学年人教版 必修1 光合作用原理的应用作业.docx

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学年人教版必修1光合作用原理的应用作业

第三课时 光合作用原理的应用

知识点

一   光合作用的影响因素

1.下图是夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图,下列叙述错误的是(  )

A.AB段光照强度增大导致光合作用强度逐渐增强

B.与B点相比,C点因气孔关闭,光合作用强度较弱

C.DE段光照强度减小导致光合作用强度逐渐减弱

D.据图可知,随光照强度增大,光合作用强度逐渐增强

答案 D

解析 夏季晴朗的白天7点以后光照强度逐渐增强,AB段光合作用强度逐渐增强,A正确;中午12点左右,为了降低蒸腾作用,气孔部分关闭,CO2供应减少,所以C点光合作用强度较B点弱,B正确;下午14点以后光照逐渐减弱,DE段光合作用强度逐渐减弱,C正确;由图可知,12点左右光照强度大,但光合作用强度减弱,D错误。

2.如图表示蓝细菌光合作用与光照强度的关系。

下列表述正确的是(  )

A.a点时,蓝细菌细胞只进行呼吸作用,其场所是细胞质基质和线粒体

B.b点时,光合速率等于呼吸速率

C.当光照强度为X时,细胞中产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体和叶绿体

D.限制a、b、c点光合速率的主要因素都是光照强度

答案 B

解析 a点时,光照强度为0,蓝细菌细胞只进行呼吸作用,蓝细菌细胞呼吸作用的场所是细胞膜和细胞质,A错误;b点时,蓝细菌细胞既不吸收CO2,也不释放CO2,此时光合速率等于呼吸速率,B正确;蓝细菌是原核生物,无线粒体和叶绿体,C错误;图中c点后,限制光合速率的主要因素不再是光照强度,D错误。

3.科学家研究CO2浓度、光照强度和温度对同一植物光合作用强度的影响,得到实验结果如图。

请据图判断下列叙述不正确的是(  )

A.光照强度为a时,造成曲线Ⅱ和Ⅲ光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同

B.光照强度为b时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度的不同

C.光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高

D.光照强度为a~c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高

答案 D

解析 光照强度为a时,影响曲线Ⅱ、Ⅲ光合作用强度的温度、光照强度相同,而CO2浓度不同,A正确;光照强度为b时,影响曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度的CO2浓度和光照强度相同,而温度不同,B正确;在光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ都未达到光饱和点,光合作用强度随光照强度增强而升高,C正确;在光照强度为a时,曲线Ⅲ已达到光饱和点,在光照强度为a~c时,随光照强度增强,曲线Ⅲ光合作用强度不再增加,D错误。

4.图甲所示为研究光合作用的实验装置。

用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片,再用气泵抽出叶圆片中的气体直至叶圆片沉入水底,然后将等量的叶圆片转至不同浓度的NaHCO3溶液中,给予一定的光照,测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间(如图乙所示),以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。

有关分析正确的是(  )

A.在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐减小

B.在bc段,单独增加光照或提高温度,都可以缩短叶圆片上浮所用的时间

C.在c点以后,因NaHCO3溶液浓度过高,使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降

D.因配制的NaHCO3溶液中不含氧气,所以整个实验过程中叶圆片不能进行呼吸作用

答案 C

解析 据本实验原理可知,叶圆片上浮所用的时间可表示光合作用强度,两者呈负相关。

在ab段,随着NaHCO3溶液浓度的增加,光合作用速率逐渐增大,A错误;因不知在实验过程中是否提供最适光照强度和温度,所以在bc段,单独增加光照或提高温度,不一定可以缩短叶圆片上浮所用的时间,B错误;实验中配制的NaHCO3溶液中不含氧气,叶圆片可以进行无氧呼吸,此外叶圆片通过光合作用可以释放氧气,因此实验过程中叶圆片也可以进行有氧呼吸作用,D错误。

知识点

二   光合作用原理的应用和化能合成作用

5.将一植株放在密闭玻璃罩内,置于室外一昼夜,获得实验结果如图所示。

下列有关说法错误的是(  )

A.图甲中的光合作用开始于C点之前,结束于F点之后

B.到达图乙中的d点时,玻璃罩内CO2的浓度最高

C.图甲中的F点对应图乙中的g点

D.经过这一昼夜之后,植物体的有机物含量会增加

答案 C

解析 根据题意和图示分析可知,B点后二氧化碳的增加量减少,表示B点时开始进行光合作用,C、F点表示光合作用速率等于呼吸作用速率,光合作用消失的点是F点之后,A正确;图乙中d点表示光合作用速率等于呼吸作用速率,d点后光合作用速率大于呼吸作用速率,使二氧化碳的浓度减少,故d点时密闭容器的二氧化碳浓度最高,B正确;图甲中的C、F点表明光合作用速率等于呼吸作用速率,与图乙中的d、h点相符,即C点对应d点,F点对应h点,C错误;由于G点二氧化碳浓度低于A点,表明经过这一昼夜之后,二氧化碳的含量较少,进行光合作用积累了有机物,D正确。

6.温室栽培可不受季节、地域限制,为植物的生长发育提供最适宜的条件,有利于提高作物品质和产量。

在封闭的温室内栽种农作物,以下措施不能提高作物产量的是(  )

A.增加光照强度B.增加室内CO2浓度

C.增大室内昼夜温差D.采用绿色玻璃盖顶

答案 D

解析 CO2是光合作用的原料,绿色植物周围空气中的CO2含量,直接影响到绿色植物的光合作用强度,适当增加温室内的CO2浓度,可以提高作物产量,B不符合题意;温度通过影响光合作用酶和呼吸作用酶的活性来影响绿色植物的有机物的净积累量,白天适当提高温度有利于提高光合作用强度,晚上适当降低温度有利于减弱呼吸作用强度,因而适当增大昼夜温差,能提高有机物的净积累量,从而提高作物产量,C不符合题意;光是进行光合作用的条件,在一定的光照强度范围内,增强光照强度有利于促进光合作用,从而提高作物产量,A不符合题意;由于光合色素对绿光吸收最少,如果采用绿色玻璃盖顶,光合作用强度降低,不利于积累有机物,D符合题意。

7.光合作用与化能合成作用的相似点是(  )

A.都以光能作为能源

B.都需要环境中的物质氧化释放能量

C.都能将无机物转变成有机物

D.都是高等生物的代谢类型

答案 C

解析 进行光合作用和化能合成作用的生物都是自养生物,两者的共同点是都能将外界环境中的无机物转变成储存着能量的有机物来维持自身的生命活动;两者的区别是光合作用利用光能,化能合成作用利用的是外界物质氧化分解时释放的化学能。

知识点

三   光合作用与呼吸作用关系

[题型一 光合作用和呼吸作用物质和能量的关系]

8.下图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换,下列有关此图的叙述正确的是(  )

A.A结构给B结构提供暗反应所需的ATP

B.A结构能产生ATP,B结构不能产生ATP

C.植物正常生长时,B结构产生的O2全部被A结构利用

D.B结构产生的有机物可以被A结构利用

答案 D

解析 A结构为线粒体,B结构为叶绿体,B结构暗反应所需的ATP由其光反应提供,A错误;线粒体和叶绿体都能产生ATP,B错误;正常生长时光合作用强度大于呼吸作用强度,会有氧气释放到环境中,C错误。

9.如图所示为有氧条件下绿色植物叶肉细胞中的两个代谢过程,图中C3代表含有3个碳原子的有机化合物,下列有关说法错误的是(  )

A.过程①发生在细胞质基质中

B.①②过程中都产生[H]和ATP

C.③过程消耗ATP和NADPH

D.④过程消耗的NADPH和ATP由光反应提供

答案 D

解析 ①是有氧呼吸的第一阶段——葡萄糖分解形成丙酮酸,发生在细胞质基质中,A正确;①②过程分别是有氧呼吸的第一、第二阶段,都能产生[H]和ATP,B正确;③C3的还原过程需要消耗光反应产生的NADPH和ATP,C正确;④过程是CO2的固定过程,不消耗NADPH和ATP,D错误。

[题型二 区分净光合速率、总光合速率和呼吸速率]

10.如图是叶肉细胞内两种细胞器间的气体关系图解,据图判断下列说法错误的是(  )

A.A、C表示叶绿体释放氧气的量,A+C可以表示总光合速率

B.B、C表示线粒体吸收氧气的量,B+C可以表示呼吸速率

C.黑暗中,A、C的量为零

D.叶肉细胞的净光合速率可以用C或D来表示

答案 D

解析 叶绿体吸收二氧化碳,放出氧气,A、C表示叶绿体释放氧气的量,A+C可以表示总光合速率,A正确;线粒体吸收氧气,放出二氧化碳,B、C表示线粒体吸收氧气的量,B+C可以表示呼吸速率,B正确;黑暗中植物不进行光合作用,C正确;净光合速率可以用A或E表示,D错误。

11.以测定的CO2吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。

下列分析正确的是(  )

A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃相等

B.光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多

C.温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少

D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等

答案 A

解析 分析曲线图可知,图中虚线表示净光合速率,实线表示呼吸速率,光合作用制造的有机物的量=净光合作用量+呼吸作用量,因此图中35℃与30℃的光合作用制造的有机物的量相等,都是6.5mg,A正确;光照相同时间,25℃时植物积累的有机物的量最多,B错误;25℃、30℃、35℃时植物光合作用制造的有机物的量分别为6mg、6.5mg、6.5mg,C错误;两曲线交点表示光合作用积累的有机物与呼吸作用消耗的有机物的量相等,D错误。

12.玉米是我国的重要农作物,常作为农业科研的重要材料。

图1表示玉米细胞的某一生理状态,图2表示两个环境因素对光合速率的影响情况。

请据图回答:

(1)图1所示的生理状态________(填“能”或“不能”)在图2曲线中找到对应点。

若玉米长期处于图1所示的生理状态则不能正常生长,原因是______________________________________________。

(2)请在图1中用箭头标出此状态时O2的移动方向。

(3)图2中M点之前限制光合速率的主要因素是____________,b点以后的主要限制因素是____________。

(4)图2中两个环境因素影响的光合作用过程分别是___________________。

请根据图2信息,提出一项增加大田玉米产量的可行性建议:

________________________________。

答案 

(1)能 光合作用强度小于呼吸作用强度,有机物不能积累

(2)如下图所示:

(3)光照强度 CO2浓度

(4)光照强度影响光反应,CO2浓度影响暗反应 增施有机肥、合理密植、正行通风等

解析 

(1)根据图1分析,线粒体产生的二氧化碳一方面供给了叶绿体,另一方面释放到外界环境,说明此时叶肉细胞既可以进行呼吸作用,也可以进行光合作用,且呼吸作用大于光合作用。

由于光合作用强度小于呼吸作用强度,有机物不能积累,所以玉米长期处于图1所示生理状态则不能正常生长。

(2)在图1所示的生理状态下,光合作用产生的氧气不能满足细胞呼吸的需求,还需要从外界吸收氧气,即线粒体所需的O2一方面来自叶绿体,另一方面来自外界环境。

(3)M点之前限制光合速率的主要因素是光照强度。

b点对应的光照强度为光饱和点,其后的主要限制因素是二氧化碳浓度。

(4)图2中影响光合作用的环境因素主要是光照强度影响光反应,CO2浓度影响暗反应。

增施有机肥、合理密植、正行通风等有利于光合作用的进行,可以增加大田玉米产量。

13.下面是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意图,其中①~⑤为生理过程,a~h为物质名称。

请回答下列问题:

(1)图中物质b和g分别是________和____________;①过程为②过程提供[  ]________和[  ]________。

(2)物质a表示光合色素分布在叶绿体的________________,提取该物质时加入CaCO3的目的是________________。

(3)过程①②发生的场所依次是__________________和________________。

(4)上述过程①~⑤中,能够产生ATP的过程是____________,必须有O2参与进行的过程是________。

(5)较强光照下,①过程中d的移动方向是____________________________。

答案 

(1)氧气(或O2) 二氧化碳(或CO2) c ATP e NADPH

(2)类囊体薄膜上 防止色素被破坏

(3)叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质

(4)①③④⑤ ⑤

(5)从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动

解析 

(1)图中a是色素,b是氧气,c是ATP,d是ADP,e是NADPH,f是C5,g是二氧化碳,h是C3。

①光反应阶段为②暗反应阶段提供[c]ATP和[e]NADPH。

(2)叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上,在提取色素的实验中,碳酸钙的目的是防止在研磨过程中色素被破坏。

(3)过程①是光合作用的光反应阶段,场所是叶绿体的类囊体薄膜;过程②是暗反应阶段,场所是叶绿体基质。

(4)光合作用的光反应阶段能产生ATP,有氧呼吸的三个阶段都能产生ATP,即①、③、④、⑤能够产生ATP;有氧呼吸的第三阶段必须有氧气的参与,即⑤必须有氧气的参与。

(5)在叶绿体中,ADP的移动方向是从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动。

1.如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”的实验时改进的装置,下列叙述错误的是(  )

A.应该向培养皿中倒入层析液

B.应将滤液滴在a处,而不能滴在b处

C.实验结果应得到四个不同颜色的同心圆(近似圆形)

D.实验得到的若干个同心圆中,最小的一个呈橙黄色

答案 D

解析 色素分离的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同,扩散速度不同。

扩散最快的是胡萝卜素,其形成的圆最大,颜色是橙黄色,最小的圆对应扩散最慢的叶绿素b,颜色是黄绿色。

2.为证实叶绿体有放氧功能,可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验,装片需要给予一定的条件,这些条件是(  )

A.光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

B.光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

C.黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

D.黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

答案 B

解析 没有空气是形成一个无氧的环境,以充分证明光合作用能产生氧气;光合作用需要光照的条件,还需要提供光合作用的原料即二氧化碳和水分等,故选B。

3.用同位素标记法研究光合作用和有氧呼吸过程中氧原子的去向,下列结论错误的是(  )

A.光合作用的产物O2中的O全部来自原料中的H2O

B.光合作用的产物C6H12O6中的O不能来自原料中的H2O

C.有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2

D.有氧呼吸的产物CO2中的O全部来自原料中的C6H12O6

答案 D

解析 光合作用过程中产生的氧气来自光反应过程中水的光解,因此产物O2中的O全部来自原料中的H2O,A正确;光合作用过程中原料H2O中的O全部生成了O2,B正确;有氧呼吸的产物H2O是在有氧呼吸的第三阶段由[H]与氧气结合形成的,因此有氧呼吸的产物H2O中的O全部来自原料中的O2,C正确;有氧呼吸过程中CO2是丙酮酸与水反应产生的,丙酮酸是葡萄糖酵解产生的,因此有氧呼吸的产物CO2中的O来自原料中的C6H12O6和H2O,D错误。

4.如图所示,在适宜温度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,下列说法正确的是(  )

A.在CO2浓度低于b的环境中植物乙比植物甲生长得更好

B.CO2浓度大于a时,甲才能进行光合作用

C.适当增加光照强度,a点将右移

D.CO2浓度为b时,甲、乙植物的实际光合作用强度相等

答案 A

解析 据图分析,可知在CO2浓度低于b的环境中,植物乙比植物甲生长得更好,A正确;CO2浓度等于a时,甲的光合作用速率与呼吸作用速率相等,B错误;适当增加光照强度,光合作用增强,则a点将左移,C错误;CO2浓度为b时,甲、乙两种植物的净光合作用强度相等,但是由于不知道甲、乙的呼吸作用强度,因此不能比较二者的实际光合作用强度,D错误。

5.某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系如图所示。

则有关叙述错误的是(  )

A.25℃时该植物积累有机物最快

B.在0~30℃范围内,温度对光合作用有关酶的影响相对于呼吸作用有关酶的影响更大

C.45℃时叶肉细胞的光合速率等于呼吸速率

D.春季大棚栽培该植物白天适当提高温度可提高产量

答案 C

解析 25℃时净光合速率最大所以积累有机物最快,A正确;0~30℃范围内光合速率上升较快,所以温度对光合作用酶影响较大,B正确;春季气温较低,应适当在白天提高温度,增加光合速率,D正确;45℃时整个植物的光合速率等于呼吸速率,因为还存在非光合作用的细胞,所以叶肉细胞的光合速率大于呼吸速率,C错误。

6.如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系,下列说法不正确的是(  )

A.NADPH为氧化型辅酶Ⅱ,可以为暗反应提供能量

B.各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3

C.能提供给绿色植物各种生命活动所需能量最多的过程是5

D.2过程需多种酶参与,且需要ATP供能

答案 A

解析 1过程是光反应阶段;2过程是暗反应阶段;3过程是呼吸作用的第一阶段,包括有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段;4过程是有氧呼吸第二阶段;5过程是有氧呼吸第三阶段。

NADPH是还原型辅酶Ⅱ,既可以作为还原剂,又可以为暗反应提供能量,A错误;细胞生物都能进行呼吸作用,而有氧呼吸和无氧呼吸的第一个阶段完全相同,所以各种生物体(病毒除外)都能进行的过程是3,B正确;1、3、4和5过程都能产生能量,但1阶段的能量只能用于暗反应,3、4、5过程中产生的能量可以用于各种生命活动,5过程产生的能量最多,因此为生命活动提供能量最多的是5过程,C正确;2过程为光合作用的暗反应阶段,需要多种酶参与,且需要ATP供能,D正确。

7.已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。

如图表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。

若将温度提高到30℃的条件下(其他条件不变),从理论上讲,图中相应点的移动应该是(  )

A.a点上移,b点左移,m点上移

B.a点不移,b点左移,m点不移

C.a点下移,b点右移,m点下移

D.a点下移,b点不移,m点上移

答案 C

解析 温度由25℃升高到30℃,对于呼吸作用而言,达到最适温度,呼吸速率增大;对于光合作用而言,超过最适温度,光合速率下降。

因此,a点因呼吸作用加强而往下移。

b点为光补偿点,一方面呼吸作用加强,需较强的光照强度才能产生与呼吸作用消耗量相当的有机物,另一方面光合速率下降,产生有机物速率也下降,也需较强的光照强度才能产生与原来等量的有机物,所以b点右移;因温度超过光合作用最适温度,酶活性下降,光合作用强度降低,m点下移,故选C。

8.农科所技术员研究温度对某蔬菜新品种产量的影响,将实验结果绘制成如图曲线,据此得出以下结论,你认为合理的是(  )

A.光合作用酶的最适温度高于呼吸作用酶的最适温度

B.阴影部分表示5~35℃时蔬菜的净光合速率小于零

C.光强度越强,该蔬菜新品种的产量越高

D.温室栽培该蔬菜时温度最好控制在25~30℃

答案 D

解析 由图可知光合作用酶的最适温度在25~30℃之间,呼吸作用酶的最适温度大于35℃,A错误;图中的阴影部分表示5~35℃时蔬菜的净光合速率大于零,B错误;该图中的自变量是温度,不是光照强度,因此不能反映光照强度对该蔬菜品种产量的影响,C错误;由图可知在25~30℃时光合作用CO2消耗量与呼吸作用CO2产生量的差值较大,即净光合作用速率大,有机物积累较多,有利于蔬菜的生长,D正确。

9.草莓是盐敏感植物,盐胁迫会影响草莓产量。

科研人员在无土栽培条件下,利用盆栽法分别研究钙盐和钠盐对草莓生理特性的影响。

实验结果如下,请回答:

不同盐胁迫对草莓叶绿素相对含量的影响

处理

叶绿素a(100mmol/L)

叶绿素b(100mmol/L)

对照组

1.276

0.678

NaCl

1.110

0.551

CaCl2

1.078

0.536

(1)草莓叶绿体中的光合色素分布在____________上。

利用纸层析法分离色素,其原理是:

不同色素在层析液中________不同,因而扩散的速率不同。

(2)表中结果显示,两种盐胁迫会使________________含量下降,导致光反应为碳(暗)反应提供的________________减少。

(3)根据图中显示气孔导度的变化趋势分析,随着盐溶液浓度的增加,导致________________速率降低,将直接影响光合作用的________阶段。

其中________溶液的影响更大。

(4)综合以上研究发现,盐胁迫影响了____________________________,使光合作用速率下降,进而影响草莓的产量。

答案 

(1)类囊体膜 溶解度

(2)叶绿素a和叶绿素b(叶绿素) ATP和NADPH

(3)CO2的固定 暗反应 CaCl2

(4)叶绿素含量和CO2的吸收量

解析 

(1)草莓叶绿体中的光合色素分布在类囊体膜上。

利用纸层析法分离色素,其原理是不同色素在层析液中溶解度不同,因而扩散速率不同。

(2)根据题中表格可知,两种盐胁迫会使叶绿素a和叶绿素b下降,导致光反应为暗反应提供的ATP和NADPH减少。

(3)根据图中显示气孔导度的变化趋势,随着盐溶液浓度的增加,导致二氧化碳的固定速率降低,从而直接影响光合作用的暗反应阶段,根据图示可知,随着浓度的增加,CaCl2溶液实验组的气孔导度降低的更明显,所以CaCl2溶液的影响更大。

(4)综合以上研究可知,盐胁迫影响了叶绿素含量和二氧化碳吸收量,使光合作用速率下降,进而影响草莓的产量。

10.科研人员研究增施CO2对温室栽培黄瓜的光合作用的影响,结果如下:

(1)CO2进入叶绿体后,在____________中被固定,固定产物的还原需要光反应提供____________。

(2)由图1可知,长时间增施CO2会抑制光合作用,理由是________________组在超过________天后,净光合速率开始下降,直至低于常温处理组;与图2比较,该组淀粉含量与净光合速率的变化趋势________,据此推测净光合速率下降可能是由于淀粉积累过多。

(3)由图可知,在增施CO2情况下,______________可以提高净光合速率。

有人认为,这是由于该做法促进了淀粉分解为可溶性糖,减弱了淀粉大量积累对光合作用的抑制。

图中支持该假设的证据是________________________________。

答案 

(1)叶绿体基质 NADPH和ATP

(2)常温+CO2 29 相反

(3)适当升高温度 高温+CO2组淀粉含量一直低于常温+CO2组,可溶性糖含量则相反

解析 

(1)二氧化碳是光合作用暗反应的原料,在叶绿体基质中与五碳化合物结合生成三碳化合物。

三碳化合物的还原需要光反应提供NADPH和ATP。

(2)据图分析,图1中常温+CO2处理组在超过29天后,净光合速率开始下降,直至低于常温处理组;而图2中29天后,常温+CO2组淀粉含量反而增加,即与净光合速率的变化趋势相反,据此推测光合速率下降可能是由于淀粉积累过多。

(3)根据图1可知,高温+CO2组的净光合速率在36h前都是最高的,说

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