秋冬時(shí)節(jié),一些植物的葉片由綠變紅,很多地方都可以欣賞到美麗的紅葉。在北京的香山,元寶械和黃櫨每到秋天就變得格外迷人:湖南長沙的岳麓山上,楓香樹的紅葉別有一番風(fēng)味;江蘇蘇州的天平山,不僅有楓香樹,還有烏桕和雞爪槭;四川九寨溝的楓香樹、五角槭和烏桕,湖南張家界的黃櫨各有特色:四川峨眉山的連香樹也吸引了不少游客。
欣賞美景的同時(shí),不少人會好奇于葉片變紅的奧秘。
葉片變紅,奧秘就在于植物色素在葉片中的含量與相對比例等的變化。植物葉片中主要有葉綠素、類胡蘿卜素和花青素三大類色素,其中,對葉片變紅“貢獻(xiàn)”最大的當(dāng)數(shù)花青素。它是一種廣泛存在于被子植物及少數(shù)裸子植物器官中的水溶性色素,在酸性條件下呈紅色,在堿性條件下呈藍(lán)色,在中性條件下呈紫色。
春夏季節(jié),葉綠素是植物葉片中含量最多的色素,以呈藍(lán)綠色的葉綠素a、呈黃綠色的葉綠素b為主,主要負(fù)責(zé)植物進(jìn)行光合作用時(shí)的光能吸收和傳遞。只要有充足的光照、水分和養(yǎng)分,葉綠素的合成速率就會大于其降解速率,而葉綠素a、葉綠素b可以吸收太陽光譜中的紅光和藍(lán)紫光,反射綠光。于是,不斷積累的葉綠素令葉片綠意盎然。
秋冬季節(jié),氣溫降低、光照減少,葉綠素的合成被抑制。此時(shí)葉綠素的合成速率小于其降解速率,葉片中的葉綠素含量會逐漸減少。與此同時(shí),在一些種類的植物中,葉片細(xì)胞中的花青素含量迅速增加,細(xì)胞質(zhì)積累的可溶性糖也逐步增加,呈酸性?;ㄇ嗨卦谒嵝詶l件下呈紅色,因此葉片逐漸變紅。
紅葉植物種類豐富,就木本植物來說,主要包含雞爪槭、三角槭等無患子目械樹科植物,黃連木、黃櫨、火炬樹等漆樹科植物,以及烏桕、山胡椒、大花衛(wèi)矛等常見的紅葉樹種。藤本植物中也有葉片會變紅的,如爬山虎等。
不過,大自然不只在秋天賦予葉片紅色。在正常養(yǎng)護(hù)情況下,紅葉李、紫葉矮櫻等植物會積累花青素,在其他季節(jié),它們的葉片也會呈紅色。此外,有些植物新長出的嫩葉也是紅色的,例如紫薇、接骨木等。這是由于這些植物的嫩葉中葉綠素含量很少,葉片還不能夠進(jìn)行充分的光合作用,需要植物自身的營養(yǎng)來維持生長。這時(shí)細(xì)胞質(zhì)同樣呈酸性,令嫩葉中的花青素呈紅色。
影響色素合成代謝與分解代謝的基因數(shù)量眾多,任何一個(gè)關(guān)鍵基因的突變都有可能引發(fā)葉色異常。利用這一點(diǎn),科學(xué)家們通過遺傳轉(zhuǎn)化等技術(shù)手段,培育出越來越多的紅葉植物種類。例如,“麗紅”元寶楓是人工選育的優(yōu)良變異株系,其葉片在秋天會呈現(xiàn)出明亮而艷麗的紅色,比其他品種的元寶楓葉片顏色更紅且紅葉期更長,原因就是其花青素合成途徑關(guān)鍵酶基因數(shù)量的增加。近年,有關(guān)彩葉植物葉片中葉綠素、類胡蘿卜素代謝途徑等分子調(diào)控機(jī)制的研究取得了一系列進(jìn)展,人工調(diào)控葉色不再是一個(gè)遙不可及的夢。
(選自《人民日報(bào)》2023年12月7日文章《紅葉為什么這樣紅?》,有校改)
1.下列對原文相關(guān)內(nèi)容的理解和分析,正確的一項(xiàng)是( )
A.花青素是一種水溶性色素,廣泛存在于被子植物及少數(shù)裸子植物器官中,它的含量決定著葉片的顏色是紅色還是綠色。
B.當(dāng)葉綠素的合成速率大于其降解速率時(shí),葉片中的葉綠素含量就會增多,葉片就會綠意盎然;反之,葉片就會逐漸變成紅色。
C.有些植物的葉片在秋季以外的季節(jié)也會呈紅色,有些植物新長出的嫩葉也是紅色的,這些特例與秋葉變紅的原理是基本一致的。
D.基因突變會引發(fā)植物葉色異常。科學(xué)家們正是基于此,培育出越來越多的紅葉植物種類,滿足民眾的觀賞需求等。
2.下列對原文相關(guān)內(nèi)容的分析和評價(jià),不正確的一項(xiàng)是( )
A.第三段中的“貢獻(xiàn)”和末段中的“麗紅”,這兩處引號的作用完全不同,分別標(biāo)示強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容和標(biāo)示特定稱謂。
B.作者在介紹欣賞紅葉的地方和紅葉植物種類時(shí),都使用了舉例子的說明方法,這使本文內(nèi)容更充實(shí)。
C.下面的例子可以作為證明第五段主要觀點(diǎn)的材料:秋天夜晚,可將盆養(yǎng)紅楓搬到窗外,并適量加入硫酸亞鐵溶液以增加土壤酸度。
D.作者認(rèn)為,植物葉片之所以會逐漸變紅,與氣溫、光照等自然條件有關(guān),主要與植物葉片內(nèi)花青素的含量呈正相關(guān)。
3.人工調(diào)控葉色有哪些可行的辦法?請結(jié)合本文內(nèi)容,概括說明。
答:___________
參考答案
1.C(A項(xiàng),“花青素……的含量決定著葉片的顏色是紅色還是綠色”錯誤。根據(jù)原文第三段,“對葉片變紅‘貢獻(xiàn)’最大的當(dāng)數(shù)花青素”,而非只靠花青素;同時(shí),花青素“在酸性條件下呈紅色,在堿性條件下呈藍(lán)色,在中性條件下呈紫色”,葉片會不會呈紅色,還與葉片中花青素所處的酸堿條件有關(guān)。B項(xiàng),“反之,葉片就會逐漸變成紅色”錯誤。根據(jù)原文第五段,當(dāng)葉綠素的合成速率小于降解速率時(shí),葉片中的葉綠素含量會逐漸減少:但還需花青素含量迅速增加且花青素處在酸性條件下,葉片才會逐漸變紅。D項(xiàng)錯誤。根據(jù)原文末段,“任何一個(gè)關(guān)鍵基因的突變都有可能引發(fā)葉色異?!保赡芤l(fā)葉色異常的是“關(guān)鍵基因的突變”。)
2.A(“貢獻(xiàn)”處引號的作用為標(biāo)示具有特殊含義的內(nèi)容,并不是標(biāo)示強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容?!柏暙I(xiàn)”指把物資、力量、經(jīng)驗(yàn)等獻(xiàn)給國家或公眾,或者對國家或公眾所做的有益的事。因此,原文第三段中使用“貢獻(xiàn)”一詞,顯然不是在使用“貢獻(xiàn)”的原有含義,而是在表現(xiàn)花青素對葉片變紅的作用。)
3.①調(diào)控植物色素所處的酸堿條件;②利用葉片中葉綠素、類胡蘿卜素代謝途徑等分子調(diào)控機(jī)制;③調(diào)控影響色素合成代謝與分解代謝的關(guān)鍵基因。(其他符合文意的答案也可)