資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
微專題5　氣孔與細胞代謝
[專題整合]
氣孔是植物葉片與外界進行氣體交換的主要通道。通過氣孔擴散的氣體有O2、CO2和水蒸氣。氣孔的運動可以影響光合作用、細胞呼吸及蒸騰作用。
1．氣孔的結構及分布
氣孔由兩個腎形的保衛細胞(內含葉綠體)構成。氣孔一般分布在陸生植物(如陽生植物)下表皮，浮水植物只在上表皮分布。
2．氣孔的開閉
植物氣孔的開閉運動關鍵在于保衛細胞吸水膨脹變化。由于保衛細胞的內外壁厚度不一樣，當保衛細胞吸水膨脹時，較薄的外壁就會伸長，細胞向內彎曲，于是氣孔就張開；當保衛細胞失水時，氣孔就關閉了。
3．調節氣孔開閉的因素
(1)光
植物氣孔一般是按晝夜節律開閉：白天打開氣孔進行光合作用，晚上通過關閉氣孔來減少水分損失。
(2)CO2濃度
CO2濃度低時氣孔開啟。
(3)含水量
干旱或蒸騰作用過強失水多時氣孔關閉。
(4)植物激素
細胞分裂素促進氣孔開放，而脫落酸卻引起氣孔關閉。
[專題集訓]
1．(2022·福建福州質檢)
植物葉片表皮上分布有大量的氣孔，氣孔結構如右圖所示，保衛細胞吸水導致氣孔開放，保衛細胞失水則氣孔關閉，回答下列問題：
(1)在高溫、強光照條件下植物光合速率反而下降的現象稱作“光合午休”。某些植物可觀察到表皮上大量氣孔關閉，此類“光合午休”產生的原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)已知某植物葉片細胞液的滲透壓與0.10 mol·L－1 KNO3溶液的滲透壓相當，現撕取該植物葉片表皮，將其置于不同濃度的KNO3溶液中處理，一定時間后測量葉片氣孔內徑，得到如下的結果(內徑越大，表明氣孔開放程度越大)。
氣孔內徑/μm
處理液濃度 0.05/(mol·L－1) 0.01/(mol·L－1) 0.20/(mol·L－1)
2小時 0.79 1.24 0.79
3小時 1.55 1.58 1.34
用0.20 mol·L－1KNO3處理時，較短時間內即可觀察到氣孔關閉，產生該現象的原因是保衛細胞____________，2小時后，氣孔開放程度增大，原因是
_______________________________________________________________
______________________________________________________________。
本實驗中，在載玻片上應滴加__________________溶液制作表皮臨時裝片，進行觀察。
2．(2022·山西太原模擬)某擬南芥變異植株氣孔內有一種稱為“PATROL1”的蛋白質與氣孔開閉有關。“PATROL1”能根據周圍環境運送一種稱為“AHA1”的蛋白質。“AHA1”蛋白質被運送到氣孔表面之后，氣孔會張開；其被回收到氣孔內部之后，氣孔會關閉。研究表明：干旱條件下，正常擬南芥氣孔開度會減小。請回答下列問題：
(1)當變異植株將“AHA1”蛋白質運送到氣孔表面之后，其主要通過影響________階段來影響光合作用速率，干旱環境中“PATROL1”含量較高的植株光反應速率____________(填“較高”“較低”或“無明顯差異”)。
(2)有研究表明：具有“PATROL1”的擬南芥植株更加適應干旱條件。
①根據題意推測，該擬南芥變異植株適應干旱條件的原因是
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
②請以該種擬南芥植株和普通擬南芥植株為材料，設計一個簡單可行的實驗來驗證該擬南芥變異植株是通過增大氣孔開放程度來適應干旱條件的，要求簡要寫出實驗思路：__________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
參考答案
1答案：(1)大量氣孔關閉，CO2供應減少，暗反應速率下降
(2)滲透失水　保衛細胞吸收K＋和NO，細胞液滲透壓升高，吸水膨脹　相應濃度的KNO3
2解析：(1)當“AHA1”蛋白質被運送到氣孔表面之后，氣孔會張開，進入葉肉細胞的CO2會增加，促進暗反應階段的進行，據此分析可知，干旱環境中“PATROL1”含量較高的植株光反應速率也會較高。(2)①由題干信息可知，具有“PATROL1”的擬南芥植株的“PATROL1”能根據周圍環境運送一種稱為“AHA1”的蛋白質，“AHA1”蛋白質被運送到氣孔表面之后，氣孔會張開，與普通擬南芥植株相比，具有“PATROL1”蛋白質的擬南芥更容易吸收CO2，合成更多有機物，因此具有“PATROL1”蛋白質的擬南芥植株更適應干旱條件。②該實驗的目的是驗證題述擬南芥變異植株更適合在干旱條件下生長，因此自變量應為植株的種類，因變量可為植株的氣孔開放程度和生長發育狀況，所以設計實驗為取生理狀況相同、數量相等的上述兩種擬南芥植株，均分為兩組(一組為具有“PATROL1”的擬南芥植株，另一組為普通擬南芥植株)，兩組在相同干旱條件下培養，一段時間后，分別測定兩組植株的氣孔開放程度和生長發育狀況。
答案：(1)暗反應　較高　(2)①該擬南芥變異植株“PATROL1”運送的“AHA1”蛋白質能夠使氣孔張開，從而使植株更容易吸收CO2，合成更多有機物，從而適應干旱條件　②將長勢相同的兩種擬南芥植株均分成數量相等的兩組(一組為具有“PATROL1”的擬南芥植株，另一組為普通擬南芥植株)，在相同的干旱條件下(其他條件相同且適宜)培養一段時間后，分別測定兩組植株的氣孔開放程度和生長發育狀況(答案合理即可)
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑