小孔氣孔:黃化葉的保衛細胞沒有葉綠素,不能進行光合作用
文章推薦指數: 80 %
但一般在下表皮分布較多。
花序、果實、尚未木質化的莖、葉柄和卷鬚上也有氣孔存在。
氣孔的大小隨植物種類和器官而異,一般 ...
小孔氣孔 黃化葉的保衛細胞沒有葉綠素,不能進行光合作用,在光的影響下,氣孔運動不發生。
但是,事實上保衛細胞中澱粉與糖的轉化是相當緩慢的,因而難以解釋氣孔的快速開閉。
在白天蒸騰強烈時,保衛細胞失水過多,即使在光照下氣孔還是關閉。
小孔氣孔葉、莖及其他植物器官上皮上許多小的開孔之一,高等陸地植物表皮所特有的結構。
狹義上常把保衛細胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。
有時也伴有與保衛細胞相鄰的2—4個副衛細胞。
把這些細胞包括在內是廣義的氣孔(或氣孔器)。
但一般在下表皮分布較多。
花序、果實、尚未木質化的莖、葉柄和卷鬚上也有氣孔存在。
氣孔的大小隨植物種類和器官而異,一般長約20~40μm,寬約5~10μm。
每平方厘米葉面上約有氣孔2000~4000個。
氣孔的作用氣孔是由兩個保衛細胞圍繞而成的縫隙。
保衛細胞有兩種類型:一類存在於大多數植物中,呈腎形;另一類存在於禾本科與莎草科等單子葉植物中,呈啞鈴形。
與其它表皮細胞不同,保衛細胞中有葉綠體和磷酸化酶。
保衛細胞與葉肉細胞也不同,前者葉綠體較小,數目較少,片層結構發育不良,且無基粒存在,但能進行光合作用。
保衛細胞內外壁厚度不同,內壁厚,外壁薄,當液泡內溶質增多,細胞水勢下降,吸收鄰近細胞的水分而膨脹,這時較薄的外壁易於伸長;細胞向外彎曲,氣孔就張開。
反之,當溶質減少,保衛細胞水勢上升而失水縮小,內壁伸長互相靠攏,導致氣孔關閉。
這種自主運動可以根據體內水分的多少自動控制氣孔的開閉,以調節氣體交換和蒸騰作用。
氣孔總面積只占葉面積的1%~2%,但當全部氣孔開放時,其失水量可高達與葉面積同樣大小的自由水面蒸發量的80%~90%。
為什麼氣孔散失水分有這樣高的效率呢?當水分從較大的面積上蒸發時,其蒸發速率與蒸發麵積成正比;但從很小的面積上蒸發時,其蒸發速率與其周長成正比。
表4-3說明,孔徑愈小,單位面積的蒸發量愈大;水蒸汽穿過小孔擴散量與小孔的周長成正比,而不與小孔的面積成正比。
這是因為氣體分子穿過小孔時,邊緣的分子比中央的分子擴散速度較大。
由於氣孔很小,符合小孔擴散原理,所以氣孔蒸騰散失的水量比同面積的自由水面蒸發的水量大得多。
運動的機理氣孔運動是保衛細胞內膨壓改變的結果。
這是通過改變保衛細胞的水勢而造成的。
人們早知道氣孔的開關與晝夜交替有關。
在溫度合適和水分充足的條件下,把植物從黑暗移到光照下,保衛細胞的水勢下降而吸水膨脹,氣孔就張開。
日間蒸騰過多,供水不足或在黑夜時,保衛細胞因水勢上升而失水縮小,使氣孔關閉。
是什麼原因引起保衛細胞水勢的下降與上升呢?目前存在以下學說。
1、澱粉-糖轉化學說(starch-sugarconversiontheory):光合作用是氣孔開放所必需的。
黃化葉的保衛細胞沒有葉綠素,不能進行光合作用,在光的影響下,氣孔運動不發生。
很早以前已觀察到,pH影響磷酸化酶反應(在pH6.1~7.3時,促進澱粉水解;在pH2.9~6.1時,促進澱粉合成):澱粉-糖轉化學說認為,植物在光下,保衛細胞的葉綠體進行光合作用,導致CO2濃度的下降,引起pH升高(約由5變為7),澱粉磷酸化酶促使澱粉轉化為葡萄糖-1-P,細胞里葡萄糖濃度高,水勢下降,副衛細胞(或周圍表皮細胞)的水分通過滲透作用進入保衛細胞,氣孔便開放。
黑暗時,光合作用停止,由於呼吸積累CO2和H2CO3,使pH降低,澱粉磷酸化酶促使糖轉化為澱粉,保衛細胞里葡萄糖濃度低,於是水勢升高,水分從保衛細胞排出,氣孔關閉。
試驗證明,葉片浮在pH值高的溶液中,可引起氣孔張開;反之,則引起氣孔關閉。
但是,事實上保衛細胞中澱粉與糖的轉化是相當緩慢的,因而難以解釋氣孔的快速開閉。
試驗表明,早上氣孔剛開放時,澱粉明顯消失而葡萄糖並沒有相應增多;傍晚,氣孔關閉後,澱粉確實重新增多,但葡萄糖含量也相當高。
另外,有的植物(如蔥)保衛細胞中沒有澱粉。
因此,用澱粉-糖轉化學說解釋氣孔的開關在某些方面未能令人信服。
2、無機離子吸收學說(inorganicionuptaketheory):該學說認為,保衛細胞的滲透勢是由鉀離子濃度調節的。
光合作用產生的ATP,供給保衛細胞鉀氫離子交換泵做功,使鉀離子進入保衛細胞,於是保衛細胞水勢下降,氣孔就張開。
1967年日本的M.Fujino觀察到,在照光時漂浮於KCl溶液表面的鴨跖草保衛細胞鉀離子濃度顯著增加,氣孔也就開放;轉入黑暗或在光下改用Na+、Li+時,氣孔就關閉。
撕一片鴨跖草表皮浮於KCl溶液中,加入ATP就能使氣孔在光下加速開放,說明鉀離子泵被ATP開動。
用電子探針微量分析儀測量證明,鉀離子在開放或關閉的氣孔中流動,可以充分說明,氣孔的開關與鉀離子濃度有關。
3、蘋果酸生成學說(malateproductiontheory):人們認為,蘋果酸代謝影響著氣孔的開閉。
在光下,保衛細胞進行光合作用,由澱粉轉化的葡萄糖通過糖酵解作用,轉化為磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),同時保衛細胞的CO2濃度減少,pH上升,剩下的CO2大部分轉變成碳酸氫鹽(HCO3-),在PEP羧化酶作用下,HCO3-與PEP結合,形成草醯乙酸,再還原為蘋果酸。
蘋果酸會產生H+,ATP使H+-K+交換泵開動,質子進入副衛細胞或表皮細胞,而K+進入保衛細胞,於是保衛細胞水勢下降,氣孔就張開。
此外,氣孔的開閉與脫落酸(ABA)有關。
當將極低濃度的ABA施於葉片時,氣孔就關閉。
後來發現,當葉片缺水時,葉組織中ABA濃度升高,隨後氣孔關閉。
影響氣孔運動的因素1、光:光是影響氣孔運動的主要因素。
在一般情況下,氣孔在光照下開放,在黑暗中關閉。
只有景天科植物例外,其氣孔在晚上開放,而在白天關閉。
這些植物在晚上吸收二氧化碳,並以有機酸的形式貯藏起來,而在白天進行光合作用將其還原。
促進氣孔開放所需的光量,因植物種類而異,菸草僅需全日光的2.5%就行了,其它植物則要求較高,幾乎需要全日光才行。
光影響氣孔開放,是由於光合作用引起的,有關的機理如前所述。
2.、溫度:般說來,提高溫度能增加氣孔的開放度。
30~50℃時,氣孔可達最大開度。
低溫(10℃)下,雖進行長時間光照,氣孔仍很難完全張開。
高溫下氣孔增加開度是植物抗熱的保護機制,它可以通過加強蒸騰作用,降低植物體溫。
3、葉片含水量:葉片過高或過低的含水量,會使氣孔關閉。
如葉子被水飽和時,表皮細胞含水量高而膨脹,擠壓保衛細胞,氣孔在白天也關閉。
在白天蒸騰強烈時,保衛細胞失水過多,即使在光照下氣孔還是關閉。
4、二氧化碳:二氧化碳濃度對氣孔的開閉有顯著影響,低濃度時促進氣孔開放,高濃度時不管在光照或黑暗條件下都能促進氣孔關閉。
5、風:微風時對氣孔的開閉沒有什麼影響,大風促使氣孔關閉減少開度。
6、化學物質:醋酸苯汞、阿特拉津(2-氯-4-乙氨基-6-異丙氨基均三氮苯)、乙醯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,可抑制氣孔開放達數天,並且作用快,在2~10分鐘內可使多種植物氣孔開始關閉。
細胞分裂素可促進氣孔開放。
相關詞條植物光合作用葉綠素相關詞條 氣孔運動 植物氣孔運動的規律。
氣孔複合體 植物生理學名詞,指構成葉片氣孔的複合結構。
定義 相關 小孔率 小孔率是指氣孔在葉片上所占的面積的比例。
概念 套用 皮下氣孔 皮下氣孔是試棒表面存在較嚴重的點蝕缺陷,表面下約5mm的範圍記憶體在的空洞稱為皮下氣孔〔2~5〕,皮下氣孔中捲入了Ca、Si、Cl、S等夾雜元素。
由於氣體... 缺陷 小孔擴散規律 小孔擴散規律,孔面積很小時,通過小孔邊緣擴散的分子受到的干擾阻力相對較小、速度快,稱邊緣效應。
介紹 內容 導氣孔 導氣孔是現代詞,是一個專有名詞,指的是導氣式武器槍管上開的小孔,火藥氣體經由此孔流入導氣管,推動活塞完成各種動作。
小孔律 氣體分子通過小孔表面擴散的速率,不是與小孔的面積成正比而是與小孔的周長成正比。
簡介 相關條目 小孔機 小孔機(Small電火花高速小孔機屬於電火花加工(ElectroMachin 相關搜尋劉德華跆拳道情色五月天維基解密鄧鐵濤聊天輪盤亮眼晴系統3Q戰爭水生態雲計算植物大黃氣孔(器)光合作用小孔氣孔葉綠素蒸騰作用youtube澱粉加工和製品開心網植物水分關係熱門詞條d3人際關係與溝通冒凸輪即期匯率原位癌大小串串燒嫁入豪門小女孩振華摩擦係數景程書架林新醫院柳暗花明又一村泳池生殖發電俏嬌娃盜鑰匙的方法秋刀魚自由之心臺北101大樓西湖度假村貴腐酒entryguyPieceofCakesubstitute傅雷家書傲劍凌雲宮刑屁股棒球手套棺材板歡迎光臨油電混合動力汽車神奇寶貝連連看第三者的第三者處女座女生變形金剛4銀河飯店馬拉巴慄鬱方魔鏡凱特·貝金賽爾台糖線上地圖天使的翅膀數碼天空柴田勝家福賓別館維多利亞的秘密小孔氣孔@百科知識中文網
延伸文章資訊
- 1生物第一冊-4-2-葉與運輸作用的關係(重點整理) - 教育學習中心
葉的下表皮,平均每一平方公分面積內約有一萬個氣孔。 ... 答:最好是「氣孔可以配合需要而開、閉」(可以控制氣孔的大小)。
- 2氣孔的大小及分布之研究 - 臺灣網路科教館
於是同學們便在校園採集了許多植物的葉片到實驗室,想看個究竟,但是都不容易剝下表皮,所以我們請教老帥,開始研究如何觀察氣孔?並測定氣孔的大小及其分佈的情形。
- 3探討校園常見植物的氣孔構造、分布、數量及其相關影響因子作者
從(圖一)、(圖二)這樣數值大小恰好相反的現象中,可得知表皮上的氣孔數目越多,. 氣孔面積便隨之遞減;反之,則氣孔面積隨之遞增。假設每一片葉子的水分蒸散的量是固定.
- 4保衛細胞調控氣孔大小 - 李鈞震2021藝術文化讀書會James Lee ...
保衛細胞調控氣孔大小. 探索生命《生物學》139. Guard Cells Regulate the Size of the Stomata, Permitting Gas Exchange a...
- 5小孔氣孔:黃化葉的保衛細胞沒有葉綠素,不能進行光合作用
但一般在下表皮分布較多。花序、果實、尚未木質化的莖、葉柄和卷鬚上也有氣孔存在。氣孔的大小隨植物種類和器官而異,一般 ...