حركة المياه والأغذية والمغذيات والغازات في النباتات - أوضح!
حركة الماء والغذاء والمغذيات والغازات في النباتات!
تُعرف حركة الأم والطعام والمغذيات والغازات من خلال عمليات مختلفة باسم وسائل النقل.
يتم إعطاء العمليات على النحو التالي:
(ط) الانتشار:
الانتشار هو السلبي. قد يكون من جزء من الخلية إلى آخر أو من خلية إلى أخرى ، أو عبر مسافات قصيرة ، على سبيل المثال من الفراغات بين الخلايا من الورقة إلى الخارج. لا يحدث فقدان للطاقة. تتحرك الجزيئات بطريقة عشوائية ، النتيجة النهائية هي أن المواد تتحرك من مناطق ذات تركيز أعلى إلى مناطق ذات تركيز أقل. الانتشار هو عملية بطيئة. تعتمد معدلات الانتشار على تدرج التركيز ونفاذية الغشاء الذي يفصل بينها ودرجة الحرارة والضغط.
الانتشار هو الحركة السلبية للجزيئات أو الجسيمات على طول تدرج التركيز ، أو من المناطق الأعلى إلى المناطق ذات التركيز الأقل.
(2) الانتشار الانتقالي:
يجب أن يكون التدرج موجودًا بالفعل حتى يحدث الانتشار. المواد القابلة للذوبان في الدهون تنتشر من خلال الغشاء أسرع. مواد شاردة للماء ، يجدون صعوبة في المرور عبر الغشاء. حركتهم يجب أن يتم تسهيلها. توفر بروتينات الغشاء مواقع تتقاطع فيها هذه الجزيئات مع الغشاء. يجب أن يكون تدرج التركيز موجودًا بالفعل حتى تنتشر الجزيئات حتى إذا تم تسهيلها بواسطة البروتينات.
تساعد البروتينات الخاصة على نقل المواد عبر الأغشية دون إنفاق طاقة ATP في الانتشار الميسر كما هو موضح في الشكل 14.1. لا يمكن للانتشار الميسر أن يسبب النقل الصافي للجزيئات من منخفض إلى تركيز عالي - وهذا يتطلب مدخلات الطاقة. عندما يتم استخدام جميع ناقلات البروتينات يصل معدل النقل إلى الحد الأقصى.
تشكل البروتينات قنوات في الغشاء لتمرير الجزيئات. بعض القنوات مفتوحة دائما. الآخرين يمكن السيطرة عليها. النقاط هي البروتينات التي تشكل مسام ضخمة في الأغشية الخارجية للبلاستيدات ، والميتوكوندريا وبعض البكتيريا التي تسمح للجزيئات حتى حجم البروتينات الصغيرة بالمرور.
نقل المواد عبر الغشاء البيولوجي من منطقة ذات تركيز أعلى إلى منطقة ذات تركيز أقل بواسطة جزيء حامل. بما أن المواد تتحرك على طول اتجاه تدرجات تركيزها ، فإن الطاقة غير مطلوبة.
(3) النقل النشط:
يستخدم النقل الفعال الطاقة لضخ الجزيئات مقابل تدرج التركيز. يتم النقل الفعال بواسطة بروتين الغشاء. المضخات هي بروتينات تستخدم الطاقة لحمل المواد عبر الغشاء الخلوي. يمكن لهذه المضخات نقل المواد من تركيز منخفض إلى مرتفع. يصل معدل النقل إلى أقصى حد عند استخدام جميع ناقلات البروتين أو المشبعة.
النقل النشط هو نوع من النقل حيث تتحرك الأيونات أو الجزيئات ضد تدرج التركيز ، مما يعني الحركة في الاتجاه المعاكس للانتشار - أو - الحركة من منطقة ذات تركيز أقل إلى منطقة ذات تركيز أعلى.
يتم شرح حركة المياه في النباتات أدناه:
(أ) إمكانات المياه:
إمكانات المياه هي مفهوم أساسي لفهم حركة المياه. تمتلك جزيئات الماء طاقة حركية. في شكل سائل وغازي فهي في حركة عشوائية سريعة وثابتة. وكلما زاد تركيز الماء في المياه النقية سيكون أكبر قدر ممكن من المياه. وهكذا ، فإن الماء ينتقل من النظام المحتوي على الماء في إمكانات المياه الأعلى إلى المياه ذات الإمكانات المائية المنخفضة.
وتسمى هذه العملية من حركة المواد أسفل التدرج من الطاقة الحرة نشر. وفقا للاتفاقية ، فإن المياه المحتملة للمياه النقية في درجات الحرارة القياسية ، والتي لا تكون تحت أي ضغط ، تؤخذ على أنها صفر. يحتوي المحلول على كمية ماء أقل إذا تم إذابة بعض المواد المذابة في المياه النقية وتقلص تركيز الماء ، مما يقلل من إمكاناته المائية. ومن ثم ، فإن جميع المحاليل لديها إمكانية مائية أقل من المياه النقية.
إمكانات الميل = إمكانات الماء + إمكانات الضغط
مقياس الاتجاه النسبي للماء للانتقال من منطقة إلى أخرى ، ويمثل عادة بالحرف اليوناني 0 (Psi). تنتج المياه المحتملة عن طريق التناضح ، الجاذبية ، الضغط الميكانيكي ، أو تأثيرات المصفوفة بما في ذلك التوتر السطحي.
(ب) التناضح:
تحيط غشاء الخلية والجدار الخلوي بالخلية النباتية. جدار الخلية قابل للنفاذ بحرية إلى الماء والمواد في المحلول ومن ثم لا تمثل حاجزًا للحركة ، ويعرف انتشار الماء عبر غشاء تفاضلي أو نصف نافع باسم التناضح كما هو موضح في الشكل 14.3. التناضح يحدث استجابة لقوة دافعة. يعتمد اتجاه صافي ومعدل التناضح على كل من تدرج الضغط وتدرج التركيز.
إذا كان الحل الخارجي يوازن الضغط التناضحي للسيتوبلازم ، يطلق عليه اسم متساوي التوتر. إذا كان المحلول الخارجي أكثر تمييزا من السيتوبلازم ، فإن ذلك يسمى بالضغط الهضمي وإذا كان الحل الخارجي أكثر تركيزا ، فإنه يطلق عليه hypertonic. الخلايا تنتفخ في حلول hypotonic وتتقلص في تلك hypertonic منها.
إن انتشار المذيب (عادة جزيئات الماء) خلاله هو غشاء نصف نافذ من منطقة ذات تركيز منخفض الذائبة إلى منطقة ذات تركيز عالي الذائبة.
(ج) البلازما:
يحدث هذا عندما توضع الخلية في محلول مفرط التوتر في البروتوبلازم. عملية البلازما يمكن عكسها عادة. عندما توضع الخلايا في محلول ناقص التوتر ، ينتشر الماء في الخلية مسبباًً بناء السيتوبلازم على الضغط على الجدار ، والذي يسمى ضغط التورغ ، انظر الشكل 14.4.
(د) التشويش:
Imbibition هو نوع خاص من الانتشار عندما يتم امتصاص الماء من المواد الصلبة أو الغرويات مما يؤدي إلى زيادة هائلة في الحجم. امتصاص الماء عن طريق البذور والخشب الجاف هي أمثلة على Imbibition. التشوش هو أيضا الانتشار لأن حركة الماء على طول تدرج التركيز؛ لا تحتوي البذور والمواد الأخرى تقريبا على ماء وبالتالي فهي تمتص الماء بسهولة. يعد التدرج المحتمل للماء بين المادة الماصة والسائلة شبيهاً ضروريًا للتأكل.
التشوش هي عملية امتصاص السائل بواسطة جسم صلب دون تغيير كيميائي ناتج في أي منهما.
(هـ) نقل المياه لمسافات طويلة:
عادة ما يتم تحريك الماء والمعادن والمواد الغذائية بواسطة نظام التدفق الجماعي أو السائب. التدفق الجماعي هو حركة المواد بكميات كبيرة أو جماعية من نقطة إلى أخرى كنتيجة لفروق الضغط بين النقطتين.
ومن خصائص تدفق الكتلة أن المواد ، سواء في المحلول أو في التعليق ، قد اجتاحت بنفس الوتيرة ، كما هو الحال في النهر المتدفق. وتسمى حركة المواد السائبة من خلال أنسجة النباتات أو الأوعية الدموية للنباتات بالانتقال.
طرق مختلفة هي كما يلي:
(ط) طريقة امتصاص الماء:
إن مسؤولية امتصاص الماء والمعادن هي على وجه التحديد وظيفة شعر الجذر الموجود في الملايين عند أطراف الجذور. الشعر الجذر هو تمديدات نحيلة رقيقة الجدران لخلايا البشرة الجذرية التي تزيد بشكل كبير من مساحة السطح لامتصاص. يتم امتصاص الماء مع المواد المذابة المعدنية ، من خلال الشعرة الجذرية ، بصرامة عن طريق الانتشار.
مرة واحدة داخل الخشب ، الماء مرة أخرى بحرية للتنقل بين الخلايا وكذلك من خلالهم. في الجذور الشابة ، يدخل الماء مباشرة في أوعية الخشب و / أو الرواشي. هذه هي قنوات غير حية وكذلك أجزاء من Apoplast. يظهر مسار الماء والأيونات المعدنية في نظام الأوعية الجذرية في الشكل 14.5.
(2) الحركة المائية فوق المصنع:
هذا الضغط الإيجابي يسمى ضغط الجذر ، ويمكن أن يكون مسؤولا عن دفع المياه إلى آفاق صغيرة في الساق. كما يمكن ملاحظة تأثير ضغط الجذور في الليل وفي الصباح الباكر عندما يكون التبخر منخفضًا ، ويتم تجميع الماء الزائد على شكل قطرات حول فتحات خاصة للأوردة بالقرب من طرف شفرات العشب ، وأوراق العديد من الأجزاء العشبية. ويعرف هذا الفقد في المياه في طوره السائل بالماء.
(3) النتح:
النتح هو فقدان الماء التبخيري من قبل النباتات. بالإضافة إلى فقدان بخار الماء في النتح ، يحدث تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الورقة أيضًا عن طريق المسامات التي تدعى الثغور. بشكل عام ، تكون الثغور مفتوحة في النهار وتغلق خلال الليل. الجدار الداخلي لكل خلية حراسة ، نحو فتحة المسام أو الثغور ، سميك ومرن. يتأثر النتح بالعديد من العوامل الخارجية: درجة الحرارة ، والضوء ، والرطوبة ، وسرعة الرياح.
تشتمل العوامل النباتية التي تؤثر على النتح على عدد وتوزيع عدد الثغور في الثغور ، والنسبة المئوية ، وحالة المياه للنبات ، وهيكل المظلة وما إلى ذلك. ومع تبخر الماء من خلال الثغور ، بما أن الفيلم الرقيق للماء فوق الخلايا مستمر ، فإنه يؤدي إلى في سحب الماء ، جزيء بواسطة جزيء ، إلى ورقة من الخشب. أيضا ، وبسبب انخفاض تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي مقارنة مع التجويف الغشائي والفراغات بين الخلايا ، تنتشر المياه في الهواء المحيط انظر الشكل 14.6.
فقدان المياه عن طريق التبخر في النباتات الأرضية ، وخاصة من خلال الثغور (يرافقه امتصاص الماء المقابل من الجذور) وهي عملية يخرج منها بخار الماء عبر النبات عن طريق ثيومته و lenticels في بيئته الخارجية (الغلاف الجوي).
