34.14
Rośliny potrzebują dużej ilości dwutlenku węgla z atmosfery do przeprowadzenia fotosyntezy. Na powierzchniach liści roślin znajdują się otwory ułatwiające wymianę gazową. Te otwory nazywane są aparatami szparkowymi.
Światło słoneczne powoduje otwieranie aparatów szparkowych, dzięki czemu dwutlenek węgla dostaje się do liścia, gdy jest potrzebny do fotosyntezy. Tlen jest produktem ubocznym fotosyntezy i ucieka do atmosfery przez aparaty szparkowe.
Para komórek ochronnych reguluje każdy otwór szparkowy. Te wyspecjalizowane komórki pęcznieją, gdy pobierają wodę z sąsiednich komórek za pośrednictwem osmozy, tworząc otwór, który umożliwia wymianę gazową. Kiedy woda opuszcza komórki ochronne, kurczą się one i stomia się zamyka.
Stężenie jonów wpływa na ilość wody w komórkach ochronnych. Światło słoneczne stymuluje komórki ochronne do pobierania jonów potasu. Wzrost stężenia potasu wpycha wodę do komórek, otwierając w ten sposób stomię.
Kiedy potas opuszcza komórki ochronne, woda podąża za nim przez osmozę. Teraz zwiotczałe komórki ochronne zamykają stomię.
Podczas gdy otwarte aparaty szparkowe ułatwiają wymianę gazową, umożliwiają również ucieczkę wody z liści poprzez parowanie. Parowanie utraty wody - lub transpiracja - umożliwia przepływ wody przez roślinę na duże odległości.
Transpiracja jest zazwyczaj największa w ciepłe i słoneczne dni. Jeśli jednak roślina nie może uzyskać wystarczającej ilości wody, jej aparaty szparkowe szybko się zamkną, aby zapobiec więdnięciu.
Co ciekawe, nawet jeśli są trzymane w ciemności, rośliny będą otwierać i zamykać aparaty szparkowe w regularnym, 24-godzinnym cyklu, dzięki wewnętrznemu zegarowi.
Otwieranie i zamykanie aparatów szparkowych jest ściśle regulowane, dzięki czemu rośliny mogą reagować na określone warunki środowiskowe. Pełniąc funkcję strażników, aparaty szparkowe skutecznie równoważą wymianę gazową i transpirację.
Podczas fotosyntezy rośliny pozyskują niezbędny dwutlenek węgla i uwalniają wytworzony tlen z powrotem do atmosfery. Miejscem tej wymiany gazowej są otwory w naskórku liści roślin. Pojedynczy otwór nazywany jest stomią— i pochodzi od greckiego słowa oznaczającego “usta”. Aparaty szparkowe otwierają się i zamykają w odpowiedzi na różne sygnały środowiskowe.
Każda stomia jest otoczona przez dwie wyspecjalizowane komórki ochronne, które tworzą otwór, gdy komórki te pobierają wodę. Transport jonów reguluje ilość wody w komórkach ochronnych. Po uruchomieniu pompy przemieszczają jony wodoru z komórki ochronnej. Ta hiperpolaryzacja membrany powoduje otwarcie bramkowanych napięciem kanałów potasowych i umożliwienie przedostania się substancji rozpuszczonych, takich jak jony potasu i sacharoza, do komórek ochronnych. Zwiększone stężenie substancji rozpuszczonych kieruje wodę do komórek ochronnych, która gromadzi się w wakuoli. W rezultacie komórki ochronne wyginają się i odkształcają, przybierając kształt nerki, tworząc otwór stomijny. Kiedy substancje rozpuszczone opuszczają komórki ochronne, następuje woda, co powoduje kurczenie się komórek ochronnych i zamknięcie otworu.
Różne sygnały środowiskowe i wewnętrzne wyzwalają otwarcie aparatów szparkowych. Na przykład niebieskie światło aktywuje wrażliwe na światło receptory na powierzchni komórki, które inicjują kaskadę molekularną prowadzącą do otwarcia aparatów szparkowych. Ponadto, gdy stężenie dwutlenku węgla spada w tkance liścia, indukowane jest otwarcie aparatów szparkowych, dzięki czemu komórki mają dostęp do tego krytycznego reagenta fotosyntezy.
Utrata pary wodnej ma kluczowe znaczenie dla powstania ciągu transpiracyjnego: woda odparowuje na powierzchni komórek mezofilu i ucieka do atmosfery przez otwarte aparaty szparkowe. Utrata wody powoduje ciąg transpiracyjny, który pobiera dodatkową wodę z gleby do korzeni i aż do liści.
Gdy nie jest dostępna wystarczająca ilość wody, np. podczas suszy, aparaty szparkowe zamykają się. W tym procesie ważny jest hormon kwasu abscysynowego (ABA), który wiąże się z receptorami na błonach komórkowych ochronnych i zwiększa wewnątrzkomórkowe stężenie substancji rozpuszczonej. ABA odgrywa również ważną rolę w okołodobowej kontroli otwarcia aparatów szparkowych, powodując otwieranie większej liczby aparatów szparkowych w świetle dziennym i zamykanie ich w ciemności.
Rośliny potrzebują dużej ilości dwutlenku węgla z atmosfery do przeprowadzenia fotosyntezy. Na powierzchniach liści roślin znajdują się otwory ułatwiające wymianę gazową. Te otwory nazywane są aparatami szparkowymi.
Światło słoneczne powoduje otwieranie aparatów szparkowych, dzięki czemu dwutlenek węgla dostaje się do liścia, gdy jest potrzebny do fotosyntezy. Tlen jest produktem ubocznym fotosyntezy i ucieka do atmosfery przez aparaty szparkowe.
Para komórek ochronnych reguluje każdy otwór szparkowy. Te wyspecjalizowane komórki pęcznieją, gdy pobierają wodę z sąsiednich komórek za pośrednictwem osmozy, tworząc otwór, który umożliwia wymianę gazową. Kiedy woda opuszcza komórki ochronne, kurczą się one i stomia się zamyka.
Stężenie jonów wpływa na ilość wody w komórkach ochronnych. Światło słoneczne stymuluje komórki ochronne do pobierania jonów potasu. Wzrost stężenia potasu wpycha wodę do komórek, otwierając w ten sposób stomię.
Kiedy potas opuszcza komórki ochronne, woda podąża za nim przez osmozę. Teraz zwiotczałe komórki ochronne zamykają stomię.
Podczas gdy otwarte aparaty szparkowe ułatwiają wymianę gazową, umożliwiają również ucieczkę wody z liści poprzez parowanie. Parowanie utraty wody - lub transpiracja - umożliwia przepływ wody przez roślinę na duże odległości.
Transpiracja jest zazwyczaj największa w ciepłe i słoneczne dni. Jeśli jednak roślina nie może uzyskać wystarczającej ilości wody, jej aparaty szparkowe szybko się zamkną, aby zapobiec więdnięciu.
Co ciekawe, nawet jeśli są trzymane w ciemności, rośliny będą otwierać i zamykać aparaty szparkowe w regularnym, 24-godzinnym cyklu, dzięki wewnętrznemu zegarowi.
Otwieranie i zamykanie aparatów szparkowych jest ściśle regulowane, dzięki czemu rośliny mogą reagować na określone warunki środowiskowe. Pełniąc funkcję strażników, aparaty szparkowe skutecznie równoważą wymianę gazową i transpirację.
From Chapter 34:
Now Playing
Plant Structure, Growth, and Nutrition
26.7K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
41.4K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
59.7K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
55.6K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
55.0K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
50.9K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
51.7K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
37.1K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
47.4K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
20.3K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
8.2K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
25.0K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
15.5K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
24.0K Views
Plant Structure, Growth, and Nutrition
24.8K Views
See More