層級(jí)Ⅲ　強(qiáng)化真應(yīng)用•落腳實(shí)踐解決問(wèn)題

價(jià)值引領(lǐng)活動(dòng)目標(biāo)(1)通過(guò)對(duì)植物工廠的認(rèn)知，明確植物工廠的研究意義，強(qiáng)化“作物增產(chǎn)和糧食安全意識(shí)”。(2)了解人工光合系統(tǒng)的構(gòu)建和人工合成淀粉的途徑，關(guān)注我國(guó)生物科技進(jìn)展，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)擔(dān)當(dāng)。(1)運(yùn)用“物質(zhì)與能量觀”“結(jié)構(gòu)和功能觀”分析植物工廠的生產(chǎn)原理和過(guò)程，深入理解光合作用及細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用。(2)理解人工光合系統(tǒng)和人工合成淀粉的原理，掌握與光合作用相關(guān)的物質(zhì)的轉(zhuǎn)化流程，深化“物質(zhì)與能量觀”?；顒?dòng)項(xiàng)目(一)解密植物工廠，掌握“光合和呼吸原理”的時(shí)代應(yīng)用情境素材植物工廠是通過(guò)設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)、電子傳感系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)設(shè)施對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境條件進(jìn)行自動(dòng)控制，使設(shè)施內(nèi)植物生長(zhǎng)發(fā)育不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)。1．營(yíng)養(yǎng)供給植物工廠采用循環(huán)流動(dòng)的營(yíng)養(yǎng)液來(lái)滿足植物的生長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)液提供了植物生長(zhǎng)所需的各種元素。植物工廠的營(yíng)養(yǎng)液配制、滅菌、輸送、回收都有專門(mén)的設(shè)施裝置、電子儀器來(lái)完成，可實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)液定量、自動(dòng)供應(yīng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)控營(yíng)養(yǎng)液濃度、成分、酸堿度變化，通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)液，使?fàn)I養(yǎng)液的流動(dòng)速度和各種指標(biāo)都保持在植物需要的適宜水平，始終為植物創(chuàng)造最優(yōu)的營(yíng)養(yǎng)液環(huán)境，以保證植物的優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)。2．光照管理根據(jù)光能的利用方式可分為三種類型，即太陽(yáng)光利用型植物工廠、全人工光利用型植物工廠、太陽(yáng)光和人工光并用的綜合型植物工廠。其中，全人工光利用型植物工廠又稱為密閉式植物工廠。光環(huán)境的精準(zhǔn)調(diào)控主要包含光譜、光照強(qiáng)度和光周期3個(gè)方面，即所謂的“光配方”。3．研究意義植物工廠被認(rèn)為是21世紀(jì)解決糧食安全、人口、資源、環(huán)境問(wèn)題的重要途徑，也是未來(lái)航天工程、月球和其他星球探索過(guò)程中實(shí)現(xiàn)食物自給的重要手段。[問(wèn)題探究]1．植物工廠用營(yíng)養(yǎng)液培植生菜過(guò)程中，需定時(shí)向營(yíng)養(yǎng)液通入空氣，目的是________________________________________。除通氣外，還需更換營(yíng)養(yǎng)液，其主要原因是_________________________________________________________________________________。提示：增加營(yíng)養(yǎng)液中的溶氧量，促進(jìn)根部細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸根細(xì)胞通過(guò)呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳溶于水形成碳酸，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)液pH下降；植物根系吸收了營(yíng)養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)元素，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)液成分發(fā)生改變2．植物工廠選用紅藍(lán)光組合LED燈培植作物，選用紅藍(lán)光的依據(jù)是___________________________________________________________________。提示：植物光合作用主要吸收紅光和藍(lán)紫光3．在夏季晴朗的午后，農(nóng)作物往往出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象，請(qǐng)說(shuō)明產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。提示：在午后這樣一個(gè)高溫、低濕條件下，溫度升高導(dǎo)致蒸騰作用加強(qiáng)、葉片水分散失過(guò)多、脫落酸含量增加，共同引起部分氣孔關(guān)閉，CO2吸收減少；同時(shí)，由于光照強(qiáng)度增強(qiáng)，出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象，部分植物光呼吸作用增強(qiáng)，在多種因素共同作用下光合速率下降，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。4．在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，植物的光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而增加。請(qǐng)從植物生長(zhǎng)和生產(chǎn)成本兩個(gè)方面分析，植物工廠不是一味地提高光照強(qiáng)度的原因。提示：強(qiáng)光照一方面導(dǎo)致光抑制現(xiàn)象，影響產(chǎn)量和品質(zhì)，另一方面也浪費(fèi)了大量的電能，增加投資成本；在平衡產(chǎn)量、品質(zhì)與耗能的關(guān)系上，往往要同時(shí)考慮光照強(qiáng)度和光照時(shí)間，針對(duì)每一種蔬菜或者每一個(gè)發(fā)育階段，滿足其每日的光需量。適宜的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間在保證產(chǎn)量和節(jié)省成本方面能起到事半功倍的作用。5．在植物工廠中，往往采用立體式種植，請(qǐng)分析其優(yōu)點(diǎn)。提示：立體式種植可在有限的空間內(nèi)栽培更多的植物，增加經(jīng)濟(jì)效益；立體式種植可在不同的空間高度種植不同的或相同的植物，有利于提高光能利用率。

思維建模·觸類旁通活動(dòng)項(xiàng)目(二)通過(guò)人工光合系統(tǒng)與人工合成淀粉，深化“物質(zhì)與能量觀”情境素材(一)人工光合系統(tǒng)的構(gòu)建科研人員開(kāi)發(fā)了一種稱為“Cetch循環(huán)”的人工碳固定方案，該方案通過(guò)一系列天然和工程化酶將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)分子，并同時(shí)開(kāi)發(fā)了一種新型平臺(tái)，可以根據(jù)需求制造人工葉綠體。從菠菜葉綠體中提取的類囊體可通過(guò)液滴微流控技術(shù)與“Cetch循環(huán)”的多種酶結(jié)合(純化類囊體)，從而制備人工葉綠體并生產(chǎn)羥基乙酸，過(guò)程如圖所示。[問(wèn)題探究]1．在該人工葉綠體中，首先CO2在“Cetch循環(huán)”的多種酶的作用下生成乙醛酸，然后乙醛酸再與體系中的NADPH和ATP反應(yīng)生成羥基乙酸，上述兩個(gè)過(guò)程分別模擬了光合作用的______________________________過(guò)程。提示：暗反應(yīng)中CO2的固定和C3的還原2．科研人員證實(shí)，這一新型平臺(tái)制造的人工葉綠體吸收CO2的速率比天然葉綠體提高了100倍，分析原因是什么？提示：與天然葉綠體相比，人工葉綠體“Cetch循環(huán)”中催化CO2固定的酶催化效率高。3．理論上，這一新型平臺(tái)可以根據(jù)人們的需求合成各種不同的有機(jī)物，其依據(jù)是什么？提示：酶具有專一性，可采用不同種類的酶，利用人工葉綠體合成不同的有機(jī)物。情境素材(二)人工合成淀粉我國(guó)科學(xué)家模擬和借鑒了植物的光合作用過(guò)程，從動(dòng)物、植物、微生物中的31個(gè)物種中選擇合適的酶，在無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)中構(gòu)建了一條人工淀粉合成途徑(ASAP)，該途徑首先通過(guò)光伏發(fā)電將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，光伏電解水產(chǎn)生氫氣，然后通過(guò)催化劑利用氫氣將二氧化碳還原成甲醇，最終合成淀粉，相關(guān)過(guò)程如圖所示：簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，首先將二氧化碳還原成甲醇(C1)，然后將甲醇轉(zhuǎn)化為三碳化合物(C3)，再轉(zhuǎn)化為六碳化合物(C6)，最后聚合成淀粉。ASAP途徑合成的淀粉與天然淀粉在結(jié)構(gòu)上是基本一致的。初步測(cè)試顯示，人工合成淀粉的效率約為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)淀粉的8.5倍。在充足能量供給的條件下，按照上述流程，理論上1立方米大小的生物反應(yīng)器的淀粉年產(chǎn)量相當(dāng)于中國(guó)五畝玉米田的淀粉年產(chǎn)量。這條路線使淀粉生產(chǎn)方式從傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植向工業(yè)制造轉(zhuǎn)變成為可能，也為從CO2合成復(fù)雜分子開(kāi)辟了新的技術(shù)路線。[問(wèn)題探究]4．人工合成淀粉的系統(tǒng)通過(guò)光伏發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)光能的捕獲，那么綠色植物是通過(guò)_______________________(相關(guān)結(jié)構(gòu))上光合色素捕獲光能。若CO2供應(yīng)不足，則短時(shí)間內(nèi)，葉肉細(xì)胞中C5的含量將______(填“增加”“減少”或“不變”)。提示：葉綠體類囊體薄膜增加5．圖中模塊二模擬的是綠色植物光合作用的______過(guò)程，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供的物質(zhì)條件有__________________。提示：暗反應(yīng)NADP＋、ADP、Pi6．根據(jù)文中信息，下列敘述錯(cuò)誤的是_______

。A．適合的酶是確保ASAP有序進(jìn)行的關(guān)鍵B．ASAP過(guò)程與細(xì)胞內(nèi)一樣能循環(huán)進(jìn)行C．ASAP中碳的轉(zhuǎn)移途徑為CO2→C1→C3→C6→淀粉D．ASAP過(guò)程中CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榈矸蹆?chǔ)存了能量B7．假設(shè)在與植物光合作用固定的CO2量相等的情況下，人工合成過(guò)程中糖類的積累量________(填“高于”“低于”或“等于”)植物，其原因可能是________________________。提示：高于與人工合成糖類的過(guò)程相比，植物進(jìn)行呼吸作用會(huì)消耗一部分糖類8．實(shí)驗(yàn)室人工合成淀粉技術(shù)的成功是一項(xiàng)重大突破，若該技術(shù)未來(lái)能夠大面積推廣應(yīng)用，你認(rèn)為可解決當(dāng)前人類面臨的哪些生態(tài)環(huán)境問(wèn)題？提示：能節(jié)約大量的耕地和淡水資源；減少因農(nóng)藥、化肥的使用帶來(lái)的環(huán)境污染；緩解糧食短缺；緩解溫室效應(yīng)等。[例1]

(2023·浙江6月選考)植物工廠是一種新興的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，可人工控制光照、溫度、CO2濃度等因素。不同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗體內(nèi)的葉綠素含量和氮含量的影響如圖甲所示，不同光質(zhì)配比對(duì)生菜幼苗干重的影響如圖乙所示。分組如下：CK組(白光)、A組(紅光∶藍(lán)光＝1∶2)、B組(紅光∶藍(lán)光＝3∶2)、C組(紅光∶藍(lán)光＝2∶1)，每組輸出的功率相同?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)光為生菜的光合作用提供________，又能調(diào)控生菜的形態(tài)建成。生菜吸收營(yíng)養(yǎng)液中含氮的離子滿足其對(duì)氮元素需求，若營(yíng)養(yǎng)液中的離子濃度過(guò)高，根細(xì)胞會(huì)因________作用失水造成生菜萎蔫。(2)由圖乙可知，A、B、C組的干重都比CK組高，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。由圖甲、圖乙可知，選用紅、藍(lán)光配比為_(kāi)____________________，最有利于生菜產(chǎn)量的提高，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)進(jìn)一步探究在不同溫度條件下，增施CO2對(duì)生菜光合速率的影響，結(jié)果如圖丙所示。由圖可知，在25℃時(shí)，提高CO2濃度對(duì)提高生菜光合速率的效果最佳，判斷依據(jù)是___________________________________________________________________________________________________________________________________。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度，還可以__________________，使光合速率進(jìn)一步提高，從農(nóng)業(yè)生態(tài)工程角度分析，優(yōu)點(diǎn)還有__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解題關(guān)鍵—科學(xué)思維[解析]

(1)葉綠體中的光合色素能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能，光為生菜的光合作用提供了能量。若營(yíng)養(yǎng)液中的離子濃度過(guò)高，大于根細(xì)胞的細(xì)胞液濃度，可導(dǎo)致根細(xì)胞發(fā)生滲透失水，造成生菜萎蔫。(2)據(jù)圖甲分析可得出A、B、C組的干重都比CK組高的原因，參見(jiàn)答案；由圖甲、乙分析可知，B組(紅光∶藍(lán)光＝3∶2)的氮含量、葉綠素含量以及干重均最高，因此當(dāng)紅、藍(lán)光的配比為紅光∶藍(lán)光＝3∶2時(shí)，最有利于生菜產(chǎn)量的提高。(3)由圖丙分析可知，溫度為25℃時(shí)，高CO2濃度下和大氣CO2濃度下生菜的光合速率均較高，且該溫度條件的高CO2濃度下與大氣CO2濃度下生菜的光合速率的差值較大，因此在25℃時(shí)，提高CO2濃度對(duì)提高生菜光合速率的效果最佳。植物工廠利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，冬天可燃燒沼氣以提高CO2濃度和溫度，從而使植物光合速率進(jìn)一步提高。利用秸稈發(fā)酵生產(chǎn)沼氣，有利于實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量的利用率，增加作物產(chǎn)量，減少環(huán)境污染。[答案]

(1)能量滲透(2)與CK組相比，A、B、C組使用的是紅光和藍(lán)光，光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，A、B、C組吸收的光更充分，光合速率更高，植物干重更高紅光∶藍(lán)光＝3∶2當(dāng)光質(zhì)配比為B組(紅光∶藍(lán)光＝3∶2)時(shí)，植物葉綠素和氮含量都比A組(紅光∶藍(lán)光＝1∶2)、C組(紅光∶藍(lán)光＝2∶1)高，有利于植物的光合作用，即該光質(zhì)配比下，凈光合速率更大，積累的有機(jī)物更多(3)25℃時(shí)，高CO2濃度下和大氣CO2濃度下生菜的光合速率均較高，且25℃時(shí)高CO2濃度下與大氣CO2濃度下生菜的光合速率的差值較大提高溫度有利于實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，提高能量利用率，減少環(huán)境污染[例2]

(2023·山東高考)當(dāng)植物吸收的光能過(guò)多時(shí)，過(guò)剩的光能會(huì)對(duì)光反應(yīng)階段的PSⅡ復(fù)合體(PSⅡ)造成損傷，使PSⅡ活性降低，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度減弱。[信息①]細(xì)胞可通過(guò)非光化學(xué)淬滅(NPQ)將過(guò)剩的光能耗散，減少多余光能對(duì)PSⅡ的損傷。[信息②]已知擬南芥的H蛋白有2個(gè)功能：①修復(fù)損傷的PSⅡ；②參與NPQ的調(diào)節(jié)?？蒲腥藛T以擬南芥的野生型和H基因缺失突變體為材料進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。[信息③]實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)光照射時(shí)對(duì)野生型和突變體光照的強(qiáng)度相同，且強(qiáng)光對(duì)二者的PSⅡ均造成了損傷。(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量為_(kāi)___________________。該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量中，影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有_________________(答出2個(gè)因素即可)。(2)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)，______(填“能”或“不能”)比較出強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱，理由是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)據(jù)圖分析，與野生型相比，強(qiáng)光照射下突變體中流向光合作用的能量______(填“多”或“少”)。若測(cè)得突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型，根據(jù)本實(shí)驗(yàn)推測(cè)，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

解題關(guān)鍵—破譯新情境[解析]

(1)據(jù)題意并結(jié)合題圖分析可知，實(shí)驗(yàn)的自變量有擬南芥種類和有無(wú)強(qiáng)光；該實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量中影響光合作用強(qiáng)度的主要環(huán)境因素有CO2濃度、溫度、水分等。(2)據(jù)圖分析，強(qiáng)光照射下突變體的NPQ強(qiáng)度相對(duì)值大于野生型的，能減少?gòu)?qiáng)光對(duì)PSⅡ的損傷，但不能修復(fù)，而野生型含有H蛋白，能對(duì)損傷后的PSⅡ進(jìn)行修復(fù)，故不能確定強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱。(3)據(jù)圖分析，強(qiáng)光照射下突變體的NPQ強(qiáng)度相對(duì)值大，而NPQ能將過(guò)剩的光能耗散，從而使流向光合作用的能量減少；突變體的NPQ強(qiáng)度大，能夠減少?gòu)?qiáng)光對(duì)PSⅡ的損傷，突變體的PSⅡ活性高，能為暗反應(yīng)提供較多的NADPH和ATP，促進(jìn)暗反應(yīng)進(jìn)行，因此突變體的暗反應(yīng)強(qiáng)度高于野生型。[答案]

(1)擬南芥種類、有無(wú)強(qiáng)光CO2濃度、溫度(2)不能強(qiáng)光照射下突變體的NPQ強(qiáng)度相對(duì)值大于野生型的，能減少?gòu)?qiáng)光對(duì)PSⅡ的損傷，但不能修復(fù)，而野生型含有H蛋白，能對(duì)損傷后的PSⅡ進(jìn)行修復(fù)，故不能確定強(qiáng)光照射下突變體與野生型的PSⅡ活性強(qiáng)弱(3)少突變體的NPQ強(qiáng)度大，能夠減少?gòu)?qiáng)光對(duì)PSⅡ的損傷，突變體的PSⅡ活性高，能為暗反應(yīng)提供較多的NADPH和ATP，促進(jìn)暗反應(yīng)的進(jìn)行[考情聚焦]素材選擇試題選材多樣，以下兩種居多：一是以大學(xué)教材中有氧呼吸和光合作用過(guò)程的文字或圖解為素材；二是以科學(xué)家所做的一種或多種環(huán)境因素對(duì)兩過(guò)程影響的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表或坐標(biāo)曲線為素材?？疾閷W(xué)生對(duì)兩過(guò)程基礎(chǔ)知識(shí)的理解和對(duì)圖表數(shù)據(jù)的分析推理。核心素養(yǎng)的考查：結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀，邏輯推理與論證、圖表分析等科學(xué)思維以及科學(xué)探究題點(diǎn)分布基礎(chǔ)考法以教材識(shí)記層面的單一知識(shí)為主，主要考查對(duì)基本知識(shí)的理解能力，如2023全國(guó)甲卷T29(1)考查光合色素的分布和功能；2023全國(guó)乙卷T29(1)考查了氣孔開(kāi)閉與光合作用、細(xì)胞呼吸的關(guān)系；2023湖南卷T17(1)考查了光合作用產(chǎn)物的運(yùn)輸綜合考法以模塊內(nèi)和模塊間知識(shí)的綜合運(yùn)用以及綜合能力考查為主，如2023全國(guó)乙卷T32綜合酶的特性考查基因突變類型的判斷；2023廣東卷T18綜合考查了識(shí)圖能力、語(yǔ)言表達(dá)能力；2023海南卷T16(3)考查了科學(xué)探究能力續(xù)表題點(diǎn)分布應(yīng)用、創(chuàng)新考法創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)踐進(jìn)行考查，主要考查信息獲取能力、學(xué)以致用和創(chuàng)新能力，如2023湖南卷T17創(chuàng)設(shè)情境考查了C3植物和C4植物的光合作用過(guò)程與光呼吸；2023山東卷T21以信息題形式考查了光抑制的原理及應(yīng)用；2023浙江卷T22考查光照在植物工廠中的應(yīng)用續(xù)表[強(qiáng)化訓(xùn)練]1．(2023·鄭州一模)閱讀下面幾段材料，回答相關(guān)問(wèn)題。材料一植物工廠是一種在人工精密控制光照、溫度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。有的植物工廠完全依賴LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。材料二間作是指在同一田地上于同一生長(zhǎng)期內(nèi)，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式。材料三輪作是指在同一田地上有順序地在季節(jié)間和年度間輪換種植不同作物或復(fù)種組合的種植方式。在一年多熟條件下既有年間的輪作，也有年內(nèi)的換茬，如南方的“綠肥→水稻→水稻”(第1年)→“油菜→水稻→水稻”(第2年)→“小麥→水稻→水稻”(第3年)輪作，這種輪作有不同的復(fù)種方式組成，稱為復(fù)種輪作。(1)植物工廠中適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，可直接影響光合作用的______________階段使光合作用速率提高，此時(shí)植物的最適二氧化碳濃度會(huì)________(填“降低”“升高”或“不變”)；葉綠素和類胡蘿卜素均在__________(填“紅光”“藍(lán)紫光”或“紅光和藍(lán)紫光”)區(qū)有較高的吸光值。(2)如圖所示為適宜條件下，幾種常見(jiàn)農(nóng)作物的凈光合速率與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線。①A點(diǎn)時(shí)甘蔗和玉米的總光合速率是否相等？______(填“是”或“否”)。②結(jié)合材料二，玉米、甘蔗和大豆三者中若選其中兩種進(jìn)行間作，最合理的搭配是______________。(3)結(jié)合材料三，你認(rèn)為輪作可提高作物產(chǎn)量的原因有____________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。綠肥是指可直接翻埋或經(jīng)堆漚后作肥料施用的綠色植物體，多為豆科植物，是重要有機(jī)肥料之一。施用綠肥可使作物增產(chǎn)的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。解析：(1)光照強(qiáng)度可影響光合作用的光反應(yīng)階段，所以適當(dāng)提高光照強(qiáng)度，可直接影響光合作用的光反應(yīng)階段使光合作用速率提高，此時(shí)需要的二氧化碳更多，所以此時(shí)植物的最適二氧化碳濃度會(huì)升高。葉綠素主要吸收藍(lán)紫光和紅光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，所以葉綠素和類胡蘿卜素均在藍(lán)紫光區(qū)有較高的吸光值。(2)凈光合速率＝總光合速率－呼吸速率，A點(diǎn)時(shí)甘蔗和玉米的凈光合速率都是0，但玉米和甘蔗的呼吸速率不同，所以二者的總光合速率不同。間作是指在同一田地上于同一生長(zhǎng)期內(nèi)，分行或分帶相間種植兩種或兩種以上作物的種植方式，需要這些植物對(duì)光照的需求不同，且可達(dá)到較大的凈光合速率，所以選取大豆植株和玉米植株進(jìn)行間作最合理。(3)由題意可知，輪作是指在同一田地上有順序地在季節(jié)間和年度間輪換種植不同作物或復(fù)種組合的種植方式。這樣可使不同作物在不同的季節(jié)充分利用土壤養(yǎng)分，改善土壤肥力，從而帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。綠肥是指可直接翻埋或經(jīng)堆漚后作肥料施用的綠色植物體，這些植物經(jīng)分解者分解可以改善土壤的物理性質(zhì)，提高土壤保水保肥和供肥能力，減少養(yǎng)分損失，同時(shí)有機(jī)質(zhì)經(jīng)土壤微生物分解產(chǎn)生大量的二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽，促進(jìn)光合作用的進(jìn)行，從而使作物增產(chǎn)。答案：(1)光反應(yīng)升高藍(lán)紫光(2)①否②玉米和大豆(3)可均衡地利用土壤養(yǎng)分；能改善調(diào)節(jié)土壤肥力；能減輕病蟲(chóng)害和雜草危害等(答出兩點(diǎn)即可)綠肥中有機(jī)質(zhì)可經(jīng)土壤微生物分解產(chǎn)生大量的二氧化碳和無(wú)機(jī)鹽，促進(jìn)光合作用的進(jìn)行；綠肥可改善土壤的物理性質(zhì)，提高土壤保水保肥和供肥能力，減少養(yǎng)分損失；綠肥還可以減少病蟲(chóng)害的發(fā)生等(答出兩點(diǎn)即可)2．(2020·山東高考改編)人工光合作用系統(tǒng)可利用太陽(yáng)能合成糖類，相關(guān)裝置及過(guò)程如圖所示，其中甲、乙表示物質(zhì)，模塊3中的反應(yīng)過(guò)程與葉綠體基質(zhì)內(nèi)糖類的合成過(guò)程相同。(1)該系統(tǒng)中執(zhí)行葉綠體中光反應(yīng)功能的模塊是________________，模塊3中的甲可與CO2結(jié)合，甲為_(kāi)_______。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則短時(shí)間內(nèi)乙的含量將________(填“增加”或“減少”)。若氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變，原因是________________________________________________________________________________________________________。(3)干旱條件下，很多植物光合作用速率降低，主要原因是__________________________________________________________________________________________________________________。人工光合作用系統(tǒng)由于對(duì)環(huán)境中水的依賴程度較低，在沙漠等缺水地區(qū)有廣闊的應(yīng)用前景。解析：(1)根據(jù)題圖可知，模塊1利用太陽(yáng)能發(fā)電裝置將吸收的光能轉(zhuǎn)換為電能，模塊2利用電能電解H2O生成H＋和O2，并發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程。該系統(tǒng)中的模塊1和模塊2執(zhí)行葉綠體中光反應(yīng)功能。模塊3將大氣中的CO2轉(zhuǎn)換為糖類，相當(dāng)于光合作用的暗反應(yīng)。暗反應(yīng)中CO2和C5結(jié)合生成C3，故該系統(tǒng)中模塊3中的甲為五碳化合物(C5)，乙為三碳化合物(C3)。(2)若正常運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣泵突然停轉(zhuǎn)，則CO2濃度突然降低，CO2的固定受阻，而三碳化合物(C3)的還原短時(shí)間內(nèi)仍正常進(jìn)行，因此短時(shí)間內(nèi)乙(C3)的含量減少。暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi和NADP＋，若該系統(tǒng)氣泵停轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，則模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足，模塊2中的能量轉(zhuǎn)換效率也會(huì)發(fā)生改變。(3)干旱條件下，土壤含水量低，導(dǎo)致植物葉片氣孔開(kāi)放程度降低，CO2的吸收量減少。因此，干旱條件下，很多植物光合作用速率降低。答案：(1)模塊1和模塊2五碳化合物(或C5)

(2)減少模塊3為模塊2提供的ADP、Pi和NADP＋不足(3)葉片氣孔開(kāi)放程度降低，CO2的吸收量減少3．(2023·浦東新區(qū)模擬)綠色植物能夠進(jìn)行光合作用，其過(guò)程如圖1?？茖W(xué)家根據(jù)光合作用原理，仿造了一套由硅納米線(半導(dǎo)體材料)和乙酸菌組成的復(fù)合催化系統(tǒng)，如圖2所示。該系統(tǒng)可以捕捉二氧化碳生成有機(jī)物CH3COOH(乙酸)，其中硅納米線能夠穩(wěn)定和高效地吸收和轉(zhuǎn)換光能，將水分解?；卮鹣铝杏嘘P(guān)光合作用的問(wèn)題：(1)圖1中的A表示________，B表示__________。(2)圖1、圖2所示系統(tǒng)中，光能被吸收轉(zhuǎn)換后，最終分別儲(chǔ)存在圖中的__________、______(填物質(zhì))中。圖2所示系統(tǒng)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是______________(從物質(zhì)變化角度)，__________________(從能量轉(zhuǎn)換角度)。(3)比較圖1和圖2所示系統(tǒng)，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是