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金屬鑄錠和鑄件中的孔 |
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接受或放出空氣的孔 |
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葉、莖及其他植物器官上皮上許多小的開孔之一。2.昆蟲的呼吸孔。3.金屬鑄錠和鑄件中的孔。4.接受或放出空氣的孔。 |
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植物氣孔:
氣孔[stoma],葉、莖及其他植物器官上皮上許多小的開孔之一,高等陸地植物表皮所特有的結構。狹義上常把保衛細胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。有時也伴有與保衛細胞相鄰的2—4個副衛細胞。把這些細胞包括在內是廣義的氣孔(或氣孔器)。緊接氣孔下面有寬的細胞間隙(氣室)。氣孔在碳同化、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中,成為空氣和水蒸汽的通路,其通過量是由保衛細胞的開閉作用來調節,在生理上具有重要的意義。氣孔通常多存在於植物體的地上部分,尤其是在葉表皮上,在幼莖、花瓣上也可見到,但多數沉水植物則沒有。一般在葉下表皮較多,也有的僅在上表皮[睡蓮(nymphaea tetragoma)]和上、下表皮均具有同樣分佈的[三角葉楊(popnlus deltoides),寬葉香蒲(typha latifolia),燕麥(avena sati-va)]。通常均勻地分散在葉表皮上,其開孔綫的方向也是不定的。多數具有平行脈的單子葉植物,其方向是規則的。也有呈局部集中的[虎耳草屬(saxifra-ge),秋海棠屬(begonia)]。通常氣孔與其他表皮細胞大致位於相同的面上,但也有時從表面突出[唇形科(labiafae),報春花科(primulaceae)其他很多濕地植物]和下陷的報春花[針葉樹類(鬆柏類)、木賊科(eguisetaceae)、仙人掌科(cact-aceae)、夾竹桃(nerium indicum)]等,均具有生態學方面的重要意義。把角苔(anthoceros)擬為高等植物的原始型,就是由於重視其孢子體上有氣孔。近年來以裸子植物為中心對氣孔的形成過程和親緣關係十分重視。氣孔是從表皮細胞中發生的,氣孔母細胞(stomatal mother cell)橫分裂為三,中央細胞再分為二,成為保衛細胞,左右二細胞則成為副衛細胞的形式[復唇型(syndetocheilie type)],相反,也有母細胞僅二分為保衛細胞的形式[單唇形(haplocheilic type) ],後者被視為原始型。這兩種形式在裸子植物係統分類上受到重視(r.flor-in,1951),單唇型在蘇鐵蕨類(cycadofilices)、蘇鐵類(cycadinae)、苛得狄類(cordaitinae)、銀杏類(ginkgoinae)、針葉樹類(coniferae)、麻黃類(ephedrales)(狹義)可見到,復唇型則在本納蘇鐵類(bennettitales)、百歲蘭類(welwitschiales)、買麻藤類(gnetales)可見到。
氣孔器是由植物葉片表皮上成對的保衛細胞以及之間的孔隙組成的結構,常稱之為氣孔,是植物與外界進行氣體交換的門戶和控製蒸騰的結構。保衛細胞區別於表皮細胞是結構中含有葉緑體,衹是體積較小,數目也較少,片層結構發育不良,但能進行光合作用合成糖類物質。
1 氣孔的分佈
不同植物的葉、同一植物不同的葉、同一片葉的不同部位(包括上、下表皮)都有差異,且受客觀生存環境條件的影響。浮水植物衹在上表皮分佈,陸生植物葉片的上下表皮都可能有分佈,一般陽生植物葉下表皮較多。
2 氣孔的類型
雙子葉植物的氣孔有四種類型:①無規則型,保衛細胞周圍無特殊形態分化的副衛細胞;②不等型,保衛細胞周圍有三個副衛細胞圍繞;③平行型,在保衛細胞的外側面有幾個副衛細胞與其長軸平行;④ 橫列型,一對副衛細胞共同與保衛細胞的長軸成直角.圍成氣孔間隙的保衛細胞形態上也有差異,大多數植物的保衛細胞呈腎形,近氣孔間隙的壁厚,背氣孔間隙的壁薄;稻、麥等植物的保衛細胞呈啞鈴形,中間部分的壁厚,兩頭的壁薄。
3 氣孔的開閉機理
當腎形保衛細胞吸水膨脹時,細胞嚮外彎麯,氣孔張開,而保衛細胞失水體積縮小時,壁拉直,氣孔關閉;啞鈴形保衛細胞吸水時兩頭膨脹而中間彼此離開,氣孔張開,失水時兩頭體積縮小中間部分合攏,氣孔關閉。可見氣孔運動的原因主要是保衛細胞吸水膨脹引起的。
4 影響氣孔運動的主要因素
4.1 光照引起的氣孔運動 保衛細胞的葉緑體在光照下進行光合作用,利用co2,使細胞內ph值增高,澱
粉磷酸化酶水解澱粉為磷酸葡萄糖,細胞內水勢下降.保衛細胞吸水膨脹,氣孔張開;黑暗裏呼吸産生的co2使保衛細胞的ph值下降,澱粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為澱粉,細胞液濃度下降,水勢升高,保衛細胞失水,氣孔關閉。保衛細胞的滲透係統也可由k 來調節。光合作用光反應(環式與非環式光合磷酸化)産
生atp,通過主動運輸逆着離子濃度差吸收k ,降低保衛細胞水勢,吸水使氣孔張開。註意:①如果光照強度在光補償點以下,氣孔關閉;②在引起氣孔張開的光質上以紅光與藍紫光效果最好;③景天科植物夜晚氣孔張開,吸收和貯備co2(形成蘋果酸貯於液泡中),白天氣孔關閉,蘋果酸分解成丙酮酸釋放co2進行光合作用。
4.2 二氧化碳影響氣孔運動低濃度co2促進氣孔張開,高濃度co2使氣孔迅速關閉,無論光照或黑暗皆如此。抑製機理可能是保衛細胞ph下降,水勢上升,保衛細胞失水,必須在光照一段時間待co2逐漸被消耗後,氣孔纔迅速張開。
4.3 溫度影響氣孔運動 氣孔張開度一般隨溫度的上升而增大,在30%左右達到最大,低溫(如10% 以下)雖長時間光照,氣孔仍不能很好張開,主要是澱粉磷酸化酶活性不高之故,溫度過高會導致蒸騰作用過強,保衛細胞失水而氣孔關閉。
4.4 葉片含水量影響氣孔運動 白天若蒸騰過於強烈,保衛細胞失水氣孔關閉,陰雨天葉子吸水飽和,
皮細胞含水量高,擠壓保衛細胞,故白天氣孔也關閉。
昆蟲的呼吸孔
[blowhole]∶金屬鑄錠和鑄件中的孔
[air hole]∶接受或放出空氣的孔 |
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不同植物的葉、同一植物不同的葉、同一片葉的不同部位(包括上、下表皮)都有差異,且受客觀生存環境條件的影響。浮水植物衹在上表皮分佈,陸生植物葉片的上下表皮都可能有分佈,一般陽生植物葉下表皮較多。 |
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雙子葉植物的氣孔有四種類型:①無規則型,保衛細胞周圍無特殊形態分化的副衛細胞;②不等型,保衛細胞周圍有三個副衛細胞圍繞;③平行型,在保衛細胞的外側面有幾個副衛細胞與其長軸平行;④ 橫列型,一對副衛細胞共同與保衛細胞的長軸成直角.圍成氣孔間隙的保衛細胞形態上也有差異,大多數植物的保衛細胞呈腎形,近氣孔間隙的壁厚,背氣孔間隙的壁薄;稻、麥等植物的保衛細胞呈啞鈴形,中間部分的壁厚,兩頭的壁薄。 |
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氣孔的開關與保衛細胞的水勢有關,保衛細胞水勢下降而吸水膨脹,氣孔就張開,水勢上升而失水縮小,使氣孔關閉。
引起保衛細胞水勢的下降與上升的原因目前存在以下學說。
1.澱粉-糖轉化學說(starch-sugar conversion theory)
光合作用是氣孔開放所必需的。黃化葉的保衛細胞沒有葉緑素,不能進行光合作用,在光的影響下,氣孔運動不發生。
很早以前已觀察到,pH影響磷酸化酶反應(在pH6.1~7.3時,促進澱粉水解;在pH2.9~6.1時,促進澱粉合成):
澱粉-糖轉化學說認為,植物在光下,保衛細胞的葉緑體進行光合作用,導致CO2濃度的下降,引起pH升高(約由5變為7),澱粉磷酸化酶促使澱粉轉化為葡萄糖-1-P,細胞裏葡萄糖濃度高,水勢下降,副衛細胞(或周圍表皮細胞)的水分通過滲透作用進入保衛細胞,氣孔便開放。黑暗時,光合作用停止,由於呼吸積纍CO2和H2CO3,使pH降低,澱粉磷酸化酶促使糖轉化為澱粉,保衛細胞裏葡萄糖濃度低,於是水勢升高,水分從保衛細胞排出,氣孔關閉。試驗證明,葉片浮在pH值高的溶液中,可引起氣孔張開;反之,則引起氣孔關閉。
但是,事實上保衛細胞中澱粉與糖的轉化是相當緩慢的,因而難以解釋氣孔的快速開閉。試驗表明,早上氣孔剛開放時,澱粉明顯消失而葡萄糖並沒有相應增多;傍晚,氣孔關閉後,澱粉確實重新增多,但葡萄糖含量也相當高。另外,有的植物(如蔥)保衛細胞中沒有澱粉。因此,用澱粉-糖轉化學說解釋氣孔的開關在某些方面未能令人信服。
2.無機離子吸收學說(inorganic ion uptake theory)
該學說認為,保衛細胞的滲透勢是由鉀離子濃度調節的。光合作用産生的ATP,供給保衛細胞鉀氫離子交換泵做功,使鉀離子進入保衛細胞,於是保衛細胞水勢下降,氣孔就張開。1967年日本的M.Fujino觀察到,在照光時漂浮於KCl溶液表面的鴨蹠草保衛細胞鉀離子濃度顯著增加,氣孔也就開放;轉入黑暗或在光下改用Na、Li時,氣孔就關閉。撕一片鴨蹠草表皮浮於KCl溶液中,加入ATP就能使氣孔在光下加速開放,說明鉀離子泵被ATP開動。用電子探針微量分析儀測量證明,鉀離子在開放或關閉的氣孔中流動,可以充分說明,氣孔的開關與鉀離子濃度有關。
3.蘋果酸生成學說(malate production theory)
人們認為,蘋果酸代謝影響着氣孔的開閉。在光下,保衛細胞進行光合作用,由澱粉轉化的葡萄糖通過糖酵解作用,轉化為磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),同時保衛細胞的CO2濃度減少,pH上升,剩下的CO2大部分轉變成碳酸氫????(HCO3),在PEP羧化酶作用下,HCO3與PEP結合,形成草酰乙酸,再還原為蘋果酸。蘋果酸會産生H+,ATP使H-K交換泵開動,質子進入副衛細胞或表皮細胞,而K進入保衛細胞,於是保衛細胞水勢下降,氣孔就張開。
此外,氣孔的開閉與脫落酸(ABA)有關。當將極低濃度的ABA施於葉片時,氣孔就關閉。後來發現,當葉片缺水時,葉組織中ABA濃度升高,隨後氣孔關閉。 |
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1 光照引起的氣孔運動 保衛細胞的葉緑體在光照下進行光合作用,利用CO2,使細胞內pH值增高,澱
粉磷酸化酶水解澱粉為磷酸葡萄糖,細胞內水勢下降.保衛細胞吸水膨脹,氣孔張開;黑暗裏呼吸産生的CO2使保衛細胞的pH值下降,澱粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為澱粉,細胞液濃度下降,水勢升高,保衛細胞失水,氣孔關閉。保衛細胞的滲透係統也可由K 來調節。光合作用光反應(環式與非環式光合磷酸化)産
生ATP,通過主動運輸逆着離子濃度差吸收K ,降低保衛細胞水勢,吸水使氣孔張開。註意:①如果光照強度在光補償點以下,氣孔關閉;②在引起氣孔張開的光質上以紅光與藍紫光效果最好;③景天科植物夜晚氣孔張開,吸收和貯備CO2(形成蘋果酸貯於液泡中),白天氣孔關閉,蘋果酸分解成丙酮酸釋放CO2進行光合作用。
2 二氧化碳影響氣孔運動 低濃度CO2促進氣孔張開,高濃度CO2使氣孔迅速關閉,無論光照或黑暗皆如此。抑製機理可能是保衛細胞pH下降,水勢上升,保衛細胞失水,必須在光照一段時間待CO2逐漸被消耗後,氣孔纔迅速張開。
3 溫度影響氣孔運動 氣孔張開度一般隨溫度的上升而增大,在30%左右達到最大,低溫(如10% 以下)雖長時間光照,氣孔仍不能很好張開,主要是澱粉磷酸化酶活性不高之故,溫度過高會導致蒸騰作用過強,保衛細胞失水而氣孔關閉。
4 葉片含水量影響氣孔運動 白天若蒸騰過於強烈,保衛細胞失水氣孔關閉,陰雨天葉子吸水飽和,
皮細胞含水量高,擠壓保衛細胞,故白天氣孔也關閉。
5.風
微風時對氣孔的打開有促進作用,因為微風可以適當降低葉片周圍的濕度。大風則促使氣孔關閉。
6.化學物質
醋酸苯汞、阿特拉津(2-氯-4-乙氨基-6-異丙氨基均三氮苯)、乙酰水楊酸等能抑製氣孔開放,降低蒸騰。脫落酸的低濃度溶液灑在葉表面,可抑製氣孔開放達數天,並且作用快,在2~10分鐘內可使多種植物氣孔開始關閉。細胞分裂素可促進氣孔開放。
[blowhole]∶金屬鑄錠和鑄件中的孔
[air hole]∶接受或放出空氣的孔 |
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qikong(qi)
氣孔(器)
stoma,stomatal apparatus
植物表皮上兩個特化的細胞──保衛細胞和由其圍繞形成的開口(孔)的總稱(見彩圖大理花葉柄的厚角組織、小麥葉表皮,示氣孔、蔓陀蘿葉表皮,示氣孔、印度橡皮樹葉橫切,示鐘乳體、梨果肉石細胞、薫衣草花的腺細胞、羅漢鬆石細胞、桑莖橫切,示皮孔)。氣孔是植物體與外界交換氣體的主要門戶。有些植物氣孔的周圍還有一個或幾個和一般表皮細胞形狀不同的副衛細胞。副衛細胞常常有一定的排列方式。
氣孔存在於所在維管植物地上部分的器官中,在葉子上最多。有些苔蘚植物也有氣孔,如葫蘆蘚。大多數雙子葉植物的保衛細胞為腎形,而單子葉植物多為啞鈴形(圖1氣孔保衛細胞)。
氣孔的數目與分佈 在葉片單位面積中的數目多少以及分佈狀態,因種而異。有些植物葉片的上表皮和下表皮都有氣孔,但下表皮較多;有些植物氣孔衹限於下表皮;少數浮在水面的葉子,例如睡蓮,氣孔僅見於上表皮;還有些植物氣孔僅分佈於葉的下表皮的局部區域,如夾竹桃。沉水植物的葉,一般沒有氣孔。氣孔的分佈與環境有關,許多葉片的下表皮氣孔多或全部分佈在下表皮上,是對幹旱環境的適應。
氣孔的類別 根據氣孔與鄰近細胞的位置關係,一般將雙子葉植物的氣孔分為4種類型:①無規則型,保衛細胞由幾個細胞包圍,這些細胞在形態和大小上與其他表皮細胞一樣,毛茛科、葫蘆科和玄參科等植物屬此型;②不等細胞型,保衛細胞被3個大小不等的副衛細胞包圍。如十字花科、茄屬和景天屬植物;③平列型,每個保衛細胞外側有一個或幾個副衛細胞,副衛細胞的長軸與保衛細胞的長軸平行,如茜草科、旋花科,落花生屬、豇豆屬、菜豆屬等;④橫列型,每個氣孔被兩個副衛細胞包圍,兩個副衛細胞的共同壁與氣孔的長軸垂直。如石竹科(圖2雙子葉植物氣孔的4種類型)。
單子葉植物的氣孔也可分為4種類型(圖3單子葉植物氣孔的4種類型):①保衛細胞由4~6個副衛細胞包圍,如天南星科、鴨蹠草科、芭蕉科、美人蕉科和薑科等植物;②保衛細胞由4~6個副衛細胞包圍,其中兩個較小,略成圓形,並位於氣孔兩端,如棕櫚科、露兜樹科等植物;③氣孔的兩邊各有一個副衛細胞,如雨久花科、澤瀉目、莎草目、燈心草目和禾本科等植物;④氣孔無任何副衛細胞包圍,如百合目、 薯蕷科、 石蒜科、鳶尾目和蘭目等植物。
根據氣孔的個體發育,70年代以來,又有人將氣孔分成3大類:①中源型,保衛細胞和副衛細胞,有共同起源,都由一個分生活動中心發育而來;②周源型,副衛細胞和保衛細胞沒有共同來源;③中周型,至少有一個副衛細胞和保衛細胞有共同來源。
氣孔的氣體擴散 氣孔數目雖多(每平方釐米葉表面上幾千至幾萬),但孔徑很小,即使充分開放時,孔口總面積也僅占葉面積的1~2%,而葉子的蒸騰失水速率可達自由水面蒸發速率的10~50%,表明單位氣孔孔隙的水汽通量比單位水面的大幾十倍。這是因為當小孔孔徑與邊界層(靜止層)的厚度及相鄰小孔之間的距離相比很小時,小孔的導度與自由水面之比,遠大於其面積之比。圖4 葉子氣孔蒸騰時水蒸氣的擴散途徑表示水蒸氣通過氣孔擴散的情況。
水蒸氣從葉肉細胞表面蒸發後,在擴散嚮大氣的途徑中經歷三段阻力:葉肉細胞間隙阻力(□□);氣孔阻力(□□);葉表面邊界層阻力(□□)。其總阻力為三者之和。在靜止空氣中,□□和□□的大小相近。在流動空氣中,□□明顯減小。蒸騰速率就與□□表現密切的相關。
水蒸氣通過氣孔的擴散速度比CO□大得多。原因在於:①氣孔內外的水蒸氣濃度比CO□的大幾十倍,因而 |
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氣孔
blow hole
又叫針孔。分佈在錠坯表皮下的氣孔稱皮下氣泡,與表
面垂直或呈放射狀。氣孔所形成的裂紋其內壁夾雜物
較少。沸騰鋼存在內蜂窩狀氣孔是正常的。熱加工采用
高壓下比時,能夠焊合。若加熱溫度過高,鋼錠表面燒
化,氣孔暴露氧化後,則不能再焊合,使錠坯表面呈樹
皮狀。
造成氣孔缺陷的原因是:鋼液脫氧不夠,含有過多
的氣體,凝固時氣體溶解度降低,大量析出聚集成的氣”
泡未能逸出錠外;下註過快帶有空氣;鋼液飛濺氧化返
回後産生氣體;耐火材料潮濕産生蒸汽;錠模塗油不
均,油料不好,産生的氣體未得排出、凝結在體內等。
防止的措旋是充分脫氧,真空處理,保爐澆鑄,合理控
製澆註的溫度和速度。
(崔峰許慶泰)
q ikong
氣孔(blow hole)鋼坯內呈圓形、橢圓形,
或蜂窩狀的空洞(見圖)。熱加工延伸後孔洞變形成不
規則黑綫條,平行於延伸方向。縱嚮試樣上氣孔呈細裂
縫,有彎有直、數量、長度和寬度都不一定,分佈無規
律。橫斷面上氣孔延伸成細管狀,呈孤立的針頭小孔, |
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- : abscess, bubble, gas cavity, pinholes, blow hole, gas hole, pore
- n.: vesicle, vesicle (of igneous rock), spiracle or blowhole (of a whale), stoma (on a leaf), pore (on skin), air hole, blowhole, ventilator, stomata, stoma, stigmata, stigmas, stigma, spiracle, porosity, outtake, gasser, fumarole, flaw
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