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第5节 植物的叶与蒸腾作用
考点一、叶的结构
（一）叶的形态
自然界中，不同植物的叶的大小和形状差异很大。例如，王莲漂浮于水面的圆形叶直径可超过2米，而浮萍的叶只有几毫米；枫香的叶宽大如拳，而松树的叶细如缝衣针。叶的形态、结构和功能等特征与植物生长的环境密切相关。
(1)生活在潮湿阴暗环境下的植物，一般叶片较大且叶表面无角质层，以增加换气的面积。
(2)生活在干旱环境下的植物，叶片一般较小甚至退化成针刺状(如刺叶石竹)或小鳞片状(如麻黄)，叶表面多覆盖有蜡质和不易透水的角质层。
（二）叶的结构
叶的形态虽然是多种多样的，它的基本结构却是相似的。
(1)叶的结构:植物的叶一般由叶柄和叶片组成。叶片通过叶柄着生在茎上。
(2)叶片的结构:叶片是叶的主要部分，由表皮、叶肉和叶脉等结构组成。
①表皮:表皮覆盖在叶片的表面，分为上表皮和下表皮，由一层形状不规则、排列紧密、无色透明的表皮细胞构成，有利于光线的透过和对叶片内部结构的保护，并能防止水分散失和病虫的侵害。
②叶肉:叶肉在上、下表皮之间，由含有许多叶绿体的薄壁细胞组成，是植物体进行光合作用的主要场所。在能区分背腹面的叶片中，叶肉明显地分为栅栏组织和海绵组织两部分。
③叶脉:是生长在叶片中的维管束，多由导管和筛管构成，是水分、无机盐、有机物的运输通道，同时对叶片有支持作用，使叶片展开，以更多地接受阳光照射。
典例1：（2020八上·宁波月考）下列关于叶片结构特点的叙述不正确的是（ ）
A．叶片上的气孔是植物蒸腾失水的“门户”
B．一般叶片上表皮的气孔多，下表皮的气孔少
C．叶片呈绿色，是因为叶肉细胞中含有大量的叶绿体
D．叶脉中含有输导组织
变式1：（2021八下·拱墅期末）如图所示下列关于植物叶片各部分结构和功能的叙述，正确的是（ ）
A．①是叶脉，属于保护组织，对叶起保护作用
B．②和④是表皮，属于输导组织，具有运输作用
C．③是叶肉，属于营养组织，其细胞能进行光合作用
D．⑤是保卫细胞，是植物体与外界进行气体交换的“窗口”
变式2：（2021八上·余姚期末）如图是叶片结构示意图，请据图回答：
（1）图中，[ ] 主要由输导组织构成。
（2）图中，[ ] 的绝大部分属于营养组织。
（3）将刚摘下的叶片放入70℃的热水中（如图所示），会发现叶片表面有许多小气泡产生，并且下表皮的气泡比上表皮的气泡多，这种现象说明了 。
A．下表面接受的光照较强 B．上表面接受的光照较强
C．下表皮的气孔比较多 D．下表面的生命力强
变式3：（2021八下·萧山期末）小叶同学在研究蚕豆叶片上、下表皮气孔密度(单位面积气孔数目)时，采用了以下三种方案进行实验。
方案一：用显微镜观察同一张蚕豆叶片的上、下表皮装片。
方案二：把新鲜的蚕豆叶片浸没在60℃左右的热水中(如图所示)，观察叶片两面的气泡数目。
方案三：在一株生长旺盛的蚕豆植株上选取一片蚕豆叶，用滤纸把它上、下表皮的水分吸干，将两张浸有氯化钴溶液的蓝色滤纸(遇水会变红)相对应地贴在叶片上、下表皮的表面，并用回形针将其固定，观察贴在叶片上、下表皮上的滤纸，哪一张先变色，哪一张的颜色深一些。
（1）采用方案________可以观察到叶片的保卫细胞。
（2）方案二中观察到________现象，说明叶片下表皮气孔密度比上表皮大。
（3）小叶采用方案三进行实验，贴上滤纸后经过较长时间，发现两张蓝色滤纸颜色都变为一样红。于是认为蚕豆叶片上、下表皮气孔同样多，与方案二实验结论不一致。于是去问老师，老师询问了小叶的实验过程后，指出小叶用方案三所做实验的结论不可靠。你认为老师这样判断的理由是________。
考点二、蒸腾作用
（一）观察植物蒸腾失水现象
(1)实验过程
①选取一盆正处于生长旺盛期的阔叶植物(如天竺葵等)。
②用一透明塑料袋把几片邻近的叶片包扎起来。
③对该植物浇水后，置于阳光下照射。
④观察塑料袋内有没有水珠产生。如果没有水珠产生，请把植物搬到室内使其快速冷却，再观察塑料袋上有没有水珠。
(2)现象：将植物置于阳光下照射一段时间，或照射一段时间搬到室内快速冷却后，可以发现塑料袋内壁上有小水珠产生。
(3)结论：植物进行蒸腾作用散失水分。
（二）蒸腾作用
(1)概念：水分从活的植物体表面(主要是叶片)以气体状态散失到大气中的过程，叫作蒸腾作用。
(2)植物吸收的水分主要用于进行蒸腾作用
植物的根吸收的水分经过茎的运输到达叶后，除小部分用于光合作用等生理过程外，大部分从叶片散失了。事实上，植物根吸收的水分大约有99%是通过蒸腾作用散发出去的，只有约1%的水分会用于光合作用等其他生理过程。
(3)进行蒸腾作用的部位
蒸腾作用主要通过叶片上的气孔进行，在叶柄和幼嫩茎处也能进行。
（三）蒸腾作用的意义
(1)蒸腾作用是水分吸收和运输的主要动力来源蒸腾作用能够产生自下而上的蒸腾拉力，这种拉力是水分从根部运送到茎、枝、叶等部位的主要动力。
(2)蒸腾作用能促进植物对无机盐的运输
蒸腾作用产生拉力能够促进植物体内的水分自下而上运输，也利于溶解在水中的无机盐在植物体内的运输。
(3)蒸腾作用能够有效地降低叶片温度
夏天，叶片吸收的光能有一部分会转变成热能，从而使叶片的温度升高。温度过高会影响叶片的光合作用、呼吸作用等生理活动的进行，严重时甚至导致某些叶片生命活动完全停止。蒸腾作用可以在温度偏高的情况下有效地降低叶片的温度。当液态的水汽化成水蒸气，从气孔中散失到大气中时，会带走大量的热量，从而使叶片的温度不会过高。
（四）影响植物蒸腾作用的因素
影响植物蒸腾作用的环境因素有大气的温度、湿度和气流速度等。一般情况下，若气孔周围温度低、湿度大、气流速度慢，则蒸腾作用弱；若气孔周围温度高、湿度小、气流速度快，则蒸腾作用强。
（五）探究水从叶的什么地方散失
(1)实验过程
①选取一片生长旺盛的蚕豆叶，用滤纸把它上、下表皮上的水分吸干。
②将A、B两张浸有氯化钴溶液的蓝色试纸，相对应地贴在叶片上、下表皮的表面，并用回形针将其固定。
③向浸过氯化钴溶液的蓝色试纸滴一滴水，观察到蓝色试纸的颜色变红。
④过一段时间，观察贴在叶片上、下表皮上的试纸颜色的变化。
(2)现象:先变色的是贴在叶片下表皮上的试纸，颜色深- 些的也是贴在叶片下表皮上的试纸。
(3)结论:水是从叶的上、下表皮中散发出来的，而且下表皮散发出来的水分要多于上表皮散发出来的水分。
（六）探究水从叶的什么结构散失
(1)过程
①在载玻片上滴1滴清水。
②用镊子撕取蚕豆叶片的下表皮，把它们放在载玻片上，用解剖针把它们展平，加盖盖玻片。
③在低倍显微镜下观察，可以看到叶片的表皮细胞一般为形状不规则的扁平状，彼此镶嵌成一层结合紧密的、较为牢固的组织。表皮上有成对的半月形细胞，叫保卫细胞。
④换用高倍显微镜观察，可看到保卫细胞中有叶绿体
⑤另取一片叶子，浸在盛有热水( 60摄氏度左右)的烧杯中，仔细观察叶片表面，可发现叶片两面都有气泡产生，且下表皮比上表皮多，这是因为下表皮气孔多。
(2)结论:叶片的表皮细胞之间有成对的半月形的细胞围成的气孔，而且一般叶片的下表皮气孔比上表皮气孔多。
（七）气孔
(1)保卫细胞:叶的表皮上有成对的半月形细胞，叫作保卫细胞。
(2)气孔:两个半月形的保卫细胞之间的小孔是气孔。在进行蒸腾作用时，叶中的水以气体形式从气孔中散发出来。气孔不仅是叶片与外界进行气体交换的“窗口”，而且是散失体内水分的“门户”。气孔的开闭，由保卫细胞控制着。当气孔关闭时，植物的蒸腾作用减弱，同时，也减弱了光合作用(因为缺少二氧化碳作为原料)。
（八）水分和无机盐在植物体内的运输
(1)水在植物体内的运输途径
土壤中的水分由根毛进人根内，然后通过根、茎、叶中的导管输送到叶肉细胞，这些水分中的绝大部分通过叶片气孔以蒸腾作用的方式散失到大气中。植物能通过气孔的开闭来调节蒸腾作用的快慢，使植物体内始终保持着适量的水分。。
【能力拓展】①无水氯化钴试纸的颜色是蓝色，试纸吸水后，水合氯化钴试纸的颜色呈红色。
②实验前用滤纸先将叶片上、下表皮上的水分吸干，否则会影响实验效果。
③选用同一片叶进行实验，目的是减少无关变量的干扰，因为叶片的大小、新鲜程度等也会影响实验结果。
气孔的开闭
保卫细胞呈半月形，一个保卫细胞与另一个保卫细胞相邻的一侧，细胞壁相对较厚，与表皮细胞相连的弓形一面，细胞壁较薄，这和气孔的开闭密切相关。当阳光照射时，保卫细胞可进行光合作用，使其细胞液的溶质质量分数增大而吸水，吸水膨胀后，保卫细胞就会向细胞壁薄的一侧扩展，使气孔逐渐开放；若保卫细胞失水，它们就会相对回缩，而使气孔逐渐关闭。
典例1：（2020八下·萧山期末）用生物学知识解释下列措施或现象。
（1）移栽植物时，要通过修剪，只保留少量枝条和叶片，理由是________。
（2）将带叶的黄杨木枝条，插入稀释红墨水中，放在阳光充足的地方10分钟后，取出枝条，用刀片横切枝条中部，用放大镜观察发现，切面某部分被染成微红色。发红的具体部位名称为________，水分能克服自身重力，自下而上运动的动力来自 ________。
（3）小刚同学在花鸟市场购买一盆杜鹃花，因施肥过频，造成植株枯萎死亡，请解释产生这种现象的原因。________。
变式1：（2021八下·丽水期末）俗话说“水往低处流”，可植物体内的水却是往高处“流”，其动力来自于（ ）
A．吸收作用 B．蒸腾作用 C．光合作用 D．呼吸作用
变式2：（2021八下·丽水期末）小科同学选用生长旺盛的蚕豆叶完成“植物体内的水是从哪里散发出来的”活动。请回答：
（1）在低倍显微镜下观察，比较叶片的上表皮和下表皮，气孔更多的是 ；
（2）视野中呈半月形的是 细胞；
（3）小科在高倍显微镜下观察蚕豆叶表皮气孔结构，并把观察结果用铅笔绘制在圆圈内(如图)，接下去要表示各部分明暗的方法是 (填字母)。
A．用铅笔涂抹 B．用铅笔点出疏密不同的细点
变式3：如图甲是研究植物蒸腾作用实验的示意图。
（1）人们大多选用阔叶的法国梧桐的枝叶而不是松树的枝叶进行实验，其原因是 。
（2）实验结束后，在此茎的基部上方横切，观察到其中只有B部分呈红色，如图乙所示。那么图中的A是植物茎中哪一部分结构？ 。
（3）随着蒸腾作用的进行，植物体内的水不断发生 (填写物态变化名称)，会吸收周围大气的热量。
1．（2021八下·嘉兴期末）下列有关叶片及其蒸腾作用的叙述，正确的是（ ）
A．叶片的上下表皮由一层绿色的表皮细胞组成
B．气孔是气体进出叶片的门户，由保卫细胞控制其开闭
C．植物吸收的水分有少量通过蒸腾作用直接散失
D．蒸腾作用散失的水主要靠叶脉中的筛管运输
2．已知白菜叶下表皮气孔数多于上表皮，现取甲、乙、丙、丁四片大小、质量相同的新鲜白菜叶，做如下处理：
甲 乙 丙 丁
涂凡士林的部位 不涂 上表皮 下表皮 上、下表皮
再将四片叶置于通风处，5小时后称重，其重量从重到轻的顺序是( )
A．丁→丙→乙→甲 B．甲→乙→丙→丁
C．丁→乙→甲→丙 D．甲→丁→乙→丙
3．（2020八上·余姚期中）双子叶植物叶表皮上气孔结构如图，气孔是氧气、二氧化碳出人及水分散失门户。当保卫细胞含水量多时气孔大，含水量少时气孔小甚至关闭。下列叙述正确的是( )
A．保卫细胞形状能改变是因为没有细胞壁
B．植物体光合作用强弱与保卫细胞含水量无关
C．蒸腾作用能带走叶片的部分热量，与水的汽化有关
D．将叶片浸入浓盐水，气孔会逐渐增大
4．（2021八下·新昌期末）如图所示是课本上研究植物蒸腾作用的实验。以下说法正确的是( )
A．处理枝条时最好将下端横切
B．该实验开始前无需检查装置气密性
C．为使该实验现象明显，可以将该实验装置放在高温潮湿的环境中
D．选用内径更细的U型管，实验现象更明显
5．（2022八下·温岭期末）香樟树是温岭市市树，散发出的一些化学物质可净化空气、驱蚊解毒，也可绿化环境。
（1）如图，香樟树的根系是 根系。
（2）人在香樟树下感觉凉爽，主要原因是樟树不但遮挡了阳光，还进行了 作用，降低了气温。
6．（2022八下·仙居期末）又是一年杨梅季，杨梅果实色泽鲜艳、汁液多、酸甜可口，营养价值高，是很多人喜爱的水果。请回答：
（1）因为杨梅进行了 作用，有效降低了叶片温度，所以杨梅树叶不会被晒伤。
（2）在杨梅生长过程中，为了促进生长发育和开花，应适当多施 肥(选填“磷”或“钾”)。
7．（2021八下·临海期末）如图为叶的结构示意图。
（1）图中 (选填序号)为气体进出的门户；
（2）叶片合成的有机物将通过茎中的 运往根。
8．（2022八下·温岭期末）植物的生长离不开水。请根据图中信息回答。
（1）图甲根毛区表皮细胞向外突，形成不同长度的根毛，增强了 能力。（2）根中吸收的水通过图乙中的 (填写序号)在植物体内运输。
（3）如图丙，植物通过 细胞控制气孔的开闭，使植物体内始终保持适量的水分。如表，是部分陆生植物气孔密度(个/毫米2)及其分布情况。下列结论能被表中数据证明正确的有 。
双子叶植物 单子叶植物
植物名称 下表皮 上表皮 植物名称 下表皮 上表皮
苜蓿 138 169 洋葱 175 1
75
天竺葵 59 19 玉米 68 52
卷心菜 226 141 小麦 14 33
豌豆 216 101 燕麦 23 25
向日葵a 150 85 小麦胚芽 40 50
①陆生双子叶植物下表皮密度一定比上表皮密度小。．
②陆生双子叶植物的气孔密度通常比单子叶植物的气孔密度大。
③陆生单子叶植物下表皮气孔数量可能比上表皮气孔数量少。
④陆生单子叶植物的气孔数量比双子叶植物的气孔数量少。
9．（2022八下·金东期末）为了帮助农户提高农作物的品质和产量，农技专家进行了相关研究及指导。如图A、B、C表示某植株叶片中三个不同的生理过程。请回答下列问题：
（1）农作物栽种过程中，需要合理施肥。农技专家建议多施用农家肥，以提供植株生长所需的 (选填“无机盐”或“有机物”)，在提高产量的同时可减少对环境的污染：
（2）图中A过程进行的场所是 ；
（3）在农业生产中移栽幼苗时，尽量选择阴雨天，这是为了减弱 作用，从而提高移栽幼苗的成活率；
（4）为了探究湿度对光合作用的影响，农技专家在大棚中将生长状态一致的植株平均分成3组，置于不同相对湿度的环境中，其它条件相同且适宜，每天中午12：30测定各组植株二氧化碳的吸收量，确定其光合作用速率(用“二氧化碳吸收量的相对值”表示)。实验处理及结果如下表所示：
实验组 1组 2组 3组
实验处理 相对湿度(%) 17 27 52
实验结果 光合作用速率 11.1 15.1 22.1
根据上述实验结果，要提高该农作物产量，可以采取的措施是
10．（2022八下·定海期末）“结构与功能相适应”是重要的生命观念之一。
（1）仔细阅读上图：完成水从植物吸收到蒸腾散失的途径（填具体结构名称）
根毛 叶外
（2）耐盐水稻能抵抗盐碱地的伤害，由此推测，耐盐水稻在含盐质量分数为0.6％的盐碱地正常生长时，其根毛细胞液的溶质质量分数一定 （选填“＞”、“＜”或“＝”）0.6％。
（3）生物体的功能与其结构相适应。植物根吸水的主要部位是在根尖的根毛区，根毛区有利于吸水的细胞结构特点有： （至少写出2点）
11．（2022八下·诸暨期末）植物的生长需要多种矿质元素，其中必需元素就多达14种，需要量比较大的有氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁等。为了探究植物根系是否等比例吸收矿质元素和水分，兴趣小组的同学设计了如图所示装置，选用两株各方面均相同的水稻，通过改变光照来调节蒸腾作用，然后测定相同时间内水稻根系所处溶液中矿质元素含量的变化。
[提出假设]植物根系等比例吸收矿质元素和水分。
[实验设计]根据上述研究目的，设计相应的实验方案及记录表如下：
实验条件 检测项目(相同时间内)
水分蒸腾量 矿质元素含量变化
氮元素、磷元素
甲 较强的光照 m1 n1
乙 较弱的光照 m2 n2
[数据处理]实验后对表中的数据进行处理，初步证实假设成立与否。
[实验结论]植物根系不是以等比例的方式吸收矿质元素和水分。
（1）图中油膜的作用是： 。
（2）在数据处理中，若 (用表格中的符号回答)，则假设成立。
（3）本实验采用改变光照来调节相同时间内水分的蒸腾量，但在实验设计中，我们也可以在相同的光照条件下，通过改变水稻植株上的 来进行实验。
12．（2022八下·温州期末）网购绿植经济、便捷，为提高绿植的成活率，商家会在运输时进行特殊处理：
①选取长势良好的植株，运输前一周充分浇水、置于充足的阳光下培养：
②根部带土挖取，外层用保水性强且有大量空隙的湿谷皮包裹：
③修剪多余的枝叶，保留4-5 片叶片，捆绑固定：
④内层用透气的报纸包裹，外包装盒上进行打孔处理。
请根据上述信息，并结合已学知识，对上述“特殊处理”能提高绿植的成活率作出合理解释。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
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课后巩固
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