مواد حمل و نقل در گیاه. حمل نمک های معدنی بر روی گیاه. انتقال مواد ارگانیک در حمل و نقل آب و مواد معدنی توسط گیاهان

در حال حاضر که ما توابع عناصر معدنی مورد نیاز برای رشد گیاه طبیعی را بررسی کردیم، باید با مکانیسم های رسید آنها در گیاهان و عناصر ساختاری مورد بحث قرار گیرد که آنها باید حرکت کنند. مواد معدنی معمولا از خاک با استفاده از ریشه ها جذب می شوند. آنها می توانند در مقادیر کم نیز از طریق برگ ها عمل کنند، بنابراین معرفی اضافی گوشه ای از برخی عناصر کمیاب به روش استاندارد کشاورزی تبدیل شده است. مواد معدنی تقریبا همیشه در گیاهان به شکل یونها می آیند. این یون ها ابتدا باید از پوسته و پلاسمالام عبور کنند تا به سیتوپلاسم برسند: پس از آن، در صورت لزوم، از طریق غشاء اطراف واکسول (Tonoplast) یا هر ارگانلا سلول عبور کنید تا در یک محفظه داخلی خاص باشد.

مطالعه موضوع حمل و نقل عناصر یکی از اصلی ترین مشکل تغذیه معدنی است. این از پیش تعیین شده توسط شرایط زیر است. اول، ماهیت تغذیه گیاه، ورود و ورود به متابولیسم عناصر معدنی به عنوان یک نتیجه از تبادل بین بدن و محیط است. ثانیا، مطالعه فرآیند حمل و نقل عناصر با روشن شدن خواص و توابع پوسته سلول، تشکیلات غشایی، رابطه بین سلول ها و بافت ها همراه است. ثالثا، روشن شدن مسائل مربوط به حمل و نقل، ما را به بهره وری گیاهان کشاورزی هدف قرار می دهد.

حالت یونی هیدراته.انتقال یون ها از طریق غشا با مشکلات خاصی همراه است. یکی از مشکلات، حضور آب هیدراته ای است که یون را احاطه کرده و حجم آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

یون های مونالنت را در نظر بگیرید، به ویژه Li +، Na +، K +، RB + و CS + Cations: ساده ترین هسته لیتیوم و سخت ترین سزیم. با افزایش تعداد توده، تعداد الکترون هایی که هسته را احاطه کرده اند و حجم فضای اشغال شده توسط اوربیتال های الکترونیکی نیز رشد می کنند. از آنجا که تراکم ابر الکترونیک اطراف هسته مالا است، می توان فرض کرد که هسته بیشتر برای تأثیرات خارجی قابل دسترسی است. این وابستگی در مقادیر یونهای هیدراته رادیویی منعکس شده است: LI + - 0.06؛ Na + - 0.095؛ K + - 0.133؛ RB + - 0.148؛ CS + - 169 نانومتر.

در محلول های آبی، مولکول های آب در نزدیکی یون ها توسط نیروهای الکترواستاتیک نگهداری می شوند، منبع ذرات ذرات هسته اتمی است. مولکول آب نزدیکتر می تواند به هسته اتمی متهم برسد، قوی تر آنها به دلیل تغییرات هیدراتاسیون، بیشتر انرژی آزاد هستند. بنابراین، در مولکول آب لیتیوم نزدیک به هسته، و این به این معنی است که در غلاف لیتیوم هیدراته حاوی مولکول های آب بیشتر است. شناخته شده است که مولکول های آب Dipoles هستند. در نزدیکی کاتالیز، تمام نزدیکترین مولکول های آب با قطب های منفی در داخل قرار دارند و قطب های مثبت مولکول های آب در داخل (شکل 5.1) در نزدیکی آنیون ها هدایت می شوند.

این داخلی، به شدت با یون های ساختاری مولکول های آب ساخته شده اند، پوسته اولیه نامیده می شود.

در برخی از راه های بیش از ضخامت پوسته اولیه، قدرت میدان الکتریکی تا حدودی کاهش می یابد، که منجر به تغییر در جهت طبیعی مولکول های آب می شود. به همین دلیل، یک پوسته ثانویه در اطراف یون رخ می دهد (شکل 5.2).

بنابراین، به علت پوسته هیدراته، اندازه یونها به شدت افزایش می یابد. به نظر می رسد وابستگی معکوس بین رادیوهای کاتیون های فلزی آلکالی هیدراته شده و غیر قابل تحمل وجود دارد، یعنی یک یون هیدراته دارای شعاع کوچکتر کریستالی دارای ابعاد بزرگ است. شعاع یون های هیدراته محاسبه دشوار است؛ داده های نویسندگان مختلف به طور قابل توجهی متفاوت است. تحرک یون ها یک ایده از اندازه نسبی خود را می دهد (جدول 5.2).

جدول 5.2

تحرک یون ها در محلول های آبی (25 درجه سانتیگراد)

در حال حاضر، به طور کلی پذیرفته می شود ایده هایی است که یون ها و مواد مختلف بر روی غشاء به چندین روش غلبه می کنند، شبکه های اصلی آن عبارتند از:

1. انتشار ساده از طریق فاز لیپید، اگر ماده در لیپیدها محلول باشد (این به یون ها مربوط نمی شود).

2. انتشار سبک وزن مواد هیدروفیلی با استفاده از حامل های لیپوفیلیک (نوار نقاله).

3. انتشار یونی ساده از طریق منافذ های هیدروفیلی (به عنوان مثال از طریق کانال های یونی).

4. انتقال مواد شامل مجتمع های فعال (پمپ).

5. مواد حمل و نقل توسط پینوسیتوز در شرایط تغییرات قابل توجه در معماری غشا.

در مورد نیروهای رانندگی حمل و نقل غشا، پس از آن دو مکانیزم تشخیص می دهند.

حمل و نقل منفعل - حرکت مواد توسط انتشار در شیب پتانسیل الکتروشیمیایی بدون هزینه های انرژی (ساده و، تا حدودی انتشار نور).

حمل و نقل فعال – انتقال مواد در برابر شیب پتانسیل الکتروشیمیایی با هزینه انرژی متابولیک، به عنوان یک قاعده در قالب زنجیره های ATP یا Redox.

به منظور درک مکانیسم های انتقال ترانسومبران عناصر تغذیه معدنی، ما در مورد توجه برخی از الگوهای فیزیکوشیمیایی که جنبش یون ها را در محلول و غشا تعیین می کنند، بحث خواهیم کرد. بیایید با فرایندهای حمل و نقل منفعل شروع کنیم (به ویژه، اجازه دهید ما قوانین انتشار را به یاد بیاوریم).

با توجه به قانون اول FIC، جریان (F) به طور مستقیم با ضریب انتشار D و گرادیان غلظت متناسب است dc / dx در نقطه X در حال حاضر.

حمل و نقل Assimilates - دور و متوسط \u200b\u200b- همیشه با انرژی قابل توجهی همراه است. در ابتدا، جذب (گلوکز) از تشکیلات آنها از تشکیل آنها عبور از طریق سمپلست به سلول های همراه و لوله های نیترات اطراف سلول های پارنچیمال. در این سلول ها، تبدیل گلوکز در ساکارز، که پس از آن به عنوان یک نتیجه از انتقال فعال، "پمپ" به لوله های غربال. حمل و نقل فراوان برای لوله های سیتونید در قالب ساکارز انجام می شود. Assimilates در محل مصرف جذب یا تعویق مواد اضافی، از لوله های غربال انتقال داده می شود و به یک مقصد خاص بر روی مسیر علامتدار نیز به شکل گلوکز منتقل می شود.

اندام های رو به رشد و پارچه ها - برگ، Meristems - به طور فعال جذب جذب از مکان های ذخیره سازی خود، و همچنین از رشد برگ ها.

راه اصلی یونهای حمل و نقل طولانی مدت، جریان انتقال ترانسپراسیون در Xylene است. برای حمل و نقل کوتاه مدت، سیمپلاست و آپوپلاست استفاده می شود. مانع اصلی فیلتر کردن در راه یون ها اساسا اندودرما با کمربند Kaspari است. از طریق اندودودرمی، یونها از طریق حمل و نقل فعال از طریق آن نفوذ می کنند. انتقال یون ها در عروق می تواند منفعل یا فعال باشد. در محور فرار - یونهای ساقه به طور فعال از عروق خارج می شوند و به طور افقی حمل می شوند، عمدتا از طریق اشعه های هسته ای. برگ از انتهای عروق یون ها به صورت منفعلانه همراه با جریان انتقال می شود و در طول فصل رشد می تواند در مقادیر زیاد تجمع یابد. بخشی از یونهای انباشته شده (CA و Mg) همراه با شاخ و برگ پاییز برداشته می شود، بخش دیگری از این زمان از برگ داده می شود.

موتور فعلی انتقال اصلی است

حرکت مواد در سلول ها و بافت ها. در داخل سلول های زنده، مواد مختلف به طور مداوم بین سلول های فردی حرکت می کنند. بعضی از آنها به قفس می آیند، دیگران از آن مشتق شده اند. به عنوان مثال، مواد تشکیل شده در گیاه در داخل سلول، بین سلول های مجاور، از یک بدن به دیگری حرکت می کنند. بنابراین، محصولات فتوسنتز از سلول های ورق به بخش های غیر سبز گیاه منتقل می شود (ریشه، ساقه، گل).

مواد حمل و نقل به ساختار پوسته سلول کمک می کند که از طریق آن مواد خاصی عبور می کنند. سیتوپلاسم سلول های همسایه به یکدیگر با بهترین لوله ها گزارش شده است که به شدت از دیواره سلولی نفوذ می کنند.

حرکت مواد معدنی و آلی بین اندام ها، به منظور درک اینکه چگونه مواد بین ارگان های گیاه منتقل می شود، ساختار داخلی و عملکرد ریشه، ساقه و برگ را به یاد داشته باشید.

محلول آبی مواد معدنی از خاک، موهای ریشه ای از منطقه مکش از ریشه را جذب می کند. بعد، از طریق سلول های قشر ریشه، این راه حل به کشتی های سیلندر مرکزی وارد می شود.

با تشکر از فشار ریشه ناشی از سلول های ریشه، راه حل های خاک نمک در امتداد عروق وارد قسمت بالای زمین گیاه می شود.

فشار ریشه را می توان با اتصال یک لوله فشار سنج به پانچ یک گیاه تازه برش (فشار اندازه گیری دستگاه) اندازه گیری کرد. W. گیاهان هربات فشار ریشه به 2-3 اتمسفر می رسد، در چوب - حتی بیشتر. توسط کشتی ها، آب به برگ حرکت می کند، که از طریق گرد و غبار تبخیر می شود. این جهت حرکت راه حل ها جریان صعودی نامیده می شود.

در جریان جریان بالا از مواد به طور قابل توجهی بر تبخیر آب با برگ ها تاثیر می گذارد، ایجاد یک نیروی به اصطلاح مکش از برگ ها. آب بیشتر برگ ها را تبخیر می کند، شدیدتر سیستم ریشه آن را از خاک جذب می کند و زودتر راه حل خاک به قسمت های زمین بالا می رود.

از برگ ساقه در جهت سیستم ریشه، گل ها یا میوه ها توسط مواد ارگانیک - محصولات فتوسنتز حمل می شود. تعداد مواد ارگانیک تشکیل شده در یک روز در کلرپلاست چندین بار از توده اش فراتر رفته است. مواد ارگانیک در امتداد لوله های غربال از برگ ها به سایر قسمت های گیاه می روند، جایی که آنها مصرف می شوند یا در مورد ذخایر (ریشه، ساقه، میوه ها) مصرف می شوند. این جریان به سمت پایین نامیده می شود.

آب و مواد معدنی و مواد معدنی و آلی حل شده در آن می توانند در گیاه نیز در جهت افقی حرکت کنند. به عنوان مثال، در ریشه، این حمل و نقل از طریق سلول های قشر، و در ساقه - بر روی سلول های پرتوهای اصلی انجام می شود.

دانستن مسیرها و مکانیسم های حرکت مواد در گیاه، آنها را می توان آنها را مدیریت کرد. بنابراین، برای سرعت بخشیدن به رسوبات گوجه فرنگی، شاخه های جانبی را حذف کنید. شاخه های قلاب دوزی که پس از تشکیل انگور در شکل گیری انگور ظاهر می شوند، می توانید جهت جریان را تغییر دهید مواد مغذی به میوه ها، بلوغ که به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

حذف آب بیش از حد از گیاه. شما قبلا می دانید که در طول انتقال، آب در امتداد بافت ها حرکت می کند و به اتمسفر منتقل می شود. اما، با توجه به حرکت راه حل های آبی در کارخانه، لازم است به یاد داشته باشید پدیده ای که شما می توانید بارها و بارها مشاهده کنید. بنابراین، صبح زود در بالای برگ های برگ های برخی از گیاهان (به عنوان مثال، توت فرنگی) شما می توانید قطرات بزرگ آب را ببینید. اما این شبنم نیست گاهی اوقات ریشه ها آب بیشتری را از خاک جذب می کنند تا زمانی که زمان برگزاری برگ ها را تبخیر می کنند، به ویژه در شب، زمانی که ترک های کاشی بسته شده اند. آب اضافی از طریق سوراخ های ویژه در امتداد لبه صفحات ورق اکسترود شده است. به طور خاص، این پدیده را می توان از آن مشاهده کرد گیاهان داخل سالن - هیولا، آروما، و همچنین در شرایط آزمایشگاهی در نهال جوات، گندم، ذرت.

انتشار آب بیش از حد به شکل قطرات برای عملکرد طبیعی ارگانیسم گیاه ضروری است. هنگامی که در یک برگ در حال افزایش، آب باید یا تبخیر شود، یا در صورتی که تبخیر به اندازه کافی فشرده نیست، به شکل قطرات خارج شود.

برای اجرای فرآیندهای زندگی، گیاهان نیاز به مواد آب و مواد معدنی (غیر معدنی) در آن حل شده است. این را می توان به طور عمده از خاک مرطوب به دست آورد. ریشه ها مسئول مکش محلول آبی هستند. با این حال، ریشه های زیادی نیاز به آب ندارند، چند برگ و دیگر ارگان های بالای زمین گیاه (کلیه ها، شاخه ها، گل ها، میوه ها) را توسعه می دهند. بنابراین، بالاترین گیاهان در روند تکامل، سیستم هدایت کننده ای را به دست آوردند. این ساختار پیچیده ترین در گیاهان پوشش داده شده است.

برای حرکت آب و مواد معدنی هر دو توسط ساقه و برگ ها و ریشه ها مسئول هستند رگ ها. آنها سلول های مرده هستند. حرکت آب و مواد معدنی به وسیله فشار ریشه و تبخیر آب با برگ ها تامین می شود.

در گیاهان چوب، عروق در چوب ساقه ها هستند. این را می توان تایید کرد اگر شاخه ای را در رنگ قرار دهید راه حل آب. پس از مدتی بر روی اسپین عرضی شما می توانید ببینید که تنها چوب رنگ شده است. این به این معنی است که تنها مواد آب و مواد معدنی حل شده در آن حرکت می کنند.

حرکت در ساقه مواد ارگانیک

در برگ های سبز گیاهان، فتوسنتز رخ می دهد، در فرآیند که مواد آلی سنتز می شوند. از این مواد، سایر مواد ارگانیک مورد استفاده در فرآیندهای مختلف فعالیت حیاتی و انرژی سنتز می شوند.

در مواد آلی، نه تنها بخش های سبز گیاه مورد نیاز، بلکه سایر اندام ها و پارچه ها نیز هستند. علاوه بر این، بخشی از مواد ارگانیک در مورد عرضه به تعویق می افتد. بنابراین، در گیاهان، نه تنها مواد آب و مواد معدنی منتقل می شوند، بلکه حمل مواد آلی نیز نیز حمل می شوند. این معمولا در جهت مخالف از جریان محلول آبی قرار دارد.

مواد آلی در گیاهان پوشش داده شده توسط لوله های سینوئید. این ها سلول های زنده هستند، پارتیشن های عرضی آنها، که آنها با یکدیگر تماس می گیرند، مانند یک غربال نگاه می کنند.

گیاهان چوب لوله های Situid واقع در Lube هستند که بخشی از پوست است که نزدیک تر به کامبیا است (چوب در داخل کامبیا قرار دارد).

اگر پوست ساقه گیاه کاملا عمیق آسیب دیده باشد، این مانع از خروج مواد ارگانیک، به اصطلاح نفوذ یا رشد، بر روی تنه تشکیل می شود. مواد آلی در آنها تجمع می یابند. بیش از نمره آنها در آسیب به بشکه یک لوله زخم تشکیل شده است. بعد در این محل می تواند شروع به توسعه ریشه ها و کلیه ها کند.

مواد آلی در گیاهان اغلب در اندام های مختلف و بافت ها انباشته می شوند (ریشه ها، ساقه ها، هسته ها). در بهار، این مواد استفاده می شود به طوری که گیاه دارای برگ های جدید و شاخه های جدید است. برای این، مواد ارگانیک ذخیره شده باید در آب حل شوند و جایی که مورد نیاز هستند حرکت می کنند. و به نظر می رسد که در این زمان مواد ارگانیک در حال حرکت در امتداد لوله های غربال، اما با توجه به کشتی های با آب و مواد معدنی.

گیاهان کربن و اکسیژن را به طور عمده از هوا و عناصر باقی مانده از خاک دریافت می کنند. عناصر تغذیه ای عناصر شیمیایی هستند که گیاه ضروری است و نمی تواند جایگزین دیگری شود. مواد مغذی اتصالات است که در آن این عناصر در دسترس هستند. عناصر مواد مغذی موجود در خاک در 4 شکل هستند: 1) به طور جدی ثابت و غیرقابل دسترسی به گیاه (به عنوان مثال، یون های پتاسیم و آمونیوم در برخی از مواد معدنی خاک رس، 2) نمک های غیر معدنی محلول در کار (سولفات ها، فسفات ها، کربنات ها) و در چنین فرم برای گیاه در دسترس نیست، 3) جذب شده بر روی سطح کلوئیدها، در دسترس برای گیاهان به دلیل تبادل یونی برای یون های آزاد شده توسط گیاه، 4) در آب حل شده است و بنابراین به راحتی به گیاهان قابل دسترسی است.

در جذب مواد معدنی نقش و دیواره سلولی و پلاسمامما را بازی می کند.

حضور دیواره سلولی مواد پکتین با گروه های کربوکسیل باعث ایجاد اموال خود را از مبدل های کاتیونی می شود (کاتیون های دوگانه و عقب به طور فعال به طور فعال اتصال می یابند و آنها را در فضای آزاد ظاهری به طور مستقیم مجاور ملبوم پلاسما تشکیل می دهند). بنابراین، با توجه به تماس با محلول خاک یا به طور مستقیم با مجتمع جذب خاک PPK (جذب شده بر ذرات خاک توسط یون ها)، کاتیون های هیدروژن بر محیط زیست و HCO 3 - (OH -) بر روی آنیون مواد معدنی اتفاق می افتد

حرکت یونهای مشابه از طریق یک پلاسماما از طریق انتشار (توسط شیب الکتریکی و غلظت) انجام می شود - حمل و نقل منفعل هر دو فعالانه - در برابر شیب، با هزینه انرژی (H + - Atraz، Na +، K + - Atraz، Ca 2+ - ATRAZ، آنیونی ATRAZ).

نقش ویژه ای در پلاسمما از سلول های گیاهی توسط پمپ پروتون پخش می شود. پتانسیل غشایی ایجاد شده توسط آنها می تواند برای حمل و نقل کاتیون ها بر روی یک گرادیان الکتریکی در برابر غلظت استفاده شود. برعکس، گرادیان pH به عنوان مبنای انرژی برای انتقال آنیون های Cl-، Sulfate So 4 2، و غیره از طریق آنیون های دیافراگم استفاده می شود (بنابراین 4 2- و غیره شامهبا N + (به همان جهت) و یا رول از کاتیون های سدیم اضافی در antiportبا n + تغییر در pH به عنوان پایه ای برای حمل و نقل ثانویه فعال از مواد آلی (با کمک پروتئین های حامل) است.

شکل. 1 مکانیسم حمل و نقل غشایی در پلاسمالیمین سلول های گیاهی: به N + - کاتيون؛ A - - آنیون؛ SAH - شکر؛ AK - اسیدهای آمینه

حمل و نقل Ksilen

مواد جذب شده و برخی از متابولیت های ریشه (اسیدهای آمینه) بر روی آپوبه ها و مسیرهای همدردی همراه با جریان آب به عروق Ksyl می آیند. دانلود Xylems به دلیل عملکرد یک یا دو پمپ (H + - Atrase) انجام می شود. به عنوان مثال، آب Ksilen، به عنوان مثال، در لوپین، دارای pH \u003d 5.9، شامل: 0.7 - 2.6 mmol / l اسید آمینه؛ 2.4 - 4.6 K +؛ 2.2 - 2.6NA +؛ 0.4 - 1.8 CA 2+؛ 0.3 - 1،1mg 2+.

ترکیب آب Xylem بستگی به نوع گیاه و شرایط برق دارد و همانطور که در طول Xylene حرکت می کند، به صورت کمی و کارآمد تغییر می کند.

تخلیه زایمان به علت فشار هیدرواستاتیک در عروق، نیروهای ترانزیت و اثر پیوست سلول های اطراف آن است. در سلول های ورق مواد از آپوپلاست به عنوان یک نتیجه از کار فعال N + -Pompas آمده است. اگر، به عنوان یک نتیجه از جریان مستقیم آب در سلول ها، تعلیق نمک وجود دارد، سپس در بافت ورق، آن را با رسوبات حل کننده سخت محلول نمک (در دیواره های سلولی، واکسن، میتوکندری) تشکیل شده است، یا خروج آنها از طریق شناور یا جداسازی شور و موهای تخصصی رخ می دهد.