试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

中五 · 开花植物生理学

植物对不同栖息地的适应

植物为在其所处的特定栖息地(无论持续潮湿、非常干旱,或普通湿润环境)中生存而适应。本章按栖息地把植物分为三类,水中的水生植物、干旱环境的旱生植物,以及正常环境的中生植物,并要求你把每个指定的结构特征与它所解决的确切生存问题联系起来。

仅仅说出特征而不解释它所应对的问题,在考试中只能得到部分分数。

旱生植物持续面临通过蒸腾作用流失过多水分的风险,因此其特征都围绕减少水分流失与储存可得的水分而建立。厚而蜡质的角质层、能困住湿润空气层的下陷气孔、退化为刺的叶,以及储水的肉质组织是典型例子,每一项都应从其所解决的具体问题,通常是蒸腾过度,的角度来解释。

水生植物面临相反的处境:它们生活在水中或水面,没有干枯的风险,因此其特征解决的是不同的问题,例如保持漂浮和让沉水组织获得足够的氧气。茎与叶中的大气室提供浮力并储存气体,角质层薄且气孔多并非缺点,因为水分从不匮乏,而薄弱的支持组织已经足够,因为周围的水能撑住植物。

中生植物生长在拥有稳定水分供应的普通湿润土壤中,展现的是均衡的特征组合而非极端适应,通常被用作比较水生植物与旱生植物的基准。贯穿全章,真正能得分的技能是比较同一个指定特征在两种不同栖息地类型中的表现,并从水分平衡或气体交换的角度解释为何每种解决方案都适合各自的环境。

本章的内容标准

  1. 22.1 植物对不同生境的适应

关键概念

适应
适应是帮助生物在其特定栖息地中成功生存与繁殖的结构、生理或行为特征。在本章中,适应几乎总是指植物可见的结构特征,用以解决其栖息地带来的具体问题。例如旱生植物的厚角质层,或水生植物的大气室,各自解决不同的生存问题。
旱生植物
旱生植物是适应干旱栖息地的植物,主要挑战是尽量减少通过蒸腾作用流失的水分。典型特征包括厚而蜡质的角质层、下陷气孔、退化为刺或针状的叶、气孔总数较少、叶面多毛,以及储水的肉质茎或叶。
水生植物
水生植物是适应生活在水中或水面的植物,干枯不是风险,但保持漂浮和获取氧气可能成为问题。典型特征包括用于浮力与储气的大型内部气室、薄角质层、漂浮叶上表面的气孔,以及退化的支持组织。
中生植物
中生植物生长在水分供应正常、适中的栖息地,展现的是均衡的特征组合,而非旱生植物或水生植物所见的极端适应。它常被用作比较其他两组更极端适应的参照点。大多数常见的开花植物,如朱槿或芒果树,都属于中生植物这一类。
栖息地中结构与功能相配
本章中每一项适应都解决某个特定的栖息地问题:下陷气孔困住湿润空气层,减慢干旱栖息地的蒸腾作用;而大气室在水生栖息地提供浮力。得分的关键在于说出问题所在,而不只是说出特征名称。这一原则也适用于本章之外,贯穿课程中几乎所有动植物生理学的课题。
减少水分流失
旱生植物的特征通过减少暴露于空气中的表面积、在气孔附近困住湿润空气,或减少气孔的数量与活动来发挥作用。厚角质层也从物理上阻止水分经叶片或茎表面蒸发。
储存水分
某些旱生植物,如仙人掌,把水分储存在肉质的茎或叶中,以在长期无雨的情况下存活。这些储存的水分在稀少的降雨事件之间逐渐被使用,这正是此类植物能在其他植物无法生存的栖息地中存活的原因。这种储水组织通常位于厚而肉质的茎或叶中,在图中很容易辨认。
水生植物的浮力与气体交换
水生植物依靠茎叶中的大型气室(通气组织)同时实现两个目的:让叶片与花朵保持在水面或水面之上以获取光照并利于传粉,以及为无法直接从水中获取气体的沉水组织储存氧气。
适应对生存的重要性
若没有适当的适应,被引入与原栖息地不同的环境的植物会流失过多水分、无法获得足够的光照或氧气,或无法成功繁殖。适应正是从沙漠到湖泊等各种栖息地能够支持植物生命的根本原因。这也解释了为何在没有任何调适的情况下,把植物移到不适合的栖息地通常会使其枯萎死亡。
比较旱生植物与水生植物
这两个极端类群在几乎每一项特征上都截然相反:旱生植物以下陷气孔与厚角质层将水分流失降到最低,而水生植物没有这种限制,反而最大化气体交换与浮力。这种直接对比是本章最常见的考查方式。

本章如何考查

SPM 生物通过三张试卷评估。试卷一有40道客观题(40分),时长1小时15分钟;试卷二为100分,分 A、B、C 部分,时长2小时30分钟;试卷三是考查科学过程技能的实作卷。本章内容可能出现在其中任何一张,因此课程为试卷一训练记忆、为试卷二训练结构化作答。

常见考法

  • 把植物的适应与其栖息地及所解决的具体问题相配对。
  • 以表格比较旱生植物与水生植物的特征及各自解决的问题。
  • 用完整的生物学术语解释指定特征如何减少水分流失或提高浮力。
  • 根据特征描述判断陌生植物更可能是旱生植物、水生植物还是中生植物。
  • 解释为何中生植物不需要旱生植物或水生植物那样极端的适应。
  • 把某一结构特征与其影响的基本过程(如蒸腾作用或气体交换)联系起来。

常见错误

学生常写: 说仙人掌完全没有叶。

能得分的写法: 仙人掌的叶退化为刺,减少表面积与水分流失;由茎进行光合作用。

学生常写: 写水生植物气孔在下表面。

能得分的写法: 漂浮水生植物的气孔在上表面,与空气接触。

学生常写: 混淆旱生植物与水生植物。

能得分的写法: 旱生植物生活在干旱地;水生植物生活在水中或水面。

学生常写: 说厚角质层增加水分流失。

能得分的写法: 厚而蜡质的角质层减少水分流失,这正是旱生植物具有它的原因。

学生常写: 说旱生植物完全没有气孔。

能得分的写法: 旱生植物仍有气孔,但通常数量较少,且下陷于叶表面之下,以困住湿润空气并减慢水分流失。

学生常写: 把中生植物说成完全没有适应。

能得分的写法: 中生植物确实具有适合其正常湿润栖息地的适应;它们只是没有旱生植物或水生植物那样的极端特征。

学生常写: 解释某特征却不说明它所解决的具体问题。

能得分的写法: 满分答案总会说出该特征所解决的问题,通常是水分流失过多或浮力不足。

学生常写: 说水生植物的气室只用于漂浮。

能得分的写法: 水生植物的气室既提供浮力,也为无法直接从周围水中获取气体的沉水组织储存氧气。

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常见问题

旱生植物有哪些适应?
旱生植物生活在干旱栖息地,为减少水分流失而适应。常见特征包括厚而蜡质的角质层、退化为刺的叶以降低表面积、困住湿润空气的下陷气孔、更少的气孔、叶面的绒毛,以及储水的厚茎或组织。它们共同使植物在缺水之处存活。
水生植物如何适应其栖息地?
水生植物生活在水中或水面,不会有干枯之虞,因此角质层薄,漂浮叶的上表面可有气孔。它常在组织中具大气室以助漂浮并储气,且支持组织少,因为水会托住它。
仙人掌为何长刺而非宽叶?
宽叶表面积大,在炎热干旱的栖息地会通过蒸腾流失大量水分。仙人掌把叶退化为刺,大大降低表面积从而减少水分流失,同时其厚而绿的茎进行光合作用并储水。
什么是中生植物,为何它通常不像旱生植物或水生植物那样被详细讲解?
中生植物是适应普通栖息地、拥有适中且稳定水分供应的植物,例如大多数园圃与农田作物。由于它既不面临严重缺水,也不面临水分过多,它展现的是均衡的特征组合,而非旱生植物或水生植物的极端适应,因此考题通常只把它当作比较的参照点。
为什么气室对水生植物如此重要?
被称为通气组织的气室贯穿水生植物的茎与叶,同时发挥两种作用。它使组织具有足够的浮力,让叶片与花朵保持靠近水面以获取光照并利于传粉,也储存缓慢扩散到沉水部位的氧气,因为这些部位无法直接与周围的水交换气体。

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