蒸腾作用在强光、较高温度、风大和湿度低时较快,相反条件下较慢。每个因素的作用方式,要么是改变气孔张开的程度,要么是改变水蒸气浓度梯度的陡峭程度。
本课建立在水从根到叶的路径之上,并通向解读蒸腾计数据,属于植物运输单元。
为什么每个因素都会改变速率?
不要死记四个结果,而要把每一项联系到背后的两个概念。
- 光。 光使保卫细胞打开气孔,主要因为叶正在进行光合作用。气孔打开后水蒸气有了出路,蒸腾作用就增加。
- 温度。 温暖使水分子获得更多动能,蒸发和扩散都变快。
- 风。 流动的空气带走叶旁那层潮湿的空气,所以梯度保持陡峭。
- 湿度。 潮湿的空气本来就充满水蒸气,所以梯度较平缓,扩散较慢。
一张虚构的数据表
下面的数字是为教学而虚构的。把一根带叶的枝条在四种不同条件下各称量一小时,记录它失去的水的质量。
| 条件 | 温度 | 空气流动 | 湿度 | 1 小时失水量 (g) |
|---|---|---|---|---|
| A | 凉 | 无风 | 潮湿 | 1.2 |
| B | 暖 | 无风 | 潮湿 | 2.4 |
| C | 暖 | 有风 | 潮湿 | 3.6 |
| D | 暖 | 有风 | 干燥 | 6.0 |
例题详解
利用上表,描述并解释 B 到 D 的变化,并求 D 的失水量是 A 的几倍。
第一步,找出变了什么: 从 B 到 D,空气流动由无风变成有风,湿度由潮湿变成干燥,温度仍然是暖。
第二步,用数字描述: 失水量由 2.4 g 增加到 6.0 g,增加了 6.0 − 2.4 = 3.6 g。
第三步,解释: 风带走水蒸气,干燥的空气能容纳的水蒸气较少,所以叶内向外的浓度梯度更陡。水蒸气通过气孔扩散出去的速度更快。
第四步,倍数: 6.0 ÷ 1.2 = 5。D 的失水量是 A 的五倍。
检查: 1.2 × 5 = 6.0,倍数正确。
要留意的错误
最常见的失误是把湿度的论证说反。
错误答案: 在潮湿的空气中,空气含有更多的水,所以蒸发更多,蒸腾作用更快。
这把“空气中水更多”和“梯度更大”混为一谈。梯度其实变小了,而不是变大。
改正的方法是比较气孔两侧。外界空气潮湿,表示外面的浓度更接近里面的浓度,所以梯度较平缓,扩散较慢。在湿度的答案里一定要写出“梯度”这个词。
自我检测
先不看前文作答,再打开答案。
1. 哪一种情况蒸腾作用较快:(i) 温暖、有风、干燥、明亮,还是 (ii) 凉、无风、潮湿、昏暗?请用两个因素解释。
查看答案
(i) 较快。 风带走叶旁的水蒸气,干燥的空气容纳的水蒸气很少,所以浓度梯度陡。强光还会使气孔张开,温暖则加快蒸发。
2. 一根枝条在条件 D 下每小时失水 6.0 g。如果速率不变,90 分钟会失去多少水?
查看答案
90 分钟是 1.5 小时。6.0 × 1.5 = 9.0 g。检查:第一小时 6.0,加上半小时 3.0,共 9.0 g。
3. 即使温度保持温暖,夜间蒸腾作用也较低,请给出一个原因。
查看答案
没有光,气孔多数关闭。关闭的气孔让水蒸气几乎没有路可以从叶扩散出去。
下一步
能预测变化的方向之后,就解读蒸腾计式数据,看这些影响是怎么测量的,以及测量无法告诉你什么。植物运输练习题组会把这课与其他四项技能混合。
四个因素的解释,有些学生会写成几乎一样的句子。生物线上一对一补习的老师会在每个答案后追问“为什么”,直到你能分别说清光、温度、风和湿度各自的作用。