정의 : 보호 세포 란 무엇입니까?
본질적으로 가드 셀은 장루를 둘러싸는 두 개의 콩 모양의 셀입니다. 표피 세포로서 그들은 장루로 알려진 모공의 개폐를 조절하여 식물 잎 안팎의 기체 교환에 중요한 역할을합니다. 또한 잎에서 환경으로 물이 방출되는 통로이기도합니다.
따라서 가드 세포는 광합성에 중요한 역할을합니다. 프로세스에 필요한 재료. 가스 교환 (잎에서 나오는 수분 방출)을 조절하는 것 외에도 엽록체를 함유하고있어 광합성 부위가되는 것으로 나타났습니다.
가드 셀 활동에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다.
- 습도
- 온도
- 빛
- 이산화탄소
- 칼륨 이온
- 호르몬
* 그리스어로 “stoma”라는 단어 입을 의미합니다.
* 기공은 일반적으로 식물 잎에서 발견되지만 줄기에서도 발견됩니다.
가드 셀 구조
언급했듯이 가드 셀은 빈입니다. / 식물 표피에있는 신장 모양의 세포. 따라서 트리 홈 및 포장 세포와 마찬가지로 표피 세포이기도합니다.
각 보호 세포 쌍 사이에는 물과 가스가 통과하는 구멍 (구멍)이 있습니다. 교환됩니다. 이 모공 (통칭하여 기공이라고 함)의 개폐는 표피의 보호 세포가 두꺼워지고 축소됨에 따라 가능합니다.
* 숫자 식물 잎 / 장기의 기공은 식물의 종류와 서식지에 크게 의존합니다.
가드 셀의 미세 구조
다른 유형의 식물에서 보호 세포는 몇 가지 고유 한 특성을 가진 다양한 양의 전형적인 세포 소기관을 포함하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 잎의 나머지 부분과 비교하여 보호 세포의 표피는 수증기에 더 잘 투과하여 활동 / 기능에 영향을줍니다.
보호 세포는 또한 수많은 외배엽을 갖는 것으로 나타났습니다. 여기에서 큐티클은 다양한 극성 물질에 더 잘 투과되는 것으로 나타났습니다. 보호 셀의 농축 및 수축에 영향을 미치는 물질의 농도를 고려할 때 특히 중요합니다.
* 보호 셀에서 , 큐티클은 바깥 쪽 부분이 더 두꺼워지는 경향이 있습니다.
* 큐티클 투과성 또한 화학 성분에 따라 달라집니다.
어리고 발달중인 보호 세포에서 펙틴과 셀룰로오스는 플라스 모데 마타 (세포질의 얇은 층)에 점차적으로 침착됩니다. 그러나 보호 세포가 성숙함에 따라 사라집니다. 유지되는 소수의 세포는 기능이 없습니다.
또한 상대적으로 큰 세포 기관이 통과 할 수 있도록 벽에 천공이 있습니다. . 예를 들어, 색소체와 미토콘드리아는 이러한 천공을 통과 할 수 있습니다.
다양한 양과 방향으로 다양한 유형의 보호 세포에서 다양한 성분을 찾을 수도 있습니다.
덤벨 모양의 보호 세포에서 원 섬유는 외벽에 방사형으로 있습니다. 그러나이 방향은 세포가 두꺼워지고 축소됨에 따라 변경 될 수 있습니다. 피 브릴과 마이크로 피 브릴 외에도 다양한 가드 셀에서 여러 가지 다른 물질이 확인되었습니다.
예를 들어 Zea mays에서는 셀룰로오스 외에 리그닌이 확인되었습니다. . 반면에 펙틴은 많은 식물의 보호 세포에서 확인되었습니다.
가드 세포에서 발견되는 일부 세포 기관은 다음과 같습니다.
· 미세 소관-셀룰로오스 미세 섬유의 방향을 지정하는 역할을합니다. 그들은 또한 보호 세포의 구축 및 개발에 기여합니다.
· 소포체-보호 세포에 존재하는 다량의 거친 소포체는 단백질 합성에 관여합니다.단백질 합성 외에도 ER은 액포와 소포의 형성에도 관여합니다.
· 리소좀-세포의 기능에 기여하는 여러 분자를 포함합니다. . 여기에는 다음이 포함됩니다. 리파아제, 엔도 펩티다아제, 인산염 및 DNAse.
· 지질 방울-보호 세포에서 왁스와 큐틴 합성의 중간체입니다.
· 핵-가드 셀의 중앙에 위치합니다. 장루를 열고 닫을 때 일반적인 모양을 바꾸는 것으로 나타났습니다.
· 플라 스티드-가드 세포에서 엽록체와 같은 플라 스티드의 수는 다양합니다. 한 공장에서 다른 공장으로. 이 색소체 중 일부는 잘 발달되지 않았을 수 있지만 다른 색소체는 잘 발달되어 광합성과 같은 기능을 할 수 있습니다. 기능성 엽록체가있는 보호 세포에서 야간에 다량의 전분
· 미토콘드리아-보호 세포에서 다량의 미토콘드리아가 발견 될 수 있습니다 (중간 세포에 비해). 높은 신진 대사 활동의 증거입니다.
기공
기본적으로 기공은 기공 (stoma)과이를 둘러싸고있는 보호 세포를 모두 의미합니다. 표피. 가드 셀 주변에는 다양한 유형의 기공을 분류하는 데 사용되는 보조 세포가 있습니다.
장루 (구멍 / 개구부)는 가스가 유입되는 통로입니다. 잎의 공기 공간, 이러한 개구부의 개폐는 표피에있는 보호 세포에 의해 조절됩니다.
분류 of Stomata
일반적으로 stomata는 분포와 구조에 따라 분류됩니다.
분포 / 배치에 따른 기공 유형 :
· 수련 유형-위치 잎의 상피. 수련과 같은 많은 수생 식물에서 볼 수 있습니다.
· 사과 유형 (뽕나무 유형)-일반적으로 잎의 아래쪽 표면에서 발견되는 기공입니다. . 따라서 호두, 사과, 복숭아와 같은 식물에서 찾을 수 있습니다.
· 감자 유형-이러한 기공의 대부분은 잎의 아랫면은 윗면에 몇 개가있을 수 있습니다. 따라서 일반적으로 양친 매성 및 이방성 잎 (예 : 감자, 토마토, 양배추 등)에서 발견됩니다.
· 귀리 유형-등위 성 잎에서 발견됩니다 (여기서 기공은 잎의 윗면과 아랫면에 분포합니다.)
· Potamogeton 유형-잠긴 수생 식물의 경우처럼 부재하거나 기능하지 않습니다.
구조 기반
· Anomocytic-작은 수 보조 세포가 기공을 둘러싸고 있습니다. 대부분의 경우이 세포 (보조 세포)는 다른 표피 세포와 동일합니다.
· 십자화과-장루는 세 가지 유형의 보조 세포로 둘러싸여 있습니다. 크기가 다른 세포.
· Paracytic-장루는 보호 세포의 축에 평행하게 배열 된 두 개의 세포 (보조 세포)로 둘러싸여 있습니다.
· Graminaceous-여기서 가드 셀은 아령 모양입니다. 보조 세포가 평행하게 배열되어 있습니다.
· Diacytic-이 분류의 stoma는 두 개의 보호 세포입니다. 장루를 둘러싼 보조 세포의 벽은 보호 세포와 직각을 이룹니다.
· Cyclocytic-여기서 최소 4 개의 보조 세포가 보호 세포를 둘러싸고 있습니다. .
* 80 ~ 90 %의 증산은 기공을 통해 발생합니다. 렌티큘러 및 큐티 큘러 증산을 통해서도 수분이 손실됩니다.
* 소량 만 흡수 된 물의 양 (약 2 %)은 식물의 광합성에 사용됩니다.
적응
가드 셀에는 기능에 기여하는 여러 가지 조정이 있습니다.
여기에는 다음이 포함됩니다.
용질과 물이 세포에 들어가거나 나가는 천공이 있습니다.-이것은 가장 중요한 적응 중 하나입니다. 가드 세포 안팎으로 용질과 물의 움직임으로 인해 세포가 수축하거나 팽창하기 때문입니다. 그 결과 물과 가스가 교환되는 장루 / 공극이 닫히거나 열립니다.
엽록체를 포함하고 있습니다.-엽록체가 중엽 세포만큼 많지는 않지만 보호 세포가 엽록체가있는 유일한 표피 세포 인 것으로 나타났습니다.
따라서 소마 식물의 보호 세포는 당과 에너지가 생성되는 광합성 부위입니다. 엽록체가 일부 보호 세포에서 없거나 비활성 상태라는 점은 주목할 가치가 있습니다.
그들은 호르몬 수용체를 포함하고있어 환경 변화에 적절하게 반응 할 수 있습니다. 예를 들어 토양의 물 부족은 호르몬 (abscisic acid (ABA))의 방출을 유발합니다.
이 호르몬은 뿌리 세포에서 보호 된 수용체로 운반됩니다. 세포는 과도한 수분 손실을 방지하기 위해 보호 세포가 장루를 닫게합니다.
콩 / 신장 모양-가드 셀의 모양은 가스 교환 및 물 방출을 조절하기 위해 장루를 닫고 열 때 편리합니다.
보호 세포는 얇고 탄력있는 외벽으로 둘러싸여있어 세포 안팎으로 물과 용질의 이동에 기여합니다.
위치-서식지에 따라 다름 , 가드 셀은 d 잎의 윗면 또는 아랫면에. 이것은 환경으로 손실되는 물의 양을 조절합니다.
대부분의 수생 식물에서 보호 세포와 기공은 잎의 윗면에 위치하여 더 많은 물이 환경으로 방출되도록합니다. 그러나 더운 / 건조한 지역에있는 식물의 경우이 세포는 잎의 아래쪽 표면에 위치하며 그 수가 적은 경향이 있습니다.
닫기 및 열기 메커니즘
가드 셀의 가장 중요한 기능 중 하나는 가드 셀의 닫기 및 열기를 제어하는 것입니다. 장루 / 모공. 이 구멍이 열리면 물이 환경으로 방출되지만 이산화탄소가 광합성을 위해 세포로 들어갈 수 있습니다 (또한 환경으로 산소가 방출 됨). 이러한 이유로 가드 세포는 광합성에서 중요한 역할을합니다.
다수의 연구에 따르면 빛의 강도 및 호르몬과 같은 요인이 보호 세포의 팽창 또는 수축에 영향을 미치고 따라서 세포의 개방 및 폐쇄에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 모공.
여기에서 모공 개방과 관련하여 이러한 요인은 세포로의 수분 흡수에 영향을 주어 보호 세포를 팽창시킵니다. 이러한 팽창 / 팽창은 기공이 열리게하여 기체 교환 (물 / 증산 방출)을 가능하게합니다.
과정이 단순한 것으로 들리지만 가드 세포 활동에 영향을 미치는 신호 경로는 아직 완전히 이해되지 않았습니다. 이러한 이유로 전체 프로세스 / 메커니즘을 설명하기 위해 여러 이론이 제시 (반박)되었습니다. 그럼에도 불구하고 몇 가지 측면이 잘 이해되어 있으며이 섹션에서 강조 할 것입니다.
가드 셀 안팎으로 물의 움직임을 설명하기위한 이론은 다음과 같습니다.
· pH 이론 – 수소 이온 농도가 증가하면 pH가 감소하여 포도당 -1- 인산염이 전분으로 전환됩니다.
· 전분-당 이론-전분을 설탕으로 전환하면 삼투 가능성이 증가하여 물이 보호 세포로 유입됩니다.
· 양성자-칼륨 펌프 이론-일련의 사건을 통해 칼륨 이온은 낮 동안 보호 세포로 운반되어 용질 농도를 높이고 물을 세포로 끌어들입니다.
· 활성 K + 수송 이론-칼륨 이온의 증가는 전분이 포스 포에 놀 피루 베이트로 전환되어 결과적으로 말산으로 전환되기 때문에 발생합니다.
Carbon Dioxid e 감지 및 신호 전달
보호 세포의 팽창 및 수축에 영향을 미치는 요인 중 하나는 이산화탄소 농도입니다. 대기 중 이산화탄소 농도가 높은 경우, 연구에 따르면 음이온 채널이 활성화되어 칼륨 이온이 세포 밖으로 이동하는 것으로 나타났습니다. 동시에, 염화물은 세포로부터 방출되어 궁극적으로 막의 탈분극에 재사용됩니다.
용질이 세포 밖으로 이동하면 세포 내부의 농도에 비해 세포 밖으로의 농도가 증가합니다. 결과적으로 물은 삼투를 통해 세포 밖으로 배출됩니다. 그러면 셀이 축소되고 조리개 / 구멍이 닫힙니다.
* Malate는 가스 (이산화탄소)와 채널 활성화 사이의 중간 이펙터로 제안됩니다.
* 대기 중 이산화탄소의 낮은 분압에서 반대 현상이 발생합니다. .
Abscisic Acid (ABA) 감지 및 신호 전달
다른 유형의 식물에서 ABA (식물 호르몬)는 다음과 같은 여러 기능을 가지고 있습니다. 씨앗의 발아를 제어하는 것부터 보호 세포에 미치는 영향까지.
가뭄이나 토양의 염분 증가와 같은 환경 조건에서 뿌리는 더 많은 양의이 호르몬. 가드 세포에 의한이 호르몬 검출은 세포에서 이온의 섭취 또는 제거에 변화를 일으켜 장루를 열거 나 닫습니다. 여기에서 Mg-chelatase의 소단위가 호르몬과 결합하여 중간체 역할을하는 것으로 나타났습니다.
다량의 ABA의 경우 음이온의 유출은 다음과 같습니다. 채널을 통해 칼륨이 발생합니다. 동시에 칼륨 이온의 유입이 억제되어 이온이 세포로 이동하는 것을 방지합니다 (그렇지 않으면 세포에 고농도의 용질이 생성됨).
셀 외부의 높은 용질 농도로 인해 물은 삼투압을 통해 배출되어 가드 셀의 터거 압력을 감소시킵니다. 그러면 조리개가 닫히고 세포가 더 이상 수분을 잃지 않습니다.
* 정상적인 환경 조건에서 기공은 이산화탄소를 섭취 할 수 있도록 낮에는 열리고 빛과 무관 한 반응 (광합성 반응)이 발생하는 밤에는 닫힙니다.
* 밤에는 가드 셀에서 보조 셀로 물이 들어가 이완되어 (가드 셀의 터거 압력 감소) 장루를 닫으십시오.
또한 Mesophyll Cells 및 Meristem Cells를 참조하십시오.
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보호 세포에서 MicroscopeMaster 홈으로 돌아 가기
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링크