30.5: Usafiri wa Maji na Solutes katika Mimea

Ujuzi wa Kuendeleza

• Kufafanua uwezo wa maji na kuelezea jinsi inavyoathiriwa na solutes, shinikizo, mvuto, na uwezo wa matric
• Eleza jinsi uwezo wa maji, evapotranspiration, na udhibiti wa stomatal unavyoathiri jinsi maji yanavyosafirishwa kwenye mimea
• Eleza jinsi photosynthates inavyosafirishwa kwenye mimea

Muundo wa mizizi ya mimea, shina, na majani huwezesha usafiri wa maji, virutubisho, na photosynthates katika mmea. Phloem na xylem ni tishu kuu zinazohusika na harakati hii. Uwezo wa maji, evapotranspiration, na udhibiti wa stomatal huathiri jinsi maji na virutubisho vinavyotumwa kwenye mimea. Ili kuelewa jinsi taratibu hizi zinavyofanya kazi, lazima kwanza tuelewe nguvu za uwezo wa maji.

Uwezo wa Maji

Mimea ni wahandisi wa majimaji ya ajabu. Kutumia tu sheria za msingi za fizikia na kudanganywa rahisi kwa nishati inayoweza, mimea inaweza kusonga maji hadi juu ya mti wa mita 116 (Mchoro\(\PageIndex{1}\) a). Mimea pia kutumia hydraulics kuzalisha nguvu ya kutosha kupasuliwa miamba na sidewalks buckle (Kielelezo\(\PageIndex{1}\) b). Mimea kufikia hili kwa sababu ya uwezo wa maji.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Kwa urefu unaokaribia mita 116, (a) redwoods ya pwani (Sequoia sempervirens) ni miti mirefu zaidi duniani. Mizizi ya mimea inaweza kuzalisha nguvu ya kutosha kwa (b) buckle na kuvunja sidewalks halisi, mengi ya wasiwasi wa wamiliki wa nyumba na idara za matengenezo ya mji. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Bernt Rostad; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Watembea kwa miguu Kuelimisha Madereva juu ya Usalama, Inc.)

Uwezo wa maji ni kipimo cha nishati inayoweza kutumika katika maji. Panda physiologists hawapendi nishati katika mfumo wowote wa maji, lakini wanavutiwa sana na harakati za maji kati ya mifumo miwili. Kwa maneno ya vitendo, uwezo wa maji ni tofauti katika nishati inayoweza kati ya sampuli ya maji iliyotolewa na maji safi (kwa shinikizo la anga na joto la kawaida). Uwezo wa maji unaonyeshwa na barua ya Kigiriki (psi) na inaonyeshwa katika vitengo vya shinikizo (shinikizo ni aina ya nishati) inayoitwa megapascals (MPa). Uwezo wa maji safi (_w ^{safi H2O}) ni, kwa urahisi wa ufafanuzi, mteule thamani ya sifuri (ingawa maji safi yana nishati nyingi, nishati hiyo inapuuzwa). Maadili ya uwezo wa maji kwa maji katika mizizi ya mimea, shina, au jani kwa hiyo huelezwa kuhusiana na _w ^{H2O safi}.

Uwezo wa maji katika ufumbuzi wa mmea unaathiriwa na ukolezi wa solute, shinikizo, mvuto, na mambo yanayoitwa madhara ya tumbo. Uwezo wa maji unaweza kuvunjwa ndani ya vipengele vyake vya kibinafsi kwa kutumia equation ifuatayo:

\[\psi_\text{system} = \psi_\text{total} = \psi_s + \psi_p + \psi_g + \psi_m \nonumber\]

ambapo _s, _p, _g, na _m hutaja solute, shinikizo, mvuto, na uwezo wa matric, kwa mtiririko huo. “Mfumo” unaweza kutaja uwezo wa maji wa maji ya udongo (^udongo), maji ya mizizi (^mzizi), maji ya shina (^shina), maji ya majani (^jani) au maji katika angahewa (^anga): kwa namna yoyote mfumo wa maji unaozingatiwa. Kama vipengele vya mtu binafsi vinabadilika, huinua au kupunguza uwezo wa jumla wa maji wa mfumo. Wakati hii itatokea, maji huenda kwa usawa, kuhamia kutoka kwenye mfumo au compartment na uwezo mkubwa wa maji kwa mfumo au compartment yenye uwezo wa chini wa maji. Hii huleta tofauti katika uwezo wa maji kati ya mifumo miwili (Δ) nyuma hadi sifuri (Δ= 0). Kwa hiyo, kwa maji kuhamia kupitia mmea kutoka kwenye udongo hadi hewa (mchakato unaoitwa transpiration), ^udongo lazima uwe > ^{mzizi> shina} > ^{jani> anga}.

Maji huenda tu kwa kukabiliana na Δ, si kwa kukabiliana na vipengele vya mtu binafsi. Hata hivyo, kwa sababu vipengele vya mtu binafsi huathiri _{mfumo wa jumla wa}, kwa kuendesha vipengele vya mtu binafsi (hasa _s), mmea unaweza kudhibiti harakati za maji.

Solute Uwezo

Uwezo wa Solute (_s), pia huitwa uwezo wa osmotic, ni hasi katika kiini cha mmea na sifuri katika maji yaliyotumiwa. Maadili ya kawaida kwa cytoplasm ya seli ni -0.5 hadi —1.0 MPa. Solutes kupunguza uwezo wa maji (kusababisha hasi _w) kwa kuteketeza baadhi ya nishati uwezo inapatikana katika maji. Molekuli za solute zinaweza kufutwa ndani ya maji kwa sababu molekuli za maji zinaweza kuzifunga kupitia vifungo vya hidrojeni; molekuli ya hidrofobiki kama mafuta, ambayo haiwezi kumfunga kwa maji, haiwezi kuingia katika suluhisho. Nishati katika vifungo vya hidrojeni kati ya molekuli ya solute na maji haipatikani tena kufanya kazi katika mfumo kwa sababu imefungwa katika dhamana. Kwa maneno mengine, kiasi cha nishati inayoweza kupatikana hupunguzwa wakati solutes zinaongezwa kwenye mfumo wa maji. Hivyo, _s hupungua kwa kuongezeka kwa mkusanyiko wa solute. Kwa sababu _s ni moja ya vipengele vinne vya _{mfumo wa} au _jumla ya, kupungua kwa _s kutasababisha kupungua kwa _jumla. Uwezo wa ndani wa maji wa kiini cha mmea ni hasi zaidi kuliko maji safi kwa sababu ya maudhui ya juu ya solute ya cytoplasm (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Kwa sababu ya tofauti hii katika maji ya uwezo wa maji yatatoka kwenye udongo kwenye seli za mizizi ya mmea kupitia mchakato wa osmosis. Hii ndiyo sababu uwezekano wa solute wakati mwingine huitwa uwezo wa osmotic.

Plant seli inaweza metabolically kuendesha _s (na kwa ugani, _jumla) kwa kuongeza au kuondoa molekuli solute. Kwa hiyo, mimea ina udhibiti wa _jumla kupitia uwezo wao wa kutumia udhibiti wa metabolic juu ya _s.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Katika mfano huu na utando wa semipermit kati ya mifumo miwili yenye maji, maji yatatoka kwenye eneo la juu hadi chini ya uwezo wa maji mpaka usawa utafikia. Solutes (_s), shinikizo (_p), na mvuto (_g) huathiri uwezo wa jumla wa maji kwa kila upande wa tube (_jumla ya ^{kulia au kushoto}), na kwa hiyo, tofauti kati ya _jumla kwa kila upande (Δ). (_m, uwezekano kutokana na mwingiliano wa maji na substrates imara, hupuuzwa katika mfano huu kwa sababu kioo sio hydrophilic hasa). Maji huenda kwa kukabiliana na tofauti kati ya uwezo wa maji kati ya mifumo miwili (pande za kushoto na za kulia za tube).

Uwezo mzuri wa maji huwekwa upande wa kushoto wa bomba kwa kuongeza _p kama kiwango cha maji kinaongezeka upande wa kulia. Je, unaweza kusawazisha kiwango cha maji kila upande wa tube kwa kuongeza solute, na kama ni hivyo, jinsi gani?

Uwezo wa shinikizo

Uwezo wa shinikizo (_p), pia huitwa uwezo wa turgor, inaweza kuwa chanya au hasi (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Kwa sababu shinikizo ni usemi wa nishati, juu ya shinikizo, nishati zaidi ya uwezo katika mfumo, na kinyume chake. Kwa hiyo, chanya p (compression) huongeza _jumla, na hasi _p (mvutano) hupungua _jumla. Shinikizo nzuri ndani ya seli linapatikana na ukuta wa seli, huzalisha shinikizo la turgor. Uwezekano wa shinikizo ni kawaida karibu na MPa 0.6—0.8, lakini unaweza kufikia juu kama MPa 1.5 katika mmea unaomwagilia vizuri. A _p ya MPa 1.5 inalingana na paundi 210 kwa inchi ya mraba (1.5 MPa x 140 lb katika ^-2 MPa ^-1 = 210 lb/in ^-2). Kwa kulinganisha, matairi mengi ya magari yanahifadhiwa kwa shinikizo la psi 30—34. Mfano wa athari za shinikizo la turgor ni uharibifu wa majani na marejesho yao baada ya mmea kumwagilia (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Maji hupotea kutoka kwa majani kupitia transpiration (inakaribia _p = 0 MPa kwenye hatua ya uharibifu) na kurejeshwa kwa matumizi kupitia mizizi.

Mti unaweza kuendesha _p kupitia uwezo wake wa kuendesha _s na kwa mchakato wa osmosis. Ikiwa kiini cha mimea kinaongeza mkusanyiko wa solute ya cytoplasmic, _s itapungua, _jumla itapungua, Δkati ya seli na tishu zinazozunguka zitapungua, maji yataingia ndani ya seli na osmosis, na _p itaongezeka. _p pia ni chini ya udhibiti wa moja kwa moja kupanda kupitia ufunguzi na kufunga ya stomata. Stomatal fursa kuruhusu maji kuyeyuka kutoka jani, kupunguza _p na _jumla ya jani na kuongeza ii kati ya maji katika jani na petiole, hivyo kuruhusu maji kati yake kutoka petiole katika jani.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Wakati (a) uwezo wa _{jumla wa maji (jumla}) ni chini nje ya seli kuliko ndani, maji hutoka nje ya seli na mimea ya mimea. Wakati (b) uwezo wa jumla wa maji ni wa juu nje ya seli za mmea kuliko ndani, maji huingia ndani ya seli, na kusababisha shinikizo la turgor (_p) na kuweka mmea imara. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Victor M. Vicente Selvas)

Uwezo mvuto

Uwezo wa mvuto (_g) daima ni hasi kwa sifuri katika mmea usio na urefu. Daima huondoa au hutumia nishati inayoweza kutoka kwenye mfumo. Nguvu ya mvuto huchota maji chini hadi udongo, kupunguza kiasi cha nishati ya uwezo katika maji katika mmea (_jumla). Mrefu mmea, mrefu zaidi safu ya maji, na ushawishi mkubwa zaidi _g inakuwa. Kwa kiwango cha seli na katika mimea fupi, athari hii ni duni na hupuuzwa kwa urahisi. Hata hivyo, juu ya urefu wa mti mrefu kama miti mikubwa ya pwani, mvuto wa mvuto wa —0.1 MPa m ^-1 ni sawa na ziada 1 MPa ya upinzani ambayo lazima yashindwe kwa maji kufikia majani ya miti mirefu zaidi. Mimea haiwezi kuendesha _g.

Matric Uwezo

Uwezo wa Matric (_m) daima ni hasi kwa sifuri. Katika mfumo kavu, inaweza kuwa chini kama —2 MPa katika mbegu kavu, na ni sifuri katika mfumo uliojaa maji. Kufungwa kwa maji kwenye tumbo daima huondoa au hutumia nishati inayoweza kutoka kwenye mfumo. _m ni sawa na uwezo wa solute kwa sababu inahusisha kuunganisha nishati katika mfumo wa maji kwa kutengeneza vifungo vya hidrojeni kati ya maji na sehemu nyingine. Hata hivyo, katika uwezo wa solute, vipengele vingine ni mumunyifu, molekuli ya hydrophilic solute, ambapo katika _m, vipengele vingine havipatikani, molekuli ya hydrophilic ya ukuta wa seli za mmea. Kila kiini cha mimea kina ukuta wa seli za cellulosic na selulosi katika kuta za seli ni hydrophilic, huzalisha tumbo kwa kujitoa maji: kwa hiyo jina la matric uwezo. _m ni kubwa sana (hasi) katika tishu kavu kama vile mbegu au udongo ulioathirika na ukame. Hata hivyo, haraka inakwenda sifuri kama mbegu inachukua maji au udongo hydrates. _{m haiwezi} manipulated na mmea na ni kawaida kupuuzwa katika mizizi vizuri maji, shina, na majani.

Movement ya Maji na Madini katika Xylem

Solutes, shinikizo, mvuto, na uwezo wa matric ni muhimu kwa usafiri wa maji katika mimea. Maji huenda kutoka eneo la uwezo wa juu wa jumla wa maji (nishati ya juu ya Gibbs bure) hadi eneo la uwezo wa chini wa jumla wa maji. Nishati ya bure ya Gibbs ni nishati inayohusishwa na mmenyuko wa kemikali ambayo inaweza kutumika kufanya kazi. Hii inaelezwa kama Δ.

Transpiration ni kupoteza maji kutoka kwenye mmea kupitia uvukizi kwenye uso wa jani. Ni dereva kuu wa harakati za maji katika xylem. Transpiration husababishwa na uvukizi wa maji kwenye kiolesura cha jani-anga; hujenga shinikizo hasi (mvutano) sawa na -2 MPa kwenye uso wa jani. Thamani hii inatofautiana sana kulingana na upungufu wa shinikizo la mvuke, ambayo inaweza kuwa duni katika unyevu wa juu wa jamaa (RH) na kikubwa kwa RH ya chini. Maji kutoka mizizi hutolewa na mvutano huu. Wakati wa usiku, wakati stomata kufunga na transpiration ataacha, maji ni uliofanyika katika shina na jani kwa kujitoa kwa maji kwa kuta za seli za vyombo xylem na tracheids, na mshikamano wa molekuli ya maji kwa kila mmoja. Hii inaitwa nadharia ya mshikamano wa mvutano wa kupanda kwa sap.

Ndani ya jani kwenye kiwango cha seli, maji juu ya uso wa seli za mesophyll hujaa microfibrils ya cellulose ya ukuta wa seli ya msingi. Jani lina nafasi nyingi za hewa za intercellular kwa kubadilishana oksijeni kwa dioksidi kaboni, ambayo inahitajika kwa photosynthesis. Ukuta wa kiini cha mvua unaonekana kwenye nafasi hii ya hewa ya ndani ya jani, na maji juu ya uso wa seli hupuka ndani ya nafasi za hewa, kupunguza filamu nyembamba juu ya uso wa seli za mesophyll. Kupungua hii inajenga mvutano mkubwa juu ya maji katika seli za mesophyll (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)), na hivyo kuongeza kuvuta juu ya maji katika vyombo vya xylem. Vyombo vya xylem na tracheids vinatengenezwa kwa ufanisi ili kukabiliana na mabadiliko makubwa katika shinikizo. Rings katika vyombo kudumisha sura yao tubular, kiasi kama pete juu ya utupu safi hose kuweka hose wazi wakati ni chini ya shinikizo. Small perforations kati ya mambo chombo kupunguza idadi na ukubwa wa Bubbles gesi ambayo inaweza kuunda kupitia mchakato kuitwa cavitation. Kuundwa kwa Bubbles za gesi katika xylem huzuia mkondo unaoendelea wa maji kutoka msingi hadi juu ya mmea, na kusababisha mapumziko inayoitwa embolism katika mtiririko wa sampuli ya xylem. Mti mrefu zaidi, nguvu kubwa za mvutano zinahitajika kuvuta maji, na matukio zaidi ya cavitation. Katika miti kubwa, embolisms inayoweza kusababisha inaweza kuziba vyombo vya xylem, na kuifanya kuwa yasiyo ya kazi.

Sanaa Connection

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Nadharia ya mshikamano wa mvutano wa kupanda kwa sap inavyoonyeshwa. Uvukizi kutoka seli za mesophyll hutoa gradient hasi ya uwezo wa maji ambayo husababisha maji kuhamia juu kutoka mizizi kupitia xylem.

Ni ipi kati ya kauli zifuatazo ni uongo?

1. Uwezo mbaya wa maji huchota maji kwenye nywele za mizizi. Ushirikiano na kujitoa kuteka maji juu ya xylem. Transpiration huchota maji kutoka kwenye jani.
2. Uwezo mbaya wa maji huchota maji kwenye nywele za mizizi. Ushirikiano na kujitoa kuteka maji juu ya phloem. Transpiration huchota maji kutoka kwenye jani.
3. Uwezo wa maji hupungua kutoka mizizi hadi juu ya mmea.
4. Maji huingia kwenye mimea kupitia nywele za mizizi na hutoka kupitia stoma.

Transpiration-upotevu wa mvuke wa maji hadi angahewa kupitia stomata-ni mchakato wa passiv, maana yake ni kwamba nishati ya kimetaboliki katika mfumo wa ATP haihitajiki kwa mwendo wa maji. Uhamisho wa kuendesha nishati ni tofauti kati ya nishati kati ya maji kwenye udongo na maji katika anga. Hata hivyo, transpiration ni tightly kudhibitiwa.

Udhibiti wa transpiration

Anga ambayo jani hufunuliwa husababisha transpiration, lakini pia husababisha hasara kubwa ya maji kutoka kwenye mmea. Hadi asilimia 90 ya maji yaliyochukuliwa na mizizi yanaweza kupotea kwa njia ya transpiration.

Majani yanafunikwa na cuticle ya waxy kwenye uso wa nje unaozuia kupoteza maji. Udhibiti wa transpiration, kwa hiyo, unapatikana hasa kupitia ufunguzi na kufungwa kwa stomata kwenye uso wa jani. Stomata huzungukwa na seli mbili maalumu zinazoitwa seli za ulinzi, ambazo hufungua na kufunga kwa kukabiliana na cues za mazingira kama vile kiwango cha mwanga na ubora, hali ya maji ya majani, na viwango vya dioksidi kaboni. Stomata lazima ifunguliwe ili kuruhusu hewa iliyo na dioksidi kaboni na oksijeni kueneza ndani ya jani kwa usanisinuru na kupumua. Wakati stomata ni wazi, hata hivyo, mvuke wa maji hupotea kwa mazingira ya nje, na kuongeza kiwango cha transpiration. Kwa hiyo, mimea lazima kudumisha usawa kati ya photosynthesis ufanisi na kupoteza maji.

Mimea tolewa baada ya muda kukabiliana na mazingira yao ya ndani na kupunguza transpiration (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)). Kiwanda cha jangwa (xerophytes) na mimea inayokua kwenye mimea mingine (epiphytes) ina upatikanaji mdogo wa maji. Mimea hiyo huwa na cuticle ya nta kubwa zaidi kuliko yale yanayoongezeka katika mazingira ya wastani, yenye maji machafu (mesophytes). Mimea ya majini (hydrophytes) pia ina seti yao wenyewe ya mabadiliko ya majani ya anatomical na morphological.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Mimea inafaa kwa mazingira yao ya ndani. (a) Xerophytes, kama cactus hii ya pear ya prickly (Opuntia sp.) na (b) epiphytes kama vile Aeschynanthus perrottetii ya kitropiki imechukuliwa na rasilimali ndogo sana za maji. Majani ya peari ya prickly yamebadilishwa kuwa miiba, ambayo hupunguza uwiano wa uso na kiasi na hupunguza kupoteza maji. Photosynthesis hufanyika katika shina, ambayo pia huhifadhi maji. (b) Majani ya A. perottetii yana cuticle ya nta inayozuia kupoteza maji. (c) Goldenrod (Solidago sp.) ni mesophyte, inafaa kwa mazingira ya wastani. (d) Hydrophytes, kama lily hii yenye harufu nzuri ya maji (Nymphaea odorata), hubadilishwa kustawi katika mazingira ya majini. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Jon Sullivan; mikopo b: mabadiliko ya kazi na L. Shyamal/Wikimedia Commons; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Huw Williams; mikopo d: mabadiliko ya kazi na Jason Hollinger)

Xerophytes na epiphytes mara nyingi huwa na kifuniko kikubwa cha trichomes au stomata ambazo zimefunikwa chini ya uso wa jani. Trichomes ni seli maalum za nywele za epidermal ambazo hutoa mafuta na vitu. Mabadiliko haya yanazuia mtiririko wa hewa katika pore ya stomatal na kupunguza transpiration. Vipande vingi vya epidermal pia hupatikana katika aina hizi za mimea.

Usafiri wa Photosynthates katika Phloem

Mimea inahitaji chanzo cha nishati kukua. Katika mbegu na balbu, chakula huhifadhiwa katika polima (kama vile wanga) ambazo zinabadilishwa na michakato ya kimetaboliki kuwa sucrose kwa mimea mpya inayoendelea. Mara baada ya majani ya kijani na majani kukua, mimea inaweza kuzalisha chakula chao wenyewe kwa photosynthesizing. Bidhaa za photosynthesis huitwa photosynthates, ambazo kwa kawaida huwa katika mfumo wa sukari rahisi kama vile sucrose.

Miundo inayozalisha photosynthates kwa mmea unaokua hujulikana kama vyanzo. Sukari zinazozalishwa katika vyanzo, kama vile majani, zinahitaji kutolewa kwa sehemu zinazoongezeka za mmea kupitia phloem katika mchakato unaoitwa translocation. Vipengele vya utoaji wa sukari, kama vile mizizi, shina vijana, na mbegu zinazoendelea, huitwa kuzama. Mbegu, mizizi, na balbu zinaweza kuwa chanzo au kuzama, kulingana na hatua ya mmea wa maendeleo na msimu.

Bidhaa kutoka kwa chanzo hutolewa kwa kuzama kwa karibu kupitia phloem. Kwa mfano, majani ya juu yatatuma photosynthates juu hadi ncha ya risasi inayoongezeka, wakati majani ya chini yataelekeza photosynthates chini hadi mizizi. Majani ya kati yatatuma bidhaa kwa njia zote mbili, tofauti na mtiririko katika xylem, ambayo daima ni unidirectional (udongo kwa jani kwa anga). Mfano wa mtiririko wa photosynthate hubadilika kama mmea unakua na kukua. Photosynthates huelekezwa hasa kwenye mizizi mapema, kwa shina na majani wakati wa ukuaji wa mimea, na mbegu na matunda wakati wa maendeleo ya uzazi. Pia huelekezwa kwa mizizi ya kuhifadhi.

Uhamisho: Usafiri kutoka Chanzo hadi kuzama

Photosynthates, kama vile sucrose, huzalishwa katika seli za mesophyll za majani ya photosynthesizing. Kutoka huko huhamishwa kupitia phloem kwenda ambapo hutumiwa au kuhifadhiwa. Seli za Mesophyll zinaunganishwa na njia za saitoplasmic zinazoitwa plasmodesmata. Photosynthates huhamia kupitia njia hizi kufikia vipengele vya tube vya phloem (STE) katika vifungu vya mishipa. Kutoka kwenye seli za mesophyll, photosynthates hupakiwa kwenye STE za phloem. Sucrose inahamishwa kikamilifu dhidi ya gradient yake ya ukolezi (mchakato unaohitaji ATP) ndani ya seli za phloem kwa kutumia uwezo wa electrochemical wa gradient ya proton. Hii ni pamoja na matumizi ya sucrose na protini ya carrier inayoitwa sucrose-H ⁺ symporter.

Phloem STE imepunguza yaliyomo ya cytoplasmic, na huunganishwa na sahani ya ungo na pores ambayo inaruhusu mtiririko wa wingi wa shinikizo, au uhamisho, wa sampuli ya phloem. Seli za Companion zinahusishwa na STE. Wanasaidia na shughuli za kimetaboliki na kuzalisha nishati kwa STE (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Phloem ni zikiwemo ya seli kuitwa mambo sieve-tube. Phloem SAP husafiri kwa njia ya pembejeo inayoitwa sahani za tube za ungo. Siri za jirani za jirani hufanya kazi za kimetaboliki kwa vipengele vya bomba la sieve na kuwapa nishati. Maeneo ya ungo ya baadaye huunganisha vipengele vya bomba la sieve kwa seli za rafiki.

Mara moja katika phloem, photosynthates huhamishwa kwenye kuzama kwa karibu zaidi. Safu ya Phloem ni suluhisho la maji ambalo lina sukari hadi asilimia 30, madini, amino asidi, na wasimamizi wa ukuaji wa mimea. Asilimia kubwa ya sukari itapungua _s, ambayo itapungua jumla ya uwezo wa maji na husababisha maji kuhamia kwa osmosis kutoka xylem karibu ndani ya zilizopo phloem, na hivyo kuongeza shinikizo. Ongezeko hili la uwezo wa jumla wa maji husababisha mtiririko wa wingi wa phloem kutoka chanzo kuzama (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Sucrose mkusanyiko katika seli kuzama ni chini kuliko katika STE phloem kwa sababu kuzama sucrose imekuwa metabolized kwa ajili ya ukuaji, au kubadilishwa kwa wanga kwa ajili ya kuhifadhi au polima nyingine, kama vile selulosi, kwa uadilifu miundo. Kupakua kwenye mwisho wa kuzama wa tube ya phloem hutokea kwa kutenganishwa au usafiri wa kazi wa molekuli za sucrose kutoka eneo la ukolezi wa juu hadi moja ya ukolezi mdogo. Maji hutofautiana kutoka phloem na osmosis na kisha transpired au recycled kupitia xylem nyuma katika sampuli phloem.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): Sucrose ni kikamilifu kusafirishwa kutoka seli chanzo katika seli rafiki na kisha katika mambo sieve-tube. Hii inapunguza uwezo wa maji, ambayo husababisha maji kuingia phloem kutoka xylem. Shinikizo la chanya linalosababisha mchanganyiko wa maji ya sucrose chini kuelekea mizizi, ambapo sucrose inafunguliwa. Uhamisho husababisha maji kurudi kwenye majani kupitia vyombo vya xylem.

Muhtasari

Uwezo wa maji () ni kipimo cha tofauti katika nishati inayoweza kati ya sampuli ya maji na maji safi. Uwezo wa maji katika ufumbuzi wa mmea unaathiriwa na ukolezi wa solute, shinikizo, mvuto, na uwezo wa matric. Maji uwezo na transpiration ushawishi jinsi maji ni kusafirishwa kwa njia ya xylem katika mimea. Utaratibu huu umewekwa na ufunguzi wa stomatal na kufunga. Photosynthates (hasa sucrose) huhamia kutoka vyanzo vya kuzama kupitia phloem ya mmea. Sucrose ni kubeba kikamilifu ndani ya mambo ya tube ya sieve ya phloem. Kuongezeka kwa mkusanyiko wa solute husababisha maji kuhamia na osmosis kutoka xylem ndani ya phloem. Shinikizo chanya linalozalishwa linasubu maji na hupunguza chini ya shinikizo la shinikizo. Sucrose inafunguliwa ndani ya shimoni, na maji yanarudi kwenye vyombo vya xylem.

Sanaa Connections

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Uwezo mzuri wa maji huwekwa upande wa kushoto wa bomba kwa kuongeza _p kama kiwango cha maji kinaongezeka upande wa kulia. Je, unaweza kusawazisha kiwango cha maji kila upande wa tube kwa kuongeza solute, na kama ni hivyo, jinsi gani?

Jibu

Ndiyo, unaweza kusawazisha kiwango cha maji kwa kuongeza solute upande wa kushoto wa tube kama vile maji huenda upande wa kushoto mpaka viwango vya maji ni sawa.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Ni ipi kati ya kauli zifuatazo ni uongo?

1. Uwezo mbaya wa maji huchota maji kwenye nywele za mizizi. Ushirikiano na kujitoa kuteka maji juu ya xylem. Transpiration huchota maji kutoka kwenye jani.
2. Uwezo mbaya wa maji huchota maji kwenye nywele za mizizi. Ushirikiano na kujitoa kuteka maji juu ya phloem. Transpiration huchota maji kutoka kwenye jani.
3. Uwezo wa maji hupungua kutoka mizizi hadi juu ya mmea.
4. Maji huingia kwenye mimea kupitia nywele za mizizi na hutoka kupitia stoma.

Jibu

B.

faharasa

ukaya wa ukucha

waxy kifuniko juu ya nje ya jani na shina kwamba kuzuia hasara ya maji

megapascal (MPa)

vitengo vya shinikizo vinavyopima uwezo wa maji

kuzama

kuongezeka kwa sehemu ya mmea, kama vile mizizi na majani ya vijana, ambayo yanahitaji photosynthate

chanzo

chombo kinachozalisha photosynthate kwa mmea

uhamishaji

molekuli usafiri wa photosynthates kutoka chanzo kuzama katika mimea ya mishipa

transpiration

kupoteza mvuke wa maji kwa anga kupitia stomata

uwezo wa maji (_w)

nishati ya ufumbuzi wa maji kwa kiasi cha kitengo kuhusiana na maji safi katika shinikizo la anga na joto la kawaida