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重点强化练20　光合作用强度的影响因素
一、选择题
1．(2023·北京昌平区高三二模)探讨空气质量对大棚中草莓光合作用的影响，结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)
空气质量级别 棚温 T/℃ 光合有效辐射PAR/(μE·m－2·s－1) 光合速率Pn/(μmol·m－2·s－1)
二级良 29.2 1 189 25.7
三级轻度污染 28.2 882 24.5
四级中度污染 27.6 509 22.3
五级重度污染 27 428 13.8
A.T和PAR仅通过影响光反应进而影响Pn
B．T、PAR和Pn随空气污染程度加剧而增大
C．污染程度加剧时NADPH在短时间内增加
D．中度和重度污染时可通过补光提高Pn
2．(2024·重庆渝中区高三期中)科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度(气孔开放程度)的影响，结果如图。下列叙述不正确的是(　　)
A．单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率
B．低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2
C．CO2浓度达到1 300×10－6时，限制光合速率的因素可能是光照强度
D．进一步提高CO2浓度，净光合速率会继续增强
3．(2023·梅州高三三模)为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用，研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度，然后将长势一致的棉花植株随机均分为a、b、c、d四组，通过不同遮光处理一周后，测得结果如表所示。下列分析错误的是(　　)
处理 光照强度/(μmol m－2 s－1) 叶绿素相对含量 净光合速率/(μmol m－2 s－1)
无遮光处理(a组) 1 292.7 40.9 25.4
红色透光膜(b组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(c组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(d组) 930.7 42.1 21.2
A.通过实验可知，为了保证大棚内棉花产量最好使用黄色透光膜
B．导致四组棉花叶片净光合速率不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
C．将处理后的四组棉花同时置于自然光下，叶绿体中生成NADPH最多的是d组
D．雾霾天气下，选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
4．(2024·成都高三模拟)绿色植物在进行光合作用时会同时伴随发生一种消耗能量、吸收O2和释放CO2的现象，被称为光呼吸。如图为光呼吸的关系示意图，下列有关说法错误的是(　　)
A．光呼吸吸收O2、释放CO2的场所分别是叶绿体、线粒体
B．干旱高温等逆境条件下，植物的光呼吸会增强
C．温室栽培蔬菜时可通过增施有机肥减少光呼吸对光合产物的损耗
D．在光照条件下，若叶肉细胞中O2含量下降、CO2含量升高，会促进光呼吸
5．光是影响植物生命活动的重要环境因子之一，有大量证据表明，当叶片捕获的能量超过暗反应碳同化的能量时，过剩光能会导致活性氧生成量的急剧增加，活性氧分子的大量存在能够致使色素氧化或类囊体伤害，这种现象称为光抑制。叶片刚伸出时位于冠层顶部或枝条先端，容易暴露在强光下。但是，植物在进化过程中形成了一系列适应强光的机制。下列有关叙述错误的是(　　)
A．光抑制主要通过减弱光反应，进而影响暗反应
B．幼叶不容易发生光抑制可能与其色素量低和捕获光能少有关
C．植物经过长期进化，幼叶与叶柄的夹角小于成熟叶以适应强光
D．经济林种植为降低光抑制可选择阴生植物品种
6．(2024·江门高三联考)外界环境影响着植物的生长，科研人员研究了不同温度和CO2浓度对某植物光合速率的影响，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．与N点相比，M点时细胞中的C3含量更高
B．光合作用过程中CO2的固定发生在叶绿体基质中
C．由图可知，温度只能影响光合作用的暗反应阶段
D．由图可知，自然界中该植物生长最适温度为35～40 ℃
7．(2024·顺德李兆基中学高三模拟)甲植物和乙植物的净光合速率随 CO2 浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．CO2浓度为0 时，甲植物的呼吸速率大于乙植物
B．CO2浓度为400 μL·L－1 时，甲、乙植物的总光合速率相等
C．CO2浓度为500 μL·L－1 时，甲植物水的光解速率小于乙植物
D．与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
8．(2024·广州大学附属中学高三联考)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(如图)，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．各组幼苗所处的条件应相同且适宜
B．强光照射后短时间内，植物叶片胞间CO2浓度会降低
C．持续强光照射后，植物叶片胞间CO2浓度将降低
D．油菜素内酯可通过抑制光反应关键蛋白的合成减弱光抑制现象
9．(2024·潮州市松昌中学高三月考)如图表示实验室条件下，花生和田七两种植物在不同光照强度下O2释放量变化情况。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．光照强度为a时，花生和田七都能进行光合作用
B．增大环境中CO2浓度，b、d均会右移
C．光照强度为c时，花生的真正光合速率大于田七的真正光合速率
D．通过比较两条曲线可知，花生比田七更适合生长在弱光照环境中
10．(2023·泉州高三质检)光呼吸是植物利用光能，吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因(GLO、CAT、GCL、TSR)导入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢支路(GCGT支路)，如图虚线所示。据图分析，下列推测错误的是(　　)
A．光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上
B．光呼吸可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环
C．GCGT支路有利于减小H2O2对叶绿体的损害
D．GCGT支路可以降低光呼吸从而提高光合效率
二、非选择题
11．(2024·福建福州高级中学高三月考)大气中CO2浓度持续升高会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。 龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快， 一年可多次种植和收获。科研人员设置不同CO2浓度(大气 CO2浓 度LC 和 高CO2浓 度HC)和磷浓度(低磷浓度LP 和高磷浓度HP) 的实验组合进行相关实验，结果如图所示。请回答下列问题：
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下，______________________________。
(2)ATP水解酶的主要功能是______________________；ATP 水解酶活性可通过测定
________________________________________________________________________来表示。
(3)由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC＋HP处理比LC＋HP处理的龙须菜净光合速率______，推测其原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要通过____________(方式) 吸收更多的矿质元素，因而细胞呼吸增强，导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知，大气CO2条件下，高磷浓度能__________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是______________。
12．干旱是抑制玉米生长的重要因素，为研究干旱胁迫对玉米光合作用的影响，某研究小组选取了两个玉米品种(郑单958和陕单902)进行盆栽控水实验，每个品种分为正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理，持续培养7天后，取第三片展叶测定各项指标，结果如图所示。
请回答下列问题：
(1)本实验的自变量是______________________________________________________。
(2)植物在受到干旱胁迫时的反应之一是内源__________(激素)含量升高，其主要的生理效应是促使气孔关闭，还可以提高蔗糖转化酶的活性，进而促进蔗糖水解，有利于调节细胞内的____________，有助于植物细胞吸水。
(3)干旱胁迫下，影响玉米净光合速率的因素分为气孔因素和非气孔因素，气孔因素对净光合速率的直接影响表现为____________________________________________________；非气孔因素对净光合速率的影响表现可能是细胞中超氧化物歧化酶活性降低，导致自由基积累，破坏了______________，进而影响光反应。
(4)分析图2和图3的数据可知，轻度干旱和重度干旱时，影响陕单902净光合速率的因素分别是________和________(填“气孔因素”或“非气孔因素”)，请说出你的判断依据：_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
13．光合作用有助于解决食物短缺、能源枯竭、全球气候变化等问题，研究光合作用机理提高自然光合作用效率、发展人工光合作用一直是科学研究的重点。请回答下列问题：
(1)高等植物进行光合作用离不开细胞中捕获光能的色素和结构，其中不同色素对光的吸收存在差异，在测量叶绿素的含量时，为了排除类胡萝卜素的干扰，应该在________(颜色)光照射下测定吸光度，可得到该种色素的吸收光谱。叶绿体中存在光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，能吸收、传递、转化光能，则该复合体位于__________________，由蛋白质、叶绿素和电子传递链组成，其吸收的能量在光反应阶段储存在________________中。已知PSⅡ中的核心蛋白D1对叶绿体中活性氧(ROS)尤为敏感，极易受到破坏，同时叶绿体中存在编码D1的基因psbA，使得新合成的D1不断取代损伤的D1，从而修复PSⅡ，研究发现高温会造成叶绿体内的ROS大量累积，从而显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSⅡ修复效率降低，进而降低了光合效率，由此分析高温导致D1不足的原因是_______________________，提高高温下PSⅡ的修复效率成为研究的重要方向。
(2)高等植物细胞进行卡尔文循环，在核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco)的催化下，CO2与五碳糖(C5)结合形成三碳酸分子(C3)，该酶存在的场所为______________，光照下，叶肉细胞中O2会与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，该过程会消耗光合作用过程中的有机物，据此分析，在缺水环境中农作物减产的原因是________________________________________________________________________________
________________________________(答出2点)。
(3)基于光合作用原理，研究人员研发出人工叶绿体，它是一个由磷脂双分子层包裹的微小水滴，内含以类囊体薄膜为基础的能量转化模块和多种酶，可利用太阳能连续进行CO2的固定与还原，是一个人工光合作用系统。相比于植物细胞中的叶绿体，该人工叶绿体在结构上的主要不同点在于________________________________________________________________，在固定等量CO2情况下，该系统中有机物的积累量会高于植物，原因是_________。
重点强化练20　光合作用强度的影响因素（解析版）
一、选择题
1．(2023·北京昌平区高三二模)探讨空气质量对大棚中草莓光合作用的影响，结果如表所示。下列叙述正确的是(　　)
空气质量级别 棚温 T/℃ 光合有效辐射PAR/(μE·m－2·s－1) 光合速率Pn/(μmol·m－2·s－1)
二级良 29.2 1 189 25.7
三级轻度污染 28.2 882 24.5
四级中度污染 27.6 509 22.3
五级重度污染 27 428 13.8
A.T和PAR仅通过影响光反应进而影响Pn
B．T、PAR和Pn随空气污染程度加剧而增大
C．污染程度加剧时NADPH在短时间内增加
D．中度和重度污染时可通过补光提高Pn
答案　D
解析　T(温度)主要通过影响酶的活性从而影响光合作用，所以既影响光反应阶段也影响暗反应阶段，A错误；据表可知，T、PAR和Pn随空气污染程度加剧而减小，B错误；污染程度加剧时，PAR下降，光反应速率降低，产生的NADPH减少，而暗反应受到的影响较小，所以NADPH在短时间内减少，C错误；中度和重度污染时PAR下降明显，对光反应的影响较大，从而限制了光合速率的提高，所以可通过补光提高Pn，D正确。
2．(2024·重庆渝中区高三期中)科研人员测定了不同CO2浓度对南方红豆杉净光合速率和气孔导度(气孔开放程度)的影响，结果如图。下列叙述不正确的是(　　)
A．单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量可表示净光合速率
B．低浓度CO2时，气孔导度较大有利于叶片吸收CO2
C．CO2浓度达到1 300×10－6时，限制光合速率的因素可能是光照强度
D．进一步提高CO2浓度，净光合速率会继续增强
答案　D
解析　单位面积叶片在单位时间内的CO2吸收量或O2释放量可表示净光合速率，A正确；由题图可知，低浓度CO2时，叶片气孔导度较大，气孔导度越大，叶片从外界吸收的CO2越多，B正确；CO2浓度达到1 300×10－6时，气孔导度较小，此时净光合速率不再增加，净光合速率不再随着CO2浓度的增大而增加，限制光合速率的因素可能是光照强度，C正确，D错误。
3．(2023·梅州高三三模)为探究何种色膜有利于棉花叶的光合作用，研究人员首先测定了不同遮光环境下的光照强度，然后将长势一致的棉花植株随机均分为a、b、c、d四组，通过不同遮光处理一周后，测得结果如表所示。下列分析错误的是(　　)
处理 光照强度/(μmol m－2 s－1) 叶绿素相对含量 净光合速率/(μmol m－2 s－1)
无遮光处理(a组) 1 292.7 40.9 25.4
红色透光膜(b组) 410.3 40.0 10.7
蓝色透光膜(c组) 409.9 39.6 13.2
黄色透光膜(d组) 930.7 42.1 21.2
A.通过实验可知，为了保证大棚内棉花产量最好使用黄色透光膜
B．导致四组棉花叶片净光合速率不同的环境因素主要是光照强度和光的波长
C．将处理后的四组棉花同时置于自然光下，叶绿体中生成NADPH最多的是d组
D．雾霾天气下，选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长
答案　A
解析　通过题表中实验结果可知，为了保证大棚内棉花产量最好进行无遮光处理，A错误；不同的透光膜透过的光的波长不同，光照强度不同，进而导致了净光合速率不同，B正确；不同处理条件下，d组处理下的叶绿素相对含量最高，d组吸收的光能最多，生成的NADPH最多，C正确；黄色透光膜下棉花叶的净光合速率更大，推测雾霾天气下，选择黄色人工光源进行补光比红光和蓝光更适合棉花的生长，D正确。
4．(2024·成都高三模拟)绿色植物在进行光合作用时会同时伴随发生一种消耗能量、吸收O2和释放CO2的现象，被称为光呼吸。如图为光呼吸的关系示意图，下列有关说法错误的是(　　)
A．光呼吸吸收O2、释放CO2的场所分别是叶绿体、线粒体
B．干旱高温等逆境条件下，植物的光呼吸会增强
C．温室栽培蔬菜时可通过增施有机肥减少光呼吸对光合产物的损耗
D．在光照条件下，若叶肉细胞中O2含量下降、CO2含量升高，会促进光呼吸
答案　D
解析　光呼吸和光合作用的暗反应都利用C5作为原料，在光照条件下，若叶肉细胞中O2含量下降、CO2含量升高，C5更易于与CO2结合，会抑制光呼吸，D错误。
5．光是影响植物生命活动的重要环境因子之一，有大量证据表明，当叶片捕获的能量超过暗反应碳同化的能量时，过剩光能会导致活性氧生成量的急剧增加，活性氧分子的大量存在能够致使色素氧化或类囊体伤害，这种现象称为光抑制。叶片刚伸出时位于冠层顶部或枝条先端，容易暴露在强光下。但是，植物在进化过程中形成了一系列适应强光的机制。下列有关叙述错误的是(　　)
A．光抑制主要通过减弱光反应，进而影响暗反应
B．幼叶不容易发生光抑制可能与其色素量低和捕获光能少有关
C．植物经过长期进化，幼叶与叶柄的夹角小于成熟叶以适应强光
D．经济林种植为降低光抑制可选择阴生植物品种
答案　D
解析　光抑制是不能充分利用光能，引起光能过剩而使光合作用减弱，故经济林种植为降低光抑制应选择更耐强光的阳生植物品种，D错误。
6．(2024·江门高三联考)外界环境影响着植物的生长，科研人员研究了不同温度和CO2浓度对某植物光合速率的影响，结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．与N点相比，M点时细胞中的C3含量更高
B．光合作用过程中CO2的固定发生在叶绿体基质中
C．由图可知，温度只能影响光合作用的暗反应阶段
D．由图可知，自然界中该植物生长最适温度为35～40 ℃
答案　B
解析　与N点相比，M点时CO2浓度更低，CO2的固定更慢，C3含量更少，A错误；光合作用过程中，CO2的固定发生在叶绿体基质中，CO2和C5结合生成C3，B正确；光合作用光反应也有酶促反应，温度也影响光反应，C错误；从图中看出，自然界中(大气CO2浓度下)最适合植物生长的温度是25～30 ℃，D错误。
7．(2024·顺德李兆基中学高三模拟)甲植物和乙植物的净光合速率随 CO2 浓度变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．CO2浓度为0 时，甲植物的呼吸速率大于乙植物
B．CO2浓度为400 μL·L－1 时，甲、乙植物的总光合速率相等
C．CO2浓度为500 μL·L－1 时，甲植物水的光解速率小于乙植物
D．与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存
答案　A
解析　由题图可知，CO2浓度为0时，植物只进行细胞呼吸，甲植物的呼吸速率大于乙植物，A正确；CO2浓度为 400 μL·L－1时，甲、乙植物的净光合速率相等，但甲的呼吸速率大于乙，所以此时甲的总光合速率大于乙，B错误；CO2浓度为500 μL·L－1时，甲植物的总光合速率大于乙植物，所以甲植物水的光解速率大于乙植物，C错误；在高浓度的CO2条件下，甲的净光合速率大于乙植物，所以甲植物更适合在高 CO2浓度条件下生存，D错误。
8．(2024·广州大学附属中学高三联考)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(如图)，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．各组幼苗所处的条件应相同且适宜
B．强光照射后短时间内，植物叶片胞间CO2浓度会降低
C．持续强光照射后，植物叶片胞间CO2浓度将降低
D．油菜素内酯可通过抑制光反应关键蛋白的合成减弱光抑制现象
答案　B
解析　本实验的自变量是BR和L的有无及处理时间，各组幼苗所处的条件是无关变量，应保证各组条件相同，但应处于强光(非适宜)条件下，A错误；强光照射后短时间内光反应增强，产生的NADPH和ATP增加，暗反应加强，植物叶片胞间CO2浓度会降低，B正确；持续强光照射后，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，此时暗反应减弱，利用的CO2减少，植物叶片胞间CO2浓度将升高，C错误；与清水组相比，加入BR后光合作用强度较高，说明加入BR后光抑制减弱；与BR组相比，BR＋L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(油菜素内酯)可能是通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用的，D错误。
9．(2024·潮州市松昌中学高三月考)如图表示实验室条件下，花生和田七两种植物在不同光照强度下O2释放量变化情况。据图分析，下列说法错误的是(　　)
A．光照强度为a时，花生和田七都能进行光合作用
B．增大环境中CO2浓度，b、d均会右移
C．光照强度为c时，花生的真正光合速率大于田七的真正光合速率
D．通过比较两条曲线可知，花生比田七更适合生长在弱光照环境中
答案　D
解析　光照强度a是田七的光补偿点，光合作用强度＝细胞呼吸强度，此时花生的光合作用强度＜细胞呼吸强度，故此时花生和田七都能进行光合作用，A正确；b点为田七的光饱和点，d点为花生的光饱和点，若增大环境中的CO2浓度，田七和花生的光合速率都会增大，光饱和点都会右移，B正确；光照强度为c时，两种植物的净光合速率相同，但据图可知，花生的细胞呼吸强度大于田七，故温度不变的条件下，花生的真正光合速率大于田七的真正光合速率，C正确；花生的光补偿点和光饱和点都更大，故其比田七更适合生长在强光照环境中，D错误。
10．(2023·泉州高三质检)光呼吸是植物利用光能，吸收O2并释放CO2的过程。研究者将四种酶基因(GLO、CAT、GCL、TSR)导入水稻叶绿体，创造了一条新的光呼吸代谢支路(GCGT支路)，如图虚线所示。据图分析，下列推测错误的是(　　)
A．光呼吸时C5与O2的结合发生在线粒体内膜上
B．光呼吸可以将部分碳重新回收进入卡尔文循环
C．GCGT支路有利于减小H2O2对叶绿体的损害
D．GCGT支路可以降低光呼吸从而提高光合效率
答案　A
解析　由题图可知，光呼吸时C5与O2的结合发生在叶绿体基质中，A错误；光呼吸可以将部分碳转化为甘油酸，甘油酸可转化为C3，进而将碳重新回收进卡尔文循环，B正确；GCGT支路中，H2O2可被分解为H2O和O2，有利于减小其对叶绿体的损害，C正确；光呼吸代谢支路(GCGT支路)可以将部分碳重新回收进卡尔文循环，有利于降低光呼吸消耗，从而提高光合效率，D正确。
二、非选择题
11．(2024·福建福州高级中学高三月考)大气中CO2浓度持续升高会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。 龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快， 一年可多次种植和收获。科研人员设置不同CO2浓度(大气 CO2浓 度LC 和 高CO2浓 度HC)和磷浓度(低磷浓度LP 和高磷浓度HP) 的实验组合进行相关实验，结果如图所示。请回答下列问题：
(1)本实验的目的是探究在一定光照强度下，________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)ATP水解酶的主要功能是______________________；ATP 水解酶活性可通过测定______________________________________________________________________________
________________________________________________________________________来表示。
(3)由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC＋HP处理比LC＋HP处理的龙须菜净光合速率______，推测其原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要通过____________(方式) 吸收更多的矿质元素，因而细胞呼吸增强，导致有机物消耗增加。
(4)由图2可知，大气CO2条件下，高磷浓度能__________龙须菜的净光合速率。磷等矿质元素的大量排放导致了某海域海水富营养化，有人提出可以在该海域种植龙须菜。结合以上研究结果，从经济效益和环境保护的角度分析种植龙须菜的理由是
________________________________________________________________________。
答案　(1)不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响　(2)催化ATP水解　单位时间磷酸(或ADP)的生成量(或单位时间ATP的消耗量)　(3)低　主动运输　(4)提高　龙须菜在高磷条件下能快速生长，收获经济效益的同时能降低海水中的磷等矿质元素的浓度，保护海洋生态
解析　(2)酶具有专一性，ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解；酶活性可通过测定产物的生成量或底物的消耗量进行表示，由于ATP的水解产物是ADP和Pi，故ATP水解酶活性可通过测定单位时间磷酸(或ADP)的生成量或单位时间ATP的消耗量来表示。(3)净光合速率＝总光合速率－呼吸速率，由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC＋HP处理比LC＋HP处理的龙须菜净光合速率低，推测其原因是在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要通过主动运输的方式吸收矿质元素，矿质元素的吸收需消耗能量，因而细胞呼吸增强，导致有机物消耗增加。(4)由图2可知，大气CO2条件(LC组)下，HP组(高磷浓度)的净光合速率＞LP组(低磷浓度)，故推测高磷浓度能提高龙须菜的净光合速率。
12．干旱是抑制玉米生长的重要因素，为研究干旱胁迫对玉米光合作用的影响，某研究小组选取了两个玉米品种(郑单958和陕单902)进行盆栽控水实验，每个品种分为正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理，持续培养7天后，取第三片展叶测定各项指标，结果如图所示。
请回答下列问题：
(1)本实验的自变量是______________________________________________________。
(2)植物在受到干旱胁迫时的反应之一是内源__________(激素)含量升高，其主要的生理效应是促使气孔关闭，还可以提高蔗糖转化酶的活性，进而促进蔗糖水解，有利于调节细胞内的____________，有助于植物细胞吸水。
(3)干旱胁迫下，影响玉米净光合速率的因素分为气孔因素和非气孔因素，气孔因素对净光合速率的直接影响表现为____________________________________________________；非气孔因素对净光合速率的影响表现可能是细胞中超氧化物歧化酶活性降低，导致自由基积累，破坏了______________，进而影响光反应。
(4)分析图2和图3的数据可知，轻度干旱和重度干旱时，影响陕单902净光合速率的因素分别是________和________(填“气孔因素”或“非气孔因素”)，请说出你的判断依据：_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)玉米品种和干旱程度　(2)脱落酸　渗透压　(3)气孔导度下降，导致叶肉细胞吸收CO2减少，降低暗反应中CO2的固定速率　类囊体薄膜　(4)气孔因素　非气孔因素　轻度干旱时，气孔导度和胞间CO2浓度都下降；重度干旱时，气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明不是气孔因素引起的
解析　(1)由题干信息“选取了两个玉米品种，每个品种分为正常供水(CK)、轻度干旱(LS)、中度干旱(MS)和重度干旱(SS)4个处理”可知，本实验的自变量包括玉米的品种和干旱程度。(2)植物在受到干旱胁迫时的反应之一是脱落酸含量升高，脱落酸可以促进气孔关闭，可以提高蔗糖转化酶的活性，进而促进蔗糖水解为单糖，使细胞内的渗透压升高，有助于植物吸水。(3)气孔导度降低即气孔开放程度降低，导致植物从外界吸收的CO2减少，直接影响了光合作用的暗反应阶段中CO2的固定。自由基可攻击磷脂，破坏生物膜，结合后文提到的“影响光反应”可知破坏了类囊体薄膜。(4)从图2和图3可知，轻度干旱时，气孔导度和胞间CO2浓度都下降，说明陕单902净光合速率的降低是气孔因素引起的；重度干旱时，气孔导度下降，但胞间CO2浓度上升，说明其不是气孔因素引起的，即非气孔因素导致的。
13．光合作用有助于解决食物短缺、能源枯竭、全球气候变化等问题，研究光合作用机理提高自然光合作用效率、发展人工光合作用一直是科学研究的重点。请回答下列问题：
(1)高等植物进行光合作用离不开细胞中捕获光能的色素和结构，其中不同色素对光的吸收存在差异，在测量叶绿素的含量时，为了排除类胡萝卜素的干扰，应该在________(颜色)光照射下测定吸光度，可得到该种色素的吸收光谱。叶绿体中存在光系统Ⅰ(PSⅠ)和光系统Ⅱ(PSⅡ)，能吸收、传递、转化光能，则该复合体位于__________________，由蛋白质、叶绿素和电子传递链组成，其吸收的能量在光反应阶段储存在________________中。已知PSⅡ中的核心蛋白D1对叶绿体中活性氧(ROS)尤为敏感，极易受到破坏，同时叶绿体中存在编码D1的基因psbA，使得新合成的D1不断取代损伤的D1，从而修复PSⅡ，研究发现高温会造成叶绿体内的ROS大量累积，从而显著抑制psbA mRNA的翻译过程，导致PSⅡ修复效率降低，进而降低了光合效率，由此分析高温导致D1不足的原因是_______________________，提高高温下PSⅡ的修复效率成为研究的重要方向。
(2)高等植物细胞进行卡尔文循环，在核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco)的催化下，CO2与五碳糖(C5)结合形成三碳酸分子(C3)，该酶存在的场所为______________，光照下，叶肉细胞中O2会与CO2竞争性结合C5，O2与C5结合后经一系列反应释放CO2的过程称为光呼吸，该过程会消耗光合作用过程中的有机物，据此分析，在缺水环境中农作物减产的原因是________________________________________________________________________________
________________________________(答出2点)。
(3)基于光合作用原理，研究人员研发出人工叶绿体，它是一个由磷脂双分子层包裹的微小水滴，内含以类囊体薄膜为基础的能量转化模块和多种酶，可利用太阳能连续进行CO2的固定与还原，是一个人工光合作用系统。相比于植物细胞中的叶绿体，该人工叶绿体在结构上的主要不同点在于________________________________________________________________，在固定等量CO2情况下，该系统中有机物的积累量会高于植物，原因是__________。
答案　(1)红　叶绿体的类囊体薄膜　NADPH和ATP　ROS积累抑制了psbA mRNA的翻译，影响了D1的合成　(2)叶绿体基质　水是光反应的原料，故缺水条件下，光反应受影响，光合速率降低；缺水环境中气孔导度下降，进入叶片的CO2减少，与O2竞争性结合C5的过程受阻　(3)该人工叶绿体含有单层生物膜(1层磷脂双分子层)，膜上没有蛋白质和多糖等物质　该系统无细胞呼吸的消耗

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