钾离子对气孔开度的影响实验

气孔两侧保卫细胞的胀缩变化直接影响气孔的开闭，显著地影响着叶片的光合、蒸腾等生理过程。气孔运动的无机离子吸收学说认为，气孔运动主要是 K⁺ 调节保卫细胞渗透系统的缘故。本实验的目的是了解钾离子对气孔开度的影响。

钾离子对气孔开度的影响实验的基本原理是保卫细胞的渗透系统可由钾离子所调节。在 ATP 的参与下，保卫细胞原生质膜上的钾-氢离子交换泵使保卫细胞逆着离子电化学势差而从周围表皮细胞吸收钾离子，降低保卫细胞的渗透势，从而使气孔张开。气孔的开闭程度与保卫细胞积累 K⁺ 有着非常密切的关系，非环式光合磷酸化或环式光合磷酸化形成 ATP，保卫细胞质膜上具有光活化 H⁺ 泵，H⁺ 泵水解 ATP，利用释放能量将 H + 分泌到细胞壁，内向 K⁺ 离子通道开启，外边的 K⁺ 转移进保卫细胞，从而降低保卫细胞水势，吸水膨胀，使气孔张开。

材料：

蚕豆叶、鸭跖草等。

试剂：

① 0.5% KNO₃ 溶液
② 0.5% NaNO₃ 溶液。

器材：

① 显微镜
② 培养皿
③ 温箱
④ 镣子
⑤ 载玻片
⑥ 盖玻片

钾离子对气孔开度的影响实验的基本过程可分为如下几步：

1. 取 3 个培养皿编号，分别加入 0.5% KNO₃ 溶液、0.5% NaNO₃ 溶液及蒸馋水各 15 mL。

2. 撕下的蚕豆叶表皮分别放入上述 3 个培养皿中，将培养皿置于 25 ℃ 温箱中保温至温度达到 25 ℃。

3. 取出培养皿放在人工光照条件下照射 0.5 h。

4. 分别取出不同处理的叶表皮放在载玻片上，加盖玻片，在显微镜下测量表皮的气孔开度。记录并比较两种溶液中植物叶片的气孔开度。

1. 实验前用光照进行处理，以促使气孔开张，缩短实验时间，提高处理效应，这是实验成功之关键。

2. 室温低时，将照光培养皿离光源稍近一些，使培养皿中溶液温度能上升至 30~35 ℃。