Giao thông vận tải của nước và Khoáng sản tại các nhà máy ppt

Nó xuất hiện nước mà sau đó di chuyển trong cả hai  tế bào chất của tế bào gốc - được gọi là symplast - có nghĩa là, nó đi qua các màng huyết tương và sau đó truyền từ tế bào để tế bà

Giao thông vận tải của nước và Khoáng sản tại

các nhà máy

Hầu hết các nhà máy an toàn của các nước và các khoáng chất cần thiết từ gốc rễ của họ

Đường đi là: đất -> rễ -> thân -> lá

Các khoáng chất (ví dụ, K + , Ca 2 + ) đi hòa tan trong nước (thường đi kèm với các phân tử hữu

cơ khác nhau được cung cấp bởi các tế bào

gốc)

Ít hơn 1% của các nước đạt lá được sử dụng trong quang hợp, thực vật tăng trưởng Hầu hết

đó là bị mất trong thoát hơi

Tuy nhiên, thoát hơi không phục vụ hai chức

năng hữu ích:

 Nó cung cấp lực lượng cho việc đưa nước lên thân cây

 Nó làm mát lá

Nước và khoáng chất vào gốc của đường dẫn riêng biệt mà cuối cùng hội tụ trong bia

Các Lộ trình của nước

Đất nước đi vào gốc thông qua các lớp biểu bì của nó Nó xuất hiện nước mà sau đó di chuyển trong cả hai

 tế bào chất của tế bào gốc - được gọi

là symplast - có nghĩa là, nó đi qua các

màng huyết tương và sau đó truyền từ tế bào để tế bào thông qua plasmodesmata

 trong các phần vật không sống của gốc -

được gọi là apoplast - đó là, trong không

gian giữa các tế bào và trong các bức tường

tế bào mình Nước này đã không vượt qua một màng huyết tương

Tuy nhiên, ranh giới bên trong của vỏ não,

các endodermis , là không thấm nước vì một

ban nhạc của suberized ma trận được gọi là dải

casparian Do đó, để vào apoplastic, nước bia

phải nhập symplasm của các tế bào

endodermal Từ đây nó có thể đi

qua plasmodesmata vào các tế bào của bia

Một khi bên trong bia, nước là một lần nữa tự do

di chuyển giữa các tế bào cũng như thông qua chúng Trong rễ non, nước nhập trực tiếp

vào chất gỗ tàu thuyền và / hoặc tracheids [ liên

kết đến quan điểm của cấu trúc của mạch và tracheids ] Đây là những vật không sống ống dẫn như vậy là một phần của apoplast này

Một lần trong xylem, nước với các khoáng sản

đã được gửi vào nó (cũng như các phân tử hữu

cơ không thường xuyên được cung cấp bởi các

tế bào gốc) di chuyển lên trong các mạch và

tracheids

Ở cấp độ nào, các nước có thể để lại các chất

gỗ và đi theo chiều ngang để cung cấp cho nhu cầu của các mô khác

Theo lá, chất gỗ đi vao cuống và sau đó vào các tĩnh mạch của lá Nước lá các tĩnh mạch tốt

nhất và đi vào các tế bào của lớp xốp và rào

lại Dưới đây một số các nước có thể được sử

dụng trong trao đổi chất, nhưng hầu hết là bị mất trong thoát hơi

Các Pathway về khoáng sản

Khoáng sản nhập vào root bằng vận tải hoạt động vào các tế bào biểu bì của symplast và di chuyển về hướng và vào trong bia qua

plasmodesmata kết nối các tế bào

Họ nhập các nước trong xylem từ các tế bào của pericycle sự (cũng như của các tế bào nhu

mô xung quanh xylem) thông qua các kênh

truyền màng chuyên ngành

Thông qua những gì mà các lực lượng nước xylem không?

Quan sát

 Cơ chế này dựa trên lực lượng hoàn toàn vật lý bởi vì các mạch xylem và tracheids đang không hoạt động

 Nguồn gốc không cần thiết Điều này đã

được chứng minh trong một thế kỷ trước bởi một nhà thực vật học người Đức xẻ

xuống một cây sồi 70-ft (21 mét) và đặt các

cơ sở của thân cây trong một thùng dung dịch axít picric Các giải pháp đã được rút

lên thân cây, làm chết các mô lân cận như

nó đã đi

 Tuy nhiên, lá là cần thiết Khi các acid đạt lá

và giết chết chúng, phong trào đi lên của

nước chấm dứt

 Loại bỏ một ban nhạc của vỏ cây từ khắp nơi trên thân cây - một quá trình gọi

là girdling - không làm gián đoạn dòng chảy

hướng lên của nước Girdling chỉ loại bỏ

libe, không phải là chất gỗ, và vì vậy không tán lá héo (Thông thường, tuy nhiên, các rễ

- và do đó toàn bộ nhà máy - sẽ chết vì rễ không thể nhận được bất kỳ thực phẩm sản xuất bởi những chiếc lá.)

Thoát hơi-Kéo

Năm 1895, nhà máy Ailen physiologists HH

Dixon và J Joly đề xuất rằng nước được kéo

lên nhà máy do căng thẳng (áp suất âm) từ bên

trên

Như chúng ta đã thấy, nước này liên tục bị mất

từ lá do thoát hơi Dixon và Joly tin rằng sự mất nước trong lá tác động một kéo trên mặt nước trong ống dẫn xylem và thu hút nhiều nước hơn vào lá

Nhưng ngay cả các máy bơm chân không tốt nhất có thể kéo nước lên một độ cao chỉ 34 ft (10,4 m), hay như vậy Điều này là do một cột nước cao là áp lực của lb 15 ~ / năm 2 (103

kilopascals, kPa) chỉ counterbalanced bởi áp lực của khí quyển Làm thế nào nước có thể được rút ra từ đầu của Sequoia một (cao nhất là

113meters] 370 feet [cao)? Lấy tất cả các yếu tố vào tài khoản, một kéo của ít nhất 270 lb /

năm 2 (~ 1,9 x 10 3 kPa) có lẽ là cần thiết

Câu trả lời cho tình trạng khó xử này nằm

trong sự gắn kết của các phân tử nước, đó là

tài sản của các phân tử nước bám vào nhau

thông qua các liên kết hydro được hình thành

Liên kết để thảo luận các liên kết hydro trong nước

Khi nước tinh khiết được giới hạn trong ống rất nhỏ mang, lực lượng của sự gắn kết giữa các phân tử nước truyền đạt tuyệt vời sức mạnh để các cột nước Nó đã được báo cáo rằng những căng thẳng lớn như £ 3000 / trong 2 (21 x

10 3 kPa) là cần thiết để phá vỡ cột, về giá trị

cần thiết để phá vỡ dây thép của cùng một

đường kính Trong một ý nghĩa, sự gắn kết của các phân tử nước cho họ những tính chất vật lý của dây dẫn rắn

Vì vai trò quan trọng của sự gắn kết, các-kéo thoát hơi lý thuyết cũng được

gọi là lý thuyết gắn kết

Một số hỗ trợ cho lý thuyết

 Nếu sap trong xylem là theo căng thẳng,

chúng ta có thể mong đợi các cột để chụp ngoài nếu không được giới thiệu vào mạch xylem bởi thủng nó Đây là trường hợp

 Nếu nước trong tất cả các ống dẫn xylem là theo căng thẳng, cần có một kết quả kéo

vào phía trong (vì độ bám dính) trên các bức tường của các ống dẫn.Điều này kéo vào trong ở băng tần dát gỗ trong một

transpiring cây cần chủ động, lần lượt, gây

ra một giảm trong đường kính thân cây

Biểu đồ cho thấy các kết quả thu được bằng

DT MacDougall khi ông thực hiện các phép

đo liên tục của đường kính của một thông Monterey Các đường kính dao động hàng

ngày của nó đạt tối thiểu khi tỷ lệ thoát hơi đạt của nó tối đa (khoảng giữa trưa)

 Các cây mây có thể lên cao tới 150 ft (45,7 m) trên cây của rừng mưa nhiệt đới ở đông bắc Australia để có được tán lá của nó vào mặt trời Khi các cơ sở của một cây nho bị cắt đứt trong khi đắm mình trong một chậu nước, nước tiếp tục được đưa lên Một nho nhỏ hơn 1 inch (2,5 cm) đường kính sẽ

"uống" nước vô thời hạn với tốc độ lên đến

12 ml / phút

Nếu buộc phải lấy nước từ một hộp kín, cây nho như vậy mà không có bất kỳ giảm giá, mặc dù các chân không gây trở nên tuyệt vời mà các nước còn lại bắt đầu sôi một

cách tự nhiên (Nhiệt độ sôi của nước là làm giảm áp suất không khí trong nước giảm, đó

là lý do tại sao phải mất nhiều thời gian để

tự nấu ăn ở Denver hơn ở New Orleans.)

 Thoát hơi kéo cho phép một số cây và bụi cây để sống trong nước biển Nước biển là

rõ rệt trương để các tế bào chất trong rễ của rừng ngập mặn ven biển, và chúng ta có thể mong đợi nước để rời khỏi các tế bào dẫn đến mất mát trong turgor và héo Trong thực

tế, cao đáng kể căng thẳng (về thứ tự của 500-800 lb / trong 2 [~ 3-5000 kPa]) trong xylem có thể kéo nước vào nhà máy chống

lại điều này gradient thẩm thấu Vì vậy,

rừng ngập mặn nước biển người thâu thuế nghĩa đen để đáp ứng nhu cầu của họ

Vấn đề với lý thuyết

Khi nước được đặt dưới một chân không cao, các khí hoà tan ra khỏi giải pháp như bong bóng (như chúng ta đã thấy ở trên với các cây

mây) Điều này được gọi là xâm thực Bất kỳ

các tạp chất trong nước tăng cường quá

trình Vì vậy, các phép đo cho thấy độ bền kéo cao sức mạnh của nước trong các mao mạch đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao - không phải là trường hợp của nhựa trong xylem này

Vì vậy, xâm thực có thể phá vỡ cột nước trong xylem và do đó làm gián đoạn dòng chảy của nó? Có lẽ là không, miễn là sự căng thẳng

không đáng kể vượt quá 270 £ / năm 2 (~ 1,9 x

10 3 kPa)

Bởi ngành quay trong máy ly tâm, nó đã được chứng minh rằng các nước trong xylem tránh xâm thực ở áp suất tiêu cực trên £ 225 /

năm 2 (~ 1,6 x 10 3 kPa) Và thực tế là sequoias thành công có thể nâng nước 358 ft (109 m) -

mà có thể yêu cầu một sự căng thẳng là 270 lb /

năm 2 (~ 1,9 x 10 3 kPa) - cho biết đó là tránh xâm thực, ngay cả ở giá trị đó

Tuy nhiên, chiều cao như vậy có thể được tiếp cận các giới hạn về vận chuyển chất gỗ Các phép đo gần trên cùng của Sequoia sống cao nhất (370 ft [= 113 m] cao) cho thấy rằng những căng thẳng cao cần thiết để có được nước lên

đã có kết quả:

 nhỏ hơn lỗ khí hở , gây ra

 thấp hơn nồng độ CO 2 trong kim, gây ra

 giảm quang, gây ra

 giảm tăng trưởng (nhỏ hơn các tế bào và bơm kim tiêm nhỏ hơn nhiều)

(Xem Koch, GW et al , Thiên nhiên , 22 tháng

tư 2004.)

Vì vậy, các giới hạn về vận chuyển nước hạn chế chiều cao cuối cùng mà cây có thể đạt

được Cây cao nhất từng đo được, một linh sam Douglas, là 413 ft (125,9 m) cao

Root áp

Khi một nhà máy cà chua là

một cách cẩn thận cắt đứt gần

cơ sở của thân cây, nhựa chảy từ cuống

rốn chất lỏng này được đưa ra khỏi áp lực đó được gọi là áp lực rễ

Root áp lực được tạo ra do áp suất thẩm

thấu của xylem nhựa mà là, lần lượt, tạo ra

bằng cách hòa tan

 khoáng sản và

 đường

đã được tích cực vận chuyển vào các apoplast bia

Một ví dụ quan trọng là phong đường khi, vào đầu mùa xuân rất, nó thủy phân tinh bột lưu trữ trong gốc rễ của nó thành đường Điều này làm cho nước để vượt qua bằng cách thẩm thấu qua các endodermis và vào các ống dẫn xylem Các dòng liên tục lực lượng của nhựa lên các ống dẫn

Mặc dù gốc áp lực đóng một vai trò trong việc vận chuyển nước trong xylem trong một số nhà máy và trong một số mùa giải, nó không tài

khoản cho giao thông vận tải nước nhất

 Rất ít các nhà máy phát triển áp lực gốc lớn hơn 30 lb / năm 2 (207 kPa), và một số phát triển không có áp lực gốc ở tất cả

 Khối lượng vận chuyển chất lỏng bằng áp lực gốc là không đủ để giải thích cho sự

chuyển động đo được của nước trong xylem của hầu hết các cây và dây leo

 Những nhà máy với lưu lượng hợp lý tốt

của sap thì dễ có gốc thấp nhất áp lực và ngược lại

 Những áp lực rễ cao nhất xảy ra vào mùa xuân khi sap là mạnh trương cho đất nước, nhưng tỷ lệ thoát hơi thấp Vào mùa hè, khi thoát hơi cao và nước là di chuyển nhanh chóng thông qua xylem, thường không có

áp lực gốc có thể được phát hiện

Vì vậy, mặc dù gốc áp lực có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển nước ở

các loài nhất định (ví dụ, các cọ dừa) hoặc tại thời điểm nhất định, hầu hết các nhà máy đáp ứng nhu cầu của họ bằng cách kéo thoát hơi