Как устьица работают при фотосинтезе?

Роль устьиц в фотосинтезе часто недооценивается. Но эти крошечные поры контролируют проникновение углекислого газа и выход кислорода и водяного пара. В конечном счете, функция устьиц контролирует скорость фотосинтеза.

Растения используют фотосинтез для производства глюкозы. Используя солнечную энергию для объединения воды и углекислого газа, растения производят глюкозу, один из видов сахара, и выделяют кислород, отходы процесса фотосинтеза. Эта химическая реакция происходит в хлоропластах, содержащихся во внутренних слоях листьев растений. У некоторых растений очень маленькие листья, и фотосинтез происходит в коре или стеблях.

Сырье для фотосинтеза состоит из шести молекул воды (6H₂0) и шесть углекислого газа (6CO₂) молекулы. У большинства растений корни впитывают воду из почвы. Вода проходит через ксилему, специальный слой клеток. У некоторых растений вода поглощается листьями прямо из воздуха. Углекислый газ, атмосферный газ, попадает в лист через устьица, крошечные поры в листьях (устьица - это единственная пора). Когда вода поступает прямо из атмосферы, она также попадает в лист через устьица. Это сырье попадает в хлоропласты губчатого и палисадного слоев листа. Химические вещества вступают в реакцию, используя солнечную энергию, поглощаемую хлорофиллом в хлоропластах.

В результате химической реакции фотосинтеза образуется одна молекула сахара (глюкоза: C₆ЧАС₁₂O₆) и 6 кислородных пар (6O₂). Растения накапливают глюкозу и выделяют кислород в качестве побочного продукта, при этом большая часть кислорода покидает растение через устьица.

Каждая стома (крошечная пора или отверстие) окружена двумя замыкающими клетками, которые расширяются и сжимаются, закрывая и открывая стому. Два элемента управления открытием и закрытием устьиц - это водный баланс растения и концентрация углекислого газа. Когда растение становится обезвоженным и увядает, закрытие устьиц растения будет удерживать воду. Когда уровень влажности увеличивается, устьица снова открываются. Когда уровень углекислого газа в листе падает ниже нормы, примерно на 0,03 процента, устьица открываются, чтобы впустить больше углекислого газа.

Устьица контролируют поток газов в листья и из них. В течение дня, когда температура воздуха повышается и уровень углекислого газа в норме или выше нормы, устьица открываются, позволяя проникать углекислому газу и происходить фотосинтез. Кислород, ядовитый (для растений) побочный продукт фотосинтеза, выходит через устьица. Ночью глюкоза рекомбинирует с кислородом, высвобождая энергию, когда молекула глюкозы расщепляется на воду и углекислый газ. Избыточная вода выходит через устьица в процессе, называемом транспирацией. Итак, устьица не принимают непосредственного участия в фотосинтезе. Однако устьица контролируют приток углекислого газа, критического компонента фотосинтеза, и позволяют выходить избыточному кислороду. Устьица также контролируют поток водяного пара из листа, ограничивая потерю воды во время засухи и позволяя лишней воде выйти.