2025届高三一轮复习生物：气孔课件

专题：气孔 土壤-植物-大气是一个连续系统，蒸腾流通于植物根系和表皮的气孔，将三者联系起来，而气孔正是这个联系系统的重要门户和枢纽。 气孔最为迷人的地方是其响应内外环境变化，引起气孔运动和影响植物生长发育过程。 （专题10 .光合作用拓展：气孔） 2.气孔因素与非气孔因素判断 1.气孔结构及其开闭原理 3.气孔运动机理 CO2 O2 H2O 土壤-植物-大气系统交通枢纽 —— 气孔 大多数陆生植物的气孔由两个肾形的保卫细胞形成。 保卫细胞 液泡 叶绿体 表皮细胞 外壁 内壁 气孔 保卫细胞液 浓度高 保卫细胞吸水 外壁伸长 内壁不伸长 两保卫细胞 向外弯曲 气孔张开 保卫细胞失水 两保卫细胞 向内回缩 气孔关闭 保卫细胞液 浓度低 薄 厚 伸缩性大 伸缩性小 1.气孔结构及其开闭原理 1.如图表示由两个半月形的保卫细胞组成的气孔。气孔开闭与保卫细胞的细胞液浓度及内外侧细胞壁的厚薄有关。保卫细胞吸水膨胀，气孔就张开；保卫细胞失水皱缩，气孔就关闭。植物可以通过调节气孔开闭来适应各种环境。下列有关叙述错误的是（    ） A.保卫细胞A侧细胞壁伸缩性小于B侧 B.夏天的正午，某些植物的“光合午休"现象是部分气孔关闭所致 C.在普通光学显微镜下就可以看到保卫细胞中的叶绿体 D.出现“烧苗”现象时，保卫细胞的细胞液浓度升高，吸水膨胀 D 1.气孔结构及其开闭原理 2.绿色植物叶肉组织中的气孔是由两个保卫细胞组成的，其张开度有多种调节机制，其中一个调节机制如图所示。根据以上内容，判断下列说法错误的是（     ） A.CO2进出保卫细胞的方式为自由扩散 B.当CO2浓度过高时，可能会抑制光合作用 C.ABA在一定程度上可帮助绿色植物免受SO2的破坏 D.当SO2浓度过高时，绿色植物体内C3的含量上升 D 1.气孔结构及其开闭原理 气孔导度下降 胞间CO2浓度下降 净光合速率减小 其他因素 净光合速率减小 胞间CO2浓度上升 最终胞间CO2浓度 下降 上升 导致净光合速率减小的因素主要是气孔因素 导致净光合速率减小的因素主要是非气孔因素 (气孔限制) (非气孔限制) 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 CO2 导致 导致 导致 导致 气孔导度表示气孔张开的程度，决定植物叶肉细胞胞间CO2浓度来源的多少，而净光合速率决定胞间CO2浓度消耗的快慢。 分析：由于气孔导度下降会使胞间CO2下降，光合速率下降会使胞间CO2上升。此时，胞间CO2下降，与气孔导度下降引起的结果相同，所以光合速率下降是气孔限制。即气孔导度下降，造成供应CO2不足，导致光合速率下降。 分析：由于气孔导度下降会使胞间CO2下降，光合速率下降会使胞间CO2上升。此时，胞间CO2上升，与光合速率下降引起的结果相同，所以光合速率下降是非气孔限制。 气孔导度上升 胞间CO2浓度上升 净光合速率增大 其他因素 净光合速率增大 胞间CO2浓度下降 最终胞间CO2浓度 下降 上升 导致净光合速率增大的因素主要是 导致净光合速率增大的因素主要是非气孔因素 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 CO2 导致 导致 导致 导致 气孔因素 气孔导度下降 胞间CO2浓度下降 净光合速率减小 其他因素 净光合速率减小 胞间CO2浓度上升 导致 导致 导致 导致 最终胞间CO2浓度 下降 上升 导致净光合速率减小的因素主要是气孔因素 导致净光合速率减小的因素主要是非气孔因素 (气孔限制) (非气孔限制) 气孔导度上升 胞间CO2浓度上升 净光合速率增大 其他因素 净光合速率增大 胞间CO2浓度下降 导致 导致 导致 导致 最终胞间CO2浓度 下降 上升 导致净光合速率增大的因素主要是非气孔因素 导致净光合速率增大的因素主要是气孔因素 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。回答下列问题： （2）以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。 据表分析，与叶绿素含量呈负相关的指标是____。已知渍害条件下光合速率显著下降，则蒸腾速率呈____趋势。综合分析表内各指标的相关性，光合速率下降主要由____（气孔限制因素/非气孔限制因素）导致的，理由是____。 注：表中数值为相关系数（r），代表两个指标之间相关的密切程度。当|r|接近1时，相关越密切，越接近0时相关越不密切。 （2）①. 胞间CO2浓度    ②. 下降    ③. 非气孔限制因素     ④. 胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关 由表可知，叶绿素含量与胞间CO2浓度的相关系数为负值，说明二者呈负相关。光合速率与蒸腾速率的相关系数为0.95，为正相关，所以光合速率显著下降，则蒸腾速率呈下降趋势。由于胞间CO2浓度与光合速率和气孔导度呈负相关，即虽然气孔导度下降，但胞间CO2上升，说明光合速率下降主要由非气孔限制因素导致的。 净光合速率是植物光合作用积累有机物的速率，是实际光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度，决定植物叶肉细胞胞间CO2浓度来源的多少，而净光合速率决定胞间CO2浓度消耗的快慢。回答下列问题: (1)导致净光合速率降低的因子可分为气孔限制和非气孔限制两个方面，如图表示水分或盐胁迫下使某种植物净光合速率降低的因子，图中A、B分别是限制 和 限制。胞间CO2浓度下降会导致叶肉细胞中短时间内C5的含量 (填“上升”“下降”或“不变”)。 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 气孔 非气孔 上升 净光合速率是植物光合作用积累有机物的速率，是实际光合速率与呼吸速率的差值。气孔导度表示气孔张开的程度，决定植物叶肉细胞胞间CO2浓度来源的多少，而净光合速率决定胞间CO2浓度消耗的快慢。回答下列问题: (2)已知在不同时间内测得某植物叶片出现以下两种情况:①气孔导度下降、净光合速率下降、胞间CO2浓度下降;②气孔导度下降、净光合速率下降、胞间CO2浓度上升。其中情况 (填序号)是非气孔限制的结果，原因是气孔导度下降会使胞间CO2下降，净光合速率下降会使胞间CO2上升，此时， 的结果。 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 ② 胞间CO2上升与净光合速率下降引起的结果相同，所以情况②是非气孔限制 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 20. 长江流域的油菜生产易受渍害。渍害是因洪、涝积水或地下水位过度升高，导致作物根系长期缺氧，对植株造成的胁迫及伤害。 回答下列问题： （1）发生渍害时，油菜地上部分以有氧（需氧）呼吸为主，有氧呼吸释放能量最多的是第____阶段。地下部分细胞利用丙酮酸进行乙醇发酵。这一过程发生的场所是____，此代谢过程中需要乙醇脱氢酶的催化，促进氢接受体（NAD+）再生，从而使____得以顺利进行。因此，渍害条件下乙醇脱氢酶活性越高的品种越____（耐渍害/不耐渍害）。 （2）以不同渍害能力的油菜品种为材料，经不同时长的渍害处理，测定相关生理指标并进行相关性分析，结果见下表。 光合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间CO2浓度 叶绿素含量 光合速率 1 蒸腾速率 0.95 1 气孔导度 0.99 0.94 1 胞间CO2浓度 -099 -0.98 -0.99 1 叶绿素含量 0.86 0.90 0.90 -0.93 1 （3）植物通过形成系列适应机制响应渍害。受渍害时，植物体内____（激素）大量积累，诱导气孔关闭，调整相关反应，防止有毒物质积累，提高植物对渍害的耐受力；渍害发生后，有些植物根系细胞通过____，将自身某些薄壁组织转化腔隙，形成通气组织，促进氧气运输到根部，缓解渍害。 1.为探究遮光处理对马铃薯植株光合作用和产量的影响，以荷兰7号马铃薯品种原种为实验材料，苗齐后进行正常光照(CK)、单层遮光网遮盖处理(Z1)、双层遮光网遮盖处理(Z2)三组实验。回答下列问题： 120 80 40 3 6 9 400 300 200 100 Gs Pn Ci CK Z1 Z2 mmol/(m2·s) (μmol/m2) μmol/(m2·s) (1)不同程度遮光条件下，测出荷兰7号马铃薯光合作用的生理指标如图所示。遮光条件下，气孔导度(Gs)、净光合速率(Pn)的值均减小，Gs减小能Pn引起减小的原因是________________ ____________________________________ 。 气孔导度减小，叶肉细胞从外界环境吸收的CO2 减少，叶肉细胞暗反应速率减小，净光合速率减小 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 1.为探究遮光处理对马铃薯植株光合作用和产量的影响，以荷兰7号马铃薯品种原种为实验材料，苗齐后进行正常光照(CK)、单层遮光网遮盖处理(Z1)、双层遮光网遮盖处理(Z2)三组实验。回答下列问题： 120 80 40 3 6 9 400 300 200 100 Gs Pn Ci CK Z1 Z2 mmol/(m2·s) (μmol/m2) μmol/(m2·s) (2)遮光条件下，胞间CO2浓度(Ci)的值却都增大，结合信息分析其原因是____________________________________________________。 虽然气孔导度减小，导致CO2吸收减少，但是净光合速率减小幅度更大，叶肉细胞消耗更少 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 2.向重金属污染土壤中施加氮肥不仅能使植物的抗胁迫能力增强，植物生物量增加，还能改善土壤的理化性质。某研究所选用Cd的超富集植物鬼针草为模式种，测定不同氮素水平下鬼针草叶片气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率、净光合速率以及富集Cd的量等，相关实验数据如下，回答下列问题。 (1)结合相关数据分析，施加氮素的量达到80mg·kg-1时，气孔导度最大，但胞间CO2浓度却最低的原因是____________________________。 此时叶片的净光合速率最大，CO2通过气孔进入叶片后直接进入细胞内被利用，故胞间CO2浓度较低 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 (2)根据图3和图4数据分析，施加氮素的量对叶片蒸腾速率、净光合速率的影响规律相似，表现为在一定范围内，____________________________ ________________________________________，施加氮素后，鬼针草的呼吸速率的变化忽略不计，鬼针草的CO2饱和点_____（填“提高”或“降低”）。 提高 随着施加氮素的量增加， 叶片的蒸腾速率和净光合速率均呈增加趋势 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 3.菠萝蜜是一种木本植物，其叶绿体发育不良可使植物出现白化现象。科学家分别取正常菠萝蜜植株、白化菠萝蜜植株的叶片做了相关的实验，研究白化对菠萝蜜叶片生长及光合、呼吸特性的影响，部分结果见下表。请回答下列问题： 组别 叶绿素含量（mg/g） 呼吸速率（μmol/m2．s） 净光合速率（μmol/m2．s） 气孔导度（μmol/m2．s） 正常组 2 0.4 9.8 0.25 白化组 0.2 0.9 -0.7 0.01 注:气孔导度与气孔开放程度正相关；相关指标均在光合有效辐射(光照强度的指标)为800/μmol/m2·s的条件下测得。 进一步的研究发现，若增大光合有效辐射，正常组的气孔导度会变大，而白化组气孔导度无明显变化，请分析可能的原因是____________________。 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 组别 叶绿素含量（mg/g） 呼吸速率（μmol/m2．s） 净光合速率（μmol/m2．s） 气孔导度（μmol/m2．s） 正常组 2 0.4 9.8 0.25 白化组 0.2 0.9 -0.7 0.01 注:气孔导度与气孔开放程度正相关；相关指标均在光合有效辐射(光照强度的指标)为800/μmol/m2·s的条件下测得。 进一步的研究发现，若增大光合有效辐射，正常组的气孔导度会变大，而白化组气孔导度无明显变化，请分析可能的原因是_______________。 光合有效辐射上升，正常组叶片光反应增强，需要更多的CO2参与暗反应，因此气孔导度变大；白化组叶片因叶绿素含量低，光反应无显著变化，对CO2需求无显著差异，故气孔导度变化不大。 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 4.大豆是重要的粮食作物和油料作物，盐胁迫会造成大豆减产。为研究大豆的耐盐机制，科研人员按下表进行了实验，检测并记录净光合速率和相关生理指标。 大豆类型 处理 净光合速率（μmol·m-2·s-1） 气孔导度（μmol·m-2·s-1） 胞间CO2浓度（μmol·mol-1） 叶绿素含量相对值 盐敏大豆 对照组 10.2 0.27 110 24 NaCl胁迫 0.8 0.07 175 6 耐盐大豆 对照组 10 0.28 125 33 NaCl胁迫 5.2 0.07 68 31 注：气孔导度大表示气孔开放程度大 NaCl胁迫使两种大豆的净光合速率均下降。据表分析，导致盐敏大豆净光合速率下降的生理指标变化是____________________；导致耐盐大豆净光合速率下降的生理指标变化是___________________________________。 叶绿素含量下降 气孔导度和胞间CO2浓度下降 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 5.在某1年生植物的生长中期采用黑色遮阳网对其进行适当的遮阴处理，测定适当遮阴与未遮阴下(A:30%遮阴，B:无遮阴)其各项光合作用指标，结果如下图。请回答： 据图分析，10：00至12：00，无遮阴组净光合速率下降是由____________ (填“气孔因素”或“非气孔因素”）导致的，该组在10:00时叶绿体中的三碳酸含量比8:00时______(高/低/相同)。 非气孔因素 低 2.气孔因素与非气孔因素的判断依据 —— 胞间CO2浓度变化 3.气孔运动机理 一、淀粉-糖转化学说 光 保卫细胞叶绿体进行光合作用 CO2浓度的下降 pH升高(5→7) 淀粉磷酸化酶 淀粉 葡萄糖-1-磷酸 细胞内浓度升高 保卫细胞吸水 气孔开放 暗 保卫细胞叶绿体光合作用停止 呼吸积累CO2 pH下降(7→5) 淀粉磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸 淀粉 细胞内浓度下降 气孔关闭 保卫细胞失水 3.气孔运动机理 二、无机盐离子吸收学说 H+ H+ H+ H+ ATP H+ + + + - - - K+ K+ 光 H2O 叶肉细胞 光(蓝光) 光受体 H+泵 H+运出细胞 K+通道 K+内流 保卫细胞 渗透压升高 保卫细胞吸水 气孔开放 线粒体、叶绿体 ATP 激活 ①根据无机离子吸收学说，保卫细胞通过可逆浓度梯度将氢离子运出细胞，从而驱动无机离子(如钾离子)进入细胞。这一过程导致细胞液渗透压升高，细胞吸水膨胀，进而使气孔张开。因此，保卫细胞吸水实际上会导致气孔张开而非关闭，所以①错误。 ②钾离子在气孔开放和关闭过程中起着重要作用。如果抑制钾离子进入保卫细胞，那么细胞液的渗透压可能会降低，导致细胞失水并影响气孔的开放。在干旱环境中，气孔的开放对于植物的水分吸收和蒸腾作用至关重要。因此，抑制钾离子进入保卫细胞可能会降低植物对干旱环境的适应能力，所以②正确。 Ca2+ Ca2+ K+ 液泡 Ca2+ H+ ATP H+ H+ 脱落酸 脱落酸 脱落酸受体 细胞膜上Ca2+通道 液泡膜上Ca2+通道 Ca2+内流 Ca2+外流 K+外流 抑制H+泵 促使气孔关闭 抑制气孔开放 促使气孔关闭 抑制气孔开放 3.气孔运动机理 二、无机盐离子吸收学说 总结：红光与蓝光诱导气孔开放的原因不同 红光 保卫细胞进行光合作用 合成可溶性糖增多 保卫细胞液浓度增大 保卫细胞吸水 气孔开放 蓝光 激活H+泵 形成膜内外电位差 H+ 外流 激活 K+通道 K+ 内流 3.气孔运动机理 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K⁺。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。 （1）气孔的开闭会影响植物叶片的蒸腾作用、_____________________（答出2点即可）等生理过程。 细胞呼吸和光合作用 （2）红光可通过光合作用促进气孔开放，其原因是________________。 红光促进保卫细胞光合作用，使保卫内因合成的有机物增多而浓度增大，进而导致保卫细胞吸水而体积膨大，最终使气孔开放。 3.气孔运动机理 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K⁺。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。 （3）某研究小组发现在饱和红光的基础上补加蓝光照射叶片，气孔开度可进一步增大，因此他们认为气孔开度进一步增大的原因是，蓝光促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K+。请推测该研究小组得出这一结论的依据是_____ 饱和红光已经使植物达到最大光合速率，补加蓝光不可能通过促进光合作用积累有机物来引起气孔开放，而蓝光可使保卫细胞逆浓度吸收K+,因此，补加蓝光促进保卫细胞逆浓度吸收K+,使保卫细胞内的浓度进一步增加而进一步吸水，最终导致气孔开度进一步增加。 3.气孔运动机理 植物的气孔由叶表皮上两个具有特定结构的保卫细胞构成。保卫细胞吸水体积膨大时气孔打开，反之关闭，保卫细胞含有叶绿体，在光下可进行光合作用。已知蓝光可作为一种信号促进保卫细胞逆浓度梯度吸收K⁺。有研究发现，用饱和红光(只用红光照射时，植物达到最大光合速率所需的红光强度)照射某植物叶片时，气孔开度可达最大开度的60%左右。回答下列问题。 （4）已知某种除草剂能阻断光合作用的光反应，用该除草剂处理的叶片在阳光照射下气孔_______（填“能”或“不能”）维持一定的开度。 能 3.气孔运动机理 3.气孔运动机理 三、苹果酸生成学说学说 保卫细胞进行光合作用 CO2浓度下降 合成ATP 形成淀粉 pH升高 丙酮酸+CO2 苹果酸 H+泵 苹果酸根 H+ H+排出 K+通道激活 K+内流 K+ 保卫细胞浓度增大 细胞吸水 气孔开放 气孔由保卫细胞组成，是蒸腾作用水蒸气从体内排到体外的主要出口，也是光合作用、呼吸作用与外界气体交换的“大门”，影响着蒸腾、光合和呼吸。图1是植物在正常情况下气孔开度与保卫细胞内K+和蔗糖含量的日变化曲线，图2 是气孔开度在红光照射下对蓝光的反应。回答下列问题： 3.气孔运动机理 气孔由保卫细胞组成，是蒸腾作用水蒸气从体内排到体外的主要出口，也是光合作用、呼吸作用与外界气体交换的“大门”，影响着蒸腾、光合和呼吸。图1是植物在正常情况下气孔开度与保卫细胞内K+和蔗糖含量的日变化曲线，图2是气孔开度在红光照射下对蓝光的反应。回答下列问题： （1）气孔开度可影响光合作用的原料供应，结合图1分析，气孔开度变化与_____有关，且在不同时间段起主要作用的物质_____（填“相同”或“不同”）。 参考答案：K+浓度和蔗糖浓度 不同 3.气孔运动机理 （2）图2说明叶片保卫细胞存在接受红光信号和蓝光信号的_____，故气孔开度可受红光和蓝光的影响。进一步研究发现，蓝光通过激活保卫细胞的离子载体和有机物合成来调节保卫细胞的渗透压进而导致气孔开放，综合图1推测保卫细胞吸水和失水与气孔开闭的关系是_____。 参考答案：受体 保卫细胞吸水使气孔开放，保卫细胞失水使气孔关闭 3.气孔运动机理 （3）干旱条件下，植物体内ABA增多，ABA作为逆境信号抑制蓝光诱导的气孔开放，这种调节机制的意义是_____。 参考答案：避免水分过度散失，提高抗旱能力 3.气孔运动机理 $$