2020年高考生物二轮专项提升专题4.1光合作用和呼吸作用（疑难突破）（解析版）

2020年⾼考⽣物⼆轮专项提升专题4.1光合作⽤和呼吸作⽤（疑难突破）（解析版）
专题4.1 光合作⽤和呼吸作⽤疑难突破
1．(2015·全国Ⅰ，29)为了探究不同光照处理对植物光合作⽤的影响，科学家以⽣长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。

各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定，每组处理的总时间均为135 s，处理结束时测定各组材料中光合作⽤产物的含量。

处理⽅法和实验结果如下：A组：先光照后⿊暗，时间各为67.5 s；光合作⽤产物的相对含量为50%。

B组：先光照后⿊暗，光照和⿊暗交替处理，每次光照和⿊暗时间各为7.5 s；光合作⽤产物的相对含量为70%。

C组：先光照后⿊暗，光照和⿊暗交替处理，每次光照和⿊暗时间各为3.75 ms(毫秒)；光合作⽤产物的相对含量为94%。

D组(对照组)：光照时间为135 s；光合作⽤产物的相对含量为100%。

回答下列问题：
(1)单位光照时间内，C组植物合成有机物的量________(填“⾼于”“等于”或“低于”)D组植物合成有机物的量，依据是__________________________________；C组和D组的实验结果可表明光合作⽤中有些反应不需要________，这些反应发⽣的部位是叶绿体的________。

(2)A、B、C三组处理相⽐，随着____________________________________________________
的增加，使光下产⽣的________________能够及时利⽤与及时再⽣，从⽽提⾼了光合作⽤中CO2的同化量。

【答案】(1)⾼于C组只⽤了D组⼀半的光照时间，其光合作⽤产物的相对含量却是D组的94%光照基质(2)光照和⿊暗交替频率A TP和[H]
【解析】(1)C组只⽤了D组⼀半的光照时间，其光合作⽤产物的相对含量却是D组的94%，说明C组⿊暗条件下进⾏了部分光合作⽤，暗反应消耗了ATP和[H]，为下⼀次的光照时间内光反应提供了充⾜的原料ADP、Pi和NADP＋等，所以单位光照时间内，C组合成有机物的量⾼于D组。

光合产物的⽣成场所为叶绿体基质。

(2)A、B、C三组实验中光照时间之和均为67.5 s，但是处理⽅法不同，结果也不⼀样，并且是单位时间内光照和⿊暗交替频率越⾼，光合作⽤产物相对量越⾼，可知光照时产⽣的ATP和[H]在光照时没有⽤完，可以在⿊暗中继续利⽤，还原C3⽣成糖类等有机物及C5，C5继续与CO2结合，因此提⾼了光合作⽤中CO2的同化量。

2.(2018·全国Ⅱ，30)为了研究某种树⽊树冠上下层叶⽚光合作⽤的特性，某同学选取来⾃树冠不同层的A、B两种叶⽚，分别测定其净光合速率，结果如图所⽰。

据图回答问题：
(1)由图可知，A叶⽚是树冠________(填“上层”或“下层”)的叶⽚，判断依据是
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。

(2)光照强度达到⼀定数值时，A叶⽚的净光合速率开始下降，但测得放氧速率不变，则净光合速率降低的主要原因是光合作⽤的________反应受到抑制。

(3)若要⽐较A、B两种新鲜叶⽚中叶绿素的含量，在提取叶绿素的过程中，常⽤的有机溶剂是________。

【答案】(1)下层A叶⽚的净光合速率达到最⼤时所需的光照强度低于B叶⽚(2)暗(3)⽆⽔⼄醇
【解析】(1)根据题图中的曲线可知，A叶⽚净光合速率最⼤时，对应的光照强度约为1 200 µmol·m－2·s－1，B叶⽚净光合速率最⼤时，对应的光照强度⾄少为2 000 µmol·m－2·s －1，即A叶⽚的净光合速率达到最⼤时所需的光照强度低于B叶⽚，因此A叶⽚位于树冠下层。

(2)当光照强度达到⼀定数值时，A叶⽚的放氧速率不变，但净光合速率下降，原因可能是光合作⽤的暗反应受到抑制。

(3)常⽤的提取叶绿素的有机溶剂是⽆⽔⼄醇。

3．(2017·全国Ⅱ，29)下图是表⽰某植物叶⾁细胞光合作⽤和呼吸作⽤的⽰意图。

据图回答下列问题：
(1)图中①、②、③、④代表的物质依次是____________、____________、____________、____________，
[H]代表的物质主要是______________________。

(2)B代表⼀种反应过程，C代表细胞质基质，D代表线粒体，则A TP合成发⽣在A过程，还发⽣在________(填“B和C”“C和D”或“B和D”)。

(3)C中的丙酮酸可以转化成酒精，出现这种情况的原因是_____________________________。

【答案】(1)O2NADP＋ADP和Pi C5NADH(2)C和D(3)在缺氧条件下进⾏⽆氧呼吸
【解析】(1)光合作⽤光反应阶段，⽔光解形成NADPH和氧⽓，因此图中①是O2；②可形成NADPH，应为NADP＋；③可形成ATP，应为ADP和Pi；三碳化合物还原可形成有机物和五碳化合物，因此④表⽰C5。

细胞呼吸过程中产⽣的[H]代表的物质主要是NADH。

(2)图中A表⽰光反应阶段，B表⽰暗反应阶段，C代表细胞质基质(可发⽣有氧呼吸的第⼀阶段)，D代表线粒体(可发⽣有氧呼吸的第⼆阶段和第三阶段)，其中光反应阶段、有氧呼吸的三个阶段都能合成ATP，⽽暗反应阶段不但不能合成ATP还会消耗ATP。

因此，A TP合成除发⽣在A过程，还发⽣在C和D。

(3)植物叶⾁细胞中，有氧条件下，丙酮酸进⼊线粒体最终分解形成⼆氧化碳和⽔；在缺氧条件下进⾏⽆氧呼吸，转化成酒精和⼆氧化碳。

⼀、光合作⽤与细胞呼吸中物质和能量的转化关系
1.光合作⽤与细胞呼吸过程关系图
2.光合作⽤与细胞呼吸过程中ATP的来源、去路分析
3.绿⾊植物体内物质转化过程
4.绿⾊植物体内能量转移过程：
⼆、影响光合作⽤的因素及在⽣产实践上的应⽤
1.内部因素
(1)与植物⾃⾝的遗传性有关，如阴⽣植物、阳⽣植物。

(2)植物叶⽚的叶龄、叶⾯积指数也会制约光合作⽤。

2.外部因素
(1)光照强度
曲线分析：光合作⽤发⽣于叶绿体中，有氧呼吸主要发⽣于线粒体中，⼆者可同时进⾏，但随光照强度变化状况，叶绿体及线粒体中⽓体移动存在下列⼏种类型：
(2)CO2浓度
曲线分析：在⼀定范围内，随CO2浓度的增⼤，光合作⽤强度增加。

在A点时，光合作⽤吸收的CO2量等于细胞呼吸释放的CO2量，称为CO2补偿点。

在B点时光合作⽤强度达到最⼤值，称为CO2饱和点。

C3植物的CO2补偿点⾼于C4植物。

(3)温度
曲线分析：温度是通过影响与光合作⽤有关酶的活性⽽影响光合作⽤速率的。

应⽤：冬天，温室栽培可适当提⾼温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。

⽩天调到光合作⽤最适温度，以提⾼光合作⽤速率；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。

(4)必需矿质元素
曲线表述的含义：在⼀定浓度范围内，增⼤必需矿质元素的供应，可提⾼光合作⽤速率，但当超过⼀定浓度后，会因⼟壤溶液浓度过⾼⽽导致植物光合作⽤速率下降。

3.多因⼦影响
关键点的含义：P点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表⽰的因⼦，随其因⼦的不断加强，光合速率不断提⾼。

当到Q点时，横坐标所表⽰的因素不再是限制光合速率的因⼦，要想提⾼光合速率，可采取适当措施提⾼图⽰的其他因⼦。

三、影响细胞呼吸的因素及其在⽣产、⽣活实践中的应⽤
1.内部因素
根本原因是受⾃⾝的遗传物质所决定的，表现为：
(1)不同植物呼吸速率不同。

(2)同⼀植物不同部位呼吸速率不同。

(3)同⼀植物不同⽣长发育期呼吸速率不同。

2.外部因素
(1)呼吸速率与温度的关系(如图)
温度影响酶的活性，进⽽影响细胞呼吸。

最适温度时，细胞呼吸最强，超过最适温度，呼吸酶活性降低，甚⾄变性失活，呼吸受抑制；低于最适温度，酶活性下降，呼吸受抑制。

(2)呼吸速率与O2浓度的关系(如图)
原理：O2浓度为零时只进⾏⽆氧呼吸，浓度⼤于零但在m以下，既进⾏有氧呼吸⼜进⾏⽆氧呼吸，浓度为m以上，只进⾏有氧呼吸。

(3)呼吸速率与含⽔量的关系(如图)
原理：在⼀定范围内，细胞呼吸强度随含⽔量的增加⽽加强，随含⽔量的减少⽽减弱。

四、细胞呼吸作⽤、光合作⽤的测定装置及相关实验设计
1.细胞呼吸作⽤的测定装置及相关实验设计
(1)测定装置
测定细胞呼吸作⽤或呼吸类型常采取U型管液⾯升降或玻璃管液滴移动的观察法，即在⼴⼝瓶或锥形瓶内放⼊被测⽣物(活种⼦或植物或动物)，通过⽣物呼吸过程中释放CO2或吸收O2引起的⽓压变化，⽽推测或计算⽣物的呼吸状况，装置如图所⽰。

由于⽣物呼吸时既产⽣CO2⼜消耗O2，前者可引起装置内⽓压升⾼，⽽后者则引起装置内⽓压下降，为便于测定真实呼吸情况。

应只测其中⼀种⽓体变化情况。

为此，测定过程中，往往采⽤NaOH或KOH溶液吸收掉呼吸所产⽣的CO2，这样，整个装置中的⽓压变化，只能因吸收O2所引起，从⽽排除CO2对⽓压的⼲扰。

(2)对照实验的设计
①物理误差的校正：由于装置的⽓压变化，也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。

此时，对照实验装置与呼吸装置相⽐，应将所测⽣物灭活，如将种⼦煮熟，⽽其他各项处理应与实验组完全⼀致(包括NaOH溶液，所⽤种⼦数量，装置瓶及玻璃管的规格等)。

②呼吸类型的确认：欲测定与确认某⽣物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置。

两套呼吸装置中设置单⼀变量，即⽤等量的蒸馏⽔取代实验组的NaOH，其他所有项⽬均应⼀致，加蒸馏⽔的装置内⽓压变化应由CO2与O2共同决定。

两套装置可如图所⽰，当然，此时仍有必要设置另⼀组作误差校正之⽤。

③结果与分析
a.若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测⽣物只进⾏有氧呼吸(因有氧呼吸产⽣CO2与消耗O2量相等)。

b.若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测⽣物只进⾏⽆氧呼吸(因⽆氧呼吸只产CO2，不消耗O2)。

c.若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该⽣物既进⾏有氧呼吸，⼜进⾏⽆氧呼吸(因两种呼吸作⽤共存时呼吸放出的CO2量应⾼于O2消耗量)。

(3)注意事项
①校正物理误差时应将⽣物处死，但测呼吸类型时应⽤活⽣物(如两组装置均⽤活种⼦)，只是将单⼀变量改为是否⽤NaOH溶液吸收掉CO2。

②⽤植物进⾏呼吸测定时，应避免光合作⽤吸收CO2与释放O2对装置⽓压的⼲扰，因⽽有必要对整个装置进⾏遮光处理，以防光合作⽤的影响。

③若乳酸菌进⾏呼吸，则既不耗O2，也不产⽣CO2。

④若⽤脂肪含量⾼的种⼦如油菜种⼦做测定实验，则液滴移动更明显(因其耗O2量更⼤)。

⑤为防⽌微⽣物呼吸对实验结果的⼲扰，应将装置及所测种⼦进⾏消毒处理。

2.光合作⽤的测定装置及相关实验设计
(1)测定装置
植物光合作⽤速率的测定通常也选⽤上图测定细胞呼吸作⽤的装置，但需⽤绿⾊植物作为被研究的⽣物，且将NaOH溶液更换为NaHCO3溶液(持续提供CO2，保持空间CO2浓度相对稳定)，同时给予适宜的光照。

装置中绿⾊植物光合作⽤产⽣的O2可使玻璃管内的⼩液滴右移。

实验过程中NaHCO3溶液持续释放CO2，排除了因空间CO2量的变化⽽对实验结果造成的⼲扰。

(2)对照实验的设计
①物理误差的校对
由于装置的⽓压变化，也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。

此时，对照组装置与实验组装置相⽐，应改⽤死的绿⾊植物，⽽其他各项处理应与实验组完全⼀致。

②呼吸速率误差校对
由于以上装置测得的为表观光合速率，所以，需对该植物的呼吸速率进⾏测定。

五、外界条件变化时，C5、C3、[H]、ATP等物质的量的变化模式图
1.光照强度的变化
2.CO2浓度变化
3.⾃然环境及密闭容器中植物光合作⽤曲线及分析（填空）
(1)⾃然环境中⼀昼夜植物光合作⽤曲线：
①开始进⾏光合作⽤的点：_________。

②光合作⽤与呼吸作⽤相等的点：______。

③开始积累有机物的点：______。

④有机物积累量最⼤的点：______。

(2)密闭容器中⼀昼夜植物光合作⽤曲线：
①光合作⽤强度与呼吸作⽤强度相等的点：_____________。

②该植物⼀昼夜表现为⽣长，其原因是_______________________，说明⼀昼夜密闭容器中CO2浓度_______，即_____________________________________，植物⽣长。

4.从光合速率与呼吸速率之间的关系⾓度分析
(1)图解光合速率与呼吸速率的关系：
总光合作⽤、净光合作⽤和细胞呼吸关系⼀点通
细胞呼吸强度是绿⾊植物组织在⿊暗条件下测得的数值(O2消耗量，或CO2产⽣量，或有机物消耗量)；净光合作⽤是绿⾊植物组织在⼀定光照条件下测得的数值(O2释放量，或CO2吸收量，或有机物积累量)。

由图可知，总光合作⽤＝净光合作⽤＋细胞呼吸。

(2)图⽰分析：
①图1中三种速率的表⽰⽅法和测定⽅法：
②图2中⾯积与合成、消耗有机物的关系： S 1+S 3：呼吸作⽤消耗有机物量； S 2+S 3：光合作⽤产⽣有机物总量；
S 2-S 1：O —D 时，光合作⽤净积累有机物量。

六、光补偿点、光饱和点及其移动问题
1.光补偿点的两种⽣理状态
整个植株：光合作⽤强度=呼吸作⽤强度叶⾁细胞：光合作⽤强度>呼吸作⽤强度
2.环境条件改变与光补偿点、光饱和点移动⽅向的关系 (1)光补偿点的移动：
①呼吸速率增加，其他条件不变时，光补偿点应右移。

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，光补偿点应右移，反之左移。

(2)光饱和点的移动：相关条件的改变（如增⼤CO 2浓度）使光合速率增⼤时，光饱和点C 应右移（C’点右上移），反之左移（C’点左下移）。

七、叶圆⽚称重法
1.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=__________________________。

呼吸速率=__________________________。

总光合速率=__________________________。

2.半叶法
将植物对称叶⽚的⼀部分（A）遮光，另⼀部分（B）则留在光下进⾏光合作⽤（即不做处理），并采⽤适当的⽅法阻⽌两部分的物质和能量转移。

⼀定时间后，在这两部分叶⽚
的对应部位截取同等⾯积的叶⽚，分别烘⼲称重，记为M A、M B，开始时⼆者相应的有机物含量应视为相等，照光后的叶⽚重量⼤于暗处的叶⽚重量，超过部分即为光合作⽤产物的量，再通过计算可得出光合速率。

⼋、⾼考常考的4个经典实验分析
1.普利斯特利实验：缺乏对照实验，实验结果说服⼒不强。

应将点燃的蜡烛和⼩⿏分别单独置于含同⼀种但却死亡的植物的玻璃罩内，作为空⽩对照。

2.普利斯特利没有认识到光在植物更新空⽓中的作⽤。

3.萨克斯实验：①对照类型为⾃⾝对照，⾃变量为光的有⽆，因变量为颜⾊变化(有⽆淀粉⽣成)，实验组是遮光处理组，对照组为曝光处理组。

②该实验的关键是要进⾏饥饿处理，以使叶⽚中的营养物质消耗掉，增强实验的说服⼒。

4.恩格尔曼实验中
①将临时装⽚放在⿊暗和⽆空⽓的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响。

②设置细光束和好氧菌的好处：能够准确判断出⽔绵细胞中产⽣氧⽓的部位。

5.鲁宾和卡门实验中
①应⽤同位素标记法追踪CO2和H2O中的O元素在光合作⽤中的转移途径。

②此实验设置了对照，⾃变量是标记物质即H182O和C18O2，因变量是释放的O2有⽆放射性。

九、叶绿体中⾊素的提取和分离实验
1.注意事项及操作⽬的归纳
2.在滤纸纸条⼀端剪去两⾓的⽬的
防⽌层析液在滤纸条的边缘扩散过快⽽形成弧形⾊素带。

3.叶绿体⾊素提取分离实验异常现象分析
(1)收集到的滤液绿⾊过浅的原因分析
①未加⽯英砂(⼆氧化硅)，研磨不充分。

②使⽤放置数天的菠菜叶，滤液⾊素(叶绿素)太少。

③⼀次加⼊⼤量的⽆⽔⼄醇，提取浓度太低(正确做法：分次加⼊少量⽆⽔⼄醇提取⾊素)。

④未加碳酸钙或加⼊过少，⾊素分⼦被破坏。

(2)滤纸条⾊素带重叠
滤纸条上的滤液细线接触到层析液。

(3)滤纸条看不到⾊素带
①忘记画滤液细线。

②滤液细线接触到层析液，且时间较长，⾊素全部溶解到层析液中。

(4)滤纸条只呈现胡萝⼘素、叶黄素⾊素带。

忘记加碳酸钙致叶绿素被破坏或所⽤叶⽚为“黄叶”
4.(1)从⾊素带的宽度可推知⾊素含量的多少；
(2)从⾊素带的位置可推知⾊素在层析液中溶解度的⼤⼩；
(3)在滤纸上距离最近的两条⾊素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条⾊素带是胡萝⼘素与叶黄素。

⼗、酵母菌细胞呼吸⽅式的探究
1.装置及相关解读
2.实验成功关键点分析
①实验装置：甲组探究酵母菌的有氧呼吸，⼄组探究酵母菌的⽆氧呼吸。

②a瓶内液体是质量分数为10%的NaOH溶液，其作⽤是吸收空⽓中的CO2，以排除其对实验结果的⼲扰。

③图中可检测到CO2的为c、e，相⽐⽽⾔，c中CO2产⽣量既多⼜快。

④图中可检测到酒精的只有d。

⑤实验现象
⑥实验结论：酵母菌在有氧和⽆氧条件下都能进⾏细胞呼吸。

在有氧条件下产⽣的CO2多且快，在⽆氧条件下进⾏细胞呼吸能产⽣酒精，还产⽣少量CO2。

3.细胞呼吸探究实验成功的关键点
进⾏探究酵母菌的呼吸⽅式实验时，实验前必须检验装置的⽓密性，⼀般情况下，实验失败的原因就
是装置封闭不严，导致细胞呼吸产⽣的CO2不能全部通⼊澄清⽯灰⽔中。

1．(2019·潍坊模拟)有⼀瓶含有酵母菌的葡萄糖培养液，当通⼊不同浓度的O 2时，其产⽣的酒精和CO 2的物质的量如图所⽰。

据图中信息推断，错误的是( )
A ．当O 2浓度为a 时，酵母菌没有有氧呼吸，只有⽆氧呼吸
B ．当O 2浓度为b 和d 时，酵母菌细胞呼吸的过程有所不同
C ．当O 2浓度为c 时，有2/5的葡萄糖⽤于酵母菌的酒精发酵
D ．a 、b 、c 、d 不同氧浓度下，细胞都能产⽣[H]和ATP 【答案】C
【解析】当O 2浓度为a 时，酒精产⽣量与CO 2产⽣量相等，说明此时只进⾏⽆氧呼吸；当O 2浓度为b 时，产⽣CO 2的量多于酒精的量，说明酵母菌还进⾏了有氧呼吸，当O 2浓度为d 时，没有酒精产⽣，说明酵母菌只进⾏有氧呼吸，因此O 2浓度为b 、d 时细胞呼吸过程有所不同；当O 2浓度为c 时，产⽣6 mol 酒精的同时会产⽣6 mol CO 2，需要消耗3 mol 葡萄糖，剩余的9 mol CO 2来⾃有氧呼吸，需消耗1.5 mol 葡萄糖，因此有2/3的葡萄糖⽤于酵母菌的酒精发酵；⽆论是⽆氧呼吸还是有氧呼吸都会产⽣[H]和ATP 。

ATP↓，ADP↑，C3↑，C5↓，分析如下：
不再产⽣
ATP仍继续分解，直⾄全?ADP积累，含量增加；例3．(2019·⼭西⼤学附属中学模拟)如图表⽰某植物叶⽚暗反应中
C 3和C 5微摩尔浓度的变化趋势，该植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度或者降低CO 2浓度中的某⼀项。

下列分析正确的是( ) A ．图中物质甲转变成⼄需要消耗光反应提供的ATP B ．图中Ⅱ阶段所改变的环境条件是降低了光照强度 C ．Ⅱ阶段甲上升是因为叶绿体中[H]和A TP 的积累
D ．Ⅱ阶段光合速率最⼤时所需光照强度⽐Ⅰ阶段低【答案】D
【解析】根据题意和题图可知，物质甲是C 5，物质⼄是C 3，Ⅱ阶段改变的条件是降低了CO 2浓度。

Ⅱ阶段改变的条件影响暗反应的进⾏，所以Ⅱ阶段光合速率最⼤时所需光照强度⽐Ⅰ阶段低。

例4、(2018·全国卷Ⅲ)回答下列问题：
(1)⾼等植物光合作⽤中捕获光能的物质分布在叶绿体的______________上，该物质主要捕获可见光中的______________。

(2)植物的叶⾯积与产量关系密切。

叶⾯积系数(单位⼟地⾯积上的叶⾯积总和)与植物群体光合速率、呼吸速率及⼲物质积累速率之间的关系如图所⽰。

由图可知：当叶⾯积系数⼩于a 时，随叶⾯积系数增加，群体光合速率和⼲物质积累速率均________。

当叶⾯积系数超过b 时，群体⼲物质积累速率降低，其原因是
___________________________________________________________________________________________。

(3)通常，与阳⽣植物相⽐，阴⽣植物光合作⽤吸收与呼吸作⽤放出的CO 2量相等时所需要的光照强度______(填“⾼”或“低”)。

【答案】(1)类囊体膜蓝紫光和红光 (2)增加群体光合速率不变，但群体呼吸速率仍在增加，故群体⼲物质积累速率降低 (3)低
【解析】(1)⾼等植物进⾏光合作⽤捕获光能的物质是光合⾊素，该物质分布在叶绿体的类囊体薄膜上，其捕获的光主要是蓝紫光和红光。

(2)由图中曲线可以看出，当叶⾯积系数⼩于a时，随叶⾯积系数增加，群体光合速率和⼲物质积累速率都在增加；当叶⾯积系数超过b时，群体光合速率不变，但群体呼吸速率增加，两者差值减⼩，故群体⼲物质积累速率降低。

(3)通常，阴⽣植物的光合速率和呼吸速率都⽐阳⽣植物低，因此与阳⽣植物相⽐，阴⽣植物光合作⽤吸收与呼吸作⽤放出的CO2量相等时所需要的光照强度低。

1．(2019·全国Ⅰ，29)将⽣长在⽔分正常⼟壤中的某植物通过减少浇⽔进⾏⼲旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增⼤，叶⽚中的脱落酸(ABA)含量增⾼，叶⽚⽓孔开度减⼩。

回答下列问题：
(1)经⼲旱处理后，该植物根细胞的吸⽔能⼒________。

(2)与⼲旱处理前相⽐，⼲旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的原因是
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。

(3)有研究表明：⼲旱条件下⽓孔开度减⼩不是由缺⽔直接引起的，⽽是由ABA引起的。

请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这⼀结论。

要求简要写出实验思路和预期结果。

【答案】(1)增强(2)降低⽓孔开度减⼩使供应给光合作⽤所需的CO2减少(3)取ABA缺失突
变体植株在正常条件下测定⽓孔开度，经⼲旱处理后，再测定⽓孔开度。

预期结果是⼲旱处理前
后⽓孔开度不变。

将上述经⼲旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在⼲旱条件下，⼀组进⾏
ABA处理，另⼀组作为对照组，⼀段时间后，分别测定两组的⽓孔开度。

预期结果是ABA处理
组⽓孔开度减⼩，对照组⽓孔开度不变。

【解析】(1)经⼲旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增⼤，细胞液和外界溶液的浓度差增⼤，植物的吸⽔能⼒增强。

(2)⼲旱处理后，叶⽚⽓孔开度减⼩，使CO2供应不⾜，暗反应减弱，从⽽导致光合速率降低。

(3)本实验需先设计⼲旱处理与⾮⼲旱处理的对照，证明⼲旱条件下⽓孔开度减⼩不是由缺⽔直接引起的；再设计在⼲旱条件下ABA处理组与⾮ABA处理组的对照，证明⼲旱条件下⽓孔开度减⼩是由ABA引起的。

【解题指导】光合作⽤相关实验⼤多结合光合作⽤的原料、产物、场所和条件展开。

解答此类题⽬时，要重点注意变量的控制。

(1)需要根据实验⽬的确定实验⾃变量
如“验证光合作⽤需要CO2”的实验中，⾃变量为CO2的有⽆，因此，需设置⼀组有CO2，另⼀组⽆CO2。

(2)依据不同的实验材料和⽅法确定因变量(观察对象)
如①⽔⽣植物可以⽤⽓泡的产⽣量或产⽣速率为观察对象；②离体叶⽚若事先沉⼊⽔底，可以⽤单位时间。