3.6 光合作用和细胞呼吸的综合分析(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 不定项版）

第6课时　光合作用和细胞呼吸的综合分析　 【课标要求】1.熟练掌握光合作用和细胞呼吸的关系。2.通过阐述光合作用与细胞呼吸的相互关系，形成归纳与概括、模型与建模的科学思维方法。 题型1　光合作用与细胞呼吸过程的联系 1.光合作用与细胞呼吸过程中的物质转化关系 2.光合作用和细胞呼吸的比较 比较项目 光合作用 细胞呼吸 代谢类型 合成作用(或同化作用) 分解作用(或异化作用) 发生范围 含叶绿体的植物细胞；蓝细菌、光合细菌等 所有活细胞 发生场所 叶绿体(真核生物)；细胞质(原核生物) 有氧呼吸：细胞质基质、线粒体(真核生物)；细胞质(原核生物) 无氧呼吸：细胞质基质 发生条件 只在光下进行 有光、无光都能进行 能量变化 光能→化学能 化学能→热能、ATP中活跃的化学能 实质 无机物有机物；储存能量 有机物无机物(或简单有机物)；释放能量 能量转化的联系 元素转移的联系 C：CO2(CH2O)→丙酮酸→CO2 O：H2OO2→H2O H：H2OH＋→NADPH(CH2O)→[H]→H2O 过程联系 【对点练】1.(2024·湖南株洲模拟)如图所示为菠菜叶肉细胞内的部分能量转换过程，下列说法正确的是(　　) A.①②都发生在叶绿体，③④分别发生在细胞质基质和线粒体 B.类囊体薄膜上的四种色素吸收的光波长有差异，但都可用于① C.光合速率等于呼吸速率时，②储存的能量等于④释放的能量 D.②一般与放能反应相联系，③一般与吸能反应相联系 解析：选B。过程①表示光反应，过程②表示暗反应，都发生在叶绿体中；过程③表示细胞呼吸过程，有氧呼吸发生在细胞质基质和线粒体中；过程④表示ATP水解释放能量的过程，发生在细胞中，A错误。四种色素中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，而胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，它们吸收的光波长有差异，但都可用于①光反应，B正确。光合速率等于呼吸速率时，②储存的能量在有机物中，而有机物氧化分解释放的能量主要是以热能形式散失，部分储存在ATP中，故②储存的能量大于④ATP释放的能量，C错误。②是ATP的水解过程，一般与吸能反应相联系；③是ATP的合成过程，一般与放能反应相联系，D错误。 2.(多选)植物的光合作用细胞依赖光照，但光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，该现象称为光抑制。光呼吸能利用部分有机物，在吸收O2放出CO2的同时消耗多余光能，对光合器官起保护作用。下图为某植物叶片在白天和夜晚的气体交换过程，其中PR、R、GP代表不同的生理过程。下列相关叙述正确的是(　　) A.图中的PR、R过程分别代表呼吸作用、光呼吸，叶片中有机物的积累量取决于GP(真正光合作用)、R、PR的差值 B.光呼吸虽然消耗部分有机物，但是从一定程度上能避免光抑制的发生，具有一定的意义 C.植物通过调节叶片角度回避强光或进行细胞内叶绿体的避光运动均可减弱光抑制现象 D.在农业生产中，适当抑制白天光呼吸和夜间呼吸作用的进行，有利于提高农作物产量 解析：选BCD。分析题图可知，由于叶片在夜晚和白天都进行R过程，故R代表呼吸作用，PR是叶片吸收O2和放出CO2的过程，因此是光呼吸，A错误；由题干可知光呼吸虽然消耗部分有机物，但可以消耗多余能量，对光合器官起保护作用，从一定程度上能避免光抑制的发生，B正确；光能超过光合系统所能利用的能量时，光合器官可能遭到破坏，植物本身的调节如叶片调节角度回避强光、叶绿体的避光运动等都可以避免强光直射造成光合结构破坏，是对光抑制的保护性反应，C正确；白天光呼吸和夜间呼吸作用均会消耗光合作用的有机物，适当抑制这两种生理过程的进行，可以增多有机物的积累，增加农作物产量，D正确。 题型2　真正光合速率、净光合速率和呼吸速率 1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法 项目 含义 表示方法(单位面积的叶片在单位时间内变化量) O2 CO2 有机物 真正光合 速率 植物在光下实际合成有机物的速率 O2产生(生成)速率或叶绿体释放O2量 CO2固定速率或叶绿体吸收CO2量 有机物产生(制造、生成)速率 净光合速率 植物有机物的积累速率 植物或叶片或叶肉细胞O2释放速率 植物或叶片或叶肉细胞CO2 吸收速率 有机物积累 速率 呼吸速率 单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率 黑暗中O2吸收速率 黑暗中CO2释 放速率 有机物消耗速率 2.曲线模型及分析 (1)植物绿色组织在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率(A点)。 (2)植物绿色组织在有光条件下光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为净光合速率。 (3)真正光合速率＝呼吸速率＋净光合速率。 3.植物“三率”的含义、关系及判定 (1)微观辨析总光合速率、净光合速率和呼吸速率的关系 (2)常考曲线分析 ①叶面积指数与相应物质的量的关系 ②温度影响光合作用和细胞呼吸的曲线分析 ③以“测定的CO2吸收量与释放量”为指标 【对点练】3.(2024·广东广州模拟)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200 μL/L时，甲植物的呼吸速率大于乙植物 B.CO2浓度为400 μL/L时，甲、乙植物的光合速率相等 C.CO2浓度为500 μL/L时，甲植物水的光解能力小于乙植物 D.与甲植物相比，乙植物更适合在高CO2浓度条件下生存 解析：选A。由图可知：CO2浓度为0时代表植物的呼吸速率，甲植物的呼吸速率大于乙植物，A正确；CO2浓度为400 μL/L时，甲、乙植物的净光合速率相等，但甲植物的呼吸速率大于乙植物的，所以此时甲植物的光合作用大于乙植物，B错误；CO2浓度为500 μL/L时，甲植物的光合作用速率大于乙植物，所以甲植物水的光解能力强于乙植物，C错误；在高浓度的CO2条件下，甲植物的净光合作用大于乙植物，所以甲植物更适合在高CO2浓度条件下生存，D错误。 4.(多选)以测定植物在黑暗中CO2的释放量和光照下CO2的吸收量为指标，研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果记录如表所示。下列有关分析正确的是(　　) 组别 一 二 三 四 五 温度/℃ 15 20 25 30 35 黑暗中CO2的释放量/(mg/h) 1.0 1.5 1.8 3.0 3.2 光照下CO2的吸收量/(mg/h) 2.5 3.3 3.8 3.4 3.2 A.该植物在25 ℃条件下，光合作用制造的有机物最多 B.在35 ℃条件下，该植物实际光合作用速率与呼吸作用速率相等 C.在15 ℃条件下，该植物的净光合作用速率为2.5 mg/h D.光照相同时间，35 ℃时光合作用制造的有机物总量与30 ℃时相等 解析：选CD。当温度为25 ℃时，净光合作用速率为3.8 mg/h，呼吸作用消耗速率为1.8 mg/h，所以实际光合作用速率为3.8＋1.8＝5.6 mg/h；而在30 ℃时，依据公式可得实际光合作用速率为3.4＋3.0＝6.4 mg/h。所以该植物在25 ℃条件下，光合作用制造的有机物并不是最多的，A错误。在35 ℃条件下，该植物实际光合作用速率为3.2＋3.2＝6.4 mg/h，而呼吸作用速率为3.2 mg/h，B错误。在15 ℃条件下，该植物的净光合作用速率等于光照下CO2的吸收量，为2.5 mg/h，C正确。光照相同时间，35 ℃时与30 ℃时光合作用制造的有机物总量分别为(3.2＋3.2)mg/h和(3.4＋3.0)mg/h，都是6.4 mg/h，D正确。 题型3　光合速率和呼吸速率的测定方法 方法1　测定装置中气体体积变化 (1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。 (2)测定原理 ①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。 ②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。 ③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。 (3)测定方法 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。 (4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 方法2　“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 将叶片一半遮光、一半曝光，遮光的一半测得的数据变化值代表细胞呼吸强度值，曝光的一半测得的数据变化值代表净光合作用强度值，最后计算真正光合作用强度值。需要注意的是该种方法在实验之前需对叶片进行特殊处理，以防止有机物的运输。 方法3　“黑白瓶法”测定溶氧量的变化 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有细胞呼吸，而白瓶既能进行光合作用又能进行细胞呼吸，所以用黑瓶(无光照的一组)测得的为细胞呼吸强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真正光合作用强度值。 方法4　叶圆片称重法——测定有机物的变化量 本方法通过测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率＝(z－y)/2S； 呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 方法5　叶圆片上浮法——定性检测O2释放速率 本方法利用真空技术排出叶肉细胞间隙中的空气，充以水分，使叶片沉于水中；在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用强度的大小。 方法6　间隔光照法——比较有机物的合成量 光反应和暗反应在不同酶的催化作用下相对独立进行，由于催化暗反应的酶的催化效率和数量都是有限的，因此在一般情况下，光反应的速率比暗反应快，光反应的产物ATP和NADPH不能被暗反应及时消耗掉。持续光照，光反应产生的大量的NADPH和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合作用的速率，降低了光能的利用率。但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物，持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照时间不变的情况下，光照、黑暗交替进行条件下制造的有机物相对多。 【对点练】5.(2023·山东枣庄模拟)如图是某兴趣小组探究不同条件下光合作用和呼吸作用过程中气体产生情况的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可使瓶内的二氧化碳浓度维持在恒定水平。下列几种实验结果(给予相同的环境条件)，不可能出现的是(　　) A.甲、乙装置水滴都左移 B.甲、乙装置水滴都右移 C.甲装置水滴不动，乙装置水滴左移 D.甲装置水滴右移，乙装置水滴左移 解析：选B。在黑暗条件下，甲、乙装置都只进行呼吸作用，呼吸作用消耗氧气，而装置中二氧化碳量保持平衡，因此水滴都左移，A不符合题意；如果甲、乙装置水滴都右移，说明装置中气体量会增多，青蛙呼吸作用不可能使气体量增多，B符合题意；甲装置中的绿色植物光合作用强度等于呼吸作用强度时水滴不动，乙装置水滴应向左移，C不符合题意；甲装置中的绿色植物光合作用强度大于呼吸作用强度时水滴向右移，乙装置水滴应向左移，D不符合题意。 6.(2023·湖南长沙模拟)某科研人员将一株正常生长的蓝莓幼苗放在透明且密闭的容器中，在适宜条件下培养一段时间(如图1所示)，并用三个如图1所示的装置(烧杯中装水)在其他环境因素相同且适宜的条件下，探究自然条件下不同光照强度对蓝莓植株光合作用强度的影响，传感器测定锥形瓶中CO2浓度变化如图2所示(设实验过程中三组蓝莓的呼吸速率相同)。请回答下列问题： (1)若图1所示的烧杯中放入的物质是水，且起始时光合作用强度大于呼吸作用强度，则一段时间内，锥形瓶内CO2浓度可出现的变化趋势是__________________。 (2)若图1所示的烧杯中放入的物质是一定浓度的NaHCO3溶液，则用该实验装置探究“光照强度对蓝莓幼苗净光合速率的影响”时，净光合速率可用该实验装置测得的结果——该幼苗单位时间内____________的量来表示。如果利用该装置测定在一定光照强度下蓝莓幼苗的实际光合速率，请简单写出实验思路：___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)图2中A组蓝莓叶肉细胞内能产生ATP的具体场所是__________________。B组蓝莓叶肉细胞的光合速率____________________(填“大于”“小于”或“等于”)蓝莓叶肉细胞的呼吸速率，原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)若图1烧杯中放入的物质是水，且起始时光合作用强度大于呼吸作用强度，使得锥形瓶内CO2浓度降低，光合速率下降，最后光合速率会等于呼吸速率，锥形瓶内CO2浓度保持相对稳定，故锥形瓶内CO2浓度可出现的变化趋势是降低至一定水平时保持相对稳定。(2)若图1烧杯中放入的物质是一定浓度的NaHCO3溶液，用该实验装置探究“光照强度对蓝莓幼苗净光合速率的影响”时，可用图1实验装置测得的结果：该幼苗单位时间内氧气释放的量来表示。如果利用该装置测定在一定光照强度下该幼苗的实际光合速率，则实验的思路是先将装置移到黑暗处(或不给予光照)，测出蓝莓幼苗单位时间内的O2吸收量(即呼吸作用速率)，再给予一定光照条件，其他条件不变，测出蓝莓幼苗单位时间内O2释放量(即净光合速率)，然后将两值相加，即为该光照条件下蓝莓幼苗的实际光合作用速率。(3)图2中A组在黑暗条件下，蓝莓植株只进行呼吸作用，其叶肉细胞内能产生ATP的具体场所是细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜。B组装置中的CO2浓度不变，表明整个蓝莓植株的光合速率与呼吸速率相等，而蓝莓植株中有许多细胞只能进行呼吸作用，因此叶肉细胞的光合速率应该大于其呼吸速率。 答案：(1)降低至一定水平时保持相对稳定 (2) O2释放　先将装置移到黑暗处(或不给予光照)，测出蓝莓幼苗单位时间内O2的吸收量(即呼吸作用速率)，再给予一定光照条件，其他条件不变，测出蓝莓幼苗单位时间内O2释放量(即净光合速率)，然后将两值相加，即为该光照条件下蓝莓幼苗的实际光合作用速率　(3)细胞质基质、线粒体基质和线粒体内膜　大于　B组装置中的CO2浓度不变，表明整个蓝莓植株的光合速率与呼吸速率相等，植株中有许多细胞只能进行呼吸作用，因此蓝莓叶肉细胞的光合速率应该大于其呼吸速率 题型4　与光合作用和细胞呼吸有关的曲线分析 1.自然环境中(夏季)一昼夜植物CO2吸收量与CO2释放量变化曲线 (1)曲线各点的含义及形成原因分析 ①a点：凌晨3时～4时，温度降低，细胞呼吸强度减弱，CO2释放减少。 ②b点：上午6时左右，太阳出来，开始进行光合作用。 ③bc段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 ④c点：上午7时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ⑤ce段：光合作用强度大于细胞呼吸强度。 ⑥d点：温度过高，部分气孔关闭，出现“光合午休”现象。 ⑦e点：下午6时左右，光合作用强度等于细胞呼吸强度。 ⑧ef段：光合作用强度小于细胞呼吸强度。 ⑨fg段：太阳落山，光合作用停止，只进行细胞呼吸。 (2)绿色植物一昼夜内有机物的“制造”“消耗”与“积累” 2.密闭容器内一昼夜CO2浓度变化曲线 曲线 模型 模型分析 AB段 无光照，植物只进行细胞呼吸 BC段 温度降低，细胞呼吸减弱 CD段 C点后，微弱光照，开始进行光合作用，但光合作用强度<细胞呼吸强度 D点 光合作用强度＝细胞呼吸强度 DH段 光合作用强度>细胞呼吸强度。其中FG段表示“光合午休”现象 H点 光合作用强度＝细胞呼吸强度，有机物积累最多 HI段 光照继续减弱，光合作用强度<细胞呼吸强度，直至光合作用完全停止 I点 I点低于A点，说明一昼夜密闭容器中CO2浓度减少，即总光合量大于总呼吸量，植物能生长。 方法技巧　巧据小室内CO2(或O2)的“初测值”与“末测值”确认植物是否生长(注意：植株≠叶肉细胞) 密闭小室中气体变化是整棵植株(绿色、非绿色部位)光合与细胞呼吸综合影响的结果。 3.光(CO2)补偿点与光(CO2)饱和点及其移动问题 (1)光(CO2)补偿点的移动 ①呼吸速率增加，其他条件不变时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 ②呼吸速率基本不变，相关条件的改变使光合速率下降时，光(CO2)补偿点应右移，反之左移。 (2)光(CO2)饱和点的移动：相关条件的改变，使光合速率增大时，光(CO2)饱和点C点应右移(C′点右上移)，反之左移(C′点左下移)。 (3)阴生植物与阳生植物相比，光(CO2)补偿点和饱和点都应向左移动。 【对点练】7.长叶刺葵是一种棕榈科植物，下图为某研究小组在水分充足的条件下测得长叶刺葵24小时内光合作用强度的曲线。下列有关曲线的描述错误的是(　　) A.大约18：00时有机物积累量最大 B.14：00以后a、b均下降的原因是光照强度减弱 C.曲线a表示总光合作用强度，曲线b表示净光合作用强度 D.10：00以后曲线b下降的原因是温度高，叶片的部分气孔关闭，二氧化碳供应不足 解析：选D。由图分析可知，到大约18：00时CO2吸收量为0，即总光合速率等于呼吸速率，此后细胞呼吸速率大于光合速率，消耗有机物，故大约18：00时有机物积累量最大，A正确。14：00以后a、b均下降的原因是随着时间推移，光照强度减弱导致光反应减弱，进而影响暗反应中二氧化碳的利用，B正确。曲线a为二氧化碳的消耗量，光合作用消耗二氧化碳，故曲线a代表总光合作用强度；曲线b为二氧化碳吸收量，吸收量＝光合作用消耗二氧化碳量－呼吸作用产生的二氧化碳量，故曲线b代表的是净光合作用强度，C正确。10：00以后图中曲线b二氧化碳吸收量下降，净光合速率下降，但是二氧化碳的消耗量增加，总光合速率增强(故叶片的气孔没有关闭，二氧化碳供应还是比较充足)，说明此时是因为呼吸速率加快引起的，D错误。 8.(2023·安徽马鞍山三模)蒙古沙冬青具有防风固沙和水土保持的功能，是中国西北荒漠生态系统中的常绿阔叶灌木。科研人员在夏季某天不同时刻分别测定了三种不同生长阶段的蒙古沙冬青的净光合速率，数据如下图。回答下列问题。 (1)该实验的自变量是________________________________________________________。 (2)与7：00相比，9：00叶绿体内C3的合成速率________，13：00三种不同生长阶段的蒙古沙冬青都存在“光合午休”现象，原因是_______________________________________。 (3)7：00至19：00期间，__________________(填“大蒙古沙冬青”“中蒙古沙冬青”或“小蒙古沙冬青”)积累的有机物最多，但仍然不能确定一昼夜哪种蒙古沙冬青积累的有机物最多，其原因是________________________________________________________。 (4)研究发现蒙古沙冬青根毛细胞的可溶性糖、氨基酸等化合物含量较高，这一特性对其适应荒漠生态系统的意义主要是_______________________________________________。 解析：(1)据图可知，净光合速率随时间、不同生长阶段的蒙古沙冬青不同而变化，则自变量是时间、不同生长阶段的蒙古沙冬青。(2)与7：00相比，9：00时光照增强，光反应提供的NADPH和ATP增多，促进C3的还原，叶绿体内C3的合成速率加快。13：00三种不同生长阶段的蒙古沙冬青都存在“光合午休”现象，原因是中午叶片的部分气孔关闭，二氧化碳供应不足，使暗反应速率降低。(3)净光合速率和横坐标时间围成的面积可表示积累的有机物量，7：00至19：00期间，中蒙古沙冬青围成的面积最大，积累的有机物最多。一昼夜积累的有机物量是白天积累的有机物量减去夜晚呼吸作用消耗的有机物量，三种蒙古沙冬青夜晚呼吸作用强度未知，不能确定一昼夜哪种蒙古沙冬青积累的有机物最多。(4)研究发现蒙古沙冬青根毛细胞的可溶性糖、氨基酸等化合物含量较高，使根毛细胞的渗透压较大，增强吸水能力，提高对干旱环境的适应能力。 答案：(1)时间和不同生长阶段的蒙古沙冬青　(2)增大　部分气孔关闭，二氧化碳供应不足　(3)中蒙古沙冬青　三种蒙古沙冬青夜晚呼吸作用强度未知　(4)提高根毛细胞的渗透压，增强吸水能力，提高对干旱环境的适应能力 　　　　　　　　　　　　　　　　[高考真题·感悟试做]　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.(2022·全国乙卷)某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释正确的是(　　) A.初期光合速率逐渐升高，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，之后呼吸速率保持稳定 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 解析：选D。初期容器内CO2浓度较大，光合作用强于呼吸作用，植物吸收CO2、释放O2，使密闭容器内的CO2浓度下降、O2浓度上升，光合速率逐渐降低，呼吸作用逐渐升高，直至两者平衡趋于稳定，D正确。 2.(2023·浙江6月选考)植物工厂是一种新兴的农业生产模式，可人工控制光照、温度、CO2浓度等因素。不同光质配比对生菜幼苗体内的叶绿素含量和氮含量的影响如图甲所示，不同光质配比对生菜幼苗干重的影响如图乙所示。分组如下：CK组(白光)、A组(红光∶蓝光＝1∶2)、B组(红光∶蓝光＝3∶2)、C组(红光∶蓝光＝2∶1)，每组输出的功率相同。 回答下列问题： (1)光为生菜的光合作用提供________，又能调控生菜的形态建成。生菜吸收营养液中含氮的离子满足其对氮元素需求，若营养液中的离子浓度过高，根细胞会因________作用失水造成生菜萎蔫。 (2)由图乙可知，A、B、C组的干重都比CK组高，原因是___________________________。 由图甲、图乙可知，选用红、蓝光配比为________，最有利于生菜产量的提高，原因是 _______________________________________________________________________。 (3)进一步探究在不同温度条件下，增施CO2对生菜光合速率的影响，结果如图丙所示。由图可知，在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳，判断依据是________________________________________________________________________________。 植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度，还可以____________，使光合速率进一步提高，从农业生态工程角度分析，优点还有____________________________。 解析：(1)叶绿体中的光合色素能够吸收、传递和转化光能。光为生菜的光合作用提供了能量。若营养液中的离子浓度过高，则营养液的浓度大于根细胞的细胞液浓度，可导致根细胞发生渗透失水。(2)A、B、C组的干重都高于CK组，这是因为光合色素主要吸收红光和蓝紫光，因此与CK组相比，不同配比的红光和蓝光的组别光合速率高，有机物积累多。B组(红光∶蓝光＝3∶2)的氮含量、叶绿素含量以及干重均最高，因此当红、蓝光的配比为红光∶蓝光＝3∶2时，最有利于生菜产量的提高。(3)温度为25 ℃时，高CO2浓度下和大气CO2浓度下生菜的光合速率均较高，且高CO2浓度下生菜的光合速率与大气CO2浓度下生菜的光合速率的差值较大。因此在25 ℃时，提高CO2浓度对提高生菜光合速率的效果最佳。植物工厂利用秸秆发酵生产沼气，冬天可燃烧沼气以提高CO2浓度和温度，从而使植物光合速率进一步提高。利用秸秆发酵生产沼气，有利于实现物质的循环利用，提高能量的利用率，增加作物产量，减少环境污染。 答案：(1)能量　渗透　(2)与CK组相比，A、B、C组使用的是红光和蓝光，光合色素主要吸收红光和蓝紫光，A、B、C组吸收的光更充分，光合作用速率更高，植物干重更高　红光∶蓝光＝3∶2　当光质配比为B组时，植物叶绿素和氮含量都比A组、C组高，净光合速率更大，积累的有机物更多　(3)25 ℃时，高CO2浓度下和大气CO2浓度下生菜的光合速率均较高，且25 ℃时高CO2浓度下的光合速率与大气CO2浓度下生菜的光合速率的差值较大　提高温度　有利于实现物质的循环利用，提高能量利用率，减少环境污染 3.(2022·浙江6月选考)通过研究遮阴对花生光合作用的影响，为花生的合理间种提供依据。研究人员从开花至果实成熟，每天定时对花生植株进行遮阴处理。实验结果如表所示。 处理 不遮阴 遮阴2小时 遮阴 4小时 指标 光饱和点/klx 40 35 30 光补偿点/lx 550 515 500 低于5 klx光合曲线的斜率/ (mg CO2·dm－2·hr－1·klx－1) 1.22 1.23 1.46 叶绿素含量/(mg·dm－2) 2.09 2.66 3.03 单株光合产量/g干重 18.92 18.84 16.64 单株叶光合产量/g干重 3.25 3.05 3.05 单株果实光合产量/g干重 8.25 8.21 6.13 注：光补偿点指当光合速率等于呼吸速率时的光强度。光合曲线指光强度与光合速率关系的曲线。 回答下列问题： (1)从实验结果可知，花生可适应弱光环境，原因是在遮阴条件下，植株通过增加________________，提高吸收光的能力；结合光饱和点的变化趋势，说明植株在较低光强度下也能达到最大的____________；结合光补偿点的变化趋势，说明植株通过降低________，使其在较低的光强度下就开始了有机物的积累。根据表中____________________________的指标可以判断，实验范围内，遮阴时间越长，植株利用弱光的效率越高。 (2)植物的光合产物主要以____________形式提供给各器官。根据相关指标的分析，表明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配至____________中。 (3)与不遮阴相比，两种遮阴处理的光合产量均____________。根据实验结果推测，在花生与其他高秆作物进行间种时，高秆作物一天内对花生的遮阴时间为____________(A.<2小时　B.2小时　C.4小时　D.>4小时)，才能获得较高的花生产量。 解析：(1)从表中数据可以看出，遮阴一段时间后，花生植株的叶绿素含量在升高，提高了对光的吸收能力。光饱和点在下降，但光合曲线的斜率逐渐升高，说明植株在较低光强度下也能达到最大的光合速率。光补偿点也在降低，说明植物的光合作用下降的同时呼吸速率也在下降，以保证植物在较低的光强下就能达到净光合大于0的积累效果。根据表中低于5 klx光合曲线的斜率指标可以判断，在实验范围内随遮阴时间增长，光合速率提高幅度加快，故说明植物对弱光的利用效率变高。(2)植物的光合产物主要是以有机物(蔗糖)形式储存并提供给各个器官。结合表中数据看出，遮阴4小时与遮阴2小时比较，叶中的光合产量相同，但果实中光合产量下降，说明较长遮阴处理下，植株优先将光合产物分配给叶。(3)与对照组相比，遮阴处理的两组光合产量有不同程度的下降。若将花生与其他高秆作物间种，则应尽量减少其他作物对花生的遮阴时间，才能获得较高花生产量。 答案：(1)叶绿素含量　光合速率　呼吸速率　低于5 klx光合曲线的斜率　(2)蔗糖　叶　(3)下降　A 学科网（北京）股份有限公司 $$