气孔开闭由保卫细胞吸排水引起，因此气孔开闭机理的研究主要是研究保卫细胞任何吸、排水的。
1、无机离子吸收假说：
实验：用K+预处理叶片表皮，使K+进入保卫细胞，再移至清水中结果气孔开放。由此推论保卫细胞中高浓度的K+是气孔开放的关键。 根据上述试验有人提出无机离子假说，认为：照光 → ATP上升 → 质膜H+-ATP泵活化 → H+排出 → 同时带动K+进入 → 水势下降 → 保卫细胞吸水 → 气孔张开。
2、 苹果酸－生成假说：
照光后由于C4途径的存在，形成了草酰乙酸，引起了保卫细胞水势的下降。
3、淀粉-糖转化学说：
植物在光下，保卫细胞进行光合作用，导致 CO2 浓度的下降，pH 值升高，淀粉磷酸化酶促使淀粉转化为葡萄糖-1-磷酸，细胞里糖分高，水势下降，吸收水分，气孔开放。在暗中，呼吸积累 CO2和H2CO3，使pH 值下降，淀粉磷酸化酶促使糖转化为淀粉，细胞里糖分低，水势升高，排出水分，气孔关闭。
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