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微专题5　气孔与细胞代谢
[专题整合]
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
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
CO2浓度低时气孔开启。
(3)含水量
干旱或蒸腾作用过强失水多时气孔关闭。
(4)植物激素
细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。
[专题集训]
1．(2022·福建福州质检)
植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如右图所示，保卫细胞吸水导致气孔开放，保卫细胞失水则气孔关闭，回答下列问题：
(1)在高温、强光照条件下植物光合速率反而下降的现象称作“光合午休”。某些植物可观察到表皮上大量气孔关闭，此类“光合午休”产生的原因是
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(2)已知某植物叶片细胞液的渗透压与0.10 mol·L－1 KNO3溶液的渗透压相当，现撕取该植物叶片表皮，将其置于不同浓度的KNO3溶液中处理，一定时间后测量叶片气孔内径，得到如下的结果(内径越大，表明气孔开放程度越大)。
气孔内径/μm
处理液浓度 0.05/(mol·L－1) 0.01/(mol·L－1) 0.20/(mol·L－1)
2小时 0.79 1.24 0.79
3小时 1.55 1.58 1.34
用0.20 mol·L－1KNO3处理时，较短时间内即可观察到气孔关闭，产生该现象的原因是保卫细胞____________，2小时后，气孔开放程度增大，原因是
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本实验中，在载玻片上应滴加__________________溶液制作表皮临时装片，进行观察。
2．(2022·山西太原模拟)某拟南芥变异植株气孔内有一种称为“PATROL1”的蛋白质与气孔开闭有关。“PATROL1”能根据周围环境运送一种称为“AHA1”的蛋白质。“AHA1”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开；其被回收到气孔内部之后，气孔会关闭。研究表明：干旱条件下，正常拟南芥气孔开度会减小。请回答下列问题：
(1)当变异植株将“AHA1”蛋白质运送到气孔表面之后，其主要通过影响________阶段来影响光合作用速率，干旱环境中“PATROL1”含量较高的植株光反应速率____________(填“较高”“较低”或“无明显差异”)。
(2)有研究表明：具有“PATROL1”的拟南芥植株更加适应干旱条件。
①根据题意推测，该拟南芥变异植株适应干旱条件的原因是
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②请以该种拟南芥植株和普通拟南芥植株为材料，设计一个简单可行的实验来验证该拟南芥变异植株是通过增大气孔开放程度来适应干旱条件的，要求简要写出实验思路：__________________________________________________
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参考答案
1答案：(1)大量气孔关闭，CO2供应减少，暗反应速率下降
(2)渗透失水　保卫细胞吸收K＋和NO，细胞液渗透压升高，吸水膨胀　相应浓度的KNO3
2解析：(1)当“AHA1”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，进入叶肉细胞的CO2会增加，促进暗反应阶段的进行，据此分析可知，干旱环境中“PATROL1”含量较高的植株光反应速率也会较高。(2)①由题干信息可知，具有“PATROL1”的拟南芥植株的“PATROL1”能根据周围环境运送一种称为“AHA1”的蛋白质，“AHA1”蛋白质被运送到气孔表面之后，气孔会张开，与普通拟南芥植株相比，具有“PATROL1”蛋白质的拟南芥更容易吸收CO2，合成更多有机物，因此具有“PATROL1”蛋白质的拟南芥植株更适应干旱条件。②该实验的目的是验证题述拟南芥变异植株更适合在干旱条件下生长，因此自变量应为植株的种类，因变量可为植株的气孔开放程度和生长发育状况，所以设计实验为取生理状况相同、数量相等的上述两种拟南芥植株，均分为两组(一组为具有“PATROL1”的拟南芥植株，另一组为普通拟南芥植株)，两组在相同干旱条件下培养，一段时间后，分别测定两组植株的气孔开放程度和生长发育状况。
答案：(1)暗反应　较高　(2)①该拟南芥变异植株“PATROL1”运送的“AHA1”蛋白质能够使气孔张开，从而使植株更容易吸收CO2，合成更多有机物，从而适应干旱条件　②将长势相同的两种拟南芥植株均分成数量相等的两组(一组为具有“PATROL1”的拟南芥植株，另一组为普通拟南芥植株)，在相同的干旱条件下(其他条件相同且适宜)培养一段时间后，分别测定两组植株的气孔开放程度和生长发育状况(答案合理即可)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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