关于植物气体与水分交换的题目,通常给你一张条件表和一项测量,然后要求你描述规律、计算速率并解释。这三件事用到不同的技能,请当作三个独立的步骤。
本课属于混合任务中的生物机制,建立在细胞膜一课的推理链之上。这里所有数字都是为教学而虚构的。
叶片内部发生了什么?
水从叶内细胞表面蒸发。水蒸气再顺着浓度梯度,经由气孔(stomata,细小的孔)扩散出去。这种散失叫蒸腾作用(transpiration)。
四个条件会改变梯度的陡度:光照(使气孔张开)、温度(蒸发更快)、湿度(潮湿的空气降低梯度)和风(带走叶片附近的潮湿空气)。
例题(虚构数据)
水势计测量一根带叶枝条在四种条件下 15 分钟的吸水量。
| 条件 | 15 分钟吸水量(cm³) | 速率(cm³/min) |
|---|---|---|
| 阴凉,无风 | 1.2 | 0.08 |
| 强光,无风 | 3.0 | 0.20 |
| 强光,有风 | 4.5 | 0.30 |
| 潮湿,无风 | 0.9 | 0.06 |
**第 1 步,计算每个速率:**速率 = 体积 ÷ 时间。1.2 ÷ 15 = 0.08。3.0 ÷ 15 = 0.20。4.5 ÷ 15 = 0.30。0.9 ÷ 15 = 0.06。
**第 2 步,描述规律:**最高速率是强光加风(0.30 cm³/min),最低是潮湿无风(0.06 cm³/min)。
**第 3 步,用数字比较:**强光对阴凉是 0.20 ÷ 0.08 = 2.5 倍。风使速率增加 0.30 − 0.20 = 0.10 cm³/min,比无风时高 50%。
**第 4 步,解释:**强光下气孔张开更大,更多水蒸气扩散出去。风带走叶片周围的潮湿空气,使梯度保持陡峭。在潮湿空气中梯度平缓,所以散失的水蒸气较少。
要避免的错误
错误答案:“风让植物吸收更多水,因为风把水沿茎向上推。”
数据显示吸水速率上升,但风并不推水。机制是叶面浓度梯度更陡,吸水量上升是因为散失的水由根部补充。请从叶片开始,再往下推回植物。
另一个失误是漏写单位。只写“0.20”得分会比“0.20 cm³/min”低。
自我检测
1. 一根枝条 20 分钟吸水 2.4 cm³。速率是多少?
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2.4 ÷ 20 = 0.12 cm³/min。检验:0.12 × 20 = 2.4。
2. 一根枝条的速率是 0.18 cm³/min。25 分钟吸水多少?
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0.18 × 25 = 4.5 cm³。检验:0.18 × 100 = 18,而 25 是 100 的四分之一,所以 18 ÷ 4 = 4.5。
3. 表中四种条件里,哪一种预期速率最低?为什么?
显示答案
潮湿、无风(0.06 cm³/min)。外面的空气已含有大量水蒸气,浓度梯度平缓,水蒸气从气孔扩散出去的速度很慢。
接下来学什么
继续学习追踪生物过程与物理测量之间的能量。科学探究评析工具可帮你判断水势计的方法是否控制了正确的变量,混合练习则测试整条推理链。
如果表格题是你失分的地方,我们的老师可以在线上一对一综合科学补习中帮你养成这个习惯。