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    植物氣孔的作用

    時(shí)間:2022-08-23 09:47:51 科普知識(shí) 我要投稿

    植物氣孔的作用

      氣孔的開關(guān)與保衛(wèi)細(xì)胞的水勢(shì)有關(guān),保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)下降而吸水膨脹,氣孔就張開,水勢(shì)上升而失水縮小,使氣孔關(guān)閉。下面是小編為大家整理的植物氣孔的作用,僅供參考,歡迎閱讀。

    植物氣孔的作用

      植物氣孔的作用

      氣孔是蒸騰過程中水蒸氣從體內(nèi)排到體外的主要出口,也是光合作用和呼吸作用與外界氣體交換的通道,從而影響著蒸騰、光合、呼吸等作用過程。一般來說,氣孔在白天開放,晚上關(guān)閉(景天科的植物除外)。

      氣孔是什么

      狹義上常把保衛(wèi)細(xì)胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。保衛(wèi)細(xì)胞區(qū)別于表皮細(xì)胞是結(jié)構(gòu)中含有葉綠體,只是體積較小,數(shù)目也較少,片層結(jié)構(gòu)發(fā)育不良,但能進(jìn)行光合作用合成糖類物質(zhì)。

      有時(shí)也伴有與保衛(wèi)細(xì)胞相鄰的2—4個(gè)副衛(wèi)細(xì)胞。把這些細(xì)胞包括在內(nèi)是廣義的氣孔(或氣孔器)。緊接氣孔下面有寬的細(xì)胞間隙(氣室)。氣孔在碳同化、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中,成為空氣和水蒸氣的通路,其通過量是由保衛(wèi)細(xì)胞的開閉作用來調(diào)節(jié),在生理上具有重要的意義。

      氣孔的發(fā)育

      以裸子植物為中心對(duì)氣孔的形成過程和親緣關(guān)系十分重視。氣孔是從原表皮細(xì)胞中發(fā)生的.,氣孔母細(xì)胞(stomatal mother cell)橫分裂為三,中央細(xì)胞再分為二,成為保衛(wèi)細(xì)胞,左右二細(xì)胞則成為副衛(wèi)細(xì)胞的形式[復(fù)唇型(syndetocheilie type),相反,也有母細(xì)胞僅二分為保衛(wèi)細(xì)胞的形式[單唇形(haplocheilic type) ,后者被視為原始型。這兩種形式在裸子植物系統(tǒng)分類上受到重視(R.Flor-in,1951),單唇型在蘇鐵蕨類(Cycadofilices)、蘇鐵類(Cycadinae)、苛得狄類(Cordaitinae)、銀杏類(Ginkgoinae)、針葉樹類(Coniferae)、麻黃類(Ephedrales)(狹義)可見到,復(fù)唇型則在本納蘇鐵類(Bennettitales)、百歲蘭類(Welwitschiales)、買麻藤類(Gnetales)可見到。

      分布

      一般在葉下表皮較多,也有的僅在上表皮[睡蓮(Nymphaea tetragoma)]和上、下表皮均具有同樣分布的[三角葉楊(Popnlus deltoides),寬葉香蒲(Typha latifolia),燕麥(Avena sati-va)]。通常均勻地分散在葉表皮上,其開孔線的方向也是不定的,多數(shù)具有平行脈的單子葉植物,其方向是規(guī)則的,也有呈局部集中的[虎耳草屬(Saxifra-ge),秋海棠屬(Begonia)。  通常氣孔與其他表皮細(xì)胞大致位于相同的面上,但也有時(shí)從表面突出[

      唇形科(Labiafae),報(bào)春花科(Primulaceae)其他很多濕地植物]和下陷的報(bào)春花[針葉樹類(松柏類)、木賊科(Eguisetaceae)、仙人掌科(Cact-aceae)、夾竹桃(Nerium indicum)]等,均具有生態(tài)學(xué)方面的重要意義。把角苔(Anthoceros)擬為高等植物的原始型,就是由于重視其孢子體上有氣孔。

      總的來講,不同植物的葉、同一植物不同的葉、同一片葉的不同部位(包括上、下表皮)都有差異,且受客觀生境條件的影響。浮水植物只在上表皮分布,陸生植物葉片的上下表皮都可能有分布,一般陽生植物葉下表皮較多,上表皮接受陽光,水分散失快,所以上表皮少。

      運(yùn)動(dòng)因素

      1、光照引起的氣孔運(yùn)動(dòng)

      保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體在光照下進(jìn)行光合作用,利用CO2,使細(xì)胞內(nèi)pH值增高,淀粉磷酸化酶水解淀粉為磷酸葡萄糖,細(xì)胞內(nèi)水勢(shì)下降.保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹,氣孔張開;黑暗里呼吸產(chǎn)生的CO2使保衛(wèi)細(xì)胞的pH值下降,淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為淀粉,細(xì)胞液濃度下降,水勢(shì)升高,保衛(wèi)細(xì)胞失水,氣孔關(guān)閉。保衛(wèi)細(xì)胞的滲透系統(tǒng)也可由K 來調(diào)節(jié)。光合作用光反應(yīng)(環(huán)式與非環(huán)式光合磷酸化)產(chǎn)生ATP,通過主動(dòng)運(yùn)輸逆著離子濃度差吸收K ,降低保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì),吸水使氣孔張開。注意:①如果光照強(qiáng)度在光補(bǔ)償點(diǎn)以下,氣孔關(guān)閉;②在引起氣孔張開的光質(zhì)上以紅光與藍(lán)紫光效果最好;③景天科植物夜晚氣孔張開,吸收和貯備CO2(形成蘋果酸貯于液泡中),白天氣孔關(guān)閉,蘋果酸分解成丙酮酸釋放CO2進(jìn)行光合作用。

      2、二氧化碳影響氣孔運(yùn)動(dòng)

      低濃度CO2促進(jìn)氣孔張開,高濃度CO2使氣孔迅速關(guān)閉,無論光照或黑暗皆如此。抑制機(jī)理可能是保衛(wèi)細(xì)胞pH下降,水勢(shì)上升,保衛(wèi)細(xì)胞失水,必須在光照一段時(shí)間待CO2逐漸被消耗后,氣孔才迅速張開。

      3、溫度影響氣孔運(yùn)動(dòng)

      氣孔張開度一般隨溫度的上升而增大,在30℃左右達(dá)到最大,低溫(如10℃以下)雖長時(shí)間光照,氣孔仍不能很好張開,主要是淀粉磷酸化酶活性不高之故,溫度過高會(huì)導(dǎo)致蒸騰作用過強(qiáng),保衛(wèi)細(xì)胞失水而氣孔關(guān)閉。

      4、葉片含水量影響氣孔運(yùn)動(dòng)

      白天若蒸騰過于強(qiáng)烈,保衛(wèi)細(xì)胞失水氣孔關(guān)閉,陰雨天葉子吸水飽和,表皮細(xì)胞含水量高,擠壓保衛(wèi)細(xì)胞,故白天氣孔也關(guān)閉。

      5、風(fēng)

      微風(fēng)時(shí)對(duì)氣孔的打開有促進(jìn)作用,因?yàn)槲L(fēng)可以適當(dāng)降低葉片周圍的濕度。大風(fēng)則促使氣孔關(guān)閉。

      6、化學(xué)物質(zhì)

      醋酸苯汞、阿特拉津(2-氯-4-乙氨基-6-異丙氨基均三氮苯)、乙酰水楊酸等能抑制氣孔開放,降低蒸騰。脫落酸的低濃度溶液灑在葉表面,可抑制氣孔開放達(dá)數(shù)天,并且作用快,在2~10分鐘內(nèi)可使多種植物氣孔開始關(guān)閉。細(xì)胞分裂素可促進(jìn)氣孔開放。

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