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(共26张PPT)
生物一轮复习课件
2024年人教版（全国通用）
专项拓展4 气孔与细胞代谢
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。
专项梳理
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。
气孔复合物
图B
图A
气孔主要由 组成
保卫细胞
保卫细胞含有：
表皮细胞不含有
叶绿体
气孔分布：大部分是分布在植株叶片的
下表皮
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
低浓度CO2气孔开启。
(3)含水量
干旱或蒸腾过强失水多导致气孔关闭。
(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。
气孔复合物
图B
图A
考法1 气孔的结构及分布
1.气孔主要由 组成
保卫细胞
2.保卫细胞含有：
表皮细胞不含有
叶绿体
3.气孔分布：大部分是分布在植株叶片的
下表皮
1．（2011·江苏·高考真题）将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象是（　　）
A．菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体
B．花生子叶细胞中存有在多个橘色脂肪粒
C．人口腔上皮细胞中线粒体数目较多
D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见
A
考法2 气孔的开闭
2．（2021·广东·高考真题）保卫细胞吸水膨胀使植物气孔张开。适宜条件下，制作紫鸭跖草叶片下表皮临时装片，观察蔗糖溶液对气孔开闭的影响，图为操作及观察结果示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．比较保卫细胞细胞液浓度，③处理后>①处理后
B．质壁分离现象最可能出现在滴加②后的观察视野中
C．滴加③后有较多水分子进入保卫细胞
D．推测3种蔗糖溶液浓度高低为②>①>③
A
吸水 失水 吸水很多
3.（2007·上海·高考真题）沙漠植物常具有较小的叶片，且叶片的气孔较小。这是利于（ ）
A．减少呼吸作用 B．减少水分散失
C．提高光合作用效率 D．不被动物食用
考法3 气孔开闭的意义
4（2012·山东·高考真题）夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2 吸收速率的变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线b-c 段和d-e段下降的原因相同
D．两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
B
D
考法4 影响气孔开闭的因素
蓝光
盐胁迫
蔗糖含量
K+ / Cl-
高温
干旱
激素（ABA）
因素多种多样，内在机理十分复杂
“无情境，不出题”
5．（2021·浙江·高考真题）脱落酸与植物的衰老、成熟、对不良环境发生响应有关。下列叙述错误的是（　　）
A．脱落酸在植物体内起着信息传递的作用
B．缺水使脱落酸含量上升导致气孔关闭
C．提高脱落酸含量可解除种子的休眠状态
D．植物体内脱落酸含量的变化是植物适应环境的一种方式
C
6．节选（2022·浙江·高考真题）不同光质及其组合会影响植物代谢过程。以某高等绿色植物为实验材料，研究不同光质对植物光合作用的影响，实验结果如图1，其中气孔导度大表示气孔开放程度大。该高等植物叶片在持续红光照射条件下，用不同单色光处理（30s/次），实验结果如图2，图中“蓝光+绿光”表示先蓝光后绿光处理，“蓝光+绿光+蓝光”表示先蓝光再绿光后蓝光处理。
回答下列问题：
(2)据分析，相对于红光，蓝光照射下胞间CO2浓度低，其原因是_______________________ 。气孔主要由保卫细胞构成、保卫细胞吸收水分气孔开放、反之关闭，由图2可知，绿光对蓝光刺激引起的气孔开放具有阻止作用，但这种作用可被____________光逆转。由图1图2可知蓝光可刺激气孔开放，其机理是蓝光可使保卫细胞光合产物增多，也可以促进K+、Cl-的吸收等，最终导致保卫细胞_____________________ ，细胞吸水，气孔开放。
溶质浓度升高
蓝光照射下，光合速率大，消耗的二氧化碳多引起胞间CO2浓度降低
蓝
7．节选（2019·浙江·高考真题）光合作用是整个生物圈的物质基础和能量基础。回答下列问题：
（2）在“探究环境因素对光合作用的影响”的活动中，选用某植物幼苗，用含有100mmol/LNaCl的完全营养液进行培养，测定其光合作用速率和气孔导度，结果如图所示。本实验可推出的实验结论是____________________。
NaCl处理导致光合作用速率及气孔导度下降，且随处理时间的延长，抑制作用越明显
气孔
胞间
CO2
胞间CO2浓度（迷惑点）：光合生理研究中常用到的一个参数
考法5 气孔导度与胞间CO2浓度
从外界吸收CO2速率（气孔导度）
叶肉细胞吸收CO2速率（净光合速率）
（2）影响胞间CO2浓度的因素
（1）取决于
①如果某外界因素引起光合速率变化是通过影响气孔导度进而使CO2供应的变化，我们把这种因素称为气孔因素
气孔
胞间
CO2
胞间CO2浓度
从外界吸收CO2速率（气孔导度）
叶肉细胞吸收CO2速率（净光合速率）
（2）影响因素
（1）取决于
①如果某因素引起光合速率下降是通过影响气孔导度进而使CO2供应不足造成胞间CO2浓度下降引起，我们把这种因素称为气孔因素
②如果某因素引起光合速率下降不是通过影响气孔导度来影响光合速率，我们把这种因素称为非气孔因素，如叶绿素含量，酶活性，叶绿体结构受到破坏等
8.节选（2014·上海·高考真题）回答下列有关光合作用的问题。
水不仅直接参与光反应，还是影响光合作用的主要环境因子之一。以含水80%土壤为对照（CK），测耐旱能力较强的大丽花中度缺水（MD）时的叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）(下图)，探讨环境对植物的调控机理。
4. 据图，非气孔因素主要影响Pn-MD的时间段是_____,以下属于非气孔因素的是( )
A．CO2供应不足 B．叶肉细胞内叶绿体类囊体膜受损
C．还原三碳化合物的酶空间结构改变 D．固定CO2的酶活力不足
第12～15天 B、C、D
问题2：胞间CO2浓度上升，（净）光合速率下降，究竟是什么原因引起？
问题1：第12~15天限制光合速率的因素是不是胞间CO2浓度
净光合速率（Pn）
气孔导度（Gs）
胞间CO2浓度（Ci）
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_________________________________________________。
增强
降低
气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少
专项微练
(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。
答案　取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
解析　(1)经干旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增大，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。
3.(2022·河南九师联盟)某植物存在气孔突变体，生物科研小组欲探究该突变体在不同光照强度下的光合速率，进行了相关研究，结果如图所示。回答下列问题：
(1)气孔突变体可能使气孔开放能力更强，亦可使气孔发育不良，体现了突变的________特点，从变异来源看，该变异类型是________。
不定向性
基因突变
(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。(简要写出实验思路和预期结果)
答案 实验思路：取若干长势相同的植物甲，平均分为A、B两组；将A组置于干旱条件下培养，B组置于水分充足的条件下培养，其他条件相同且适宜；一段时间后，分别测定两组植物甲白天和夜晚液泡中的pH。预期结果：B组液泡中的pH白天和夜晚无明显变化，A组液泡中的pH夜晚明显低于白天
解析　(1)白天植物的叶肉细胞同时进行光合作用和呼吸作用，光合作用过程中产生ATP的场所是叶绿体，呼吸作用过程中产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。据题干信息可知，白天储存在液泡中的苹果酸脱羧释放出CO2用于光合作用，同时叶肉细胞也进行有氧呼吸，有氧呼吸释放出来的CO2也可用于光合作用。(2)干旱的环境中，白天气孔关闭可以降低蒸腾作用，避免植物细胞过度失水；夜间气孔打开吸收CO2，通过生成苹果酸储存在液泡中，白天苹果酸脱羧释放的CO2为光合作用的进行提供原料，保证了光合作用的正常进行。(3)该实验的目的是验证植物甲在干旱环境中存在特殊的CO2固定方式，根据题干信息晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中，推测苹果酸的存在会导致液泡中呈酸性，由白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用，可判断苹果酸分解释放出CO2后液泡中酸性下降或趋于中性，因此实验中需要检测白天和夜晚叶肉细胞中液泡的pH。
2.(2021·全国乙卷，29)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和_________释放的CO2。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止________________________，又能保证____________正常进行。
叶绿体、细胞质基质、线粒体
细胞呼吸
蒸腾作用过强导致植物失水
光合作用
(2)如图是研究小组研究某突变体在不同光照强度下的净光合速率。
①据图可知________植株更适合在强光下生长。净光合速率除可用图示指标表示外，还可用_______________________________________________表示。
②野生型与突变型植株在光照强度为250 mmol·m－2·s－1条件下。有机物的积累情况是否一致，并说明理由：_________________________________________
______________。
③试分析光照强度为1 250 mmol·m－2·s－1时，突变体植株光合速率低于野生型可能的原因___________________________________________________________
___________________________________。
野生型
单位时间单位面积上氧气的释放量或有机物的积累量
一致，此光照条件下两种植物的净光合速率与呼
吸速率都相等
该突变体为气孔发育不良型，影响了植株对CO2的吸收，直接影响了
暗反应，进而影响光合速率(合理即可)
(3)若在光照强度、温度等其他条件适宜情况下，将上述两种植株置于含一定CO2浓度的同一个密闭容器中。一段时间后，发现两种植株的光合速率都降低，推测其中光合速率首先开始降低的植株是________，原因是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
___________________。
科研人员认为突变型比野生型更适合生活在干旱土壤中，据图分析理由是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
野生型
植株的光合作用使密闭容器中CO2浓度逐渐降低；野生型植株的CO2饱和点大于突变型植株的CO2饱和点，CO2浓度降低使野生型植株光合速率首先降低(合理即可)
干旱会导致植株气孔部分关闭，CO2供应不足，突变型植株更能耐受低CO2浓度，CO2补偿点更低，所以突变型植株更适合生活在干旱土壤中(合理即可)

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