Contenu connexe
Similaire à การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำ
Similaire à การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำ (20)
การแลกเปลี่ยนแก๊สและการคายน้ำ
- 2. จุดประสงการเรียนรู้
1. สืบค้ นข้ อมูล อธิบาย และสรุปถึงแหล่งที่เกิดการแลกเปลี่ยน
แก๊ สและการคายนํ ้าของพืช กลไกในการคายนํ ้า
2. ทดลองศึกษาตําแหน่งของปากใบ และความหนาแน่นของปาก
ใบในพืชชนิดต่างๆ
3. สืบค้ นข้ อมูล อภิปราย และอธิบายถึงปั จจัยที่มีผลต่อการปิ ด –
เปิ ดของปากใบ และการคายนํ ้าของพืช
- 3. 1. บริ เวณ Spongy mesophyll ของใบ โดยผ่านปากใบ
ซึงมีการถ่ายเทความร้ อนได้ เป็ นอย่างดี เพื่อลดอุณหภูมิของใบให้
่
ตํ่าลง
2. เลนติเ ซล ( Lenticel ) คือส่วนที่เ ป็ นรอยแตกของผิ ว ลํ า ต้ น
รอยแตกนี ้เกิดการแลกเปลี่ยนแก๊ สได้ น้อยกว่าที่ปากใบมาก
3. บริ เวณขนราก ( Root hair ) มีการแลกเปลียนแก๊ สระหว่างที่
่
เซลล์ ข องราก ในส่ ว นนี อ ากาศจะถ่ า ยเทได้ ดี ทํ า ให้ ร ากพื ช
้
หายใจได้ ดีด้วย
- 4. พืชหายใจเข้ าทางปากใบ ซึงเป็ นทางเดียวกันกับที่ปล่อยออกซิเจน
่
ออกมาในขณะที่มีการสังเคราะห์ด้วยแสง การแลกเปลี่ยนแก๊ สของ
พืช จะเกิดในชันมีโซฟิ ลล์ (mesophyll) ของใบ โดยในชันนี ้
้ ้
เป็ นสปันจีเซลล์ (Spongy mesophyll ) ซึงเป็ นเซลล์ที่เรี ยง
่
ตัวกันอย่างหลวม ๆ ทําให้ มีช่องว่างระหว่างเซลล์มาก พื ้นที่ผิวของ
สปั นจีเซลล์มีการสัมผัสกับอากาศโดยตรง จึงเกิดการแลกเปลี่ยน
แก๊ สได้ มาก
- 8. ในการสร้ างอาหารของพืช(การสังเคราะห์แสง) พืชต้ องการแก๊ ส
คาร์ บอนไดออกไซด์ และนํ ้าเป็ นสารตังต้ น
้
โดยแก๊ สคาร์ บอนไดออกไซด์ จะได้ จากกระบวนการแลกเปลียน ่
แก๊ส ซึงจะแพร่จากบรรยากาศ ผ่านเข้ าทางรูปากใบของพืช
่
ดังนันการเปิ ดหรื อปิ ดของปากใบพืช มีจดประสงค์หลักเพื่อการ
้ ุ
แลกเปลี่ยนแก๊ สของพืช ซึงมีการคายนํ ้า และลําเลียงนํ ้าใน
่
ไซเลมที่เกิดขึ ้นเนื่องจากแรงดึงจากการคายนํ ้าเป็ นผลที่เกิด
ตามมา
- 9. ใบพืชแต่ละชนิดที่ผิวใบมีเนื ้อเยื่อ เอพิเดอร์มิส หุ้มทังด้ านล่าง
้
และด้ านบน นอกจากนันยังมีสาร คิวทิน เคลือบเพื่อปองกันนํ ้า
้ ้
ระเหยออกจากปากใบ แต่แก๊ สสามารถแพร่เข้ าออกผ่านทาง
ปากใบที่อยูบริ เวณผิวใบทังทางด้ านบนและด้ านล่างได้
่ ้
- 14. รากมีการแลกเปลี่ยนแก๊ สระหว่างอากาศที่อยูในช่องว่างของเม็ด
่
ดินกับเซลล์ที่ผิวราก เซลล์ของรากจึงได้ แก๊ สออกซิเจนตามต้ องการ
ดังนันการพรวนดินที่รอบ ๆ โคนต้ นไม้ อยูเ่ สมอ ทําให้ ดินโปร่ง
้
และร่วนซุย เป็ นการเพิ่มช่องว่างระหว่างเม็ดดินได้ มาก จงมี
ึ
อากาศมากพอให้ เซลล์รากนําออกซิเจนไปใช้ ได้ ดินที่ร่วนซุยทํา
ให้ รากชอนไชไปได้ ไกลจึงดูดนํ ้าและเกลือแร่ได้ ดี นอกจากนันยัง
้
เป็ นการระบายนํ ้าไม่ให้ ขงอยูรอบ ๆ โคนต้ นอีกด้ วย
ั ่
- 15. รู้หรื อไม่เหตุใดที่เข้ าไปพักอยูใต้ ร่มไม้ ใหญ่ในตอนกลางวันที่
่
มีอากาศร้ อนอบอ้ าวแล้ วจะรู้สกสดชื่นกว่าอยูในที่โล่งแจ้ ง?
ึ ่
เนื่องจากต้ นไม้ มีการคายนํ ้า และปล่อยแก๊ สออกซิเจนที่เกิดจาก
การสังเคราะห์ด้วยแสงออกมาจากใบ บริ เวณนันจึงมีความชื ้น
้
และแก๊ สออกซิเจนหนาแน่นมากกว่าในที่โล่งแจ้ ง เมื่ออยูใต้ ร่มไม้
่
ใหญ่จงได้ รับแก๊ สออกซิเจนได้ มากทําให้ สดชื่น
ึ
- 16. ร้ ูหรือไม่
พืชถ้ าเจริ ญอยูในเขตเมืองหรื อแถบโรงงานอุตสาหกรรม ใบพืชจะ
่
ถูกทําลาย เนื่องจากเขม่าควันหรื อสารพิษพวก ซลเฟอร์ไดออกไซด์
ั
และออกไซด์ของไนโตรเจนซึงถูกไอนํ ้าแล้ วกลายเป็ นฝนกรด ซึงพืช
่ ่
รับเข้ าทางปากใบ เมื่อมีเหตุการณ์เช่นนี ้เกิดขึ ้น การเจริ ญเติบโต
ของพืชจะหยุดชะงักหรื อพืชถึงตายได้ ส่งผลให้ ปริ มาณออกซิเจน
ในอากาศจะลดลงในขณะที่แก๊ สคาร์ บอนไดออกไซด์ เพิ่มขึ ้น
- 18. การคายนํา(transpiration) เป็ นผลทีเ่ กิดขึนต่ อเนื่องจากการ
้ ้
เปิดปิดของปากใบพช ซ่ึงมจุดประสงค์หลกเพอการแลกเปลยน
ื ี ั ่ื ่ี
แก๊ส
การคายนํา(transpiration) คือ การสู ญเสี ยนําของพืชใน
้ ้
รู ปของไอนํา ออกสู่ บรรยากาศภายนอกผ่ านทางรู ปากใบ
้
(Stomata) เป็ นส่ วนใหญ่ ประมาณร้ อยละ 90 (พืชจะคายนํา ้
ประมาณร้ อยละ 98 ของนําท้งหมดทพชดูดขนมาจากดน
้ ั ่ี ื ึ้ ิ
และมีนําส่ วนน้ อยมากทีพชนําไปใช้ ในกระบวนการเมแทบอลซึม)
้ ่ ื ิ
- 22. การปิดเปิดของปากใบ
การปิ ดเปิ ดของปากใบขึ ้นกับเซลล์คมที่อยูข้าง ๆ ปากใบ ซึงมีผนัง
ุ ่ ่
ด้ านที่ติดกับปากใบหนากว่าด้ านอื่น ๆ เมื่อมีแสงสว่าง
โพแทสเซียมไอออนในเซลล์คมเพิ่มขึ ้น จึงมีความเข้ มข้ นของ
ุ
สารละลายมากขึ ้น นํ ้าจากเซลล์ที่อยูติด ๆ กันจึงออสโมซส เข้ าสู่
่ ิ
เซลล์คม ทําให้ เซลล์คมเต่งมากขึ ้น พร้ อม ๆ กับมีแรงดันเต่ง ไปทํา
ุ ุ
ให้ รูปากใบเปิ ด ยิ่งเซลล์คมมีแรงดันเต่งมาก ปากใบยิ่งเปิ ดกว้ าง
ุ
- 23. ในทางตรงกันข้ าม การลดปริ มาณโพแทสเซียมไอออน ในเซลล์คม ุ
ทําให้ ความเข้ มข้ นของสารละลายภายในเซลล์คมลดลง นํ ้าจะ
ุ
ออสโมซิสออกจากเซลล์คม ทําให้ เซลล์คมเปลียนรูปไปเป็ นผลให้
ุ ุ ่
รูปากใบปิ ด
(อธิบายต่อหนังสือหน้ า 42)
- 26. ชนิดของปากใบ
- ปากใบแบบธรรมดา (typical stomata) เป็ นปากใบ
ของพืชทัวไป โดยมีเซลล์คมอยูในระดับเดียวกับเซลล์เอพิเดอร์
่ ุ ่
มิส พืชที่ปากใบเป็ นแบบนี ้เป็ นพวกเจริ ญอยูในที่ไม่แห้ งหรื อไม่
่
แฉะจนเกินไป(mesophyte)
- 28. - ปากใบแบบจม (sunken stomata) เป็ นปากใบที่อยู่
ลึกเข้ าไปในเนื ้อใบ เซลล์คมอยูลกกว่าหรื อตํ่ากว่าชันเซลล์เอพิเดอร์
ุ ่ ึ ้
มิส พบในพชท่ีอยในท่ีแห้งแล้ง (xerophyte) เช่น พืช
ื ู่
ทะเลทราย พวกกระบองเพชร และ ยี่โถ
- 32. - ปากใบแบบยกสูง (raised stomata) เป็ นปากใบที่มี
เซลล์คมอยูสงกว่าระดับเอพเดอร์มิสทัวไป เพื่อช่วยให้ นํ ้าระเหย
ุ ่ ู ิ ่
ออกจากปากใบได้ เร็ วขึ ้น พบได้ ในพืชที่เจริ ญอยูในนํ ้าที่ที่มีนํ ้ามาก
่
หรื อชื ้นแฉะ (hydrophyte) เช่น แสม ลําพู ตะบูน เป็ นต้ น
- 33. การปรับตวของพชเพ่ ือลดการคายนํา
ั ื ้
ใบพืชใบเลียงเดี่ยวบางชนิด เช่ น หญ้ า ข้ าวโพด ที่ชันเอพิ
้ ้
เดอร์มสมีเซลล์ขนาดใหญ่ และผนังเซลล์บาง เรียกว่า บลลิ
ิ ั
ฟอร์ มเซลล์ (bulliform cell) ซ่ งทาให้ใบม้วนงอได้
ึ ํ
เม่ ือพชขาดนําช่วยลดการคายนําของพชให้น้อยลง
ื ้ ้ ื
- 35. นอกจากนี ้พืชบางชนิดยังมีการปรับโครงสร้ างให้ มีประสิทธิภาพใน
การดูดนํ ้าโดยมีรากแผ่ขยายเป็ นบริ เวณกว้ าง หรื อมีรากยาวหยัง
่
ลึกลงไปในดิน เช่น หญ้ าแฝก
พืชบางชนิดลําต้ นและใบอวบนํ ้า (Succunlent) เพื่อสะสมนํ ้า
เช่น ต้ นกุหลาบหิน กระบองเพชร การปิ ดเปิ ดของปากใบจะ
แตกต่างจากพืชชนิดอื่น คือปากใบจะเปิ ดเวลากลางคืนและปิ ดใน
ตอนกลางวันเพื่อลดการคายนํ ้า
พืชทะเลทรายประเภทกระบองเพชร ปากใบจะอยูบริ เวณลําต้ น
่
โดยมีการลดรูปใบให้ มีขนาดเล็กลงหรื อใบเปลียนเป็ นหนาม
่
- 39. ลักษณะทัว ๆ ไปของใบด้ านบน(หลังใบ) และด้ านล่าง(ท้ องใบ)มี
่
คิวทินเคลือบอยู่ เพื่อปองกันความชื ้นภายในใบไม่ให้ กระจายออก
้
สูสิ่งแวดล้ อม แต่เนื่องจากมีปากใบเป็ นช่องทางติดต่อกับภายนอก
่
จึงไม่สามารถปองกันความชื ้นออกจากใบได้ เต็มที่ อากาศและ
้
ความชื ้นจึงผ่านเข้ าออกได้
- 40. พืชบกจะมีปริ มาณปากใบมากที่สด โดยปากใบส่วนใหญ่อยูที่ผิว
ุ ่
ใบด้ านล่าง เพื่อปองกันการระเหยของนํ ้าออกจากใบ ส่วนพืชที่มี
้
ใบปริ่ มนํ ้า ปากใบจะมีเฉพาะผิวใบด้ านบน เนื่องจากผิวใบ
ด้ านล่างอยูปริ่ มนํ ้าหรื อจมนํ ้า นอกจากนันแล้ วมัดท่อลําเลียงหรื อ
่ ้
เส้ นใบยังมีขนาดเล็ก ช่องว่างระหว่างเซลล์มีขนาดใหญ่
ส่วนพืชทะเลทรายพยายามลดอัตราการคายนํ ้าด้ วยการเปลียนใบ ่
ให้ เป็ นหนามหรื อมีปากใบที่จมลึกเข้ าไปอยูในเนื ้อใบ
่
- 41. ตารางแสดงจํานวนปากใบต่ อเนือที่ 1 ตารางเซนติเมตรของ
้
พชบางชนิด
ื
ชนิดของพช
ื ด้ านบนของ ด้านล่าง
ใบ ของใบ
ข้ าวโพด 5,200 6,800
ถัวลันเตา
่ 10,100 21,600
บัวสายดอกขาว 46,000 0
สาหร่ายหาง 0 0
กระรอก
- 42. การปิ ดเปิ ดปากใบของพืช จะเกิดได้ มาก น้ อย ช้ า หรื อเร็ ว
ย่อมขึ ้นอยูกบปั จจัยของสภาพแวดล้ อมทังภายนอกและภายใน
่ ั ้
หลายประการ ตัวอย่างปั จจัยของสภาพแวดล้ อมที่มีผลต่อการปิ ด
เปิ ดของปากใบ ได้ แก่ แสงสว่าง อุณหภูมิ แก๊ สคาร์ บอนไดออกไซด์
ลม สภาพความชุ่มชื ้นของดิน เป็ นต้ น
- 43. ปัจจยทมผลต่อการปิดเปิดของปากใบและการคายนําของพช
ั ่ี ี ้ ื
1.แสงสว่ าง ถ้ าความเข้ มข้ นของแสงสว่างมากจะช่วยให้ การคาย
นํ ้ามีอตราสูงขึ ้น เนื่องจากเซลล์คมมีคลอโรพลาสต์ ทําให้ เกิดการ
ั ุ
สังเคราะห์ด้วยแสง ปริ มาณนํ ้าตาลในเซลล์คมเพิ่ม(ความเข้ มข้ น
ุ
ของสารมาก) นํ ้าจากเซลล์ข้างเคียงจึงเกิดการออสโมซส ิ
เข้ ามา ทําให้ เซลล์คมเต่ง ปากใบจึงเปิ ด
ุ
- 44. สําหรับเวลากลางคืนหรื อเวลาไม่มีแสง ไม่มีการสังเคราะห์ด้วยแสง
นํ ้าตาลในเซลล์คมถกสงออกไปนอกเซลล์คมแล้ว หรือถ้ามีอยใน
ุ ู ่ ุ ู่
เซลล์คมบางส่วน จะเปลียนเป็ นแปงซึงไม่ละลายนํ ้า (ความเข้ มข้ น
ุ ่ ้ ่
ของสารลดลง) นํ ้าจึงออสโมซิสออกสูเ่ ซลล์ข้างเคียง แรงดันเต่ง
ของเซลล์คมลดลง ปากใบจึงปิ ด
ุ
แต่ในบางกรณีถงแม้ ความเข้ มของแสงมาก แต่มีนํ ้าในดินน้ อย พืช
ึ
เริ่ มขาดแคลนนํ ้ารูปากใบจะปิ ด
- 45. 2. อุณหภมท่ เหมาะสม อุณหภูมิไม่ตํ่าและไม่สงจนเกินไป
ู ิ ี ู
(25- 30 องศาเซลเซียส) ทําให้ ปากใบเปิ ด ถ้ าอุณหภูมิสงกว่านี ้
ู
ปากใบจะปิ ดแคบลง และถ้ าอุณหภูมิตํ่ามาก ๆ ปากใบก็จะปิ ดด้ วย
- 46. 3.ความชืน ถ้ าหากความชื ้นในอากาศมีน้อย เช่น ในหน้ าแล้ งหรื อ
้
ตอนกลางวัน ความชื ้นในอากาศแตกต่างกับความชื ้นในช่องว่าง
ของอากาศในใบมาก(ซึงช่องว่างอากาศในใบนี ้จะมีไอนํ ้าอิ่มตัวอยู่
่
ตลอดเวลา) ทําให้ การคายนํ ้าเกิดขึ ้นได้ มากและรวดเร็ ว ถ้ าอากาศ
ชื ้น เช่น ในหน้ าฝน หรื อตอนเช้ ามืด ใบจะคายนํ ้าได้ น้อยและช้ าลง
แต่ขบออกมาเป็ นรูปหยดนํ ้าที่เรี ยกว่า Guttation
ั
- 47. 4.กระแสลม ลมที่พดผ่านใบจะทําให้ ความกดอากาศที่
ั
บริ เวณผิวใบลดลง ไอนํ ้าบริ เวณปากใบจะแพร่ออกสูอากาศได้
่
มากขึ ้น และขณะที่ลมเคลื่อนผ่านผิวใบ จะนําความชื ้นไปกับ
อากาศด้ วย ไอนํ ้าจากปากใบก็จะแพร่ได้ มากขึ ้นเช่นกัน แต่ถ้าลม
พัดแรงเกินไปปากใบจะปิ ด
- 48. 5. สภาพนําในดน การปิ ดเปิ ดของรูปากใบ มีความสัมพันธ์
้ ิ
กับสภาพของนํ ้าในดิน มากกว่าสภาพของนํ ้าในใบพืช เมื่อดิน
มีนํ ้าน้ อยลง และพืชเริ่ มขาดแคลนนํ ้า พืชจะสังเคราะห์กรด
แอบไซซิก(abscisic acid, ABA) ซึงมีผลทําให้ รูปากใบ
่
ปิ ด การคายนํ ้าจึงลดลง
- 49. 6. ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ พบว่าปากใบจะปิ ดเมื่อ
ปริ มาณคาร์ บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ ้น เช่น ในอากาศปกติมี
ปริ มาณคาร์ บอนไดออกไซด์ 300 ส่วนในล้ านส่วน ปากใบจะ
เปิ ด แต่ถ้าปริ มาณคาร์ บอนไดออกไซด์เพิ่มเป็ น 1000 ส่วนใน
ล้ านส่วน ปากใบจะปิ ด
อาจอธิบายการปิ ดปากใบตอนกลางคืนได้ วา เนื่องจากปริ มาณ
่
การสะสมคาร์ บอนไดออกไซด์ ที่เกิดจากการหายใจของเซลล์ใน
ใบมาก
- 51. 7.ความกดดนของบรรยากาศ ในที่ที่มีความกดดันของ
ั
บรรยากาศตํ่า อากาศจะเบาบางลง และความแน่นน้ อย
(อณหภมิสง) เป็ นโอกาสให้ ไอนํ ้าแพร่ออกไปจากใบได้ งาย
ุ ู ู ่
อัตราของการคายนํ ้าก็สง แต่ถ้าความดันของบรรยากาศสูง
ู
ใบก็จะคายนํ ้าได้ น้อยลง
- 52. 8.ลักษณะ และโครงสร้างของใบ ส่วนประกอบและ
โครงสร้ างของใบพืชที่ไม่เหมือนกัน ทําให้ การคายนํ ้าต่างกัน
sunken stoma- ปากใบอยูลกเข้ าไปข้ างใน – พืชที่ขึ ้น
่ ึ
ในที่แห้ งแล้ ง(Xerophyte) ใบเล็ก เปลียนเป็ นหนาม เพื่อ
่
ลดการคายนํ ้า
raised stoma – ปากใบนูนขึ ้นมาจากใบ มักมีใบ
ใหญ่ – พืชขึ ้นอยในท่ีชมชื ้นหรือในนํ ้า(hydrophyte)
ู่ ุ่
typical stomata – ปากใบธรรมดา-พืชที่ขึ ้นในที่ไม่
แห้ งหรื อไม่แฉะเกินไป(Mesophyte) ขนาดใบ
พอสมควร
- 53. ประโยชน์ของการคายนํา
้
• ช่วยลดความร้อนของใบ เพราะเม่ ือใบคายนํา ต้องการ ้
ความร้อนแฝงท่ จะทาให้นํากลายเป็นไอนํา จงดงความ
ี ํ ้ ้ ึ ึ
ร้อนจากใบไป ใบจงมีอุณหภมต่าลง
ึ ู ิ ํ
• ช่วยในการดดนําและเกลือแร่ การคายนําเป็ นต้ นเหตุทาให้
ู ้ ้ ํ
เกด แรงดงจากการคายนํา แรงดงนีสามารถดงนําและ
ิ ึ ้ ึ ้ ึ ้
เกลือแร่จากดนเข้าส่ ูรากได้ดมาก
ิ ี
• ช่วยในการลาเลียงนําและเกลือแร่ แรงดงจากการคายนํามี
ํ ้ ึ ้
ความสาคัญต่อการลาเลียงนําและเกลือแร่จากส่วนล่าง
ํ ํ ้
ไปสู่ใบยอดซึ่งอยู่ตอนบนของพืช ดังนันแรงดึงจากการ
้
คายนําจงเป็นกลไกสาคญท่ สุดในการลาเลียงนําและเกลือ
้ ึ ํ ั ี ํ ้
แร่ในพชท่ สูงมากๆ
ื ี