进行遮光处理，测定容器内CO2的增加量，并以单位时间内CO2的增加量作为该植物的呼吸速率。这种做法不合理，原因是多肉植物在遮光条件下可以进行细胞呼吸（呼吸作用）产生CO2，但同时也能够吸收CO2并固定在苹果酸（四碳化合物）中，所以以容器内单位时间CO2的增加量作为该植物的呼吸速率不合理。