Informatie

Huidmondjes 's nachts (ademhaling)


Hoe verspreidt kooldioxide uit de ademhaling zich 's nachts uit het blad?

Sluiten huidmondjes 's nachts volledig?


Bladeren hoeven koolstofdioxide niet uit te ademen - het wordt verbruikt door fotosynthese.

Elders in de plant produceren stofwisselingsprocessen koolstofdioxide. Dit ontsnapt via intercellulaire gaskanalen die bij houtige planten eindigen als lenticellen (kleine poriën) op het stengeloppervlak. Zuurstof voor het metabolisme diffundeert de plant in in dezelfde intercellulaire ruimten als kooldioxide naar buiten diffundeert.

Bij wortels wordt de zuurstof die nodig is voor stofwisselingsprocessen opgelost in water.

Als je hebt willen vragen naar bladadsorptie van kooldioxide en wanneer huidmondjes sluiten, hangt het af van welk koolstoffixatieschema de plant vertoont, CAM, C4 of C3.

Misschien wilt u ook een antwoord raadplegen dat ik heb gegeven op een soortgelijke vraag die hier eerder is gesteld.


Kooldioxide is gas en kan gemakkelijk door de epidermale cel diffunderen na de concentratiegradiënt. Omdat er 's nachts wordt geademd, hoopt veel koolstofdioxide zich op in het blad om een ​​concentratiegradiënt te vormen die voldoende is om diffusie te veroorzaken.


Landplanten doen er misschien beter aan om hun CO2 's ochtends te gebruiken, tenzij ze er veel te veel van produceren.

CO2 is aanwezig in de lucht in een concentratie van ongeveer 0,03%. (De laatste jaren is het gestegen tot 0,04%.) Dat is een lage concentratie om tegen te werken.

Onthoud dat die planten overdag waterdamp en O2 UIT de huidmondjes sturen. Het is een drukgradiënt. Waarom CO2 's nachts naar buiten laten en er dan afhankelijk van zijn dat het de volgende dag tegen de stroom in komt?

Planten hebben manieren om CO2 vast te pakken, zodat het niet zomaar wegdrijft. Ze zetten het om in dingen die geen gassen zijn -- oxaalazijnzuur of malaat, of 3-fosfoglyceraat, of mogelijk andere die nog niet zijn opgemerkt.

Deze verbindingen kunnen worden opgeslagen. Herstel vervolgens de CO2 precies waar en wanneer het nodig is.

Sommige CO2 krijgt deze behandeling bij de wortels (waar de CO2-concentratie soms wel 8% kan zijn) en de opslagstoffen worden vervolgens samen met water en mineralen naar de bladeren gestuurd.

CO2 uit wortels


Huidmondjes sluiten en openen gedeeltelijk voor een efficiënte gasuitwisseling, en verliezen voorkomen uitdroging van bladeren. Kooldioxide diffundeert uit plant als uit zetmeel omdat planten alleen zuurstof inademen, maar ze nemen kooldioxide op.


Mechanisme van stomatale bewegingen

Huidmondjes zijn de poriën die deelnemen aan de transpiratie, dat wil zeggen verdamping van water uit deze poriën, en spelen ook een belangrijke rol bij de gasuitwisseling tijdens fotosynthese en ademhaling. Huidmondjes worden gereguleerd door de verandering van turgordruk in de wachtcellen of op een andere manier functioneren huidmondjes als turgor bediende kleppen. Bewakingscellen zwellen op door absorptie van water en wanden zullen oprekken met het openen van huidmondjes tot gevolg. Huidmondjes zijn over het algemeen overdag geopend en 's nachts gesloten. De omstandigheden die nodig zijn voor het openen van huidmondjes overdag zijn licht, hoge pH, lage concentratie CO 2 en beschikbaarheid van water. Evenzo zullen huidmondjes 's nachts sluiten vanwege duisternis, lage pH, hoge CO 2 -concentratie en uitdroging. Mechanisme van stomatale opening wordt beschreven door drie hoofdtheorieën: -

l) Hypothese van fotosynthese van wachtcellen: - Deze theorie is gegeven door Schwenener in 1881. Volgens deze hypothese hebben wachtcellen choroplast en vertonen deze chloroplasten overdag fotosynthese als resultaat van de geproduceerde fotosynthese suikermoleculen. Deze suiker zal de osmotische druk in de wachtcellen verhogen. Door de osmotische druk beginnen de cellen water te absorberen uit de nabije epidermale cellen. Door turgordruk gaan huidmondjes open. de fotosynthetische activiteiten van wachtcellen zijn echter zeer beperkt, dus dit werd niet erg geaccepteerd.

ii) Klassieke zetmeelhydrolysetheorie: - Deze theorie werd beschreven door Sayre in 1923 en vervolgens gewijzigd door rentmeester in 1964. Volgens deze theorie bevatten wachtcellen zetmeel. overdag als de CO 2 -concentratie laag is (overdag vanwege fotosynthese is de CO 2 -concentratie laag) en de pH van de wachtcel zal stijgen, dan wordt het enzym fosforylase actief dan zet dit enzym het zetmeel in de wachtcellen om tot glucose 1-fosfaat. Dan verandert glucose 1-fosfaat in glucose 6-fosfaat en dit molecuul wordt na hydrolyse omgezet in glucose en fosforzuur.

fosforylase
Zetmeel + nH 3 PO 4 = n Glucose 1-fosfaat

fosfoglucomutase
Glucose 1-fosfaat = Glucose 6-fosfaat

fosfatase
Glucose 6-fosfaat + water = Glucose + H 3 PO 4



Glucose verhoogt de osmotische druk van de wachtcellen en de wachtcellen beginnen water te absorberen uit de aangrenzende cellen en huidmondjes gaan open. Gedurende de nacht zal een omgekeerde reactie plaatsvinden en door de vorming van zetmeel zal de osmotische concentratie van wachtcellen afnemen en zullen de wachtcellen met verlies van water krimpen en dan sluiten. Maar dit werd niet geaccepteerd omdat
i) Glucose wordt niet gevonden in de wachtcellen op het moment van stomatale opening.
ii) De omzetting van zetmeel en glucose is meestal een langzame reactie, maar stomatale bewegingen zijn snel.


iii) Malaat of K+ ionenpomphypothese: - Deze theorie werd in 1974 door Steward naar voren gebracht. Deze theorie verklaart dat de pH van de wachtcel overdag toeneemt als gevolg van de absorptie van de H+-ionenconcentratie in de wachtcel. De CO 2 -concentratie is lager vanwege de assimilatie ervan door mesofylcellen. Een verhoging van de pH veroorzaakt de hydrolyse van zetmeel tot organische zuren.

Zetmeel --- Hexosefosfaat --- Fosfoglycerinezuur --- Fosfoenolpyruvaat

Fosfoenolpyruvaat is ook het tussenproduct van de ademhalingsroute. Dus met behulp van PEP-carboxylase zal het fosfoenolpyruvaat zich met CO 2 combineren tot oxaalzuur. Dit organische zuur wordt later omgezet in appelzuur. Appelzuur valt uiteen in malaat en H+-ionen. H + -ionen zullen uit de wachtcellen verdwijnen met de uitwisseling van K + -ionen. Deze ionen en malaationen zullen de osmotische druk in de vacuolen van de wachtcellen verhogen en als gevolg daarvan wordt water door de wachtcellen geabsorbeerd en gaan huidmondjes open. In het donker vindt er een omgekeerde reactie plaats en gaan huidmondjes dicht.



IISTOMATA EN HAAR FYSIOLOGIEII

De huidmondjes zijn de paden waardoor transpiratie en gasuitwisseling plaatsvinden. De huidmondjes zijn elliptische poriën in de epidermis van planten. Ze komen vooral voor aan de onderkant van bladeren.

Een stoma wordt begrensd door twee cellen bewaken. De wachtcellen zijn gespecialiseerde epidermale cellen. De wachtcellen zijn kleiner dan de andere epidermale cellen. Ze zijn niervormig in oppervlakteaanzicht. Maar ze zijn langwerpig in gamily gramineac. Bij sommige grassoorten. de epidermale cellen die grenzen aan de wachtcellen verschillen in vorm en grootte van de andere epidermale cellen. Deze staan ​​bekend als hulpcellen of hulpcellen. Bewakingscellen hebben een aantal specifieke kenmerken.

(i) De wachtcellen zijn gemodificeerde epidermale cellen. Maar ze hebben een andere vorm. inhoud en stofwisseling. Ze bevatten mitochondriën, peroxisomen en endoplasma, oftewel reticulum.

00 Ze bevatten ook chloroplast. Chloroplasten zijn afwezig in alle andere epidermale cellen.

(iii) De zetmeelkorrels aanwezig in wachtcellen nemen gedurende de dag af. 13tit toename tijdens de nacht. Anderzijds hoopt zetmeel zich overdag op en wordt het 's nachts geconsumeerd in de andere epidermale cellen van het blad.

(NS) Ik heb de innerlijke v, alle wachtcellen die de porie omringen zijn dik. Maar het buitenste zeil is dun.

Elie de grootte van de stomatale opening Jules van 7 x 3n tot 38 x 8p. Maar
deze variaties komen voor bij verschillende soorten. Soms is hun grootte anders in de verschillende lea es van dezelfde plant en in hetzelfde blad op verschillende punten.

Het aantal huidmondjes varieert van 50 tot 300 per vierkante mm. Maar hun totale oppervlakte is niet groter dan ik tot “o van de hele oppervlakte.

Positie en verdeling van huidmondjes

Er zijn verschillende categorieën planten 1kw stand huidmondjes.

(l) Appel- en moerbeisoorten: Deze hebben alleen huidmondjes aan de onderkant van het blad. De voorbeelden zijn perzik walnoot eiken. appel en moerbei.

(ii)Aardappelsoort: In deze zaak. de huidmondjes zijn aan de onderzijde talrijker dan aan de bovenzijde van het blad. Het voorbeeld is kool, boon, erwt en tomaat.

(iii) Havertype: Huidmondjes zijn min of meer gelijk verdeeld over de twee oppervlakken. De meeste granen zoals tarwe en maïs behoren tot deze categorie.

(NS)Waterlelie Type: “these kalk huidmondjes alleen aan de bovenzijde van het blad. Waterplanten met drijvende bladeren behoren tot deze categorie,

(v) Potamogeton-type: In dit gemak zijn huidmondjes geheel afwezig. Als ze aanwezig zijn, zijn ze functieloos en rudimentair. De meeste ondergedoken waterplanten behoren tot deze categorie.

STOMATALE FYSIOLOGIE

(Mechanisme van openen en sluiten van huidmondjes)

Rol van turgor van wachtcellen

civard cellen spelen een belangrijke rol bij het openen en sluiten van huidmondjes. De verandering van osmotische concentratie en vorm van wachtcellen regelt het openen en sluiten van huidmondjes. Als de binnenkant van alle wachtcellen dik is

en inelastisch. Het is bestand tegen uitrekken. Hun uiterlijk is allemaal dun en elastisch.
Si) het kan worden uitgerekt. De verschillen tussen de binnen- en buitenwanden van de wachtcellen zijn verantwoordelijk voor het openen en sluiten van de huidmondjes. (een) Winst van turgor: ‘lite bewakingscellen absorberen en N atcr worden gezwollen.

– Ik lig buiten dun %%ails zijn uitgerekt. Maar de binnenste dikke is allemaal onelastisch. Het kan dus niet uitrekken en wordt uit elkaar getrokken. Het wordt con-cane. Het vergroot de tegelopening in de wachtcellen. Ilw huidmondjes

(b) Verlies van tumor: The Guardcellen verlies %%titer. Dus ze verlies van turGof. .1 – hierbij. de binnenmuren van de Guardcellen worden straiGht. lichte muren van beide Guardcellen komen dicht bij elkaar en de huidmondjesporie wordt smal en sluit uiteindelijk.

THEORIEN VAN HET OPENEN EN SLUITEN VAN STOMATA

Volg inG theorieën verklaart de chanGe van osmotische concentratie in de Guard cellen.

(een) ZETMEEL-SUIKER HYPOTHESE

l’zijn hy pothesis werd geformuleerd in SD Sayre in 1926. OvereenstemmingG aan deze hypothese, een van de belangrijke en’) mes aanwezig in de Guardcellen is zetmeelfosforylase. Het is re ersible en/y me. Zijn actie wordt gecontroleerd lmet wie p11 van cellen.

0)Hoge pH: LiGht valt op blad. Zo wordt koolzuur afgebroken tot CO,• . 1hus de pll van de Guardcellen neemt toe. Deze toename van p11 stimuleert het enzym om zetmeel om te zetten in glucose

fosfaat in aanwezigheid van .. rganie fosfaat Zetmeel is
onoplosbaar en osmotisch Mactitt. M.1 glucosefosfaat is oplosbaar. Dus het verhoogt de osmotische angst voor wachtcellen. Als resultaat. unser van aangrenzende epidermale cellen komt de graszodecellen binnen. De wachtcellen worden gezwollen en worden geopend.

Lage pH: Kooldioxide hoopt zich op in het donker. Het reageert met water tot koolzuur If IA . 00. .Daarom. IA I neemt af. Daarom. de reactie wordt omkering. Niet-glimlach enzym nadelen ens Glucose-l-fosfaat in zetmeel. Zetmeel is onoplosbaar in water. daarom. de osmotische druk van Guardcellen neemt af. Als gevolg hiervan is de Guardcellen verliezen water en worden slap. Het sluit de huidmondjes.

Bewijzen ter ondersteuning van de hypothese:

I. Sonic vlaktes “eer blootgesteld aan een straal ammoniumhydroxide in het donker. Het verhoogt de pH. 1 hier voor. de huidmondjes sere opetted iui duisternis.

  1. Evenzo. sonische planten worden blootgesteld aan Gmelkazijn bij Litt) tijd. 1 erfgenaam neemt af. Dus hun huidmondjes zijn gesloten tijdensG de dagtijd.
  2. wat wavelenGths van liGht, blauw en rood beïnvloeden de huidmondjes openinG en foto's y ti thesis I herelae. het actiespectrum voor huidmondjes openeninG en fotosynthese is hetzelfde. Het fosforylase is een zeer actief enzym. Het zet zetmeel snel om in suiker en suiker in zetmeel. Naar schatting kan één enzym 1000 moleculen zetmeel per seconde omzetten in suiker. Deze snelheid is voldoende om huidmondjes snel te openen en te sluiten.

. Zetmeel is afwezig in sommige planten zoals ui. Maar nog steeds gaan hun huidmondjes open en dicht.

I. Huidmondjes kunnen opengaan bij weinig zonlicht of zelfs bij maanlicht. Fotosynthese kan niet plaatsvinden bij deze intensiteit.

(b) HYPOTHESE VAN DE UITWISSELING VAN KALIUMIONEN

Het wordt ook malaathypothese genoemd. Deze hypothese geeft het volgende mechanisme voor het openen en sluiten van huidmondjes:

(i) Opening van huidmondjes: Appelzuur wordt geproduceerd in de wachtcellen in de

aanwezigheid van licht. Er wordt aangenomen dat lopen: zuur wordt geproduceerd in de chloroplasten. Daarna wordt het uitgescheiden in het odoplasma van de wachtcellen. Appelzuur is een zwak zuur. .1 uur voor. het dissocieert in malaationen en waterstof (II – ) ionen. Lk drogen ionen worden uitgescheiden uit het plan: cellen en kaliumionen (1: gaan de wachtcellen ijzer aangrenzende cellen binnen.) uitwisseling van waterstof- en kaliumionen.

tussen wachtcellen en aangrenzende epidermale cellen plaatsvindt. Deze ionenuitwisseling is een actief proces. Het heeft uitgaven van metabolische energie nodig. Accumulatie van kalium- en malaationen in wachtcellen verhoogt de osmotische druk van wachtcellen. Daarom stroomt er water in de wachtcellen. De wachtcellen worden gezwollen en worden geopend.

(ii) Sluiten van huidmondjes: Kalium- en waterstofuitwisselingspomp werken weer bij donker. Waterstofionen komen binnen en kaliumionen verlaten de wachtcellen. Malaat- en waterstofionen recombineren om appelzuur te vormen. Het wordt gebruikt bij de ademhaling. Het vermindert de osmotische druk van de wachtcellen. Zo verliezen de wachtcellen de tumiditeit en worden huidmondjes gesloten. Kaliumionenuitwisselingsmechanisme wordt in alle planten aangetroffen. –

Uit recent onderzoek is gebleken dat het gehalte aan CO, in de wachtcellen en blauw licht de kaliumionenuitwisseling beïnvloeden. Laag CO .-gehalte2 en blauw licht stellen de bewaker in staat om K-ion op te nemen. Dus huidmondjes worden geopend. Maar een hoog CO-gehalte en afwezigheid van blauw licht keren het affect om en huidmondjes zijn gesloten.


Waarom vindt stomatale transpiratie overdag plaats?

Bij voldoende licht en optimale celtemperatuur huidmondjes openen en in het donker sluiten. Stomatale transpiratie vindt dus overdag plaats en niet 's nachts. Speciale cellen, bewakingscellen genaamd, controleren het openen of sluiten van elke porie. Wanneer huidmondjes open zijn, neemt de transpiratiesnelheid toe als ze gesloten zijn, neemt de transpiratiesnelheid af.

Oorzaken: De volgende reacties vinden plaats in de wachtcellen, zowel overdag als 's nachts.

Zetmeel + ip → Fosforylase→ Glucose-I-fosfaat.

Overdag in aanwezigheid van zonlicht neemt de PH van celsap van wachtcellen toe tot PH en het enzym Fosforylase dat aanwezig is in chloroplasten hydrolyseert zetmeel tot glucose-I fosfaat I (osmotisch actief). Aangezien het celsap osmotisch actief wordt, absorbeert het water uit de omringende cellen om gezwollen te worden en daardoor gaan de huidmondjes open.

Tijdens de nacht, bij afwezigheid van licht, neemt de PH van het celsap van de wachtcellen af ​​tot PH en zet het enzym Fosforylase glucose-I-fosfaat om in zetmeel. Naarmate het celsap van de wachtcellen osmotisch inactief wordt, verliest het water dat eraan wordt onttrokken door de omringende cellen en de wachtcellen, hun gezwollenheid en wordt slap en de huidmondjes sluiten.


Waarom vindt cellulaire ademhaling plaats in het donker?

Cellulaire ademhaling kan gebeuren in duisternis, dus de flessen die geel werden, betekenen dat de organismen het proces van Cellulaire ademhaling. Bij fotosynthese wordt koolstofdioxide verwijderd en daardoor wordt het water blauw.

Vindt cellulaire ademhaling ook 's nachts plaats? Cellulaire ademhaling in planten voorkomen zowel overdag als in de nacht, maar de snelheid van ademhaling zal hoog zijn tijdens de nacht.

Kan de ademhaling bijgevolg in het donker plaatsvinden?

Donker &ndash alleen ademhaling vindt plaats. Zuurstof wordt verbruikt terwijl koolstofdioxide vrijkomt.

Waarom voeren planten 's nachts cellulaire ademhaling uit?

Het resultaat van cellulaire ademhaling is dat de plant neemt glucose en zuurstof op, geeft kooldioxide en water af en geeft energie af. Planten adem op elk moment van de dag en nacht omdat hun cellen een constante energiebron nodig hebben om in leven te blijven.


Nachtelijke transpiratie in gerst (Hordeum vulgare) vergemakkelijkt de afgifte van kooldioxide door de luchtwegen en wordt gereguleerd tijdens zoutstress

Achtergrond en doelstellingen: Nachtelijke transpiratie zorgt voor een aanzienlijke hoeveelheid waterverlies in gewassen. Desondanks blijven er veel vragen over nachtelijke transpiratie - de biologische functie, regulatie en reactie op stress zoals zoutgehalte. Het doel van de huidige studie was om deze vragen te beantwoorden over 14- tot 18-d-oude, hydrocultuur gekweekte gerstplanten.

Methoden: Planten werden ofwel de laatste 4-7 d voorafgaand aan, en tijdens daaropvolgende continue (24 uur), dagelijkse gravimetrische transpiratieanalyses gestrest of onderworpen aan zoutstress net voor analyses of gedurende 4-7 d gestrest en vervolgens overgebracht naar controlemedium vóór analyses . Het idee achter deze experimentele opstelling was om onderscheid te maken tussen een langere (cuticula, huidmondjes) en kortere termijn (huidmondjes) respons van transpiratie op behandelingen. Cuticulaire geleiding werd beoordeeld door middel van residuele transpiratiemetingen in losse bladeren. De hoeveelheid nagelriemwas en de donkere ademhalingssnelheid van de bladeren werden bepaald. De bladgeleiding naar CO2 werd berekend.

Belangrijkste resultaten: De transpiratiesnelheden 's nachts en overdag waren sterk en positief gecorreleerd met elkaar voor alle behandelingen. De nachtelijke transpiratie bedroeg 9-17% van de dagsnelheid (gemiddeld: 13,8 %). Ondanks kleine veranderingen in de verhouding van nacht- tot dagtranspiratiesnelheden, verschilde de bijdrage van cuticulaire en stomatale geleiding aan blad (epidermale) geleiding aan waterdamp aanzienlijk tussen behandelingen. Zoutstress had geen invloed op de nagelriemwas. De geleiding voor CO2 van de cuticula was onvoldoende om de afgifte van CO2 in de donkere luchtwegen te ondersteunen.

conclusies: De belangrijkste biologische functie van nachtelijke transpiratie is het vrijkomen van respiratoir CO2 uit bladeren. Nachtelijke transpiratie wordt op korte en lange termijn gereguleerd, ook bij zoutstress. Huidmondjes spelen een sleutelrol in dit proces. We stellen voor om, naar analogie van de watergebruiksefficiëntie (WUE) gedurende de dag, te verwijzen naar een CO2-afgifte-efficiëntie ('CORE') gedurende de nacht.


Bladeren

De uitwisseling van zuurstof en koolstofdioxide in het blad (evenals het verlies van waterdamp bij transpiratie) vindt plaats via poriën die huidmondjes (enkelvoud = stoma).

Normaal gesproken gaan huidmondjes open als het licht 's morgens op het blad valt en sluiten ze 's nachts.

De directe oorzaak is een verandering in de turgor van de bewaken cellen. De binnenwand van elke bewakingscel is dik en elastisch. Wanneer turgor zich ontwikkelt in de twee wachtcellen die elke stoma flankeren, puilen de dunne buitenwanden uit en dwingen de binnenwanden in een halvemaanvorm. Hierdoor wordt de stoma geopend. Wanneer de wachtcellen turgor verliezen, krijgen de elastische binnenwanden hun oorspronkelijke vorm terug en sluit de stoma.

Tijd Osmotische druk, lb/in 2
7 uur 212
11 uur 456
5 uur 272
12 middernacht 191

De tabel toont de osmotische druk gemeten op verschillende tijdstippen van de dag in typische wachtcellen. De osmotische druk in de andere cellen van de onderepidermis bleef constant op 150 lb/in 2 (

1000 kilopascal, kPa). Toen de osmotische druk van de wachtcellen groter werd dan die van de omringende cellen, gingen de huidmondjes open. 'S Avonds, toen de osmotische druk van de wachtcellen daalde tot bijna die van de omringende cellen, sloten de huidmondjes zich.

Huidmondjes openen

  • Blauw licht wordt geabsorbeerd door fototropine die activeert
  • een protonpomp (een H+-ATPase) in het plasmamembraan van de wachtcel. , gegenereerd door de lichtreacties van fotosynthese, drijft de pomp aan.
  • Naarmate protonen (H + ) uit de cel worden gepompt, wordt het binnenste steeds negatiever.
  • Dit trekt extra kaliumionen de cel in, waardoor de osmotische druk stijgt.

Huidmondjes sluiten

Hoewel open huidmondjes essentieel zijn voor fotosynthese, stellen ze de plant ook bloot aan het risico om water te verliezen door transpiratie. Ongeveer 90% van het water dat een plant opneemt, gaat verloren door transpiratie.

Bij angiospermen en gymnospermen (maar niet bij varens en lycopsiden) is Abscisinezuur (ABA) het hormoon dat ervoor zorgt dat de huidmondjes sluiten wanneer het bodemwater onvoldoende is om de transpiratie bij te houden (wat vaak rond het middaguur plaatsvindt).

  • ABA bindt aan receptoren aan het oppervlak van het plasmamembraan van de wachtcellen.
  • De receptoren activeren verschillende onderling verbonden routes die samenkomen om te produceren
    • een stijging van de pH in het cytosol
    • overdracht van Ca2+ van de vacuole naar het cytosol.
    • stimuleren het verlies van negatief geladen ionen (anionen), vooral NO3 &min en Cl &minus , van de cel en ook
    • het verlies van K+ uit de cel.

    Open huidmondjes bieden ook een opening waardoor bacteriën het binnenste van het blad kunnen binnendringen. Wachtcellen hebben echter receptoren die de aanwezigheid kunnen detecteren van moleculen die geassocieerd zijn met bacteriën die pathogeen-geassocieerde moleculaire patronen (PAMP's) worden genoemd. LPS en flagelline zijn voorbeelden. Wanneer de wachtcellen deze PAMP's detecteren, bemiddelt ABA de sluiting van de stoma en sluit zo de deur naar bacteriële toegang.

    Dit systeem van aangeboren immuniteit lijkt op die bij dieren. Link naar discussie.

    Dichtheid van huidmondjes

    • de temperatuur-, vochtigheid, en lichtsterkte rond de plant
    • en ook, zo blijkt, de concentratie van kooldioxide in de lucht rond de bladeren. De relatie is inverse dat wil zeggen, als de concentratie van CO2 stijgt, daalt het aantal geproduceerde huidmondjes en vice versa. Enkele bewijzen:
      • Planten gekweekt in een kunstmatige atmosfeer met een hoog CO-gehalte2 minder huidmondjes hebben dan normaal.
      • Herbariumspecimens laten zien dat het aantal huidmondjes in een bepaalde soort de afgelopen 200 jaar is afgenomen, net als de tijd van de industriële revolutie en stijgende niveaus van CO2 in de atmosfeer [Bekijken].

      Deze gegevens kunnen worden gekwantificeerd door het bepalen van de stomatale index: de verhouding van het aantal huidmondjes in een bepaald gebied gedeeld door het totale aantal huidmondjes en andere epidermale cellen in datzelfde gebied.

      Hoe bepaalt de plant hoeveel huidmondjes hij moet produceren?

      Het blijkt dat de volwassen bladeren van de plant de omstandigheden om hen heen detecteren en een signaal sturen (de aard ervan is nog onbekend & mdash maar zie hieronder * ) die het aantal huidmondjes aanpast dat zich op de zich ontwikkelende bladeren zal vormen.

      Twee experimenten (gerapporteerd door Lake et al., in Natuur, 411:154, 10 mei 2001):

      • Wanneer de volwassen bladeren van de plant (Arabidopsis) zijn ingekapseld in glazen buizen gevuld met hoge niveaus (720 ppm) CO2, de ontwikkelende bladeren hebben minder huidmondjes dan normaal, ook al groeien ze in normale lucht (360 ppm).
      • Omgekeerd, wanneer de volwassen bladeren normale lucht krijgen (360 ppm CO2) terwijl de shoot wordt blootgesteld aan hoge CO2 (720 ppm), de nieuwe bladeren ontwikkelen zich met de normale stomatale index.

      * Een signaal dat de stomatale dichtheid verhoogt in twee dagen oude Arabidopsis-zaailingen (een andere experimentele opstelling dan hierboven) is een peptide van 45 aminozuren genaamd stomagene dat wordt afgegeven door mesofylcellen en induceert de vorming van huidmondjes in de epidermis erboven.

      Huidmondjes onthullen vroegere koolstofdioxidegehaltes

      • hun stomatale indices waren hoog
        • laat in de Perm-periode (275 & ndash 290 miljoen jaar geleden) en opnieuw
        • in het Pleistoceen (1&ndash8 miljoen jaar geleden).
        • laag niveaus van atmosferisch koolstofdioxide en
        • ijstijden (met gletsjers).

        Elke stoma (de kleine porie of het gaatje) wordt geflankeerd door twee wachtcellen die uitzetten en samentrekken, waardoor de stoma wordt gesloten en geopend. Twee controles op het openen en sluiten van de huidmondjes zijn de waterhuishouding van de plant en de kooldioxideconcentratie. Wanneer de plant uitdroogt en verwelkt, zal het sluiten van de huidmondjes van een plant water vasthouden. Wanneer het vochtgehalte stijgt, gaan de huidmondjes weer open. Wanneer het kooldioxidegehalte in het blad onder normaal daalt, ongeveer 0,03 procent, gaan de huidmondjes open om meer kooldioxide toe te laten.

        Huidmondjes regelen de stroom van gassen in en uit bladeren. Overdag, wanneer de luchttemperatuur stijgt en het kooldioxidegehalte normaal of boven normaal is, gaan de huidmondjes open, waardoor kooldioxide kan binnendringen en fotosynthese kan plaatsvinden. Zuurstof, een giftig (voor de plant) bijproduct van fotosynthese, verlaat de huidmondjes. 'S Nachts recombineert de glucose met zuurstof, waarbij energie vrijkomt wanneer het glucosemolecuul weer afbreekt in water en koolstofdioxide. Het overtollige water verlaat de huidmondjes in een proces dat transpiratie wordt genoemd. Huidmondjes nemen dus niet direct deel aan fotosynthese. De huidmondjes regelen echter de instroom van koolstofdioxide, een cruciaal onderdeel van fotosynthese, en laten de overtollige zuurstof ontsnappen. Huidmondjes regelen ook de stroom van waterdamp uit het blad, waardoor het waterverlies tijdens droogte wordt beperkt en overtollig water kan ontsnappen.


        Huidmondjes 's nachts (ademhaling) - Biologie

        Achtergrond informatie:

        Bladmondjes zijn het belangrijkste middel voor gasuitwisseling in vaatplanten. huidmondjes zijn kleine poriën, meestal aan de onderkant van bladeren, die worden geopend of gesloten onder de controle van een paar banaanvormige cellen genaamd bewaken cellen. In geopende toestand laten huidmondjes CO2 het blad binnen en laten water en zuurstof ontsnappen. Naast het openen en sluiten van de huidmondjes, kunnen planten controle uitoefenen over hun gasuitwisselingssnelheid door de huidmondjesdichtheid in nieuwe bladeren te variëren wanneer ze worden geproduceerd (zoals in de lente of zomer). Hoe meer huidmondjes per oppervlakte-eenheid, hoe huidmondjes dichtheid.

        Waarom zou het voor een plant adaptief kunnen zijn om de snelheid van waterverlies en CO2-opname te beheersen? Een antwoord is te vinden in de zon. Verhoging van de warmte zou eiwitten van membranen van chloroplasten kunnen denatureren. Bij oververhitting kunnen planten de huidmondjes openen om water te verdampen om de temperatuur te verlagen. Op basis hiervan zou je kunnen veronderstellen dat bladeren in de zon een hogere huidmondjesdichtheid hebben dan bladeren in de schaduw.

        Aan de andere kant, als er geen water beschikbaar is, zoals bij droogte, kan overmatige verdamping leiden tot uitdroging (uitdroging). Planten in warme gebieden kunnen baat hebben bij minder huidmondjes, zodat ze water kunnen besparen.

        De discussie illustreert een belangrijk concept in de experimentele biologie, namelijk dat er vaak alternatieve hypothesen zijn om variatie in de natuur te verklaren. In dit geval kan de dichtheid van huidmondjes toenemen of afnemen als reactie op omgevingsvariatie in zonlicht en waterbeschikbaarheid.

        Prelab vragen

        1. Welke rol spelen huidmondjes bij homeostase?

        2. Er worden twee hypothesen voor de dichtheid van huidmondjes beschreven. Hoe zou je ze kunnen testen?

        3. Plantensoorten kunnen verschillen in het aantal huidmondjes op hun bladeren. Waarom?

        4. Planten verplaatsen water van de wortels van de plant naar de bladeren door middel van transpiratie. Terwijl water uit het blad verdampt, trekt cohesie water uit de wortels omhoog. Stel een verband voor tussen transpiratie en huidmondjesdichtheid.

        Procedure voor het tellen van huidmondjes

        1. Verkrijg een blad. Trek de omtrek van het blad over op een stuk ruitjespapier. Schat de oppervlakte door te tellen hoeveel vierkanten er binnen de omtrek van het blad passen. Als je gedeeltelijke vierkanten hebt, probeer ze dan op te tellen tot gelijke hele vierkanten. Noteer de oppervlakte in onderstaande tabel.
        2. Verf een dunne strook doorzichtige nagellak op een deel van het blad (verf tussen parallelle nerven). Laat de nagellak volledig drogen.
        3. Plaats een stuk doorzichtige tape over de gedroogde nagellak. Druk de tape voorzichtig maar stevig op het blad.
        4. Trek de tape van het blad en plaats de tape met de plakkerige kant naar beneden op een objectglaasje. Bekijk de tape, die nu een afdruk van de bladcellen bevat. Probeer zowel scannen als laag stroomverbruik te gebruiken.
        5. Tel het aantal huidmondjes in het gezichtsveld. Verplaats de dia zodat u andere gebieden kunt zien. Het is wellicht het beste om een ​​gemiddelde te nemen van meerdere plekken op het blad.
        6. Vind de dichtheid van huidmondjes kan worden gemeten door het aantal huidmondjes te delen door het oppervlak van het blad.

        Kies een vraag om te onderzoeken:

        1) Hoe varieert de dichtheid van huidmondjes tussen verschillende soorten planten?

        2) Hoe varieert de dichtheid van huidmondjes tussen bladoppervlakken (boven- versus onderoppervlak van blad)?

        3) Hoe varieert de dichtheid van huidmondjes tussen bladeren van dezelfde plant (bladeren bovenaan en bladeren onderaan)?

        Experimenteel ontwerp - de procedure voor het tellen van huidmondjes en het berekenen van de dichtheid is hierboven beschreven. Denk na over de vraag die u wilt onderzoeken, verzamel gegevens en maak een gegevenstabel om uw waarnemingen te ordenen. Misschien wilt u foto's maken om bij uw eindrapport te voegen.

        Maak een Claim dat het antwoord op uw experimentele vraag samenvat.

        Geef met behulp van gegevens uit dit experiment: Bewijs die de bewering ondersteunt.

        Met behulp van achtergrondkennis en gegevens uit dit lab, Redenering die het bewijs gebruikt om de bewering te rechtvaardigen. Voor dit onderdeel moet je misschien buiten de klas onderzoek doen naar het type plant dat je hebt onderzocht.

        Uw groep zal uw gegevens, beweringen, bewijzen en redeneringen met de klas delen als een poster, powerpoint-slides of een digitale infographic.

        />Dit werk is gelicentieerd onder een Creative Commons Naamsvermelding-NietCommercieel-GelijkDelen 4.0 Internationaal-licentie.


        11e Biologie Hfdst 14 Onderwerp 6 OPENEN EN SLUITEN VAN STOMATA

        De bewakingscellen functioneren als multisensorische hydraulische kleppen. Omgevingsfactoren, zoals lichtintensiteit en kwaliteit, temperatuur, relatieve vochtigheid en intracellulaire CO2-concentratie worden waargenomen door bewakingscellen en deze signalen worden geïntegreerd in goed gedefinieerde stomatale reacties. Er zijn twee hypothesen die het openen en sluiten van huidmondjes kunnen verklaren.
        i) Zetmeelsuikerhypothese : De Duitse botanicus H. Van Mohl stelde voor dat de wachtcellen de enige fotosynthetiserende cellen van de opperhuid van het blad zijn en dat er overdag suikers in worden geproduceerd wanneer er licht beschikbaar is. Wanneer het suikergehalte stijgt, d.w.z. de opgeloste stofconcentratie stijgt of het waterpotentieel afneemt, worden de wachtcellen gezwollen door het binnendringen van water en scheiden ze van elkaar, en stoma of porie gaat open. 'S Nachts is er geen fotosynthese, de suikers worden ofwel omgezet in onoplosbaar zetmeel of worden gebruikt bij de ademhaling, dit vermindert de vrije suikers in de cel. Dus de osmotische druk van wachtcellen wordt verlaagd en water verlaat de wachtcellen, wat:
        worden laccid en stoma of porie ertussen sluit. Maar deze processen zijn niet snel genoeg om de snelle toename van turgor, van wachtcellen, te verklaren.


        ii) Instroom van K+
        ionen: De kaliumconcentratie in wachtcellen neemt meerdere keren toe, afhankelijk van de plantensoort. Huidmondjes gaan open door actief transport van kaliumionen (K+) in de wachtcellen vanuit de omringende epidermis. De accumulatie van K+ vermindert het osmotische potentieel van wachtcellen. Water komt de wachtcellen binnen door osmose, die gezwollen en uitgerekt worden en huidmondjes worden geopend. De stoma wordt gesloten door een omgekeerd proces waarbij passieve diffusie van K+ uit de wachtcellen betrokken is, gevolgd door water dat door osmose naar buiten stroomt. Wat regelt de beweging van K+ in en uit bewakingscellen?
        Niveau van kooldioxide in de ruimtes in het blad en licht, controleren deze beweging. Een laag kooldioxidegehalte bevordert het openen van de huidmondjes, waardoor een verhoogd kooldioxidegehalte en een hogere fotosynthesesnelheid mogelijk zijn.
        Van blootstelling aan blauw licht, dat ook effectief is bij fotosynthese, is aangetoond dat het de omgeving van de wachtcellen verzuurt (d.w.z. protonen uitpompen), waardoor de wachtcellen K+ kunnen opnemen, gevolgd door wateropname, wat resulteert in een verhoogde turgiditeit van de wachtcellen. Dus over het algemeen zijn stoma's overdag open en 's nachts gesloten. Dit voorkomt onnodig waterverlies door de plant wanneer het te donker is voor fotosynthese. De planten openen hun huidmondjes door actief kalium in wachtcellen te pompen, waardoor water wordt gevolgd door osmose. Guard cells become turgid and stoma or pore opens. When Potassium leaves the guard cells (during night) water leaves the guard cells by exosmosis and guard cells become laccid and stoma or pore between guard cells closes.


        Bekijk de video: Begeleidde meditatie voor bewustzijn via ademhaling (December 2021).