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气孔的结构和功能

气孑L是指两个特化的保卫细胞合围而成的胞间

隙.气孔和保卫细胞总称气孔器.广义的气孔概念

是指气孔器.气孔广泛分布在植物的茎,叶,花果的

表皮上,以叶片表皮上数量最多.气孔既是植物体与

外界进行气体交换的门户,又是水分蒸腾的通道.根

外施肥和喷洒农药时,均由气孔进入.对不同植物来

说,气孔的构造和生理功能基本一致,但是它在单位

面积中的数目多少及叶片不同部位的分布特点却各

有不同.有的植物的上,下表皮均有气孔,~w/J,麦,玉

米,向日葵等;有些植物的气孔只分布在上表皮,如浮

水植物睡莲,浮萍等;有些植物的气孑L则仅分布于下

表皮,如榕树,百合等;沉水植物如眼子菜,金鱼藻等,

叶片上一般不具有气孔.气孔的分布依植物的种类

而异,气孔数目较多的植物,气体交换及蒸腾作用均

较快.生长于较为干旱地区的植物,如夹竹桃等,气

孑L分布于下表皮,且深陷于叶肉中,其气体交换及蒸

腾作用都比较慢,可适应干旱缺水的环境.

双子叶植物和不少单子叶植物的气孔,均由2个

肾形的保卫细胞所构成.保卫细胞的突出特征是具

有叶绿体,而_且细胞壁不均匀加厚,靠近气孔处的内

侧壁较外侧壁厚.禾本科和莎草科等植物,气孔外围

的保卫细胞呈哑铃形,其外侧还各有一个副卫细胞,

与保卫细胞共同组成气孔器.不少具有肾形保卫细

胞的气孔器,其外围也有1至多个与普通表皮细胞形

状不同的副卫细胞.副卫细胞的数目,形态和排列方

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在外界条件和植物体内部生理活动的影响下,保

卫细胞的形状会发生变化.当保卫细胞吸水膨胀时,

较薄的外壁容易伸长,引起细胞向表皮细胞的一方弯

曲,将气孔部分的细胞壁拉开,结果气孔张开.当保

卫细胞失水时,细胞的体积缩小,外壁收缩,气孔关

闭.气孔运动的机理主要有淀粉一糖转化学说,无机

离子吸收学说,苹果酸生成学说,三种学说的本质都

是渗透调节保卫细胞,目前对于气孔运动的机理仍在

研究探索之中.其中淀粉一糖转化学说认为,植物在

光下,保卫细胞的叶绿体进行光合作用,导致CO浓

度的下降,由于COz的浓度降低而使保卫细胞中的

pH值由5增至7,在pH值为7时,正适合

于光合作用产物淀粉转变为葡萄糖,因此增加了保卫

细胞的细胞液浓度,保卫细胞充水膨大,气孔张开.

在正常的气候条件下,气孔的启闭在昼夜之间具有周

期性,一般是早晨张开,以有利于植物光合作用的进

行;夏季中午气温过高时气孔也会关闭;傍晚以后光

合作用停止,气孔就关闭了.可见保卫细胞不仅形成

气孔,并能控制气孑L的启闭,对于植物生理功能起到

重要的作用.

凡能影响光合作用和叶子水分状况的各种因素,都

会影响气孔的运动.如光,温度,叶片含水量,二氧化碳,

风,化学物质等,其中光是影响气孔运动的主要因素.

气孔的形态,结构和生理特点归纳如下:

①气孔数目多,分布广.

式多种多样,可作为鉴别植物种类的依据之一.②气孔的面积小,蒸腾速率遵循小

孔律,即经小孔

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扩散速率不与面积成比例,而与孔的边缘长度成正比