Bevegelsen av vann, mat, næringsstoffer og gasser i planter - forklart!

Bevegelsen av vann, mat, næringsstoffer og gasser i planter!

Bevegelse av mater, mat, næringsstoffer og gass skje gjennom ulike prosesser er kjent som transportmidler.

Prosessene er gitt som nedenfor:

(i) diffusjon:

Diffusjon er passiv. Det kan være fra en del av cellen til den andre eller fra celle til celle, eller over korte avstander, for eksempel fra intercellulære mellomrom av bladet til utsiden. Ingen energitap foregår. Molekyler beveger seg på tilfeldig måte, idet nettoresultatet er stoffer som beveger seg fra regioner med høyere konsentrasjon til regioner med lavere konsentrasjon. Diffusjon er en sakte prosess. Diffusjonshastigheten er avhengig av konsentrasjonsgradienten, membranets permeabilitet, som skiller dem, temperatur og trykk.

Diffusjon er den passive bevegelsen av molekyler eller partikler langs en konsentrasjonsgradient, eller fra regioner høyere til regioner med lavere konsentrasjon.

(ii) Forenklet diffusjon:

En gradient må allerede være til stede for at diffusjon skal oppstå. Stoffer som er løselig i lipider diffunderer raskere gjennom membranen. Hydrofile stoffer, finner det vanskelig å passere gjennom membranen. Bevegelsen må tilrettelegges. Membranproteiner gir steder hvor slike molekyler krysser membranen. En konsentrasjonsgradient må allerede være tilstede for molekyler å diffundere, selv om det blir lettere av proteiner.

Spesielle proteiner hjelper til med å flytte stoffer over membranene uten utgifter av ATP-energi ved forenklet diffusjon som vist i figur 14.1. Tilrettelagt diffusjon kan ikke forårsake netto transport av molekyler fra lav til høy konsentrasjon - dette vil kreve innspilling av energi. Når alle proteintransportørene blir brukt Transporthastigheten når et maksimum.

Proteinene danner kanaler i membranen for at molekylene skal passere gjennom. Noen kanaler er alltid åpne; andre kan styres. Poengene er proteiner som danner store porer i plastidens, mitokondriens ytre membraner og noen bakterier som gjør at molekyler opp til størrelsen på små proteiner kan passere gjennom.

Transport av stoffer over en biologisk membran fra et område med høyere konsentrasjon til et område med lavere konsentrasjon ved hjelp av et bærermolekyl. Siden stoffene beveger seg langs retningen av konsentrasjonsgradienter, er det ikke nødvendig med energi.

(iii) Aktiv transport:

Aktiv transport bruker energi til å pumpe molekyler mot en konsentrasjonsgradient. Aktiv transport utføres av membranproteiner. Pumper er proteiner som bruker energi til å bære stoffer over cellemembranen. Disse pumpene kan transportere stoffer fra lav konsentrasjon til høy. Transporthastighet når et maksimum når alle proteintransportørene blir brukt eller er mettede.

Aktiv transport er en form for transport hvor ioner eller molekyler beveger seg mot en konsentrasjonsgradient, som betyr bevegelse i retning motsatt diffusjon - eller - bevegelse fra et område med lavere konsentrasjon til et område med høyere konsentrasjon.

Bevegelser av vann i planter er forklart nedenfor:

(a) Vannpotensial:

Vannpotensial er et konsept som er grunnleggende for å forstå vannbevegelsen. Vannmolekyler har kinetisk energi. I flytende og gassformet form er de i tilfeldig bevegelse som er både raske og konstante. Jo større konsentrasjonen av vann i rent vann vil ha størst vannpotensial. Vannet vil således bevege seg fra systemet som inneholder vann ved høyere vannpotensial til den som har lavt vannpotensial.

Denne prosessen med bevegelse av stoffer nedover en gradient av fri energi kalles diffusjon. Ved konvensjon er vannpotensialet for rent vann ved standard temperaturer, som ikke er under trykk, antatt å være null. Løsningen har mindre fri vann dersom noe løsemiddel oppløses i rent vann og konsentrasjonen av vann minker, noe som reduserer vannpotensialet. Derfor har alle løsninger et lavere vannpotensial enn rent vann.

Løs potensial = Vannpotensial + Trykkpotensial

Målet for vannets relative tendens til å bevege seg fra ett område til et annet, og er vanligvis representert ved det greske brev 0 (Psi). Vannpotensialet er forårsaket av osmose, tyngdekraft, mekanisk trykk eller matrikseffekter, inkludert overflatespenning.

(b) Osmose:

En cellemembran og en cellevegg omgir anleggets celle. Cellevegget er fritt permeabelt for vann og stoffer i løsningen er derfor ikke en hindring for bevegelse, diffusjonen av vann over en differensielt eller semipermeabel membran er kjent som osmose som vist i figur 14.3. Osmose oppstår som svar på en drivkraft. Netto retning og hastighet av osmose avhenger av både trykkgradienten og konsentrasjonsgradienten.

Hvis den eksterne løsningen balanserer det osmotiske trykket i cytoplasma, kalles det isotonisk. Hvis den eksterne løsningen er mer fortynnet enn cytoplasma, kalles den hypotonisk, og hvis den eksterne løsningen er mer konsentrert, kalles den hypertonisk. Cellene svulmer i hypotoniske løsninger og krympes i hypertoniske seg.

Diffusjon av et løsningsmiddel (vanligvis vannmolekyler) gjennom er semipermeabel membran fra et område med lav oppløsningskonsentrasjon til et område med høy oppløsningskonsentrasjon.

(c) Plasmolyse:

Dette skjer når cellen er plassert i en løsning som er hypertonisk mot protoplasma. Prosessen med plasmolyse er vanligvis reversibel. Når cellene plasseres i en hypotonisk løsning, diffunderer vann inn i cellen, og får cytoplasma til å bygge opp et trykk mot veggen, som kalles turgortrykk, se figur 14.4.

(d) Imbibition:

Imbibition er en spesiell form for diffusjon når vann absorberes av faste stoffer eller kolloider som får dem til å øke enormt i volum. Absorbsjon av vann med frø og tørt tre er eksempler på Imbibition's. Imbibition er også diffusjon siden vannbevegelse er langs en konsentrasjonsgradient; frøene og andre slike materialer har nesten ingen vann, og de absorberer vann lett. Vannpotensial gradient mellom absorberende og væskeformet er viktig for imbibition s.

Imbibition er prosessen med å absorbere væske av en solid kropp uten resulterende kjemisk forandring i heller.

(e) Langtransport av vann:

Vann og mineraler, og mat blir generelt flyttet av et masse- eller massestrømssystem. Massestrømmen er bevegelsen av stoffer i bulk eller masse fra ett punkt til et annet som et resultat av trykkforskjeller mellom de to punktene.

Det er en egenskap for massestrømmen at stoffene, enten i løsningen eller i suspensjonen, blir feid sammen i samme tempo som i en strømmende elv. Massebevegelsen av stoffer gjennom ledende eller vaskulære vev av planter kalles translokasjon.

Ulike metoder er som følger:

(i) Metode for planteabsorberende vann:

Ansvaret for absorpsjon av vann og mineraler er mer spesifikt funksjonen til rothårene som er til stede i millioner ved rottens tips. Rødhår er tynnveggede smale forlengelser av røde epidermale celler som i stor grad øker overflaten for absorpsjon. Vann absorberes sammen med mineralstoff, ved rothårene, bare ved diffusjon.

En gang inne i xylemet, er vann igjen fri for å bevege seg mellom celler så vel som gjennom dem. I unge røtter går vann direkte inn i xylem-fartøyene og / eller tracheidene. Disse er ikke-levende rørledninger, og det er også deler av apoplast. Banen til vann og mineraljoner i rotvascular systemet er vist i figur 14.5.

(ii) Vannbevegelse opp en plante:

Dette positive trykket kalles rotstrykk, og kan være ansvarlig for å skyve opp vann til små høyder i stammen. Effekter av rottrykk er også observerbare om natten og tidlig om morgenen når fordampning er lav, og overskytende vann samles i form av dråper rundt spesielle åpninger av vener nær spissen av gressblad, og bladene av mange urteaktige deler. Slike vanntap i flytende fase er kjent som guttasjon.

(iii) Transpirasjon:

Transpirasjon er fordampende tap av vann av planter. Foruten tap av vanndamp i transpirasjon, skjer utveksling av oksygen og karbondioksid i bladet også gjennom porene kalt stomata. Generelt er stomata åpen i dagtid og lukker om natten. Innerveggene til hver vaktcelle, mot pore eller stomataåpningen, er tykk og elastisk. Transpirasjon påvirkes av flere eksterne faktorer: temperatur, lys, fuktighet, vindhastighet.

Plantefaktorer som påvirker transpirasjon inkluderer antall og distribusjon av stomata antall stomata åpne, prosent, vannstatus av planten, baldakinstrukturen etc. Som vann fordampes gjennom stomata, siden tynnfilmen av vann over cellene er kontinuerlig, resulterer det i i trekking av vann, molekyl ved molekyl, inn i bladet fra xylem. På grunn av lavere konsentrasjon av vanndamp i atmosfæren sammenlignet med substomathulen og intercellulære rom diffunderer også vann i omgivende luft, se figur 14.6.

Tapet av vann ved fordampning i jordbaserte planter, spesielt gjennom stomata (ledsaget av tilsvarende vannopptak fra røttene), en prosess hvor vanndampen renner gjennom anlegget via stomata og lentikler i sitt ytre miljø (atmosfære).