Mineral ve organik maddelerin bitki boyunca hareketi büyük önem taşır, çünkü bu, bireysel organların fizyolojik ara bağlantılarının gerçekleştirildiği süreçtir. Besinleri sağlayan organlar ile bunları tüketen organlar arasında donör-alıcı bağlantı adı verilen bağlantılar kurulur. Kök mineral besinlerin, yaprak ise organik maddelerin vericisidir. Bu bağlamda, bitkilerde iki ana besin akımı vardır - artan ve azalan. Bireysel besinlerin hareket yollarının araştırılmasında önemli bir rol, bitki çalma yöntemiyle oynandı. Bu teknik, bitkinin gövdesine halka şeklinde kırpıntılar yerleştirmekten ibarettir; kabuk (floem) çıkarılır ve ahşap (ksilem) bozulmadan kalır. Bu tekniğin yardımıyla, 17. yüzyılın sonunda. İtalyan araştırmacı M. Malyshgi, minerallerle suyun yukarı akışının ksilemden, organik maddelerin yapraklardan aşağı doğru akışının - floem elementlerinden geçtiğini gösterdi. Bu sonuç, M. Malyshga tarafından, kabuğun çıkarılmasına rağmen, halka şeklindeki çentiğin üzerindeki yaprakların sert kalması temelinde yapıldı, su onlara akmaya devam etti. Organik maddelerin akışı askıya alındı ve bu da çentiğin üzerinde bir kalınlaşma (sarkma) oluşmasına neden oldu. Etiketli atomlar kullanılarak yapılan çalışmalarla, maddelerin bitki içerisinde hareket etme yolları ve yönü sorusuna bir dizi iyileştirme yapıldı. Şu anda bilim adamları, bitkilerdeki taşıma sisteminin hücre içi, kısa menzilli ve uzun menzilli taşımayı içerdiğine inanmaktadır. Yakın taşıma - maddelerin bir organ içindeki hücreler arasında özel olmayan dokular yoluyla, örneğin apoplast veya semplast boyunca hareketi. Uzun mesafeli taşıma, maddelerin özel dokular boyunca organlar arasındaki hareketidir - iletken demetler, yani ksilem ve floem boyunca. Ksilem ve floem birlikte bitkinin tüm organlarına nüfuz eden ve su ve maddelerin sürekli dolaşımını sağlayan iletken bir sistem oluşturur.
Plazmoliz ve sitorriz, hücre yaşamındaki rolleri.
Plazmoliz, bir bitki hücresi bir maddenin hipertonik çözeltisine daldırıldığında gözlenen protoplastın hücre duvarından ayrılmasıdır.
hücre içinde ise hipertonik çözelti konsantrasyonu hücre özsuyunun konsantrasyonundan daha büyükse, suyun hücre özsuyundan difüzyon hızı, çevreleyen çözeltiden hücreye suyun difüzyon hızını aşacaktır. Hücreden su salınımı nedeniyle hücre özsu hacmi azalır, turgor azalır.
Hücre vakuolünün hacmindeki bir azalmaya plazmoliz eşlik eder. Plazmoliz sırasında, plazmolize protoplastın şekli değişir. Plazmolizin doğası bir dizi faktöre bağlıdır:
sitoplazmanın viskozitesinden;
hücre içi ve dış ortamın ozmotik basıncı arasındaki farktan;
harici hipertonik çözeltinin kimyasal bileşimi ve toksisitesi üzerine;
plazmodesmata'nın doğası ve miktarı hakkında;
vakuollerin boyutu, sayısı ve şekli hakkında.
Başlangıçta, protoplast hücre duvarının arkasında sadece ayrı yerlerde, çoğu zaman köşelerde kalır. Bu formun plazmolizine denir köşe.
Daha sonra protoplast, hücre duvarlarının gerisinde kalmaya devam eder, onlarla ayrı yerlerde teması korur; protoplastın bu noktalar arasındaki yüzeyi içbükey bir şekle sahiptir. Bu aşamada plazmoliz denir. içbükey. İçbükey plazmoliz genellikle geri dönüşümlüdür; hipotonik bir solüsyonda hücreler kaybettiği suyu geri kazanır ve deplazmoliz meydana gelir.
Yavaş yavaş, protoplast tüm yüzey boyunca hücre duvarlarından ayrılır ve yuvarlak bir şekil alır. Bu plazmoliz denir dışbükey. Dışbükey plazmoliz genellikle geri döndürülemez ve hücre ölümüne yol açar.
Ayrıca tahsis et sarsıcı dışbükeye benzer, ancak sıkıştırılmış sitoplazmayı hücre duvarına bağlayan sitoplazmik filamentlerin korunmasından farklı olan plazmoliz, ve kapaklı uzun hücrelerin plazmoliz özelliği.
Cytorrhiza, yüzeyinde dalgalı kıvrımların oluştuğu susuz bitki hücresinin bir durumudur.
Elastik zarlı hücrelerde görülür. Cytorrhiza, su stresi altındaki genç asma yapraklarında bulunabilir. Bu tür bir olay, hücrelerde, ozmoz ile değil, havaya buharlaşma nedeniyle meydana gelen su kaybı gözlenir. Hücre solduğunda, bu durumda plazmoliz oluşmaz. Hacimce küçülen bu tür hücrelerin protoplazması, kabuktan ayrılmaz, ikincisinin ayrı bölümleri boyunca sürüklenir.
Plastidler: yapı ve fonksiyonlar.
| kloroplastlar | kromoplastlar | lökoplastlar | ||
| Yapı | Meristematik hücrelerde bulunan küçük renksiz ilk parçacıklardan - proplastidlerden oluşurlar. Çift zarlıdırlar. | |||
| - Oval şekil, yeşil; - İç zar, stroma - lamel ve thylakoids oluşturur. Tilakoidler kümeler halinde toplanır - grana; - Dünyada oluştu. | - Sarı, turuncu veya kırmızı renklendirme; - Kloroplastlarını oluşturdular; - Karotenoidler zarın içine yerleştirilmemiştir, ancak matriste damlalar, kristaller şeklinde bulunurlar. | - Karanlıkta protoplastidlerden oluşur; - Renksiz; - Az gelişmiş iç zar. | ||
| Fonksiyonlar | 1. Işık enerjisinin kullanılması ve inorganik maddelerden organik maddelerin oluşturulması (fotosentez) 2. Kendi DNA'larına sahip olmaları, kalıtsal özelliklerin iletilmesinde belirli bir rol oynarlar. | meyve boyama | Nişasta veya diğer depolama maddelerinin birikmesi | |
terleme oranları
Terleme, bir bitki tarafından suyun buharlaşmasının fizyolojik sürecidir. Terleme gereklidir:
1. Terleme, bitkiyi doğrudan güneş ışığında tehdit eden aşırı ısınmadan korur. Transpiring tabakasının sıcaklığı, ortam sıcaklığından 5-7 derece daha düşüktür;
2. yüksek sıcaklıklarda kloroplastlar yok edilir ve fotosentez süreci engellenir (fotosentez için optimum sıcaklık 30-35ºº'dir);
3. Terleme, kök sisteminden yapraklara sürekli bir su akışı oluşturur ve bitkinin tüm organlarını tek bir bütün halinde birleştirir;
4. Çözünebilir mineral ve kısmen organik besinler terleme akımı ile birlikte hareket eder, terleme ne kadar yoğun olursa süreç o kadar hızlı olur.
Terleme değeri:
Su akımının en üst motorudur;
Bitki boyunca suyun hareketi;
CO2 alımı ile ilişkili;
Bitkideki metabolizmayı etkiler;
Bitkinin sıcaklığını etkiler.
Terleme oranları:
Terleme yoğunluğu, birim zaman başına birim alandan kaç gram suyun buharlaştığını gösteren bir değerdir (1 g ile 250 g arasında değişir).
Terleme etkisi - 1 g kuru madde oluşumundaki g su sayısı (125 g'dan 1000 g'a kadar).
Bitkilerin türüne, yaprak katmanlarına, çevre koşullarına bağlıdır.
Terleme verimliliği - 1 kg su (1 ila 8 g arası) akış hızında kaç g kuru madde oluştuğunu gösterir.
Bağıl terleme - terleme yoğunluğunun serbest yüzeyden buharlaşma yoğunluğuna oranı (0,1 g ila 1 g).
Stoma terlemesi, stomaların açılması veya kapanması ile düzenlenir. Hareketleri çeşitli faktörlerden kaynaklanmaktadır. Daha önce de belirttiğimiz gibi, stomanın ana koşullandırma hareketi, koruyucu hücrelerdeki su içeriğidir (turgorda değişiklik). Stomaların hidropasif ve hidroaktif açılıp kapanmasını ayırt eder.
Hidropasif reaksiyon, su ile taşan çevreleyen parankimal hücrelerin koruyucu hücreleri mekanik olarak sıkıştırmasından kaynaklanan stoma fissürlerinin kapanmasıdır. Sıkıştırma sonucunda stomalar açılamaz. Hidropasif hareket genellikle yoğun sulamadan sonra gözlenir ve fotosentez sürecinin inhibisyonuna neden olabilir ve ayrıca bitkinin içinden su akışıyla ilişkili süreçleri de etkileyebilir. Hidroaktif açma ve kapama tepkisi, su içeriğinin uygulanmasından kaynaklanan koruyucu hücrelerin hareketidir. Bu, koruyucu hücrelerde fotosentez sürecinde ozmotik olarak aktif maddelerin konsantrasyonundaki bir değişiklikten kaynaklanmaktadır.
Terlemeyi etkileyen faktörler:
1. Sıcaklık artışı ile terleme artar.
2. Işıkta, yeşil yapraklar spektrumun belirli kısımlarını emer, yaprağın sıcaklığı yükselir ve sonuç olarak terleme süreci yoğunlaşır. Işığın terleme üzerindeki etkisi, klorofil içeriği arttıkça artar. Işıkta sitoplazmanın geçirgenliği artar.
3. Toprak ve bitki tek bir su sistemi oluşturur, bu nedenle topraktaki su içeriğindeki bir azalma bitkideki su içeriğini ve bunun sonucunda terlemeyi azaltır.
4. Terlemenin yoğunluğu, başta yapraklardaki su içeriği olmak üzere bir dizi iç faktöre de bağlıdır. Yaprakların su içeriğindeki herhangi bir azalma terlemeyi azaltır.
5. Terleme ayrıca hücre özsuyunun konsantrasyonuna da bağlıdır. Hücre özsuyu ne kadar konsantre olursa, terleme o kadar zayıf olur. Terlemenin yoğunluğu hücre duvarlarının esnekliğine bağlıdır.
6. Bitkilerin yaşı arttıkça terlemenin şiddeti azalır.
7. Terleme süreci gece ve gündüzün değişmesinden etkilenir. Geceleri, sıcaklıktaki düşüş, hava nemindeki artış ve ışık eksikliği nedeniyle terleme keskin bir şekilde azalır.
8. Terleme maksimumu gün ortasında gözlenir.
9. Terleme, yaprak yüzeyinin boyutuna bağlıdır, ne kadar büyükse (yaprak yüzeyi), terleme süreci o kadar güçlü olur.
1. Sapta ne tür iletken dokular biliyorsunuz?
Ahşap, bast.
2. Bu dokuların hücrelerinin yapısal özellikleri nelerdir?
Kabuğun iç tabakasına bast denir. Elek tüpleri ve uydu hücrelerinden, kalın duvarlı bast liflerinden ve ayrıca ana dokunun hücre gruplarından oluşur.
Elek tüpleri, enine duvarların deliklerle (bir elek gibi) delindiği, bu hücrelerdeki çekirdeklerin çöktüğü ve sitoplazmanın zara bitişik olduğu dikey bir uzun canlı hücre sırasıdır. Bu, organik maddelerin çözeltilerinin hareket ettiği, bastın iletken bir dokusudur. Elek tüpleri, refakatçi hücreler tarafından canlı tutulur.
Bast lifleri - tahrip edilmiş içeriğe ve odunsu duvarlara sahip uzun hücreler - gövdenin mekanik dokusunu temsil eder. Keten, ıhlamur ve diğer bazı bitkilerin gövdelerinde, sak lifleri özellikle iyi gelişmiş ve çok güçlüdür.
Damarlar, anjiyosperm ağacının karakteristik iletken elemanlarıdır. Birkaç hücrenin "uçtan uca" birleşmesi sonucu oluşan çok uzun tüplerdir.
3. Kök basıncı nedir?
Kök basıncı - içinde çözünen su ve minerallerin bitkinin yer üstü organlarına hareketini sağlayan köklerin iletken damarlarındaki basınç.
Laboratuvar işi
Su ve minerallerin gövde boyunca hareketi
1. Renkli suda 2-4 gün bekletilmiş bir ıhlamur filizi veya başka bir odunsu bitkinin bir kesitini düşünün. Sapın hangi tabakasının lekeli olduğunu belirleyin.
Boyalı ahşap.
2. Bu çekimin uzunlamasına bir kesitini düşünün. Sapın hangi tabakasının lekeli olduğunu belirtin. Gözlemlerinize dayanarak bir sonuç çıkarın.
Boyalı ahşap. Bu deneyde, suda çözünen minerallerin yerini mürekkep aldı. Bu maddelerin çözeltileri, renkli su gibi, ahşabın damarlarından geçerek kökten gövdeye doğru yükselir.
3. Ders kitabında su ve mineral tuzlarının hareket ettiği hücrelerin özelliklerini okuyun.
Kaplar - sadece sert ağaçların tipik su taşıyan elemanları - aralarındaki bölmelerin çözülmesiyle kap bölümleri adı verilen uzun dikey bir kısa hücre sırasından oluşturulan uzun ince duvarlı tüplerdir.
5. Su ve minerallerin gövde boyunca hareketinin özellikleri hakkında sonuçlar çıkarın.
Mineral maddelerin çözeltileri, ahşabın damarları yoluyla kökten gövdeye doğru yükselir.
sorular
1. Vasküler demetler nelerdir? Hangi işlevi yerine getiriyorlar?
İletken dokular, genellikle güçlü mekanik doku lifleri ile çevrili damar demetleri halinde birleştirilir. Bu nedenle, bu tür demetlere vasküler lifli denir. Kök sistemini yapraklara bağlayarak tüm gövde boyunca geçerler.
2. Mineralli suyun ahşap kaplarda hareket ettiğini hangi deneyim kanıtlıyor?
Çekimde, mürekkeple suya koyun, sadece ahşap lekelendi.
3. Su neden gövdenin damarlarından sürekli yükselir?
Buharlaşma, bitkideki suyun hareketini destekler. Buharlaşma yoluyla su, gövde boyunca köklerden yapraklara geçer. Su, yaprakların içine ve kök basıncının kuvvetiyle yükselir.
4. Organik maddelerin saksının elek tüplerinden geçmesini sağlamak için hangi deneyim kullanılabilir?
Bir houseplantın gövdesinde (örneğin, dracaena veya ficus), halka şeklinde bir kesi dikkatlice yaparız. Gövde yüzeyinden kabuk halkasını çıkarın ve ahşabı açığa çıkarın. Sap üzerine su ile bir cam silindir sabitleyeceğiz. Bir ağacın veya çalının gövdesinin deri, mantar, birincil ağaç kabuğu, sak, kambiyum, ağaç ve özden oluştuğunu hatırlarsınız. Yapraklardan bitkinin diğer organlarına organik maddelerin geçtiği elek tüpleri saksıda bulunur. Dalı çaldırarak bu tüpleri kesiyoruz, böylece yapraklardan akan organik madde halka şeklindeki çentiğe ulaşacak ve orada birikecek.
Bir bitkide her zaman taze bir kesimin yüzeyinde bir yara tıkacı oluşur. Yara tıkacının altındaki hücreler şiddetle bölünüyor. Halka şeklindeki kesiden önce biriken besleyici organik maddeyi kullanırlar. Yakında yarayı iyileştiren halka şeklinde bir akıntı olur. Maceracı kökler akıştan gelişir.
Böylece, organik maddeler bast boyunca hareket eder. Ve hem yukarı hem aşağı hareket edebilirler.
5. Organik maddeler farklı bitkilerde nerede depolanır?
Maddelerin bir kısmı, yıllık bitkilerde ve iki yıllık ve çok yıllık bitkilerde meyve ve tohum hücrelerinde, ayrıca kök hücrelerinde, gövdelerde ve bunların modifikasyonlarında rezervde biriktirilir.
Havuç, pancar, şalgam ve diğer bazı bitkilerin kök bitkileri bir tür besin deposudur. Alabaş lahana, şalgam gibi kalın bir küresel gövde oluşturur. Böyle bir sapta bitki besinleri depolar.
Ağaçlarda ve çalılarda, ana organik madde rezervleri öz odun ve odunda biriktirilir.
Düşünmek
Bitkilerdeki besinlerin hareketi hakkında bilgi, onların gelişimini kontrol etmeye yardımcı olabilir mi? Evet ise, lütfen örnekler verin.
Besinlerin bitkide nasıl hareket ettiğini bilerek hareketlerini kontrol edebilirsiniz. Örneğin domates ve üzümlerin yan sürgünlerini keserseniz, uzak sürgünlerin gelişiminde kullanılacak organik maddeleri meyvelere gönderebilirsiniz. Bu meyvenin olgunlaşmasını hızlandıracak ve verimi artıracaktır.
Görevler
Tohum çimlenmesi çalışmasına hazırlanmak için dört bardak veya küçük cam kavanoz alın ve aynı sayıda salatalık, fasulye, yulaf veya buğday tohumlarını bunlara yerleştirin. Tohumları ilk bardakta kuru bırakın. İkincisinde, altına biraz su dökün ve ılık bir yere koyun. Üçüncü bardağı ağzına kadar kaynamış su ile doldurun ve bardakla kapatın. Dördüncü bardağa biraz su dökün (ikincisinde olduğu gibi), ancak soğuğa, örneğin buzdolabına koyun veya kara gömün. Her bardaktaki tohumlara ne olduğunu izleyin. Tüm bardaklar ve tüm tohumlar filizlendi mi? Tohum çimlenmesi için hangi koşulların gerekli olduğunu öğrenin. Gözlemlerinizi ve sonuçlarınızı yazın.
Tohumlar sadece ikinci bardakta filizlendi. Diğer durumlarda, tohum çimlenmesi için koşullardan biri gözlenmedi - su, hava ve ısı varlığı.
İlk durumda, suya ihtiyaç vardır, çünkü. embriyo besinleri sadece bir çözelti şeklinde tüketebilir. Bu nedenle, tohumlar uykuda kaldı.
Üçüncü bardakta çözünmüş oksijen yoktu, tohum embriyosu için nefes alacak hiçbir şey yoktu, ölümünden sonra tohum suda çürüdü.
Dördüncü bardakta, tohumlar ısı eksikliğinden dolayı çimlenmedi (soğuğa dayanıklı olduğu için sadece buğday çimlenebilir).
Meraklılar için görevler
Şekil 83'te gösterilen deneyi tekrarlayarak, ev bitkilerinin odunsu sürgünlerinde filizlerin ve tesadüfi köklerin oluşumunu gözlemleyin. Köklü sürgünü toprağa diktikten sonra, bitkinin köklü sürgünden gelişimini gözlemleyin.
Sürecin organizasyon düzeyine bağlı olarak, bir bitkide üç tür madde taşınması ayırt edilir: hücre içi, yakın (organ içinde) ve uzak (organlar arasında).
hücre içi taşıma. Bir hücre içindeki maddelerin hareketi, siklozun (sitoplazmanın dairesel hareketi) ve bu hareket boyunca yönlendirilen difüzyonun birleşik etkisinin bir sonucu olarak gerçekleştirilir, bu da maddelerin hiyaloplazmada neredeyse tamamen karışmasını sağlayabilir. Daha yüksek bitkilerde, sitoplazmanın hareketi, aktomiyosin tipi kontraktil proteinlerin katılımıyla gerçekleşir. Sitoplazmanın hareket hızı 0.2-0.6 mm/dk'dır. Endoplazmik retikulum ve Golgi veziküllerinin kanalları da maddelerin hücre içi taşınmasında yer alır.
Yakın ulaşım. Bu, bir organ içindeki hücreler ve dokular arasında iyonların, metabolitlerin ve suyun hareketidir. Yakın taşıma, köklerde ve gövdelerde maddelerin radyal taşınmasını, yaprakların mezofilindeki maddelerin milimetre cinsinden ölçülen kısa mesafelerde hareketini içerir. Apoplast boyunca maddelerin taşınması için uzmanlaşmamış doku hücreleri aracılığıyla gerçekleştirilir - bir dizi hücreler arası boşluk ve hücre duvarlarının interfibriller boşlukları, bir semplast - plazmodesmata ve bir vakum ile birbirine bağlanan bir dizi hücre protoplastı - ayrı bir sistem hücre vakuolleri.
Uzun mesafe taşımacılığı. Bu, bitkinin organları arasındaki maddelerin hareketidir. Ksilem damarları ve tracheidleri (artan akım) ve floemin elek tüpleri (azalan akım) dahil olmak üzere özel bir iletken sistem aracılığıyla gerçekleştirilir.
22. Besin kaynağı olarak toprak.
Toprakta, birbiriyle etkileşime giren çeşitli elementlerin çok çeşitli bileşikleri vardır. Toprakta mineraller veya suda çözünmüş organik maddeler şeklinde birçok besin bulunur. Besinlerin büyük çoğunluğu toprakta organik madde ve alüminosilikat kompleksleri ile bağlı halde bulunur.Toprakla temas ettiğinde bitki kökleri hemen hemen çözünmeyen mineralleri çözebilir. Topraktaki humus birçok kez > mikro elementler (Cu, Zn, St, Se, Mn, Ni, Co) içerir bitkiye giren bu elementler enzimlerin aktivitesini arttırır, biyokimyasal süreçleri katalize eder, fotosenteze katılır, sikloparafinler ve naftenik asitler - sizi uyarır bitkilerin büyümesi ve gelişmesi. Toprak vitamin içerir: B 6 ve B 12, tiamin, riboflavin; enzimler Bitkiler için besin maddeleri toprakta 4 şekilde bulunur: suda çözünmüş (toprak çözeltisi); kolloidlerin yüzeyinde adsorbe edilir, yıkanmaz, ancak iyon değişimi yoluyla bitkilere sunulur; bitkiler tarafından salınan iyonlar (H +); bitkiler için ulaşılması zor olan inorganik tuzlar (sülfatlar, fosfatlar, karbonatlar).
Humus, topraktaki besin döngüsünde önemli bir rol oynar. Toprakta ne kadar fazla humus rezervi varsa, azot, fosfor, kükürt, potasyum, kalsiyum ve eser elementler açısından o kadar zengindir. Bir bitkiye toprak kolloidleri tarafından adsorbe edilen maddelerin mevcudiyeti çeşitli koşullara bağlıdır. Toprağın bu element ile doygunluğu ve bağlantısının gücü ile birlikte bitkilerin su ile sağlanması çok önemlidir. Kısa süreli solma bile kök dokularının adsorpsiyon kapasitesini keskin bir şekilde azaltır ve absorpsiyon aktivitesinin zayıflamasına yol açar Toprağın besin rejimini belirleyen önemli bir faktör, toprak çözeltisindeki hidrojen iyonlarının konsantrasyonudur. Yüksek konsantrasyonda hidrojen iyonları ve soddy-podzolik topraklar ve alüminyum, bitki beslenmesi üzerinde hem doğrudan hem de dolaylı zararlı etkilere sahiptir Metabolizma ve protein sentezinin inhibisyonu, bitkiler tarafından iyonların adsorpsiyon ve absorpsiyonundaki değişiklikler Artan asitlik özellikle güçlü bir etkiye sahiptir. soddy-podzolik toprakların fosfat rejimi üzerindeki etkisi - fosforun hareketliliği ve sindirilebilirliği azalır. Alüminyumun doğrudan bir olumsuz etkisi gözlenir: alüminyum fosfatın bitkilerin kök sistemine girmesi, ikincisinin yer üstü organlara fosfor sağlama yeteneğini bastırır. Sonuç olarak, bitkilerde spesifik fosfat açlığı gözlemlenir.
