Question

12．某同學(xué)用導(dǎo)管把圖示若干透明裝置連接成一個(gè)密閉的循環(huán)系統(tǒng)（箭頭表示氣流的方向），進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究．請(qǐng)你根據(jù)所給條件，分析可能的現(xiàn)象或結(jié)論．

（1）乙葉片在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是維管束細(xì)胞外具有“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)．
（2）將乙和丙裝置連接，一天中有18小時(shí)給予充足的光照，4小時(shí)黑暗，一段時(shí)間后該植物死亡；說明CO₂是影響植物生長(zhǎng)的重要的生態(tài)因素．
（3）將甲、乙裝置相連，若光照和黑暗各12小時(shí)，一周后能正常生長(zhǎng)的是乙，原因是C₄植物能利用低濃度的CO₂，若用C¹⁴標(biāo)記C₃植物中的光合產(chǎn)物，則在C₄植物的呼吸產(chǎn)物中可發(fā)現(xiàn)C¹⁴，寫出C¹⁴所經(jīng)過的主要結(jié)構(gòu)途徑：C₃植物線粒體-C₄植物葉肉細(xì)胞葉綠體-C₄植物維管束鞘細(xì)胞葉綠體-C₄植物線粒體．
（4）若利用甲、丙裝置探究光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用的影響，必須對(duì)裝置所作的改變是丙裝置中NaOH換成NaHCO₃，可通過測(cè)量和計(jì)算A、B處單位時(shí)間內(nèi)CO₂濃度或O₂濃度的變化量作為量化指標(biāo)．

Answer 1

分析 據(jù)圖分析：甲中的植物是C₃植物，乙中的植物是C4植物，丙中的燒杯中的氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳．C₃植物和C₄植物的區(qū)別主要看其在光合作用中二氧化碳固定后的最初產(chǎn)物，如果受體是1-5二磷酸核酮糖（RuBP），則二氧化碳結(jié)合后生成3碳化合物3-磷酸甘油酸，這樣進(jìn)行光合作用的植物就是C₃植物，大部分植物都是C₃植物；如果受體是磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），則二氧化碳結(jié)合后生成的是4碳化合物草酰乙酸，這樣進(jìn)行光合作用的植物就是C₄植物，主要是一些熱帶植物，如玉米、甘蔗等．
兩者的葉片結(jié)構(gòu)也有很大差別．C₃植物葉維管束鞘細(xì)胞不發(fā)達(dá)，而C₄植物維管束鞘細(xì)胞則比較發(fā)達(dá)，因C₄植物的暗反應(yīng)在其中進(jìn)行．另外C₄植物光呼吸也比C₃植物小得多．

解答 解：（1）乙中的植物是C₄植物，其葉片結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是維管束細(xì)胞外具有“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)．
（2）乙和丙裝置連接，一天中有18小時(shí)給予充足的光照，4小時(shí)黑暗，一方面二氧化碳被光合作用消耗，另一方面呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳被丙中的氫氧化銅吸收，所以一段時(shí)間后該植物死亡，原因是二氧化碳是乙植物生長(zhǎng)的重要的生態(tài)因素．
（3）將甲、乙裝置相連，若光照和黑暗各12小時(shí)，由于乙植物是C₄植物，能利用低濃度的 CO₂，一周后能正常生長(zhǎng)．用C¹⁴標(biāo)記C3植物中的光合產(chǎn)物，其呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳含有C¹⁴標(biāo)記，所以其經(jīng)過的主要結(jié)構(gòu)途徑為C₃植物線粒體-C₄植物葉肉細(xì)胞葉綠體-C₄植物維管束鞘細(xì)胞葉綠體-C₄植物線粒體．
（4）利用甲、丙裝置探究光照強(qiáng)度對(duì)植物光合作用的影響，自變量是光照強(qiáng)度，所以必須對(duì)裝置所作的改變是丙裝置中NaOH換成NaHCO₃．因變量為光合作用數(shù)量或強(qiáng)度，可以用A、B處單位時(shí)間內(nèi)CO₂濃度或O₂濃度的變化量作為測(cè)量指標(biāo)．
故答案為：
（1）維管束細(xì)胞外具有“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)  
（2）死亡  CO₂
（3）乙    C₄植物能利用低濃度的CO₂ C₃植物線粒體-C₄植物葉肉細(xì)胞葉綠體-C₄植物維管束鞘細(xì)胞葉綠體-C₄植物線粒體   
（4）丙裝置中NaOH換成NaHCO₃    CO₂濃度或O₂濃度

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查C₃植物和C₄植物在光合作用過程中的異同，意在強(qiáng)化學(xué)生對(duì)光合作用的過程的理解與運(yùn)用，試題難度中等．