保卫细胞气孔
气孔(器)
植物表皮上两个特化的细胞──保卫细胞和由其围绕形成的开口（孔）的总称。气孔是植物体与外界交换气体的主要门户。有些植物气孔的周围还有一个或几个和一般表皮细胞形状不同的副卫细胞。副卫细胞常常有一定的排列方式。
气孔存在于所在维管植物地上部分的器官中，在叶子上最多。有些苔藓植物也有气孔，如葫芦藓。大多数双子叶植物的保卫细胞为肾形，而单子叶植物多为哑铃形。
气孔开闭的生理生态意义 陆生植物的主要矛盾之一,是在吸收CO2同时，不可避免地散失大量水分。由于植物经常面临水分胁迫,使气孔对环境的响应,倾向于以最小的蒸腾来换取最大的光合作用。气孔昼开夜闭，使叶片白天能进行光合作用，夜间却不蒸腾失水。黎明时气孔很快开启，可使植物在高湿度、低蒸腾情况下固定CO2。之后，随光照增强，气孔开张度加大,可容许更快的CO2交换以利用较多的辐射能。中午的烈日、高温常使植物缺水加剧，气孔趋向关闭。虽暂时妨碍光合作用，但可使植物免受永久性伤害。待水分亏缺缓解后，气孔还可开张。某些沙漠植物的气孔只在凌晨短时间中张开，同化少量CO2，在严酷的干旱中勉强生存。CAM植物的气孔夜开昼闭，将CO2的固定与还原在时间上分开,从而极大地提高了耐旱性和水分利用效率。气孔开闭对环境的不同响应，反映了植物应付生态环境的生存战略的差异。
气孔对环境因素的响应 光照、CO2浓度、水分胁迫和温度是影响气孔开闭的主要环境因素。多数植物的气孔早晨随光强增强而开张，黄昏时随光照减弱而关闭〔景天科酸代谢(CAM)植物相反〕。叶子中CO2含量减低时,气孔开张；反之关闭。光与CO2能分别影响气孔运动。例如低于光补偿点的弱光就能引起气孔开张，蓝光的作用远高于红光;用无CO2的空气吹过叶肉细胞间隙会使在暗中关闭的气孔张开,高浓度CO2使气孔在光下闭合等。但在昼夜节奏现象中，二者有交互作用。土壤缺水和大气干旱均能引起气孔关闭。气孔开张度有最适温度；温度过低或过高都不利于气孔开放。在自然环境下，气孔的开闭受多种环境因素的综合影响；也受内部因素如叶龄、发育阶段等的制约。
关于气孔的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 观察植物叶片气孔的结构和分布；2. 探究气孔的开闭原理及其与植物生理功能的关系；3. 深入了解气孔在植物生理过程中的作用。
二、实验材料与用具1. 实验材料：新鲜菠菜叶、新鲜苹果叶、洋葱鳞片叶；2. 实验用具：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、吸水纸、滴管、显微镜载物台、显微镜支架、显微镜目镜、显微镜物镜、显微镜光源、显微镜调节旋钮、显微镜细准焦螺旋、显微镜粗准焦螺旋。
三、实验步骤1. 取三片不同植物叶片，分别放置在载玻片上；2. 用镊子轻轻撕取叶片下表皮，制成临时装片；3. 将临时装片放置在显微镜载物台上，调整显微镜物镜和目镜，使视野清晰；4. 观察叶片下表皮的气孔结构，记录气孔的形状、大小、分布情况；5. 调整显微镜光源，观察气孔的开闭现象；6. 分别对菠菜叶、苹果叶、洋葱鳞片叶进行实验，比较不同植物气孔的差异；7. 根据实验结果，分析气孔的开闭原理及其与植物生理功能的关系。
四、实验结果与分析1. 观察结果显示，三种植物叶片下表皮均存在气孔。
气孔呈椭圆形或圆形，大小不一，分布较为均匀。
2. 在显微镜光源的照射下，气孔可以观察到开闭现象。
气孔在正常情况下处于开启状态，便于气体交换；在逆境条件下，气孔关闭，减少水分蒸发，降低植物体内水分损失。
3. 菠菜叶、苹果叶、洋葱鳞片叶的气孔结构存在一定差异。
菠菜叶气孔较大，苹果叶气孔较小，洋葱鳞片叶气孔形状不规则。
这可能与不同植物的生理功能和生活习性有关。
五、实验结论1. 植物叶片下表皮存在气孔，气孔在植物生理过程中发挥着重要作用；2. 气孔的开闭受外界环境因素和植物自身生理调节的影响；3. 不同植物的气孔结构存在差异，这与植物的生理功能和生活习性密切相关。
六、实验注意事项1. 在实验过程中，要注意保护显微镜，避免碰撞和损坏；2. 操作显微镜时，要保持手的稳定，避免抖动；3. 观察气孔时，要注意调整显微镜光源，使视野清晰；4. 实验过程中，要注意观察气孔的开闭现象，记录实验结果。
高考生物微专题5 气孔与细胞代谢
微专题5气孔与细胞代谢[知识必备]气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。
通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸气。
气孔的运动可以影响光合作用、细胞呼吸及蒸腾作用。
1.气孔的结构及分布气孔由两个肾形的保卫细胞(内含叶绿体)构成。
气孔一般分布在陆生植物如阳生植物下表皮，浮水植物只在上表皮分布。
2.气孔的开闭植物气孔的开闭运动关键在于保卫细胞吸水膨胀变化。
由于保卫细胞的内外壁厚度不一样，当保卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁就会伸长，细胞向内弯曲，于是气孔就张开；当保卫细胞失水时，气孔就关闭了。
3.调节气孔开闭的因素(1)光植物气孔一般是按昼夜节律开闭：白天打开气孔进行光合作用，晚上通过关闭气孔来减少水分损失。
(2)CO2浓度低浓度CO2气孔开启。
(3)含水量干旱或蒸腾过强失水多气孔关闭。
(4)植物激素细胞分裂素促进气孔开放，而脱落酸却引起气孔关闭。
[对点小练]1.(2019·全国卷Ⅰ，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。
回答下列问题。
(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的主要原因是___________________________________________________。
(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA 引起的。
请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。
要求简要写出实验思路和预期结果。
答案(1)增强(2)降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。
预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA 处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。
气孔状态观察实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 通过观察植物叶片气孔的状态，了解气孔的开闭规律及其与植物生理活动的相关性。
2. 掌握使用光学显微镜观察植物叶片气孔的方法和技巧。
二、实验原理气孔是植物叶片表皮上的微小开口，是植物体与外界进行气体交换的重要通道。
气孔的开闭受多种因素影响，如光照强度、温度、湿度等。
本实验通过观察植物叶片气孔的开闭状态，分析气孔与植物生理活动的关系。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：新鲜植物叶片（如菠菜、玉米叶等）、载玻片、盖玻片、清水、镊子、剪刀、酒精灯、火柴、显微镜等。
2. 实验仪器：光学显微镜、白炽灯、计时器、温度计、湿度计等。
四、实验步骤1. 准备实验材料：将新鲜植物叶片用剪刀剪成适当大小的叶片，放入装有清水的培养皿中，保持叶片湿润。
2. 制备临时装片：用镊子取一片叶片，用剪刀从叶片的下表皮处撕下一小块，放置在载玻片上，用盖玻片覆盖。
3. 观察气孔状态：将临时装片放置在显微镜下，调整焦距，观察叶片气孔的开闭状态。
4. 记录观察结果：观察气孔在不同时间段的开闭状态，如光照、温度、湿度变化时气孔的开闭情况，并记录在实验记录表中。
5. 分析实验结果：根据观察结果，分析气孔开闭与植物生理活动的关系。
五、实验结果与分析1. 观察结果：（1）在光照条件下，气孔张开，植物进行光合作用、呼吸作用和蒸腾作用；（2）在黑暗条件下，气孔关闭，植物光合作用停止，呼吸作用和蒸腾作用减弱；（3）温度升高，气孔张开，蒸腾作用增强；（4）湿度降低，气孔张开，蒸腾作用增强。
2. 分析结果：（1）气孔的开闭与植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用密切相关；（2）气孔的开闭受光照、温度、湿度等因素的影响；（3）气孔是植物体与外界进行气体交换的重要通道，其开闭状态反映了植物体的生理活动状况。
六、实验结论通过本次实验，我们了解了气孔的开闭规律及其与植物生理活动的相关性。
气孔的开闭受光照、温度、湿度等因素的影响，是植物体与外界进行气体交换的重要通道，反映了植物体的生理活动状况。
六论述题1.试述气孔运动的机理2.试述水对植物生长发育的影响
六论述题1.试述气孔运动的机理2.试述水对植物生
长发育的影响
1.试述气孔运动的机理
气孔开闭由保卫细胞吸排水引起，因此气孔开闭机理的研究主要是研究保卫细胞任何吸、排水的。
1、无机离子吸收假说：实验：用K+预处理叶片表皮，使K+进入保卫细胞，再移至清水中结果气孔开放。
由此推论保卫细胞中高浓度的K+是气孔开放的关键。
根据上述试验有人提出无机离子假说，认为：照光→ ATP上升→质膜H+-ATP泵活化→ H+排出→同时带动K+进入→水势下降→保卫细胞吸水→气孔张开。
2、苹果酸－生成假说：照光后由于C4途径的存在，形成了草酰乙酸，引起了保卫细胞水势的下降。
3、淀粉-糖转化学说：植物在光下，保卫细胞进行光合作用，导致 CO2 浓度的下降，pH 值升高，淀粉磷酸化酶促使淀粉转化为葡萄糖-1-磷酸，细胞里糖分高，水势下降，吸收水分，气孔开放。
在暗中，呼吸积累 CO2和H2CO3，使pH 值下降，淀粉磷酸化酶促使糖转化为淀粉，细胞里糖分低，水势升高，排出水分，气孔关闭。
2.试述水对植物生长发育的影响
植物的生长、发育、繁殖、休眠等都与水分有密切的关系。
水是植物生长必不可少的重要条件，植物必须在适宜的空气湿度和土壤湿度条件下才能正常生长。
活的植物体重的80%以上都是水分。
水是绿
色植物进行光合作用的重要原料之一。
花卉植物的一切生理活动，离开水都无法进行。
气孔的结构及运动
气孔的结构及运动气孔是植物叶表皮组织上的小孔，为气体出入的门户，气孔在叶的上下表皮都有，但一般在下表皮分布较多，花序，果实，尚未木质化的茎，叶柄等也有气孔存在。
气孔的大小随植物的种类和器官而异，一般长约20~40um，宽约5~10um.每平方厘米叶面上约有气孔2000~4000个。
气孔是由两个保卫细胞围绕而成的缝隙，保卫细胞有两种类型：一类存在于大多数植物中，呈肾形；另一类存在于禾本科与莎草科等单子叶植物中，呈哑铃形，与其他表皮细胞不同，保卫细胞中有叶绿体和磷酸化酶，保卫细胞与叶肉细胞也不同，前者叶绿体较小，数目较少，片层结构发育不良，且无基粒存在，但能进行光合作用，保卫细胞内外壁厚度不同，内壁厚，外壁薄，当液泡内溶质增多，细胞水势下降，吸收邻近细胞的水分而膨胀，这时较薄的外壁易于伸长；细胞向外弯曲，气孔就张开。
反之，当溶质减少，保卫细胞水势上升而失水缩小，内壁伸长互相靠拢，导致气孔关闭。
这种自主运动可以根据体内水分的多少自动控制气孔的开闭，以调节气体交换和蒸腾作用。
气孔总面积只占叶面积的1%~2%，但当气孔全部开放时，其失水量可高达与叶面积同样大小的自由水面蒸发量的80%~90%，为什么气孔散失水分有这样高的效率呢？当水分从较大的面积上蒸发时，其蒸发速率与蒸发面积成正比；但从很小的面积上蒸发时，其蒸发速率与周长成正比，而不与小孔的面积成正比。
这是因为气体分子穿过小孔时，边缘的分子比中央的分子扩散速度较大，由于气孔很小，符合小孔扩散原理，所以气孔蒸腾散失的水量比同面积的自由水面蒸发的水量大得多。
如上所述，气孔运动是保卫细胞内膨压改变的结果。
这是通过改变保卫细胞的水是而造成的。
人们早知道气孔的开闭与昼夜交替有关。
在温度合适和水分充足的条件下，把植物从黑暗移到光照下，保卫细胞的水势下降而吸水膨胀，气孔就张开。
日间蒸腾过多，供水不足或在黑夜时，保卫细胞因水势上升而失水缩小，使气孔关闭。
是什么原因引起保卫细胞水势的下降与上升呢？目前存在以下学说：1，淀粉—糖转化学说,光合作用是气孔开放所必需的。
水分充足→保卫细胞吸水膨胀→气孔张开→蒸腾作用增强水分缺少
水是从上、下表皮的什么地方 散发出来的呢？
活动：（分组实验）
将叶子浸在盛有热 水的烧杯中，仔细观察 叶片两面的气泡数目哪 一面多？为什么？
要求：1、将叶子放入水中后就不要再动了；
温度、阳光、Βιβλιοθήκη 度、风等。一般情况下：湿度小、气温高、光照强 蒸腾作用就强
湿度大、气温低、光照弱 蒸腾作用就弱
（四）探究实验：水从叶的什么部位散发出来？
实验原理：蓝色氯化钴滤纸遇水变红色。
一起动手实验吧！ 操作要点
探究实验：水从叶的什么部位散发出来？ 实验原理：蓝色氯化钴滤纸遇水变红色。
实验现象： （1）贴在上、下表皮的氯化钴滤纸都变红色。
2、放在阴暗潮湿的环境中，水银柱 会上升，但非常缓慢，为什么？
3、用电吹风吹叶片，水银柱会 迅速上升，为什么？
4、放在夏天的烈日下，水银柱 不会缩短，为什么？
你说我说：
以土壤中的水的身份对自己在 植物体内的旅行作一下自我介绍。
读图 水、无机盐的运输
水、无机盐的运输：
小结
水、无机盐的运输
根尖吸收 水分和无 机盐
根、茎木质部中导管运输
叶柄中的导管
叶肉细胞光合作用或叶片气孔蒸腾散失
中考资源网
课外 大树底下好乘凉的科学依据
探讨
我愿做一片绿叶！
谢 谢！
1、在春天的阳光下，水银柱会有什么变化？
－－水银柱会上升。 －－因为在春天的阳光下，使气孔打开，
且气温升高，蒸腾作用会加强。 2、放在阴暗潮湿的环境中，水银柱会有什么变化？
一株玉米从出苗到结实的一生中，大约要 消耗204千克的水，其中作为组成部分的水 1.87千克，维持生理过程的水0.25千克，
气孔保卫细胞信号转导中的第二信使
气孔保卫细胞信号转导中的第二信使1新2孟繁霞张蜀秋3 娄成后(中国农业大学生物学院农业部植物生理生化重点开放实验室,北京100094) 刘Second Messengers in Gu ard Cell sL I U X in , ME NG Fan2X ia ,ZHANG S h u2Qiu , LOU Cheng2H o u ( C ollege o f Biological Sciences , C hina Agricultural University , L a boratory o f Plant P hysiology , Biochemistry , Ministry o f Agriculture , PR .C hina , Beijing 100094)提要介绍了保卫细胞信号转导中第二信使的种类、特征、调控机制以及第二信使之间的相互作用,特别是钙信使和质子信使之间的相互关系。
激信号(无论环境还是内源刺激信号) 在保卫细胞中的转导过程几乎都是以C a2 + 作为第二信使。
气孔保卫细胞在静息态时能维持低的胞质C a2 +C a2 +关键词气孔保卫细胞第二信使p H信号转导IP ΠDG3 ( C a 2 + ] ) 水平,而在刺激响应中C a 2 + ]则显著变i i化, 如在AB A1 ,2 、I AA3 、C O 4 、氧化胁迫5 、外源22 + 6 ,7 2 +C a 等的刺激下,保卫细胞胞质C a ]i 都有升气孔是植物与外界环境进行气体交换的门户, 其开闭调控着光合作用和蒸腾作用,在植物生命活动中起作用。
气孔保卫细胞对多种刺激如光、湿度、C O2 、脱落酸(AB A) 、生长素( I AA) 等作出反应;接受刺激后可快速改变离子的运输, 保卫细胞体积随之发生变化。
在这一过程中发生的渗透势变化较易测定,保卫细胞已成为研究植物细胞接受刺激并作出反应的模式系统。
一般认为,气孔开闭过程中信号转导的基本进程是:当外界信号作用于保卫细胞时,首先被保卫细胞质膜上的受体所感受, 通过跨膜转换, 由胞内第二信使( 钙信使、质子信使、1 ,4 ,52三磷酸肌醇( IP3 ) Π二脂酰甘油(DG) 信使等) 转导,并激活多种离子通道以及和生理生化反应相关的酶类, 进而调控气孔的运动。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
资料：一株玉米从出苗到结实的一生中，大约 要消耗的水如下表所示：
玉米一生 总吸水量 作为组成 成分的水 维持生理 过程的水 没被直接 利用的水
占总吸水量的
204228 g
百分比
被
1872 g
0.92%
直 接
利
250 g
0.12%
用 的
水
202106 g
98.96%
思考：吸收的水分中大约99％的水哪里去了呢？
2.蒸腾作用的主要器官是叶。
复习回顾之“叶片结构”
叶4 脉（里有导管） 上1 表皮 叶3 肉 下2 表皮 气5 孔
叶片结构示意图
合作释疑之“观察叶片表面的气孔”
实验目的： 1. 认识气孔的结构 2. 画气孔及叶片的表皮细胞图
材料用具： 新鲜的（或萎蔫的）田七、燕子掌叶片、清水、
烧杯、胶头滴管、镊子、纱布、载玻片、盖玻片、 显微镜等
蒸腾作用
意义1: 蒸腾作用能促进水分的吸收， 同时拉动水分和无机盐在植 物体内的运输 。
回馈导入之“蒸腾作用的意义”
2.炎热的夏天路面温度高达40多度，而杨树的叶子却没有被 灼伤的原因是什么？
蒸腾作用降低叶面温度防止 因气温过高被灼伤。
意义2: 蒸腾作用能降低植物 叶片表面的温度，避 免其因温度过高而灼 伤植物。
1.气孔是怎样构成的？ 气孔由一对半月形的保卫细胞围成的空腔
表皮细胞
保卫细胞 气孔
生成反馈之“观察叶片表面的气孔”
2.新鲜叶片上的气孔与萎蔫叶片上的气孔有什么不同？ 由此你能推测出气孔有什么作用？
新鲜叶片
萎蔫叶片
气孔作用：是植物蒸腾失水的“门户”，
也是气体交换的“窗口”。
生成反馈之“观察叶片表面的气孔”
达标检测
独立完成学案上的达标检测
同桌互批，红笔纠错
1.B 2.D 3.A 4.C 5.C 6.（1）保卫细胞；气孔；表皮细胞
（2）A；蒸腾作用
课外延伸之提高植物的成活率
链接济宁：从2017至今，济宁都走在创造文明城市的路上，各县市 区均投入一定财力进行城市绿化。移栽植物时，为了提高成活率，应 采取哪些措施？
1.去掉一部分枝和叶； 2.移栽的幼苗还需进行遮阳；
3.尽量在傍晚或阴天移栽； 4.带土移栽，保护幼根和根毛；
谢 谢！
占总吸水量的
204228 g
百分比
被
1872 g
0.92%
直 接
利
250 g
0.12%
用 的
水
202106 g
98.96%
回馈导入之“蒸腾作用的意义”
结合课本P50第二段内容及生活经验， 分析下列问题：
1.俗话说“人往高处走，水往低处流”。 但是校园内许多高达十几米的杨树，他 们所需要的水分和无机盐能源源不断向 上运输到植物的各个组织器官的动力是 什么？
合作释疑之“观察叶片表面的气孔”
温馨提示： 1. 注意撕取叶的下表皮（无色透明薄膜），尽量不 要带叶肉部分。 2.显微镜对好光后先用低倍镜观察再用高倍镜观察； 3.小组分工合作，一人用新鲜叶制临时装片，一人用 萎蔫叶制临时装片，一人操作显微镜对光观察并画图， 一人协助实验。然后再共同观察。
合作释疑之“观察叶片表面的气孔”
第三章.第二节 绿色植物参与生物圈的水循环
（第一课时）
设问导读
1.什么叫蒸腾作用？它主要是通过绿色植物的哪一 个器官来实现的？ 2.植物体是通过哪一个结构散失水分的？它是怎 样构成的？(重点) 3.蒸腾作用对植物体本身来说有什么意义？
自主研学之“蒸腾作用”
有叶片
无叶片
1.A、B塑料袋的内壁有什么现象产生？
有水珠产生 说明植物体散失水分
说明植物体散失水分的主要器官是
A中的水珠明显比B多 叶片。此外，幼嫩的茎也能少量地
散失水分。
2.想一想：袋内的水珠是以液体形式还是以气体状 态散发出来的呢？
是以气体状态散发出来的。
生成反馈之“蒸腾作用”（P49）
1.蒸腾作用： 水分从活的植物体表面以水本P50第一段和小资料的内容（注 意红笔圈画），讨论下列问题并完成学案:
1.气孔是怎样构成的？
2.新鲜叶片上的气孔与萎蔫叶片上的气孔有什么不同？ 由此你能推测出气孔有什么作用？（P50图Ⅲ-29）
3.气孔是如何实现张开闭合的？有谁来调节？（P50小 资料）
生成反馈之“观察叶片表面的气孔”
3.气孔是如何实现张开闭合的？有谁来调节？ 气球模拟实验：
保卫细胞吸水膨胀时，气孔张开； 保卫细胞失水收缩时，气孔闭合。
气孔的开闭是由保卫细胞 控制的。
回馈导入之“蒸腾作用的意义”
一株玉米从出苗到结实的一生中，大约要消耗 的水如下表所示：
玉米一生 总吸水量 作为组成 成分的水 维持生理 过程的水
蒸没利腾 被 用作 直 的用 接 水