不同土壤条件对番茄叶片气孔导度的影响

气孔导度 33

气孔导度：概念分析、考向研究和备考建议 山东费县第二中学朱瑛 “气孔导度”逐渐成为近两年高考命题的热点：四川卷在2009、2012、2013都进行考查，2014年安徽卷、上海卷、山东卷均有体现。本文通过分析气孔导度的概念与相关生理过程，以典型高考试题为例研究气孔导度在高考中的考查方向，并提出了相关的备考建议。在教材中没有明确的介绍，在试题中作为信息资料出现，通过控制气孔的关闭影响光合作用的暗反应及蒸腾作用。 一、气孔导度的概念及其生理与光合速率分析 气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。气孔导度表示的是气孔张开的程度，植物通过调节气孔孔径的大小控制植物光合作用中CO2吸收和蒸腾过程中水分的散失，气孔导度的大小与光合及蒸腾速率紧密相关。植物在光下进行光合作用，经由气孔吸收CO2，所以气孔必须张开，但气孔开张又不可避免地发生蒸腾作用，气孔可以根据环境条件的变化来调节自己开度的大小而使植物在损失水分较少的条件下获取最多的CO2。一般用气孔导度表示，其单位为mmol·m-2·s-1，也有用气孔阻力表示的，它们都是描述气孔开度的量。在许多情况下气孔导度使用与测定更方便，因为它直接与蒸腾作用成正比，与气孔阻力呈反比。 叶片光合速率与气孔导度呈正相关，当气孔导度增大时，叶片光合速率相应增大。气孔导度不同时，植物光合速率的变化幅度也有所不同：气孔导度较大时，气孔导度变化所引起的光合速率变化比气孔导度较小时要大。气孔导度的大小，跟水分含量关系较密切，当水分亏缺时叶片中脱落酸量增加，从而引起气孔关闭，导度下降，光合速率也下降。 二、考查气孔导度题型 1. 命题形式 多结合图形进行考查。柱形图、曲线图、表格等是常见的考查形式，尤其以曲线图最多。在曲线中以多因子变量光合作用速率的影响，多因子之间的关系都是相互制约的，是影响光合作用速率的因素。 【典例1】（2014年山东卷·26题·11分）.我省某经济植物光合作用的研究结果如图。 （1）图甲表示全光照和不同程度遮光对该植物叶片中叶绿素含量的影响。叶绿素存在于叶绿体中的___________上。需先用___________（填溶剂名称）提取叶片中的色素，再测定叶绿素含量。用纸层析法进一步分离色素时，叶绿素a和叶绿素b在层析液中溶解度较大的是_____________。据图分析，该植物可通过___________以增强对弱光的适应能力。 （2）图乙表示初夏某天在遮光50%条件下，温度、光照强度、该植物净光合速率和气孔导度（气孔张开的程度）的日变化趋势。8：00到12：00光照强度增强而净光合速率降低，主要原因是___________。18:00时叶肉细胞内产生ATP的细胞器有。 （3）实验过程中，若去除遮光物，短时间内叶肉细胞的叶绿体中C3化合物含量_____________。

光合作用分析仪蒸腾速率计算公式

光合作用分析仪计算公式 净光合速率、蒸腾速率等公式事实上来源于von Caemmerer 和 Farquhar1模型.注意：方程式中参数代表仪器默认值，需根据实际测量值修改。 蒸腾速率 在开路系统中，水蒸气总量是平衡的(如下图所示)： sE=u o w o-u i w i(1-1) s 叶面积(m-2) E 蒸腾速率(mol m-2 s-1) u o出室空气流量(mol s-1) u i入室空气流量(mol s-1) w o出室空气中水的摩尔比(mol H2O mol air-1) w i入室空气中水的摩尔比(molH2O mol air-1) 由于 uo = ui + s E (1-2) 可得 s E = (ui + s E) wo - uiwi (1-3) 重新组合得 u i (w o –w i) Ｅ= (1-4) s (1 - w o ) 公式(１-４)中的参数与LI-6400测量值的关系如下： u i = F / 106 w i = W r /103 w o = W s /103 (1-5)

s = S /104 F ：空气流量(μmol s -1) Wr ：参比水摩尔比(mmol H 2O mol air -1) Ws ：样品水摩尔比(mmol H 2O mol air -1) S ：叶面积(cm -2) 故公式(1－4)可写为： F ( Ws - Wr) E = (1-6) 100S (1000 – Ws ) 水蒸气总导度 叶片总导度(包括气孔导度和边界层导度) g tw (mol H 2O m -2s -1)为： g tw =s l s l w w w w E -+- )21000( (1-7) W l 是指叶内水分的摩尔浓度(mmol H 2O mol -1空气)，由叶面温度T l (℃)和大气压强P (kPa)求得： e ( T l ) W l = ×1000 (1-8) P 函数e (T)是在T 温度时的饱和水蒸气压，计算见公式(14-21)。 LI-6400光合作用分析仪中使用的饱和水蒸气压函数e()来自Buck (1981)3: 17.502T 240.97+ T e ( T ) = 0.61365e (14-21) 这里讨论的T 是温度(℃). LPL 程序执行的函数e() 被命名为SatVap ，(见表15-3)

蒸腾作用

蒸腾作用 生命科学学院 1201班 22号刘晶 蒸腾作用（transpiration）是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中的过程，是与物理学的蒸发过程不同，蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制，因此它是一种复杂的生理过程。其主要过程为：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气.植物幼小时，暴露在空气中的全部表面都能蒸腾. 方式分类编辑 皮孔蒸腾 木本植物经由枝条的皮孔和木栓组织的裂缝的蒸腾，叫做皮孔蒸腾。但是皮孔蒸腾的量非常小，约占树冠蒸腾总量的0.1%。 角质层蒸腾 通过叶片和草本植物茎的角质层的蒸腾，叫做角质层蒸腾，约占蒸腾作用的5%~10%。幼嫩叶子的角质蒸腾可达总蒸腾量的1/3到1/2。一般植物成熟叶片的角质蒸腾，占总蒸腾量的5%～10%。长期生长在干旱条件下的植物其角质层蒸腾更低，其蒸腾总量小于5%。 气孔蒸腾 通过气孔的蒸腾，叫做气孔蒸腾，气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。 气孔是植物进行体内外气体交换的重要门户。水蒸气（H2O）、二氧化碳（CO?）、氧气（O2）都要共用气孔这个通道，气孔的开闭会影响植

物的蒸腾、光合、呼吸等生理过程。 气孔是植物叶片表皮组织的小孔，一般由成对的保卫细胞(guard cell)组成。保卫细胞四周环绕着表皮细胞，毗连的表皮细胞如在形态上和其它表皮细胞相同，就称之为邻近细胞(neighbouring cell)，如有明显区别，则称为副卫细胞(subsidiary cell)。保卫细胞与邻近细胞或副卫细胞构成气孔复合体。保卫细胞在形态上和生理上与表皮细胞有显著的差别。 气孔的形态结构及生理特点： 1. 气孔数目多、分布广气孔的大小、数目和分布因植物种类和生长环境而异（表2-3）。一般单子叶植物叶的上下表皮都有气孔分布，而双子叶植物主要分布在下表皮。浮水植物气孔都分布在上表皮。 2. 气孔的面积小，蒸腾速率高气孔一般长约7～30μm ，宽约1～6μm。而进出气孔的CO2和H2O分子的直径分别只有0.46nm和0.54nm，因而气体交换畅通。气孔在叶面上所占面积百分比，一般不到1%，气孔完全张开也只占1%～2%，但气孔的蒸腾量却相当于所在叶面积蒸发量的10%～50%，甚至达到100%。也就是说，经过气孔的蒸腾速率要比同面积的自由水面快几十倍，甚至100倍。这是因为气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正相关，而与小孔的周长成正相关。这就是所谓的小孔扩散律(small pore diffusion law)。这是因为在任何蒸发面上，气体分子除经过表面向外扩散外，还沿边缘向外扩散。在边缘处，扩散分子相互碰撞的机会少，因此扩散速率就比在中间部分的要快些。扩散表面的面积较大时（例如大孔），边缘

蒸腾作用的争议问题

《现代植物生理学》课程论文 论文题目：蒸腾作用的争议问题 学院：植物科学技术学院 年级：植保0903班 学号： 2009301200722 姓名：张子鹤 2011-4-7

蒸腾作用的争议问题 张子鹤 （华中农业大学植物科学技术学院，湖北武汉 430070） 摘要：蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力。陆生植物在进行光合和呼吸的过程中，以伸展在空中的枝叶与周围环境发生气体交换，然而随之而来的是大量地丢失水分。蒸腾作用消耗水分，这对陆生植物来说是不可避免的，它既会引起水分亏缺，破坏植物的水分平衡，甚至引起祸害，但同时，它又对植物的生命活动具有一定的意义[1]。 成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式。 关键词：蒸腾作用；气孔运动；光照；温度；光合 一、蒸腾作用的概念 蒸腾作用是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中的过程，是与物理学的蒸发过程不同，蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制，因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时，暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。 二、蒸腾作用的过方式 成长植物的蒸腾部位主要在叶片，叶片蒸腾有两种方式： 一是通过角质层的蒸腾，叫做角质蒸腾； 二是通过气孔的蒸腾，叫做气孔蒸腾，气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。 三、蒸腾作用的生理意义 1.蒸腾作用是植物水分吸收和运输的主要动力 蒸腾作用是植物吸收和运输水分的主要动力，可加速无机盐向地上部分运输的速度，可降低植物体的温度，使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。特别是高大的植物，假如没有蒸腾作用，由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生。植株较高部分也无法获得水分，无法取得高空处的充足阳光。 2.矿质盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转

几种植物叶片气孔导度与植物激素对大气湿度

几种植物叶片气孔导度与植物激素对大气湿度的响 应 植物叶片的气孔在调节气体交换方面具有重要作用他们控制着水分的流通和CO2的摄入。光照、温度、水分、大气CO2浓度以及植物激素等环境因子影响了气孔的行为包 括气孔的密度、气孔孔径和气孔开闭等。而这些因素进而影响了植物叶片对气体交换的调节能力。植物不仅通过进化具有能够适应全球气候变化的策略和机制而且植物也在影响和推动着全球气候变化。 植物叶片气孔行为是植物生理生态研究的热点问题自上世纪七十年代以来已有不少学者提出了叶片气孔导度对环境因子响应的气孔导度模型。发展至今描述气孔导度的数学模型主要分为两大类。一类是经验模型另一类模型是优化气孔导度模型。目前的研究结果普遍认为叶片气孔导度与大气湿度或大气饱和蒸汽压差之间的关系主要表现为当大气相对湿度下降或大气蒸汽压差升高时气孔导度逐渐降低并且这种相关性呈现单 一的变化趋势。气孔导度的模型虽然不断的被提出或修改模型中叶片气孔导度（gs）与大气相对湿度(RH)/水汽压亏缺(VD)之间的本质关系仍然呈单一的正相关/负相关。然而近期的一些研究结果却发现现在普遍流行的气孔导度模型如Jarvis模型、BWB(Ball-Woodrow-Berry)模型和Leuning模型的模拟结果与实际测定结果均存在较大偏差。不少学者发现许多植物（花旗松和法国冬青等）的叶片气孔导度对VD的响应表现出一个特别的响应特征即单峰曲线的响应特征。 除了环境因子对叶片气孔的功能产生影响植物的内源激素也参与了叶片气孔对VD 的响应例如脱落酸、赤霉素和吲哚乙酸等。由于叶片中脱落酸能够影响气孔的开闭因此作为叶片气孔对环境因子（特别是逆境）响应的内在因素脱落酸是目前研究植物叶片气孔对环境因子响应的热点。对于控制气孔功能吲哚乙酸和赤霉素与脱落酸具有拮抗作用。 本文研究了山东省济南市及新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐市和吐鲁番市的多种落叶阔叶树种（白蜡树新疆杨毛白杨胡杨山樱花晚樱美洲黑杨I-107欧美杨I-69白玉兰木瓜海棠银杏二球悬铃木红叶樱桃李和银白杨）的叶片气体交换对水汽压亏缺的响应特征。比较了不同气候区在2010年8月份的四种植物（白蜡树新疆杨毛白杨胡杨）的叶

实验6 蒸腾速率的测定

实验六植物蒸腾速率的测定 （离体快速称重法） 一、目的 蒸腾作用是植物的水分代谢的重要过程。蒸腾的快慢与矿质盐等在植物体内上运的速度以及叶温等都有关系，特别是蒸腾速率还可以作为确定需水程度的重要指标。离体快速称重法的特点在于能在自然条件下进行。植物枝条虽然剪离母体，但短时间内在生理上尚无明显变化，因此所求得的蒸腾速率与实际情况近似。但本方法不能连续测量和自动记录较长时间内的蒸腾速率。本实验目的主要是掌握用离体快速称重法测定植物蒸腾速率的原理及方法。 二、原理 植物蒸腾失水，其重量减轻，因此可用称重法测定植物叶片在一定时间内一定叶面积所失水量，从而求出蒸腾速率。 三、材料、仪器设备 1.材料：带枝植物叶片。 2.仪器设备：电子分析天平；剪刀；白纸片。 四、实验步骤 1. 蒸腾测定 在刻度试管中加入蒸馏水，滴1～2滴石蜡，记录刻度1，计时。 选择不带枯叶和花的天竺葵小枝插入试管中。 在光照下2～3小时后，取出枝条，记录刻度2，记录。 2. 叶面积测定（如有条件可用叶面积仪测定） 采用剪纸称重法测定叶面积，其方法如下： 取厚薄一致的硫酸纸，剪成（10cm × 10cm = 1dm2）面积的纸片，称重（mg）。 把被测叶片铺在同样的白纸片上，用铅笔描出被测叶片的叶形状（不带叶柄和枝条）、然后剪下纸叶片，称重（mg）。 按下公式计算被测叶片的叶面积 纸叶片重（mg） 叶面积（dm2）= ————————－ 1dm2纸片重（mg） 五、蒸腾速率计算 蒸腾水量（mg）× 60 蒸腾速率（mgH20·dm－2·h－1）= ———————————————— 叶面积（dm2）× 测定时间（min） 六、注意事项

植物气孔计原理

植物气孔计原理 气孔是植物进行体内外气体交换的主要场所。水蒸汽、CO 2、O 2都要共用气孔这个通道，对应植物的蒸腾、光合、呼吸过程。 1. 气孔导度 植物体内外的气体交换速率与植物体与气体的接触面积成正比。气孔结构大大地增加了叶细胞与气体的接触面。气孔张开时一般长约7～30μm ，宽约1～6μm 。而进出气孔的CO 2和H 2O 分子的直径分别约为0.46nm 和0.54nm ，因而气体交换畅通。气孔越密集，则有效面积就越大，气体交换速率就越快。植物通过气孔的开闭来控制气体交换速率，直接影响蒸腾、光合、呼吸等过程。 由于与植物体的气体交换，气孔内壁的气体与外界大气存在浓度差，气孔内壁的气体经扩散与大气进行交换，交换速率E 与浓度差△C 成正比 写成 l e a f R C E ?= 其中leaf R 称为叶片的扩散阻抗，leaf R 由两部分组成，一部分为气孔内壁到叶表面的阻抗s R ，称为气孔阻抗，另一部分为叶表面到大气的阻抗b R ，称为边界层阻抗。 即b s leaf R R R += 常令： s R C 1≡，称为气孔导度。 不同的叶面，气孔导度C 明显不同。更重要的是C 对气孔的开闭很敏感，C 直接影响植物的蒸腾、光合、呼吸等过程。 2. 气孔计 气孔计是专业测量气孔导度C 的仪器，其设计原理分动态测量和稳态测量。 ①动态气孔计的测量原理： 将叶面密闭在干燥空气的叶夹，由于叶面的蒸腾，叶夹中的湿度随时间增加，增加的速率在一定范围内与气孔导度C 成正比，用与所测气孔导度相近的标准板对仪器进行校准后，即可求出所测叶面的气孔导度。 即：增湿速率：C t RH V ∝??=)( 则：标标C C V V = 得标标 C V V C = 动态气孔计的优点是仪器简单，价格便宜。但其测量值是叶面处于湿度不断增加的环境中气孔导度的平均值，而且需每次校准，和一系列的校准板。 ②稳态气孔计测量原理 将叶面置于开放叶室中，让大气以一定流速进入叶室，分别测量进出叶室的气体湿度，可精确计算出蒸腾速率。

蒸腾作用

北疆棉花光合、蒸腾作用基本特性与测试技术的探讨【摘要】：在北疆大田自然条件下, 棉叶光合晴天日变化呈双峰和单峰两种 形式。光合速率( Pn) 上午大于下午。蒸腾速率( Tr) 呈单峰曲线, 最大值出现在温度最高的15 ∶00～16 ∶00 时。打顶前主茎自上而下第1( 陆地棉) 和第4( 海岛棉) 完全展开叶最高, 打顶后第1 展开叶最高; 在打顶前后均是第1 完全展开叶为最强。高产棉田比普通棉田光合能力强、蒸腾作用大, 且光合增加的量大于蒸腾消耗的量。土壤干旱胁迫时Pn 、Tr 均明显降低。此外, 本文对在大田条件下棉叶光合和蒸腾的测试技术进行了探讨, 并提出了有关注意事项。 【关键词】：棉花；北疆；光合速率；蒸腾速率；测试技术 新疆内陆干旱区不同灌水量对长绒棉光合特性的影响【摘要】：为探索新疆内陆干旱区不同灌水量对长绒棉新海14号光合特性 的影响,利用小区试验,在5种灌水量(W)条件下,对其光合特性进行研究。结果表明:灌水量为7 650 m3/hm2时,叶片净光合速率日变化呈单峰曲线;随着灌水量的降低,其净光合速率日变化呈双峰曲线。新海14号的光补偿点为50μmol/m2·s;灌水量为2 850(m3/hm2)时,其光饱和点为310μmol/( m2·s) ,灌水量为5 475 m3/hm2以上时,其光饱和点为1 280μmol/(m2·s)。叶片的净光合速率及蒸腾速率随灌水量的升高而增加,气孔阻力随灌水量的升高而降低。水分利用效率随着灌水量的降低而提高,呈极显著负相关;棉花产量对灌水量极为敏感。净光合速率与蒸腾速率呈显著正相关,与气孔阻力呈极显著负相关;蒸腾速率与气孔阻力呈显著负相关。新海14号的光合作用最适宜灌水量为6 945 m3/hm2;灌溉的临界值为5 250 m3/hm2。 【关键词】：长绒棉;灌水量;净光合速率 北疆棉花群体光合特性研究 【摘要】：北疆主要棉花品种光合性能的差异主要表现在棉花生育后期, 吐 絮期群体光合速率( CA P ) 与产量呈正相关。盛花期~ 吐絮期, 冠层中的上、中、下层CA P变化具有一定的规律, 吐絮期冠层上层作为棉株C 的主要来源。棉花CA P与光密度通量( PFD)呈极显著正相关。 【关键词】：棉花群体光合北疆