Question

【题目】花生常因与玉米、小麦等作物间作、套种而造成遮光问题。有研究者对花生的光合作用进行了研究。

（1）选取花生品种丰花1号作为实验对象，设置遮光率分别为27%、43%、77%三个不同遮光处理，同时设置______________为对照。实验过程中保持适宜的水分和温度，并保证氮肥、磷肥等原料供应，以满足植物体合成________等物质的需要（至少写出两项）。

（2）丰花1号在上述不同光照强度下生长下一段时间后，分别在生长光强、光强1200Lx（强光）、276 Lx（弱光）条件下测定各组植物的净光合速率（Pn），结果如下图。

在生长光强条件下测得Pn的变化趋势为_______。弱光条件下测得的Pn变化趋势为_________，这说明随生长光强的减弱，花生叶片利用弱光的______________________能力。

（3）为进一步阐明遮光处理对光合作用影响的内因，研究者又测定了相关酶的活性和光合色素的含量。

①RuBPCase可结合CO2，是植物光合作用过程中最重要的酶。遮光27%、43%、77%后花生叶片的RuBPCase活性分别比对照降低21.76%、45.92%、81.91%，这说明遮光影响了暗反应中__________，同时遮光又减少了___________的供应，使得有机物合成减少。

②利用紫外分光光度计测定光合色素含量，结果如下表。

表苗期不同处理光强下生长的花生叶片的光合色素含量（单位：mg.g-1FW）

光照强度	叶绿素a	叶绿素b	类胡萝卜素	叶绿素a+b	叶绿素a/b
对照组	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

结果显示，随遮光程度加大，叶绿素的含量逐渐增加，且叶绿素b的增加幅度更大，这说明_____________，这也解释了在弱光条件下测得的植物光合速率变化趋势。

（4）由上述研究可见，遮光对花生光合作用产生影响进而降低了产量。请你对花生种植产量的提高提出合理建议：_________________________。

Answer 1

【答案】不遮光（自然光） ATP、磷脂 随遮光比例加大，净光合速率逐渐下降 与实验光强下测定结果相反（也可描述相应趋势） 增强 CO2的固定 ATP、[H] 弱光可促进丰花一号叶绿素的合成，促进光能吸收，尤其是促进叶绿素b的合成，促进吸收弱光 与间作植物保持适当间距，以减小遮光程度；与固氮微生物共生，增加氮素供应

【解析】

分析柱形图可知：在生长光强条件下，随遮光比例增大Pn逐渐下降，而弱光条件下，随遮光比例增大Pn逐渐增强。分析表格数据可知，随遮光程度加大，叶绿素含量增加，且叶绿素b增加幅度更大，而类胡萝卜素的含量减少，说明弱光条件下可通过促进叶绿素的合成进而增加对光能的吸收，从而促进光合速率。

（1）选取花生品种丰花1号作为实验对象，设置遮光率分别为27%、43%、77%三个不同遮光处理，则该实验的目的是探究不同遮光对花生品种丰花1号光合作用的影响，所以对照组应不进行遮光处理。氮、磷是ATP、磷脂、核酸等物质的组成元素，所以实验过程中加入氮肥、磷肥等原料，可以满足植物体合成ATP、磷脂、核酸等物质的需要。

（2）由实验结果可知，在生长光强条件下，随遮光比例增大净光合速率逐渐下降，而弱光条件下，随遮光比例增大净光合速率逐渐增强，说明随生长光强的减弱，花生利用弱光的能力增强。

（3）①RuBPCase与CO2结合，催化暗反应中CO2的固定，所以遮光影响RuBPCase的活性，直接影响CO2的固定，同时遮光又降低光反应强度，减少还原氢和ATP的供应，影响暗反应中C3的还原，使得有机物的合成减少。

②随遮光程度加大，叶绿素含量增加，且叶绿素b增加幅度更大，说明弱光可促进花生1号叶绿素的合成，促进光能吸收，尤其是促进叶绿素b的合成，促进吸收弱光。

（4）由于遮光使花生品种丰花1号光合速率降低，所以为保证花生质量，应与间作植物保持适当间距，以减小遮光程度，又由于氮是植物生长过程中ATP、磷脂等重要化合物的组成元素，故可将花生与固氮微生物共生，增加氮素供应。