บทเรียนเรื่อง “โครงสร้างเซลล์ของใบไม้” ปากใบในพืช: ความหมาย ตำแหน่ง หน้าที่

ปากใบในพืชเป็นรูขุมขนที่อยู่ในชั้นหนังกำพร้า พวกมันทำหน้าที่ระเหย น้ำส่วนเกินและการแลกเปลี่ยนก๊าซของดอกไม้กับสิ่งแวดล้อม

สิ่งเหล่านี้เป็นที่รู้จักครั้งแรกในปี 1675 เมื่อนักธรรมชาติวิทยา Marcello Malpighi ตีพิมพ์การค้นพบของเขาใน Anatome plantarum อย่างไรก็ตาม เขาไม่สามารถเปิดเผยจุดประสงค์ที่แท้จริงได้ ซึ่งเป็นแรงผลักดันในการพัฒนาสมมติฐานและการวิจัยเพิ่มเติม

ประวัติความเป็นมาของการศึกษา

ศตวรรษที่ 19 มีความก้าวหน้าในการวิจัยที่รอคอยมานาน ต้องขอบคุณ Hugo von Mohl และ Simon Schwenderer ที่ทำให้ทราบหลักการพื้นฐานของการทำงานของปากใบและการจำแนกประเภทตามประเภทของโครงสร้าง

การค้นพบเหล่านี้เป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการทำความเข้าใจการทำงานของรูขุมขน แต่บางแง่มุมของการวิจัยก่อนหน้านี้ยังคงมีการศึกษาจนถึงทุกวันนี้

โครงสร้างใบ

ส่วนต่างๆ ของพืช เช่น หนังกำพร้า และปากใบ จัดอยู่ในประเภท โครงสร้างภายในแผ่นงานแต่ควรศึกษาก่อน โครงสร้างภายนอก- ดังนั้นแผ่นงานจึงประกอบด้วย:

• ใบมีด - ส่วนที่แบนและยืดหยุ่นได้ มีหน้าที่ในการสังเคราะห์แสง การแลกเปลี่ยนก๊าซ การระเหยของน้ำ และ การขยายพันธุ์พืช(สำหรับบางประเภท)
• ฐานซึ่งมีแผ่นการเจริญเติบโตและก้านใบตั้งอยู่ ยังช่วยยึดใบเข้ากับก้านอีกด้วย
• Stipules เป็นรูปแบบที่จับคู่กันที่ฐานซึ่งช่วยปกป้องตาที่ซอกใบ
• ก้านใบ - ส่วนเรียวของใบที่เชื่อมต่อใบมีดกับก้าน เขามีหน้าที่รับผิดชอบที่สำคัญ ฟังก์ชั่นที่สำคัญ: เน้นแสงสว่างและการเติบโตผ่านผ้าการศึกษา

โครงสร้างภายนอกของใบอาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับรูปร่างและประเภทของใบ (เรียบง่าย/ซับซ้อน) แต่ทุกส่วนข้างต้นจะปรากฏอยู่เสมอ

โครงสร้างภายในประกอบด้วยหนังกำพร้าและปากใบ ตลอดจนเนื้อเยื่อและหลอดเลือดดำที่ก่อตัวต่างๆ แต่ละองค์ประกอบมีการออกแบบของตัวเอง

ตัวอย่างเช่น ด้านนอกของใบไม้ประกอบด้วยเซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดและรูปร่างต่างกัน ผิวเผินที่สุดมีความโปร่งใสทำให้แสงแดดส่องผ่านใบไม้ได้

เซลล์ขนาดเล็กที่อยู่ลึกกว่านั้นจะมีคลอโรพลาสต์ซึ่งให้ใบ สีเขียว- เนื่องจากคุณสมบัติของพวกเขา พวกเขาจึงถูกเรียกว่าปิด ขึ้นอยู่กับระดับความชื้นพวกมันจะหดตัวหรือเกิดรอยแยกปากใบระหว่างกัน

โครงสร้าง

ความยาวของปากใบของพืชจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดและระดับแสงที่พืชได้รับ รูขุมขนที่ใหญ่ที่สุดสามารถมีขนาดถึง 1 ซม. ปากใบสร้างเซลล์ป้องกันที่ควบคุมระดับของการเปิด

กลไกการเคลื่อนที่ของพวกมันค่อนข้างซับซ้อนและแตกต่างกันไปตามพันธุ์พืช ส่วนใหญ่ - ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำและระดับของคลอโรพลาสต์ - turgor ของเนื้อเยื่อเซลล์สามารถลดลงหรือเพิ่มขึ้นได้ซึ่งจะควบคุมการเปิดปากใบ

วัตถุประสงค์ของรอยแยกปากใบ

อาจไม่จำเป็นต้องกล่าวถึงรายละเอียดในด้านต่างๆ เช่น หน้าที่ของชีต แม้แต่เด็กนักเรียนก็รู้เรื่องนี้ แต่ปากใบมีหน้าที่รับผิดชอบอะไร? หน้าที่ของพวกเขาคือการคายน้ำ (กระบวนการเคลื่อนตัวของน้ำผ่านพืชและการระเหยของน้ำผ่านอวัยวะภายนอก เช่น ใบ ลำต้น และดอก) ซึ่งทำได้โดยการทำงานของเซลล์ป้องกัน กลไกนี้ช่วยปกป้องพืชไม่ให้แห้งในสภาพอากาศร้อนและไม่อนุญาตให้กระบวนการเน่าเปื่อยเริ่มต้นในสภาวะที่มีความชื้นมากเกินไป หลักการทำงานของมันง่ายมาก: หากปริมาณของของเหลวในเซลล์ไม่สูงเพียงพอ ความดันบนผนังจะลดลงและรอยแยกปากใบจะปิดลง เพื่อรักษาปริมาณความชื้นที่จำเป็นในการดำรงชีวิต

และในทางตรงกันข้ามส่วนเกินของมันนำไปสู่แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นและการเปิดรูขุมขนซึ่งผ่านนั้น ความชื้นส่วนเกินระเหย ด้วยเหตุนี้บทบาทของปากใบในการทำความเย็นพืชจึงมีมากเช่นกัน เนื่องจากอุณหภูมิของอากาศโดยรอบจะลดลงอย่างแม่นยำผ่านการคายน้ำ

นอกจากนี้ภายใต้ช่องว่างยังมีช่องอากาศที่ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซ อากาศแทรกซึมเข้าไปในพืชผ่านรูพรุนเพื่อเข้าสู่การหายใจในภายหลัง ออกซิเจนส่วนเกินจะหนีออกสู่ชั้นบรรยากาศผ่านช่องว่างปากใบเดียวกัน ยิ่งไปกว่านั้น การมีอยู่หรือไม่มีของมันมักจะใช้ในการจำแนกพืช

ฟังก์ชั่นแผ่นงาน

ใบไม้เป็นอวัยวะภายนอกที่ใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสง การหายใจ การคายน้ำ การควักไส้ และการขยายพันธุ์พืช อีกทั้งยังสามารถกักเก็บความชื้นและ สารอินทรีย์ผ่านปากใบ และยังช่วยให้พืชมีความสามารถในการปรับตัวได้มากขึ้น เงื่อนไขที่ยากลำบาก สิ่งแวดล้อม.

เนื่องจากน้ำเป็นสื่อหลักในเซลล์ การขับถ่ายและการไหลเวียนของของเหลวภายในต้นไม้หรือดอกไม้จึงมีความสำคัญต่อชีวิตของต้นไม้หรือดอกไม้ไม่แพ้กัน ในกรณีนี้พืชดูดซับความชื้นทั้งหมดที่ไหลผ่านได้เพียง 0.2% ส่วนที่เหลือไปสู่การคายน้ำและการควักไส้เนื่องจากเกิดการเคลื่อนที่ของเกลือแร่ที่ละลายและการทำความเย็น

การขยายพันธุ์พืชมักเกิดขึ้นโดยการตัดและแยกใบของดอก มากมาย พืชในร่มปลูกในลักษณะนี้เพราะนี่เป็นวิธีเดียวที่จะรักษาความบริสุทธิ์ของพันธุ์ได้

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าช่วยปรับตัวให้เข้ากับความแตกต่าง สภาพธรรมชาติ- เช่น การแปลงร่างเป็นหนามช่วยได้ พืชทะเลทรายลดการระเหยของความชื้น ไม้เลื้อยเสริมการทำงานของลำต้น และ ขนาดใหญ่มักทำหน้าที่กักเก็บของเหลวและสารอาหารไว้ตรงไหน สภาพภูมิอากาศไม่อนุญาตให้เติมทุนสำรองเป็นประจำ

และรายการนี้ก็สามารถดำเนินต่อไปได้ไม่รู้จบ ในขณะเดียวกันก็เป็นเรื่องยากที่จะไม่สังเกตว่าฟังก์ชันเหล่านี้เหมือนกันกับใบของดอกไม้และต้นไม้

พืชชนิดใดไม่มีปากใบ?

เนื่องจากรอยแยกปากใบเป็นลักษณะของพืชชั้นสูง จึงมีอยู่ในทุกสายพันธุ์ และถือเป็นความผิดพลาดที่จะพิจารณาว่าไม่มีมัน แม้ว่าต้นไม้หรือดอกไม้จะไม่มีใบก็ตาม ข้อยกเว้นประการเดียวสำหรับกฎนี้คือสาหร่ายทะเลและสาหร่ายอื่นๆ

โครงสร้างของปากใบและการทำงานของพวกมันในต้นสน เฟิร์น หางม้า และนักว่ายน้ำแตกต่างจากในพืชดอก โดยส่วนใหญ่ ในระหว่างวัน ร่องจะเปิดออกและมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการแลกเปลี่ยนก๊าซและการคายน้ำ ข้อยกเว้นคือกระบองเพชรและไม้อวบน้ำ ซึ่งรูขุมขนเปิดตอนกลางคืนและปิดในตอนเช้าเพื่อรักษาความชื้นในพื้นที่แห้งแล้ง

ปากใบในพืชที่มีใบลอยอยู่บนผิวน้ำจะอยู่ที่ชั้นบนของหนังกำพร้าเท่านั้นและในใบ "นั่ง" - ในชั้นล่าง สำหรับประเภทอื่นๆ จะมีช่องเหล่านี้อยู่ที่ทั้งสองด้านของแผ่น

ตำแหน่งของปากใบ

รอยกรีดปากใบอยู่ที่ทั้งสองด้านของใบมีด แต่จำนวนในส่วนล่างจะมากกว่าส่วนบนเล็กน้อย ความแตกต่างนี้เกิดจากความจำเป็นในการลดการระเหยของความชื้นจากพื้นผิวแผ่นที่มีแสงสว่างเพียงพอ

สำหรับพืชใบเลี้ยงเดี่ยวนั้นไม่มีความจำเพาะเกี่ยวกับตำแหน่งของปากใบเนื่องจากขึ้นอยู่กับทิศทางการเจริญเติบโตของแผ่นเปลือกโลก ตัวอย่างเช่น ชั้นหนังกำพร้าของใบพืชในแนวตั้งมีจำนวนรูขุมขนเท่ากันทั้งในชั้นบนและชั้นล่าง

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ใบไม้ที่ลอยอยู่ไม่มีรอยปากใบที่ด้านล่าง เนื่องจากพวกมันดูดซับความชื้นผ่านหนังกำพร้า เช่นเดียวกับพืชน้ำที่ไม่มีรูพรุนเลย

ปากใบ ต้นสนอยู่ลึกลงไปใต้ชั้นเอนโดเดอร์มิส ส่งผลให้ความสามารถในการคายน้ำลดลง

นอกจากนี้ตำแหน่งของรูขุมขนยังแตกต่างกันไปตามพื้นผิวของหนังกำพร้า รอยกรีดสามารถอยู่ในระดับเดียวกับเซลล์ “ผิวหนัง” ที่เหลือ ขึ้นหรือลง เรียงเป็นแถวปกติ หรือกระจายแบบสุ่มไปทั่วเนื้อเยื่อผิวหนัง

ในกระบองเพชร พืชอวบน้ำ และพืชอื่น ๆ ที่ใบหายไปหรือมีการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นเข็ม ปากใบจะอยู่ที่ลำต้นและส่วนที่เป็นเนื้อ

ประเภท

ปากใบในพืชแบ่งออกเป็นหลายประเภทขึ้นอยู่กับตำแหน่งของเซลล์ที่มาประกอบกัน:

• Anomocytic - ถือเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดโดยที่ผลพลอยได้ไม่แตกต่างจากผลิตภัณฑ์อื่นที่พบในหนังกำพร้า เหมือนอย่างใดอย่างหนึ่งของเขา การปรับเปลี่ยนง่ายๆเรียกได้ว่าเป็นประเภทลาโทไซต์ก็ได้
• Paracytic - โดดเด่นด้วยการยึดขนานของเซลล์ที่มาสัมพันธ์กับรอยแยกปากใบ
• Diacitic - มีอนุภาคเพียงสองด้าน
• Anisocytic - ชนิดที่พบในพืชดอกเท่านั้น โดยมีเซลล์สามเซลล์มารวมกัน ซึ่งหนึ่งในนั้นมีขนาดแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด
• Tetracytic - ลักษณะของ monocots มีเซลล์มาสี่เซลล์
• สารานุกรม - ในนั้นอนุภาคด้านข้างปิดอยู่ในวงแหวนรอบ ๆ ตัวปิด
• Pericytic - มีลักษณะเป็นปากใบที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับเซลล์ที่มาพร้อมกัน
• Desmocyte - แตกต่างจากประเภทก่อนหน้าเฉพาะในกรณีที่มีการยึดเกาะระหว่างช่องว่างและอนุภาคด้านข้าง

เฉพาะประเภทที่ได้รับความนิยมสูงสุดเท่านั้นที่แสดงไว้ที่นี่

อิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อโครงสร้างภายนอกของใบไม้

เพื่อความอยู่รอดของพืช ระดับความสามารถในการปรับตัวเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น บริเวณที่มีความชื้นมีลักษณะเป็นใบขนาดใหญ่และมีปากใบจำนวนมาก ในขณะที่ในพื้นที่แห้งแล้งกลไกนี้จะทำงานแตกต่างออกไป ดอกไม้และต้นไม้มีขนาดไม่ต่างกัน และจำนวนรูขุมขนก็ลดลงอย่างเห็นได้ชัดเพื่อป้องกันการระเหยมากเกินไป

ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะติดตามว่าส่วนต่างๆของพืชเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไปภายใต้อิทธิพลของสภาพแวดล้อมซึ่งส่งผลต่อจำนวนปากใบด้วย

คำถามที่ 1. เราจะพูดถึงอวัยวะใด?เรากำลังพูดถึงใบไม้

เสนอแนะคำถามหลักของบทเรียน เปรียบเทียบเวอร์ชันของคุณกับผู้เขียน (หน้า 141)อวัยวะใดของพืชที่สามารถระเหยน้ำและดูดซับแสงได้

คำถามที่ 2. สาหร่ายดูดซับออกซิเจน น้ำ และแร่ธาตุได้อย่างไร (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5)

สาหร่ายดูดซับออกซิเจน น้ำ และแร่ธาตุไปทั่วพื้นผิวของแทลลัส

พืชใช้แสงอย่างไร? (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5)

โดยปกติแล้ว พืชจะใช้แสงแดดเพื่อประมวลผลคาร์บอนไดออกไซด์ที่จำเป็นต่อชีวิต ต้องขอบคุณคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นสารที่ทำให้ใบเขียว จึงสามารถแปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีได้ พลังงานเคมีช่วยให้เราได้รับคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจากอากาศซึ่งใช้ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง ในขณะเดียวกัน พืชก็ปล่อยออกซิเจนออกมา คาร์โบไฮเดรตรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสารอื่นที่สะสมอยู่ในรากและทำให้เกิดสารที่จำเป็นสำหรับชีวิตและการพัฒนาของพืช

ปากใบคืออะไร? (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5)

ปากใบเป็นช่องเปิดคล้ายรอยกรีดในผิวหนังใบ ล้อมรอบด้วยเซลล์ป้องกันสองเซลล์ ทำหน้าที่แลกเปลี่ยนก๊าซและการคายน้ำ

ผู้คนเก็บเกี่ยวใบพืชอะไรเพื่อใช้ในอนาคตและเพราะเหตุใด

เตรียมใบไม้ไว้แล้ว พืชสมุนไพร(เช่นกล้าย, วัชพืชไฟ, โคลท์ฟุต ฯลฯ ) เพื่อเตรียมชาและยาต้มในภายหลัง ใบลูกเกดยังเตรียมสำหรับชามิ้นต์สำหรับชาและทำอาหาร เครื่องเทศแห้งหลายชนิดก็ทำจากใบเช่นกัน

เซลล์ปล่อยก๊าซอะไรในระหว่างการหายใจ? (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5)

เมื่อคุณหายใจ ออกซิเจนจะถูกดูดซับและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา

คำถามที่ 3 อธิบายโดยใช้ข้อความและรูปภาพว่าโครงสร้างของใบไม้สัมพันธ์กับหน้าที่ของมันอย่างไร

เซลล์ใบที่อุดมไปด้วยคลอโรพลาสต์เรียกว่าเนื้อเยื่อหลักของใบและทำหน้าที่ดังกล่าว ฟังก์ชั่นหลักใบไม้ - การสังเคราะห์ด้วยแสง ชั้นบนของเนื้อเยื่อหลักประกอบด้วยเซลล์ที่อัดแน่นเข้าด้วยกันในรูปแบบของคอลัมน์ - ชั้นนี้เรียกว่าเนื้อเยื่อเรียงเป็นแนว

ชั้นล่างประกอบด้วยเซลล์ที่จัดเรียงอย่างหลวม ๆ และมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างเซลล์ - เรียกว่าเนื้อเยื่อเป็นรูพรุน

ก๊าซไหลผ่านอย่างอิสระระหว่างเซลล์ของเนื้อเยื่อข้างใต้ ปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกเติมเต็มทั้งจากชั้นบรรยากาศและจากเซลล์

ในการแลกเปลี่ยนก๊าซและการคายน้ำ ใบไม้จะมีปากใบ

คำถามที่ 4 พิจารณาโครงสร้างของใบไม้ในรูปที่ 11.1

ใบประกอบด้วยใบ ก้านใบ (อาจไม่มีอยู่ครบทุกใบ ซึ่งในกรณีนี้เรียกว่าใบนั่ง) เงื่อนไข และโคนใบ

คำถามที่ 5 มีความขัดแย้ง: เซลล์สังเคราะห์แสงของใบไม้จะต้องถูกอัดให้แน่นมากขึ้น แต่ไม่สามารถขัดขวางการเคลื่อนที่ของก๊าซได้ พิจารณารูปที่ 11.2 และอธิบายว่าโครงสร้างของใบไม้กำจัดความขัดแย้งนี้ได้อย่างไร

มีโพรงอากาศในเนื้อเยื่อใบที่ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ โพรงเหล่านี้เชื่อมต่อกับสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านทางปากใบและถั่วเลนทิล ลำต้นและรากของพืชน้ำ บึง และพืชอื่นๆ ที่อาศัยอยู่ในสภาวะขาดอากาศ และด้วยเหตุนี้ การแลกเปลี่ยนก๊าซที่ยากลำบากจึงเต็มไปด้วยโพรงอากาศ

สรุป: ใบไม้สังเคราะห์แสง ระเหยน้ำ ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจน ปกป้องไตและกักเก็บสารอาหาร

คำถามที่ 6: หน้าที่ของแผ่นงานคืออะไร?

ปล่อยให้น้ำระเหย ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ และปล่อยออกซิเจนผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง ปกป้องตาและกักเก็บสารอาหาร

คำถามที่ 7. เกิดอะไรขึ้นกับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในใบไม้?

คาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำที่ดูดซับจากบรรยากาศ (อยู่ในใบแล้ว) จะถูกแปลงเป็นสารอินทรีย์และออกซิเจนในใบภายใต้อิทธิพลของแสงแดด ส่วนหลังถูกปล่อยโดยพืชสู่ชั้นบรรยากาศ

คำถามที่ 8. เกิดอะไรขึ้นกับใบไม้ที่มีน้ำ?

น้ำบางส่วนที่ไหลเข้าสู่ใบจะระเหยออกไป และบางส่วนก็นำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำถามที่ 9. แผ่นประกอบด้วยผ้าอะไรบ้าง?

ใบถูกปกคลุมไปด้วยเนื้อเยื่อจำนวนเต็ม - หนังกำพร้า เซลล์ใบที่อุดมด้วยคลอโรพลาสต์เรียกว่าเนื้อเยื่อใบหลัก ชั้นบนของเนื้อเยื่อหลักประกอบด้วยเซลล์ที่อัดแน่นเข้าด้วยกันในรูปแบบของคอลัมน์ - ชั้นนี้เรียกว่าเนื้อเยื่อเรียงเป็นแนว ชั้นล่างประกอบด้วยเซลล์ที่จัดเรียงอย่างหลวม ๆ และมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างเซลล์ - เรียกว่าเนื้อเยื่อเป็นรูพรุน

ก๊าซไหลผ่านอย่างอิสระระหว่างเซลล์ของเนื้อเยื่อหลักเนื่องจากเนื้อเยื่อที่มีอากาศแบก ในการแลกเปลี่ยนก๊าซและการคายน้ำ ใบไม้จะมีปากใบ

ความหนาของเนื้อเยื่อใบหลักถูกแทรกซึมโดยเนื้อเยื่อนำไฟฟ้า - การรวมกลุ่มของหลอดเลือดที่ประกอบด้วยไซเลมและโฟลเอ็ม การรวมกลุ่มของหลอดเลือดได้รับการเสริมด้วยเซลล์เนื้อเยื่อรองรับที่มีผนังยาวและหนา - ทำให้แผ่นมีความแข็งแกร่งเพิ่มเติม

คำถามที่ 10. หลอดเลือดดำใบมีหน้าที่อะไร?

หลอดเลือดดำเป็นเส้นทางการคมนาคมในสองทิศทาง เมื่อรวมกับเส้นใยกลแล้ว เส้นใบจะก่อตัวเป็นกรอบแข็งของใบไม้

คำถามที่ 11. อะไรคืออันตรายของความร้อนสูงเกินไปและอุณหภูมิต่ำกว่าปกติของแผ่นงาน?

เมื่อเช่นกัน อุณหภูมิสูงการสังเคราะห์ด้วยแสงจะหยุดลงเช่นเดียวกับที่ต่ำเกินไป ไม่มีการผลิตอินทรียวัตถุหรือออกซิเจน

คำถามที่ 12. ใบไม้แยกจากกิ่งอย่างไร?

สารอาหารออกจากใบและสะสมอยู่ในรากหรือยอดเป็นสารสำรอง เมื่อถึงจุดที่ใบไม้เกาะติดกับก้าน เซลล์ต่างๆ จะตาย (เกิดแผลเป็น) และสะพานเชื่อมระหว่างใบกับก้านจะเปราะและอาจถูกทำลายได้ด้วยลมที่พัดเบาๆ

คำถามที่ 13. อะไรทำให้เกิดรูปร่างใบที่หลากหลายในพืชต่างสายพันธุ์?

การระเหยขึ้นอยู่กับรูปร่างของใบไม้ พืชในสภาพอากาศร้อนและแห้งจะมีใบเล็ก บางครั้งอาจอยู่ในรูปของเข็มและกิ่งเลื้อย ซึ่งจะช่วยลดพื้นที่ผิวที่น้ำระเหยออกไป วิธีลดการระเหยจาก ใบใหญ่– งอกเป็นฝอยหรือถูกเคลือบด้วยหนังกำพร้าหนาหรือเคลือบขี้ผึ้ง

คำถามที่ 14. เหตุใดรูปร่างและขนาดของใบบนต้นเดียวกันจึงแตกต่างกันได้?

ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่ใบไม้เหล่านี้ตั้งอยู่ เช่น ในหัวลูกศร ใบไม้ที่อยู่ในน้ำจะแตกต่างจากใบไม้ที่โผล่ขึ้นมาบนผิวน้ำ หากเป็นพืชบนบก ก็ขึ้นอยู่กับการส่องสว่างของพืชโดยแสงแดด ระดับความใกล้ชิดของใบถึงราก และเวลาบานของใบ

คำถามที่ 15 การวิจัยทางชีววิทยาของฉัน

ภาพใบไม้ด้วยวาจาสามารถแทนที่ภาพของมันได้

นักพฤกษศาสตร์ได้ตกลงกันว่าคำใดที่จะเรียกใบไม้ที่มีรูปร่างอย่างใดอย่างหนึ่ง ดังนั้นจึงสามารถจดจำใบไม้จากภาพเหมือนด้วยวาจาได้โดยไม่ต้องดูแผนที่พฤกษศาสตร์ อย่างไรก็ตาม สำหรับผู้เริ่มต้น การใช้รูปภาพจะมีประโยชน์ เรา. 56 แสดงไดอะแกรมที่ รูปร่างที่แตกต่างกันใบประกอบ ยอดและฐานใบ ใบประกอบ (รูปที่ 11.7–11.11) ใช้ไดอะแกรมเหล่านี้เพื่อสร้างภาพใบพืชด้วยวาจาจากสมุนไพร แผนที่พฤกษศาสตร์ หรือหนังสือเรียน

ตัวอย่างเช่น ใบเจอเรเนียมเป็นวงกว้าง มีก้านใบยาว ห้อยเป็นตุ้มเล็กน้อย โค้งมน รูปดอกตูม สีเขียวอ่อน และมีขน ขอบใบมีขอบใบทั้งหมด ปลายใบมน โคนใบเป็นรูปหัวใจ

โนเบิลลอเรล ตามสำนวนทั่วไปจะเรียกว่าใบไม้ ใบกระวาน- ใบเป็นใบเดี่ยว เรียงสลับ ก้านใบสั้น ขอบใบเรียบ เรียบ ยาว 6-20 ซม. กว้าง 2-4 ซม. มีกลิ่นเผ็ดแปลกๆ ใบรูปขอบขนาน รูปใบหอกหรือรูปไข่ แคบไปทางโคน ด้านบนมีสีเขียวเข้ม ด้านล่างสีอ่อนกว่า

เมเปิ้ลนอร์เวย์ รูปร่างใบเรียบง่ายแบ่งส่วนอย่างสมบูรณ์ ใบมีเส้นใบชัดเจนเด่นชัด มี 5 แฉก ปลายแหลม กลีบหน้า 3 กลีบเหมือนกัน กลีบล่าง 2 กลีบเล็กกว่าเล็กน้อย มีร่องโค้งมนระหว่างใบมีด ปลายใบจะหดกลับ โคนใบเป็นรูปหัวใจ ขอบใบมีขอบใบทั้งหมด ใบด้านบนเป็นสีเขียวเข้ม ด้านล่างเป็นสีเขียวอ่อน และติดอยู่บนก้านใบยาว

อะคาเซียสีขาว ใบมีปลายแหลมคี่ ซับซ้อน ประกอบด้วยแผ่นพับแข็ง รูปไข่หรือวงรี ที่โคนใบแต่ละใบมีเงื่อนไขดัดแปลงเป็นหนาม

ไม้เรียว. ใบเบิร์ชเป็นแบบสลับทั้งใบ หยักตามขอบ รูปไข่ - ขนมเปียกปูนหรือสามเหลี่ยมรูปไข่ มีฐานรูปลิ่มกว้างหรือเกือบถูกตัดทอนเรียบ หลอดเลือดดำของใบมีดเป็นแบบ pinnate-neural (pinnate-marginal) ที่สมบูรณ์แบบ: หลอดเลือดดำด้านข้างสิ้นสุดที่ฟัน

โรสฮิป. การจัดเรียงใบเป็นแบบสลับ (เกลียว); หลอดเลือดดำ – pinnate ใบประกอบแบบประกอบแบบกึ่งใบ (ปลายใบออกเป็นใบเดี่ยว) มีใบย่อยคู่กัน มีแผ่นพับห้าถึงเจ็ดใบ มีลักษณะเป็นรูปวงรี ขอบหยัก ปลายใบเป็นรูปลิ่ม และด้านล่างเป็นสีเทา

ปากใบเปิดอยู่ พื้นผิวด้านล่างใบ Elderberry (ภาพโดย Power และ Syred)

นักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่สามารถอธิบายกลไกที่ควบคุมปากใบของพืชได้ วันนี้เราสามารถพูดได้ด้วยความมั่นใจว่าปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ไม่ชัดเจนและเป็นปัจจัยชี้ขาดที่มีอิทธิพลต่อการปิดและการเปิดปากใบ

ในการดำรงชีวิต พืชจะต้องดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศเพื่อสังเคราะห์แสงและดึงน้ำจากดิน พวกเขาทำทั้งสองอย่างด้วยความช่วยเหลือของปากใบ - รูขุมขนบนพื้นผิวของใบล้อมรอบด้วยเซลล์ป้องกันซึ่งปากใบเหล่านี้เปิดหรือปิด น้ำระเหยผ่านรูขุมขนและคงสภาพไว้ ดี.ซี.ของเหลวจากรากสู่ใบ แต่ในขณะเดียวกันพืชก็ควบคุมระดับการระเหยเพื่อไม่ให้แห้งในสภาพอากาศร้อน ในทางกลับกัน การสังเคราะห์ด้วยแสงต้องใช้คาร์บอนไดออกไซด์อย่างต่อเนื่อง เห็นได้ชัดว่าบางครั้งปากใบต้องแก้ปัญหาที่เกือบจะแยกจากกัน: ไม่อนุญาตให้พืชแห้งและในเวลาเดียวกันก็ส่งอากาศที่มีคาร์บอนไดออกไซด์

วิธีการควบคุมการทำงานของปากใบนั้นมีวิทยาศาสตร์มายาวนาน มุมมองที่ยอมรับโดยทั่วไปคือ พืชคำนึงถึงปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ในช่วงสีน้ำเงินและสีแดงของสเปกตรัม และเปิดหรือปิดปากใบ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ แต่เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยหลายคนได้เสนอสมมติฐานทางเลือก: สถานะของปากใบขึ้นอยู่กับปริมาณรังสีที่ดูดซับทั้งหมด (และไม่ใช่แค่ส่วนสีน้ำเงินและสีแดงเท่านั้น) แสงแดดไม่เพียงแต่ทำให้อากาศและพืชร้อนเท่านั้น แต่ยังจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงอีกด้วย เมื่อพิจารณาถึงปริมาณรังสีทั้งหมด ปากใบสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของการส่องสว่างได้แม่นยำยิ่งขึ้น และด้วยเหตุนี้จึงควบคุมการระเหยของความชื้นได้แม่นยำยิ่งขึ้น

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยยูทาห์ (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งเป็นผู้ทดสอบทฤษฎีนี้ถูกบังคับให้ยอมรับว่าการปฏิวัติทางสรีรวิทยาของพืชยังไม่ปรากฏให้เห็น ข้อสรุปว่าพืชปล่อยรังสีสุทธิได้จากการวัดอุณหภูมิที่ผิวใบ Keith Mott และ David Peake พยายามหาวิธีกำหนดอุณหภูมิภายในของใบไม้ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิภายนอกและภายในเป็นตัวกำหนดอัตราการระเหย ตามที่ผู้เขียนเขียนในวารสาร PNAS พวกเขาไม่พบความสอดคล้องระหว่างความแตกต่างของอุณหภูมิภายในและบนพื้นผิวของใบกับปริมาณรังสีทั้งหมด ปรากฎว่าปากใบก็เพิกเฉยต่อรังสีทั้งหมดนี้ด้วย

ตามที่นักวิจัยระบุ กลไกที่เป็นไปได้มากที่สุดในการควบคุมปากใบอาจเป็นบางอย่างเช่นเครือข่ายที่จัดระเบียบตัวเอง ซึ่งชวนให้นึกถึงเครือข่ายประสาทอย่างคลุมเครือ (ไม่ว่ามันจะฟังดูบ้าแค่ไหนเมื่อนำไปใช้กับพืชก็ตาม) แม้แต่สมมติฐานที่ยอมรับกันโดยทั่วไปเกี่ยวกับส่วนสีน้ำเงินและสีแดงของสเปกตรัมก็ไม่ได้อธิบายทุกอย่างในการทำงานของปากใบ ในเรื่องนี้ เป็นไปได้ไหมที่จะจินตนาการว่าเซลล์ป้องกันทั้งหมดเชื่อมต่อถึงกันและสามารถแลกเปลี่ยนสัญญาณบางอย่างได้ หากรวมกันเป็นหนึ่ง พวกเขาสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทั้งในสภาพแวดล้อมภายนอกและคำขอของโรงงานได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

บทเรียน " โครงสร้างเซลล์แผ่น"

เป้า:แสดงความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของใบกับหน้าที่ของมัน พัฒนาแนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างเซลล์ของพืช พัฒนาทักษะต่อไป งานอิสระด้วยเครื่องมือ ความสามารถในการสังเกต เปรียบเทียบ วางเคียง และสรุปผลได้อย่างอิสระ

พัฒนาความรักและความเคารพต่อธรรมชาติอุปกรณ์

: ตาราง "ความหลากหลายของใบ", "โครงสร้างเซลล์ของใบ"; สมุนไพร – หลอดเลือดดำใบ ใบเรียบง่ายและใบประกอบ พืชในร่ม การเตรียมผิวของ Tradescantia และใบเจอเรเนียม

ความก้าวหน้าของบทเรียน ทุกฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน บนท้องถนน จัตุรัส ในสนามโรงเรียน และที่บ้านตลอดทั้งปี

บนขอบหน้าต่างเราถูกล้อมรอบด้วยต้นไม้สีเขียวที่สวยงาม เราคุ้นเคยกับพวกเขา เราคุ้นเคยกับมันมากจนเรามักไม่สังเกตเห็นความแตกต่างระหว่างพวกเขา

ก่อนหน้านี้หลายคนคิดว่าใบไม้ทั้งหมดเหมือนกัน แต่บทเรียนสุดท้ายแสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของรูปแบบที่น่าทึ่งและความงามของมัน เรามาจำวัสดุที่ครอบคลุมกัน

ดังนั้นให้เอาซองแรกไป มีใบไม้อยู่ในนั้น พืชที่แตกต่างกัน- แบ่งออกเป็นสองกลุ่มตามประเภทของหลอดเลือดดำ ทำได้ดี! ตอนนี้แบ่งใบไม้จากซองที่สองออกเป็นสองกลุ่ม แต่ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของคุณ ใครสามารถพูดได้ว่าหลักการใดนำทางคุณเมื่อจัดสิ่งต่าง ๆ ตามลำดับ? ถูกต้องคุณแบ่งใบไม้ออกเป็นใบที่ซับซ้อนและเรียบง่าย

ดูสิ - มีงานมอบหมายอยู่บนโต๊ะ กรุณากรอกให้ครบถ้วน

1.ใบไม้ก็ส่วนหนึ่ง... . ใบไม้ประกอบด้วย...และ... .

2.ภาพแสดงใบไม้ด้วย ประเภทต่างๆเลือดดำ ฉลากว่าใบไหนมีเส้นไหน

เรามาต่อจากคำอธิบายภายนอกเพื่อศึกษากันดีกว่า โครงสร้างภายในใบไม้. ในบทเรียนหนึ่ง เราได้เรียนรู้ว่าใบไม้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับพืชในการให้สารอาหารทางอากาศ แต่มันทำงานอย่างไร? ใบไม้ประกอบด้วยเซลล์ แต่เซลล์ไม่เหมือนกันและทำหน้าที่ต่างกัน ผ้าอะไรคลุมแผ่น? ปกปิดหรือปกป้อง!

ในคฤหาสน์สีเขียว
พื้นที่ไม่ได้วัด
ห้องพักไม่นับ
ผนังก็เหมือนกระจก
ทุกอย่างมองเห็นได้ผ่านและผ่าน!
และมีหน้าต่างอยู่ในผนัง
พวกเขาเปิดด้วยตัวเอง
พวกเขาปิดตัวเอง!

มาดูความลึกลับนี้กัน หอคอยสีเขียวเป็นใบไม้ ห้องเป็นห้องขัง ผนังโปร่งใสเหมือนกระจกเป็นผ้าปิดบัง นั่นคือสิ่งที่เราจะดูในวันนี้ ในการทำเช่นนี้คุณต้องเตรียมยา เราเรียนรู้วิธีการทำเช่นนี้อย่างถูกต้องเมื่อเราศึกษาผิวหนังของใบไม้

นักเรียนคนหนึ่งเตรียมผิวด้านบนของใบส่วนที่สอง - ด้านล่าง

เราเตรียมและติดตั้งกล้องจุลทรรศน์ มาดูผิวด้านบนกันก่อน ทำไมเธอถึงเหมือนแก้ว?

เพราะมันโปร่งใสจึงส่งรังสีแสงได้

“หน้าต่างในกำแพง” หมายความว่าอะไร?

พยายามตามหาพวกเขา! ในการทำเช่นนี้ควรตรวจสอบผิวหนังบริเวณใต้ใบจะดีกว่า เซลล์บางเซลล์แตกต่างจากเซลล์อื่นอย่างไร?

เซลล์ปากใบก่อตัวเป็น "หน้าต่าง": พวกมันเป็นเซลล์ป้องกันและมีสีเขียวไม่เหมือนกับเซลล์อื่น ๆ ของเนื้อเยื่อผิวหนังเนื่องจาก มีคลอโรพลาสต์ ช่องว่างระหว่างพวกเขาเรียกว่าปากใบ

1. ค้นหาเซลล์ที่ไม่มีสีของเนื้อเยื่อผิวหนังบนไมโครสไลด์แล้วตรวจดู อธิบายว่าพวกมันมีรูปร่างอย่างไร? โครงสร้างของพวกเขาคืออะไร? พวกเขามีบทบาทอย่างไรในชีวิตของใบไม้?

2. ค้นหาปากใบ วาดรูปร่างของเซลล์ป้องกัน สังเกตว่าเซลล์ป้องกันแตกต่างจากเซลล์ของเนื้อเยื่อผิวหนังอย่างไร

ค้นหาช่องว่างปากใบระหว่างเซลล์ป้องกัน

3. วาดผิวหนังในสมุดบันทึก ติดป้ายกำกับภาพวาด: เซลล์หลักของผิวหนัง, เซลล์ป้องกัน, ปากใบ, รอยแยกปากใบ

ปากใบ โครงสร้างและกลไกการออกฤทธิ์ เซลล์ผิวหนังชั้นนอกเกือบจะไม่สามารถผ่านเข้าไปในน้ำและก๊าซได้เนื่องจากมีโครงสร้างที่แปลกประหลาดผนังด้านนอก

- การแลกเปลี่ยนก๊าซระหว่างโรงงานกับสภาพแวดล้อมภายนอกและการระเหยของน้ำดำเนินการอย่างไร - กระบวนการที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของโรงงาน ในบรรดาเซลล์ของหนังกำพร้ามีลักษณะการก่อตัวที่เรียกว่าปากใบ

ปากใบมีลักษณะคล้ายรอยกรีด มีขอบทั้งสองด้านด้วยช่องป้องกัน 2 ช่อง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นรูปพระจันทร์เสี้ยว

ปากใบเป็นรูขุมขนในหนังกำพร้าซึ่งมีการแลกเปลี่ยนก๊าซเกิดขึ้น ส่วนใหญ่พบในใบ แต่ยังอยู่บนก้านด้วย ปากใบแต่ละใบถูกล้อมรอบทั้งสองด้านด้วยเซลล์ป้องกัน ซึ่งประกอบด้วยคลอโรพลาสต์ต่างจากเซลล์ผิวหนังชั้นนอกอื่นๆ เซลล์ป้องกันจะควบคุมขนาดของช่องเปิดปากใบโดยการเปลี่ยนความขุ่น

เซลล์เหล่านี้ยังมีชีวิตอยู่และมีเมล็ดคลอโรฟิลล์และเมล็ดแป้งซึ่งไม่มีอยู่ในเซลล์อื่นของหนังกำพร้า มีปากใบจำนวนมากโดยเฉพาะบนใบ ภาพตัดขวางแสดงให้เห็นว่าใต้ปากใบภายในเนื้อเยื่อใบโดยตรงจะมีช่องที่เรียกว่าช่องทางเดินหายใจ ภายในช่องว่างนั้น เซลล์ป้องกันจะอยู่ใกล้กันมากขึ้นตรงกลางของเซลล์ และด้านบนและด้านล่างจะแยกออกจากกัน ทำให้เกิดช่องว่างที่เรียกว่าลานด้านหน้าและด้านหลัง

เซลล์ป้องกันสามารถเพิ่มและหดตัวได้ เนื่องจากบางครั้งรอยแยกปากใบอาจเปิดกว้าง บางครั้งแคบลง หรือแม้กระทั่งปิดสนิท

ดังนั้นเซลล์ป้องกันจึงเป็นอุปกรณ์ที่ควบคุมกระบวนการเปิดและปิดปากใบ

ผนังของเซลล์ป้องกันที่หันหน้าไปทางช่องว่างนั้นหนากว่าผนังที่หันหน้าเข้าหาเซลล์ผิวหนังที่อยู่ติดกันมาก เมื่อพืชได้รับแสงสว่างและมีความชื้นมากเกินไป แป้งจะสะสมอยู่ในเมล็ดคลอโรฟิลล์ของเซลล์ป้องกัน ซึ่งบางส่วนจะถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาล น้ำตาลที่ละลายในน้ำนมของเซลล์จะดึงดูดน้ำจากเซลล์ผิวหนังชั้นนอกที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งเป็นผลมาจากการที่ turgor เพิ่มขึ้นในเซลล์ป้องกัน แรงกดดันที่รุนแรงนำไปสู่การยื่นออกมาของผนังเซลล์ที่อยู่ติดกับผิวหนังชั้นนอกและผนังที่หนาขึ้นอย่างมากฝั่งตรงข้ามจะยืดออก เป็นผลให้รอยแยกปากใบเปิดขึ้นและการแลกเปลี่ยนก๊าซรวมถึงการระเหยของน้ำก็เพิ่มขึ้น ในความมืดหรือขาดความชื้น ความดัน turgor จะลดลง เซลล์ป้องกันจะกลับสู่ตำแหน่งก่อนหน้าและผนังที่หนาขึ้นจะปิดลง ร่องปากใบปิด

ปากใบตั้งอยู่บนอวัยวะพื้นดินที่ยังอ่อนและไม่แข็งแรงของพืช มีหลายใบโดยเฉพาะและที่นี่ส่วนใหญ่อยู่ที่พื้นผิวด้านล่าง หากใบอยู่ในแนวตั้ง ปากใบจะพัฒนาทั้งสองด้าน ใบไม้บางใบลอยอยู่บนผิวน้ำ พืชน้ำ(เช่น ดอกบัว แคปซูลไข่) ปากใบจะอยู่ที่ด้านบนของใบเท่านั้น

จำนวนปากใบต่อ 1 ตร.ม. พื้นผิวใบมิลลิเมตรอยู่ที่ 300 โดยเฉลี่ย แต่บางครั้งก็สูงถึง 600 หรือมากกว่านั้น ธูปฤาษี (Typha) มีปากใบมากกว่า 1,300 ปากต่อ 1 ตารางเมตร มม. ใบไม้ที่แช่น้ำจะไม่มีปากใบ ปากใบส่วนใหญ่มักจะอยู่เท่า ๆ กันทั่วพื้นผิว แต่ในพืชบางชนิดพวกมันจะถูกรวบรวมเป็นกลุ่ม ในพืชใบเลี้ยงเดี่ยวเช่นเดียวกับบนเข็มของต้นสนหลายชนิดพวกมันจะอยู่เป็นแถวตามยาว ในพืชในพื้นที่แห้งแล้ง ปากใบมักจะถูกแช่อยู่ในเนื้อเยื่อใบ การพัฒนาปากใบมักเกิดขึ้นดังนี้ ในแต่ละเซลล์ของหนังกำพร้าจะมีการสร้างผนังโค้งขึ้นโดยแบ่งเซลล์ออกเป็นเซลล์เล็ก ๆ หลายเซลล์เพื่อให้เซลล์ที่อยู่ตรงกลางกลายเป็นบรรพบุรุษของปากใบ เซลล์นี้ถูกหารด้วยกะบังตามยาว (ตามแกนของเซลล์) กะบังนี้จะแยกออกและเกิดช่องว่างขึ้น เซลล์ที่จำกัดไว้จะกลายเป็นเซลล์ป้องกันของปากใบ มอสในตับบางชนิดมีปากใบที่แปลกประหลาด ไม่มีเซลล์ป้องกัน

ในรูป แสดงลักษณะของปากใบและเซลล์ป้องกันในไมโครกราฟที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด

จะเห็นได้ว่าผนังเซลล์ของเซลล์ป้องกันมีความหนาต่างกัน ผนังที่อยู่ใกล้กับปากใบจะหนากว่าผนังด้านตรงข้ามอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ เซลลูโลสไมโครไฟบริลที่ประกอบเป็นผนังเซลล์จะถูกจัดเรียงในลักษณะที่ผนังที่หันเข้าหารูนั้นมีความยืดหยุ่นน้อยกว่า และเส้นใยบางชนิดก็ก่อตัวเป็นห่วงคล้าย Wiener รอบๆ เซลล์ป้องกัน เมื่อเซลล์ดูดซับน้ำและกลายเป็นของแข็ง ห่วงเหล่านี้จะป้องกันไม่ให้ขยายตัวเพิ่มเติม โดยปล่อยให้ยืดได้เพียงความยาวเท่านั้น เนื่องจากเซลล์ป้องกันเชื่อมต่อกันที่ปลาย และผนังที่บางกว่าซึ่งอยู่ห่างจากรอยแยกปากใบจะยืดออกได้ง่ายกว่า เซลล์จึงมีรูปร่างครึ่งวงกลม ดังนั้นจึงมีรูปรากฏขึ้นระหว่างเซลล์ป้องกัน (เราจะได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกันหากเราขยายรูปร่างไส้กรอก บอลลูนโดยมีเทปติดอยู่ด้านใดด้านหนึ่ง)

ในทางกลับกัน เมื่อน้ำออกจากเซลล์ป้องกัน รูขุมขนจะปิดลง การเปลี่ยนแปลงความขุ่นของเซลล์เกิดขึ้นได้อย่างไรยังไม่ชัดเจน

สมมติฐานดั้งเดิมข้อหนึ่งคือสมมติฐาน "แป้งน้ำตาล" สันนิษฐานว่าในระหว่างวันความเข้มข้นของน้ำตาลในเซลล์ป้องกันจะเพิ่มขึ้น และเป็นผลให้แรงดันออสโมติกในเซลล์และการไหลของน้ำเข้าสู่เซลล์เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีใครสามารถแสดงให้เห็นได้ว่ามีน้ำตาลสะสมในเซลล์ป้องกันมากพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความดันออสโมติกที่สังเกตได้ เมื่อเร็ว ๆ นี้พบว่าในระหว่างวันในที่มีแสงโพแทสเซียมไอออนและแอนไอออนที่ตามมาจะสะสมอยู่ในเซลล์ป้องกัน การสะสมของไอออนนี้เพียงพอที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ ในความมืด โพแทสเซียมไอออน (K+) จะปล่อยเซลล์ป้องกันเข้าไปในเซลล์ผิวหนังชั้นนอกที่อยู่ติดกัน ยังไม่ชัดเจนว่าไอออนใดที่ทำให้ประจุบวกของโพแทสเซียมไอออนสมดุล พืชที่ศึกษาบางส่วน (แต่ไม่ใช่ทั้งหมด) แสดงให้เห็นการสะสมของแอนไอออนของกรดอินทรีย์จำนวนมาก เช่น มาเลต ในเวลาเดียวกัน เม็ดแป้งซึ่งปรากฏในความมืดในคลอโรพลาสต์ของเซลล์ป้องกันจะมีขนาดลดลง นี่แสดงให้เห็นว่าแป้งถูกเปลี่ยนเป็นมาเลทในที่มีแสง

พืชบางชนิด เช่น Allium cepa (หัวหอม) ไม่มีแป้งอยู่ในเซลล์ป้องกัน ดังนั้น เมื่อปากใบเปิด มาลาเตจะไม่สะสม และเห็นได้ชัดว่าแคตไอออนจะถูกดูดซับไปพร้อมกับแอนไอออนอนินทรีย์ เช่น คลอไรด์ (Cl-)

คำถามบางข้อยังไม่ได้รับการแก้ไข ตัวอย่างเช่น ทำไมคุณถึงต้องใช้แสงเพื่อเปิดปากใบ? คลอโรพลาสต์มีบทบาทอย่างไรนอกเหนือจากการเก็บแป้ง? มาเลทกลับกลายเป็นแป้งในความมืดหรือไม่? ในปี พ.ศ. 2522 พบว่าในคลอโรพลาสต์ของเซลล์ป้องกัน Vicia faba ( ถั่วฟาวา) ไม่มีเอนไซม์วัฏจักรคาลวิน และระบบไทลาคอยด์มีการพัฒนาไม่ดี แม้ว่าจะมีคลอโรฟิลล์อยู่ก็ตาม เป็นผลให้วิถีการสังเคราะห์ด้วยแสง C3 ปกติไม่ทำงานและไม่มีการสร้างแป้ง สิ่งนี้สามารถช่วยอธิบายได้ว่าทำไมแป้งจึงไม่ก่อตัวขึ้นในระหว่างวันเหมือนในเซลล์สังเคราะห์แสงธรรมดา แต่เกิดขึ้นในเวลากลางคืน อื่น ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ- ไม่มีพลาสโมเดสมาตาในเซลล์ป้องกันเช่น การแยกเซลล์เหล่านี้ออกจากเซลล์อื่นของหนังกำพร้าโดยเปรียบเทียบ