当前课程知识点:普通生物学 >  第三章 高等植物体的结构与功能 >  第四节 植物的营养与运输 >  3.4.2 气孔运动的调节

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3.4.2 气孔运动的调节在线视频

3.4.2 气孔运动的调节

下一节:3.4.3 植物的矿质营养

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3.4.2 气孔运动的调节课程教案、知识点、字幕

那么

气孔运动的机理是什么呢

气孔运动主要是受

保卫细胞的液泡水势的调节

已有的研究结果表明呢

调节保卫细胞

水势的渗透调节物质有三种

这三种物质是钾离子、苹果酸和蔗糖

先来看一下钾离子是如何影响气孔运动的

在20世纪60年代

人们就发现

气孔运动和保卫细胞中

积累的钾离子有密切的关系

例如

实验结果显示

气孔张开的时候钾离子浓度在400~800mM

气孔关闭的时候钾离子的浓度是100个mM

为什么钾离子会进入保卫细胞呢

原来

在保卫细胞质膜上有质子ATP酶

这个质子ATP酶呢

会将胞内的氢离子泵送到细胞外

使胞外的氢离子浓度高于胞内

这样呢

就产生了跨膜的质子电化学梯度

这个驱动力会促使钾离子由表皮细胞

经过保卫细胞质膜上的钾离子通道

进入保卫细胞

然后再进入液泡

另外呢

实验还发现

钾离子进入细胞通常会伴随着氯离子的进入

为什么会这样呢

主要是为了保持

保卫细胞的电中性

细胞中积累了

比较多的钾离子和氯离子之后呢

水势会降低

因此水分就会进入保卫细胞

随后气孔就会张开

所以细胞内钾离子浓度的升高

会促使气孔张开

第二个影响因素是苹果酸

在20世纪70年代

有实验证实保卫细胞可以积累苹果酸

气孔张开的时候

保卫细胞中苹果酸的浓度

比气孔关闭时多5-6倍

苹果酸可以平衡钾离子

和氯离子来维持电中性

保卫细胞积累的钾离子有1/2

甚至2/3是被苹果酸所平衡的

那么这个苹果酸又是从何而来的呢

研究表明呢

保卫细胞中含有

高浓度的

磷酸烯醇式丙酮酸

简称PEP

在PEP羧化酶的作用下

可以形成苹果酸

气孔开放的时候

保卫细胞内的淀粉含量下降

而苹果酸含量增多

凡是影响气孔开闭的因子呢

也会影响PEP羧化酶的活性

第三个影响因素是蔗糖

早在20世纪20年代就有学者提出

保卫细胞中淀粉和蔗糖的相互转变

可以改变渗透水势

而使气孔运动

近年来

随着研究的深入

发现蔗糖是

气孔运动的渗透调节物质

那么这个蔗糖又来自哪里呢

一是来自于保卫细胞中

叶绿体中的淀粉的水解

或者是由光合作用固碳反应

也就是卡尔文循环的中间产物转化而来

二是由叶肉细胞质外体中的

蔗糖进入了保卫细胞

总之影响气孔开闭的渗透物质

代谢途径有三条

一是伴随着钾离子的进入

苹果酸和氯离子也不断进入

这样可以维持电中性

第二是淀粉水解

或者是通过卡尔文循环中的

中间产物转变为蔗糖

同时也形成苹果酸

第三是叶肉细胞形成蔗糖

从质外体进入保卫细胞

总之糖、钾离子、氯离子

苹果酸等等进入液泡

使得保卫细胞水势下降

导致了气孔的张开

以上这些物质都是通过调节

保卫细胞水势的渗透调节物质

此外呢

还有一些因素会影响气孔的运动

这就包括了有水分、光照

二氧化碳的浓度和植物激素脱落酸

基本的规律是这样

水量充足

保卫细胞吸水膨胀,气孔打开

而干旱缺水的时候,气孔就关闭

第二

在水分充足的情况下

光照是调节气孔运动的主要环境信号

第三呢

二氧化碳的浓度高会使气孔迅速关闭

而低浓度二氧化碳会使气孔迅速地打开

白天,保卫细胞中的二氧化碳

因为光合作用而减少,氢离子被泵出

钾离子逆浓度梯度,而在细胞内积累

因此气孔是张开的

夜晚,呼吸作用进行,二氧化碳增多

钾离子不再积累

于是气孔就关闭了

另外呢

植物激素脱落酸,简称ABA

也是影响气孔运动的主要因素之一

有人做了这样一个实验

取紫鸭跖草叶片表皮组织进行实验

先用500mM的氯化钾溶液处理2-3h

气孔会张开得很大

然后呢

再将这个叶片表皮组织

放入10μM的ABA溶液中

处理10-30min

结果气孔完全关闭

这说明什么呢

说明了脱落酸会诱导气孔关闭

那么ABA促使气孔关闭的机理是什么呢

刚才我们讲过

钾离子内流是由于质子ATP酶驱动的

而ABA的作用是恰好相反

它的作用是抑制质子ATP酶

这样就抑制内向的钾离子通道

同时又激活外向的钾离子通道

使得钾离子从保卫细胞中流出

结果就导致了气孔关闭

研究表明在干旱、水涝等条件下呢

植物体内的脱落酸浓度

都会明显的增加

同时会诱导气孔的关闭

这是一种逆境的适应

总之呢

气孔开闭可能不只是

保卫细胞单独作用的结果

而是受到植物体整体的调节

表面来看

气孔白天开

夜晚关

似乎不利于植物体保持水分

但是

为了保证光合作用的顺利进行

损失一些水分也是值得的

调节气孔的开和闭

这个目的就是为了

让捕获二氧化碳

和防止水分散失之间达到一个巧妙的平衡

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

3.4.2 气孔运动的调节笔记与讨论

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