Struktur dan fungsi sel pengawal

Sel pengawal ialah sepasang sel epidermis khusus berbentuk kacang yang mengelilingi setiap stoma, kebanyakannya pada permukaan bawah daun. Dengan menukar bentuk, ia mengawal sama ada stoma terbuka atau tertutup, dan seterusnya mengawal pertukaran gas serta kehilangan air.

Ciri dan fungsi

Cara struktur sepadan fungsi

Dinding sel pengawal tidak menebal secara sekata: dinding dalam, berhampiran stoma, lebih tebal dan kurang elastik berbanding dinding luar yang nipis. Apabila sel pengawal menyerap air dan menjadi turgid, dinding luar yang nipis meregang lebih banyak daripada dinding dalam yang tebal, jadi keseluruhan sel terpaksa melengkung ke luar membentuk bentuk lengkung, menarik kedua-dua sel pengawal berjauhan dan membuka liang.

Apabila sel pengawal kehilangan air dan menjadi lembik, ia meluruskan semula dan liang tertutup.

Jawapan struktur-kepada-fungsi memerlukan satu ciri, satu akibat dan satu kaitan dengan pembukaan stoma. Penyesuaian di bawah mengikut corak itu.

• Dinding menebal tidak sekata, dengan dinding luar yang nipis dan elastik serta dinding dalam yang tebal dan tegar, jadi dinding luar meregang lebih banyak apabila sel turgid dan sel melengkung untuk membuka liang.
• Kedua-dua sel berbentuk kacang dan tersusun berpasangan, jadi apabila kedua-duanya melengkung ke luar, satu celah, iaitu stoma, tertinggal di antara dinding dalamnya.
• Sel pengawal mengandungi kloroplas dan boleh mengambil bahan terlarut seperti ion kalium secara aktif dalam cahaya, jadi ia menurunkan potensi airnya sendiri dan menarik air masuk melalui osmosis untuk menjadi turgid.
• Vakuol besar boleh mengambil atau membebaskan isi padu air yang banyak dengan cepat, jadi sel boleh bertukar daripada turgid kepada lembik dan membuka atau menutup stoma apabila keadaan berubah.
• Membran sel bersifat separa telap, jadi air bergerak masuk atau keluar melalui osmosis setiap kali kandungan bahan terlarut sel diubah, memacu keseluruhan mekanisme pembukaan dan penutupan.

Proses berkaitan

Sel pengawal mengawal transpirasi. Apabila stoma terbuka, wap air meresap keluar dari daun melalui liang, jadi kadar transpirasi banyak bergantung pada seberapa lebar sel pengawal membuka stoma.

Dalam keadaan panas, kering atau berangin, sel pengawal kehilangan turgor dan menutup stoma, yang mengurangkan kehilangan air dan membantu mengelakkan kelayuan.

Sel pengawal juga mengawal pertukaran gas untuk fotosintesis. Pada waktu siang stoma terbuka, membenarkan karbon dioksida meresap masuk ke daun untuk fotosintesis dan oksigen meresap keluar; pada waktu malam, apabila tiada fotosintesis, kebanyakan stoma tertutup.

Sebab itulah sel pengawal bergerak balas terhadap cahaya dan mengandungi kloroplas, tidak seperti sel epidermis di sekelilingnya.

Mekanisme pembukaan dan penutupan ialah aplikasi terus osmosis dan turgor. Sel pengawal mengubah kandungan bahan terlarutnya secara aktif, yang mengubah potensi airnya; air kemudian masuk atau keluar melalui osmosis, menjadikan sel turgid atau lembik.

Ini mengaitkan sel pengawal semula dengan osmosis, potensi air dan kesegahan sel tumbuhan yang dipelajari lebih awal dalam pengangkutan.

Kesilapan pelabelan biasa

Soalan contoh

Soalan. Rajah 1 menunjukkan sebuah stoma pada epidermis bawah daun pada waktu siang, dengan liang terbuka. Struktur X ialah dua sel di kedua-dua sisi liang.

(a) Namakan struktur X dan liang di antaranya. (b) Terangkan bagaimana struktur X berubah untuk membuka liang pada waktu pagi.

(c) Nyatakan satu ciri yang terdapat dalam X tetapi tiada pada kebanyakan sel epidermis lain. (d) Pada petang yang panas dan kering, liang itu tertutup.

Terangkan bagaimana ini memberi manfaat kepada tumbuhan.

Jawapan model. (a) X ialah sel pengawal; liang itu ialah stoma. (b) Dalam cahaya, sel pengawal mengambil bahan terlarut secara aktif (contohnya ion kalium), yang menurunkan potensi airnya; air masuk melalui osmosis dan sel menjadi turgid; dinding luar yang nipis meregang lebih banyak daripada dinding dalam yang tebal, jadi setiap sel melengkung ke luar dan liang terbuka.

(c) Kloroplas. (d) Sel pengawal kehilangan air dan menjadi lembik, jadi ia meluruskan semula dan liang tertutup; ini mengurangkan kehilangan air melalui transpirasi dan membantu mengelakkan tumbuhan daripada layu.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim