光照強(qiáng)度對(duì)爬山虎葉片顏色的影響

摘 要：【目的】探究秋天時(shí)為什么在陽(yáng)光充裕的區(qū)域爬山虎的葉片紅色居多，而光照時(shí)間短或光照弱的區(qū)域爬山虎的葉片顏色多為綠色？【方法】1. 對(duì)爬山虎進(jìn)行大范圍細(xì)致的觀察；2. 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，查閱相關(guān)信息與資料；3. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以生長(zhǎng)程度相似的爬山虎葉片為材料，進(jìn)行不同遮光處理，記錄總結(jié)規(guī)律；4. 向?qū)W科老師請(qǐng)教相應(yīng)理論知識(shí)，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合。【結(jié)果】葉片內(nèi)的光合色素會(huì)被不同強(qiáng)度的陽(yáng)光照射改變，而濃度高的光合色素會(huì)呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)性，影響葉片顏色。

關(guān)鍵詞：光照強(qiáng)度；葉片顏色；光合色素

作為高三學(xué)生，通過(guò)對(duì)生物學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)，筆者了解到陽(yáng)光的照射可以促進(jìn)綠葉植物葉綠素的合成，有利于植物進(jìn)行光合作用，加快植物體內(nèi)有機(jī)物的積累。在一次體育課上，筆者注意到墻壁上的爬山虎葉片的顏色有紅色，有綠色。經(jīng)過(guò)對(duì)校園大范圍內(nèi)爬山虎葉片顏色的細(xì)致觀察與總結(jié)，筆者發(fā)現(xiàn)了一點(diǎn)與課本知識(shí)不同的植物生理現(xiàn)象。

爬山虎葉片的顏色與接觸陽(yáng)光照射時(shí)間有關(guān)系，生長(zhǎng)在陽(yáng)光直射區(qū)域的爬山虎葉片普遍呈紅色或黃色，生長(zhǎng)在陰暗或被遮擋光線區(qū)域的爬山虎葉片顏色多為綠色。

1. 這種現(xiàn)象引起了筆者的思考，不同的光照強(qiáng)度會(huì)對(duì)爬山虎葉片顏色有什么影響呢？為什么光線弱的區(qū)域，爬山虎綠色葉片的出現(xiàn)概率更大？

筆者先對(duì)爬山虎不同顏色葉片內(nèi)各種光合色素的濃度進(jìn)行了資料調(diào)查，并結(jié)合高中生物必修一的內(nèi)容，植物葉片顏色與葉片光合色素有直接聯(lián)系，在某種光合色素濃度較高時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，影響葉片顏色。

葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素

藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色

資料顯示，爬山虎紅色葉片中葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素含量較綠色葉片少，而花青素的含量卻較多，在酸性環(huán)境下，花青素顯紅色。由此可知，光照強(qiáng)度通過(guò)影響不同種光合色素的濃度，從而改變爬山虎葉片的顏色。

通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資料調(diào)查和觀察，筆者發(fā)現(xiàn)爬山虎是一種適應(yīng)力強(qiáng)的植物，喜濕陰環(huán)境，向陽(yáng)環(huán)境下也可生長(zhǎng)，在陽(yáng)面陰面都能生長(zhǎng)良好。

于是設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，目的是探究不同光照強(qiáng)度下，爬山虎葉片顏色的變化。

實(shí)驗(yàn)步驟：將長(zhǎng)勢(shì)相同的爬山虎分為四組，每組5株，分別提供相同且適宜的環(huán)境，僅改變遮光度，分別為0，25%，50%，75%。每5天記錄一次葉片顏色，共計(jì)錄5次。

實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)：遮光度為50%的實(shí)驗(yàn)組中，綠色葉片最多。其次是遮光度25%的爬山虎長(zhǎng)勢(shì)最好，葉片略微偏紅。遮光度為75%的實(shí)驗(yàn)組，葉片偏黃。遮光度為0的實(shí)驗(yàn)組中，爬山虎葉片偏紅色。

規(guī)律推測(cè)：強(qiáng)光照射下，爬山虎葉片多為紅色。適宜光照或略微弱光條件下，葉片多為綠色。弱光照射下的葉片多為黃色。

向本校老師進(jìn)行請(qǐng)教后，筆者了解到光照強(qiáng)度在不同范圍內(nèi)，對(duì)不同光合色素的產(chǎn)生起不同程度的影響作用。

隨后又通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，找尋到相似資料，該資料中調(diào)查的植物為彩色扶桑，姚小紅通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論“在不同的光照強(qiáng)度下，彩葉扶桑葉片顏色的變化不同。光照強(qiáng)度越高，彩葉扶桑葉片的光合能力越強(qiáng)。當(dāng)光照強(qiáng)度降低，彩葉扶桑葉片中光合色素的含量均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，而且以葉綠素a含量的增加最為明顯?；ㄉ剀盏暮侩S光強(qiáng)的增強(qiáng)和時(shí)間的推移呈上升的趨勢(shì)?！?/p>

弱光環(huán)境下，植物葉綠素產(chǎn)生量較少，葉片偏黃。略微缺乏光照，綠色植物體會(huì)通過(guò)合成更多的葉綠體的方式，提高光照的吸收效率，加快植物成長(zhǎng)所需養(yǎng)料的合成積累。在適宜條件下，光照能夠促進(jìn)植物葉片中葉綠體的產(chǎn)生。但在光照過(guò)強(qiáng)的環(huán)境下，植物為避免被光照傷害，葉片內(nèi)葉綠體會(huì)側(cè)面向光或進(jìn)行其他的光保護(hù)機(jī)制。

2. 了解到以上的現(xiàn)象與原理后，筆者又產(chǎn)生了一個(gè)問題，到底哪一種光合色素對(duì)陽(yáng)光的利用率最高？

筆者先請(qǐng)教了本校在職教師，并未得到相應(yīng)解答，筆者的老師對(duì)這一個(gè)問題沒有進(jìn)行過(guò)深入了解及研究。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找，并未找到相關(guān)資料。這說(shuō)明，人類對(duì)該問題領(lǐng)域還比較缺乏，有待研究。

但筆者猜想，如果經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究出不同光合色素對(duì)光照利用率的大小，是否可以利用該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將利用率較高的光合色素通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)轉(zhuǎn)入農(nóng)作物中，從而增加農(nóng)作物的產(chǎn)量？抑或是將利用率較低的光合色素轉(zhuǎn)入抗旱性能較強(qiáng)、繁殖能力強(qiáng)的植物體，起到光保護(hù)機(jī)制的作用，用于赤道附近荒漠的綠化？

在未來(lái)的十幾年，筆者有意向進(jìn)行相關(guān)方面的研究，希望能夠?qū)θ祟惖纳钇鸬椒e極方面的影響。

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作者簡(jiǎn)介：

陳星月，河北省唐山市，河北省唐山市開灤二中。