Przeczytaj
budowę i rozmieszczenie aparatów szparkowych.
Mechanizmy otwierania i zamykania aparatów szparkowych
Otwieranie aparatów szparkowych
Otwieranie aparatów szparkowych następuje pod wpływem światła, w sytuacji dobrego zaopatrzenia rośliny w wodę oraz przy niskim stężeniu dwutlenku węgla.
Aparaty szparkoweAparaty szparkowe otwierają się, gdy zwiększa się turgorturgor komórek szparkowych. Czynnikiem wyzwalającym wzrost turgoru jest światło, które powoduje otwieranie specyficznych kanałów jonowych zlokalizowanych w błonie komórkowej komórek szparkowych, a w konsekwencji napływ jonów do tych komórek. Wzrost turgoru wynika z pobierania wody przez komórki szparkowe na drodze osmozyosmozy: woda przenika z roztworu o wyższym potencjale wody (środowisko zewnętrzne komórek szparkowych) do roztworu o niższym potencjale wody (sok komórkowysok komórkowy komórek szparkowych). Obniżenie potencjału wody komórek szparkowych spowodowane jest aktywnym transportem z komórek przyszparkowych (lub epidermalnych) jonów KIndeks górny ++ i ClIndeks górny –– do komórek szparkowych oraz gromadzeniem jonów jabłczanowych powstających na skutek hydrolizy skrobi asymilacyjnejskrobi asymilacyjnej do glukozy, która następnie jest przekształcana w jabłczan. Wzrost turgoru w komórkach szparkowych wzmaga nacisk na nierównomiernie zgrubiałe ściany tych komórek: zewnętrze ściany są cieńsze i dlatego uwypuklają się bardziej niż grube ściany sąsiadujące ze szparką, w związku z czym cała komórka uwypukla się na zewnątrz, a szparka się otwiera.
Zamykanie pasywne aparatów szparkowych
Odwrotne procesy prowadzą do zamknięcia aparatu szparkowego. Zamykanie aparatów szparkowych następuje przy braku światła, w sytuacji niedoboru wody oraz wskutek zwiększonego stężenia dwutlenku węgla.
W ciemności w następstwie procesów oddechowych komórek szparkowych zwiększa się w nich stężenie dwutlenku węgla. W wyniku procesów karboksylacji tworzą się grupy karboksylowe (–COOH), zakwaszające środowisko wewnątrzkomórkowe. Sprzyja to przekształceniu glukozy w nierozpuszczalną w wodzie skrobię, wskutek czego zmniejsza się turgor komórki. Dodatkowo w ciemności jony potasowe, chlorkowe i jabłczanowe opuszczają komórkę szparkową. Prowadzi to do wysokiego potencjału wody w komórkach szparkowych w porównaniu z sąsiednimi komórkami (epidermalnymi lub przyszparkowymi). Woda zaczyna wypływać z komórek szparkowych, tracą one turgor, a szparki się zamykają.
Zamykanie aktywne aparatów szparkowych
Zamykanie aparatów szparkowych następuje również pod wpływem innych związków chemicznych, m.in. kwasu abscysynowegokwasu abscysynowego (ABA), którego stężenie we wnętrzu rośliny intensywnie wzrasta podczas stresu osmotycznego (deficytu wody), czyli suszy. Kwas abscysynowy powoduje wypływ jonów z komórek szparkowych i w następstwie utratę wody, co prowadzi do zamknięcia aparatu szparkowego.
Czynniki wpływające na otwieranie aparatu szparkowego
Czynniki wpływające na zamykanie aparatu szparkowego
Słownik
wytwór skórki pędu; składa się z dwóch komórek szparkowych, między którymi znajduje się szparka – otwór, przez który zachodzi parowanie wody i wymiana gazowa
hormon roślinny (fitohormon) hamujący wzrost i kiełkowanie, pobudzający opadanie owoców i liści, przyspieszający starzenie się tkanek, a także uczestniczący w regulacji spoczynku i morfogenezy oraz reakcji roślin na odwodnienie
samorzutne przenikanie rozpuszczalnika przez półprzepuszczalną błonę z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o stężeniu większym
gromadzone w ciągu dnia, główne źródło energii dla metabolizmu komórki podczas nocy
wodny roztwór soli mineralnych i składników organicznych (np. cukrów, aminokwasów, kwasów organicznych, barwników), wypełniający wakuole komórki roślinnej
stan jędrności żywych komórek lub tkanek roślinnych wynikający z nasycenia ich wodą