叶片结构与气孔

初中生物叶片解剖结构的三维示意图,展示了二氧化碳吸收与水分流失耦合的稳态模型

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关于此实验

探索叶片横截面,并调节保卫细胞的开合程度。比较二氧化碳供应、光照和湿度如何影响光合作用吸收与水分流失,同时了解主要组织的功能。

学习目标

  • 识别角质层、表皮、叶肉、维管组织和气孔。
  • 解释气孔开放时碳获取与水分流失之间的权衡。
  • 区分手动气孔控制与完整的生理调节模型。

使用方法

  1. 1点击叶片的各个层次,查看其功能。
  2. 2在其他条件保持不变的情况下开闭气孔。
  3. 3将光照降至零,并分别查看吸收量和水分损失。
  4. 4将湿度提高至饱和状态,并比较水分利用率。

模型

细胞间 CO₂ 浓度通过使扩散与吸收相匹配来求解。
水分损失使用传导度和水汽压差计算。

假设

  • 剖面图将组织层分开展示,以便检查;它并非按比例绘制的解剖结构复原图。
  • 电导为 0.003 加上气孔开度平方的 0.2 倍,单位为每摩尔空气、每平方米、每秒。残余电导代表尚未明确的表面通道。
  • 稳态扩散平衡会结合一种随光照和内部 CO₂ 浓度趋于饱和的吸收规律,求解内部 CO₂ 浓度。该模型未考虑光合呼吸和外部边界层。
  • 水蒸气电导是 CO₂ 电导的 1.6 倍,并采用总压为 101.3 kPa 时的水蒸气压差。
  • 气孔开闭是手动的。该模型不会在黑暗中自动关闭气孔,也不会对激素或叶片水分状态作出响应。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1即使光合吸收量为零,手动打开的气孔为什么仍会失水?
  2. Q2当水通量为零时,为什么水分利用比无法定义?

常见问题

为什么没有“运行”按钮?

显示的解剖结构和气体通量代表稳态实验。移动控件会立即准备另一个状态。

气孔开放是否总意味着更高的净碳收益?

该模型报告的是不包括呼吸作用的光合吸收量。它不能预测整株植物的净收益或所有胁迫。