气孔导度33

气孔导度：概念分析、考向研究和备考建议

山东费县第二中学朱瑛

“气孔导度”逐渐成为近两年高考命题的热点：四川卷在2009、2012、2013都进行考查，2014年安徽卷、上海卷、山东卷均有体现。本文通过分析气孔导度的概念与相关生理过程，以典型高考试题为例研究气孔导度在高考中的考查方向，并提出了相关的备考建议。在教材中没有明确的介绍，在试题中作为信息资料出现，通过控制气孔的关闭影响光合作用的暗反应及蒸腾作用。

一、气孔导度的概念及其生理与光合速率分析

气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。气孔导度表示的是气孔张开的程度，植物通过调节气孔孔径的大小控制植物光合作用中CO2吸收和蒸腾过程中水分的散失，气孔导度的大小与光合及蒸腾速率紧密相关。植物在光下进行光合作用，经由气孔吸收CO2，所以气孔必须张开，但气孔开张又不可避免地发生蒸腾作用，气孔可以根据环境条件的变化来调节自己开度的大小而使植物在损失水分较少的条件下获取最多的CO2。一般用气孔导度表示，其单位为mmol·m-2·s-1，也有用气孔阻力表示的，它们都是描述气孔开度的量。在许多情况下气孔导度使用与测定更方便，因为它直接与蒸腾作用成正比，与气孔阻力呈反比。

叶片光合速率与气孔导度呈正相关，当气孔导度增大时，叶片光合速率相应增大。气孔导度不同时，植物光合速率的变化幅度也有所不同：气孔导度较大时，气孔导度变化所引起的光合速率变化比气孔导度较小时要大。气孔导度的大小，跟水分含量关系较密切，当水分亏缺时叶片中脱落酸量增加，从而引起气孔关闭，导度下降，光合速率也下降。

二、考查气孔导度题型

1. 命题形式

多结合图形进行考查。柱形图、曲线图、表格等是常见的考查形式，尤其以曲线图最多。在曲线中以多因子变量光合作用速率的影响，多因子之间的关系都是相互制约的，是影响光合作用速率的因素。

【典例1】（2014年山东卷·26题·11分）.我省某经济植物光合作用的研究结果如图。

（1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的___________上。需先用___________（填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是_____________。据图分析，该植物可通过___________以增强对弱光的适应能力。

（2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是___________。18:00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有。

（3）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量_____________。

【解析】（1）吸收光能的四种色素分布在类囊体薄膜上，一个个圆饼状的类囊体堆叠成基粒；绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇（或丙酮）提取绿叶中的色素；绿叶中的溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，层析后叶绿素a比叶绿素b扩散得更远说明叶绿素a在层析液中溶解度较大；由图甲可知，叶绿素含量随着遮光面积的增加而升高，因此植物是通过增加叶绿素含量来增加对弱光的适应能力。

（2）8：00到12：00气温升高呼吸速度增强，光照强度增加，但气孔导度相对稳定，由于受到CO2供应的限制，光合速率升高远不如呼吸速率升高的幅度大，光合速率与呼吸速率的差值减小，净光合速率降低。18：00时光合速率=呼吸速率，既进行光合作用也进行呼吸作用，叶肉细胞中的线粒体和叶绿体都能产生ATP。

（3）突然去除遮光物，光反应加强，为暗反应提向更多的ATP和[H]，导致较多的C3被还原，C3含量减少。

【答案】（1）类囊体膜（或类囊体，基粒）；无水乙醇（或丙酮）；叶绿素a；增加叶绿素含

量（2）呼吸作用增强，光合速率与呼吸速率的差值减小；线粒体、叶绿体；（3）减少【评析】本题考查光合作用场所、影响因素及叶绿体色素的提取、光合作用中物质含量变化的等知识。同时考查了考生的识记理解和识图分析能力。

【典例2】(2012年广东卷·26题·16分）荔枝叶片发育过程中，净光合速率及相关指标的变化见下表。

注：“－”表示未测数据。

（1）B的净光合速率较低，推测原因可能是：①叶绿素含量低，导致光能吸收不足；

②___________，导致_______________。

（2）将A、D分别置于光温恒定的密闭容器中，一段时间后，A的叶肉细胞中，将开始积累_________；D的叶肉细胞中，ATP含量将__________。

（3）与A相比，D合成生长素的能力________；与C相比，D的叶肉细胞的叶绿体中，数量明显增多的结构是_______________。

（4）叶片发育过程中，叶片面积逐渐增大，是______的结果；D的叶肉细胞与表皮细胞的形态、结构和功能差异显著，其根本原因是________。

【解析】（1）影响光合速率的因素有外因（光照强度、温度、二氧化碳浓度等）和内因（叶绿素的含量、酶等），结合表格中的信息，B组叶绿素含量为g·fw，叶绿素含量低，气孔开放程度为55%，开放程度比较低，二氧化碳吸收量比较少，导致光合效率较低。（2）A 叶片净光合速率为g·fw，即光合速率小于呼吸速率，且由于是密闭的容器，导致容器内氧气越来越少而进行无氧呼吸，产生酒精。D叶片中，光合速率大于呼吸速率，且由于是密闭

的容器，导致容器内二氧化碳越来越少，暗反应减弱，而光反应不变，导致ATP增多。（3）相比成熟叶片，幼嫩的叶是合成生长素的主要部分之一；叶绿素分布在叶绿体中基粒的类囊体薄膜上，从表格中可推知，由于总叶绿素含量增长，因此D的叶肉细胞的叶绿体中，基粒明显增多。（4）细胞分裂使细胞数目增多，叶片面积增多；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。

【答案】（1）气孔开放度相对低二氧化碳供应不足（2）酒精增多（3）低基粒（类囊体）（4）细胞分裂基因的选择性表达

2.命题思路

结合教材知识点进行考查。命题的知识点涉及到影响光合作用速率因素、蒸腾作用及光质、植物激素对气孔导度的影响。

【典例3】（2014年安徽卷·29题Ⅰ·10分）某课题小组研究红光和蓝光对花生幼苗光合作用的影响，实验结果如图所示。（注：气孔导度越大，气孔开放程度越高）

（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的叶片净光合速率。与对照组相比，光处理组的叶肉细胞对CO2的利用率高，据图分析，其原因是。

（2）叶肉细胞间隙CO2至少需要跨层磷脂双分子层才能达CO2固定的部位。

（3）某同学测定30d幼苗的叶片叶绿素含量，获得红光处理组的3个重复实验数据分别为·g-1、mg·g-1、mg·g-1。为提高该组数据的可信度，合理的处理方法是。

【解析】（1）与15d幼苗相比，30d幼苗的CO2吸收量更大，说明30d幼苗的净光合速率更大。三种光照射，蓝光处理的组吸收的CO2更多，胞间CO2浓度更低，说明对CO2的利用率更高，而蓝光处理的组气孔导度也最大，说明蓝光通过促进了气孔开放，使CO2供应充分，加快暗反应，最终提高光合速率。（2）CO2固定部位在叶绿体基质，因此叶肉细胞间隙的CO2至少需要穿过细胞膜、叶绿体外膜、内膜共3层膜（即3层磷脂双分子层）才能到达作用部