下图是大豆叶肉细胞和根瘤细胞中的部分代谢示意图，其中A～E代表物质，①~⑧代表过程。根瘤菌在根瘤细胞中以类菌体的形式存在，固氮酶对氧气高度敏感，在低氧环境下才能发挥作用。请回答下列问题：

1. 下图是大豆叶肉细胞和根瘤细胞中的部分代谢示意图，其中A～E代表物质，①~⑧代表过程。根瘤菌在根瘤细胞中以类菌体的形式存在，固氮酶对氧气高度敏感，在低氧环境下才能发挥作用。请回答下列问题：

(1) 物质B、E分别是。发生在细胞质基质中的代谢途径有（填序号）。

(2) 根瘤细胞中合成物质C的场所有。

(3) 为了提高大豆产量，某科研小组利用大豆种子和根瘤菌，研究补充红蓝光和氮元素的相互作用对大豆生长和产量的影响，设计如下实验：

实验步骤目的	简要操作过程
取材分组编号	选取①的大豆种子分别种植于相同且适宜的大田中，并随机分成甲、乙、丙、丁四个地块。
自变量处理	乙组和丁组地块喷洒等体积等浓度的根瘤菌溶液，甲组和丙组②；丙组、丁组地块③。
控制无关变量	对甲、乙，丙、丁四个地块，给予相同的农业管理方式。
指标检测及结果分析	在大豆植株发育的不同时期分别检测大豆植株净光合速率，结果表明④组的平均净光合速率最高；称量甲、乙，丙、丁四组大豆产量，结果表明乙组大豆产量高于丁组，请分析原因：⑤

【考点】

影响光合作用的环境因素; 光合作用和呼吸作用的区别与联系; 光合作用原理的应用;

【答案】

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实验探究题普通

1. 绿色植物光合作用合成的有机物直接或间接为生物圈中各种生物的生长、发育和繁殖提供物质和能量。请回答下列问题：

(1) 绿色植物的叶绿体进行光合作用时，水在叶绿体的上裂解产生氧气，同时产生。光反应形成的在碳反应中将还原为三碳糖。三碳糖被合成后的两个去向分别是合成葡萄糖等有机物和。

(2) 某小组通过对某农作物施肥量的改变，进行了“探究环境因素对光合作用影响”实验，结果如表：

施肥量（kg尿素·ha^－¹）	叶绿体数量（个/细胞）	每个叶绿体中基粒数量（个）	光合作用速率（μmolCO₂·m^－²·s^－¹）
低（0）	9.6	7.6	23.1
中（150）	13.4	10.3	30.6
高（300）	8.6	11.1	25.6

①本实验自变量为，实验结果说明每个细胞中基粒数量与该植物光合作用速率呈。在合适的生长条件下农作物产量增加，直接原因是在生长期内的（净/总）光合作用上升。若对植物加以很高的施肥量，可能导致外界溶液浓度大于细胞液，植物根毛细胞，发生萎蔫。

②若想进一步研究不同施肥量对该植物光合色素含量的影响，可对不同施肥量的该植物进行光合色素含量测定，选择叶片时需控制叶片部位、叶龄、叶面积等变量一致且适宜。

实验探究题困难

2. 田七菜是多年生常绿草本植物，可作为保健型蔬菜，具有抗氧化、消炎、祛火、解毒等功能。科研人员探究了光照强度对田七菜某些生理指标的影响，结果如表、图所示（气孔导度表示气孔的开放程度，硝酸盐易在人体中转化为有害物质）。

光照强度（μmol·m^-². S^-¹）	叶绿素a含量（ mg·g^-¹）	叶绿素b含量（ mg·g^-¹）	类胡萝卜素含量（ mg·g^-¹）	净光合速率（μmol·m^-². S^-¹）	气孔导度（μmol·m^-². S^-¹）	胞间CO₂浓度（μmol·m^-². S^-¹）
100	0.14	0.05	0.01	1.54	0.12	325.3
150	0.18	0.13	0.03	3.30	0.17	265.3
200	0.22	0.13	0.05	4.17	0.19	210.3
250	0.12	0.10	0.05	3.10	0.17	268.4

回答下列问题：

(1) 据表分析，光照强度从100μmolm^-2•s^-1增加到 200μmolm^-2•s^-1时，田七菜的净光合速率升高的原因是①光照强度增加且，导致光反应产生的逐渐增多，为（填物质）提供更多的能量和还原剂；②气孔导度增加，促进CO₂与结合，并进一步转化为糖类。

(2) 气孔限制是指由于气孔导度降低，进入气孔的CO₂减少，导致光合作用强度降低。光照强度从200μmolm^-2•s^-1增加到250μmolm^-2•s^-1时，田七菜的光合速率下降的原因（填“属于”或“不属于”）气孔限制，理由是。

(3) 研究结果表明，光照强度为 200μmolm^-2•s^-1时，田七菜的品质最高。根据上述检测结果，得出该结论的依据是（答出三点即可）。

实验探究题普通

3. 催化CO₂和C₅结合的酶（Rubisco）是一种双功能酶，在O₂浓度高时也能催化O₂和C₅结合，引发光呼吸，导致光合效率降低。研究发现，蓝细菌具有羧酶体，可降低其光呼吸。下图1为蓝细菌的结构模式图及部分代谢过程示意图。回答下列问题：

(1) 蓝细菌的遗传物质存在的场所有（填图1中序号），蓝细菌碳反应的场所有。图中A物质是，C物质的作用有。结合图示和所学知识分析，蓝细菌光呼吸较低的原因有。

A．蓝细菌有碳泵等多个无机碳运输途径，能使细胞中的CO₂浓度保持在较高水平

B．羧酶体的外壳会阻止O₂进入、CO₂逃逸，保持羧酶体内高CO₂浓度环境

C．蓝细菌无线粒体，无法通过有氧呼吸消耗O₂、产生CO₂ ，胞内O₂/CO₂较高

(2) 菠菜是一种C₃植物，其光呼吸显著高于蓝细菌。科研人员制作了特殊的实验装置，开展探究光照强度和CO₂浓度双因素对菠菜叶片光合作用强度影响的实验。

实验材料：新鲜菠菜叶片、打孔器、注射器12支、5W白色LED灯、不同浓度的NaHCO₃溶液等。

实验装置制作：如图2所示

实验步骤和数据分析：

①打孔器打出的小圆叶片装入注射器中，注射器吸入清水排出空气，并用手指堵住注射器前端小孔缓慢拉动活塞重复2~3次，目的是。处理过的小圆叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。

②进行实验，记录实验结果。以NaHCO₃溶液浓度为X轴、注射器离圆心的距离为Y轴，各注射器内小圆叶片上浮所用平均时间为Z轴，绘制三维柱形图（图3）。A₁、B₁和C₁三支注射器实验的自变量是，该实验结果除了能说明光合速率大小与CO₂浓度、光照强度呈正相关性外，还能说明。

实验探究题普通