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植物气孔的作用

   来源:文萃都    阅读: 1.49W 次
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气孔的开关与保卫细胞的水势有关,保卫细胞水势下降而吸水膨胀,气孔就张开,水势上升而失水缩小,使气孔关闭。下面是小编为大家整理的植物气孔的作用,仅供参考,欢迎阅读

植物气孔的作用

植物气孔的作用

气孔是蒸腾过程中水蒸气从体内排到体外的主要出口,也是光合作用和呼吸作用与外界气体交换的通道,从而影响着蒸腾、光合、呼吸等作用过程。一般来说,气孔在白天开放,晚上关闭(景天科的植物除外)。

气孔是什么

狭义上常把保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔称为气孔。保卫细胞区别于表皮细胞是结构中含有叶绿体,只是体积较小,数目也较少,片层结构发育不良,但能进行光合作用合成糖类物质。

有时也伴有与保卫细胞相邻的2—4个副卫细胞。把这些细胞包括在内是广义的气孔(或气孔器)。紧接气孔下面有宽的细胞间隙(气室)。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中,成为空气和水蒸气的通路,其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节,在生理上具有重要的意义。

气孔的发育

以裸子植物为中心对气孔的形成过程和亲缘关系十分重视。气孔是从原表皮细胞中发生的.,气孔母细胞(stomatal mother cell)横分裂为三,中央细胞再分为二,成为保卫细胞,左右二细胞则成为副卫细胞的形式[复唇型(syndetocheilie type),相反,也有母细胞仅二分为保卫细胞的形式[单唇形(haplocheilic type) ,后者被视为原始型。这两种形式在裸子植物系统分类上受到重视(R.Flor-in,1951),单唇型在苏铁蕨类(Cycadofilices)、苏铁类(Cycadinae)、苛得狄类(Cordaitinae)、银杏类(Ginkgoinae)、针叶树类(Coniferae)、麻黄类(Ephedrales)(狭义)可见到,复唇型则在本纳苏铁类(Bennettitales)、百岁兰类(Welwitschiales)、买麻藤类(Gnetales)可见到。

分布

一般在叶下表皮较多,也有的仅在上表皮[睡莲(Nymphaea tetragoma)]和上、下表皮均具有同样分布的[三角叶杨(Popnlus deltoides),宽叶香蒲(Typha latifolia),燕麦(Avena sati-va)]。通常均匀地分散在叶表皮上,其开孔线的方向也是不定的,多数具有平行脉的单子叶植物,其方向是规则的,也有呈局部集中的[虎耳草属(Saxifra-ge),秋海棠属(Begonia)。  通常气孔与其他表皮细胞大致位于相同的面上,但也有时从表面突出[

唇形科(Labiafae),报春花科(Primulaceae)其他很多湿地植物]和下陷的报春花[针叶树类(松柏类)、木贼科(Eguisetaceae)、仙人掌科(Cact-aceae)、夹竹桃(Nerium indicum)]等,均具有生态学方面的重要意义。把角苔(Anthoceros)拟为高等植物的原始型,就是由于重视其孢子体上有气孔。

总的来讲,不同植物的叶、同一植物不同的叶、同一片叶的不同部位(包括上、下表皮)都有差异,且受客观生境条件的影响。浮水植物只在上表皮分布,陆生植物叶片的上下表皮都可能有分布,一般阳生植物叶下表皮较多,上表皮接受阳光,水分散失快,所以上表皮少。

运动因素

1、光照引起的气孔运动

保卫细胞的叶绿体在光照下进行光合作用,利用CO2,使细胞内pH值增高,淀粉磷酸化酶水解淀粉为磷酸葡萄糖,细胞内水势下降.保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;黑暗里呼吸产生的CO2使保卫细胞的pH值下降,淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成为淀粉,细胞液浓度下降,水势升高,保卫细胞失水,气孔关闭。保卫细胞的渗透系统也可由K 来调节。光合作用光反应(环式与非环式光合磷酸化)产生ATP,通过主动运输逆着离子浓度差吸收K ,降低保卫细胞水势,吸水使气孔张开。注意:①如果光照强度在光补偿点以下,气孔关闭;②在引起气孔张开的光质上以红光与蓝紫光效果最好;③景天科植物夜晚气孔张开,吸收和贮备CO2(形成苹果酸贮于液泡中),白天气孔关闭,苹果酸分解成丙酮酸释放CO2进行光合作用。

2、二氧化碳影响气孔运动

低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2使气孔迅速关闭,无论光照或黑暗皆如此。抑制机理可能是保卫细胞pH下降,水势上升,保卫细胞失水,必须在光照一段时间待CO2逐渐被消耗后,气孔才迅速张开。

3、温度影响气孔运动

气孔张开度一般随温度的上升而增大,在30℃左右达到最大,低温(如10℃以下)虽长时间光照,气孔仍不能很好张开,主要是淀粉磷酸化酶活性不高之故,温度过高会导致蒸腾作用过强,保卫细胞失水而气孔关闭。

4、叶片含水量影响气孔运动

白天若蒸腾过于强烈,保卫细胞失水气孔关闭,阴雨天叶子吸水饱和,表皮细胞含水量高,挤压保卫细胞,故白天气孔也关闭。

5、风

微风时对气孔的打开有促进作用,因为微风可以适当降低叶片周围的湿度。大风则促使气孔关闭。

6、化学物质

醋酸苯汞、阿特拉津(2-氯-4-乙氨基-6-异丙氨基均三氮苯)、乙酰水杨酸等能抑制气孔开放,降低蒸腾。脱落酸的低浓度溶液洒在叶表面,可抑制气孔开放达数天,并且作用快,在2~10分钟内可使多种植物气孔开始关闭。细胞分裂素可促进气孔开放。

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