植物的氣孔研究,二氧化碳擴(kuò)散進(jìn)入光合細(xì)胞間隙氣孔的發(fā)生和分布 大約四億年前左右,當(dāng)植物最初開始定居陸地的時候,只有演變成具有疏水的蠟質(zhì)外層或角質(zhì)層的那些植物,才能夠避免干化。在植物和氣生環(huán)境之間的這種蠟質(zhì)屏障,能夠防止因蒸發(fā)而引起的水分丟失,但由于這樣就減少了光合作用底物(--氧化碳)的補(bǔ)充,又會導(dǎo)致陸地植物的早期死亡,除非在表皮產(chǎn)生了細(xì)小的孔或氣孔。氣孔能使空氣中的二氧化碳擴(kuò)散進(jìn)入光合組織的細(xì)胞間隙,在這里,二氧化碳溶解在液相中,于是發(fā)生了光合還原作用。但不幸地是當(dāng)空氣滲到植物中的同時,大量的水蒸氣也通過氣孔經(jīng)蒸騰作用消失到大氣中。隨著進(jìn)化的歷程,氣孔變得更加靈活,并發(fā)展了開張和關(guān)閉的能力,這就使植物能夠控制它自身的水分狀況,同時更完善了它的光合作用能力。通過控制影響植物生產(chǎn)力的這兩個基本過程,氣孔運(yùn)動執(zhí)行著植物生命的基本功能。 在蘚類和苔類孢子體世代進(jìn)化水平以上的所有植物都具有氣孔。蘚類和苔類的氣孔大部分是無功能的,蕨類植物的氣孔不特別靈活,僅表現(xiàn)有限的并緩慢的運(yùn)動。但裸子植物和被子植物的氣孔高度靈活,它們受著環(huán)境的和內(nèi)部的反應(yīng)的綜合控制。氣孔最常見于葉片上,同時也發(fā)生在裸子植物和被子植物的花序、果實(shí)、草本莖、葉柄和卷須上。在大多數(shù)裸子植物和被子植物中,在葉片的近軸面(上表面)和遠(yuǎn)軸面(下表面)都有氣孔,不過在下表面更多一些。而在另一些被子植物、裸子植物以及幾乎所有的蕨類植物中,氣孔則僅發(fā)生在葉片下表面。只有一些具有漂浮葉片的水生植物和具有旱生結(jié)構(gòu)的禾草中,氣孔局限于上表面。 即使某一種植物的氣孔,其數(shù)量和密度也有很大的變化。生長在陰地比生長在陽地的植物,氣孔數(shù)量要少,但形狀要大。而生長在長久潮濕環(huán)境里的植物比生長在干燥環(huán)境里的植物,氣孔數(shù)量要多,但形狀要小。雖然在差異懸殊的環(huán)境里所生長的植物之間,它們存在著明顯的不同,然而所有氣孔的總面積是比較穩(wěn)定的,這是因?yàn)闅饪椎拇笮『兔芏却嬖谥箶?shù)關(guān)系。即使在一株植物上,也可以發(fā)現(xiàn)這種不同,低處著生的葉片比高處著生的葉片其氣孔較大而數(shù)量較少。
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