Question

19．植物葉片氣孔的開放程度對其光合作用強度有較大的影響．為了探究影響氣孔開閉的因素，研究人員先后進行了如下相關研究．請分析回答相關問題：
I．利用相同的蠶豆葉片，按如圖1四個裝置圖進行預實驗：

4小時后，取4組蠶豆葉片，撕取下表皮制作臨時裝片，顯微觀察每組葉片的氣孔開閉情況，結果記錄如表：

氣孔開閉情況 組別	完全開放（%）	半開放（%）	關閉（%）
甲組	40.0	42.0	18.0
乙組	1.0	11.0	88.0
丙組	21.0	42.0	37.0
丁組	15.0	23.0	60.0

（1）該預實驗的目的是探究K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素對氣孔開閉的影響．
（2）請根據上表數據，在答題卡的坐標圖中用柱形圖表示Na+和K+對氣孔開閉影響的實驗結果
（3）為進一步探究Na+和Ca2+對豌豆葉片氣孔開放的復合影響，請補充設計思路．
①在預實驗的基礎上，再取三個燒杯編號，分別加入pH為7的100ml CaCl₂溶液、NaCl和CaCl₂混合溶液和蒸餾水．
②取相同的蠶豆葉片，分別置于上述三個燒杯中．
③將燒杯置于適宜光照條件下照射4h．
④從上述三組葉片上撕取下表皮若干，制作臨時裝片，觀察、記錄并統計實驗結果．
Ⅱ．研究人員進一步研究了不同土壤含水量條件下番茄葉片的氣孔導度（氣孔開放程度）和胞間CO₂濃度．結果如圖2．
（1）隨著土壤含水量降低，氣孔導度降低，胞間O02并未因光合作用消耗而降低，反而逐漸升高，對此有兩種不同觀點：觀點一認為光合產物的輸出變慢，導致細胞內光合產物積累，阻礙了CO₂吸收利用；觀點二認為水分虧缺導致葉綠體片層結構破壞，從而直接影響光合作用的光反應，而且不能恢復．
（2）為驗證上述觀點，將培養在土壤低（填“高”或“低”）含水量條件下的番茄幼苗分為兩組，實驗組番茄幼苗進行正常供水處理，對照組保持原有狀態．若實驗組番茄幼苗光合速率不能恢復，則觀點二成立．
Ⅲ．研究發現，植物的氣孔一般長約7-30μm，寬約1一6μm，空氣中的懸浮顆粒物大小為1一90μm不等．據此分析，霧霾天氣對植物的光合作用的影響是霧霾中的顆粒物可導致部分氣孔被堵塞，影響二氧化碳的吸收，使光合速率減慢．

Answer 1

分析 本題主要考查了光合作用的過程．
光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉變成儲存著能量的有機物，并釋放出氧氣的過程．光合作用的光反應階段（場所是葉綠體的類囊體膜上）：水的光解產生[H]與氧氣，以及ATP的形成．光合作用的暗反應階段（場所是葉綠體的基質中）：CO₂被C₅固定形成C₃，C₃在光反應提供的ATP和[H]的作用下還原生成糖類等有機物．

解答 I．（1）根據四個裝置圖內容可知變量較多，自變量應有K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素，因變量就是氣孔開度，預實驗目的是探究K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素對氣孔開閉的影響．
（2）Na⁺和K⁺對氣孔開閉影響即甲、丁實驗結果，繪柱形圖時，注意標明橫軸與縱軸表示的內容和單位．
（3）要探究Na⁺和Ca²⁺對豌豆葉片氣孔開放的復合影響，除了蒸餾水的空白對照外，應分別設置Na⁺、Ca²⁺、Na⁺和Ca²⁺對氣孔開度影響的實驗組，然后觀察記錄結果．
Ⅱ．（1）葉綠體片層結構光反應的場所，如果水分虧缺導致時綠體片層結構破壞，可直接影響光合作用的光反應，而且不能恢復．
（2）將培養在土壤低含水量條件下的番茄幼苗分為兩組，實驗組番茄幼苗進行正常供水處理，對照組保持原有狀態．若實驗組番茄幼苗光合速率不能恢復，則觀點二成立．
Ⅲ．懸浮顆粒物大小一般大于氣孔的大小，所以霧霾中的顆粒物可導致部分氣孔被堵塞，影響二氧化碳的吸收，使光合速率減慢．
故答案為：
I．（1）探究K⁺（或Na⁺）、光照、pH等因素對氣孔開閉的影響
（2）
（3）NaCl和CaCl₂混合溶液
Ⅱ．（1）光
（2）低       正常供水         不能恢復
Ⅲ．霧霾中的顆粒物可導致部分氣孔被堵塞，影響二氧化碳的吸收，使光合速率減慢

點評 本題主要考查學生的析圖能力，實驗分析能力和作圖能力．光合作用需要光照，沒有光照就沒有光合作用．呼吸作用不需要光照，在有光和無光的時候都能進行．在實驗設計時要注意兩個原則：對照原則和單一變量原則．在實驗中還要保證無光變量相同且適宜，要減少無關變量的干擾．