叶的结构与功能,范例作答
叶的结构与功能的完整范例作答,原创结构题与作文题,标出评分要点关键词。
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本主题如何考查
- 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。
范例作答结构
- 看清指令词,按分作答,每分给一个清晰要点。
- 在解释之前,先准确定义关键生物术语。
- 按正确顺序解释过程或原因,使用准确的术语。
- 必要时加上有标签的图或范例。
- 以题目要求的联系收尾(原因→结果、结构→功能)。
完整范例作答
某学生获得一张叶横切面的照片。解释为何在光学显微镜下栅栏叶肉看起来比海绵叶肉的绿色更深。
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栅栏叶肉细胞比海绵叶肉细胞含有更多的叶绿体,且细胞排列更紧密、彼此之间的气室更少。由于叶绿素集中在叶绿体中,单位面积叶绿体越多的组织透过的光线越少,在显微镜下看起来颜色越深。相比之下,海绵叶肉具有较大的气室、每个细胞的叶绿体也较少,因此颜色较浅。
叶绿体排列紧密叶绿素气室栅栏叶肉
就保卫细胞的结构而言,解释保卫细胞膨胀时气孔如何打开。
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保卫细胞面向气孔一侧的细胞壁比外侧更厚。当水分因渗透作用进入保卫细胞,由于细胞内的水势低于细胞外,细胞变得膨胀,对细胞壁施加更大的膨压。由于这种厚薄不均,较薄的外壁比较厚的内壁伸展得更多,使这对保卫细胞相互向外弯曲,打开它们之间的气孔。当保卫细胞失水而变得松弛时,膨压下降,细胞恢复平直,气孔随之关闭。
保卫细胞膨胀厚薄不均的细胞壁渗透作用弯曲气孔
使用测量计比较带叶枝条在静止空气与电风扇吹动空气中的吸水速率。说出并解释预期读数的差异。
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预期在风扇吹动的空气中吸水速率高于静止空气。这是因为空气流动会消除原本在静止空气中形成于气孔附近的潮湿边界层,从而在叶片内部气室与外界空气之间维持更陡的水蒸气浓度梯度。这一更陡的梯度加快了水蒸气经气孔扩散排出的速率,进而加快枝条为补充失水而吸水的速率,使测量计的读数升高。
测量计空气流动边界层水蒸气浓度梯度蒸腾速率
定义植物的补偿点,并解释当光照强度低于此点时的净气体交换情况。
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补偿点是植物光合作用速率恰好等于其呼吸作用速率时的光照强度。当光照强度低于补偿点时,光合作用速率低于呼吸作用速率,因此植物无法产生足够的氧气来满足自身呼吸作用的需求。结果,植物成为从周围空气中净吸收氧气、并向周围空气净释放二氧化碳的状态。
补偿点光合作用速率呼吸作用速率净吸收氧气净释放二氧化碳
运用表面积与扩散距离等术语,解释叶片的形状如何使其成为高效的光合作用器官。
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宽而薄的叶片相对于其体积拥有较大的表面积,使其能比厚而窄的叶片同时吸收更多的光线与二氧化碳。这种薄的形状也缩短了叶片表面与内部叶肉细胞之间的扩散距离,使二氧化碳能更快到达叶绿体,并减少气体与光线到达每个进行光合作用的细胞所需的时间。
较大表面积叶片薄扩散距离短光线吸收二氧化碳
叶片失去的水分远多于其在光合作用中所使用的水分。解释这一现象的原因,并说出一项限制水分流失量的结构特征。
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让二氧化碳扩散进入以供光合作用的气孔,不可避免地也会让水蒸气按其自身的浓度梯度扩散排出。因此,蒸腾作用是气体交换不可避免的副作用,而不是植物能够完全控制的过程,所以失去的水量远超过光合作用反应本身所使用的水量。上表皮的蜡质角质层是限制水分流失的一项结构特征,因为它减少了直接从叶片表面发生的蒸发,迫使大部分水分流失只能经由气孔发生。
气孔气体交换副作用角质层防水层
解释中脉在支持叶片各项功能中的作用。
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中脉含有叶片的主要维管束,即木质部与韧皮部,负责把水与矿物质运入叶片,并把糖分运出叶片。除了运输作用外,中脉还为薄而柔软的叶片提供机械支撑,使其保持挺立并以一定角度朝向光源。若没有这种支撑,叶片会塌陷并与相邻叶片重叠,从而减少每片叶用于光合作用所能截获的光量。
维管束机械支撑木质部与韧皮部截获光线
能得分的用语
- 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。
常见问题
为什么光合作用大多在栅栏叶肉中进行?
为什么气孔大多在叶的下表面?
什么是补偿点?
叶的结构与功能的更多资源
来源:SRC-DSKP-EN
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