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气孔

一个张开的气孔

气孔植物用来与外界交换气体和水的部位。一般来说气孔由两个腰果状的保卫细胞组成,它们形成一个可以开闭的孔。

一般气孔位于植物叶子的背面,禾本科植物叶子两面都有气孔,只有叶面铺在水面上的水生植物的气孔只位于叶面上方。

意义

光合作用所需要的二氧化碳通过气孔扩散入植物,而所产生的氧气则通过气孔扩散入大气。通过气孔所造成的水的蒸发产生的吸力使得吸收的得以运输到叶子。随着水营养也得以运输到叶子。此外水的蒸发还可以对受阳光照射的叶面降温,使得叶子里的温度保持在的最佳工作温度中。

气孔的总面积占所有叶子总面积的1-2%,但是其蒸发量可以达整个植物蒸发量的2/3。从叶面表皮蒸发的水分很少,在湿地生长的植物嫩叶的蒸发量少于10%,树木少于0.5%,仙人掌甚至于少于0.05%。

结构

叶面最外是一层一般没有叶绿体细胞,这些细胞可以向外分泌表皮层,这是一层覆有腊的质胶。在上下两层表皮细胞之间的是叶肉,它由薄壁组织、海绵组织和叶脉组成。薄壁组织是主要的进行光合作用的组织,海绵组织也可以进行光合作用,最重要的是它可以让气体在叶肉中扩散,此外它内部的水蒸气饱和。海绵组织细胞之间的空间一般通向气孔。

气孔一般直接由两个豆状的保卫细胞组成。这两个细胞的端部相连,其中靠近气孔的细胞壁厚,伸缩性弱;远离气孔的细胞壁薄,伸缩性强。细胞中部之间的空隙是叶内部与大气之间的连接。有些植物在这两个细胞周围还有与开关气孔间接有关的细胞。这些细胞往往有白色体。组成气孔的两个细胞本身含有叶绿体,能够进行光合作用。气孔之间的空隙的大小可以变化,在阳光充足和水充足的情况下它们一般打开,晚上或者水少的时候它们一般关闭。不同植物的气孔大小也不同。


洞口

分类

按照气孔的形状气孔可以分三类(也有分五类的说法):禾本科的气孔是哑铃状的;其它被子植物门的植物的气孔是肾状的,自成一类;苔藓的气孔自成一类。有人将针叶的气孔分为一类,还有人将少数苔藓和蕨类植物由单个细胞组成的气孔独分一类。

另一种分类方法是按照气孔周围的细胞的数量以及排列来分。

形成

气孔周边细胞是由表皮分生组织通过不对称分裂形成的,其数量按照其类型不同而不同。

直接形成气孔的两个细胞可以有两个不同的形成方式:

  • 分生组织不断分裂,最后一次分裂后的两个细胞演化为气孔细胞
  • 周边细胞演化为气孔细胞

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