Question

19．植物叶片气孔的开放程度对其光合作用强度有较大的影响．为了探究影响气孔开闭的因素，研究人员先后进行了如下相关研究．请分析回答相关问题：
I．利用相同的蚕豆叶片，按如图1四个装置图进行预实验：

4小时后，取4组蚕豆叶片，撕取下表皮制作临时装片，显微观察每组叶片的气孔开闭情况，结果记录如表：

气孔开闭情况 组别	完全开放（%）	半开放（%）	关闭（%）
甲组	40.0	42.0	18.0
乙组	1.0	11.0	88.0
丙组	21.0	42.0	37.0
丁组	15.0	23.0	60.0

（1）该预实验的目的是探究K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素对气孔开闭的影响．
（2）请根据上表数据，在答题卡的坐标图中用柱形图表示Na+和K+对气孔开闭影响的实验结果
（3）为进一步探究Na+和Ca2+对豌豆叶片气孔开放的复合影响，请补充设计思路．
①在预实验的基础上，再取三个烧杯编号，分别加入pH为7的100ml CaCl₂溶液、NaCl和CaCl₂混合溶液和蒸馏水．
②取相同的蚕豆叶片，分别置于上述三个烧杯中．
③将烧杯置于适宜光照条件下照射4h．
④从上述三组叶片上撕取下表皮若干，制作临时装片，观察、记录并统计实验结果．
Ⅱ．研究人员进一步研究了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度（气孔开放程度）和胞间CO₂浓度．结果如图2．
（1）随着土壤含水量降低，气孔导度降低，胞间O02并未因光合作用消耗而降低，反而逐渐升高，对此有两种不同观点：观点一认为光合产物的输出变慢，导致细胞内光合产物积累，阻碍了CO₂吸收利用；观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏，从而直接影响光合作用的光反应，而且不能恢复．
（2）为验证上述观点，将培养在土壤低（填“高”或“低”）含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立．
Ⅲ．研究发现，植物的气孔一般长约7-30μm，宽约1一6μm，空气中的悬浮颗粒物大小为1一90μm不等．据此分析，雾霾天气对植物的光合作用的影响是雾霾中的颗粒物可导致部分气孔被堵塞，影响二氧化碳的吸收，使光合速率减慢．

Answer 1

分析 本题主要考查了光合作用的过程．
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程．光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生[H]与氧气，以及ATP的形成．光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反应提供的ATP和[H]的作用下还原生成糖类等有机物．

解答 I．（1）根据四个装置图内容可知变量较多，自变量应有K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素，因变量就是气孔开度，预实验目的是探究K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素对气孔开闭的影响．
（2）Na⁺和K⁺对气孔开闭影响即甲、丁实验结果，绘柱形图时，注意标明横轴与纵轴表示的内容和单位．
（3）要探究Na⁺和Ca²⁺对豌豆叶片气孔开放的复合影响，除了蒸馏水的空白对照外，应分别设置Na⁺、Ca²⁺、Na⁺和Ca²⁺对气孔开度影响的实验组，然后观察记录结果．
Ⅱ．（1）叶绿体片层结构光反应的场所，如果水分亏缺导致时绿体片层结构破坏，可直接影响光合作用的光反应，而且不能恢复．
（2）将培养在土壤低含水量条件下的番茄幼苗分为两组，实验组番茄幼苗进行正常供水处理，对照组保持原有状态．若实验组番茄幼苗光合速率不能恢复，则观点二成立．
Ⅲ．悬浮颗粒物大小一般大于气孔的大小，所以雾霾中的颗粒物可导致部分气孔被堵塞，影响二氧化碳的吸收，使光合速率减慢．
故答案为：
I．（1）探究K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素对气孔开闭的影响
（2）
（3）NaCl和CaCl₂混合溶液
Ⅱ．（1）光
（2）低       正常供水         不能恢复
Ⅲ．雾霾中的颗粒物可导致部分气孔被堵塞，影响二氧化碳的吸收，使光合速率减慢

点评 本题主要考查学生的析图能力，实验分析能力和作图能力．光合作用需要光照，没有光照就没有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和无光的时候都能进行．在实验设计时要注意两个原则：对照原则和单一变量原则．在实验中还要保证无光变量相同且适宜，要减少无关变量的干扰．