Question

【题目】下表为C3植物与C4植物光合作用暗反应阶段的场所与过程比较。回答下列问题：

植物类型	场所	途径	反应过程
C3植物	叶肉细胞叶绿体	C3	C5+CO2→2C3 C5+（CH2O）+H2O
C4植物	叶肉细胞叶绿体	C4	C3（PEP）+CO2→C4
	维管束鞘细胞叶绿体	C3	C5+CO2→2C3 C5+（CH2O）+H2O

（1）无论是C3植物还是C4植物，它们的暗反应阶段所需要的ATP和[H]都来自____________。

（2）由表可知，C3植物和C4植物的暗反应途径不同，它们光合作用的产物分别积累在________和____________中。

（3）有同学推测“C4植物叶肉细胞中是因为缺少暗反应所需的某种关键酶X而不能合成淀粉”。请利用C4植物叶肉细胞中的叶绿体基质提取液（甲液）、C4植物维管束鞘细胞中的叶绿体基质提取液（乙液）、酶X的稀释液、碘液等实验材料，设计实验证明该推测___________________。（简要写出实验设计思路和实验结果。）

Answer 1

【答案】光反应 叶肉细胞 维管束鞘细胞 实验思路：实验分为3组，标号为A、B、C， A组加入甲液和酶X稀释液， B组加入甲液， C组加入乙液，在适宜条件下反应一段时间后，加入碘液观察颜色变化

实验结果：A组和C组变蓝，B组不变蓝。

【解析】

光合作用的具体的过程：

①光反应阶段：场所是类囊体薄膜

a．水的光解：2H2O4[H]+O2 b．ATP的生成：ADP+PiATP

②暗反应阶段：场所是叶绿体基质

a．CO2的固定：CO2 +C52C3 b．三碳化合物的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O

实验设计的一般步骤：

分组编号→设置对照实验（给与不同的处理）→观察并记录实验结果（注意保证无关变量的一致性）→得出结论。

（1）由光合作用的过程可知，C3植物与C4植物的暗反应阶段利用的[H]和ATP都来自光反应阶段。

（2）结合表中信息可知，C3植物和C4植物光合作用的产物分别积累在叶肉细胞和维管束鞘细胞中。

（3）要证明C4植物叶肉细胞中是因为缺少暗反应所需的酶X而不能合成淀粉，实验的自变量是有无暗反应所需的酶X，因变量是是否产生了淀粉。实验中，取3支试管，分别标号为A、B、C组，A组加入甲液和酶X稀释液，B组加入甲液，C组加入乙液。由于甲液、乙液都是叶绿体基质的提取液，因此，还需分别在3支试管中加入等量的光反应的产物ATP、[H]，并通入适宜浓度的二氧化碳，在相同且适宜的条件下反应一段时间。在3支试管中各加入2滴碘液，观察试管中的颜色变化。A组和C组中有与暗反应相关的酶X，能够生成淀粉，溶液变蓝，B组中不含与暗反应相关的酶X，不能产生淀粉，溶液不变蓝。