Stoma

En botanique , un " ; stoma" ; (aussi stomate de ; les stomata pluriels ) est une ouverture ou un pore minuscule, trouvé la plupart du temps sur le dessous d'une feuille de l'usine et utilisé pour Échange du gaz . Le pore est constitué par une paire de cellules spécialisées de Sclerenchyma connues sous le nom de cellules de garde qui sont responsables de régler la taille de l'ouverture. L'air contenant l'anhydride carbonique entre dans l'usine par ces ouvertures où il obtient utilisé dans la photosynthèse et la respiration . L'oxygène a produit par la photosynthèse dans les cellules du parenchyme de de (cellules de parenchyme avec de la pectine) des sorties intérieures de feuille par ces mêmes ouvertures. En outre, la vapeur d'eau est déchargée dans l'atmosphère par ces pores dans une transpiration appelée de processus .

Le Dicotyledons ont habituellement plus de stomata sur l'épiderme inférieur que l'épiderme supérieur. Le Monocotyledons , d'une part, ont habituellement le même nombre de stomata sur les deux epidermes.

Si l'usine a les feuilles de flottement, il n'y aura aucun stomata sur l'épiderme inférieur et elles absorbent des gaz directement de l'eau par la cuticle . Si c'est une feuille submergée, aucun stomata ne sera présent de chaque côté.

Le Stoma dans le grec (στόμα) signifie le " ; mouth" ;.

Gain de carbone et perte d'eau

Comme le réactif principal dans la photosynthèse, anhydride carbonique, est trouvé dans l'atmosphère. La plupart des usines exigent des stomata d'être ouverts pendant la journée. Le problème est que les espaces aériens dans la feuille sont saturés avec de la vapeur d'eau, qui sort la feuille par les stomata (ceci est connu comme transpiration ). Par conséquent, les usines ne peuvent pas gagner l'anhydride carbonique sans vapeur d'eau simultanément de perte.

Approches alternatives

D'habitude, l'anhydride carbonique est fixé au Ribulose-1,5-bisphosphate ( RuBP ) par le d'enzymes Rubisco en cellules mésophylliennes exposées directement aux espaces aériens à l'intérieur de la feuille. Ceci aggrave la différence de carbone/eau pour deux raisons : d'abord, Rubisco a une affinité relativement basse pour l'anhydride carbonique et en second lieu, il fixe l'oxygène à RuBP, à énergie de gaspillage et à carbone dans une photorespiration appelée de processus . Pour tous les deux raisons, Rubisco a besoin des concentrations à haut carbone en bioxyde, qui signifie de hautes ouvertures stomatal et par conséquent perte d'hautes eaux.

Cependant, les usines possèdent une autre enzyme qui peut également fixer l'anhydride carbonique : Carboxylase ou PEPCase de PEP. Cette enzyme a l'affinité à haut carbone de bioxyde, ainsi un taux donné de fixation d'anhydride carbonique peut être réalisé avec l'ouverture moins stomatal, et par conséquent moins de perte d'eau. Le crochet est que les produits de la fixation de carbone par PEPCase doivent être convertis dans un processus grand consommateur d'énergie pour continuer par les réactions de carbone de la photosynthèse. En conséquence, l'alternative de PEPCase est seulement préférable où l'eau est plus de limitation mais lumière -- ce qui fournit l'énergie dans ce cas-ci -- est abondant, et/ou où les températures augmentent la solubilité de l'oxygène relative qui de l'anhydride carbonique, magnifiant le problème de l'oxygénation de Rubisco.

Usines de FAO

Un groupe la plupart du temps d'usines de désert a appelé le " ; CAM" ; les usines (métabolisme acide de Crassulacean de , après le Crassulaceae de famille, qui inclut les espèces dans lesquelles le processus de FAO a été découvert la première fois) ouvrent leurs stomata la nuit (quand l'eau s'évapore plus lentement des feuilles pour un degré donné d'ouverture stomatal), emploient PEPcarboxylase pour fixer l'anhydride carbonique et pour stocker les produits dans de grandes vacuoles. Le jour suivant, elles ferment leurs stomata et libèrent l'anhydride carbonique ont fixé la nuit précédente dans la présence de Rubisco. Ceci sature Rubisco avec de l'anhydride carbonique, permettant la photorespiration minimale. Cette approche, cependant, est sévèrement limitée par la capacité de stocker le carbone fixe dans les vacuoles, ainsi il est préférable seulement quand l'eau limite sévèrement.

Ouverture et fermeture

Cependant, la plupart des usines n'ont pas le service au-dessus-dit et doivent donc ouvrir et fermer leurs stomata pendant la journée en réponse aux conditions de changement, telles que l'intensité de la lumière, l'humidité, et la concentration en anhydride carbonique. Il n'est pas entièrement certain comment ces réponses fonctionnent. Cependant, le mécanisme de base implique le règlement de la pression osmotique.

Quand les conditions favorisent l'ouverture stomatal (par exemple, intensité de la lumière élevée et humidité élevé), une pompe de proton de conduit les protons (H⁺) de par les cellules de garde. Ceci signifie que le potentiel électrique du des cellules devient de plus en plus négatif, et ainsi une prise des ions du potassium (K⁺) se produit. Ceci augmente alternativement la pression osmotique à l'intérieur de la cellule, dessinant dans l'eau par l'osmose . Ceci augmente le volume et la pression des cellules de turgor de . Puis, en raison des anneaux du Microfibrils de cellulose qui empêchent la largeur des cellules de garde du gonflement, et permettre ainsi seulement la pression supplémentaire de turgor de prolonger les cellules de garde, dont les extrémités sont jugées fermement in place par les cellules épidermiques du environnant , les deux cellules de garde rallongent par l'arc indépendamment d'une une autre, en créant un pore ouvert par lequel le gaz peut se déplacer.

Quand les racines commencent à sentir un manque d'eau dans le sol, l'acide abscissique (aba) de est libéré. L'aba lie à certains récepteurs dans les membranes de plasma des cellules de garde, qui d'abord soulève le pH du Cytosol des cellules et fait augmenter la concentration de Ca²⁺ libre dans le cytosol dû à l'afflux de l'extérieur de la cellule et le dégagement de Ca²⁺ des magasins internes tels que le bonnet et les vacuoles endoplasmiques. Ceci fait sortir le chlorure (Cl^-) et les ions inorganiques les cellules. Deuxièmement, ceci arrête la prise de tout autre K⁺ dans les cellules et subsequentally la perte de K⁺. La perte de ces corps dissous cause une réduction de pression osmotique, de ce fait faisant au de cellules flasque et ainsi fermant les pores stomatal.

Intéressant, les cellules de garde ont des chloroplastes tandis que d'autres cellules épidermiques (de quelles cellules de garde sont dérivées) ne font pas. Leur fonction est controversée. < ! --Enlevé - Wikipedia n'est pas a comment-à :

Visionnement

La manière la plus facile de regarder des stomata sur une feuille est de prendre une impression du vernis d'ongle de elle. Peinture de

environ un centimètre carré du dessous de la feuille avec le vernis d'ongle transparent. (ou couche mince de colle PVA)

Laisser se dessécher complètement (ne devrait pas prendre plus de 15 minutes).

Éplucher au loin et placer sur une glissière du microscope . Les stomata laissent les impressions clairement évidentes dans le vernis d'ongle. Une glissière de graticule de tient compte du compte combien de stomata (par unité de superficie) être sur la surface de feuille, une caractéristique d'importance physiologique -->

Impliquer le comportement stomatal de l'échange de gaz

Une autre manière de découvrir si les stomata sont ouverts ou fermés, ou plus exactement, comme ils ouverts sont, est en mesurant l'échange de gaz de feuille. Une feuille est enfermée dans une chambre scellée et de l'air est conduit par la chambre. En mesurant les concentrations de l'anhydride carbonique et de la vapeur d'eau dans le ciel avant et après qu'il traverse la chambre, on peut calculer le taux de gain de carbone (photosynthèse) et de perte d'eau (transpiration) par la feuille.

Cependant, parce que la perte d'eau se produit par diffusion, le taux de transpiration dépend de deux choses : le gradient dans l'humidité des espaces aériens internes de la feuille à l'air extérieur, et la résistance de diffusion ont fourni par les pores stomatal. La résistance Stomatal (ou sa conductibilité inverse et stomatal) peuvent donc être calculées à partir du gradient de taux et d'humidité de transpiration. (Le gradient d'humidité est l'humidité à l'intérieur de la feuille, déterminée de la température de feuille fondée sur l'hypothèse que les espaces aériens de la feuille sont saturés avec de la vapeur, sans l'humidité d'air ambiant, qui est mesuré directement.) Ceci permet à des scientifiques d'apprendre comment les stomata répondent aux changements des conditions environnementales, telles que l'intensité de la lumière, l'humidité, ou la concentration en anhydride carbonique.

Stomata en tant que voies pathogènes

Les Stomata sont un trou évident dans la feuille par laquelle, comme a été présumé pendant un moment, les microbes pathogènes peuvent entrer dans incontesté. Cependant, on lui a récemment montré que les stomata sentent en fait la présence de certains, sinon tous, microbes pathogènes. Cependant, avec les bactéries virulentes appliquées à l'usine d'Arabidopsis part dans l'expérience, les bactéries a libéré le coronatine chimique, qui a forcé les stomata ouverts encore dans quelques heures.

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