人教版2024届高考生物一轮复习能量之源——光与光合作用教学课件

这是一份人教版2024届高考生物一轮复习能量之源——光与光合作用教学课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，提能力精准突破，悟考情演练真题，研专项前沿命题，纸层析法，层析液，2实验流程，防止色素被破坏，铅笔线等内容，欢迎下载使用。

一、叶绿体中的色素及其提取和分离
1.色素的提取与分离实验(1)实验原理
色素溶解在层析液中,而导致滤纸条上无色素带
(3)实验结果及分析
2.叶绿体的结构及其中的色素(1)光合作用的结构——叶绿体
(2)色素的吸收光谱
旁栏边角(必修1 P99“与社会的联系”改编)生产上,用何种颜色的玻璃、塑料薄膜做温室大棚的顶棚产量高?阴天时,在功率相同的情况下,应选择什么颜色的照明灯为蔬菜补充光源?
提示 无色,因为日光中各种颜色的光均能通过,作物光合效率高。应选择补红光和蓝紫光的照明灯。
易错辨析(1)(2020江苏,6B)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏。(　　)(2)〔2020江苏,27(1)〕在叶绿体中,光合色素分布在类囊体薄膜上。(　　)(3)(2020山东,3D)探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液。(　　)(4)液泡中紫红色的花青苷为水溶性,可用水作层析液观察花青苷的色素带。(　　)
(5)若将叶绿体置于蓝紫光下,则不会有氧气产生。(　　)(6)黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的。(　　)
长句应答1.(必修1 P100“拓展题2”)海洋中的藻类植物,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻,它们在海水中的垂直分布一般依次是浅、中、深,这种现象与　　　　　　　　　　有关,即　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.植物叶片呈现绿色的原因是什么?
提示 光能的捕获　不同颜色的藻类吸收不同波长的光
提示 植物叶片呈现绿色的原因是叶片中的色素对绿光的吸收少,绿光被反射出来。
3.(必修1 P98“实验拓展”)分离叶绿体中的色素,也可用下图所示的方法:即在圆心处滴加适量滤液,待干燥后再滴加适量层析液进行层析,结果会出现4个不同颜色的同心圆,则①~④依次对应哪种色素及颜色?
提示 ①胡萝卜素(橙黄色),②叶黄素(黄色),③叶绿素a(蓝绿色),④叶绿素b(黄绿色)。
1.光合作用的探究历程(按时间顺序排列)
使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力
光合作用的产物有淀粉,还证明光是进行光合作用的必要条件
特别提醒 恩格尔曼在选材及实验设计上的四大巧妙处:①实验材料选择水绵和好氧细菌,水绵的叶绿体呈螺旋式带状,便于观察,用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。③用极细的光束照射,叶绿体上可分为光照多和光照少的部位,相当于一组对比实验。④临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果,等等。
助学巧记 (1)光合作用过程的“一、二、三、四”
(2)光合作用C、H、O的转移途径
3.光合作用和化能合成作用的比较
将CO2和H2O等无机物合成有机物
旁栏边角(必修1 P104“正文内容”)叶绿体中C3的分子数量为什么多于C5的分子数量?
提示 暗反应CO2固定时,每消耗1 分子C5,产生2 分子C3;C3还原时,每还原2 分子C3产生1 分子C5,因此当暗反应速率达到稳定时,C3的分子数量多于C5的分子数量。
易错辨析(1)(2022湖南,13B)在夏季晴朗无云的白天,12时左右光合作用强度明显减弱是由于光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量。 (　　)(2)(2021湖南,7B)在暗反应阶段,CO2不能直接被还原。(　　)(3)(2021广东,12B)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisc,激活Rubisc需要黑暗条件。(　　)(4)(2017全国Ⅲ,2B)叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中。(　　)(5)高等植物光合作用中光反应只发生在生物膜上。(　　)
长句应答O2产生量是衡量光合作用强度的重要指标,我们观测到的光合作用O2产生量是植物光合作用实际产生的总O2量吗?为什么?
提示 不是。由于植物进行光合作用的同时还会进行细胞呼吸,故我们测定的O2产生量,实际是光合作用O2释放量,它与植物光合作用实际产生的总O2量不同。
三、光合作用的影响因素及应用
1.光合作用强度植物　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的数量。 2.影响光合作用的内部因素(1)植物自身的遗传特性(如植物品种不同),以阴生植物、阳生植物为例,如图所示。
在单位时间内通过光合作用制造糖类
(2)植物叶片的叶龄、叶绿素含量及酶
3.影响光合作用的外部因素(1)单因子变量对光合作用影响的曲线分析①光照强度
④水分或矿质元素影响气孔的开闭超过一定浓度后,植物会因土壤溶液浓度过高而渗透失水,出现萎蔫,即“烧苗”现象
(2)多因子对光合速率的影响
旁栏边角1.(必修1 P104“探究”改编)土壤板结,光合速率下降的原因是  　。 2.(必修1 P104“探究”改编)北方夏季中午时,光照强度很强,植物出现“午休”现象的原因是  　。 
提示 土壤板结,导致土壤中缺氧,根细胞进行无氧呼吸,产生的ATP减少,供给根细胞用于矿质元素吸收的能量减少,光合色素的合成和酶数量减少,光合作用减弱
提示 光照强度过强,温度升高,导致部分气孔关闭,细胞CO2供应不足,光合作用减弱
易错辨析(1)〔2020山东,21(4)〕干旱条件下,很多植物光合速率降低,主要原因是水为光合作用的原料,是生化反应的介质。(　　)(2)(2017全国Ⅰ,30节选)已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的,则甲种植物净光合速率为0时,乙种植物净光合速率大于0。(　　)
(3)叶色变异是由体细胞突变引起的芽变现象。红叶杨由绿叶杨芽变后选育形成,其叶绿体基粒类囊体减少,光合速率减小,液泡中花青素含量增加。两种杨树叶光合速率可通过“探究光照强弱对光合作用强度的影响”实验作比较。(　　)
(4)在探究光照强度对光合作用强度的影响中,增加光照强度或温度,都能明显缩短小圆形叶片上浮至液面所用的时间。(　　)(5)探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的小圆形叶片应先排出里面的气体。(　　)(6)为确保溶液中CO2含量充足,小圆形叶片可以放入NaHCO3溶液中。(　　)
长句应答1.在温室大棚中,如何提高绿色植物光合作用强度?2.在北方的冬暖大棚中施用有机肥有哪些益处? (至少说出两点)
提示 可以利用温室大棚控制光照强度、 温度的方式,如补光、遮阴、生炉子、喷淋降温等,提高绿色植物光合作用强度。
提示 有机肥中的有机物被土壤中的微生物分解成各种矿质元素,增加了土壤的肥力,另外还释放出热量和CO2,增加了大棚内的温度和CO2浓度,有利于光合作用。
角度一、围绕叶绿体结构及色素功能等考查生命观念考向探究考向1色素分布及功能1.下列关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是(　　)A. H2O在光下被分解为[H]和O2的过程发生在叶绿体的类囊体薄膜上B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的
答案 C解析 H2O的光解发生在类囊体薄膜上,因为类囊体薄膜上含有与光反应有关的酶和色素,A项正确;镁作为细胞中的无机盐,能以离子状态由植物的根从土壤中吸收,进而参与叶绿素的合成,B项正确;一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光,不包括红外光和紫外光,C项错误;叶绿素的合成需要光,黑暗中生长的植物幼苗,因没有光照而导致叶绿素合成受阻,使类胡萝卜素的颜色显现出来,因而叶片呈黄色,D项正确。
考向2色素吸收光谱及功能判定2.(2017全国Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是(　　)A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
答案 A解析 类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,主要吸收蓝紫光,基本不吸收红光,A项错误。各种色素的吸收光谱可以通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制,B项正确。光合作用的作用光谱可用光合作用的强度随光波长的变化来表示,通常用O2的释放速率或CO2的吸收速率来表示光合作用强度,C项正确。波长为640~660 nm的光为红光,叶绿素对其吸收量较大,在此波长光下释放O2是由于叶绿素参与了光合作用,D项正确。
3.高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素 b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。下图是①②两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是(　　)
A.图中①和②主要分布在叶绿体的内膜上B.利用纸层析法分离色素时,②应位于滤纸条的最下端C.植物叶片呈现绿色是由于①②主要吸收绿光D.弱光下①的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
答案 D解析 图中①叶绿素b、②叶绿素a主要分布在叶绿体的类囊体薄膜上,A项错误;利用纸层析法分离色素时,①叶绿素b应位于滤纸条的最下端,B项错误;植物叶片呈现绿色是由于①②吸收绿光最少,透射光下呈绿色,C项错误;在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境,可知弱光下①叶绿素b的相对含量增高有利于植物对弱光的利用,D项正确。
考向3叶绿体结构、功能微观分析4.如图所示,图甲为叶绿体的结构模式图,图乙是图甲的部分结构放大图,下列相关叙述正确的是(　　)A.⑤所示物质中含有镁元素B.图乙所示的结构来自图甲中的①C.图中ATP的能量来自物质氧化分解D.④中含有四种色素,四种色素的比例决定了叶的颜色
答案 A解析 ⑤为光合色素,而叶绿素分子中含镁元素,A项正确;图乙可进行光反应,应为甲中的③(类囊体薄膜),B项错误;由图乙可知,图中ATP的能量来自光能,C项错误;色素存在于③上而不存在于④(叶绿体基质)中,D项错误。
方法突破1.影响叶绿素合成的三大因素
2.色素与叶片的颜色
角度二、围绕叶绿体中色素的提取、分离,考查科学探究能力考向探究考向1实验过程1.(2020江苏)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验,下列叙述错误的是(　　)A.提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂B.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏C.研磨时添加石英砂有助于色素提取D.画滤液细线时应尽量减少样液扩散
答案 B解析 色素易溶于有机溶剂,故用无水乙醇作为溶剂来提取,A项正确。研磨时加入CaCO3而非CaO,B项错误。研磨时加入石英砂,有助于研磨充分,有助于色素的提取,C项正确。为了得到整齐的色素带,滤液细线尽量细、齐,D项正确。
考向2对实验现象的解释2.提取叶片中的光合色素,进行纸层析分离,下列对该实验中各种现象的解释,正确的是(　　)A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片B.色素始终在滤纸上,是因为色素不溶于层析液C.提取液呈绿色是由于该叶片含叶绿素a和叶绿素b较多D.胡萝卜素处于滤纸条最上方,是因为其在提取液中的溶解度最高
答案 C解析 未见色素带,其原因是操作失误,若选用黄化叶片,如果操作正确也会观察到两条色素带,A项错误;叶绿体中的色素能够溶解在乙醇、 层析液等有机溶剂中,B项错误;由于叶绿素含量比类胡萝卜素多且叶绿素呈现绿色,所以提取液呈绿色,C项正确;叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,如胡萝卜素在层析液中扩散得最快,是因为其在层析液中的溶解度最高,D项错误。
考向3实验结果分析3.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时,甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“+”表示使用,“-”表示未使用),其余操作均正常,他们所得的实验结果依次应为(　　)
A.①②③④　 B.②④①③ C.④②③①D.③②①④
方法突破 绿叶中色素的提取与分离实验异常现象分析
考向探究考向1光合作用探究历程1.经过许多科学家的实验,才逐渐发现光合作用的场所、条件、原料和产物。下列关于几个著名实验的叙述,正确的是(　　)A.恩格尔曼实验中,利用好氧细菌观察水绵光合作用生成氧气的部位B.鲁宾和卡门的实验中,用18O标记C18O2,证明了光合作用释放的氧气来自H2OC.卡尔文用14C标记14CO2,发现光合作用中糖类的14C是从NADPH和三碳化合物转移而来的D.萨克斯的实验中,叶片在暗处放置几个小时的目的是检测叶片中原有五碳化合物的含量
答案 A解析 恩格尔曼实验中,利用好氧细菌观察水绵光合作用生成氧气的部位是叶绿体,A项正确;鲁宾和卡门的实验中,设置了两组实验,一组向植物提供 和CO2,另一组向同种植物提供H2O和C18O2,证明了光合作用释放的氧气来自H2O,B项错误;卡尔文用14C标记14CO2,发现光合作用中糖类的14C是从三碳化合物转移而来的,C项错误;萨克斯的实验中,叶片在暗处放置几个小时的目的是消耗掉叶片中的营养物质,D项错误。
考向2光合作用过程2. 下图是绿色植物光合作用过程的图解,下列相关叙述错误的是(　　)
A.光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上B.暗反应的物质变化为CO2→甲→(CH2O)或乙C.突然停止光照,甲的含量减少,乙的含量增多D.光反作用将光能转变成有机物中稳定的化学能
答案 C解析 光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上,A项正确;暗反应的物质变化为CO2→C3→(CH2O)或C5,B项正确;突然停止光照,C3还原受抑制,而CO2固定不受影响,甲的含量增加,乙的含量减少,C项错误;光反应将光能转化为ATP中活跃的化学能,暗反应将ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能,D项正确。
考向3光合作用过程中C3、C5、ATP、NADPH等物质含量变化分析3.光合作用通过密切关联的两大阶段——光反应和暗反应实现。对于改变反应条件而引起的变化,下列说法错误的是(　　)
A.突然中断CO2供应会暂时引起叶绿体基质中C5/C3的值及ATP/ADP的值均增大B.倘若在夏季晴朗的白天,植物细胞内C3和C5的相对含量发生了图中所示变化,则改变的环境因素可能是增加了光照强度C.突然将红光改变为绿光会暂时引起叶绿体基质中C3/C5的值减小D.突然将绿光改变为红光会暂时引起叶绿体基质中ATP/ADP的值增大
答案 C解析 突然中断CO2供应会导致CO2的固定速率降低,叶绿体中C5含量增加、C3含量减少,进而使ATP和[H]含量增多,所以ATP/ADP的值增大,A项正确;增加光照强度,光反应产生的[H]和ATP增多,被还原的C3增多,生成的C5增多,而CO2被C5固定形成C3的过程不变,故C3的相对含量将减少、C5的相对含量将增加,B项正确;突然将红光改变为绿光后,光能利用率降低,ATP和[H]含量减少,进而使C3含量增多、C5含量减少,C3/C5的值增大,C项错误;突然将绿光改变为红光后,光能利用率提高,ATP和[H]含量增加,ATP/ADP的值增大,D项正确。
考向4特殊光合途径分析
4.(2022广东汕头模拟)中国科学家宣布在国际上首次实现了实验室内利用无细胞系统,完成了从二氧化碳到淀粉的从头合成。该人工合成途径的淀粉合成速率是玉米的8.5倍。玉米作为粮食作物,目前是我国种植面积最大的农作物。图1表示玉米光合作用利用CO2合成(CH2O)的过程,玉米叶肉细胞通过“CO2泵”内的一些化学反应,将空气中的CO2泵入维管束鞘细胞,使维管束鞘细胞内积累较高浓度的CO2,保证(CH2O)的合成顺利进行;图2为玉米光合作用中卡尔文循环的部分代谢途径示意图。回答下列问题。
(1)图1过程①是　　　　　,如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO2泵”的活性降低,则在短时间内,维管束鞘细胞中C5的含量将　　　(填“增加”“减少”或“不变”)。 
(2)将玉米置于较弱光照下一段时间后取其叶片进行色素分离,与适宜光照下分离的色素进行比较,发现弱光下滤纸条下端两条色素带明显加宽,推测该植物可通过　　　　　以增强对弱光的适应能力。研究发现玉米缺锌会使苗期新叶脉间失绿,特别是叶基部三分之二处明显发白导致白苗病,严重影响光合作用强度,说明无机盐有　　　　　　　　的生理功能。 
(3)图2中的载体将1分子磷酸丙糖转运出叶绿体的同时转运进1分子Pi。若蔗糖合成受阻,则在短时间内,卡尔文循环会减速,原因是进入叶绿体的Pi减少,　　　　　　　　　　　　。随后,淀粉的合成量将　　　　　,以维持卡尔文循环运行。 (4)实验室人工合成淀粉技术是一项重大突破,若该技术未来能够大面积推广应用,你认为可解决当前人类面临的哪些生态环境问题?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写出两项)。 
答案 (1)CO2的固定　增加(2)增加叶绿素含量　维持(细胞或)生物体的正常生命活动(3)使磷酸丙糖积累于叶绿体基质中,同时导致叶绿体中合成的ATP量下降(合理即可)　增加(4)能节约大量的耕地和淡水资源;减少农药、化肥等的使用对环境产生的负面影响;减少温室效应,缓解全球气候变暖等(合理即可)
解析 (1)分析图1可知,过程①是CO2的固定,如果在玉米叶肉细胞中注入某种抑制剂使“CO2泵”的活性降低,则会导致进入维管束鞘细胞中的CO2减少,进而导致过程①减慢,则在短时间内,C5的消耗减少,但C5的合成速率不变,因此维管束鞘细胞中C5的含量将增加。(2)分析题意可知,弱光下滤纸条下端两条色素带明显加宽,说明叶绿素含量增加,推测该植物可通过增加叶绿素含量以增强对弱光的适应能力。玉米缺锌会使苗期新叶脉间失绿,严重影响光合作用强度,说明无机盐能维持(细胞或)生物体的正常生命活动。
(3)分析图2可知,若蔗糖合成受阻,则在短时间内,进入叶绿体的Pi减少,导致磷酸丙糖的转运受到抑制而在叶绿体基质中大量积累,反馈抑制了卡尔文循环的运行,叶绿体中Pi减少,也会导致ATP合成受阻,使得卡尔文循环减速。随后,积累在叶绿体中的磷酸丙糖将转化为淀粉,淀粉的合成量将增加,以维持卡尔文循环运行。(4)利用植物进行光合作用制造有机物需要大量水资源、耕地,同时需要使用化肥和农药等,若能推广人工合成淀粉,将会节约大量的耕地和淡水资源;减少农药、化肥等的使用对环境产生的负面影响;减少温室效应,缓解全球气候变暖等。
方法突破1.光反应和暗反应
2.环境改变时光合作用各物质含量的变化(1)“过程法”
(2)“模型法”①四类模型
考向探究考向1单因素影响
1.(2022湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内,随光照强度的增加,光合速率增大,达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同,研究证实高浓度臭氧(O3)对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两种植物75天,在第55天、65天、75天分别测定植物净光合速率,结果如图1、图2和图3所示。
注:曲线1表示甲对照组,曲线2表示乙对照组,曲线3表示甲实验组,曲线4表示乙实验组。
回答下列问题。(1)图1中,在高浓度O3处理期间,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会　　　(填“减小”“不变”或“增大”)。 (2)与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明  　。 (3)从图3分析可得到两个结论:①O3处理75天后,甲、乙两种植物的　　 　　　　　,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物,表明　 　 。 (4)实验发现,处理75天后,甲、乙植物中的A基因表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天。若实验现象为　　　　　 　　　　　,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。 
答案 (1)增大　(2)高浓度臭氧处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小　(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组　长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异　(4)A基因过量表达与表达量下降时,乙植物的净光合速率相同
解析 (1)限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度,图1中,在高浓度O3处理期间,当光照强度增大到一定程度时,净光合速率不再增大,出现了光饱和现象,若适当增加环境中的CO2浓度,甲、乙植物的光饱和点会增大。(2)据图可知,用某一高浓度O3连续处理甲植物不同时间,与图3相比,图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小,表明高浓度臭氧处理甲的时间越短,对甲植物光合作用的影响越小。(3)据图3可知,O3处理75天后,曲线3净光合速率小于曲线1、曲线4净光合速率小于曲线2,即甲、乙两种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组,表明长时间高浓度的O3对植物光合作用产生明显抑制;曲线4净光合速率比曲线3下降更大,即长时间高浓度O3对乙植物的影响大于甲植物,表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
(4)实验发现,处理75天后,甲、乙植物中的A基因表达量都下降,为确定A基因功能与植物对O3耐受力的关系,自变量是A基因功能,因此可以使乙植物中A基因过量表达,并用高浓度O3处理75天,比较A基因过量表达与表达量下降时的净光合速率,若两种条件下乙植物的净光合速率相同,则说明A基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
考向2多因素影响2.(2014全国Ⅱ)某植物净光合速率的变化趋势如图所示。据图回答下列问题。(1)当CO2浓度为A时,高光强下该植物的净光合速率为　　。CO2浓度在A~B之间时,曲线　　　　　　表示了净光合速率随CO2浓度的增高而增高。 
(2)CO2浓度大于C时,曲线b和c所表示的净光合速率不再增加,限制其增加的环境因素是　　　　。 (3)当环境中CO2浓度小于A时,在图示的3种光强下,该植物呼吸作用产生的CO2量　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用吸收的CO2量。 (4)据图可推测,在温室中,若要采取提高CO2浓度的措施来提高该种植物的产量,还应该同时考虑　　　　这一因素的影响,并采取相应措施。 
3.下图表示光照强度、CO2浓度和温度对植物光合速率的影响。根据图形分析,下列有关说法错误的是(　　)A.CO2浓度直接影响光合作用C3的生成速率B.在OA区间限制光合速率的环境因素主要是光照强度C.在BC区间限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度D.图中所示温度一定是t1大于t2
答案 D解析 分析题图,该实验的自变量是光照强度、温度和CO2浓度,因变量是光合速率。光合作用过程中,CO2与C5结合生成C3 ,故CO2浓度直接影响光合作用中C3的生成速率,A项正确;图中在OA区间,曲线处于上升阶段,限制图示三组实验光合速率的环境因素主要是光照强度,B项正确;光照强度在BC区间时,Ⅱ组还没有达到光饱和点,且Ⅱ组与Ⅰ组相比,除温度不同外其他条件相同,而Ⅱ组光合速率低于Ⅰ组,此时限制Ⅱ组实验光合速率的环境因素一定有光照强度、温度,C项正确;温度可通过影响光合作用相关酶的活性来影响光合速率,图中曲线Ⅰ与Ⅱ对应的CO2浓度相同、温度不同,光合速率不同,据此无法判断t1和t2的大小,D项错误。
考向3影响因素实验探究
4.(2022广东)研究者将玉米幼苗置于三种条件下培养10天后(图1),测定相关指标(图2),探究遮阴比例对植物的影响。
回答下列问题。(1)结果显示,与A组相比,C组叶片叶绿素含量　　　　　,原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)比较图2中B1与A组指标的差异,并结合B2相关数据,推测B组的玉米植株可能会积累更多的　　　　　　　　,因而生长更快。 
(3)某兴趣小组基于上述B组条件下玉米生长更快的研究结果,作出该条件可能会提高作物产量的推测,由此设计了初步实验方案进行探究。实验材料:选择前期　　 　一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90株。实验方法:按图1所示的条件,分A、B、C三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以　　　　　为对照,并保证除　　　　　外其他环境条件一致。收获后分别记录各组玉米的籽粒重量。 结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果提高玉米产量的结论成立,下一步探究实验的思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案 (1)高　遮阴条件下可合成较多的叶绿素　(2)糖类等有机物　(3)光照条件　A组　遮阴程度　探究能提高作物产量的最适遮阴比例解析 (1)由图2可知,培养10天后,A组叶绿素含量为4.2 mg/dm2,C组叶绿素含量为4.7 mg/dm2,原因可能是遮阴条件下,光照强度适宜,植物合成较多的叶绿素,从而吸收较多的光能。(2)由图2中B 1组叶绿素含量为5.3 mg/dm2,B2组叶绿素含量为3.9 mg/dm2,A组叶绿素含量为4.2 mg/dm2;B1组净光合速率为20.5 μml CO2/(m2·s),B2组净光合速率为7.0 μml CO2/(m2·s),A 组净光合速率为 11.8 μml CO2/(m2·s),可推测B组玉米植株的总叶绿素含量为(5.3+3.9)/2=4.6 (mg/dm2),净光合速率为(20.5+7.0)/2=13.75 (μmlCO2·m-2·s-1),两项数据显示B组均高于A组,推测B组可能会积累更多的糖类等有机物,因而生长更快。
(3)分析题意可知,该实验的目的是探究B组条件下是否会提高作物产量。该实验的自变量为玉米遮阴程度,因变量为作物产量,可用籽粒重量表示。由于实验中无关变量应保持相同且适宜,故实验设计如下。实验材料:选择前期光照条件一致、生长状态相似的某玉米品种幼苗90 株。实验方法:按图1所示条件,分为 A、B、C 三组培养玉米幼苗,每组30株;其中以A组为对照,并保证除遮阴条件外其他环境条件一致,收获后分别记录各组玉米的籽粒重量。结果统计:比较各组玉米的平均单株产量。分析讨论:如果B组遮阴条件下能提高作物产量,则下一步需要探究能提高作物产量的最适遮阴比例。
考向4影响因素及其实践应用综合5.一般认为,草莓比较耐阴,生长在光照强度较弱的温室大棚里可能更加适宜。以丰香草莓为材料,研究了遮阴处理对草莓叶片光合作用的影响,旨在为草莓栽培提供理论依据。材料用具:2叶期草莓幼苗,遮阳网(网内光强为自然光强的1/3左右),光合分析测定仪等。(1)实验步骤:选取若干生长状况相似的丰香草莓幼苗随机均分为对照组和实验组,实验组用　　　　　　进行处理,在相同且适宜的条件下培养至植株长出6片叶片左右,测定两种环境下各项指标如下表: 
遮阴对丰香草莓叶片光合色素含量的影响(单位:mg/g)
图1　遮阴对丰香草莓光合速率的影响
图2　遮阴对丰香草莓固定CO2的效率和CO2补偿点的影响
(2)表中数据显示,遮阴提高草莓叶片的　　　　　　　　　　　,进而提高草莓适应弱光的能力。 (3)图1中,对照组草莓净光合速率曲线呈现“双峰”型的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。遮阴组实验时间段内光合积累总量显著　　　　对照组,推测遮阴可能影响　　反应,并据此继续进行实验得到图2的结果。 (4)由图2可知实验处理显著提高其CO2补偿点,固定CO2的效率　　　　,可能的原因是遮阴使叶片温度降低,导致　　　　　　　　　　　。 (5)综上所述,1/3左右的自然光强提高了草莓叶片利用光的能力,但CO2的利用率下降。欲进一步研究本课题,可改变　　　　　　　　进行研究。 
答案 (1)遮阳网　(2)光合色素含量　(3)中午气孔关闭,CO2吸收减少　低于　暗　(4)降低　催化CO2固定的相关酶活性降低　(5)遮阴比例
解析 (1)依据实验目的——探究遮阴处理对草莓叶片光合速率的影响,实验变量应为是否给予遮阴处理,故实验组应给予“遮阳网”处理。(2)分析表格数据可知,与对照组相比,实验组中各种色素含量均有所提升,故而可提高弱光适应能力。(3)图1中对照组草莓净光合速率曲线在中午11:00附近出现光合午休现象,其成因是气孔关闭,CO2吸收减少,从而制约了暗反应。遮阴组实验时间段内光合积累总量显著低于对照组,可能是暗反应受到影响。(4)由图2可知,与对照组相比,实验组CO2补偿点显著提高,推测其固定CO2的效率有所降低,其可能原因是遮阴使叶片温度降低,导致相关酶活性降低。(5)因为1/3左右的自然光强提高了草莓叶片利用光的能力,但CO2的利用率下降,所以进一步的课题应为探究在多大比例的自然光强时,草莓叶片的光合作用最强,可改变遮阴比例进行研究。
方法突破1.影响光合作用的外部因素归纳
2.提高农作物产量的四大“农耕措施”原理分析
1.(2022全国乙)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,下列解释合理的是(　　)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
答案 D解析 适宜且恒定的温度和光照条件下,初期光合速率大于呼吸速率,导致容器内O2含量逐渐升高,CO2含量逐渐降低,光合速率逐渐降低,呼吸速率逐渐升高,A、B、C三项错误;容器内CO2浓度保持相对稳定时,光合速率等于呼吸速率, D项正确。
2.(2022湖南改编)在夏季晴朗无云的白天,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右光合作用强度明显减弱。光合作用强度减弱的原因不可能是(　　)A.叶片蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少B.光合酶活性降低,呼吸酶不受影响,呼吸释放的CO2量大于光合固定的CO2量C.类囊体薄膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低D.光反应产物积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降
答案 B解析 夏季,10时左右某植物光合作用强度达到峰值,12时左右由于温度过高,光合作用强度明显减弱,这时叶片的蒸腾作用强,失水过多使气孔部分关闭,进入体内的CO2量减少,导致有机物积累减少,A项不符合题意;12时左右温度较高,无论是光合酶还是呼吸酶,活性均受影响,光合固定的CO2量仍大于呼吸释放的CO2量,B项符合题意;类囊体薄膜上的部分光合色素被光破坏,吸收和传递光能的效率降低,C项不符合题意;由于光照过强,光反应产物NADPH和ATP积累,产生反馈抑制,叶片转化光能的能力下降,D项不符合题意。
3.(2021广东)在高等植物光合作用的卡尔文循环中,唯一催化CO2固定形成C3的酶被称为Rubisc,下列叙述正确的是(　　)A.Rubisc存在于细胞质基质中B.激活Rubisc需要黑暗条件C.Rubisc催化CO2固定需要ATPD.Rubisc催化C5和CO2结合
答案 D解析 CO2的固定属于暗反应阶段,场所是叶绿体基质,A项错误。CO2的固定过程在有光和无光条件下都能进行,但Rubisc需要光激活,B项错误。CO2的固定过程需要酶的参与,不消耗ATP,C项错误。由题干信息可知,催化CO2固定形成C3的酶是Rubisc,D项正确。
4.(2021湖南)绿色植物的光合作用是在叶绿体内进行的一系列能量和物质转化过程。下列叙述错误的是(　　)A.弱光条件下植物没有O2的释放,说明未进行光合作用B.在暗反应阶段,CO2不能直接被还原C.在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,叶片的光合速率会暂时下降D.合理密植和增施有机肥能提高农作物的光合作用强度
答案 A解析 弱光条件下植物没有O2的释放,有可能是光合作用强度小于或等于细胞呼吸强度,光合作用产生的O2被细胞呼吸消耗完,此时植物虽然进行了光合作用,但是没有O2的释放,A项错误;CO2性质不活泼,在暗反应阶段,一个CO2分子被一个C5分子固定以后,很快形成两个C3分子,在有关酶的催化作用下,C3接受ATP释放的能量并且被[H]还原,因此CO2不能直接被还原,B项正确;在禾谷类作物开花期剪掉部分花穗,光合作用产物输出受阻,叶片的光合速率会暂时下降,C项正确;合理密植可以充分利用光照,增施有机肥可以为植物提供矿质元素和CO2,这些措施均能提高农作物的光合作用强度,D项正确。
5.(2022湖南)将经纯净水洗净的河沙倒入洁净的玻璃缸中制成沙床,作为种子萌发和植株生长的基质。某水稻品种在光照强度为8~10 μml/(s·m2)时,固定的CO2量等于呼吸作用释放的CO2量;日照时长短于12小时才能开花。将新采收并解除休眠的该水稻种子表面消毒,浸种1天后,播种于沙床上。将沙床置于人工气候室中,保湿透气,昼/夜温为35 ℃/25 ℃,光照强度为2 μml/(s·m2),每天光照时长为14小时。回答下列问题。(1)在此条件下,该水稻种子　　　　　(填“能”或“不能”)萌发并成苗(以株高≥2厘米,至少1片绿叶视为成苗),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于上述沙床上,光照强度为10 μml/(s·m2),其他条件与上述实验相同,该水稻　　　　　(填“能”或“不能”)繁育出新的种子,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点即可)。 (3)若该水稻种子用于稻田直播(即将种子直接撒播于农田),为防鸟害、鼠害,减少杂草生长,须灌水覆盖,该种子应具有　　　　　特性。 
答案 (1)能　环境条件符合种子萌发的需要　(2)不能　光照强度为10 μml/(s·m2),植物呼吸作用强度等于光合作用强度,不能正常生长;同时,光照时长为14小时,植物也不能正常开花　(3)耐受酒精毒害解析 (1)环境条件符合种子萌发的需要,该水稻种子能正常萌发并成苗。(2)若将该水稻适龄秧苗栽植于题述沙床上,光照强度为10 μml/(s·m2),该水稻不能正常生长,光照时长为14小时,植物也不能正常开花,故也不能繁育出新的种子。(3)灌水覆盖后,水中的氧浓度较低,种子会进行无氧呼吸产生酒精,酒精对种子有一定的毒害作用,因此种子需有耐受酒精毒害的特性。
6.(2022全国甲)根据光合作用中CO2的固定方式不同,可将植物分为C3植物和C4植物等类型。C4植物的CO2补偿点比C3植物的低。CO2补偿点通常是指环境CO2浓度降低导致光合速率与呼吸速率相等时的环境CO2浓度。回答下列问题。(1)不同植物(如C3植物和C4植物)光合作用光反应阶段的产物是相同的,光反应阶段的产物是　　　　　　　　　　(答出3点即可)。 (2)正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位,原因是　　　　　　　　　　　　(答出1点即可)。 (3)干旱会导致气孔开度减小,研究发现在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。从两种植物CO2补偿点的角度分析,可能的原因是  　。 
答案 (1)ATP、[H]和O2(答出3点即可)　(2)自身呼吸需要消耗有机物或建造植物体结构需要有机物(答出1点即可)　(3)干旱导致植物气孔开度减小,叶片吸收的CO2减少;C4植物的CO2补偿点比C3植物的低,C4植物在较低CO2浓度下就能合成满足自身生长所需的有机物(答案合理即可)解析 (1)光合作用的光反应阶段发生的物质变化包括ATP的形成和水的光解,因此光反应阶段的产物有ATP、[H]和O2。(2)叶片的光合产物,一部分被自身呼吸消耗,一部分用来建造植物体结构,一部分被输送到植物体的储藏器官储存起来。故正常条件下,植物叶片的光合产物不会全部运输到其他部位。(3)干旱条件下,植物叶片的大部分气孔会关闭,导致植物从外界吸收的CO2减少;因为C4植物的CO2补偿点比C3植物的低,C4植物能够利用较低浓度的CO2,所以在同等程度干旱条件下,C4植物比C3植物生长得好。
7.(2022山东)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,如表所示,其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射,实验结果如图所示。
(1)光可以被苹果幼苗叶片中的色素吸收,分离苹果幼苗叶肉细胞中的色素时,随层析液在滤纸上扩散速度最快的色素主要吸收的光的颜色是　　　　　　。 (2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,但氧气的产生速率继续增加。苹果幼苗光合作用暗反应速率不再增加,可能的原因有　　　　　　、　　　　　　　　　　　　　　　(答出2种原因即可);氧气的产生速率继续增加的原因是　 。 (3)据图分析,与甲组相比,乙组加入BR后光抑制　　　　(填“增强”或“减弱”);乙组与丙组相比,说明BR可能通过　　　　　　　　　发挥作用。 
答案 (1)蓝紫色　(2)[H]、ATP等的浓度不再增加　CO2的浓度有限(或其他合理答案,两空答案顺序可颠倒)　光能的吸收速率继续增加,使水的光解速率继续增加　(3)减弱　 促进光反应关键蛋白的合成解析 (1)随层析液在滤纸上扩散速度最快的是胡萝卜素,主要吸收蓝紫光。(2)强光照射后短时间内,苹果幼苗光合作用暗反应达到一定速率后不再增加,可能的原因有[H]和ATP等的浓度不再增加、CO2的浓度有限等;氧气的产生速率继续增加的原因是强光照射后短时间内,光能的吸收速率继续增加,光反应速率增强,水的光解速率继续增加。(3)与甲组相比,乙组的光合作用较强,说明加入BR后光抑制减弱;与乙组相比,丙组加入可抑制光反应关键蛋白的合成的试剂L,光合作用减弱,说明BR可能通过促进光反应关键蛋白的合成发挥作用。
光合作用特殊途径及分析应用把握方法1.C4植物光合作用途径的特殊性(1)C3植物(如小麦)光合作用图解——全过程发生于叶绿体中
(2)C4植物(如玉米)的光合作用①特点:在C4植物中有C4途径也有C3途径,C4途径发生在叶肉细胞的叶绿体中,C3途径发生在维管束鞘细胞的叶绿体中。C4途径起到传递、集中CO2作用,将外界的光合原料传递到维管束鞘细胞叶绿体内合成有机物。②图解(PEP酶与CO2的亲和力很强)
③意义:干旱热带地区的植物为防止水分蒸发常关闭气孔,而C4途径中固定CO2的PEP酶与CO2有很强的亲和力,可使叶肉细胞有效地固定、浓缩CO2,从而可以利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2,以供维管束鞘细胞内C3途径的利用。
2.热带植物(如景天科植物)光合作用途径的特殊性(1)植物特点:茎肉质,叶片表面有较厚的角质层,叶肉细胞有很大的液泡,形态结构上对高温、干旱有很强的适应性。(2)特殊的碳固定代谢途径——景天酸代谢(CAM)途径。特点:在夜间叶肉细胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)作为CO2受体,在PEP羧化酶催化下,形成草酰乙酸,再还原成苹果酸,并储存于液泡中;白天苹果酸则由液泡转入叶绿体中进行脱羧释放CO2,再通过卡尔文循环转变成糖。
3.光呼吸与细胞呼吸的比较(1)光呼吸光呼吸是植物在光下吸收O2,分解有机物产生CO2但不产生ATP的过程,如下图所示。
注:光呼吸过程需消耗ATP。
(2)光呼吸意义:在O2与CO2比值较高时,RuBP羧化加氧酶可催化一部分C5化合物与O2结合产生乙醇酸,乙醇酸中75%的碳又重新生成CO2和C3,强光照射下,光呼吸可补充由于气孔部分关闭而造成的CO2不足问题及消耗光反应产生的过多的O2和能量,保护光反应有关的结构,并有利于植物适应高氧、低碳的环境。
(3)光呼吸与细胞呼吸比较
专项训练1.[景天科植物特殊光合作用途径](2021全国乙)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2,吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中;白天气孔关闭,液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题。(1)白天叶肉细胞产生 ATP的场所有　　　　　　。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和　　　　　　　释放的CO2。 (2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式,这种方式既能防止　　　　　　　,又能保证　　　　　　正常进行。 (3)若以pH作为检测指标,请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
答案 (1)细胞质基质、线粒体、(叶绿体的)类囊体薄膜　呼吸作用　(2)植物蒸腾作用过强而导致失水过多　光合作用　(3)实验思路:植物甲在干旱的环境条件下(其他条件适宜)培养一段时间;分别在白天和晚上测定植物甲液泡内的pH;统计分析实验数据。预期结果:晚上液泡内的pH明显低于白天。
解析 (1)白天叶肉细胞可以进行呼吸作用,产生ATP的场所包括细胞质基质、线粒体;也可以进行光合作用,产生ATP的场所为叶绿体的类囊体薄膜。苹果酸脱羧和呼吸作用释放的CO2可作为光合作用的原料。(2)植物蒸腾作用散失水分和光合作用吸收二氧化碳都离不开气孔。干旱条件下,气孔白天关闭,晚上打开,既可防止白天因蒸腾作用过强使植物过度失水,又可保证植物光合作用的正常进行。(3)欲设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式,可选取植物甲在干旱条件下进行培养,检测白天和晚上液泡内的pH;晚上液泡内的pH低于白天液泡内的pH,即可验证该实验。
2.[光呼吸]Rubisc普遍分布于玉米、大豆等植物的叶绿体中,它是光呼吸(细胞在有光、高O2、低CO2情况下发生的生化反应)中不可缺少的加氧酶,也是卡尔文循环中固定CO2最关键的羧化酶。Rubisc能以五碳化合物(RuBP)为底物,在CO2/O2值高时,使其结合CO2发生羧化,在CO2/O2值低时,使其结合O2发生氧化,具体过程如下图所示。
(1)玉米、大豆等植物的叶片中消耗O2的场所有　　　　　　　　　　　。从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的区别是　　　　　。 (2)科研人员利用大豆来探究光呼吸抑制剂亚硫酸氢钠的增产效果。①亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物(乙醇酸)氧化酶的　　　　　　　　来抑制该酶的活性,从而抑制光呼吸的进行。另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,从而促进　　　　　　　　的进行。 ②为探究亚硫酸氢钠使大豆增产的适宜浓度,一般要先进行预实验,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,大豆单位时间内释放O2的量较喷施前　　　　(填“增多”“减少”或“不变”),原因是　　　　　　　　　　　 
答案 (1)叶绿体(基质)、线粒体(内膜)　光呼吸消耗ATP(能量),有氧呼吸产生ATP(能量)　(2)①空间结构　光反应(光合作用)　②为进一步的实验探究条件;检验实验设计的科学性和可行性;避免盲目开展实验造成人力、物力、财力的浪费　③增多　光能利用增加,水的光解加快;亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进行
解析 (1)玉米、大豆等植物通过有氧呼吸消耗氧气的场所是线粒体,通过光呼吸消耗氧气的场所是叶绿体基质。由图可知,光呼吸消耗ATP,故从能量代谢的角度看,光呼吸和有氧呼吸最大的区别是光呼吸消耗ATP,有氧呼吸产生ATP。(2)①二碳化合物氧化酶在光呼吸中发挥作用,亚硫酸氢钠可通过改变二碳化合物氧化酶的空间结构来抑制该酶的活性,从而抑制光呼吸的进行。另外,亚硫酸氢钠还能促进色素对光能的捕捉,从而通过促进光反应的进行而提高光合作用强度。②预实验可以为进一步的实验探究条件;检验实验设计的科学性和可行性;避免盲目开展实验造成人力、物力、财力的浪费。③喷施适宜浓度的亚硫酸氢钠溶液后,亚硫酸氢钠通过抑制乙醇酸氧化酶的活性,进而抑制了光呼吸进行,大豆对光能的利用增加,水的光解加快,故大豆单位时间内释放O2的量较喷施前增多。
3.[C4植物特殊光合途径](2022山西吕梁二模)已知玉米属于C4植物、水稻属于C3植物,在高光强、高温和干旱条件下,C4植物比C3植物具有更高的光合效率。研究发现C4植物的光合作用先后发生在叶肉细胞和维管束鞘细胞中。已知其维管束鞘细胞中的叶绿体几乎无基粒,叶肉细胞中的叶绿体有发达的基粒。C4植物细胞中的PEP羧化酶和RuBP羧化酶均是催化CO2固定的酶,且PEP羧化酶对CO2的亲和性远高于RuBP羧化酶。C3植物和C4植物的光反应阶段完全相同,但CO2固定的场所和方式不同。如图表示C4植物暗反应的过程及场所,回答下列问题。
(1)C3植物和C4植物的光反应分别发生在　　　　　　　　(填细胞名称)中,该阶段主要的物质变化为　　　　　　　　　　　。 (2)CO2被玉米吸收后,可被　　　　固定,而水稻吸收的CO2直接参与卡尔文循环,据此分析,在高光强、高温和干旱条件下,玉米的光合效率高于水稻的原因是　   　。 若将玉米和水稻放在同一密闭容器中培养,给予适宜的温度和光照条件,存活时间较长的是　　　　。 (3)为了提高粮食产量,农业生产上常选择其他农作物与玉米进行分行种植(间作),适合与玉米进行间作的植物应具备的特点是　　　　　　　　(答出2点即可),间作能提高粮食产量与其可充分利用　　　　(答出2点即可)有关。 
答案 (1)叶肉细胞、叶肉细胞　水的光解(水在光下分解)和ATP、[H](NADPH)的合成　(2)C3(磷酸烯醇式丙酮酸)　水稻在高光强、高温和干旱的条件下,气孔常处于关闭状态,进入叶肉细胞的CO2较少,而玉米叶肉细胞中的PEP羧化酶对CO2的亲和性较高,能利用较低浓度的CO2　玉米　(3)植株高度低于玉米、阴生植物(光饱和点较低)、生长周期与玉米相同　光能、空间和土壤矿质元素等