气孔蒸腾是植物主要的蒸腾方式。
(一) 气孔
气孔的功能:体内的水蒸气经它排出;体内光合作用生成的O2排出;外界CO2由气孔进入;所以气孔的开合同时影响着光合作用和蒸腾作用。
气孔结构:气孔位于叶片表面,其直径40um左右,椭圆形,显微镜下清晰可见。气孔由两个保卫细胞构成,其内侧细胞壁较厚,单子叶植物气孔的保卫细胞为哑铃型,双子叶植物气孔的保卫细胞呈肾型。
小孔扩散原理:通过小孔的气体扩散速度与小孔周长成正比。因而同等面积下,大量的小孔比一个大孔蒸腾效率高。所以气孔尽管肉眼看不见,但气体交换效率很高。
气孔运动:气孔可以根据适当的内外环境条件开闭。一般是白天开,夜晚闭。开闭受保卫细胞失水吸水控制。吸水后保卫细胞膨胀弯曲,气孔打开;失水后保卫细胞重新伸直,气孔关闭。
气孔开闭的机理:气孔开闭由保卫细胞吸排水引起,因此气孔开闭机理的研究主要是研究保卫细胞任何吸、排水的。
实验:用K 预处理叶片表皮,使K 进入保卫细胞,再移至清水中结果气孔开放。由此推论保卫细胞中高浓度的K 是气孔开放的关键。 根据上述试验有人提出无机离子假说,认为:照光 → ATP上升 → 质膜H -ATP泵活化 → H 排出 → 同时带动K 进入 → 水势下降 → 保卫细胞吸水 → 气孔张开。图示
照光后由于C4途径的存在,形成了草酰乙酸,引起了保卫细胞水势的下降。
植物在光下,保卫细胞进行光合作用,导致 CO2 浓度的下降,pH 值升高,淀粉磷酸化酶促使淀粉转化为葡萄糖-1-磷酸,细胞里糖分高,水势下降,吸收水分,气孔开放。在暗中,呼吸积累 CO2和H2CO3,使pH 值下降,淀粉磷酸化酶促使糖转化为淀粉,细胞里糖分低,水势升高,排出水分,气孔关闭。
两种途径可能同时发挥作用。
5、影响气孔运动的因素
气孔是非常灵敏的,很多因素可以影响气孔的开闭,尤其是那些影响光合作用和叶片水分状况的因素。
光照: 光引起K 和苹果酸含量的上升,导致气孔张开,因此多数气孔白天开,夜晚关。而天南星科植物正好相反。
温度:30℃最好,太高分子太低均使之关闭。
CO2:低浓度CO2开、高浓度CO2关。
含水量:蒸腾高失水多气孔关闭关,雨后水分过饱和气孔也会关闭(保卫细胞膨胀过度膨胀)。
风 下风开、大风关。
激素:CTK(开)、ABA(关)。
所以~影响植物气孔开闭的激素是CTK-细胞分裂素(开)、ABA-脱落酸(关)~