학문
식물 잎의 기공은 어떤 식으로 개폐를 조절하나요?
식물 잎에는 기공이 존재하여 이를 통해 이산화탄소를 방출한다고 알고 있는데요, 이때 식물은 기공을 어떤 방식으로 개폐를 조절하는 것인지 궁금합니다.
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식물 잎의 기공은 공변세포의 팽압 변화를 통해 개폐를 조절합니다.
낮에 빛이 잎에 닿으면, 공변세포의 광합성 활동이 활발해집니다. 이로 인해 칼륨 이온이 주변 세포에서 공변세포 안으로 이동하고 공변세포 내부의 이온 농도가 높아져 삼투압이 상승합니다. 삼투압 차이로 인해 주변 세포의 물이 공변세포로 유입되어, 공변세포가 팽창하는데, 이때 공변세포의 바깥쪽 세포벽은 안쪽보다 탄력이 커서 팽창하면서 바깥으로 휘어지고, 기공이 열리는 것입니다.
반면 밤에 빛이 사라지면 공변세포의 광합성이 멈춥니다. 그리고 공변세포 내부의 칼륨 이온이 외부로 유출되는데 이 과정을 거치며 삼투압이 낮아져 공변세포의 물이 외부로 빠져나가면서 팽압이 감소합니다. 그리고 공변세포가 수축하여 원래의 콩팥 모양으로 돌아가고, 기공이 닫히게 되는 것입니다.
식물 잎의 기공은 주변의 공변세포가 팽압을 조절하여 개폐됩니다. 광합성, 빛, 체내 이산화탄소 농도 등의 신호에 반응하여 공변세포가 주변 세포로부터 물을 흡수하면 세포가 팽창하면서 기공이 열립니다. 반대로, 물을 잃으면 세포의 팽창이 줄어들어 기공이 닫히게 됩니다.