植物气孔的作用

2022-08-23 科普知识

　　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

　　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。