植物氣孔的作用

2022-08-23 科普知識

　　氣孔的開關與保衛細胞的水勢有關,保衛細胞水勢下降而吸水膨脹，氣孔就張開，水勢上升而失水縮小，使氣孔關閉。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

　　氣孔是蒸騰過程中水蒸氣從體內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，晚上關閉（景天科的植物除外）。

　　氣孔是什么

　　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。保衛細胞區別于表皮細胞是結構中含有葉綠體，只是體積較小，數目也較少，片層結構發育不良，但能進行光合作用合成糖類物質。

　　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）。緊接氣孔下面有寬的細胞間隙（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，其通過量是由保衛細胞的開閉作用來調節，在生理上具有重要的意義。

　　氣孔的發育

　　以裸子植物為中心對氣孔的形成過程和親緣關系十分重視。氣孔是從原表皮細胞中發生的，氣孔母細胞（stomatal mother cell）橫分裂為三，中央細胞再分為二，成為保衛細胞，左右二細胞則成為副衛細胞的形式[復唇型（syndetocheilie type），相反，也有母細胞僅二分為保衛細胞的形式[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，多數具有平行脈的單子葉植物，其方向是規則的，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胞大致位于相同的面上，但也有時從表面突出[

　　唇形科（Labiafae），報春花科（Primulaceae）其他很多濕地植物]和下陷的報春花[針葉樹類（松柏類）、木賊科（Eguisetaceae）、仙人掌科（Cact-aceae）、夾竹桃（Nerium indicum）]等，均具有生態學方面的重要意義。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。

　　運動因素

　　1、光照引起的氣孔運動

　　保衛細胞的葉綠體在光照下進行光合作用，利用CO2，使細胞內pH值增高，淀粉磷酸化酶水解淀粉為磷酸葡萄糖，細胞內水勢下降．保衛細胞吸水膨脹，氣孔張開；黑暗里呼吸產生的CO2使保衛細胞的pH值下降，淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為淀粉，細胞液濃度下降，水勢升高，保衛細胞失水，氣孔關閉。保衛細胞的滲透系統也可由K 來調節。光合作用光反應(環式與非環式光合磷酸化)產生ATP，通過主動運輸逆著離子濃度差吸收K ，降低保衛細胞水勢，吸水使氣孔張開。注意：①如果光照強度在光補償點以下，氣孔關閉；②在引起氣孔張開的光質上以紅光與藍紫光效果最好；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)，白天氣孔關閉，蘋果酸分解成丙酮酸釋放CO2進行光合作用。

　　2、二氧化碳影響氣孔運動

　　低濃度CO2促進氣孔張開，高濃度CO2使氣孔迅速關閉，無論光照或黑暗皆如此。抑制機理可能是保衛細胞pH下降，水勢上升，保衛細胞失水，必須在光照一段時間待CO2逐漸被消耗后，氣孔才迅速張開。

　　3、溫度影響氣孔運動

　　氣孔張開度一般隨溫度的上升而增大，在30℃左右達到最大，低溫(如10℃以下)雖長時間光照，氣孔仍不能很好張開，主要是淀粉磷酸化酶活性不高之故，溫度過高會導致蒸騰作用過強，保衛細胞失水而氣孔關閉。

　　4、葉片含水量影響氣孔運動

　　白天若蒸騰過于強烈，保衛細胞失水氣孔關閉，陰雨天葉子吸水飽和，表皮細胞含水量高，擠壓保衛細胞，故白天氣孔也關閉。

　　5、風

　　微風時對氣孔的打開有促進作用，因為微風可以適當降低葉片周圍的濕度。大風則促使氣孔關閉。

　　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，可抑制氣孔開放達數天，并且作用快，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。