2024届高考生物考前冲刺素能提升2代谢微专题3影响细胞呼吸和光合作用的因素课件

这是一份2024届高考生物考前冲刺素能提升2代谢微专题3影响细胞呼吸和光合作用的因素课件，共60页。PPT课件主要包含了重点突破，光反应，右上方，蓝紫色，C5供应不足，CO2的浓度有限，光能的吸收速率继，酒精和CO2，低温3℃，50mgh等内容，欢迎下载使用。

深化学科思维·体现知识运用
1.掌握影响细胞呼吸的四类曲线
重点1　影响细胞呼吸与光合作用的因素及应用
2.掌握影响光合作用因素的三类曲线
3.补偿点、饱和点与光合作用的关系及应用
(1)饱和点与补偿点的含义与植物生长的关系解读。①饱和点代表植物光合速率达到最大时所需的最低CO2浓度(或光照强度)。
②补偿点表示植物在一定条件下开始生长(积累有机物)的临界值,CO2浓度(或光照强度)高于补偿点,植物开始生长;低于补偿点,植物会净消耗有机物。补偿点低,说明植物在较弱光照或较低CO2浓度下就能生长。③通常,阴生植物的光补偿点和光饱和点都比阳生植物的低,由此可以区分阴生植物和阳生植物。
(2)光合作用曲线中的“关键点”移动分析。①A点:代表呼吸速率,细胞呼吸增强,A点下移;反之,A点 。②B点与C点的变化(注:只有横坐标为自变量,其他条件不变)。
③D点:代表最大光合速率,若增大光照强度或增大CO2浓度使光合速率增大时,D点向 移动;反之,移动方向相反。
4.自然环境及密闭容器中植物一昼夜气体变化曲线(1)自然环境中一昼夜植物光合作用变化曲线。
①a点:凌晨低温,细胞呼吸减弱,CO2释放量减少。②开始进行光合作用的点为b点,结束光合作用的点为 点。③光合速率与呼吸速率相等的点:c、h点;有机物积累量最大的点:h点。④de段下降的原因是 ,CO2吸收量减少,fh段下降的原因是 。
(2)密闭容器中一昼夜CO2和O2含量的变化曲线。
①光合速率等于呼吸速率的点: 点。
②若图1中N点低于虚线,该植物一昼夜表现为生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少,即总光合量大于总呼吸量,植物生长。③若图2中N点低于虚线,该植物一昼夜不能生长,其原因是N点低于M点,说明一昼夜密闭容器中O2浓度减少,即总光合量小于总呼吸量,植物不能生长。
考向1　围绕环境因素对细胞呼吸的影响及应用,考查科学思维能力1.(2022·山东卷改编)在有氧呼吸第三阶段,线粒体基质中的还原型辅酶脱去氢并释放电子,电子经线粒体内膜最终传递给O2,电子传递过程中释放的能量驱动H+从线粒体基质移至内外膜间隙中,随后H+经ATP合酶返回线粒体基质并促使ATP合成,然后与接受了电子的O2结合生成水。为研究短时低温对该阶段的影响,将长势相同的黄瓜幼苗在不同条件下处理,分组情况及结果如图所示。已知DNP可使H+进入线粒体基质时不经过ATP合酶。下列相关说法不正确的是(　　)A.4 ℃时线粒体内膜上的电子传递受阻B.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸产热多C.与25 ℃时相比,4 ℃时有氧呼吸消耗葡萄糖的量多D.DNP导致线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,生成的ATP减少
解析:与25 ℃相比,4 ℃时耗氧量增加,根据题意,电子经线粒体内膜最终传递给氧气,说明电子传递未受阻;与25 ℃相比,短时间低温4 ℃处理,ATP合成量较少,耗氧量较多,说明4 ℃时有氧呼吸释放的能量更多用于产热,消耗的葡萄糖量多;DNP使H+不经ATP合酶返回线粒体基质中,会使线粒体内外膜间隙中H+浓度降低,导致ATP合成减少。
2.某兴趣小组以酵母菌作为实验材料,以葡萄糖作为能量来源,在一定条件下,通过控制氧气浓度的变化,得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率(Ⅰ)、氧气消耗速率(Ⅱ)以及酒精产生速率(Ⅲ)随着时间变化的三条曲线,实验结果如图所示,t1时刻Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,S1、S2、S3、S4分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实验材料进行相同的实验,实验装备和条件不变,得到乳酸产生速率(Ⅳ)的曲线。下列相关叙述错误的是(　 　)A.t1时刻,氧气浓度较高,无氧呼吸消失B.如果改变温度条件,t1会左移或右移,但是S1和S2值始终相等C.若S2∶S3=2∶1,S4∶S1=8∶1时,0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1D.若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合,则0～t1时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
解析:由题图可知,t1时刻,酒精产生速率为0,Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合,说明酵母菌只进行有氧呼吸,无氧呼吸消失;如果改变温度条件,酶的活性会升高或降低,t1会左移或右移,0～t1产生的CO2=S1+S2+S3+S4,无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同,即无氧呼吸产生的CO2=S2+S3,有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量,即有氧呼吸产生的CO2=S2+S4,即S1+S2+S3+S4=S2+S3+S2+S4,即S1和S2的值始终相等;
由上述分析可知,S1=S2,若S2∶S3=2∶1、S4∶S1=8∶1时,则S4∶S2=8∶1,有氧呼吸产生的CO2=S2+S4=9S2,无氧呼吸产生的CO2=S2+S3=1.5S2,有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产生的CO2=6∶1,有氧呼吸消耗1 ml葡萄糖产生6 ml二氧化碳,无氧呼吸消耗1 ml葡萄糖产生2 ml二氧化碳,因此 0～t1时间段有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1;乳酸菌进行无氧呼吸消耗 1 ml 葡萄糖产生2 ml乳酸,酵母菌无氧呼吸消耗 1 ml 葡萄糖产生2 ml 酒精,若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合,说明酵母菌和乳酸菌进行无氧呼吸且乳酸和酒精的产生速率相等,但酵母菌同时进行有氧呼吸,则0～t1时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量大于乳酸菌。
考向2　围绕环境因素对光合作用的影响及应用,考查科学思维及社会责任3.(2023·湖北模拟)地下几百米的矿井里,温度常年维持在25～30 ℃,湿度维持在70%～80%,CO2浓度高达780～800 ppm。某市充分利用矿井的这一特点“变废为宝”,将废弃矿井改造成了植物工厂,用水培方式种植蔬菜,取得了较好的效益。下列相关分析不合理的是(　 　)A.矿井内适宜的温度,抑制了蔬菜的呼吸作用B.矿井内适宜的湿度,有利于蔬菜叶片气孔的开放C.矿井内高浓度的CO2,促进了蔬菜的光合作用D.蔬菜水培液的渗透压往往低于其根细胞的渗透压
解析:适宜的温度有利于植物细胞进行呼吸,不会抑制蔬菜的呼吸作用;矿井内适宜的湿度,有利于蔬菜叶片气孔的开放,从而促进光合作用;CO2是光合作用的原料,因此矿井内高浓度的CO2促进了蔬菜的光合作用;蔬菜水培液的渗透压往往低于其根细胞的渗透压,这样有利于根细胞吸收水分。
4.(2022·山东卷)强光条件下,植物吸收的光能若超过光合作用的利用量,过剩的光能可导致植物光合作用强度下降,出现光抑制现象。为探索油菜素内酯(BR)对光抑制的影响机制,将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
解析:(1)苹果幼苗叶肉细胞中的色素有叶绿素a、叶绿素b、叶黄素、胡萝卜素,其中胡萝卜素在层析液中溶解度最大,故色素分离时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素是胡萝卜素,主要吸收蓝紫光。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是　　　　。 
(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有　 、　　　　　　　(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是　  　 　。 
续增加,使水的光解速率继续增加
解析:(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,可能的原因有C5供应不足、CO2浓度有限;氧气的产生速率继续增加的原因是光能的吸收速率继续增加,使水的光解速率继续增加。
(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制　  (填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过　  发挥作用。
促进光反应关键蛋白的合成
解析:(3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光合作用强度较高,说明加入BR后光抑制减弱;乙组用BR处理,丙组用BR和试剂L处理,与乙组相比,丙组光合作用强度较低,由于试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成,说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
考向3　综合分析光合作用和细胞呼吸的影响因素,考查科学思维能力5.(2021·广东卷)与野生型拟南芥WT相比,突变体t1和t2在正常光照条件下,叶绿体在叶肉细胞中的分布及位置不同(图a,示意图),造成叶绿体相对受光面积的不同(图b),进而引起光合速率差异,但叶绿素含量及其他性状基本一致。在不考虑叶绿体运动的前提下,下列叙述错误的是(　 　)A.t2比t1具有更高的光饱和点(光合速率不再随光强增加而增加时的光照强度)B.t1比t2具有更低的光补偿点(光合吸收CO2与呼吸释放CO2等量时的光照强度)C.三者光合速率的高低与叶绿素的含量无关D.三者光合速率的差异随光照强度的增加而变大
解析:由题图可知,突变体t1的叶绿体相对受光面积大于突变体t2的叶绿体相对受光面积,故突变体t1在较小的光照强度下就能达到光补偿点和光饱和点;野生型、突变体t1和突变体t2的叶绿素含量基本一致,故造成野生型、突变体t1和突变体t2光合速率的高低与叶绿素含量无关;由题图可知,三者的光合速率差异是由叶绿体在细胞中分布位置不同引起的,与光照强度无关。
6.(2023·湖北卷)高温是制约世界粮食安全的因素之一,高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1 ℃,水稻、小麦等作物减产约3%～8%。关于高温下作物减产的原因,下列叙述错误的是(　 　)A.呼吸作用变强,消耗大量养分B.光合作用强度减弱,有机物合成减少C.蒸腾作用增强,植物易失水发生萎蔫D.叶绿素降解,光反应生成的NADH和ATP减少
解析:高温使作物叶绿素降解,光反应生成的NADPH和ATP减少,NADH是在呼吸作用中产生的。
1.液滴移动法测定光合速率与呼吸速率(1)测定装置。
重点2　细胞呼吸与光合作用的探究实验
(2)测定方法及解读。①甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸,由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2,所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率,可代表呼吸速率。②乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸,由于CO2缓冲液保证了容器内CO2浓度的恒定,所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率,可代表净光合速率。
③根据“总(真正)光合速率=呼吸速率+净光合速率”可计算得到总(真正)光合速率。④物理误差的校正:为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
2.“叶圆片上浮法”探究环境因素对光合作用强度的影响利用真空技术排出叶肉细胞间隙的空气,充以水分使叶片沉于水中。在光合作用过程中植物吸收CO2放出O2,由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累,结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或叶片全部上浮所需时间的长短),即能比较光合作用的强弱。
3.“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率(1)“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量。总(真正)光合作用量=净光合作用量+有氧呼吸量。(2)有初始值的情况下,黑瓶中O2的减少量为有氧呼吸量;白瓶中O2的增加量为净光合作用量;二者之和为总(真正)光合作用量。(3)在没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有O2量-黑瓶中测得的现有O2量=总(真正)光合作用量。
4.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量“半叶法”的原理是将对称叶片的一部分(A)遮光,另一部分(B)不做处理,并采用适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射一定时间后,在A、B的对应部位截取同等面积的叶片,烘干称重,分别记为MA、MB,则可计算出该叶片的总(真正)光合速率、呼吸速率和净光合速率。
考向1　围绕光合速率、呼吸速率等的相关实验,考查科学探究能力1.(2023·辽宁鞍山模拟)为了探究便于马铃薯储藏的有利条件,某研究小组利用马铃薯块茎做了相关实验,实验结果如图甲所示。在研究温度对光合作用与呼吸作用的影响时,在不同温度条件下采用“半叶法”对马铃薯植株上叶片的光合速率进行测定,将A侧遮光,B侧照光,在适宜的光照强度下照射1小时后,分别在A、B两侧截取同等单位面积的叶片称出干重(如图乙),实验结果如表所示(光合速率的单位为mg/h)。请据此回答下列问题。
(1)马铃薯植株中根细胞无氧呼吸的产物是　　　　　 ,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是　　　　,造成这种差异的直接原因是　　　　　　 　　　　　　。
不同部位细胞中酶的种类不同
解析:(1)马铃薯植株中根细胞无氧呼吸的产物是酒精和CO2,马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸,造成这种差异的直接原因是催化反应的酶的种类不同。
(2)由图甲可知,在　　　　　 　、　　条件下更有利于储藏马铃薯块茎;与25 ℃相比,在3 ℃条件下光照对马铃薯块茎细胞呼吸的促进作用较　　(填“强”或“弱”)。
解析:(2)由图甲可知,在低温、黑暗条件下更有利于储藏马铃薯块茎;3 ℃时黑暗条件下与光照条件下呼吸速率差值比25 ℃时大,即在3 ℃条件下光照对马铃薯块茎细胞呼吸的促进作用较强。
(3)根据表格数据分析,与30 ℃相比,35 ℃时的总光合速率　　(填“更强”“更弱”“不变”或“不确定”),理由是　  　　 　。
(MB—MA)/h表示总光合速率,两者均为
解析:(3)不同温度下,叶片在实验开始时的干重相同,设为a,呼吸速率为(a-MA)/h,净光合速率为(MB-a)/h,总光合速率为净光合速率+呼吸速率=(MB-MA)/h。35 ℃时的总光合速率为8.00-1.50=6.50(mg/h),30 ℃时的总光合速率为8.50-2.00=6.50(mg/h),所以与30 ℃相比,35 ℃时的总光合速率不变。
解析:(4)昼夜不停光照,不同温度下,叶片净光合速率大小与MB呈正相关,所以MB越大,则净光合速率就越大,叶片生长的速度相对就越快,故在25 ℃时该马铃薯叶片生长得相对最快。
(4)昼夜不停地光照,在　　 　　℃时该马铃薯叶片生长得相对最快。 
2.(2022·广东卷)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图a),测定相关指标(图b),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题。(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量　　　　,原因可能是　  　 　 。 
遮阴条件减弱了叶绿素的降解,同时增加了叶绿素的合成
解析:(1)分析图b可知,与A组相比,C组叶片叶绿素含量较高,原因可能是遮阴条件一方面减弱了叶绿素的降解,另一方面增加了叶绿素的合成。
(2)比较图b中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的　　 　　,因而生长更快。 
解析:(2)由图b可知,B组的净光合速率大于A组和C组的,推测B组的玉米植株可能会积累更多有机物,因而生长更快。
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究:实验材料:选择前期　　　　　 　　　一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。 
实验方法:按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以　　 　　为对照,并保证除　　　　　　外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒质量。 结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是　    　。 
探究能提高玉米产量的最适遮阴比例(合理即可)
解析:(3)结合题意分析可知,该实验的目的是探究B组条件可能会提高作物产量。因此,应选择前期光照等培养条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。按图a所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组、C组作为对照,并保证除遮阴比例外其他环境条件一致。收获后分别测量各组玉米的籽粒质量,然后比较各组玉米的平均单株产量。如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是探究能提高玉米产量的最适遮阴比例。
3.为探究光照和CO2对光合作用的影响,某实验小组将生理状况相同的黑藻置于不同的培养液中,给予不同的光照时间后,测定黑藻产生气泡的速率,以及实验后各组脱色后的叶片与碘反应后叶片的颜色,实验结果如下表所示。下列分析正确的是(　 　)
A.实验前要将黑藻置于黑暗环境中处理以消耗其自身的淀粉B.自来水中光照30 min后,叶片与碘反应后呈黄白色,说明黑藻没有进行光合作用C.该实验的自变量是培养液类型和光照时间,排出的气体都是CO2D.第5组叶片的颜色比第4组的深,说明第5组的光合速率比第4组的快
解析:进行该实验前要将黑藻置于黑暗环境中,目的是消耗其自身的淀粉,排除细胞中原有淀粉的影响;自来水中光照30 min后,叶片与碘反应后呈黄白色,原因可能是淀粉产生的量少,不能说明没有进行光合作用;该实验排出的气体是O2或CO2;第5组叶片的颜色比第4组的深,原因是第5组的光合作用时间长,光合作用产生的淀粉较多,不能说明光合速率快。
4.(2022·湖南卷)将纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8～10 μml/(s·m2)时,固定的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35 ℃/25 ℃,光照强度为2 μml/(s·m2),每天光照时长为14小时。回答下列问题:
(1)在此条件下,该水稻种子　　(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是　  　  　　　　　。 
种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,且光照有利于叶片叶绿素的形成
解析:(1)种子萌发形成幼苗的过程中,消耗的能量主要来自种子胚乳中储存的有机物,因此在光照强度为2 μml/(s·m2),每天光照时长为14小时条件下种子能萌发,光照强度低于光补偿点,光照有利于叶片叶绿素的形成,故种子能萌发并成苗。
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10 μml/(s·m2),其他条件与上述实验相同,该水稻　　　　(填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由是　  　  　  　  (答出两点即可)。 
光照强度为10 μml/(s·m2),光合作用强度等于呼吸作用强度,每天光照时长为14小时,此时光照时没有有机物的积累,黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,故全天没有有机物积累;且每天光照时长大于12小时,植株不能开花　
解析:(2)将该水稻适龄秧苗栽植于题述沙床上,光照强度为10 μml/(s·m2),光合作用强度等于呼吸作用强度,每天光照时长为14小时,此时光照时没有有机物的积累,黑暗中细胞呼吸仍需消耗有机物,且每天光照时长大于12小时,植株不能开花,因此该水稻不能繁育出新的种子。
(3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害、减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有　　　　　　　　特性。 
解析:(3)该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害、减少杂草生长,须灌水覆盖,此时种子获得氧气较少,可通过无氧呼吸分解有机物供能,无氧呼吸产生的酒精对种子有一定的毒害作用,推测该种子应具有耐受酒精毒害的特性。
(1)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中,在适宜且恒定的温度和光照条件下培养,发现容器内CO2含量初期逐渐降低,之后保持相对稳定。关于这一实验现象的解释是初期光合速率大于呼吸速率,之后光合速率等于呼吸速率。(　 　)
(2)某突变型水稻叶片的叶绿素含量约为野生型的一半,但固定CO2酶的活性显著高于野生型。如图显示两者在不同光照强度下的CO2吸收速率。则光照强度低于P时,突变型的光反应强度低于野生型;而光照强度高于P时,突变型的暗反应强度高于野生型。(2017·天津卷)(　 　)
(3)(经典高考题)某植物净光合速率变化趋势如图所示,则当CO2浓度大于c时,曲线B和C所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是 ;当环境中CO2浓度小于a时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量 (填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。
拓展新视野·培养新思维
情境材料　近年来多肉植物成为“新宠”进入百姓家中,多肉植物原本生活在干旱地区,其CO2固定过程非常特殊,被称为景天酸代谢途径,过程如图所示。
问题探究 (1)多肉植物是如何适应干旱的生活环境的?提示:多肉植物气孔在白天关闭,避免植物蒸腾过度导致脱水,从而适应干旱环境。(2)依据景天酸代谢途径推测:多肉植物是如何利用CO2进行光合作用的?提示:夜晚,多肉植物的气孔开放,CO2进入叶肉细胞中,经过一系列反应形成苹果酸,积累于液泡中;白天,多肉植物利用苹果酸脱羧释放和细胞呼吸产生的CO2进行光合作用。
(3)多肉植物夜晚能吸收CO2,却不能合成C6H12O6的原因是什么?提示:夜晚缺乏光照,多肉植物细胞中的叶绿体无法进行光反应产生NADPH和ATP。
1.(2023·河南郑州三模)落地生根、仙人掌等景天酸代谢植物的叶片,晚上气孔开放,在细胞质基质中的PEP羧化酶作用下,CO2与PEP结合形成OAA(草酰乙酸),进一步形成苹果酸积累在液泡中;白天气孔关闭,苹果酸转运出液泡后经脱羧释放出CO2进行光合作用。下列相关分析正确的是(　 　)A.景天酸代谢植物主要在夜间进行光合作用的暗反应阶段B.景天酸代谢植物固定CO2的场所有细胞质基质和叶绿体基质C.景天酸代谢植物细胞液的pH在夜间逐渐升高、白天逐渐降低D.景天酸代谢途径是植物定向变异的结果,是植物适应干旱的特征之一
解析:暗反应过程需要光反应阶段提供的NADPH和ATP等,夜间无光照,不能进行暗反应阶段;分析题意可知,景天酸代谢植物可通过暗反应过程在叶绿体基质中完成CO2的固定,也可在细胞质基质中完成CO2与PEP结合形成OAA的固定过程;景天酸代谢植物在夜间将CO2与PEP结合形成OAA,并进一步形成苹果酸积累在液泡中,导致细胞液pH降低,白天苹果酸转运出液泡使细胞液pH升高;变异是不定向的。
2.(2023·安徽合肥联考)景天科植物主要生长在热带干旱地区。图1表示景天科植物的景天酸代谢途径,图2表示研究者通过控制浇水量模拟干旱条件来研究干旱胁迫对甲、乙植物光合作用的影响。请回答下列问题。
(1)若光照减弱,则图1中C3、(CH2O)的含量的变化分别是　　　　　　;图1中能与CO2反应的物质有　　　　　,白天时叶肉细胞内被固定的CO2的来源有　  　　　　　　　　　　　　　　　　。 
苹果酸脱羧释放的CO2和细胞有氧呼吸产生的CO2
解析:(1)据图1可知,CO2能与RuBP结合形成C3,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并被NADPH还原形成(CH2O),若光照减弱,光反应减弱,产生的ATP和NADPH减少,C3还原形成(CH2O)减少,但CO2与RuBP结合形成C3正常进行,即C3去路减少,而来源不变,因此其含量增加,而(CH2O)含量减少。图1中CO2能与RuBP结合形成C3,CO2能与PEP结合形成OAA,因此能与CO2反应的物质有PEP、RuBP。白天苹果酸能进行脱羧释放CO2,细胞呼吸也能产生CO2,因此白天时叶肉细胞内被固定的CO2的来源有苹果酸脱羧释放的CO2和细胞有氧呼吸产生的CO2。
(2)请从适应性的角度分析景天科植物夜晚开启气孔,白天关闭气孔的意义: 　  　  　　　　　　　　。 
夜晚开启气孔吸收并储存二氧化碳以满足光合作用的需求,白天关闭气孔降低蒸腾作用以减少水分的散失
解析:(2)景天科植物主要生长在热带干旱地区,夜晚开启气孔吸收并储存CO2以满足光合作用的需求,白天关闭气孔降低蒸腾作用以减少水分的散失,因此景天科植物夜晚开启气孔,白天关闭气孔。
(3)据图2分析,植物　　　　更适于在干旱环境下生存,更类似景天科植物,理由是　   　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
与植物乙相比,植物甲在CO2浓度较低情况下CO2吸收速率大,生长得更好