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微专题5 气孔与细胞代谢
[知识必备]
气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气。气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。
1.气孔的结构及分布
气孔由两个肾形的保卫细胞(内含叶绿体)构成。气孔一般分布在陆生植物如阳生植物下表皮,浮水植物只在上表皮分布。
2.气孔的开闭
植物气孔的开闭运动关键在于保卫细胞吸水膨胀变化。由于保卫细胞的内外壁厚度不一样,当保卫细胞吸水膨胀时,较薄的外壁就会伸长,细胞向内弯曲,于是气孔就张开;当保卫细胞失水时,气孔就关闭了。
3.调节气孔开闭的因素
(1)光[来源:学_科_网Z_X_X_K]
植物气孔一般是按昼夜节律开闭:白天打开气孔进行光合作用,晚上通过关闭气孔来减少水分损失。
(2)CO2浓度
低浓度CO2气孔开启,高浓度CO2气孔关闭。
(3)含水量
干旱或蒸腾过强失水多气孔关闭,雨后水分过饱和气孔也会关闭(保卫细胞膨胀过度)。
(4)植物激素[来源:学科网]
细胞分裂素促进气孔开放,而脱落酸却引起气孔关闭。[来源:学科网]
[对点小练]
1.(2019·全国卷Ⅰ,29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小。回答下列问题。
(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力________。
(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会________,出现这种变化的主要原因是_________________________________________________。
(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。
解析 (1)经干旱处理后,植物根细胞的细胞液浓度增大,细胞液和外界溶液的浓度差增大,植物的吸水能力增强。(2)干旱处理后,叶片气孔开度减小,使CO2供应不足,暗反应减弱,从而导致光合作用减弱。(3)本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照,证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的;再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照,证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。
答案 (1)增强 (2)降低