transpiration and gas exchange in plant

1. การคายน้าของพืช (Transpiration)
และ การแลกเปลี่ยนแก๊สของพืช
By Thanyamon Chaturavitkul

2. Transpiration
• ส่วนใหญ่พืชสูญเสียน้าไป
มากถึง 98% ออกไปในรูป
ของไอน้าสู่บรรยากาศ โดยการ
คายน้า (Transpiration)
•ผ่านทาง รูปากใบ
(Stomata) เป็นส่วนใหญ่
โดยมีเซลล์คุม (guard cell)
ควบคุมการเปิดปิด และ
สามารถแพร่ผ่านผิวใบได้
เล็กน้อย
By Thanyamon Chaturavitkul

3. กลไกการปิดเปิดของปากใบ
• การปิดเปิดของปากใบขึนกับเซลล์คุม
(Guard cell)
• เมื่อมีแสงสว่าง K+ ในเซลล์คุมเพิ่มขึน
จึงมีความเข้มข้นของสารละลายมากขึน
น้าจากเซลล์ที่อยู่ติดกันจึงออสโมซิส เข้า
สู่เซลล์คุม ท้าให้เซลล์คุมเต่งมากขึน
• ผนังเซลล์ด้านหนาให้โค้งตาม เกิด
ช่องว่างท้าให้ปากใบยิ่งเปิดกว้าง
• การปิดเปิดปากใบมีหลายปัจจัยที่
เกี่ยวข้องได้แก่ อุณหภูมิ ความชืน
กระแสลม สภาพน้าในดิน ความเข้ม
ของแสง และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
By Thanyamon Chaturavitkul

4. By Thanyamon Chaturavitkul

5. ปัจจัยที่มีผลต่อการคายน้า
1. ความเข้มแสง ความกว้างของรูปากใบมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความเข้มแสง เนื่องจากความเข้มแสงสูงจะท้า
ให้ปากใบเปิดซึ่งเกี่ยวข้องกับการคายน้า
2. ปริมาณน้าในดิน เมื่อดินมีน้าน้อยลงและพืชเริ่มขาดแคลนน้า พืชจะสังเคราะห์กรดแอบไซซิก (abscisic
acid ; ABA) ซึ่งมีผลให้ปากใบปิด
By Thanyamon Chaturavitkul

6. 3. อุณหภูมิ ถ้าอุณหภูมิสูงขึน ความชืนสัมพัทธ์ในอากาศลดลง น้าจะระเหยออกจากปากใบเพิ่มขึน
การคายน้าจะเพิ่มขึน แต่ถ้าอุณหภูมิสูงมากเกินไปปากใบจะปิดแคบลงเพื่อลดการสูญเสียน้า และถ้า
อุณหภูมิต่้ามาก ๆ ปากใบก็จะปิดด้วย
4. ปริมาณ CO2 พืชทั่วไปเมื่ออยู่ในบริเวณที่มี CO2 สูงกว่าปกติ จะท้าให้พืชเปิดรูปากใบแคบลง
เช่น ในอากาศปกติมีปริมาณ CO2 300 ppm ปากใบจะเปิดแต่ถ้าเพิ่มเป็น 1000 ppm ปากใบ
จะปิด
By Thanyamon Chaturavitkul

7. 5. กระแสลม ลมที่พัดผ่านใบไม้จะท้าให้ความกดอากาศที่บริเวณผิวใบลดลง น้าบริเวณปากใบจะระเหยสู่
อากาศได้มากขึน การคายน้าจึงเกิดเพิ่มขึน แต่ถ้าลมพัดแรงเกินไปปากใบจะปิด
6. ความชืนสัมพัทธ์ ถ้าความชืนสัมพัทธ์ในอากาศลดลง ปริมาณน้าในใบและในอากาศแตกต่างกันมากขึน จึง
ท้าให้น้าระเหยออกจากปากใบเพิ่มขึน การคายน้าเกิดเพิ่มขึน
เครื่องมือวัดอัตราการคายน้า
หรืออัตราการดูดน้าของพืช
By Thanyamon Chaturavitkul

8. ความส้าคัญของน้าต่อพืช
1. น้าเป็นส่วนประกอบที่ส้าคัญในเซลล์พืช ใบพืชล้มลุกจะมีน้าประกอบ
อยู่มากกว่า พืชยืนต้น
2. น้าช่วยให้เซลล์พืชเต่ง ท้าให้เซลล์มีรูปร่างคงตัว เมื่อพืชขาดน้าท้าให้
เหี่ยวเฉาในพืชยังช่วยให้เกิดการเปิดปิดของปากใบ และการเคลื่อนไหว
ของพืชด้วย
3. น้าเป็นตัวท้าละลาย เช่น ละลายแร่ธาตุต่าง ๆ เกิดการล้าเลียงแร่ธาตุ
ของพืช
4. น้าเป็นตัวร่วมในปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ ซึ่งมีความส้าคัญในกระบวนการ
เมแทบอลิซึม เช่น การย่อยแป้งเป็นน้าตาล การสังเคราะห์ด้วยแสง
5. น้าท้าหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของเซลล์ และล้าต้นพืช โดยทั่วไปพืชอยู่
กลางแจ้งตลอดเวลา ดังนันจึงได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์จ้านวนมาก
การคายน้าของพืชช่วยในการระบายความร้อนให้พืช
By Thanyamon Chaturavitkul

9. • ส่วนใหญ่พืชจะสูญเสียน้าโดยการระเหยออกทางปากใบ
80-90 %
• พืชทนต่อการขาดคาร์บอนไดออกไซด์ได้นานกว่าการขาด
น้า ในพืชบางชนิดจะมีล้าต้นและใบอวบน้า
(Succulent) เพื่อสะสมน้า เช่น กุหลาบหิน
• พืชบางชนิดที่อยู่ในพืนที่แห้งแล้งมาก อาจมีการปิดเปิด
ของปากใบแตกต่างจากพืชชนิดอื่น คือ ปากใบจะเปิด
เวลากลางคืนและปิดในตอนกลางวันเพื่อลดการคายน้า
เช่น กระบองเพชร
• ใบมีสารคิวทินเคลือบ ท้าให้การระเหยของน้าออกทาง
ผิวใบเกิดได้น้อยแต่ก็ยังมีการเสียน้าออกทาง เลนทิเซล
(Lenticel) ซึ่งเป็นรอยแตกที่ผิวล้าต้นซึ่งพบในพืช
บางชนิดเท่านัน การสูญเสียน้าทางเลนทิเซลมีเพียง
10 % เท่านัน
By Thanyamon Chaturavitkul

10. การแลกเปลี่ยนแก๊สของพืช
กลางวัน
•เพิ่มแก๊สออกซิเจน
•ลดคาร์บอนไดออกไซด์ให้แก่บรรยากาศ
กลางคืน
•ลดแก๊สออกซิเจน
•เพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์ให้แก่บรรยากาศ
แก๊สจะแพร่จากบริเวณที่มีความหนาแน่นมากกว่าไปยังบริเวณที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า
By Thanyamon Chaturavitkul

11. โครงสร้างที่ใช้ในการแลกเปลี่ยนแก๊ส
1. ปากใบ (stomata)
Spongy mesophyll cells มีการเรียงตัวกันอย่างหลวมๆ ทาให้มี
ช่องว่างระหว่างเซลล์มาก จึงเกิดการแลกเปลี่ยนแก๊สได้มาก
By Thanyamon Chaturavitkul

12. พืชที่อยู่บนบก พืชที่มีใบปริ่มน้า และพืชที่ขึ้นอยู่ในทะเลทราย
มีจานวนปากใบที่แตกต่างกันหรือไม่ ?
ใบบัว
กระบองเพชร
By Thanyamon Chaturavitkul

13. • พืชแต่ละชนิดมีจานวนปากใบที่แตกต่างกัน
• พืชบกมักจะมีปากใบอยู่ด้านล่าง เพื่อป้องกันการระเหยของน้า
• พืชที่มีใบอยู่ปริ่มน้า ปากใบจะมีเฉพาะผิวใบด้านบน เพราะผิวใบด้านล่างจมอยู่ในน้า
• พืชในทะเลทรายปากใบอยู่จมลึกเข้าไปในใบ เพื่อลดอัตราการคายน้า
sunken stomata
raised stomata
typical stomata
By Thanyamon Chaturavitkul

14. 2. เลนทิเซล (lenticel) ที่ผิวของลาต้นพื้นบางชนิด เมื่ออายุมากขึ้น
จะมีรอยแตกเป็นทางยาว หรือแตกตามรอยขวาง
3. ขนราก (Root hair)
มีการแลกเปลี่ยนแก๊ส
ระหว่างอากาศที่อยู่ใน
ช่องว่างของเม็ดดินกับ
เซลล์ของราก
By Thanyamon Chaturavitkul

15. • เมื่อตัดชิ้นส่วนของพืชออกจากต้น ชิ้นส่วนเหล่านั้นยังไม่ตาย
ผิดกับตัดชิ้นส่วนของสัตว์ ที่ส่วนใหญ่ออกจากร่างกาย แล้ว
ชิ้นส่วนเหล่านั้นมักจะตาย
• การเก็บเกี่ยวและรักษาผลผลิตทางการเกษตร อาจมีการใช้
ความรู้เพื่อลดการคายน้า ทาให้ผลผลิตมีปริมาณน้าในเซลล์
สูง ซึ่งจะช่วยยืดระยะเวลาความสดของผลิตภัณฑ์ เช่น
เก็บเกี่ยวในเวลาเช้ามืด(ความเข้มแสงต่า, อุณหภูมิต่า และ
ความชื้นสัมพัทธ์สูง), ควบคุมอุณหภูมิให้ต่าในขณะขนส่ง,
ใช้สารเคลือบผิวของผลไม้เพื่อปิดรูปากใบที่ผล, ใช้พลาสติก
หุ้ม, นาผลไม้มาชุบสารละลายกรดซาลิไซลิก ซึ่งช่วยให้ปาก
ใบปิดก่อนขนส่ง
การหายใจหลังการเก็บเกี่ยว
By Thanyamon Chaturavitkul

16. • พืชที่เก็บเกี่ยวผลผลิตแล้ว อัตราการหายใจของเซลล์จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ พร้อมกับการสุก เรียกว่า
“climacteric” เช่น กล้วย มะม่วง มะละกอ ทุเรียน
• อัตราการหายใจของเซลล์จะลดลงเรื่อยๆหลังเก็บเกี่ยว เรียกว่า “non-climacteric” เช่น
แตงกวา ลิ้นจี่ ลาไย ส้ม องุ่น มะนาว
 เมื่อเก็บเกี่ยวผลผลิตออกจากต้นพืชแล้ว พืชยังมีการหายใจอยู่จนกระทั่งสิ้นอายุของเซลล์
 อัตราการหายใจของพืชหลังการเก็บเกี่ยวจะแตกต่างกันในพืชแต่ละชนิด
 พืชผักผลไม้หรือดอกไม้ที่มีอัตราการหายใจสูง จะมีอายุสั้น
By Thanyamon Chaturavitkul