식물의 잎 기공은 언제 열리고 닫히나요?
안녕하세요.
식물의 잎에는 기공이라는게 있다고 하는데요.
이 기공에서 이산화탄소와 산소가 인입되는데요.
이런 식물의 잎에 기공은 언제 열리고 닫힐까요?
식물의 기공은 일반적으로 빛이 있는 낮에 열리고 어두운 밤에 닫힙니다. 이는 광합성에 필요한 이산화탄소를 흡수하기 위해 낮에 기공을 열고, 수분 손실을 막기 위해 밤에는 닫는 것입니다. 하지만 빛의 유무가 기공 개폐를 결정하는 유일한 요인은 아니며, 잎 내부의 이산화탄소 농도, 수분 상태, 온도 등 다양한 환경 요인에 의해 복합적으로 조절됩니다. 예를 들어, 가뭄으로 식물 내 수분이 부족하면 낮에도 기공을 닫아 증산을 억제하며, 사막의 일부 식물처럼 밤에만 기공을 여는 경우도 있습니다.
식물의 기공은 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출하는 중요한 역할을 하는 작은 구멍으로 식물의 생존에 필수적인 광합성과 증산 작용을 조절하기 위해 특정 조건에서 열리고 닫힙니다.
그래서 기공을 열리고 닫히는 주요 원인인 빛의 상태와 이산화탄소의 농도, 수분 상태, 온도 등입니다.
기공은 주로 낮 동안 빛이 있을 때 열립니다. 광합성을 위해서는 이산화탄소가 필요한데, 빛이 있을 때 식물은 활발하게 광합성을 수행하므로 기공을 열어 이산화탄소를 흡수합니다. 빛의 강도가 강할수록 기공은 더 넓게 열리는 경향이 있습니다. 같은 이유로 잎 내부의 이산화탄소 농도가 낮아지면 기공은 열리는 경향이 있습니다. 광합성을 통해 이산화탄소를 계속 사용하기 때문에 잎 내부의 농도가 낮아지면 기공을 열어 더 많은 이산화탄소를 받아들이려고 합니다. 반대로, 이산화탄소 농도가 너무 높아지면 기공은 닫히기도 합니다.
또한 식물이 충분한 물을 가지고 있을 때 기공은 열립니다. 하지만 식물에 물이 부족하거나 가뭄 상태가 되면 기공은 닫힙니다. 이는 잎을 통해 물이 증발하는 것을 막아 식물이 수분을 보존하기 위한 생존 전략으로 기공을 닫아 불필요한 수분 손실을 막으려는 것입니다.
그리고 보통 생장에 적당한 온도일 때 기공은 열려 있습니다. 하지만 온도가 너무 높거나 낮아지면 기공이 닫히게 됩니다. 고온에서는 과도한 수분 손실을 막기 위해 닫히고, 저온에서는 식물의 대사 활동이 둔화되므로 닫히는 경향이 있습니다.
안녕하세요.
식물의 잎에 존재하는 기공(氣孔, stomata)은 식물이 광합성을 하고 수분을 조절하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 기공은 일반적으로 잎의 표면, 특히 하부 표피에 많이 분포해 있으며, 두 개의 공변세포(孔邊細胞, guard cells)로 이루어져 있습니다. 이 공변세포의 팽창과 수축에 따라 기공이 열리거나 닫히게 됩니다. 기공은 주로 낮 동안에 열리고 밤에는 닫히는 경향을 보입니다. 이는 식물이 광합성을 통해 에너지를 생산하는 데 필요한 이산화탄소를 흡수하기 위해 기공을 열기 때문입니다. 낮 동안 햇빛이 존재할 때, 엽록체에서 광합성이 활발하게 일어나면서 이산화탄소의 흡수가 필요해지며, 이에 따라 기공이 열려 외부 공기 중의 이산화탄소가 잎 내부로 들어오게 됩니다. 이 과정에서 산소는 외부로 배출되고, 동시에 수분 증산도 일어납니다. 기공의 개폐는 여러 요인에 의해 조절되는데, 주요 요인으로는 빛, 수분 상태, 이산화탄소 농도, 온도 등이 있습니다. 빛은 공변세포에 있는 엽록체를 활성화시켜 ATP를 생성하고, 이를 이용해 양이온(K⁺)이 세포 내로 유입되게 하여 삼투압이 증가하고 세포가 팽창하면서 기공이 열립니다. 반대로 어두운 환경에서는 ATP 생성이 줄어들고 공변세포 내 삼투압이 낮아져 세포가 수축하면서 기공이 닫힙니다. 또한 식물이 수분 부족 상태일 경우, 뿌리에서 생성된 아브시스산(ABA)이라는 식물 호르몬이 공변세포에 작용하여 기공을 닫게 합니다. 이는 수분 손실을 최소화하기 위한 식물의 생리적 반응입니다. 이산화탄소 농도가 잎 내부에서 충분히 높아지면 더 이상 외부에서의 흡수가 필요하지 않기 때문에 기공이 닫히는 경향도 있습니다. 정리하면, 식물의 잎 기공은 광합성이 활발한 낮에 열리고, 밤이나 수분이 부족한 상태, 혹은 이산화탄소 농도가 충분히 높을 때 닫히며, 이 과정은 공변세포의 삼투압 변화와 여러 생리적 요인에 의해 정교하게 조절됩니다.