植物气孔的结构
气孔是植物与外界进行气体交换的孔道和控制蒸腾的结构。通过它的开闭,调控着植物的气体交换率和水分蒸腾率,对植物的生活起着极为重要的作用。现将与气孔有关的知识编撰如下,供同行在教学时参考。
一、结构与概念
气孔一般由两个保卫细胞围成。保卫细胞通常呈肾形或哑铃形。肾形的保卫细胞中位于气孔内侧的细胞壁较厚,坚韧而有弹性;外侧的细胞壁较薄,可胀缩;哑铃形的保卫细胞其两端壁薄,中间壁厚。有些植物,在保卫细胞的四周还有一或多个副卫细胞。在植物叶表皮的气孔下方,常有较大的空隙,叫孔下室。孔下室与叶肉组织的细胞间隙相通连,构成叶片内部的通气系统和水分蒸散系统。因此,气孔的开闭能控制植物的气体交换和水分蒸散。
二、分布与位置
气孔,除了根部以外,在植物体所有的气生部分都有分布,尤以叶上为多。气孔的数量、排列和位置,随植物种类和生活环境而不同。即使是同一叶的不同位置都有很大差别。保卫细胞的水平位置变化也很大,有的凸出叶表面,有的凹入表面。
气孔在表皮上的分布,不同种的植物各有自己的规律。如天竺葵叶上的气孔是散生的;夹竹桃叶上的气孔只分布于下表皮的局部区域;地钱的叶状体背面有许多菱形或多角形的小区,每个小区的中央有一气孔;问荆的气孔分布在茎上,位于节间的沟槽中,呈纵行排列;满江红的孢子体叶形成两裂片,只露出水面的裂片上下表皮均具气孔,而沉水中的裂片无气孔;很多裸子植物,如红豆杉,在条形叶子上气孔纵向单列成两条气孔带。一般情况下,水生植物的气孔分布在气生叶的上表皮。据调查,三分之一的陆生植物叶上下表皮有气孔,但下表皮更多些;有些只在下表皮有。下表是几种植物叶子的气孔分布情况(单位:个/厘米2):
三、发生与类型
在被子植物中,某个原表皮细胞发生不均等分裂,其中较小的细胞即为保卫细胞的母细胞。母细胞经分裂,再分化为两个保卫细胞。问荆的气孔形成很独特,气孔原细胞经两次分裂,成为4个细胞,分内外两层,外面的两个较大与表皮细胞一样浸透硅质,形成自气孔隙口辐射而分叉的横向硅质增厚,永远保持原形而失去了关闭能力。内面两个细胞形体较小,没有硅质增厚而起保卫细胞的作用。
副卫细胞在个体发育上,有的与保卫细胞有关,如百岁兰属的植物,叶子的原表皮细胞分裂成保卫细胞的母细胞和两个侧生细胞,这两个侧生细胞各自成为副卫细胞或通过分裂而成为副卫细胞。有的与保卫细胞无关,如苏铁、银杏、禾本科的植物副卫细胞,是由气孔侧面的表皮细胞衍生出来的。
气孔类型复杂,就双子叶植物而言,依据副卫细胞的有无及状况可分为四种:一是无规则型。象西瓜等植物,保卫细胞外无副卫细胞,周围的表皮细胞分布不规则。二是不等型。如景天,在保卫细胞外有三个副卫细胞,其中一个较小。三是平列型。如豇豆等,其副卫细胞一至多个,且细胞形状及排列与保卫细胞的长轴平行。四是横列型。如石竹等植物,其一对副卫细胞的共用横壁与保卫细胞的长轴垂直。
四、气孔开闭机理
气孔运动的很终原因是保卫细胞的吸水膨胀或失水皱缩。对气孔运动机理目前有三种学说:
l、淀粉—糖变化说 在光照的前提下,保卫细胞进行光合作用,CO2浓度降低,使之pH值增高至6.l~7.3,这时,淀粉磷酸化酶水解淀粉为葡萄糖,导致保卫细胞水势下降,引起吸水膨胀和气孔开放。在黑暗中,呼吸产生CO2,pH下降,葡萄糖+磷酸合成淀粉,水势上升,细胞失水,气孔关闭。
2、无机离子说 光下,光活化H+泵ATP酶分解ATP,在H+分泌到细胞壁外的同时,钾离于进人保卫细胞,导致水势下降,保卫细胞吸水膨胀,气孔开放。
3、苹果酸生成说 光下,CO2被消耗,pH上升,淀粉经糖酵解产生的磷酸烯醇式丙酮酸与HCO3-作用形成草酰乙酸,进一步还原为苹果酸,细胞水势下降,水分进人保卫细胞,细胞膨胀,气孔开放。
五、光合作用与蒸腾作用
气孔开闭与植物的光合作用和蒸腾作用密切相关。但光合作用和蒸腾作用在叶片上是两个相互联系相互矛盾的过程,在植物光合作用时蒸腾失水不可避免;而光合作用所需的CO2只有在气孔张开时才能进人。因此,一些植物在叶片上密生茸毛,或气孔下陷是减少水分蒸腾的一种适应。另一方面,光合作用中合成的淀粉、产生的ATP、CO2浓度降低又直接为保卫细胞运动提供原动力,有利于气孔开放。
六、气孔与皮孔
皮孔是位于茎和根周皮上的一种通气结构。皮孔大小不一,小的用肉眼刚能看见,大的长达1厘米以上,它们以分散存在或成行排列。当根与茎次生生长产生周皮时,由气孔内方的木栓形成层局部产生大量球形、排列疏松的薄壁细胞,变为补充组织,使其外方的组织隆起,进而被胀破,显出不同形状的裂孔。皮孔使木栓内方的细胞与外界相通,这和表皮上的气孔具有同样的适应意义。另外,在周皮的生长过程中,不断产生新的皮孔。皮孔在形态、结构、位置等方面均与气孔不同,但在通气这一功能上是相同的。
七、气孔与水孔
一般情况下,植物根吸水量的99%左右都通过气孔以气态形式散发到体外。但当植物的吸水量大于蒸腾失水量,此时空气中湿度又较大时,如早晨或傍晚,植物将水以液态形式通过水孔排出体外。水孔是分布在植物的叶尖或叶齿表面的排水孔,属于分泌组织的一种。它也是由成对并列的保卫细胞围成,但不能调节关闭,始终开放着。水孔内方有排列疏松的薄壁细胞,这些细胞的间隙与管胞的末端相通连。水从管胞流出,通过薄壁组织间隙而经水孔流出。这样看来,气孔与水孔在构成、分布、性质等方面存在着一些微小差异,但很终都是使体内的水分进人到外界环境之中。
双子叶,单子叶,裸子植物气孔器的异同点
首先,作用都是一样的~
双子叶是肾形,单子叶是哑铃型,这两种的细胞骨架排布方向也不一样。裸子植物一般气孔下陷,也有普通的,而且气孔一般不考裸子植物的...........望采纳哦亲~
简述裸子植物松针叶的结构,并指出哪些特征体现了其
裸子植物叶的结构:裸子植物松属叶为针叶,依其短枝上数目的不同,横切面可为圆形 (单针)、半圆形 (两针一束)或三角扇形 (三一五针一束),其结构特点如下:
1)表皮:覆盖于叶的很外侧,由一层小型厚壁细胞组成,外有较厚的角质层和蜡质。
2)下皮层:位于表皮之下有1到若干层小型厚壁细胞称下皮层。
3)下陷气孔:裸子植物叶的气孔下陷到下皮层之内的气孔窝中。
4)叶肉:叶肉位于下表皮以内,由多层薄壁细胞组成,细胞壁内折形成突起,叶肉细胞的很内一层为整齐排列的小型细胞,称内皮层,叶肉中常分布有树脂道。
5)维管束:内皮层以内常分布有1一2个维管束,转输组织包围其周。
抗旱性体现在:
1)叶面积一般较小,叶片小而厚;
2)表皮细胞外壁较厚,之外有较厚的角质层,其外常有表反毛和蜡被;
3)气孔下陷到气孔窝内;
4)叶肉组织发达;
5)叶脉和机械组织发达。
裸子植物叶适应环境的结构特征
松柏纲的裸子植物叶片小,叶面有蜡质层,气孔下陷,可以减少水分散失。
裸子植物松针叶的结构的哪些物征体现了其抗旱性
*一,叶为针形,缩小了蒸腾面积。
第二,表皮细胞比较厚,角质层发达,表皮下更有多层厚壁细胞,称为下皮,气孔内陷,这些都是旱生形态的特征。
松针叶小,表皮壁厚,叶肉细胞壁向内折叠,具树脂道,内皮层显著,维管束排列在叶的中心部分等,都是松属针叶的特点,表明了它具有能适应低温和干旱的形态结构
以松树为例,简述裸子植物茎的构造特点
裸子植物茎的构造特点
裸子植物茎的解剖结构
松柏类植物是现存的裸子植物中很大和很常见的一群,因此,裸子植物茎的构造可以用松柏类植物茎的构造为代表进行讨论。松柏类植物茎的初生生长、初生结构和次生生长、次生结构与双子叶木本植物基本相似,但韧皮部和木质部的组成成分略有不同。
(一)松柏类植物茎的初生结构
与双子叶植物相似,松柏类植物茎的初生结构由表皮、皮层、维管柱等部分组成(图6-26)。
表皮 裸子植物的表皮是位于茎很外的一层细胞,为初生保护组织,由原表皮发育而来。
皮层 位于表皮与维管柱之间,由基本分生组织分化而来,有多层薄壁细胞组成。皮层内常分布着树脂道。
维管组织(柱) 松柏类植物茎的韧皮部没有筛管、伴胞和纤维,由筛胞和韧皮薄壁细胞构成。木质部中没有导管、纤维,仅由管胞和木薄壁细胞组成。
(二)松柏类植物茎的次生结构
松柏类植物茎的次生结构与木本双子叶植物相似,有发达的次生构造,形成木材和树皮。只是组成木质部与韧皮部的成分不同,因此,木材的构造也有差异。
松柏类植物茎次生木质部结构均匀,构造简单,一般只含有大量管胞、少量木薄壁组织、木射线与树脂道等,木质部中没有导管和纤维;在晚材中只含有管胞状纤维(纤维管胞)。有的种类的次生木质部完全由管胞和及少量薄壁组织组成,如松属。有的种类木质部、韧皮部、皮层等部位具有树脂道,纵横排列连接成一个系统。由于次生生长形成的木材主要由管胞组成,因而木材结构均匀细致,易与双子叶植物的木材区分。木材中亦有年轮、心材和边材的分化。在木材的横切面上,可看到呈辐射排列的单列细胞的木射线(uniserate ray),只有少数种类含有两列细胞的木射线(biserate ray)。而双子叶植物茎的次生木质部中通常是单列木射线和多列木射线(multiseriate ray)同时存在。
松柏类植物茎的次生韧皮部中只含有筛胞、韧皮薄壁细胞和韧皮射线,也有些种类含有韧皮纤维,有些种类还含有围绕着树脂道的薄壁组织。松柏类植物茎的次生韧皮部中没有筛管和伴胞。
木麻黄等草本裸子植物茎的初生结构包括表皮、皮层和维管柱三部分(图6-27)。表皮层细胞外壁厚,气孔器下陷,皮层外层细胞局部发育成厚壁机械组织,皮层薄壁细胞中含叶绿体,外韧维管束,具有束内形成层,初生韧皮部由筛胞和位于外围的厚壁组织所组成,初生木质部主要由管胞分子所组成。一般具有次生生长和次生结构。
在百岁兰等少数较高级的裸子植物中,维管组织的木质部出现了导管,韧皮部出现了筛管,更加强了植物对旱生的适应性。
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