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易錯點09關于光合作用和呼吸作用實驗分析
實驗能力是生物科學研究的必備能力之一。實驗題是生物高考題的特色之一，常常以非選擇題形式考查實驗設計、分析、評價能力。這類試題情境涉及科研新成果，與農業生產實際聯系緊密，試題背景陌生，命題角度新穎，具有較強的綜合性。不擅長從大量信息中快速準確篩選出有效信息、實驗設計原理和原則的應用不當、實驗分析能力薄弱是失分的主要原因。在復習備考中，應加強練習尋找規律，同時關注易錯點，避開細微易錯陷阱，從而提高解答這類題的能力。
易錯陷阱1：實驗現象的原因分析。未掌握葉綠素形成的影響因素，對光照影響光反應和CO2濃度影響暗反應的分析邏輯混亂等造成答不對或答不全。
易錯陷阱2：變量的分析。存在多個自變量、因變量時常常漏答，找不準關鍵無關變量等造成得不到滿分。
易錯陷阱3：實驗思路與實驗步驟。混淆實驗思路與實驗步驟的區別。
易錯陷阱4：驗證性實驗與探究性實驗。分辨不清驗證性實驗與探究性實驗的區別或做題時忽略了二者的區別而錯答。
易錯陷阱5：光合作用實驗中CO2緩沖液（NaHCO3）和NaOH的作用。不理解NaHCO3作為CO2緩沖液的原理造成誤判。
例題1、（2022 廣東 T18）研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養 10 天后（下圖 a），測定相關指標（下圖b），探究遮陰比例對植物的影響。回答下列問題：
（1）結果顯示，與 A 組相比，C 組葉片葉綠素含量_______，原因可能是____________________。
（2）比較圖 b 中 B1 與 A 組指標的差異，并結合 B2 相關數據，推測 B 組的玉米植株可能會積累更多的__________________，因而生長更快。
（3）某興趣小組基于上述 B 組條件下玉米生長更快的研究結果，作出該條件可能會提高作物產量的推測，由此設計了初步實驗方案進行探究：
實驗材料：選擇前期______________________一致、生長狀態相似的某玉米品種幼苗 90 株。
實驗方法：按圖 a 所示的條件，分 A、B、C 三組培養玉米幼苗，每組 30 株；其中以________________為對照，并保證除_________________________外其他環境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。
結果統計：比較各組玉米的平均單株產量。
分析討論：如果提高玉米產量的結論成立，下一步探究實驗的思路是________________________。
【解析】 分析題圖 a 可知，A 組未遮陰，B 組植株一半遮陰（50%遮陰），C 株全遮陰（100%遮陰）。
（1）分析題圖 b 結果可知，培養 10 天后，A 組葉綠素含量為 4.2，C 組葉綠素含量為 4.7，原因可能是遮陰條件下植物合成較多的葉綠素，以盡可能多地吸收光能。
（2）比較圖 b 中 B1 葉綠素含量為 5.3，B2 組的葉綠素含量為 3.9， B1 凈光合速率為20.5，B2 組的凈光合速率為 7.0；可推測 B 組的玉米植株總葉綠素含量為 （5.3+3.9）/2=4.6，凈光合速率為（20.5+7.0）/2=13.75，而A 組葉綠素含量為 4.2， A 組凈光合速率為 11.8，兩項數據 B 組均高于 A 組，推測 B 組可能會積累更多的糖類等有機物，因而生長更快。
（3）分析題意可知，該實驗目的是探究 B 組條件下是否提高作物產量。該實驗自變量為玉米遮光程度，因變量為作物產量，可用籽粒重量表示，關鍵無關變量是某玉米品種幼苗前期光照條件、生長狀態。實驗設計應遵循對照原則、單一變量原則、等量原則等，無關變量應保持相同且適宜，故實驗設計如下：實驗材料：選擇前期光照條件一致、生長狀態相似的某玉米品種幼苗 90株。實驗方法：按圖 a 所示條件，分為 A、B、C 三組培養玉米幼苗，每組 30 株；其中以 A 組為對照，并保證除遮光條件外其他環境條件一致，收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。結果統計：比較各組玉米的平均單株產量。分析討論：如果 B 組遮光條件下能提高作物產量，則下一步需要探究能提高作物產量的具體的最適遮光比例是多少。
【答案】
（1）高 遮陰條件下植物合成較多的葉綠素
（2）糖類等有機物
（3）光照條件 A 組 遮光程度
探究能提高作物產量的具體的最適遮光比例是多少
例題2、（2022浙江·T27）通過研究遮陰對花生光合作用的影響，為花生的合理間種提供依據。研究人員從開花至果實成熟，每天定時對花生植株進行遮陰處理。實驗結果如表所示。
注：光補償點指當光合速率等于呼吸速率時的光強度。光合曲線指光強度與光合速率關系的曲線。
回答下列問題：
（1）從實驗結果可知，花生可適應弱光環境，原因是在遮陰條件下，植株通過增加_____________，提高吸收光的能力；結合光飽和點的變化趨勢，說明植株在較低光強度下也能達到最大的____________________；結合光補償點的變化趨勢，說明植株通過降低____________，使其在較低的光強度下就開始了有機物的積累。根據表中________________________________的指標可以判斷，實驗范圍內，遮陰時間越長，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合產物主要以________形式提供給各器官。根據相關指標的分析，表明較長遮陰處理下，植株優先將光合產物分配至_______中。
（3）與不遮陰相比，兩種遮陰處理的光合產量均_________。根據實驗結果推測，在花生與其他高稈作物進行間種時，高稈作物一天內對花生的遮陰時間為_________（A．<2 小時；B．2小時；C．4 小時；D．>4 小時），才能獲得較高的花生產量。
【解析】
（1）從表中數據可以看出，遮陰一段時間后，花生植株的葉綠素含量在升高，提高了對光的吸收能力。光飽和點在下降，說明植株為適應低光照強度條件，可在弱光條件下達到飽和點。光補償點也在降低，說明植物的光合作用下降的同時呼吸速率也在下降，以保證植物在較低的光強下就能達到凈光合大于 0 的積累效果。低于 5klx 光合曲線的斜率體現弱光條件下與光合速率的提高幅度變化，在實驗范圍內隨遮陰時間增長，光合速率提高幅度加快，故說明植物對弱光的利用效率變高。
（2）植物的光合產物主要是以有機物（蔗糖）形式儲存并提供給各個器官。結合表中數據看出，較長時間遮陰處理下，整株植物的光合產量下降，但葉片的光合產量沒有明顯下降，從比例上看反而有所上升，說明植株優先將光合產物分配給了葉。
（3）與對照組相比，遮陰處理4小時的單株果實光合產量下降程度大于遮陰處理2小時的單株果實光合產量下降程度。若將花生與其他高稈作物間種，則應盡量減少其他作物對花生的遮陰時間，遮陰處理時間小于2 小時才能獲得較高花生產量。
【答案】
（1）葉綠素含量 光合速率 呼吸速率 低于 5klx 光合曲線的斜率
（2）蔗糖 葉
（3）下降 A
1. 幾種實驗現象的原因分析
（1）幼苗葉片呈黃色的原因：影響葉綠素形成的外界因素有光照、溫度、必需的礦質元素鎂和氮等。葉綠素的合成需要光照，黑暗中生長的植物幼苗葉片因不能合成葉綠素而呈黃色；溫度影響葉綠素合成相關的酶的活性，從而影響葉綠素的合成使幼苗葉片呈黃色；葉綠素中含有鎂（Mg）和氮（N）等元素，缺乏時植物不能合成葉綠素而使幼苗葉片呈黃色。
（2）植物出現“光合午休現象”的解釋：夏季晴朗的白天10～14時左右，此時溫度很高，導致氣孔開度減小，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制，光合作用強度明顯減弱。
（3）光照強度增加提高光合作用強度的原因：
光照強度增加，光反應速率加快，產生的[H]和ATP增多，使暗反應中C3還原過程加快，從而使光合作用產物增加。例如：光照強度增加，葉綠素含量增加，吸收的光能增多，光反應速率加快，使暗反應中C3還原過程加快，從而使光合作用產物增加。
（4）增加CO2濃度提高光合作用強度的原因
CO2濃度影響暗反應階段，制約C3的形成。例如：提高植物葉片的氣孔導度（或“正其行通其風”“合理密植”保證良好通風），可以提高CO2濃度，促進CO2的吸收，增強了暗反應速率，進而提高植物的凈光合速率；增施農家肥，農家肥中微生物分解作用產生的CO2供給植物吸收利用，促進暗反應，進而提高光合作用強度。
（5）植物體干物質積累速率（凈光合速率）下降的原因：若植物體光合速率不變（或下降）,植物體呼吸速率在增加,而植物體干物質積累速率即凈光合速率=光合速率-呼吸速率，則植物體干物質積累速率（凈光合速率）下降。
2. 多因子變量對光合速率的影響的分析
例1 下圖1、圖2、圖3研究的自變量分別是光照強度、溫度；光照強度、溫度；光照強度、CO2濃度。
例2 下表中研究的自變量是遮陰時間，因變量是光飽和點、光補償點、低于5klx光合曲線的斜率、葉綠素含量、單株光合產量、單株葉光合產量、單株果實光合產量。
3. 實驗思路與實驗步驟。
思路是“想法”，是較為粗線條的思考過程，其要求“言簡意賅”。一般須體現“對照思想”，顯示自變量和因變量，對無關變量表述時，應注意體現“相同且適宜”。 步驟是“做法”，是更為“細節化”的操作流程，其要求“精確細致”。必須體現“自變量”如何設置，“因變量”如何獲得，“無關變量”如何保證相同且適宜。
4. 驗證性實驗與探究性實驗。
(1) 實驗目的：尋找題干信息，一般寫有“驗證（證明）……”，即為驗證性實驗，一般書寫為“探究（研究）……”“通過實驗確認……”，即為探究性實驗。
(2)實驗結果與結論的關系：在驗證性實驗中，因為要驗證的事實是正確的，實驗結果只有一種，實驗結論即是實驗要驗證的事實。在探究實驗中，因為實驗結果是未知的，可能出現的實驗結果有多種，因此對應的實驗結論也有多種，不同的結果對應不同的結論。
5. NaOH和NaHCO3溶液的作用
NaOH溶液的作用是吸收CO2，清除密閉容器內的CO2。NaHCO3溶液的作用是維持密閉容器內CO2量的穩定，其機理是：在密閉的容器中NaHCO3 與CO2可以相互轉換，即Na2CO + H2O + CO →2NaHCO 2NaHCO →Na2CO + H2O + CO 。
1. （2022 全國乙卷· T2）某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，發現容器內 CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是
A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
1. 【答案】D
【解析】
在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，小麥同時進行光合作用和呼吸作用，而且初期光合作用消耗CO2的量大于呼吸作用產生CO2的量，所以密閉容器內 CO2含量逐漸降低，之后光合作用速率減慢，呼吸作用速率加快，直至相等時光合作用消耗CO2的量等于呼吸作用產生CO2的量，密閉容器內 CO2含量保持相對穩定，ABC項錯誤，D項正確。
2.（2022福建廈門市3月質檢·T17）甘薯以收獲塊根為主，其產量大、適應性強，是我國脫貧攻堅產業推廣的一種農作物。干旱脅迫是限制甘薯產量提高的主要因素，研究表明噴施外源植物激素可增強甘薯的抗旱性。科研人員以甘薯為材料，探究噴施NAA和6-BA（細胞分裂素類物質）對甘薯抗旱性的影響，實驗結果如下表所示。
注：CK表示對照組，LD表示輕度干旱
回答下列問題：
（1）干旱脅迫下甘薯細胞內的滲透調節物質脯氨酸含量明顯升高，其生物學意義是________。
（2）實驗中對CK組的處理是________。
（3）干旱脅迫會導致甘薯產量下降，噴施外源激素能緩解這一現象，據表分析其可能的機理是___________。根據實驗結果可知，噴施________對于緩解干旱對甘薯脅迫的效果更佳。
（4）研究表明，在輕度干旱條件下噴施6-BA不僅可提高甘薯的凈光合速率，還可促進光合產物由源（葉片）向庫（塊根）轉移。請設計實驗方案加以驗證，簡要寫出實驗思路和預期結果。
2.【答案】
（1）脯氨酸含量升高，可提高細胞內滲透壓，增強甘薯在干旱條件下的吸水能力
（2）正常供水
（3）干旱條件下，噴施外源激素可以提高甘薯葉片的氣孔導度，促進CO2的吸收，進而提高甘薯的凈光合速率；6-BA
（4）實驗思路：取輕度干旱條件下長勢相同的甘薯植株，均分為A、B兩組，A組噴施適宜濃度的6-BA ，B組噴施等量的清水，一段時間后測定并比較兩組植株的凈光合速率及塊根和葉片的干重
預期結果：A組植株的凈光合速率及塊根和葉片的干重的值均大于B組
【解析】
（1）干旱脅迫下甘薯細胞內的滲透調節物質脯氨酸含量明顯升高，使得細胞內滲透壓比外界更高，有利于細胞吸水，適應干旱環境條件，所以，其生物學意義是脯氨酸含量升高，可提高細胞內滲透壓，增強甘薯在干旱條件下的吸水能力。
（2）實驗中CK組屬于空白對照，LD組為輕度干旱，供水少，所以實驗中對CK組的處理是正常供水。
（3）據表分析：干旱脅迫會導致甘薯產量下降，但NAA(生長素類似物)和6 BA(細胞分裂素類物質都可以緩解干旱脅迫，與LD組(輕度干早組)相比，噴施外源激素組的甘薯的凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度都更高，所以噴施外源激素能緩解這一現象，推測其可能的機理是干旱條件下，噴施外源激素可以提高甘薯葉片的氣孔導度，促進CO2的吸收，進而提高甘薯的凈光合速率。根據實驗結果可知，與LD組(輕度干旱組)和LD+NAA組相比，噴施6-BA組的凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度都更高，因此噴施6-BA對干緩解干旱對甘薯脅迫的效果更佳。
（4）驗證實驗的結論是已知正確的，即塊根處的干重會增加，是由于葉片中光合產物(有機物)轉移到根的緣故；葉片中光合產物(有機物)轉移出去使光合速率增強，其葉片的干重也會增加。從題干信息可知：該實驗的自變量為是否噴施6 -BA(實驗組施適宜濃度的6-BA，對照組噴施等量清水)，因變量和觀察指標為植株的凈光合速率及塊根和葉片的干重。故實驗思路為:取輕度干旱條件下長勢相同的甘薯若干株，均分為A、B兩組，A組噴施適宜濃度的6-BA, B組噴施等量清水，一段時間后測定并比較兩組植株的凈光合速率及塊根和葉片的干重。預期結果: A組的凈光合速率及塊根和葉片的值均大于B組。
3.（2021山東卷·T21）光照條件下，葉肉細胞中 O2與 CO2競爭性結合 C5，O2與 C5結合后經一系列反應釋放 CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑 SoBS 溶液，相應的光合作用強度和光呼吸強度見下表。光合作用強度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液處理對葉片呼吸作用的影響忽略不計。
(1)光呼吸中 C5與 O2結合的反應發生在葉綠體的________中。正常進行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片 CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是__________________。
(2)與未噴施 SoBS 溶液相比，噴施 100mg/ L SoBS 溶液的水稻葉片吸收和放出 CO2量相等時所需的光照強度____ (填:“高”或“低”)，據表分析，原因是______________________。
(3)光呼吸會消耗光合作用過程中的有機物，農業生產中可通過適當抑制光呼吸以增加作物產量。為探究 SoBS 溶液利于增產的最適噴施濃度，據表分析，應在________mg/L 之間再設置多個濃度梯度進一步進行實驗。
3.【答案】
（1）基質
光照停止，產生的光反應產物NADPH和ATP減少，暗反應消耗的五碳化合物減少，五碳化合物和氧結合增加，產生的二氧化碳增多。
(2)低 噴施 SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時，在更低的光照強度下，兩者即可相等
(3) 100～30omgL
【解析】依據題意分析，光呼吸會抑制暗反應，光呼吸會產生CO2。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑 SoBS 溶液后，由表格數據可知，光合作用的強度隨著SoBS濃度的增加出現先增加后下降的現象，光呼吸會隨著SoBS濃度的增加出現下降的現象。
（1）C5位于葉綠體基質中，則O2與C5結合發生的場所在葉綠體基質中。突然停止光照，則光反應產生的ATP、NADPH減少，暗反應消耗的C5減少，C5與O2結合增加，產生的CO2增多。
（2）葉片吸收和放出CO2量相等時所需的光照強度即為光飽和點，與對照相比，噴施100mg/L SoBS溶液后，光合作用固定的CO2增加，光呼吸釋放的CO2減少，即葉片的CO2吸收量增加，釋放量減少，此時，在更低的光照強度下，兩者即可相等。
（3）光呼吸會消耗有機物，但光呼吸會釋放CO2，補充光合作用的原料，適當抑制光呼吸可以增加作物產量，由表可知，在 SoBS溶液濃度為200mg/L SoBS時光合作用強度與光呼吸強度差值最大，即光合產量最大，為了進一步探究最適噴施濃度，應在100～300mg/L之間再設置多個濃度梯度進一步進行實驗。
1. 如圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是
A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2
B.單色光照射時，相同光照強度下一定時間內用紅光比用綠光測到的O2量多
C.氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻光合作用產生的O2量
D.拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數據繪制成曲線可推知其光飽和點
1. 【答案】C
【解析】
A、NaHCO3溶液分解可產生二氧化碳，為光合作用提供二氧化碳，A項正確；
B、葉綠體中含量最多的色素是葉綠素，主要吸收紅光和藍紫光，吸收綠光較少，因此單色光照射時，相同光照強度下一定時間內用紅光比用綠光測到的O2量多，B項正確；
C、氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻凈光合作用產生的O2量，即總光合作用產生的O2量與呼吸作用消耗的O2量的差值，C項錯誤；
D、拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數據繪制成曲線可推知光合速率達到最大時的最小光照強度即光飽和點，D項正確。
2. 甜瓜是一種喜光作物，在溫室栽培中易遭受弱光的危害。為研究弱光脅迫下生長素(IAA和赤霉素(GA)對甜瓜幼苗生長及光合特性的影響，科研人員做了相關實驗，實驗分組及結果如下(遮光率為自然光照的55%)。下列分析正確的是
A.本實驗的自變量是光照強弱、激素種類和氣孔導度
B.該實驗表明，噴施IAA和GA能提高弱光脅迫下甜瓜的產量
C.該實驗表明，弱光脅迫下IAA和GA對于提高甜瓜的凈光合速率存在協同作用
D.該實驗表明，弱光脅迫下IAA和GA均可通過提高葉綠素含量來提高凈光合效率
2.【答案】B
【解析】
A、本實驗的自變量是光照強弱、激素種類，因變量是葉綠素含量、氣孔導度、凈光合速率，A項錯誤；
B、該實驗表明，噴施IAA和GA能提高弱光脅迫下甜瓜的凈光合速率，從而提高產量，B項正確；
C、該實驗沒有弱光脅迫下IAA和GA共同作用的數據，無法判斷IAA和GA對于提高甜瓜的凈光合速率存在協同作用，C項錯誤；
D、該實驗表明，弱光脅迫下IAA可通過提高葉綠素含量來提高凈光合效率，而GA通過提高氣孔導度來提高凈光合速率，D項錯誤。
3. （2021·浙江6月選考）滲透壓降低對菠菜葉綠體光合作用的影響如圖所示，圖甲是不同山梨醇濃度對葉綠體完整率和放氧率的影響，圖乙是兩種濃度的山梨醇對完整葉綠體 ATP 含量和放氧量的影響。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇為滲透壓調節劑，0.33 mol·L-1時葉綠體處于等滲狀態。據圖分析，下列敘述錯誤的是（ ）
A.與等滲相比，低滲對完整葉綠體 ATP合成影響不大，光合速率大小相似
B.滲透壓不同、葉綠體完整率相似的條件下，放氧率差異較大
C.低滲條件下，即使葉綠體不破裂，卡爾文循環效率也下降
D.破碎葉綠體占全部葉綠體比例越大，放氧率越低
3.【答案】A
【解析】根據圖示，由圖甲可知，在一定范圍內（0.15 moL·L-1～0.33 mol·L-1山梨醇濃度），滲透壓從低到高變化過程中，菠菜葉綠體的完整率和放氧率都逐漸變大，增幅不同；由圖乙可知，兩種濃度的山梨醇對完整葉綠體 ATP 含量影響比較相似，而對放氧量的影響差別較大。
A、根據分析，由圖甲可知，與等滲相比，低滲對完整葉綠體 ATP合成影響不大，但放氧率較低，放氧率可以代表光合速率，故說明低滲條件下光合速率較低，A項錯誤；
B、根據分析，由圖乙可知，滲透壓不同、葉綠體完整率相似的條件下，放氧率差異較大，B項正確；
C、由圖甲可知，低滲條件下，即使葉綠體完整率沒有明顯降低的范圍內，葉綠體放氧率仍明顯降低，即光反應速率下降，影響了暗反應，即卡爾文循環效率下降，C項正確；
D、由圖甲可以看出，低滲條件下葉綠體完整率越低，放氧率也越低，D項正確。
4.(2021北京卷·T3)將某種植物置于高溫環境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結果如圖。由圖不能得出的結論是
A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C.50 ℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能
D.HT植株表現出對高溫環境的適應性
4.【答案】B
【解析】
A、由圖可知，CT植株和HT植株的CO2吸收速率最大值基本一致，都接近于3nmol cm-2 s-1，A項正確；
B、CO2吸收速率代表凈光合速率，而總光合速率=凈光合速率+呼吸速率。由圖可知35℃時兩組植株的凈光合速率相等，但呼吸速率未知，故35℃時兩組植株的真正（總）光合速率無法比較，B項錯誤；
C、由圖可知，50℃時HT植株的凈光合速率大于零，說明能積累有機物，而CT植株的凈光合速率等于零，說明不能積累有機物，C項正確；
D、由圖可知，在較高的溫度下HT植株的凈光合速率仍大于零，能積累有機物進行生長發育，體現了HT植株對高溫環境較適應，D項正確。
5.（2022福建省部分地市4月聯考·T17）紫花苜蓿是一種多年生的優良牧草,廣泛種植在我國西北旱區牧場，在畜牧業發展和生態保護中發揮著重要作用。研究表明秋季土壤含水量與苜蓿越冬后存活率密切相關。為探究越冬前灌溉策略對苜蓿抗寒性的影響，科研人員用不同含水量的土壤培養苜蓿28天后,恢復正常灌溉14天，再用低溫處理28天(模擬越冬)。分別在第29天、第43天和第71天測定相關數據，結果如下。|
(1)第29天的數據表明隨土壤含水量下降苜蓿凈光合速率隨之下降，其主要原因是______。
(2)據表分析，處理方式能提高苜蓿的越冬成活率，原因可能是①________;②__________。
(3)依據實驗結果，在苜蓿越冬前，牧場應采取的灌溉策略是_______________。
5.【答案】
（1）土壤含水量下降氣孔導度下降，導致苜蓿吸收的 CO2減少，暗反應速率降低，導致凈光合速率下降
（2）中度干旱
①中度干旱處理提高了苜蓿葉綠素的含量，增強了光反應速率，增大了凈光合速率，從而促進苜蓿生長，增強抵抗力；
②中度干旱處理使細胞中可溶性糖的含量增多，滲透壓升高，抗寒性增強
（3）在越冬前適度灌溉，使土壤含水量維持在 50%~60%
（或“灌溉后使土壤含水量達到 50%~60%，培養 28 天后，恢復正常灌溉 14 天”）
【解析】
(1)第29天的數據表明隨土壤含水量下降，氣孔導度下降，葉綠素含量先升后降，說明影響苜蓿凈光合速率下降的主要是氣孔因素，氣孔導度下降，導致苜蓿吸收的 CO2減少，暗反應速率降低，導致凈光合速率下降。
(2)據表可知，中度干旱處理苜蓿的越冬成活率最高。據表可知：與正常灌溉相比，中度干旱處理葉綠素的含量增加、可溶性糖的含量增多，所以中度干旱處理苜蓿的越冬成活率較高的原因之一是提高了苜蓿葉綠素的含量，增強了光反應速率，增大了凈光合速率，從而促進苜蓿生長，增強抵抗力；原因之二是中度干旱處理使細胞中可溶性糖的含量增多，滲透壓升高，抗寒性增強。
(3)本實驗結果是在實驗室中得到的，其溫度和水分等條件可控，而牧場是處于自然環境中，土壤含水量受到天然降雨的影響，而同年份越冬前的降雨量是不同的，這與實驗室環境是不一樣的。采取的灌溉策略應該是通過灌溉盡量調節牧場的土壤含水量維持在50%～60%之間。
6.（2021河北省·T19）為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：（1）對照組；（2）施氮組，補充尿素（12g·m-2）（3）水+氮組，補充尿素（12g·m-2）同時補水。檢測相關生理指標，結果見下表。
生理指標 對照組 施氮組 水+氮組
自由水/結合水 6.2 6.8 7.8
氣孔導度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
葉綠素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4
注：氣孔導度反映氣孔開放的程度
回答下列問題：
（1）植物細胞中自由水的生理作用包括____________________等（寫出兩點即可）。補充水分可以促進玉米根系對氮的__________，提高植株氮供應水平。
（2）參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與__________離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于驅動__________兩種物質的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到__________分子上，反應形成的產物被還原為糖類。
（3）施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應。據實驗結果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的原因是______________________________。
6.【答案】
(1)細胞內良好的溶劑，能夠參與生化反應，能為細胞提供液體環境，還能運送營養物質和代謝廢物 主動吸收
(2) 鎂 ATP和NADPH（或[H]） 水 C5（或RuBP）
(3) 氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大
【解析】
（1）細胞內的水以自由水與結合水的形式存在，結合水是細胞結構的重要組成成分，自由水是細胞內良好的溶劑，能夠參與生化反應，能為細胞提供液體環境，還能運送營養物質和代謝廢物；根據表格分析，水+氮組的氣孔導度大大增加，增強了植物的蒸騰作用，有利于植物根系吸收并向上運輸氮，所以補充水分可以促進玉米根系的對氮的主動吸收，提高植株氮供應水平。
（2）參與光合作用的很多分子都含有氮，葉綠素的元素組成有C、H、O、N、Mg，其中氮與鎂離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于光反應，光反應的場所是葉綠體的類囊體膜，完成的反應是水光解產生NADPH（[H]）和氧氣，同時將光能轉變成化學能儲存在ATP和NADPH（[H]）中，其中ATP和NADPH（[H]）兩種物質含有氮元素；暗反應包括二氧化碳固定和三碳化合物還原兩個過程，其中RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到C5（RuBP）分子上，反應形成的C3被還原為糖類。
（3）分析表格數據可知，施氮同時補充水分使氣孔導度增加，CO2吸收量增多，同時RuBP羧化酶活性增大，使固定CO2的效率增大，使植物有足量的CO2供應，從而增加了光合速率。
7.（2021福建卷·T17）大氣中濃度持續升高的CO2會導致海水酸化，影響海洋藻類生長進而影響海洋生態。龍須菜是我國重要的一種海洋大型經濟藻類，生長速度快，一年可多次種植和收獲。科研人員設置不同大氣CO2濃度（大氣CO2濃度LC和高CO2濃度HC）和磷濃度（低磷濃度LP和高磷濃度HP）的實驗組合進行相關實驗，結果如下圖所示。
回答下列問題：
（1）本實驗的目的是探究在一定光照強度下，____________。
（2）ATP水解酶主要功能是____________。ATP水解酶活性可通過測定____________表示。
（3）由圖1、2可知，在較強的光照強度下，HC+HP處理比LC+HP處理的龍須菜凈光合速率低，推測原因是在酸化環境中，龍須菜維持細胞酸堿度的穩態需要吸收更多的礦質元素，因而細胞____________增強，導致有機物消耗增加。
（4）由圖2可知，大氣CO2條件下，高磷濃度能____________龍須菜的凈光合速率。磷等礦質元素的大量排放導致了某海域海水富營養化，有人提出可以在該海域種植龍須菜。結合以上研究結果，從經濟效益和環境保護的角度分析種植龍須菜的理由是____________。
7.【答案】
（1）不同CO2濃度和磷濃度對龍須菜ATP水解酶活性和凈光合速率的影響
（2）催化ATP水解 單位時間磷酸的生成量或單位時間ADP的生成量或單位時間ATP的消耗量
（3）呼吸作用
（4）提高 龍須菜在高磷條件下能快速生長，收獲經濟效益的同時，能降低海水中的磷等礦質元素的濃度，保護海洋生態
【解析】
（1）結合分析圖1、2可知，本實驗自變量是CO2濃度、磷濃度、光照強度，因變量為海洋藻類龍須菜的ATP水解酶活性和凈光合速率，因此本實驗目的是探究在一定光照強度下，不同CO2濃度和磷濃度對龍須菜ATP水解酶活性和凈光合速率的影響。
（2）酶具有專一性，ATP水解酶的主要功能是催化ATP水解；酶活性可通過產物的生成量或底物的消耗量進行測定，由于ATP的水解產物是ADP和Pi，故ATP水解酶活性可通過測定單位時間磷酸的生成量或單位時間ADP的生成量或單位時間ATP的消耗量。
（3）凈光合速率=總光合速率-呼吸速率，由圖1、2可知，在較強的光照強度下，HC+HP處理比LC+HP處理的龍須菜凈光合速率低，推測原因是在酸化環境中，龍須菜維持細胞酸堿度的穩態需要吸收更多的礦質元素，礦質元素的吸收需要能量，因而細胞呼吸增強，導致有機物消耗增加。
（4）由圖2可知，大氣CO2條件（LC組）下，HP組（高磷濃度）的凈光合速率＞LP組（低磷濃度），故推測高磷濃度能提高龍須菜的凈光合速率；結合以上研究結果，從經濟效益和環境保護的角度分析種植龍須菜的理由是龍須菜在高磷條件下能快速生長，收獲經濟效益的同時，能降低海水中的磷等礦質元素的濃度，保護海洋生態。
8.（2022屆廣東三模·T17）大氣CO2濃度升高是全球氣候面臨的一個重要問題。研究中常噴施不同濃度KHCO3溶液來模擬不同濃度CO2對植物的影響，機理如圖10所示。某團隊就KHCO3對不同葉齡水稻葉片的光合速率影響進行了研究，結果如圖11所示。回答下列問題：
（1）圖10中葉肉細胞轉運HCO3－的方式是 。Rubisco具有羧化酶活性，能催化CO2和C5反應，其主要存在于 （填“葉綠體內膜”、“類囊體薄膜”或“葉綠體基質”）。
（2）圖11結果表明，不同濃度的KHCO3噴施處理對不同葉齡的水稻葉片的影響是：①對不同葉齡水稻葉片光合作用促進作用最佳的KHCO3濃度均為15mol/L;② ；③ 。結合圖10和圖11分析，KHCO3對水稻葉片光合作用影響的機理是 。
（3）研究表明高濃度CO2條件下，植物光合作用能力下降可能與高CO2濃度脅迫引起葉綠素含量下降有關。請在上述實驗的基礎上以3葉期水稻葉片為材料，對這一結論進行探究。請簡要寫出實驗思路： 。
8.【答案】
（1）主動運輸 葉綠體基質
（2）②在 0~15mol/L 時，KHCO3濃度越高對幼苗光合作用的促進作用增強 ，在 15~25mol/L時，隨著濃度的增加，促進作用減弱
③KHCO3對3葉期水稻光合作用的促進效果最明顯
KHCO3 產生CO2，促進CO2固定，進而促進暗反應，提高光合速率
（3）分別取等量的、用15和25mol/LKHCO3處理的 3 葉期葉片若干，提取并分離葉綠素，比較兩組葉綠素的含量
【解析】
（1）由圖 10 可知， HCO3-跨膜運輸過程消耗ATP，故運輸方式為主動運輸。Rubisco 具有羧化酶活性，能催化CO2和C5反應，該過程屬于暗反應過程，發生場所是葉綠體基質，故催化該過程的 Rubisco 酶存在于葉綠體基質。
（2）對圖 11 三條曲線的分析，不同濃度KHCO3噴施處理與不噴施處理結果分析、不同葉齡曲線變化趨勢和變化幅度分析，可得到結論包括：對不同葉齡水稻葉片光合作用促進作用最佳的 KHCO3濃度均為15mol/L；在 0~15mol/L 時，KHCO3濃度越高對幼苗光合作用的促進作用增強，在 15~25mol/L 時，隨著濃度的增加，促進作用減弱；三條曲線中3 葉期水稻不同濃度KHCO3噴施處理與不噴施處理的差值最大，即光合作用的促進效果最明顯。據圖 10 可知，KHCO3分解為CO2，CO2固定后參與卡爾文循環，而圖 11 證明不同濃度KHCO3噴施處理均可促進水稻的光合速率，故KHCO3作用機理是產生CO2，促進CO2固定，進而促進暗反應，提高光合速率。
（3）從上述實驗結果圖11分析，KHCO3濃度在 15~25mol/L 時，隨著濃度的增加，光合速率減弱，因此探究植物光合作用能力下降是否與高CO2濃度脅迫引起葉綠素含量下降有關，可選取 15 和 25mol/LKHCO3噴施處理的 3 葉期水稻組進行進一步的探究實驗，通過稱量等質量兩組實驗的水稻葉片若干，并對兩組葉片進行色素提取和分離實驗，測定兩組葉片的葉綠素含量，通過比較分析葉綠素含量來確定光合能力下降與葉綠素含量下降是否有關。
9.（2022湖南省三湘名校教育聯盟3月大聯考·T18）為研究土壤中礦物質離子營養條件對植物生長和細胞代謝的影響，某研究小組用不同濃度Mg2+營養液處理紅地球葡萄幼苗，90天后觀察葉片葉綠體結構，測定了幼苗葉綠素含量（如表所示）及凈光合速率（如圖所示）
Mg2+濃度 （mmol·L-1） 葉綠素a （mg·g-1） 葉綠素b （mg·g-1） 葉綠素（a+b） （mg·g-1）
0 9.5 2.2 11.7
1 11.5 2.8 14.3
3 15.4 4.0 19.4
5 14.4 3.5 17.9
回答下列問題：
（1）從含量來看，Mg是植物細胞中的__________元素，而植物根可以通過__________方式從土壤中吸收Mg2+，電鏡觀察發現，0mmol·L-1Mg2+處理下葉片中的葉綠體發生形變，有的呈圓球形，葉綠體基粒之間發生斷裂和分離，葉綠體膜模糊，類囊體大部分消失，說明嚴重缺鎂不僅會破壞葉綠體結構，還會導致葉綠體內部的基粒數量__________。
（2）從化學本質來說，分布在基粒上的葉綠素分子是一種脂質，可以在細胞中的__________這種細胞器上合成。從表中數據來看，培養液中的Mg2+濃度與紅地球葡萄幼苗葉片葉綠素含量的變化關系概括如下：隨著培養液中的Mg2+濃度上升，紅地球葡萄幼苗葉片葉綠素含量__________。
（3）研究發現，Mg2+不僅可以影響RUBP羧化酶（催化C02固定的酶）的活性，還可以影響類囊體薄膜上的電子傳遞過程，如NADP++H++2e-→NADPH。上圖顯示，在同等強度光照下，0mmol·L-1Mg2+處理后的葉片凈光合速率明顯低于其他處理組。綜上分析，缺鎂會導致凈光合速率下降的具體原因有__________（答出3點即可）
（4）植物缺鎂往往會導致葉片發黃，但引起幼苗葉片發黃的原因可能很多，如幼苗缺氮、缺水或遭病蟲害等。在紅地球葡萄繁育基地，研究人員發現了大田的同一位置上出現了幾株葉片發黃的葡萄幼苗，現需要設計實驗確認這幾株幼苗是否因缺乏Mg2+引起的，請寫出實驗思路，并預期實驗結果及結論，要求實驗結果能夠相互印證實驗結論。
實驗思路：__________。
預期實驗結果及結論：__________。
9. 【答案】
（1）大量 主動運輸 減少
（2）內質網 先上升后下降
（3）缺鎂會降低葉片中的葉綠素（a和b）含量；缺鎂會導致RUBP羧化酶活性不足，暗反應速率較低；缺鎂還會影響NADPH的合成，光反應速率較低
（4）實驗思路：將葉片發黃的葡萄幼苗隨機分成甲、乙兩組，甲組幼苗用含Mg2+的完全培養液培養，乙組幼苗用缺Mg2+的培養液培養，將兩組幼苗放置于相同且適宜的環境中培養一段時間后，觀察幼苗葉片生長情況。
預期實驗結果及結論：若甲組幼苗葉片恢復正常（綠色），乙組幼苗葉片仍然發黃，則說明葉片發黃的葡萄幼苗是因缺Mg2+引起的；若兩組幼苗葉片均恢復正常（綠色）或均發黃，則說明葉片發黃的葡萄幼苗不是缺Mg2+引起的。
【解析】
（1）從含量來看，Mg是植物細胞中的大量元素，而植物根細胞可以通過主動運輸方式從土壤中吸收Mg2+等礦質離子。從題干信息可知和“電鏡觀察發現，0 mmol·L-1 Mg2+處理下葉片中的葉綠體發生形變，有的呈圓球形，葉綠體基粒之間發生斷裂和分離，葉綠體膜模糊，類囊體大部分解體和消失”，說明嚴重缺鎂不僅會破壞葉綠體結構，還會導致葉綠體內部由類囊體組成的基粒數量減少。
（2）從化學本質來說，分布在基粒上的葉綠素分子是一種脂質，脂質在內質網上合成，再運輸到葉綠體中。從表中數據可以看出，在0～3 mmol·L-1 Mg2+濃度范圍內，隨著培養液中的Mg2+濃度上升，紅地球葡萄幼苗葉片葉綠素含量（a、b、a+b）逐漸上升，在5 mmol·L-1 Mg2+濃度下，其葉綠素含量（a、b、a+b）有所下降，故二者的變化關系概括如下：隨著培養液中的Mg2+濃度上升，紅地球葡萄幼苗葉片葉綠素含量先上升后下降。
（3）題干顯示，Mg2+可以影響RUBP羧化酶（催化CO2固定的酶）的活性，說明Mg2+可以影響暗反應過程；Mg2+還可以影響類囊體薄膜上的電子傳遞過程，如NADP++H++2e-→NADPH，說明Mg2+可以影響光反應合成NADPH過程。題圖顯示，在同等強度光照下，0 mmol·L-1 Mg2+處理后的葉片凈光合速率明顯低于其它處理組。再結合上表數據分析，缺鎂會導致葉片葉綠素含量下降，則缺鎂會導致凈光合速率下降的具體原因有缺鎂會導致葉綠素合成不足，會降低葉片中的葉綠素（a和b）含量；缺鎂會導致RUBP羧化酶活性不足，暗反應速率較低；缺鎂還會影響NADPH的合成，光反應速率較低等三個方面。
（4）從題干可知，除了植物缺鎂會導致葉片發黃外，引起幼苗葉片發黃的原因還有很多，如幼苗缺氮、缺水或遭病蟲害等。在紅地球葡萄繁育基地發現了大田的同一位置上出現了幾株葉片發黃的葡萄幼苗，現需要設計實驗確認這幾株幼苗是否因缺乏Mg2+引起的。該實驗需要采用溶液培養法進行實驗探究，排除土壤中鎂等無機鹽對實驗結果的影響，自變量是培養液中是否含Mg2+，因變量是幼苗葉片是否恢復正常綠色，控制好無關變量，注意隨機分組。實驗參考設計如下，實驗思路：將葉片發黃的葡萄幼苗隨機分成甲、乙兩組，甲組幼苗用含Mg2+的完全培養液培養，乙組幼苗用缺Mg2+的培養液培養，將兩組幼苗放置于相同且適宜的環境中培養一段時間后，觀察幼苗葉片生長情況。預期實驗結果及結論：若甲組幼苗葉片恢復正常（綠色），乙組幼苗葉片仍然發黃，則說明葉片發黃的葡萄幼苗是因缺Mg2+引起的；若兩組幼苗葉片均恢復正常（綠色）或均發黃，則說明葉片發黃的葡萄幼苗不是缺Mg2+引起的。
10.（2021全國乙卷·T29）生活在干旱地區的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：
（1）白天葉肉細胞產生ATP的場所有__________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和______________釋放的CO2。
（2）氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這種方式既能防止______________，又能保證_____________正常進行。
（3）若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。_____（簡要寫出實驗思路和預期結果）
10.【答案】
(1) 細胞質基質、線粒體（線粒體基質和線粒體內膜）、葉綠體類囊體薄膜
細胞呼吸（或呼吸作用）
(2) 蒸騰作用過強導致水分散失過多 光合作用
(3) 實驗思路：取生長狀態相同的植物甲若干株隨機均分為A、B兩組；A組在（濕度適宜的）正常環境中培養，B組在干旱環境中培養，其他條件相同且適宜，一段時間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時間液泡中的pH，并求平均值。
預期結果：A組pH平均值高于B組。
【解析】
（1）白天有光照，葉肉細胞能利用液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2進行光合作用，也能利用光合作用產生的氧氣和有機物進行有氧呼吸，光合作用光反應階段能將光能轉化為化學能儲存在ATP中，有氧呼吸三階段都能產生能量合成ATP，因此葉肉細胞能產生ATP的場所有細胞質基質、線粒體（線粒體基質和線粒體內膜）、葉綠體類囊體薄膜。光合作用為有氧呼吸提供有機物和氧氣，反之，細胞呼吸（呼吸作用）產生的二氧化碳也能用于光合作用暗反應，故光合作用所需的CO2可來源于蘋果酸脫羧和細胞呼吸（或呼吸作用）釋放的CO2。
（2）由于環境干旱，植物吸收的水分較少，為了維持機體的平衡適應這一環境，氣孔白天關閉能防止白天因溫度較高蒸騰作用較強導致植物體水分散失過多，晚上氣孔打開吸收二氧化碳儲存固定以保證光合作用等生命活動的正常進行。
（3）從題干信息“若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。”分析可知：該實驗自變量是植物甲所處的生存環境是否干旱，由于夜間氣孔打開吸收二氧化碳，生成蘋果酸儲存在液泡中，導致液泡pH降低，故可通過檢測液泡的pH驗證植物甲存在該特殊方式，即因變量檢測指標是液泡中的pH值。實驗思路：取生長狀態相同的植物甲若干株隨機均分為A、B兩組；A組在（濕度適宜的）正常環境中培養，B組在干旱環境中培養，其他條件相同且適宜，一段時間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時間液泡中的pH，并求平均值。預期結果：A組pH平均值高于B組。
11. (2022·山東濰坊高三模擬)為探究CO2濃度及紫外線對植物光合作用的影響，研究人員分別用紫外線和濃度加倍后的CO2處理培養了15天的番茄幼苗，直至果實成熟。期間測定了番茄葉綠素含量、株高和光合速率等生理指標(其他條件均為適宜狀態)，結果如下表。
分組及實驗處理 A組(自然條件下) B組(紫外線照射) C組(CO2濃度加倍)
葉綠素含量(mg·g－1) 15天 1.20 1.21 1.19
30天 2.00 1.50 2.40
45天 2.00 1.50 2.45
株高(cm) 15天 21.10 21.20 21.00
30天 35.20 31.60 38.30
45天 54.30 48.30 61.20
光合速率平均值(μmol·m－2·s－1) 8.86 5.62 14.28
(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生長。此時，A組番茄葉肉細胞產生ATP的部位有_____________________；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是___________。
(2)從實驗設計的角度來看，表格中的數據有不嚴謹的地方，具體體現在初始狀態下(15天時)三個組的葉綠素含量和株高數值不一致，你認為這樣的誤差_____(填“會”或“不會”)對實驗結果和得出結論產生顯著影響，原因是___________________________________。
(3)由表可知，CO2濃度加倍可促進番茄幼苗生長。有研究者認為，這可能是因為CO2能促進植物生長素的合成。請補充實驗，驗證此假設(簡要說明實驗思路及結果)。
________________
(4)根據表中的數據分析，為提高塑料大棚農作物產量可采取的措施有___________________。
11.【答案】
（1）細胞質基質、線粒體和葉綠體
紫外線照射使植物葉綠素合成減少，光反應弱，光合速率低
（2）不會 一是初始數據誤差很小，二是實驗結果和結論的得出主要依據因變量的變化
（3）實驗思路：在15天、30天、45天時，分別測定A、C組植株中生長素的含量，并作對比分析；
檢測結果：15天時，A、C兩組生長素含量差別不大；30天、45天時C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量
（4）適度提高棚內二氧化碳濃度；使用能阻擋紫外線的塑料薄膜
【解析】
（1）在晴朗的中午，A組番茄葉肉細胞同時進行細胞呼吸和光合作用，所以產生ATP的部位有細胞質基質、線粒體和葉綠體；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄葉綠素含量更低，因此B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是紫外線照射使植物葉綠素含量低，所以光反應弱，影響光反應進而影響暗反應，光合速率低。
（2）從表格數據可知：在初始狀態下(15天時)三個組的葉綠素含量和株高數值誤差很小，而且實驗結果和結論的得出主要依據自然條件下、紫外線照射、二氧化碳濃度加倍條件下因變量30天、45天后的變化，不會對實驗結果和得出結論產生顯著影響。
（3）由題意知，該實驗的目的是驗證CO2能促進植物生長素的合成，實驗的自變量是二氧化碳濃度，因變量是生長素含量，因此可以通過測定A組、C組生長素濃度進行判斷，如果C組植株生長素含量高于A組植株生長素含量，則說明CO2能促進植物生長素的合成。
（4）根據表中的數據分析，二氧化碳濃度加倍在相同時間內使植物平均株高增加，而紫外線照射使植物在相同時間內葉綠素含量減少，平均株高降低，所以適度提高棚內二氧化碳濃度和使用能阻擋紫外線的塑料薄膜可提高塑料大棚農作物產量。
12. (2021廣東選擇考適應性測試·T18)光補償點指同一葉片在同一時間內，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度；在一定范圍內，光合速率隨光照強度增加，當達到某一光照強度時，光合速率不再增加，該光照強度稱為光飽和點。下表為甲、乙兩個水稻品種在灌漿期、蠟熟期的光合作用相關數據。
甲、乙兩個水稻品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關指標的比較
注：灌漿期幼穗開始有機物積累，谷粒內含物呈白色漿狀；蠟熟期米粒已變硬，但谷殼仍呈綠色。
回答下列問題：
(1)從表中的數據推測，________品種能獲得較高產量，理由___________________________。
(2)據表分析水稻葉片在衰老過程中光合作用的變化趨勢是________。
(3)根據該實驗的結果推測，從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關。請設計實驗驗證該推測(簡要寫出實驗設計思路、預期實驗結果并給出結論)。
12.【答案】　
(1)乙　 在灌漿期，乙品種的最大凈光合速率比甲大，可積累的有機物多　
(2)下降　
(3)實驗設計思路：取等量的同種水稻在灌漿期和蠟熟期的葉片，分別測定其葉綠素含量。預期實驗結果：處于灌漿期的水稻葉片的葉綠素含量高。
實驗結論： 從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率下降是由葉片中葉綠素含量下降造成的。
【解析】　
(1)從表中的數據推測，灌漿期幼穗開始有機物積累，而乙品種在灌漿期的最大凈光合速率大于甲植物，故乙品種可積累的有機物多，能獲得較高產量。
(2)據表分析可知，植物由灌漿期到蠟熟期，甲、乙品種的光補償點增大，光飽和點降低，最大凈光合速率均在下降，即水稻葉片在衰老過程中光合作用下降。
(3)分析題意可知，該實驗目的是驗證植物由灌漿期到蠟熟期，葉片的葉綠素含量減少導致凈光合速率下降。實驗設計思路如下：取等量的同種水稻在灌漿期和蠟熟期的葉片，分別測定其葉綠素含量。預期實驗結果和結論：處于灌漿期的水稻葉片的葉綠素含量高，說明植物由灌漿期到蠟熟期水稻的最大凈光合速率下降是由葉片的葉綠素含量下降導致的。
13. (2020天津卷·T13)鬼箭錦雞兒(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生態系統的常見植物。科研人員分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響。研究結果見圖。
注:相對生物量=單株干重/對照組(C1T1)單株干重
據圖回答:
(1)CO2濃度和溫度都會影響光合作用。植物通過光合作用將大氣中的CO2轉變為有機物,同時將光能轉變為有機物中的化學能,體現了植物在生態系統　　　　　　和　　　　　　中的重要作用。
(2)本研究中,僅CO2濃度升高對兩種植物的影響分別為　　　　　　　　　　　　　,僅溫度升高對兩種植物的影響分別為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)兩個實驗的C2T2組研究結果表明溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響不同。科研人員據此推測,在群落水平,溫室效應加劇可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變。為驗證該推測是否成立,應做進一步實驗。 請給出簡單的實驗設計思路:　　　　　　　　。若推測成立,說明溫室效應加劇可能影響群落　　　的速度與方向。
13.【答案】　
(1)物質循環　 能量流動　
(2)促進兩種植物生長 　抑制鬼箭錦雞兒生長,促進紫羊茅生長　
(3)將紫羊茅與鬼箭錦雞兒種在一起,比較溫室效應加劇前后相對生物量的變化　 演替
【解析】　
(1)題干信息“植物通過光合作用將大氣中的CO2轉變為有機物”體現了植物在生態系統物質循環中的重要作用;“將光能轉變為有機物中的化學能”體現了植物在生態系統能量流動中的重要作用。
(2)分析題圖,比較常溫條件下,常態CO2濃度和高CO2濃度條件下兩種植物的相對生物量可知,兩種植物在高CO2濃度條件下相對生物量均比在常態CO2濃度條件下高,由此可得出僅CO2濃度升高對兩種植物的影響均為促進植物生長。比較常態CO2濃度條件下,常溫和高溫條件下兩種植物的相對生物量可知,鬼箭錦雞兒在高溫條件下的相對生物量比常溫條件下低,可知僅溫度升高會抑制鬼箭錦雞兒的生長,而紫羊茅在高溫條件下的相對生物量比常溫條件下高,可知僅溫度升高會促進紫羊茅的生長。
(3)分析題圖中的鬼箭錦雞兒實驗和紫羊茅實驗中C2T2組,會發現鬼箭錦雞兒實驗中的相對生物量與常態CO2濃度+常溫時的幾乎相同,紫羊茅實驗中的相對生物量卻顯著高于常態CO2濃度+常溫時的相對生物量。根據題中信息“科研人員分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響”及其在高溫與高CO2濃度條件下植物相對生物量實驗結果的有關分析可知,若要驗證溫室效應加劇可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變,則可將紫羊茅與鬼箭錦雞兒種在一起,通過升高CO2濃度和溫度,比較溫室效應加劇前后兩種植物相對生物量的變化情況。若推測成立,說明溫室效應加劇可能影響群落演替的速度與方向。易錯點09關于光合作用和呼吸作用實驗分析
實驗能力是生物科學研究的必備能力之一。實驗題是生物高考題的特色之一，常常以非選擇題形式考查實驗設計、分析、評價能力。這類試題情境涉及科研新成果，與農業生產實際聯系緊密，試題背景陌生，命題角度新穎，具有較強的綜合性。不擅長從大量信息中快速準確篩選出有效信息、實驗設計原理和原則的應用不當、實驗分析能力薄弱是失分的主要原因。在復習備考中，應加強練習尋找規律，同時關注易錯點，避開細微易錯陷阱，從而提高解答這類題的能力。
易錯陷阱1：實驗現象的原因分析。未掌握葉綠素形成的影響因素，對光照影響光反應和CO2濃度影響暗反應的分析邏輯混亂等造成答不對或答不全。
易錯陷阱2：變量的分析。存在多個自變量、因變量時常常漏答，找不準關鍵無關變量等造成得不到滿分。
易錯陷阱3：實驗思路與實驗步驟。混淆實驗思路與實驗步驟的區別。
易錯陷阱4：驗證性實驗與探究性實驗。分辨不清驗證性實驗與探究性實驗的區別或做題時忽略了二者的區別而錯答。
易錯陷阱5：光合作用實驗中CO2緩沖液（NaHCO3）和NaOH的作用。不理解NaHCO3作為CO2緩沖液的原理造成誤判。
例題1、（2022 廣東 T18）研究者將玉米幼苗置于三種條件下培養 10 天后（下圖 a），測定相關指標（下圖b），探究遮陰比例對植物的影響。回答下列問題：
（1）結果顯示，與 A 組相比，C 組葉片葉綠素含量_______，原因可能是____________________。
（2）比較圖 b 中 B1 與 A 組指標的差異，并結合 B2 相關數據，推測 B 組的玉米植株可能會積累更多的__________________，因而生長更快。
（3）某興趣小組基于上述 B 組條件下玉米生長更快的研究結果，作出該條件可能會提高作物產量的推測，由此設計了初步實驗方案進行探究：
實驗材料：選擇前期______________________一致、生長狀態相似的某玉米品種幼苗 90 株。
實驗方法：按圖 a 所示的條件，分 A、B、C 三組培養玉米幼苗，每組 30 株；其中以________________為對照，并保證除_________________________外其他環境條件一致。收獲后分別測量各組玉米的籽粒重量。
結果統計：比較各組玉米的平均單株產量。
分析討論：如果提高玉米產量的結論成立，下一步探究實驗的思路是________________________。
例題2、（2022浙江·T27）通過研究遮陰對花生光合作用的影響，為花生的合理間種提供依據。研究人員從開花至果實成熟，每天定時對花生植株進行遮陰處理。實驗結果如表所示。
注：光補償點指當光合速率等于呼吸速率時的光強度。光合曲線指光強度與光合速率關系的曲線。
回答下列問題：
（1）從實驗結果可知，花生可適應弱光環境，原因是在遮陰條件下，植株通過增加_____________，提高吸收光的能力；結合光飽和點的變化趨勢，說明植株在較低光強度下也能達到最大的____________________；結合光補償點的變化趨勢，說明植株通過降低____________，使其在較低的光強度下就開始了有機物的積累。根據表中________________________________的指標可以判斷，實驗范圍內，遮陰時間越長，植株利用弱光的效率越高。
（2）植物的光合產物主要以________形式提供給各器官。根據相關指標的分析，表明較長遮陰處理下，植株優先將光合產物分配至_______中。
（3）與不遮陰相比，兩種遮陰處理的光合產量均_________。根據實驗結果推測，在花生與其他高稈作物進行間種時，高稈作物一天內對花生的遮陰時間為_________（A．<2 小時；B．2小時；C．4 小時；D．>4 小時），才能獲得較高的花生產量。
1. 幾種實驗現象的原因分析
（1）幼苗葉片呈黃色的原因：影響葉綠素形成的外界因素有光照、溫度、必需的礦質元素鎂和氮等。葉綠素的合成需要光照，黑暗中生長的植物幼苗葉片因不能合成葉綠素而呈黃色；溫度影響葉綠素合成相關的酶的活性，從而影響葉綠素的合成使幼苗葉片呈黃色；葉綠素中含有鎂（Mg）和氮（N）等元素，缺乏時植物不能合成葉綠素而使幼苗葉片呈黃色。
（2）植物出現“光合午休現象”的解釋：夏季晴朗的白天10～14時左右，此時溫度很高，導致氣孔開度減小，CO2無法進入葉片組織，致使光合作用暗反應受到限制，光合作用強度明顯減弱。
（3）光照強度增加提高光合作用強度的原因：
光照強度增加，光反應速率加快，產生的[H]和ATP增多，使暗反應中C3還原過程加快，從而使光合作用產物增加。例如：光照強度增加，葉綠素含量增加，吸收的光能增多，光反應速率加快，使暗反應中C3還原過程加快，從而使光合作用產物增加。
（4）增加CO2濃度提高光合作用強度的原因
CO2濃度影響暗反應階段，制約C3的形成。例如：提高植物葉片的氣孔導度（或“正其行通其風”“合理密植”保證良好通風），可以提高CO2濃度，促進CO2的吸收，增強了暗反應速率，進而提高植物的凈光合速率；增施農家肥，農家肥中微生物分解作用產生的CO2供給植物吸收利用，促進暗反應，進而提高光合作用強度。
（5）植物體干物質積累速率（凈光合速率）下降的原因：若植物體光合速率不變（或下降）,植物體呼吸速率在增加,而植物體干物質積累速率即凈光合速率=光合速率-呼吸速率，則植物體干物質積累速率（凈光合速率）下降。
2. 多因子變量對光合速率的影響的分析
例1 下圖1、圖2、圖3研究的自變量分別是光照強度、溫度；光照強度、溫度；光照強度、CO2濃度。
例2 下表中研究的自變量是遮陰時間，因變量是光飽和點、光補償點、低于5klx光合曲線的斜率、葉綠素含量、單株光合產量、單株葉光合產量、單株果實光合產量。
3. 實驗思路與實驗步驟。
思路是“想法”，是較為粗線條的思考過程，其要求“言簡意賅”。一般須體現“對照思想”，顯示自變量和因變量，對無關變量表述時，應注意體現“相同且適宜”。 步驟是“做法”，是更為“細節化”的操作流程，其要求“精確細致”。必須體現“自變量”如何設置，“因變量”如何獲得，“無關變量”如何保證相同且適宜。
4. 驗證性實驗與探究性實驗。
(1) 實驗目的：尋找題干信息，一般寫有“驗證（證明）……”，即為驗證性實驗，一般書寫為“探究（研究）……”“通過實驗確認……”，即為探究性實驗。
(2)實驗結果與結論的關系：在驗證性實驗中，因為要驗證的事實是正確的，實驗結果只有一種，實驗結論即是實驗要驗證的事實。在探究實驗中，因為實驗結果是未知的，可能出現的實驗結果有多種，因此對應的實驗結論也有多種，不同的結果對應不同的結論。
5. NaOH和NaHCO3溶液的作用
NaOH溶液的作用是吸收CO2，清除密閉容器內的CO2。NaHCO3溶液的作用是維持密閉容器內CO2量的穩定，其機理是：在密閉的容器中NaHCO3 與CO2可以相互轉換，即Na2CO + H2O + CO →2NaHCO 2NaHCO →Na2CO + H2O + CO 。
1. （2022 全國乙卷· T2）某同學將一株生長正常的小麥置于密閉容器中，在適宜且恒定的溫度和光照條件下培養，發現容器內 CO2含量初期逐漸降低，之后保持相對穩定。關于這一實驗現象，下列解釋合理的是
A．初期光合速率逐漸升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持穩定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．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.（2022福建廈門市3月質檢·T17）甘薯以收獲塊根為主，其產量大、適應性強，是我國脫貧攻堅產業推廣的一種農作物。干旱脅迫是限制甘薯產量提高的主要因素，研究表明噴施外源植物激素可增強甘薯的抗旱性。科研人員以甘薯為材料，探究噴施NAA和6-BA（細胞分裂素類物質）對甘薯抗旱性的影響，實驗結果如下表所示。
注：CK表示對照組，LD表示輕度干旱
回答下列問題：
（1）干旱脅迫下甘薯細胞內的滲透調節物質脯氨酸含量明顯升高，其生物學意義是________。
（2）實驗中對CK組的處理是________。
（3）干旱脅迫會導致甘薯產量下降，噴施外源激素能緩解這一現象，據表分析其可能的機理是___________。根據實驗結果可知，噴施________對于緩解干旱對甘薯脅迫的效果更佳。
（4）研究表明，在輕度干旱條件下噴施6-BA不僅可提高甘薯的凈光合速率，還可促進光合產物由源（葉片）向庫（塊根）轉移。請設計實驗方案加以驗證，簡要寫出實驗思路和預期結果。
3.（2021山東卷·T21）光照條件下，葉肉細胞中 O2與 CO2競爭性結合 C5，O2與 C5結合后經一系列反應釋放 CO2的過程稱為光呼吸。向水稻葉面噴施不同濃度的光呼吸抑制劑 SoBS 溶液，相應的光合作用強度和光呼吸強度見下表。光合作用強度用固定的 CO2量表示，SoBS 溶液處理對葉片呼吸作用的影響忽略不計。
(1)光呼吸中 C5與 O2結合的反應發生在葉綠體的________中。正常進行光合作用的水稻，突然停止光照，葉片 CO2釋放量先增加后降低，CO2釋放量增加的原因是__________________。
(2)與未噴施 SoBS 溶液相比，噴施 100mg/ L SoBS 溶液的水稻葉片吸收和放出 CO2量相等時所需的光照強度____ (填:“高”或“低”)，據表分析，原因是______________________。
(3)光呼吸會消耗光合作用過程中的有機物，農業生產中可通過適當抑制光呼吸以增加作物產量。為探究 SoBS 溶液利于增產的最適噴施濃度，據表分析，應在________mg/L 之間再設置多個濃度梯度進一步進行實驗。
1. 如圖表示測定金魚藻光合作用強度的密閉實驗裝置，氧氣傳感器可監測O2量的變化。已知光飽和點是指植物光合速率達到最大時的最小光照強度。下列敘述錯誤的是
A.NaHCO3溶液可以為金魚藻光合作用提供CO2
B.單色光照射時，相同光照強度下一定時間內用紅光比用綠光測到的O2量多
C.氧氣傳感器測到的O2量就是金魚藻光合作用產生的O2量
D.拆去濾光片，改變光照強度，并將所得數據繪制成曲線可推知其光飽和點
2. 甜瓜是一種喜光作物，在溫室栽培中易遭受弱光的危害。為研究弱光脅迫下生長素(IAA和赤霉素(GA)對甜瓜幼苗生長及光合特性的影響，科研人員做了相關實驗，實驗分組及結果如下(遮光率為自然光照的55%)。下列分析正確的是
A.本實驗的自變量是光照強弱、激素種類和氣孔導度
B.該實驗表明，噴施IAA和GA能提高弱光脅迫下甜瓜的產量
C.該實驗表明，弱光脅迫下IAA和GA對于提高甜瓜的凈光合速率存在協同作用
D.該實驗表明，弱光脅迫下IAA和GA均可通過提高葉綠素含量來提高凈光合效率
3. （2021·浙江6月選考）滲透壓降低對菠菜葉綠體光合作用的影響如圖所示，圖甲是不同山梨醇濃度對葉綠體完整率和放氧率的影響，圖乙是兩種濃度的山梨醇對完整葉綠體 ATP 含量和放氧量的影響。CO2以HCO3-形式提供，山梨醇為滲透壓調節劑，0.33 mol·L-1時葉綠體處于等滲狀態。據圖分析，下列敘述錯誤的是（ ）
A.與等滲相比，低滲對完整葉綠體 ATP合成影響不大，光合速率大小相似
B.滲透壓不同、葉綠體完整率相似的條件下，放氧率差異較大
C.低滲條件下，即使葉綠體不破裂，卡爾文循環效率也下降
D.破碎葉綠體占全部葉綠體比例越大，放氧率越低
4.(2021北京卷·T3)將某種植物置于高溫環境(HT)下生長一定時間后，測定HT植株和生長在正常溫度(CT)下的植株在不同溫度下的光合速率，結果如圖。由圖不能得出的結論是
A.兩組植株的CO2吸收速率最大值接近
B.35 ℃時兩組植株的真正(總)光合速率相等
C.50 ℃時HT植株能積累有機物而CT植株不能
D.HT植株表現出對高溫環境的適應性
5.（2022福建省部分地市4月聯考·T17）紫花苜蓿是一種多年生的優良牧草,廣泛種植在我國西北旱區牧場，在畜牧業發展和生態保護中發揮著重要作用。研究表明秋季土壤含水量與苜蓿越冬后存活率密切相關。為探究越冬前灌溉策略對苜蓿抗寒性的影響，科研人員用不同含水量的土壤培養苜蓿28天后,恢復正常灌溉14天，再用低溫處理28天(模擬越冬)。分別在第29天、第43天和第71天測定相關數據，結果如下。|
(1)第29天的數據表明隨土壤含水量下降苜蓿凈光合速率隨之下降，其主要原因是______。
(2)據表分析，處理方式能提高苜蓿的越冬成活率，原因可能是①________;②__________。
(3)依據實驗結果，在苜蓿越冬前，牧場應采取的灌溉策略是_______________。
6.（2021河北省·T19）為探究水和氮對光合作用的影響，研究者將一批長勢相同的玉米植株隨機均分成三組，在限制水肥的條件下做如下處理：（1）對照組；（2）施氮組，補充尿素（12g·m-2）（3）水+氮組，補充尿素（12g·m-2）同時補水。檢測相關生理指標，結果見下表。
生理指標 對照組 施氮組 水+氮組
自由水/結合水 6.2 6.8 7.8
氣孔導度（mmol·m-2s-1） 85 65 196
葉綠素含量（mg·g-1） 9.8 11.8 12.6
RuBP羧化酶活性（μmol·h-1g-1） 316 640 716
光合速率（μmol·m-2s-1） 6.5 8.5 11.4
注：氣孔導度反映氣孔開放的程度
回答下列問題：
（1）植物細胞中自由水的生理作用包括____________________等（寫出兩點即可）。補充水分可以促進玉米根系對氮的__________，提高植株氮供應水平。
（2）參與光合作用的很多分子都含有氮。氮與__________離子參與組成的環式結構使葉綠素能夠吸收光能，用于驅動__________兩種物質的合成以及__________的分解；RuBP羧化酶將CO2轉變為羧基加到__________分子上，反應形成的產物被還原為糖類。
（3）施氮同時補充水分增加了光合速率，這需要足量的CO2供應。據實驗結果分析，葉肉細胞CO2供應量增加的原因是______________________________。
7.（2021福建卷·T17）大氣中濃度持續升高的CO2會導致海水酸化，影響海洋藻類生長進而影響海洋生態。龍須菜是我國重要的一種海洋大型經濟藻類，生長速度快，一年可多次種植和收獲。科研人員設置不同大氣CO2濃度（大氣CO2濃度LC和高CO2濃度HC）和磷濃度（低磷濃度LP和高磷濃度HP）的實驗組合進行相關實驗，結果如下圖所示。
回答下列問題：
（1）本實驗的目的是探究在一定光照強度下，____________。
（2）ATP水解酶主要功能是____________。ATP水解酶活性可通過測定____________表示。
（3）由圖1、2可知，在較強的光照強度下，HC+HP處理比LC+HP處理的龍須菜凈光合速率低，推測原因是在酸化環境中，龍須菜維持細胞酸堿度的穩態需要吸收更多的礦質元素，因而細胞____________增強，導致有機物消耗增加。
（4）由圖2可知，大氣CO2條件下，高磷濃度能____________龍須菜的凈光合速率。磷等礦質元素的大量排放導致了某海域海水富營養化，有人提出可以在該海域種植龍須菜。結合以上研究結果，從經濟效益和環境保護的角度分析種植龍須菜的理由是____________。
8.（2022屆廣東三模·T17）大氣CO2濃度升高是全球氣候面臨的一個重要問題。研究中常噴施不同濃度KHCO3溶液來模擬不同濃度CO2對植物的影響，機理如圖10所示。某團隊就KHCO3對不同葉齡水稻葉片的光合速率影響進行了研究，結果如圖11所示。回答下列問題：
（1）圖10中葉肉細胞轉運HCO3－的方式是 。Rubisco具有羧化酶活性，能催化CO2和C5反應，其主要存在于 （填“葉綠體內膜”、“類囊體薄膜”或“葉綠體基質”）。
（2）圖11結果表明，不同濃度的KHCO3噴施處理對不同葉齡的水稻葉片的影響是：①對不同葉齡水稻葉片光合作用促進作用最佳的KHCO3濃度均為15mol/L;② ；③ 。結合圖10和圖11分析，KHCO3對水稻葉片光合作用影響的機理是 。
（3）研究表明高濃度CO2條件下，植物光合作用能力下降可能與高CO2濃度脅迫引起葉綠素含量下降有關。請在上述實驗的基礎上以3葉期水稻葉片為材料，對這一結論進行探究。請簡要寫出實驗思路： 。
9.（2022湖南省三湘名校教育聯盟3月大聯考·T18）為研究土壤中礦物質離子營養條件對植物生長和細胞代謝的影響，某研究小組用不同濃度Mg2+營養液處理紅地球葡萄幼苗，90天后觀察葉片葉綠體結構，測定了幼苗葉綠素含量（如表所示）及凈光合速率（如圖所示）
Mg2+濃度 （mmol·L-1） 葉綠素a （mg·g-1） 葉綠素b （mg·g-1） 葉綠素（a+b） （mg·g-1）
0 9.5 2.2 11.7
1 11.5 2.8 14.3
3 15.4 4.0 19.4
5 14.4 3.5 17.9
回答下列問題：
（1）從含量來看，Mg是植物細胞中的__________元素，而植物根可以通過__________方式從土壤中吸收Mg2+，電鏡觀察發現，0mmol·L-1Mg2+處理下葉片中的葉綠體發生形變，有的呈圓球形，葉綠體基粒之間發生斷裂和分離，葉綠體膜模糊，類囊體大部分消失，說明嚴重缺鎂不僅會破壞葉綠體結構，還會導致葉綠體內部的基粒數量__________。
（2）從化學本質來說，分布在基粒上的葉綠素分子是一種脂質，可以在細胞中的__________這種細胞器上合成。從表中數據來看，培養液中的Mg2+濃度與紅地球葡萄幼苗葉片葉綠素含量的變化關系概括如下：隨著培養液中的Mg2+濃度上升，紅地球葡萄幼苗葉片葉綠素含量__________。
（3）研究發現，Mg2+不僅可以影響RUBP羧化酶（催化C02固定的酶）的活性，還可以影響類囊體薄膜上的電子傳遞過程，如NADP++H++2e-→NADPH。上圖顯示，在同等強度光照下，0mmol·L-1Mg2+處理后的葉片凈光合速率明顯低于其他處理組。綜上分析，缺鎂會導致凈光合速率下降的具體原因有__________（答出3點即可）
（4）植物缺鎂往往會導致葉片發黃，但引起幼苗葉片發黃的原因可能很多，如幼苗缺氮、缺水或遭病蟲害等。在紅地球葡萄繁育基地，研究人員發現了大田的同一位置上出現了幾株葉片發黃的葡萄幼苗，現需要設計實驗確認這幾株幼苗是否因缺乏Mg2+引起的，請寫出實驗思路，并預期實驗結果及結論，要求實驗結果能夠相互印證實驗結論。
實驗思路：__________。
預期實驗結果及結論：__________。
10.（2021全國乙卷·T29）生活在干旱地區的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲存在液泡中；白天氣孔關閉，液泡中儲存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。回答下列問題：
（1）白天葉肉細胞產生ATP的場所有__________。光合作用所需的CO2來源于蘋果酸脫羧和______________釋放的CO2。
（2）氣孔白天關閉、晚上打開是這類植物適應干旱環境的一種方式，這種方式既能防止______________，又能保證_____________正常進行。
（3）若以pH作為檢測指標，請設計實驗來驗證植物甲在干旱環境中存在這種特殊的CO2固定方式。_______________（簡要寫出實驗思路和預期結果）
11. (2022·山東濰坊高三模擬)為探究CO2濃度及紫外線對植物光合作用的影響，研究人員分別用紫外線和濃度加倍后的CO2處理培養了15天的番茄幼苗，直至果實成熟。期間測定了番茄葉綠素含量、株高和光合速率等生理指標(其他條件均為適宜狀態)，結果如下表。
分組及實驗處理 A組(自然條件下) B組(紫外線照射) C組(CO2濃度加倍)
葉綠素含量(mg·g－1) 15天 1.20 1.21 1.19
30天 2.00 1.50 2.40
45天 2.00 1.50 2.45
株高(cm) 15天 21.10 21.20 21.00
30天 35.20 31.60 38.30
45天 54.30 48.30 61.20
光合速率平均值(μmol·m－2·s－1) 8.86 5.62 14.28
(1)在晴朗的中午，幼苗均可以正常生長。此時，A組番茄葉肉細胞產生ATP的部位有_____________________；依據表中數據判斷，與A組相比，B組番茄幼苗光合速率平均值低的原因最可能是___________。
(2)從實驗設計的角度來看，表格中的數據有不嚴謹的地方，具體體現在初始狀態下(15天時)三個組的葉綠素含量和株高數值不一致，你認為這樣的誤差_____(填“會”或“不會”)對實驗結果和得出結論產生顯著影響，原因是___________________________________。
(3)由表可知，CO2濃度加倍可促進番茄幼苗生長。有研究者認為，這可能是因為CO2能促進植物生長素的合成。請補充實驗，驗證此假設(簡要說明實驗思路及結果)。
________________
(4)根據表中的數據分析，為提高塑料大棚農作物產量可采取的措施有___________________。
12. (2021廣東選擇考適應性測試·T18)光補償點指同一葉片在同一時間內，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度；在一定范圍內，光合速率隨光照強度增加，當達到某一光照強度時，光合速率不再增加，該光照強度稱為光飽和點。下表為甲、乙兩個水稻品種在灌漿期、蠟熟期的光合作用相關數據。
甲、乙兩個水稻品種灌漿期和蠟熟期光合作用相關指標的比較
注：灌漿期幼穗開始有機物積累，谷粒內含物呈白色漿狀；蠟熟期米粒已變硬，但谷殼仍呈綠色。
回答下列問題：
(1)從表中的數據推測，________品種能獲得較高產量，理由___________________________。
(2)據表分析水稻葉片在衰老過程中光合作用的變化趨勢是________。
(3)根據該實驗的結果推測，從灌漿期到蠟熟期水稻最大凈光合速率的變化可能與葉片的葉綠素含量變化有關。請設計實驗驗證該推測(簡要寫出實驗設計思路、預期實驗結果并給出結論)。
13. (2020天津卷·T13)鬼箭錦雞兒(灌木)和紫羊茅(草本)是高寒草甸生態系統的常見植物。科研人員分別模擬了溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響。研究結果見圖。
注:相對生物量=單株干重/對照組(C1T1)單株干重
據圖回答:
(1)CO2濃度和溫度都會影響光合作用。植物通過光合作用將大氣中的CO2轉變為有機物,同時將光能轉變為有機物中的化學能,體現了植物在生態系統　　　　　　和　　　　　　中的重要作用。
(2)本研究中,僅CO2濃度升高對兩種植物的影響分別為　　　　　　　　　　　　　,僅溫度升高對兩種植物的影響分別為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)兩個實驗的C2T2組研究結果表明溫室效應加劇對兩種植物各自生長的影響不同。科研人員據此推測,在群落水平,溫室效應加劇可能會導致生活在同一高寒草甸中的這兩種植物比例發生改變。為驗證該推測是否成立,應做進一步實驗。 請給出簡單的實驗設計思路:　　　　　　　　。若推測成立,說明溫室效應加劇可能影響群落　　　的速度與方向。

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