遮光后叶绿素含量升高和叶绿素a和b比值降低的原因
浙江省2020版高考生物复习第8讲光合作用教师备用题库(含解析)
光合作用1.将题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 当光强低于光补偿点或黑暗条件下,水稻叶肉细胞消耗胞外和胞内O2,释放CO2,故①②增大,③④减小;当光强等于光补偿点时,水稻叶肉细胞呼吸速率等于光合作用速率,②③①④保持不变;当光强等于光饱和点时,水稻叶肉细胞光合作用速率大于细胞呼吸速率,②减小,④增大。
2.植物甲与植物乙的净光合速率随叶片温度(叶温)变化的趋势如图所示。
下列叙述错误．．的是( )A.植物甲和乙光合作用所需要的能量都来自太阳能B.叶温在36~50 ℃时,植物甲的净光合速率比植物乙的高C.叶温为25 ℃时,植物甲的光合与呼吸作用强度的差值不同于植物乙的D.叶温为35 ℃时,甲、乙两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均为0答案 D 植物进行光合作用所需能量均来自太阳能,A正确;叶温在36 ℃~50 ℃时,植物甲的曲线在植物乙曲线上方,所以植物甲的净光合速率比植物乙的高,B正确;叶温为25 ℃时,植物甲和乙的曲线没有相交,即二者的净光合速率不同,C正确;叶温为35 ℃时,甲、乙两种植物的净光合速率相同且大于零,所以这两种植物的光合与呼吸作用强度的差值均大于0,D 错误。
3.将桑树和大豆分别单独种植(单作)或两种隔行种植(间作),测得两种植物的光合速率如图所示(注:光饱和点是光合速率达到最大值时所需的最低光照强度)。
据图分析,下列叙述正确的是( )A.与单作相比,间作时两种植物的呼吸强度均没有受到影响B.与单作相比,间作时两种植物光合作用的光饱和点均增大C.间作虽然提高了桑树的光合速率但降低了大豆的光合速率D.大豆植株开始积累有机物时的最低光照强度单作大于间作答案 D 由图可知,与单作相比,两种植物在间作时的呼吸速率(光照强度为0时净光合速率的绝对值)不同,A错误;与单作相比,间作时桑树的光饱和点增大,大豆的光饱和点减小,B 错误;间作提高了桑树的光合速率,并且间作大豆在较弱光照强度下的光合速率也高于单作,C错误;开始积累有机物时的最低光照强度即光补偿点,由图知大豆单作时的光补偿点大于间作,D正确。
2024高考题分类训练(生物)专题六 光合作用
专题六光合作用题组一一、选择题1. [2023全国乙理综，6分]植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。
下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是( D )A. 氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素B. 叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上C. 用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液,其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰D. 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢[解析]叶绿素由C、H、O、N、Mg组成，A正确；叶绿体中吸收光能的色素（叶绿素和类胡萝卜素）分布在类囊体薄膜上，B正确；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰，C正确；叶绿体中的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上扩散得快，反之则慢，D错误。
2. [2023湖北，2分]高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。
研究发现平均气温每升高1℃ ,水稻、小麦等作物减产约3%∼8%。
关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是( D )A. 呼吸作用变强，消耗大量养分B. 光合作用强度减弱，有机物合成减少C. 蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫D. 叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少[解析]呼吸作用的最适温度高于光合作用，气温升高，植物呼吸作用增强，消耗的有机物增多，造成农作物减产，A正确；温度升高，可能导致光合作用相关酶的活性降低，光合作用强度降低，有机物合成减少，B正确；温度升高，蒸腾作用增强，植物易失水萎蔫，从而影响正常的生命活动，造成减产，C正确；据题干信息可知，高温使叶片变黄、变褐，推测高温导致叶绿素降解，光反应产生的NADPH和ATP减少，NADH在细胞呼吸过程中产生，D错误。
3. [2022湖北，2分]某植物的2种黄叶突变体表型相似，测定各类植株叶片的光合色素含量（单位：μg⋅g−1），结果如表。
下列有关叙述正确的是( D )植株类型叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素叶绿素/类胡萝卜素野生型 1 235 519 419 4.19突变体1 512 75 370 1.59突变体2 115 20 379 0.36A. 两种突变体的出现增加了物种多样性B. 突变体2比突变体1吸收红光的能力更强C. 两种突变体的光合色素含量差异，是由不同基因的突变所致D. 叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降可导致突变体的叶片呈黄色[解析]野生型、突变体1、突变体2属于同一物种，两种突变体的出现增加了遗传多样性，未增加物种多样性，A错误；光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，由表可知,突变体2的叶绿素a和叶绿素b的含量比突变体1的少，故突变体2比突变体1吸收红光的能力弱，B错误；两种突变体的光合色素含量存在差异，有可能是不同基因突变所致,也有可能是同一基因突变所致，C错误；野生型的叶绿素与类胡萝卜素的比值为4.19，叶绿素含量较高，叶片呈绿色，突变体的叶绿素与类胡萝卜素的比值大幅下降，叶绿素含量较少，叶片呈黄色，D正确。
分光光度法测定叶绿素含量及其比值问题的探讨
表１ 狭缝宽度对叶绿素测定的影响
叶绿素 ａ
叶绿素 ｂ
狭 缝 宽 度 ／ ｎｍ 实测浓度 ／ｍｇ·L－１
平均值
±SＤ
实测浓度／ｍｇ·L－１
提要： 本文以水稻、棉花、玉米以及喜荫植物吉祥草为材料， 采用分光光度法比较了不同性能的分光光度计对叶绿素含量 及其比值测定的影响。结果表明， 狭缝宽度过小或过大均导致叶绿素定量结果的相对误差增大， 但仪器的波长偏移是引起 测定结果误差的主要原因。波长偏差超过１ ｎｍ时会影响混合溶液中叶绿素ｂ的定量结果以及叶绿素的相对比值（Ｃｈｌ ａ／Ｃｈｌ ｂ）， 波长“蓝移”引起Ｃｈｌ ａ／Ｃｈｌ ｂ 偏高， 波长“红移”则导致Ｃｈｌ ａ／Ｃｈｌ ｂ 偏低。波长偏移及波长重现性差是造成Ｃｈｌ ａ／Ｃｈｌ ｂ 比 值偏离其 “ 理论比值 ”、导致测定数据之间缺少可比性的原因。选择具有波长自动校准功能、波长精度高、狭缝宽度在 １￣２ ｎｍ 的分光光度计用于叶绿素含量及其比值的测定则可获得可比性强、重现性好、准确度高的结果。 关键词： 分光光度法； 叶绿素含量； 叶绿素比值
植物生理学通讯 第 ４５ 卷 第 １ 期，２００９ 年 １ 月
63
分光光度法测定叶绿素含量及其比值问题的探讨
袁方， 李鑫， 余君萍， 王学奎＊， 徐久玮， 张立新
华中农业大学植物科技学院中心实验室， 作物生理与栽培研究中心， 武汉， ４３００７０
遮光后叶绿素含量升高和叶绿素a和b比值降低的原因
遮光后叶绿素含量升高和叶绿素a/b降低的原因试题：如图，叶绿素的含量随着遮光比例的升高而升高，遮光后叶绿素a/b 降低，捕光能力上升。
原因。
因为学生知道，光是叶绿素形成的必需条件，所以大部分学生都错误认为叶绿素含量随光照增强而增加。
从资料中可以看出，这些变化都是为了适应植物在遮光条件下的生长。
一、遮光后叶绿素含量为什么会升高叶绿素含量受到光照、温度、矿质元素、逆境等外界因素及核基因、质基因等内在因素的共同影响，在外部因素中光对叶绿素的合成与分解起主导作用。
植物体中叶绿素的合成和分解处于一个动态平衡中，叶片光照后，才能顺利地合成叶绿素，但形成叶绿素所要求光照强度相对较低，当然过弱也不利于叶绿素的生物合成，除680nm以上波长以外，可见光中各种波长的光照都能促使叶绿素形成，光过强反而会发生光氧化而受破坏。
植物中叶绿素和蛋白质结合为结合态叶绿素才能发挥作用，而自由态的叶绿素则会对细胞造成光氧化损伤。
为了避免自由态叶绿素对细胞造成的光氧化损伤，植物必须快速降解这些物质。
在遮光条件下，集光色素蛋白在光合单位中的相对含量会增加，从而导致结合态叶绿素增加。
与此同时，降低了叶绿素的降解和光氧化，所以遮光后叶绿素的含量会增加。
遮荫环境下，植物通过增加单位叶面积色素密度和叶绿素含量，有利于提高植株的捕光能力，吸收更多的光，提高光能利用率，是对弱光环境的一种适应。
二、遮光后叶绿素a/b降低在不同生理条件下，叶绿素a和叶绿素b的合成、分解速度影响了叶绿素a/b的比值，但调节叶绿素a/b的比值主要通过“叶绿素循环”实现。
叶绿素a 和叶绿素b的相互转化称为“叶绿素循环”。
在遮光条件下，叶绿素a向叶绿素b的转化加快，叶绿素a水解形成脱植基叶绿素a，脱植基叶绿素a再转化为脱植基叶绿素b，最后合成叶绿素b，从而降低了叶绿素a/b的比值。
弱光下叶绿素b的相对含量增高是有其生理适应，有利于对弱光的利用。
从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽。
2021高三生物人教版课后限时集训：光合作用(Ⅰ)含解析
生
成
速
率
实验结果表明低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著。
分析其影响光合作用强度更显著的原因：________________________。
[解析](1)(2)根据题目信息，实验目的是研究黄瓜受到低温弱光和低温黑暗两种预处理对叶片光合作用的影响，因此实验前后应分别测定叶片的光合速率，实验设置低温弱光和低温黑暗两种处理。
通过对实验结果的分析可看出低温弱光预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著。
(3)从实验结果看出低温弱光处理后，植物NADPH生成速率降低幅度较大。
因此推测低温弱光预处理造成光反应的产物不足，因此导致光合作用强度减弱更明显。
[答案](1)光合作用强度对照
(2)低温黑暗低温弱光预处理对黄瓜叶片光合作用强度降低的影响更显著
(3)低温弱光的预处理导致光反应减弱更显著，生成的ATP、NADPH更少，进一步影响C3还原过程，最终导致光合作用强度减弱更明显
10．(20xx·聊城一中模拟)为探究遮光对果树光合作用的影响，某研究所用遮阳网对某果树作适当遮光处理，分别于遮光前(0天)、遮光处理1天和21天后，取若干叶片在相同且适宜条件下测定净光合速率、叶绿素含量、气孔导度(表示气孔张开的程度)和RuBP羧化酶(可结合CO2)活性等指标，实验结果如下表所示。
请回答下列问题：
(1)实验中对照组的条件为____________，其他条件与实验组保持相同且适宜。
(2)由表可知，遮光处理1天后，实验组叶片的净光合速率____________(填“大于”“小于”或“等于”)对照组，其原因是叶片通过。
光合作用实验题专题训练
光合作用实验题专题训练一、实验题（共63小题）是一种酸碱指示剂。
BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。
某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中。
其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一只不加水草，密闭所有试管。
各试管的实验处理和结果见下表。
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由__________引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是__________（填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X代表的颜色应为（填“浅绿色”、“黄色”、或“蓝色”），判断依据是__________。
（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草__________。
考点：细胞呼吸光合作用的基本过程答案：（1）不同光强下水草的光合作用和呼吸作用；不可靠的；（2）黄色；水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号管；（3）光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。
试题解析：1号试管和其他试管对比，自变量是水草的有无。
若1号试管的溶液是蓝色，说明水草培养液中有自养型微生物，且光合作用强度大于呼吸作用强度，导致二氧化碳含量下降；2号试管遮光，水草只进行呼吸作用，不进行光合作用，二氧化碳含量越来越多，故溶液变为黄色；5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草光合速率等于呼吸速率，试管内二氧化碳的浓度不变。
2.科研人员以萌发的豌豆种子为材料，研究外源H2O2对根生长的影响。
（1）研究发现，植物细胞代谢过程中产生的H2O2可作为信息分子___________植物的生命活动。
植物遮光后颜色变化的原因
植物遮光后颜色变化的原因主要是植物的生理反应和光合作用的调节。
1. 光合作用的影响：光合作用是植物利用阳光能合成有机物质的过程。
如果植物长期处于充足的阳光下，叶片会产生大量的叶绿素，从而呈现出深绿色。
但是如果受到长时间的遮光，光合作用受到限制，植物可能会减少叶绿素的合成，导致叶片颜色变浅。
2. 激素调节：植物在遭受遮光等环境变化时，会产生激素以调节生长和发育。
例如，光周期素（phytochrome）是一种影响植物对光线反应的激素。
遮光会导致光周期素水平发生变化，从而影响植物的生长和颜色。
3. 叶片形态变化：长期遮光可能导致植物调整叶片形态以增加光能的吸收表面积，以便更有效地利用有限的光线资源。
这种形态调节也会影响叶片颜色的感知。
4. 叶片退化：如果植物长期处于遮光环境中，叶片可能会出现退化现象，导致叶片颜色变浅或变黄。
总的来说，植物遮光后颜色变化是其生理反应的结果，通过
调节光合作用和激素水平等方式来适应环境变化。
阴生和阳生植物叶绿素ab比值差异的原因
一、植物叶绿素ab比值的意义在植物体内，叶绿素是进行光合作用的重要色素，它们能够吸收光能并转化为化学能，从而驱动植物体内的生化反应。
叶绿素ab是叶绿素中最主要的两种类型，它们在光合作用中起着至关重要的作用。
然而，不同类型的植物之间，甚至同一种植物的不同生长阶段，叶绿素ab的比值可能会有所不同。
至于为什么会出现这种差异，需要从植物生理学和适应性等方面进行深入探讨。
二、光照条件对植物叶绿素ab比值的影响在日常生活中，我们经常能够观察到在光照充足的环境下，植物的叶片呈现出深绿色，而在光照不足的环境下，叶片颜色则相对较浅。
这是因为光照条件对植物叶绿素ab比值有着直接的影响。
在充足的光照条件下，植物需要大量的叶绿素ab来吸收光能，通过光合作用合成有机物质。
此时叶绿素ab的比值会相对较高。
而在光照不足的条件下，植物为了适应环境，会减少叶绿素ab的含量，从而使叶片颜色变得相对较浅。
光照条件是影响植物叶绿素ab比值的重要因素之一。
三、温度对植物叶绿素ab比值的影响除了光照条件外，温度也会对植物叶绿素ab比值产生影响。
一般来说，温度过高或过低都会影响植物体内的光合作用过程，从而影响叶绿素ab的合成和分解。
在高温下，植物体内的光合作用会受到抑制，导致叶绿素ab的合成减少，因此叶绿素ab比值会相对降低。
而在低温下，光合作用的速率也会减缓，从而影响到叶绿素ab的合成和分解速率，导致叶绿素ab比值的变化。
温度对植物叶绿素ab比值产生着重要的影响。
四、水分条件对植物叶绿素ab比值的影响水分状况是影响植物生长和光合作用的重要因素之一，而且也会对叶绿素ab比值产生影响。
在水分充足的条件下，植物能够进行正常的新陈代谢活动，有利于叶绿素ab的合成和稳定，因此叶绿素ab比值会相对较高。
而在水分不足的情况下，植物为了减少水分流失，可能会减少叶绿素ab的合成，导致叶绿素ab比值的降低。
水分条件对植物叶绿素ab比值也具有重要的影响。
五、营养条件对植物叶绿素ab比值的影响除了上述因素外，营养条件也会对植物叶绿素ab比值产生影响。
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遮光后叶绿素含量升高和叶绿素a/b降低的原因
试题：如图，叶绿素的含量随着遮光比例的升高而升高，遮光后叶绿素a/b 降低，捕光能力上升。
原因。
因为学生知道，光是叶绿素形成的必需条件，所以大部分学生都错误认为叶绿素含量随光照增强而增加。
从资料中可以看出，这些变化都是为了适应植物在遮光条件下的生长。
一、遮光后叶绿素含量为什么会升高
叶绿素含量受到光照、温度、矿质元素、逆境等外界因素及核基因、质基因等内在因素的共同影响，在外部因素中光对叶绿素的合成与分解起主导作用。
植物体中叶绿素的合成和分解处于一个动态平衡中，叶片光照后，才能顺利地合成叶绿素，但形成叶绿素所要求光照强度相对较低，当然过弱也不利于叶绿素的生物合成，除680nm以上波长以外，可见光中各种波长的光照都能促使叶绿素形成，光过强反而会发生光氧化而受破坏。
植物中叶绿素和蛋白质结合为结合态叶绿素才能发挥作用，而自由态的叶绿素则会对细胞造成光氧化损伤。
为了避免自由态叶绿素对细胞造成的光氧化损伤，植物必须快速降解这些物质。
在遮光条件下，集光色素蛋白在光合单位中的相对含量会增加，从而导致结合态叶绿素增加。
与此同时，降低了叶绿素的降解和光氧化，所以遮光后叶绿素的含量会增加。
遮荫环境下，植物通过增加单位叶面积色素密度和叶绿素含量，有利于提高植株的捕光能力，吸收更多的光，提高光能利用率，是对弱光环境的一种适应。
二、遮光后叶绿素a/b降低
在不同生理条件下，叶绿素a和叶绿素b的合成、分解速度影响了叶绿素a/b的比值，但调节叶绿素a/b的比值主要通过“叶绿素循环”实现。
叶绿素a 和叶绿素b的相互转化称为“叶绿素循环”。
在遮光条件下，叶绿素a向叶绿素b的转化加快，叶绿素a水解形成脱植基叶绿素a，脱植基叶绿素a再转化为脱植基叶绿素b，最后合成叶绿素b，从而降低了叶绿素a/b的比值。
弱光下叶绿素b的相对含量增高是有其生理适应，有利于对弱光的利用。
从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽。
在遮光的条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加，所以提高叶绿素b的含量（叶绿素b主要存在于集光色素蛋白中，主要是吸收、传递光能），更利于吸收蓝紫光。
所以，叶绿素a/b的比值降低，弱光下的吸收能力就增强，叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标。
三、适当遮光后导致净光合速率增加
1．光抑制导致光合速率降低从而降低净光合速率
光抑制是指光能超过光合系统所能利用的能量时，光合功能下降的现象，光抑制的原初位点和主要作用部位是光合中心。
光合作用在任何光照条件下都会产生活性氧，但正常光照条件下活性氧产生和消除系统之间存在一个稳定的动态平衡。
在强光条件下，光合器官所吸收的光能超过光合作用所能利用的能力，其活性氧产生和消除之间的平衡被打破，增加伤害光合中心的机会，从而对光合器官造成伤害降低光合速率。
所以光照过强导致光抑制增强，光合速率降低，从而导致净光合速率降低。
2．光呼吸增加了有机物的消耗从而降低了净光合速率
光呼吸是所有使用卡尔文循环进行碳固定的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程，其发生的场所为叶绿体，过氧化物酶体和线粒体，光呼吸过程中要消耗氧气、三碳酸，它是卡尔文循环中一个损耗能量的副反应，会抵消约30%左右的光合作用。
光照增强会增加光呼吸消耗的有机物，从而降低了净光合速率。
3．光照增强引起温度升高、蒸腾作用增强，叶片细胞失水过多、细胞渗透压升高，引起气孔关闭，导致细胞吸收CO2减少，从而影响卡尔文循环降低了光合作用的碳反应，所以净光合速率降低了。