Question

【题目】（五）光合作用

光合作用是地球上最主要的化学反应，分为两个阶段，过程如图1所示。研究人员以东北地区玉米为研究对象，以390μmol/mol的大气CO2浓度和自然降水条件为对照组（即C390+W0组），分别研究CO2浓度升高至550μmol/mol（即C550+W0组）和降水增加15%（即C390+W15组）对玉米净光合速率（即光合作用合成有机物的速率减去呼吸作用消耗有机物的速率）的影响，结果如图2。其中P为C390+W0组曲线上的点，此时的光照强度为600μmol·m-2·s-1。

【1】图1中阶段1的场所是________，其上具有吸收、传递和转化光能的色素是________。物质X是________。

【2】若突然停止光照，图1中O2、NADPH和X的含量变化分别是________ （用“升高”、“不变”或“下降”表示）。

【3】下列关于图2的分析正确的是________。（多选）

A. CO2浓度变化会通过光反应影响光合作用

B. C390+W0组玉米呼吸作用消耗有机物的速率大于5μmol·m-2·s-1

C. 适当增加降水可提高气孔的开放度，增加玉米CO2的摄入量，从而促进光合作用

D. P点时，仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的作用明显

【4】有资料显示，未来东北地区将受到大气CO2浓度升高至550μmol/mol和降水量增加15%的共同影响，某同学据图2数据判断这两种因素的共同作用将在更大程度上促进玉米的产量提高。写出该判断的合理和不足，并修正不足之处。

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Answer 1

【答案】

【1】叶绿体类囊体膜/类囊体膜/类囊体/基粒叶绿素a三碳化合物

【2】下降、下降、升高

【3】CD

【4】据图2显示这两种因素单独作用都在一定的光照强度下能提高净光合速率，所以，它们单独作用都能促进玉米有机物的积累，从而促进产量的提高。据此可以预估两个因素共同作用可以更好地提高玉米产量。但是作为判断得出的结论，还缺乏数据支持，应增设“C550+W15”（即CO2浓度为550μmol/mol和降水增加15%）的组，进行实验，再对结果作分析和判断

【解析】据图分析，图1中阶段1表示光合作用光反应阶段，发生了水的光解、ATP和NADPH的生成；阶段2表示光合作用暗反应过程，包括二氧化碳的固定和三碳化合物的还原，因此图中X表示三碳化合物。图2中实验的自变量是光照强度、二氧化碳浓度和降水量，因变量是净光合速率。

【1】根据以上分析已知，阶段1表示光合作用光反应，发生在叶绿体的类囊体薄膜上，该膜上含有的叶绿素a具有吸收、传递和转化光能的光能；X表示三碳化合物。

【2】若突然停止光照，光反应停止，则产生的氧气、ATP和NADPH都减少，进而导致三碳化合物的还原减弱，因此三碳化合物（X）的含量增加。

【3】CO2是光合作用暗反应的原料，因此CO2浓度变化会通过暗反应影响光合作用，A错误；据图分析可知，C390+W0组玉米呼吸作用消耗有机物的速率小于5μmol·m-2·s-1，B错误；三条曲线中，C390+W15组的净光合速率最高，因此适当增加降水可提高气孔的开放度，增加玉米CO2的摄入量，从而促进光合作用，C正确；P点时，仅增加15%的降水量对玉米净光合速率的提升作用比仅升高CO2浓度到550μmol/mol的作用明显，D正确。

【4】据图2显示这两种因素单独作用都在一定的光照强度下能提高净光合速率，所以，它们单独作用都能促进玉米有机物的积累，从而促进产量的提高。据此可以预估两个因素共同作用可以更好地提高玉米产量。但是作为判断得出的结论，还缺乏数据支持，应增设“C550+W15”（即CO2浓度为550μmol/mol和降水增加15%）的组，进行实验，再对结果作分析和判断。