Question

【題目】花生常因與玉米、小麥等作物間作、套種而造成遮光問題。有研究者對花生的光合作用進(jìn)行了研究。

（1）選取花生品種豐花1號作為實(shí)驗(yàn)對象，設(shè)置遮光率分別為27%、43%、77%三個不同遮光處理，同時設(shè)置______________為對照。實(shí)驗(yàn)過程中保持適宜的水分和溫度，并保證氮肥、磷肥等原料供應(yīng)，以滿足植物體合成________等物質(zhì)的需要（至少寫出兩項(xiàng)）。

（2）豐花1號在上述不同光照強(qiáng)度下生長下一段時間后，分別在生長光強(qiáng)、光強(qiáng)1200Lx（強(qiáng)光）、276 Lx（弱光）條件下測定各組植物的凈光合速率（Pn），結(jié)果如下圖。

在生長光強(qiáng)條件下測得Pn的變化趨勢為_______。弱光條件下測得的Pn變化趨勢為_________，這說明隨生長光強(qiáng)的減弱，花生葉片利用弱光的______________________能力。

（3）為進(jìn)一步闡明遮光處理對光合作用影響的內(nèi)因，研究者又測定了相關(guān)酶的活性和光合色素的含量。

①RuBPCase可結(jié)合CO2，是植物光合作用過程中最重要的酶。遮光27%、43%、77%后花生葉片的RuBPCase活性分別比對照降低21.76%、45.92%、81.91%，這說明遮光影響了暗反應(yīng)中__________，同時遮光又減少了___________的供應(yīng)，使得有機(jī)物合成減少。

②利用紫外分光光度計測定光合色素含量，結(jié)果如下表。

表苗期不同處理光強(qiáng)下生長的花生葉片的光合色素含量（單位：mg.g-1FW）

光照強(qiáng)度	葉綠素a	葉綠素b	類胡蘿卜素	葉綠素a+b	葉綠素a/b
對照組	1.52	0.45	0.36	1.97	3.37
遮光27%	1.67	0.51	0.37	2.18	3.27
遮光43%	1.72	0.56	0.35	2.28	3.08
遮光77%	2.17	0.79	0.32	2.96	2.75

結(jié)果顯示，隨遮光程度加大，葉綠素的含量逐漸增加，且葉綠素b的增加幅度更大，這說明_____________，這也解釋了在弱光條件下測得的植物光合速率變化趨勢。

（4）由上述研究可見，遮光對花生光合作用產(chǎn)生影響進(jìn)而降低了產(chǎn)量。請你對花生種植產(chǎn)量的提高提出合理建議：_________________________。

Answer 1

【答案】不遮光（自然光） ATP、磷脂 隨遮光比例加大，凈光合速率逐漸下降 與實(shí)驗(yàn)光強(qiáng)下測定結(jié)果相反（也可描述相應(yīng)趨勢） 增強(qiáng) CO2的固定 ATP、[H] 弱光可促進(jìn)豐花一號葉綠素的合成，促進(jìn)光能吸收，尤其是促進(jìn)葉綠素b的合成，促進(jìn)吸收弱光 與間作植物保持適當(dāng)間距，以減小遮光程度；與固氮微生物共生，增加氮素供應(yīng)

【解析】

分析柱形圖可知：在生長光強(qiáng)條件下，隨遮光比例增大Pn逐漸下降，而弱光條件下，隨遮光比例增大Pn逐漸增強(qiáng)。分析表格數(shù)據(jù)可知，隨遮光程度加大，葉綠素含量增加，且葉綠素b增加幅度更大，而類胡蘿卜素的含量減少，說明弱光條件下可通過促進(jìn)葉綠素的合成進(jìn)而增加對光能的吸收，從而促進(jìn)光合速率。

（1）選取花生品種豐花1號作為實(shí)驗(yàn)對象，設(shè)置遮光率分別為27%、43%、77%三個不同遮光處理，則該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同遮光對花生品種豐花1號光合作用的影響，所以對照組應(yīng)不進(jìn)行遮光處理。氮、磷是ATP、磷脂、核酸等物質(zhì)的組成元素，所以實(shí)驗(yàn)過程中加入氮肥、磷肥等原料，可以滿足植物體合成ATP、磷脂、核酸等物質(zhì)的需要。

（2）由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在生長光強(qiáng)條件下，隨遮光比例增大凈光合速率逐漸下降，而弱光條件下，隨遮光比例增大凈光合速率逐漸增強(qiáng)，說明隨生長光強(qiáng)的減弱，花生利用弱光的能力增強(qiáng)。

（3）①RuBPCase與CO2結(jié)合，催化暗反應(yīng)中CO2的固定，所以遮光影響RuBPCase的活性，直接影響CO2的固定，同時遮光又降低光反應(yīng)強(qiáng)度，減少還原氫和ATP的供應(yīng)，影響暗反應(yīng)中C3的還原，使得有機(jī)物的合成減少。

②隨遮光程度加大，葉綠素含量增加，且葉綠素b增加幅度更大，說明弱光可促進(jìn)花生1號葉綠素的合成，促進(jìn)光能吸收，尤其是促進(jìn)葉綠素b的合成，促進(jìn)吸收弱光。

（4）由于遮光使花生品種豐花1號光合速率降低，所以為保證花生質(zhì)量，應(yīng)與間作植物保持適當(dāng)間距，以減小遮光程度，又由于氮是植物生長過程中ATP、磷脂等重要化合物的組成元素，故可將花生與固氮微生物共生，增加氮素供應(yīng)。