Question

铁皮石斛为药用草本植物，喜生活在阴湿环境，已被列为“濒危珍稀植物”。下图为某科研小组测定其在光照和黑暗条件下的CO₂吸收速率曲线，请回答：

（1）铁皮石斛叶肉细胞可以将光能转变为化学能，参与这一过程的两类色素为________。

（2）铁皮石斛叶肉细胞叶绿体________上的色素吸收光能，将水分解，产生的O₂释放到细胞外至少需要穿过________层生物膜。

（3）据图分析，铁皮石斛不同于一般植物的特点是________________。研究发现，黑暗时铁皮石斛细胞可将CO₂转化为酸性物质储存起来，但不能将CO₂转化为糖类等有机物，其原因是暗处缺少光反应提供的________，进而不能完成C₃的________等过程。

（4）以铁皮石斛茎段为外植体进行植物组织培养，移栽前需将生根瓶苗打开瓶盖，移至常温下炼苗7天，炼苗的目的是________________。炼苗后，应洗去根部富含有机物的培养基，栽种在以________营养为主的普通基质上。

Answer

叶绿素和类胡萝卜素 类囊体薄膜 4 在暗处依然吸收CO2 ATP和[H] 还原 使组培苗适应外界的环境 无机

【解析】

1、光合作用分为光反应和暗反应两个阶段；

（1）光反应的场所是叶绿体的类囊体膜上，完成的反应是水光解产生还原氢和氧气，同时将光能转变成化学能储存在ATP中的化学能；

（2）暗反应的场所是叶绿体基质，包括二氧化碳固定和三碳化合物还原两个过程，三碳化合物还原需要光反应产生的还原氢和ATP。

2、铁皮石斛由光下进入暗处，光反应停止导致光反应产生的ATP和[H]不足，影响了暗反应过程中三碳化合物的还原，但是不影响二氧化碳的固定，即五碳化合物的消耗正常，而生产减少，所以短时间内五碳化合物的含量降低。据图分析可知铁皮石斛不同于一般植物的特点是CO2吸收速率始终大于零但其在黑暗中不能进行光反应产生ATP和[H]，因此其并不能产生糖类等光合产物。

（1）光合作用过程中分布在叶绿体类囊体薄膜上的叶绿素和类胡萝卜素可以吸收、传递和转化光能。

（2）光合色素位于叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收光能，将水分解，产生O2的场所在类囊体薄膜上，O2释放到细胞外需要穿过类囊体薄膜和叶绿体的双层膜、一层细胞膜，因此至少需要穿过4层生物膜。

（3）根据以上分析可知，铁皮石斛不同于一般植物的特点是CO2吸收速率始终大于零，即在暗处仍然可以吸收二氧化碳，但其在黑暗中不能进行光反应产生ATP和[H]，因此其并不能将C3还原产生糖类等光合产物。

（4）在组织培养中移栽前需将生根瓶苗打开瓶盖，移至常温下炼苗7天，炼苗的目的是使组培苗适应移栽后外界的环境，缩短缓苗时间，提高移栽成活率。炼苗后，植物已经接近适应大田中生存环境，由于大田土壤主要为植物提供无机营养，因此炼苗后应洗去根部富含有机物的培养基，栽种在以无机营养为主的普通基质上。