可見(jiàn)光大致劃分為紅光（650-760nm）、橙光（600～650nm）、黃光（560-600nm）、綠光（500-560nm）、青光（470-500nm）、藍(lán)光（430-470nm）、紫光（390-430nm）。

可見(jiàn)光譜

植物對(duì)光的吸收不是全波段的而是有選擇性的，但不同綠色植物對(duì)光的吸收譜基本相同，就紅（橙）、黃、綠、藍(lán)（紫）4種波長(zhǎng)的光而言，葉片對(duì)其的吸收能力為藍(lán)（紫）>紅（橙）>黃>綠。

日光中強(qiáng)度最大的恰恰是500nm左右的綠光，而藍(lán)紫和紅橙區(qū)的含量相對(duì)較弱。因此，日光雖能促進(jìn)植物均衡地生長(zhǎng)，但其光效并不高，那么被吸收的光是怎樣影響光合作用的呢？

首先要明確一個(gè)道理，不同光質(zhì)對(duì)植物的影響效應(yīng)不盡相同，甚至得出相反的結(jié)論（這也是典型試題中的選考試題中明確指出某高等綠色植物為例的原因）。所以，那些籠統(tǒng)地認(rèn)為“某種光的光合作用強(qiáng)，某種光的光合作用弱”的說(shuō)法是不科學(xué)的。

至于出現(xiàn)相反結(jié)果的原因可能與植物的種類、發(fā)育年齡、發(fā)育狀態(tài)、組織部位有關(guān)，也可能與光質(zhì)處理方式、環(huán)境條件不同有很大的關(guān)系。

光質(zhì)對(duì)光合速率的影響其蘊(yùn)含的機(jī)理是錯(cuò)綜復(fù)雜的，因?yàn)楣赓|(zhì)除了作為一種能源控制光合作用外，還可作為一種觸發(fā)信號(hào)影響著植物的生長(zhǎng)、發(fā)育，形態(tài)建成、抗逆和衰老、物質(zhì)代謝以及基因表達(dá)等等。要想徹底搞清楚這些問(wèn)題還要等待科研工作者們更進(jìn)一步的深入研究。

近年來(lái)，很多科學(xué)工作者通過(guò)不同的方式研究了光質(zhì)對(duì)植物光合作用的影響。光質(zhì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和對(duì)光合作用的影響是有一定差異的。下面列舉幾個(gè)具體的實(shí)例：

1.光質(zhì)對(duì)葉片的影響

光質(zhì)影響葉片生長(zhǎng)。藍(lán)光有利于葉綠體的發(fā)育，紅、藍(lán)、綠復(fù)合光有利于葉面積的擴(kuò)展，而紅光更有利于光合產(chǎn)物的積累。

光質(zhì)還影響氣孔的開(kāi)合。研究表明，葉綠體中存在的一種特殊的藍(lán)光受體，使得藍(lán)光在促進(jìn)氣孔開(kāi)放方面具有更高的量子效率。

光質(zhì)還可以調(diào)節(jié)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)濃度，通過(guò)滲透作用實(shí)現(xiàn)對(duì)氣孔開(kāi)閉的調(diào)節(jié)。此外，光質(zhì)對(duì)氣孔的大小和數(shù)目也有影響。

2.光質(zhì)對(duì)葉綠體色素的影響

不同光質(zhì)還可以調(diào)節(jié)葉綠素含量。盡管葉綠素含量可能因植物種類、組織器官不同而不同，但大多試驗(yàn)表明，藍(lán)光可以提高多種植物的葉綠素a含量，且藍(lán)光下的植株一般具有陽(yáng)生植物的特性（葉綠素a/b值較高），而紅光培養(yǎng)的植株與陰生植物相似（葉綠素a/b較低）。此外，光質(zhì)還能影響植物葉片的類胡蘿卜素含量。

3.光質(zhì)對(duì)光系統(tǒng)的影響

光質(zhì)能調(diào)控葉綠體類囊體膜的結(jié)構(gòu)和功能。據(jù)報(bào)道。紅光處理的黃瓜葉片PSⅡ活性與PSⅡ原初光能。轉(zhuǎn)換效率比白光和藍(lán)光處理高；藍(lán)光處理的PSⅡ活性最低，但PSⅠ活性最高。

此外，光質(zhì)的改變還可以造成PSⅠ和PSⅡ之間光吸收和電子傳遞的長(zhǎng)期不平衡，而植物可以通過(guò)自身對(duì)PSⅠ和PsⅡ各成分的比例調(diào)節(jié)來(lái)抵消這種不平衡，從而使激發(fā)能在兩系統(tǒng)間合理分配。但單色光的波長(zhǎng)范圍太窄，有可能引起PSⅠ和PSⅡ的光子不均衡而改變電子傳遞鏈，從而降低表觀量子產(chǎn)量。

4.光質(zhì)影響酶活性 

Rubisco是光合作用碳同化的關(guān)鍵酶，光質(zhì)不但影響其合成還可影響其活性。此外，在多種植物中發(fā)現(xiàn)增加藍(lán)光比例可以提高植物呼吸速率和硝酸還原酶活性，前者的產(chǎn)物為蛋白質(zhì)類合成提供了充分的碳骨架，后者則提供了較多的可同化態(tài)的氨源。所以，相對(duì)而言，藍(lán)光更加有利于蛋白質(zhì)的合成；紅光更有利于糖類物質(zhì)的積累。

試題：（2022年1月浙江選考試題)不同光質(zhì)及其組合會(huì)影響植物代謝過(guò)程。以某高等綠色植物為實(shí)驗(yàn)材料，研究不同光質(zhì)對(duì)植物光合作用的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1，其中氣孔導(dǎo)度大表示氣孔開(kāi)放程度大。該高等植物葉片在持續(xù)紅光照射條件下，用不同單色光處理(30s/次)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2，圖中“藍(lán)光+綠光”表示先藍(lán)光后綠光處理，“藍(lán)光+綠光+藍(lán)光”表示先藍(lán)光再綠光后藍(lán)光處理。

回答下列問(wèn)題：

（1）高等綠色植物葉綠體中含有多種光合色素，常用         方法分離。光合色素吸收的光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能，可用于碳反應(yīng)中             的還原。

（2）據(jù)圖1分析，相對(duì)于紅光，藍(lán)光照射下胞間CO₂濃度低，其原因是                       。氣孔主要由保衛(wèi)細(xì)胞構(gòu)成，保衛(wèi)細(xì)胞吸收水分，氣孔開(kāi)放，反之關(guān)閉。由圖2可知，綠光對(duì)藍(lán)光刺激引起的氣孔開(kāi)放具有阻止作用，但這種作用可被           光逆轉(zhuǎn)。由圖1、圖2可知藍(lán)光也可刺激氣孔開(kāi)放，其機(jī)理是藍(lán)光可使保衛(wèi)細(xì)胞的光合產(chǎn)物增多，也可以促進(jìn)K⁺、Cl^-的吸收等，最終導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞                ，細(xì)胞吸水，氣孔開(kāi)放。

（3）生產(chǎn)上選用            LED燈或?yàn)V光性薄膜獲得不同光質(zhì)環(huán)境，已用于某些藥用植物的栽培。紅光和藍(lán)光以合理比例的        或            、合理的光照次序照射，利于次生代謝產(chǎn)物的合成。

答案：

（1）（紙）層析    3-磷酸甘油酸（三碳酸）   

（2）光合速率大，消耗的（固定）二氧化碳多   藍(lán)   溶質(zhì)（細(xì)胞溶膠或細(xì)胞液）濃度升高

（3）不同顏色（光質(zhì)或波長(zhǎng)） 光強(qiáng)度（光強(qiáng)弱）     光照時(shí)間（持續(xù)時(shí)長(zhǎng)）

解析：該試題考查不同光質(zhì)對(duì)光合作用過(guò)程中，氣孔導(dǎo)度、胞間CO₂濃度和光合速率的影響。

（1）各種色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同而分離，溶解度大擴(kuò)散快，根據(jù)這個(gè)原理常用紙層析方法分離。光合色素吸收的光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能，可用于碳反應(yīng)中3-磷酸甘油酸的還原，將能量轉(zhuǎn)移到有機(jī)物中。

（2）據(jù)圖1分析，相對(duì)于紅光，藍(lán)光照射下胞間CO₂濃度低，其原因是藍(lán)光照射下盡管氣孔導(dǎo)度大，但光合速率大，消耗的CO₂多。分析圖2可知，綠光對(duì)藍(lán)光刺激引起的氣孔開(kāi)放具有阻止作用，但這種作用可被藍(lán)光逆轉(zhuǎn)，并且先藍(lán)光再綠光后藍(lán)光的處理的效果比只用藍(lán)光刺激更明顯。由圖1、圖2可知藍(lán)光可刺激氣孔開(kāi)放，其機(jī)理是藍(lán)光可使保衛(wèi)細(xì)胞光合產(chǎn)物增多，也可以促進(jìn)K⁺、Cl^－的吸收等，最終導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞溶質(zhì)濃度升高，細(xì)胞吸水膨脹，內(nèi)側(cè)膨脹的多，氣孔側(cè)內(nèi)陷，氣孔開(kāi)放。

（3）生產(chǎn)上選用不同顏色LED燈或?yàn)V光性薄膜獲得不同光質(zhì)環(huán)境，用于某些藥用植物的栽培。紅光和藍(lán)光以合理比例的光強(qiáng)度或光照時(shí)間、合理的光照次序照射，利于提高光合速率，利于次生代謝產(chǎn)物的合成。

相關(guān)內(nèi)容鏈接

拓展｜愛(ài)默生效應(yīng)－當(dāng)紅光和遠(yuǎn)紅一起照射時(shí)光合速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們分別照射時(shí)光合速率的總和。

析疑｜遮光后葉綠素含量為什么會(huì)升高？適當(dāng)遮光可導(dǎo)致凈光合速率增強(qiáng)？

釋疑：蔗糖對(duì)植物組織培養(yǎng)幼苗的光合速率的影響

外界環(huán)境因素影響光合速率分析

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