疑难问题：2020年1月的选考27题试题中，光合作用试题仍然延续了学选考合考时的题型，主要考查了环境因素影响光合作用的活动，同时增加了选考要求的环境因素如CO₂浓度改变引起的物质含量变化。试题产生的疑难问题：若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时RuBP和三碳酸的含量与密封前相比为什么都是下降？

一、2020年1月选考试题27题解析：

某同学进行“探究环境因素对光合作用的影响”的活动，以黑藻、 NaHCO₃溶液、精密pH试纸、100W聚光灯、大烧杯和不同颜色的玻璃纸等为材料用具。回答下列问题：

（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究___________。在相同时间内，用________玻璃纸罩住的实验组O₂释放量最少。光合色素主要吸收_________光，吸收的光能在叶绿体内将H₂O分解为_____________。 

（2）用精密试纸检测溶液pH值来估算光合速率变化，其理由是___________，引起溶液pH的改变。

（3）若将烧杯口密封，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，此时RuBP和三碳酸的含量与密封前相比分别为____________。

（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，一段时间后，其光合作用的强度和呼吸作用的强度分别将___________，其主要原因是_________。

答案：

（1）光波长对光合作用的影响/光质/光颜色    绿色   红光和蓝紫  H⁺、e^-和O₂/氢和O₂

（2）黑藻将溶液中的CO₂转化为有机物/将CO₂固定/吸收CO₂

（3）下降、下降

（4）减弱、减弱    高温导致酶的结构改变，活性下降/酶的活性下降/部分失活

解析：

（1）选用无色、绿色、红色和蓝色的4种玻璃纸分别罩住聚光灯，用于探究光波长对光合作用的影响。在相同时间内，用绿色玻璃纸罩住的实验组O₂释放量最少，因为光合色素基本不吸收绿光。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，吸收的光能在叶绿体内将H₂O分解为H⁺、e^-和O₂。

（2）黑藻将溶液中的CO₂转化为有机物，引起溶液中的pH升高，这种变化可以用精密试纸检测。

（3）由于CO₂下降(外界CO₂不能得到及时补充    )，反应速率减慢，持续一段时间，直至溶液pH保持稳定，说明达到了一个反应速率较低水平下的新的平衡，其中一部分三碳糖离开了卡尔文循环，因此，RuBP和三碳酸的含量与密封前相比分别为下降。

（4）若将黑藻从适宜温度移到高温的溶液环境，会使酶的活性下降，从而使光合作用和呼吸作用强度下降。 

二、试题产生的疑难问题解析：

解释一：容器内氧气浓度增加，用光呼吸来解释。 

密封一段时间，光合作用使得容器内氧气浓度增加，发生光呼吸，RuBP含量下降（如图所示），三碳酸的含量也下降。（关于光呼吸可以参考链接）

由于此内容是超出考试的范围，所以用此来解释，应该不是命题者的想法，况且这是第3小题，按照难度梯度来看，应该比第4小题容易（第4小题的难度值不大）。

解释二：容器内二氧化碳浓度下降，用化学平衡来解释。

从原先相对高浓度CO₂下的光合速率等于呼吸速率平衡，到相对低浓度CO₂下的光合速率等于呼吸速率平衡，达到了一个新的较低的平衡，反应速率下降，按照化学平衡改变了反应速率，RuBP和三碳酸的含量应该不变，但是，由于有一部分三碳糖离开了卡尔文循环，在新的平衡下，RuBP和三碳酸的含量应该都下降。相当于如下图所示的AB段到CD段的含量变化。