叶的结构与功能

本章也介绍补偿点，即光合作用与呼吸作用相平衡之处。

保卫细胞控制每个气孔的开合：当保卫细胞吸水并变得膨胀时，其厚薄不均的细胞壁向外弯曲，把气孔拉开；当它们失水而变得松弛时，气孔便关闭。这一机制把叶片的水分状况与当时能进行多少气体交换和蒸腾直接联系起来。

贯穿叶片的叶脉含有木质部，负责把水分与溶解的矿物质从根部向上运送，以及韧皮部，负责把光合作用产生的糖分运往植物其他部位；这两种组织对维持叶肉细胞的供应与产能都不可或缺。

叶片失水的速度远快于其用水速度：植物通过根部吸收的水分中，通常只有不到百分之一真正用于光合作用或构建新的植物组织，其余几乎全部从叶肉蒸发，并以蒸腾作用的形式经气孔扩散排出。

植物学上常用测量计间接估算蒸腾速率，方法是测量植物枝条随时间吸水的快慢；由于枝条吸收的水分几乎全部最终以水蒸气形式流失，吸水速率可以很好地估算特定条件下的蒸腾速率。

中脉与叶柄虽然大部分由维管组织与支持组织构成，而非光合细胞，却能撑起叶片并使其朝向光源；若没有这种支持，薄薄的叶片便会塌陷并与相邻叶片重叠，从而减少每片叶所能截获的光量。

本章的内容标准

1. 17.1 叶的结构
2. 17.2 叶作为主要的气体交换器官
3. 17.3 叶作为主要的蒸腾作用器官
4. 17.4 Main Organ for Photosynthesis
5. 17.5 Compensation Point

关键概念

叶的结构

自上而下：蜡质角质层、上表皮、栅栏叶肉、海绵叶肉、带气孔的下表皮，以及叶脉。

气体交换的主要器官

气孔让二氧化碳进入、氧气排出；海绵叶肉有供扩散的气室。

蒸腾的主要器官

水从叶肉蒸发，经气孔扩散排出。

光合作用的主要器官

近顶部的栅栏叶肉富含叶绿体以捕获光。

适应

宽而薄的叶片、近顶部众多叶绿体、气孔主要位于下表面，使叶高效。

补偿点

光合作用速率恰好等于呼吸作用速率的光照强度，此时无净气体交换。

保卫细胞

每个气孔都由一对保卫细胞围绕；膨胀时，其厚薄不均的细胞壁使这对细胞相互弯曲分开，打开气孔；松弛时气孔关闭，从而调控气体交换与水分流失。

叶中的木质部与韧皮部

叶脉含有木质部，把水分与矿质离子从根部运送到叶肉；也含有韧皮部，把光合作用产生的糖分运送到植物其他部位。

角质层

覆盖上表皮（下表皮也有较少覆盖）的蜡质防水层，可减少经叶片表面本身失去的水分，使大部分水分流失转而经气孔发生。

光合作用速率与光照强度

光照强度从零开始增加时，光合作用速率上升，起初受光照本身限制，随后最终受二氧化碳浓度或温度等其他因素限制，此后光照再增加也不再提高速率。

表面积与体积之比

叶片宽而扁平的形状使其相对于体积拥有较大的表面积，从而增大了可用于吸收光线、进行气体交换与散失水分的面积，而这些过程都发生在叶片表面而非其内部体积中。

边界层与湿度

气孔外侧可能形成一层静止的薄湿空气层；风或空气流动会扰乱这层空气，通过在叶片与周围空气之间维持更陡的水蒸气浓度梯度来提高蒸腾速率。

中脉与叶柄

中脉是贯穿叶片全长、增厚的中央叶脉，叶柄是连接叶片与茎的柄；两者都含有维管组织，为薄薄的叶片提供机械支撑，使其能以一定角度朝向光源。

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

• 标注叶的横切面并说明每部分的功能。
• 把叶的某项适应与光合、气体交换或蒸腾联系起来。
• 解释补偿点。
• 解释保卫细胞如何打开与关闭气孔。
• 把叶脉与其所含的两种运输组织及各自功能联系起来。
• 在光合速率对光照强度的图像中辨认限制因素。
• 解释为什么根部吸收的大部分水分经蒸腾流失，而不是用于光合作用。
• 描述测量计如何估算蒸腾速率。

常见错误

学习本章

本章的结构

• 叶的结构
• 气孔的结构与功能
• 保卫细胞的结构与功能

本章的实验

• 比较单子叶植物与双子叶植物叶片的气孔分布
• 研究环境因素对蒸腾速率的影响
• 研究光照强度对光合作用速率的影响

关键术语

气孔保卫细胞栅栏叶肉角质层

常见问题

来源:SRC-DSKP-EN, SRC-FORMAT