30 Temmuz 2022 Cumartesi

BİTKİLERDE MADDE TAŞINMASI





2. BİTKİLERDE MADDE TAŞINMASI.
2.1. KÖKLERDE SU VE MİNERAL EMİLİMİ..
Minerallerin Topraktan Alınması.
2.2. BİTKİLERDE SU VE MİNERALLERİN GÖVDE VE
YAPRAKLARA TAŞINMASI.
Kök Basıncı.
Kohezyon - Gerilim Teorisi.
2.3. BİTKİLERDE FOTOSENTEZ ÜRÜNLERİNİN TAŞINMASI.

BİTKİLERDE MADDE TAŞINMASI

  • Bitkiler yaşayabilmek için havadan CO2, topraktan su ve mineral alır.
  • CO2 gaz olduğu içine genellikle toprak üstü organlar tarafından alınır.
  • Su ve mineral kök emici tüyleri ile topraktan alınır.
  • Toprağın özellikleri; mineral değeri ve su tutma kapasitesi önemlidir.
  • Kök emici tüylerinin su ve mineralleri alabilmesi için her zaman topraktan daha yüksek osmatik basınca sahip olmalı.
  • Emici tüyler toprak parçalarının aralarına uzanarak kökün yüzey alanını genişletir.
  • Havadan ve topraktan alınan elementlerin bazıları yaşam için mutlaka gereklidir. Bunlara elzem element denir.

Makro elementler : Bitkilerin elzem elementlerden fazla miktarda ihtiyaç duyduklarına denir.

Karbon (C), oksijen (O), hidrojen (H), azot (N), fosfor (P), kükürt (S), potasyum(K), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca), silisyum (S)

Mikroro element: Mutlaka gerekli olmasına rağmen daha az miktarda ihtiyaç duyduklarına denir.

Klor (Cl), demir (Fe), bor(B), mangan (Mn), sodyum (Na), çinko(Zn), bakır(Cu), nikel(N), molibden(Mo)

 

  • Makro elementlerde C,H,O,N,P,S organik moleküllerin ana bileşenidir ve yaşam elementleri denir.

C,H,O havadan ve sudan karşılanır. Diğerleri toprak çözeltisinde iyon olarak bulunur ve emici tüylerle alınır.

Liebig yasasına göre: Toprakta bu iyonların yeterli miktarda olması gerekir. Gelişme için zorunlu olan elzem elementlerden her hangi birinin yetersiz olması diğerleri ne kadar yeterli olursa olsun bitki büyümesini sınırlar. Miktarı az olan büyümeyi belirler. Bu kurala minimum kuralı denir.


  • Toprak çözeltisinde bulunan mineraller doğal ekosistemler içinde dengeli bir döngü halindedir.

Tarım arazisinde her hasat dönemi topraktan mineral kaybı olur. Bu minerallerin yeri doldurulamazsa

tarım sürdürülemez. Bunun için toprakta ihtiyaç duyulan kimyasal elementleri sağlamak için toprağa gübre ilave edilir. Gübreler, sentetik veya canlı kalıntılarından oluşabilir.

Doğal koşullarda oluşan gübreler organik gübre.

Sentetik gübredeki mineraller doğrudan bitki kökleriyle alınır.

Organik gübreler mineraller organik bileşiklere bağlı olduğundan önce saprofitler tarafından ayrıştırılması gerekir. Mineraller toprağa yavaş yavaş verilir.






Bitkilerin Madde Alımına Yönelik Adaptasyonları:

Nodüller:

  • Atmosferde %78 oranında azot gazı bulunur fakat bitkiler doğrudan kullanamaz.
  • Atmosferdeki azotun, topraktaki azot bileşiklerinden olan amonyum (NH4+) ya da nitrat (NO3-) a dönüşmesi gerekir.
  •  Bu işlem karasal ekosistemde toprakta yaşayan bakteriler tarafından su ekosisteminde ise siyanobakteriler tarafından gerçekleştirilir
  • Fasulye, yonca gibi baklagiller azotu farklı yolla alır. Rhizobium bakterileri ile simbiyotik yaşam kurmuşlardır. Bu bakteriler atmosferdeki azot gazını özel enzimleriyle bağlar, bitkinin kullanacağı forma dönüştürür.
  • Rhizobium bakterileri baklagillerin köklerinde nodül denilen yumrularda yaşar.

 


Mikorizalar:
  • Birçok bitki köklerinin kökleri özel bazı mantar türleri ile karşılıklı yarara dayanan ilişki kurmuştur.
  • Mantarların hif denilen ince tüp şeklindeki hücreleri, bitki köklerini sararak kökün yüzey alanını genişletir. Bitkinin daha fazla su ve minerallerden faydalanmasını sağlar. Bitki ise heterotrof özellikteki mantara besin sağlar.
‘‘Miko’’ Yunancada mantar, ‘‘riza’’ kök anlamına gelir. Karşılıklı yarar ilişkisine dayanan bu birlikteliğe mikoriza (mantar kökleri) denir.
 
  • Çoğu bitkide mikoriza mantarı bulunur.
Çift çeneklilerin %83’ü, tek çeneklilerin %79’u, açık tohumluların tamamı bu tür birlikler oluşturur.
Su bitkilerinde mikoriza oluşumu gözlenmez.




Bitkilerde Su ve Minerallerin Taşınması:
  • İki aşamada gerçekleşir.
  • Birinci aşama yanal taşıma.
  • Yanal taşımada toprak partikülleri arasında emici tüyler tarafından alınan su ve mineraller odun borularına ulaştırılır.
  • İkinci aşamada odun borularına alınan su ve mineraller gövde ve yapraklara dikey olarak taşınır.
 
1.Suyun Topraktan Emilimi:
  • Su ve mineraller emici tüylerle alınır. Daha sonra kökteki korteks tabakasından merkezi silindire ulaştırılır. Merkezi silindire sınırlayan endodermis hücrelerinden merkezi silindirdeki odun borularına iletirler.
  • Emici tüylerle topraktan alınan su ve minerallerin bir kısmı hücre çeperi ve hücreler arası alanlardan geçerek endodermise ulaşır. Bu yola apoplastik yol denir.
  • Su ve minerallerin bir kısmı ise birbirine komşu hücrelerin plazmodezma denilen sitoplazma bağlantılarından geçerek taşınır. 
  • Plazmodezmalar su ve minerallerin dışında büyük moleküllerin de geçebileceği sitoplazmik köprülerdir. Bu yola simplastik yol denir.
  • Emici tüylerden endodermise kadar korteks bölgesini bu iki yolla geçen su ve mineraller, endodermis tabakasında tek bir geçiş yoluyla merkezi silindire silindire girer. Endodermis hücreleri süberinden yapılı bir şerit ile birbirlerine sıkıca bağlanmıştır. Bu şerit, apoplastik yoldan geçişe izin vermediğinden su ve mineraller endodermis hücrelerinde simplastik yola alınır. Daha sonra merkezi silindir içindeki odun borularına iletirler.
 
BİLGİ:
Emici tüylerde su ozmozla alınırken mineraller genellikle aktif taşıma ile alınır.








2.Suyun Gövde ve Yapraklarda Taşınması:

  • Su ve mineraller kökte merkezi silindir içine alındıktan sonra ksilem boruları ile yukarı taşınır.
  • Ksilem (Odun) borularında suyun taşınması için iki seçenek vardır.

Su kökten yapraklara doğru iletilir.

Ya da yapraklardan çekilmelidir.

Taşıma işinde iki yolda kullanılır.

  • Taşıma işi tek yönlü olarak gerçekleşir.

Kök basıncı itici kuvvet.

Terleme – çekim kuvveti yapraklardan uygulanan çekme kuvveti.

Odun borularının kılcallığı bu iki kuvvetin etkisini kolaylaştırır.

Ayrıca suyun kohezyon ve adhezyon özellikleri taşımaya yardımcıdır.

 

Kılcallık:

Farklı iki molekülün birbirine uyguladığı çekim kuvvetine adhezyon denir.

Odun borularının duvarları su molekillerine adhezyon kuvveti uygular.

Bu şekilde su yerçekimine yenik düşmez.

Aynı anda su molekülleri hidrojen bağları ile birbirini çeker.(Kohezyon kuvveti)

Bu kuvvetlerle su molekülleri aralarında boşluk olmaksızın sütun olarak yukarı taşınır.

Çapları dar olan odun boruları suyun yükselmesini sağlar.

Bu özelliğe kılcallık denir.

Suyun yapraklara taşınabilmesi için kök basıncı ve terleme- çekim kuvveti denilen iki ana kuvvete ihtiyaç duyar.

 

Kök Basıncı:

  • Kökte merkezi silindir içinde su potansiyeli düşüktür.
  • Sebep topraktan alına  mineraller merkezi silindir içinde toplanır.
  • Merkezi silindiri kuşatan endodermis hücreleri minerallerin korteks bölgesine sızmasını engeller.
  • Sonuçta emici tüylerle alınan su korteks bölgesinden ozmatik değerin yüksek olduğu merkezi silindire doğru akar.

Bu sırada oluşan basınç etkisi ile ksilem öz suyu yukarıya doğru itilir.

Bu itme kuvvetine kök basıncı denir.

Kök basıncı çoğu bitkide suyun yapraklara taşınması içine yeterli değildir.

Kök basıncı çimlerde, otsu çift çenekli bitkilerin çoğunda gutasyon olayına neden olur.

(Geceleri nem oranı fazla olduğu için terleme azalır. Kökten alınan su ve mineraller kök basıncı ile hidatot denilen yapılardan damlama şeklinde dışarı atılır.)

Terleme – Çekim Kuvveti:

  • Topraktan alınan su bitkilerin yapraklarındaki stomalardan gün boyu gaz olarak dışarı çıkar.
  • Yapraklardan su buharı çıkışına transpirasyon (terleme) denir.
  • Bu olay bitkide suyun taşınmasına neden olan çekici bir kuvvet oluşturur.
  • Yaprağın mezofil hücrelerinde fotosentez ve terlemeyle kaybedilen su ozmatik basınç artışına neden olur.
  • aprak hücrelerinin suyu olan isteği artar.
  • Yaprakta çekme kuvveti oluşur.
  • Çekme kuvveti etkisiyle odun borularının içindeki su sütun halinde yukarıya vakumlanır.
  • Terleme – çekim kuvveti suyu yukarı çıkaran en önemli kuvvettir.
  • Suyun adhezyon ve kohezyon özelliği de çıkışta etkilidir.








Bitkilerde Terlemenin Kontrolü:
  • Stomalarla sağlanır.
  • Yapraklar gün boyunca  terleme sürecinde ağırlıklarının iki katına yakın su kaybeder.
  •  Kaybedilen su yerine koyulmazsa yapraklar solar.
  • Yapraktaki suyun büyük kısmı terleme ile kaybedilir bir kısmı fotosentezle ürün elde etmede kullanılır.
  • Terleme en çok stomalarda gerçekleşir.
  • Stomalar epidermisten farklılaşmış iki adet bekçi (kilit) hücrelerinden oluşur.
  • Epdermisten farklılaşmalarına rağmen farklı olarak kloroplast taşır.
  • Yan yana bulunan iki bekçi hücrenin birbirine dönük olan yüzeylerindeki çeperler kalınlaşmıştır. Dış çeperler incedir.
  • Stomalar terlemenin dışında gündüzleri CO2’nin alınmasını, kloroplastta oluşan O2 ‘nin dışarı verilmesini sağlar
  • Geceleri O2 alıp, gece solunum sonucu oluşan CO2 dışarı verilir.




Stomaların Açılıp Kapanma Mekanizması
  • Genellikle gündüzleri açık geceleri kapalıdır.
  • Stomalardaki bekçi hücrelerdeki açılıp kapanma özelliği hücrelerin su alıp turgor basıncını artırma, su kaybedip turgor basıncını azaltma prensibine dayanır.
  • Bu prensip için iki fikir vardır.
 
1.Fikir
Gündüzleri fotosentez nedeniyle stomalarda CO2 tüketilir.
CO2 azalınca ortam pH’si 7’ye çıkar.
Bu durum bekçi hücrelerinde nişasta moleküllerini glikoza dönüştüren enzimi aktifleştirir.
Glikoz artışı ozmatik basıncı arttırır.
Bekçi hücreleri komşu epidermis hücrelerinden su çeker.
Turgor basıncı artar.
Stomalar açılır.
 
Karanlıkta fotosentez gerçekleşmediğinden solunuma bağlı olarak bekçi hücrelerinde CO2 konsantrasyonu artar.
pH 4’e düşer.
Bu durumda glikozu nişastaya dönüştüren enzim aktifleşir.
Nişasta suda çözünmez, bekçi hücrelerde ozmatik basınç azalır.
Bekçi hücrelerden komşu epidermis hücrelerine su geçer.
Turgor basıncı azalınca bekçi hücreler kapanır.



2.Fikir
Bekçi hücreleri gündüz ışıktan aldıkları uyarı ile komşu hücrelerden K+ iyonu alır.
Aktif taşıma ile bekçi hücrelerine pompalanan K+ ozmatik basıncı arttırır.
Bu nedenle komşu hücrelerden bekçi hücrelerine su geçişi olur.
Bekçi hücrelerinde turgor basıncı artar ve stomalar açılır.
 
Geceleri tersi gerçekleşir.
K+ iyonları bekçi hücrelerinin dışına pompalanır.
Bekçi hücrelerinde ozmatik basıncın azalmasına bağlı olarak su, komşu hücrelere geçer.
Turgor basıncı düşer.
Stomalar kapanır.



Bitkilerde Fotosentez Ürünlerinin Taşınması
  • Damarlı bitkilerde fotosentez sonucunda oluşan organik ürünler soymuk borularında taşınır.
  • Soymuk borularında taşıma çift yönlüdür.
  • Taşıma hızı yavaş.
  • Floem öz suyunda glikoz sükroz gibi karbonhidratlar, mineraller, amino asitler ve hormonlar taşınır.
  • Taşınacak olan organik maddelerin çıktığı hücrelere kaynak hücre denir. Fotosentezin yapıldığı yaprakalar.
  • Taşınması hedeflenen hücreler havuz hücre adı verilir. Depo kökleri gibi organlar.
  • Mevsim değişikliği ya da başka koşullarda kaynak havuza, havuz kaynağa dönüşebilir
  • Bu sırada her havuz kendine en yakın kaynaktan organik besin alır.
  • Floemde organik besinlerin taşınması basınç akış teorisi ile açıklanır.
 
Basınç- Akış Teorisi:
  • Soymuk borularında organik madde taşınmasında öncelikle kalburlu borulara yanal olarak iletilmesi gerekir
  • Bu iletim floem parankiması ve arkadaş hücrelerinin yardımıyla gerçekleşir.
Kaynak hücreden glikoz, sükroz gibi şekerler plazmodezmalar aracılığı ile  arkadaş hücrelere iletilir.
Enerji harcanarak kalburlu borulara şekerler yüklenir. Ozmatik basınç artar.
Floeme komşu odun borularından su ozmozla kalburlu borulara geçer.
 
Kalburlu borularda oluşan hidrostatik basınç ile floem öz suyunun kalburlu boruların bir hücresinden diğer bir hücresine geçmesi sağlanır.
Havuz hücrelere ulaştığında kalburlu borulardaki şeker pasif ve aktif yollarla havuz hücrelere yanal olarak iletilir.
Kalburlu borularda şeker derişimi azalır, ozmatik basınç düşer. Su kalburlu borulardan yeniden odun borularına döner.
Havuz hücrelerinde şekerler ya doğrudan kullanılır ya da suda çözünmeyen nişasta gibi büyük moleküllere dönüşür.
Bu nedenle havuz hücrelerinin şeker konsantrasyonu kalburlu borulara oranla düşüktür.











Hiç yorum yok:

Yorum Gönder

BİYOLOJİ HABERLERİ

POPÜLER YAYINLAR


FİZİK DERSİ