高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第3讲光合作用课时作业新人教版必修1.docx
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高考生物一轮复习第3单元细胞的能量供应和利用第3讲光合作用课时作业新人教版必修1
必修一 第三单元 第三讲
A卷 光合作用的基本过程
时间：
45min 满分：
100分
一、选择题（每小题5分，共65分）
1．（2016·西安测试）下列有关光合作用的说法错误的是
（ ）
A．缺镁培养液培养的番茄幼苗对红光的吸收减少
B．适宜光照下，植物吸收CO2的总量等于固定的CO2的总量
C．离体的叶绿体基质中添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应
D．光照条件下，叶绿体中ADP从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动
答案 B
解析 镁是合成叶绿素必需的元素，缺镁则叶绿素的量减少，而叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，A正确；在适宜光照下，植物既进行光合作用也进行呼吸作用，呼吸作用产生的二氧化碳直接用于光合作用，故植物吸收二氧化碳的总量小于固定二氧化碳的总量，B错误；离体的叶绿体基质中含有与暗反应有关的酶和物质，故再添加ATP、[H]和CO2后，可完成暗反应，C正确；光照条件下，叶绿体进行光合作用，其光反应阶段合成ATP，故ADP从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动，D正确。
2．（2016·许昌测试）鲁宾卡门实验的目的是探究光合作用产生的氧来自H2O还是CO2。
其实验思路是设法将H2O和CO2中的氧区分开来研究。
下列实验中与这个实验的思路相似的有
（ ）
①验证镁离子是小麦生长发育所必需的 ②两种伞藻的嫁接和核移植实验 ③探究光照强弱对光合作用强度的影响 ④赫尔希和蔡斯的实验 ⑤达尔文研究胚芽鞘的感光部位 ⑥斯他林和贝利斯的实验
A．2个B．3个
C．4个D．5个
答案 B
解析 根据伞藻的嫁接和核移植实验可知，伞藻的形态结构建成与细胞核有关；赫尔希和蔡斯利用放射性元素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，然后去侵染细菌，单独研究它们的作用；达尔文用锡箔遮住胚芽鞘尖端或尖端下面一段来研究胚芽鞘的感光部位。
因此与探究光合作用产生的氧来自H2O还是CO2的实验思路相似的实验有3个。
3．（2015·武汉测试）下列有关叶绿体色素的提取、分离及功能验证实验中，叙述正确的是
（ ）
A．叶绿体色素之所以能够在滤纸上分离开的原因是不同的色素分子大小不同
B．实验中要注意不能让层析液没及滤液细线，目的是避免色素扩散进入层析液中
C．将叶绿体色素提取液装入试管，让一束白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，光谱的颜色明显减弱的是绿光
D．提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2可进行光合作用
答案 B
解析 不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的色素在滤纸上扩散的速度快，故叶绿体色素能够在滤纸上分离开；实验中不能让层析液没及滤液细线，否则滤液细线中的色素会扩散进入层析液中；叶绿体色素对绿光吸收最少，白光穿过该滤液后再经三棱镜对光进行色散，则绿光强度基本不变；光合作用需要多种色素的参与，且需叶绿体类囊体薄膜上多种酶的参与，因此仅仅有叶绿素，光合作用是无法进行的。
4．（2016·株洲模拟）如图为光合作用示意图。
下列说法错误的是
（ ）
A．①表示O2，④表示CO2
B．暗反应中，CO2首先与C5结合生成C3，然后被还原为（CH2O）
C．C3的还原过程中，需要光反应提供的物质只有②
D．增加光照强度，C3的含量将减少
答案 C
解析 本题考查光合作用的过程，意在考查考生在理解和识图析图方面的能力。
在叶绿体的类囊体薄膜上进行的是光反应，这一阶段中产生[H]（即NADPH）、ATP和氧气，因此，①表示氧气，④表示暗反应中与C5反应的CO2；CO2先与C5反应生成C3，然后C3在光反应提供的ATP和[H]的参与下被还原成（CH2O）；增加光照强度，则光反应产生的ATP和[H]增多，则在暗反应中有更多的C3被还原，故增加光照强度，C3含量减少。
5．（原创题）光合作用过程包括光反应和暗反应，下图表示光反应与暗反应的关系，据图判断下列叙述不正确的是
（ ）
A．光反应为暗反应提供ATP和NADPH（[H]）
B．停止光照，叶绿体中ATP和NADPH含量下降
C．ATP的移动方向是由类囊体到基质
D．植物在暗处可大量合成（CH2O）
答案 D
解析 光合作用必须在光照条件下进行，在暗处植物不能大量合成（CH2O）。
6．（2016·潍坊质检）叶绿体中的类囊体有两种：
基粒类囊体和基质类囊体（如下图），基质类囊体能将单个基粒类囊体连接起来。
下列有关叙述正确的是
（ ）
A．叶绿体中的色素主要分布于类囊体腔内
B．H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质类囊体上
C．CO2的固定过程发生在基粒类囊体上
D．在类囊体上含有与光反应有关的酶和色素
答案 D
解析 叶绿体中的色素分布于类囊体薄膜上；H2O的光解在两种类囊体上都能发生，因为其上含有与光反应有关的酶和色素；CO2固定发生在叶绿体基质中。
7．（2016·宁德质检）科学家提取植物细胞中的叶绿体，用高速离心法打破叶绿体膜后，分离出类囊体和基质，在不同条件下进行实验（如下表所示），用来研究光合作用过程，下列选项中各试管得到的产物情况正确的是
（ ）
试管
叶绿体结构
光照
C18O2
ATP、[H]
五碳化合物
甲
类囊体
＋
＋
－
－
乙
基质
－
＋
＋
＋
丙
基质
＋
＋
－
＋
丁
基质和类囊体
＋
＋
－
＋
注：
表中的“＋”表示“添加”，“－”表示“不添加”。
A．甲试管可得到18O2
B．乙试管可得到三碳化合物
C．丙试管可得到葡萄糖和淀粉
D．丁试管可得到乳糖
答案 B
解析 光合作用产生的O2来源于水的光解，甲试管中没有H18O2，所以没有18O2；乙试管中有C18O2和五碳化合物，可得到三碳化合物；丙试管不含ATP、[H]，所以得不到葡萄糖和淀粉；乳糖是动物细胞内合成的二糖。
8．（2015·安徽卷，2）下图为大豆叶片光合作用暗反应阶段的示意图。
下列叙述正确的是
（ ）
A．CO2的固定实质上是将ATP中的化学能转变为C3中的化学能
B．CO2可直接被[H]还原，再经过一系列的变化形成糖类
C．被还原的C3在有关酶的催化作用下，可再形成C5
D．光照强度由强变弱时，短时间内C5含量会升高
答案 C
解析 由图解可知，光反应产生的ATP和[H]参与C3的还原，而不参与CO2的固定，A项、B项错误；被还原的C3在有关酶的催化作用下一部分合成了（CH2O），另一部分又形成了C5，C项正确；光照强度变弱时，光反应产生的ATP和[H]减少，故短时间内C5含量会降低，D项错误。
9．（2015·上海卷，21）从新鲜的菠菜叶片提取叶绿体色素，发现提取液明显偏黄绿色，最可能的原因是
（ ）
A．加入的石英砂太多
B．没有加入碳酸钙
C．用脱脂棉过滤不彻底
D．一次加入过多无水乙醇
答案 B
解析 色素提取过程中，研磨速度慢会影响色素的提取，加入石英砂目的是使研磨充分，有利于色素的提取，A项不符合题意。
加入碳酸钙防止研磨过程中叶绿素被破坏。
不加碳酸钙研磨过程中叶绿素被破坏，导致提取液颜色偏黄绿色，B符合题意。
脱脂棉过滤彻底不会出现混浊现象，主要影响的不是提取液的颜色，C不符合题意。
而一次加入无水乙醇过多时提取的滤液中色素会偏少，整体颜色变浅，D不符合题意。
10．（2016·宁波模拟）离体叶绿体在光下进行稳定的光合作用时，如果突然中断CO2的供应，下列关于短时间内叶绿体中ATP与O2的相对含量变化的示意图中，正确的是
（ ）
答案 B
解析 光合作用稳定时，ATP与ADP的转化也相对稳定；突然中断CO2的供应使C3骤减，ATP因失去作用对象而终止水解，此时的光反应继续利用ADP合成ATP。
当ADP和NADP＋耗尽后，光反应也停止，不再产生O2。
11．（2015·福建卷，3）在光合作用中，RuBP羧化酶能催化CO2＋C5（即RuBP）→2C3。
为测定RuBP羧化酶的活性，某学习小组从菠菜叶中提取该酶，用其催化C5与14CO2的反应，并检测产物14C3的放射性强度。
下列分析错误的是
（ ）
A．菠菜叶肉细胞内RuBP羧化酶催化上述反应的场所是叶绿体基质
B．RuBP羧化酶催化的上述反应需要在无光条件下进行
C．测定RuBP羧化酶活性的过程中运用了同位素标记法
D．单位时间内14C3生成量越多说明RuBP羧化酶活性越高
答案 B
解析 由题意可知，该酶催化的过程为光合作用暗反应过程中的CO2的固定，反应场所是叶绿体基质，A正确；暗反应指反应过程不依赖光照条件，有没有光，反应都可进行，B错误；对14CO2中的C元素进行同位素标记，检测14C3的放射性强度，可以用来测定RuBP羧化酶的活性，C正确；14C3的生成量的多少表示固定过程的快慢，可以说明该酶活性的高低，D正确。
12.（2016·广州模拟）某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。
实验结果如右图，下列判断正确的是
（ ）
选项
组别
滤纸条编号
判断依据
A
绿叶组
甲
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
B
嫩黄叶组
甲
叶绿素a带和叶绿素b带较宽
C
绿叶组
乙
上起的第一和第二条带较窄
D
嫩黄叶组
乙
上起的第一和第二条带较窄
答案 A
解析 绿叶较嫩黄叶含有更多的叶绿素a和叶绿素b。
在滤纸条上，上起的第三和第四条带分别代表叶绿素a和叶绿素b，绿叶组中叶绿素a和叶绿素b所代表的两条色素带更宽。
13．（2016·泰安测试）如图为叶绿体结构与功能示意图，下列说法错误的是
（ ）
A．结构A中的能量变化是光能转变为ATP中的化学能
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构A释放的O2可进入线粒体中
D．如果突然停止CO2的供应，短时间内C3的含量将会增加
答案 D
解析 在光合作用中，CO2首先和C5结合生成C3，如果突然停止CO2的供应，则C3的生成量减少，而其消耗量不变，因此短时间内C3的含量将会减少。
二、非选择题（共35分）
14．（11分）（2015·新课标Ⅰ卷，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135s，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67.5s；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7.5s；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3.75ms（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135s；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 ATP和[H]（或者ATP和还原型辅酶Ⅱ）
解析
（1）因为每组处理的总时间均为135s，C组光照黑暗交替处理，同时时间相等，D组全为光照，所以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%；单位光照时间内，C组植物合成有机物的量高于D组。
由此说明光合作用中有些反应不需要光照，即暗反应，暗反应阶段发生在叶绿体基质中。
（2）对比A、B、C三组实验，在总光照时间相同的情况下，随着光照和黑暗交替频率的增加，光合作用产物的相对含量也增加。
究其根本原因是光照与黑暗的交替频率越高，光下产生的还原型辅酶Ⅱ和ATP越能及时利用并及时再生，从而提高了光合作用中CO2的同化量。
15．（12分）（2016·厦门质检）下图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。
据图回答下列问题。
（1）图1中A表示的物质是______________，它由______________产生，其作用主要是________________________________________________________________________。
（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于______________。
若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是______________。
（3）图2中曲线a表示的化合物是____________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是________________________________________________________________________。
（4）曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是________________________________________________________________________。
答案
（1）[H] 水在光下分解 用于C3的还原
（2）太阳光能 （CH2O）
（3）C3 CO2与C5结合形成C3和C3不能被还原
（4）C5 C5与CO2结合形成C3，且C3不能被还原为C5
解析
（1）光反应为暗反应提供的物质是[H]和ATP，由此可确定A是[H]，[H]是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3的还原。
（2）光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为14CO2→14C3→（14CH2O）。
（3）、（4）题干中已说明曲线a、b表示C3和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，[H]和ATP减少，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍在进行，因此C3含量相对升高，C5含量相对下降，即a表示C3，b表示C5。
16．（12分）（2016·南通模拟）下图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程，分析回答：
（1）提取色素时为了研磨充分应加入________，纸层析法分离色素的原理是______________________。
（2）纸层析法分离色素的“结果①”如图所示，其中共有的色素带的颜色是____________，据此能得出的结论是______________。
（3）将等量刚制备的韭菜和韭黄色素滤液分别放在阳光与三棱镜之间，“结果②”吸收光谱最明显的差异出现在________光区域。
将制得的韭菜滤液在强光下曝光1～2h，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，其原因是_____________。
（4）每分子叶绿素含有一个Mg2＋，可被H＋、Cu2＋等置换。
韭菜滤液用5%的HCl处理一段时间后，其颜色与研磨时未加________的颜色相似，呈黄褐色。
实验室常用含Cu2＋的试剂处理叶片，可形成铜代叶绿素，能长时间保持叶片标本的绿色，其原因是_____________________________________________________________。
答案
（1）二氧化硅（SiO2） 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条上扩散快，反之则慢
（2）橙黄色、黄色 叶绿素的形成需要光
（3）红 叶绿素不稳定，在强光下易分解
（4）碳酸钙（CaCO3） 铜代叶绿素比叶绿素稳定
解析
（1）在提取绿色叶片中的色素时要在研钵中加无水乙醇、碳酸钙、二氧化硅，各色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同，从而分离色素：
溶解度高，扩散速度快；溶解度低，扩散速度慢。
（2）滤纸条从上到下依次是胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b，据图可知，共有的色素带的颜色是橙黄色、黄色；根据实验流程图可知，韭黄和韭菜的区别是生长过程中是否有光照，根据实验结果可以看出，韭黄的色素带缺少叶绿素，故可推断叶绿素的形成需要光照。
（3）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，所以韭菜和韭黄色素滤液的吸收光谱最明显的差异出现在红光区域；韭菜滤液在强光下曝光1～2h后，再重复上述实验，其结果与韭黄滤液的实验结果基本一致，说明叶绿素不稳定，在强光下易分解。
（4）叶绿素能被酸性物质破坏，所以加入5%HCl后，其颜色与研磨时未加碳酸钙的颜色相似。
通过铜代叶绿素能长时间保持叶片标本的绿色可推测，铜代叶绿素比叶绿素稳定。
B卷 光合作用的影响因素及应用
时间：
45min 满分：
100分
一、选择题（每小题6分，共60分）
1．（2016·济南模拟）下列①～④曲线图均表示光合作用与某些影响因素的关系。
在下列各选项中，不正确的是
（ ）
A．图①中X因素可表示CO2浓度
B．图②中Y因素可表示温度
C．图③中B点阴生植物与阳生植物相同
D．图④中Z因素可表示CO2浓度大小
答案 C
解析 图③中，阴生植物的B点值一般比阳生植物的小。
2．（2016·株洲测试）下图是某种植物进行光合作用受CO2浓度、光照强度影响的变化曲线，下列关于甲、乙两图的叙述，错误的是
（ ）
A．导致甲图B点出现的原因可能是叶绿素量有限
B．土壤溶液中镁离子增加，甲图中B点右移
C．随着叶芽萌发、张开，乙图O～B距离可延长
D．落叶植物由夏季到秋季，D～C距离将缩短
答案 C
解析 甲图B点的含义是CO2饱和点，B点以后限制光合作用的因素不是CO2，而是CO2以外的因素，如温度、叶绿素量有限等，A正确；镁离子是合成叶绿素必不可少的离子，土壤溶液中镁离子增加，合成叶绿素增多，从而光合作用强度增加，甲图中B点右移，B正确；乙图中的B点的含义是CO2补偿点，即光合作用与呼吸作用强度相等，随着叶芽萌发、张开，光合作用强度增加，呼吸作用也增加，乙图O～B距离变化不确定，C错误；落叶植物由夏季到秋季，温度降低，色素减少，光合作用减弱，D～C距离将缩短，D正确。
3．（2016·西安质检）将某种植物置于CO2浓度适宜、水分充足的环境中，温度分别保持在5℃、15℃、25℃和35℃条件下，改变光照强度，测定CO2的吸收速率，得到图1所示的结果。
处理图1中有关数据得到图2、图3。
下列叙述不正确的是
（ ）
A．图1中的自变量是温度和光照强度
B．当光照强度大于7时，25℃与15℃条件下植物的有机物的合成速率相同
C．图2表示在5—35℃条件下该植物光饱和点的变化
D．图3表示在5—35℃条件下该植物呼吸速率的变化
答案 B
解析 题图中CO2的吸收速率指的是净光合速率，有机物的合成速率应该是净光合速率加上呼吸速率。
当光照强度大于7时，25℃与15℃条件下植物的净光合速率相等，但由于呼吸速率不同，故有机物的合成速率也不相同。
4．夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。
下列说法正确的是
（ ）
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
答案 D
解析 本题以坐标图为载体，考查了影响光合作用的环境因素、光合作用与呼吸作用之间的关系和对光合作用曲线分析的能力。
图中，a点为甲乙植株的光补偿点，此时，光合作用强度等于细胞呼吸作用强度，A错误；有机物积累最多的时间是傍晚（图中18：
00点）时的点，此前的光合作用大于细胞呼吸，进行有机物的净积累，此后细胞呼吸将大于细胞光合作用，出现有机物净消耗，B错误；曲线b－c段下降，是因为光照过强，蒸腾作用旺盛，导致气孔关闭，导致CO2供应不足，光合作用强度下降，而d～e是因为光照强度减弱，光合作用强度降低，C错误。
5．（2016·九江模拟）活动小组为了探究光合作用产物的运输路径，设计如下实验：
将图甲（a表示叶片、b表示茎、c表示果实、X表示某种气体）放入光合作用最适的温度和光照强度下培养，并随时记录。
a、b和c三处放射物含量的数值如图乙。
下列分析正确的是
（ ）
A．根据实验要求应该用氧元素做放射性同位素实验研究
B．X中该元素转化为三碳化合物的途径称为卡尔文循环
C．t1时刻不是光合作用的结束点，S2的值表示种子的呼吸量
D．若适当提高温度，则图乙中的S1和S2的值都将变大
答案 B
解析 检测光合产物的运输途径，应标记C元素；C元素转化为三碳化合物的途径为卡尔文循环；t1表示叶片中标记的光合产物全部运输到茎或果实内，此时光合作用并没有停止；呼吸作用最适温度高于光合作用的最适温度，适当升高温度后，呼吸作用强度大于光合作用强度，S1、S2的值均变小。
6．（原创题）某研究小组在水肥充足条件下，观测了玉米光合速率等生理指标日变化趋势如下图所示，据图判断下列有关叙述正确的是
（ ）
A．光合作用消耗ATP最快的时刻是15：
00
B．根吸水能力最强的时刻是12：
00
C．直接引起蒸腾速率变化的生理指标是气孔阻抗
D．影响光合速率的环境因素主要CO2浓度
答案 C
解析 由甲图可知，光合作用消耗ATP最快的时刻是12：
00；由乙图可知，根吸水能力最强的时刻是15：
00；该图中影响光合作用的主要环境因素是光照强度。
7．（2015·重庆，4）将如图所示细胞置于密闭容器中培养。
在不同光照强度下，细胞内外的CO2和O2浓度在短时间内发生了相应变化。
下列叙述错误的是
（ ）
适宜条件下悬浮培养的水稻叶肉细胞示意图
A．黑暗条件下，①增大、④减小
B．光强低于光补偿点时，①、③增大
C．光强等于光补偿点时，②、③保持不变
D．光强等于光饱和点时，②减小、④增大
答案 B
解析 黑暗条件下，植物只进行呼吸作用，从外界吸收氧气，并向外界释放二氧化碳，导致①增大、④减小，故A正确；光强低于光补偿点时，光合作用强度小于呼吸作用的强度，短时间内叶绿体产生的氧气不能满足线粒体的需求，细胞还需从外界吸收氧气而向外界释放二氧化碳，从而导致①、②增大、③、④减小，故B错误；光强等于光补偿点时，光合作用强度等于呼吸作用的强度，短时间内叶绿体产生的氧气量和消耗的二氧化碳量恰好分别与线粒体消耗的氧气量和产生的二氧化碳量相等，故②、③不变，C正确；光强等于光饱和点时，光合作用强度大于呼吸作用的强度，短时间内叶绿体产生的氧气除一部分被线粒体利用外，其余的则释放到细胞外，线粒体产生的二氧化碳则全部被叶绿体利用，故②减小、④增大，D正确。
8．（2016·安庆质检）如图曲线表示在适宜温度、水分和一定的光照强度下，甲、乙两种植物叶片的CO2净吸收速率与CO2浓度的关系。
下列分析正确的是
（ ）
A．CO2浓度大于a时，甲才能进行光合作用
B．适当增加光照强度，a点将左移
C．CO2浓度为b时，甲、乙总光合作用强度相等
D．甲、乙光合作用强度随CO2浓度的增大而不断增强
答案 B
解析 对于甲植物而言，a点时CO2净吸收速率为0，说明此时光合作用强度等于呼吸作用强度，故在a点之前，甲植物已经开始进行光合作用，适当增加光照强度，光合速率增大，a点
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