การลำเลียงนำ้และแร่ธาตุ
การลำเลียงนำ้และแร่ธาตุ
การลำเลียงในพืช หมายถึง การขนส่งหรือการนำสิ่งต่าง ๆ ได้แก่ แร่ธาตุ สารอาหาร และแก๊สผ่านเนื้อเยื่อลำเลียงไปยังเซลล์ในส่วนต่าง ๆ ของพืชโดยอาศัยกระบวนการแพร่ และการออสโมซิส
การแพร่ คือ กระบวนการที่สารเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความหนาแน่นของโมเลกุลของสารมาก ความเข้มข้นมาก ไปยังบริเวณที่มีความหนาแน่นของโมเลกุลของสารน้อยกว่า ความเข้มข้นน้อย
การออสโมซิส คือ กระบวนการแพร่ของน้ำผ่านเยื่อเลือกผ่านจากบริเวณที่มีปริมาณโมเลกุลของน้ำมาก สารละลายเจือจาง ไปสู่บริเวณที่มีปริมาณโมเลกุลของน้ำน้อยกว่า สารละลายเข้มข้น
การคายน้ำของพืชจะเกิดขึ้นเมื่อมีน้ำมากเกินความต้องการของพืช โดยน้ำจะระเหยออกจากเนื้อเยื่อของใบทั้งปากใบในรูปแบบของไอน้ำ
ระบบลําเลียงในพืชประกอบด้วยเนื้อเยื่อลำเลียง 2 ชนิด ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างเพื่อทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ แร่ธาตุ และอาหารโดยเฉพาะเนื้อเยื่อลำเลียงประกอบด้วยเซลล์ที่มีลักษณะเป็นหลอดเล็ก ๆ อยู่ภายในเป็นจำนวนมาก เซลล์เหล่านี้ทำหน้าที่นำของเหลวเครื่องขึ้นและลงไปในลำต้น ราก และทุกส่วนของพืช
เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ-แร่ธาตุ เรียกว่า ไซเล็ม
เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหาร เรียกว่า โพลเอ็ม
- การแพร่(diffusion)
หมายถึง การเคลื่อนที่ของโมเลกุลของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นของโมเลกุลของสารมาก ความเข้มข้นมาก ไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของโมเลกุลของสารน้อยกว่า ความเข้มข้นน้อย จนกระทั่งมีการกระจายตัวของโมเลกุลอย่างสม่ำเสมอเป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างการแพร่ในชีวิตประจําวัน เช่น การฟุ้งกระจายของกลิ่นน้ำหอม การแพร่ของกลิ่นอาหาร การแพร่ของกลิ่นขยะ การแพร่ในสิ่งมีชีวิต เช่น การแพร่ของน้ำและแร่ธาตุจากดินเข้าสู่ราก
 |
| กระบวนการแพร่ |
- ประเภทของการแพร่ แบ่งเป็น 2 ประเภท
- การแพร่ธรรมดา (Simple Diffusion) คือ การเคลื่อนที่ของสาร โดยไม่อาศัยตัวพาหรือตัวช่วยขนส่ง (Carrier) ใดๆ เช่น การแพร่ของผงด่างทับทิมในน้ำ จนทำให้น้ำมีสีม่วงแดงทั่วทั้งภาชนะ การได้กลิ่นผงแป้ง หรือการได้กลิ่นน้ำหอม เป็นต้น
- การแพร่โดยอาศัยตัวพา (Facilitated Diffusion) ซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น คือ การเคลื่อนที่ของสารบางชนิดที่ไม่สามารถแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้โดยตรง จึงต้องอาศัยโปรตีนตัวพา (Protein Carrier) ที่ฝังอยู่บริเวณเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่รับส่งโมเลกุลของสารเข้า-ออก โดยมีทิศทางการเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ เช่น การลำเลียงสารที่เซลล์ตับและเซลล์บุผิวลำไส้เล็ก หรือการเคลื่อนที่ของน้ำตาลกลูโคสเข้าสู่เซลล์กล้ามเนื้อ เป็นต้น
- ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่
- สถานะของสาร: สารที่มีสถานะเป็นก๊าซจะมีอนุภาคเป็นอิสระมากกว่า ส่งผลให้เกิดการแพร่ได้รวดเร็วยิ่งกว่าสารในสถานะของเหลวและของแข็ง
- สถานะของตัวกลาง: ตัวกลางที่มีความหนืดสูงหรือมีอนุภาคอื่นเจือปน มักทำให้กระบวนการแพร่เกิดขึ้นได้ช้า ดังนั้น ตัวกลางที่มีสถานะเป็นก๊าซจึงมักมีแรงต้านทานต่ำที่สุด ส่งผลให้มีอัตราการแพร่สูงสุด
- ขนาดอนุภาค: สารที่มีขนาดของอนุภาคเล็กมักเคลื่อนที่ได้ดี ส่งผลให้อัตราการแพร่เกิดขึ้นได้ง่ายและรวดเร็ว
- อุณหภูมิ: ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูง อนุภาคของสารสามารถเคลื่อนที่ได้รวดเร็วขึ้น จากการได้รับพลังงานจลน์ที่สูงขึ้น
- ความดัน: ความดันสูงส่งผลให้สารมีอัตราการแพร่เพิ่มสูงขึ้น
- ความเข้มข้นของสาร: บริเวณที่มีความเข้มข้นของสารแตกต่างกันมาก การแพร่มักจะเกิดขึ้นได้ดี
- ความสามารถในการละลายของสาร: สารที่สามารถละลายได้ดีจะส่งผลให้กระบวนการแพร่เกิดขึ้นได้รวดเร็วยิ่งขึ้น
- การออสโมซิส(osmosis)
คือ การแพร่ของน้ำผ่านเยื่อเลือกแผ่นบาง ๆ จากบริเวณที่มีปริมาณโมเลกุลของน้ำมาก สารละลายเจือจาง ไปสู่บริเวณที่มีปริมาณโมเลกุลของน้ำน้อยกว่า สารละลายเข้มข้น
| กระบวนการออสโมซิส |
- ปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการออสโมซิส
- ความเข้มข้นของสาร: เมื่อความเข้มข้นของสารแตกต่างกันมาก กระบวนการออสโมซิสจะเกิดขึ้นได้ดี
- อุณหภูมิ: เมื่อบริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิสูง กระบวนการออสโมซิสจะเกิดขึ้นได้ดี
- ขนาดของอนุภาค: อนุภาคที่มีขนาดเล็กส่งผลให้เกิดกระบวนการออสโมซิสได้ดี
- สมบัติของเยื่อกั้น: คุณสมบัติในการยอมให้สารเคลื่อนที่ผ่านของเนื้อเยื่อภายในเซลล์
- ขนราก(root hair)
ขนราก คือ เซลล์พืชไม่มีนิวเคลียสที่เปลี่ยนแปลงรูปร่างไปทำหน้าที่ดูดน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่รากพืช จะพบบริเวณเหนือปลายหมวกรากขึ้นมาเล็กน้อย มีลักษณะเป็นเซลล์ยาวและบางเหมือนขนเส้นเล็ก ๆ หรือเป็นฝอยบาง ๆ จำนวนมากอยู่บริเวณรอบปลายราก การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ทำให้มีลักษณะเป็นเซลล์ยาวยื่นออกมาคล้ายขนนี้ ทำให้ขนรากมีพื้นที่ผิวสัมผัสกับน้ำและแร่ธาตุในดินได้มากขึ้น จึงดูดน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่รากพืชได้ดีด้วย
- ความเข้มข้นของสาร: เมื่อความเข้มข้นของสารแตกต่างกันมาก กระบวนการออสโมซิสจะเกิดขึ้นได้ดี
- อุณหภูมิ: เมื่อบริเวณดังกล่าวมีอุณหภูมิสูง กระบวนการออสโมซิสจะเกิดขึ้นได้ดี
- ขนาดของอนุภาค: อนุภาคที่มีขนาดเล็กส่งผลให้เกิดกระบวนการออสโมซิสได้ดี
- สมบัติของเยื่อกั้น: คุณสมบัติในการยอมให้สารเคลื่อนที่ผ่านของเนื้อเยื่อภายในเซลล์
- ขนราก(root hair)
ขนราก คือ เซลล์พืชไม่มีนิวเคลียสที่เปลี่ยนแปลงรูปร่างไปทำหน้าที่ดูดน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่รากพืช จะพบบริเวณเหนือปลายหมวกรากขึ้นมาเล็กน้อย มีลักษณะเป็นเซลล์ยาวและบางเหมือนขนเส้นเล็ก ๆ หรือเป็นฝอยบาง ๆ จำนวนมากอยู่บริเวณรอบปลายราก การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ทำให้มีลักษณะเป็นเซลล์ยาวยื่นออกมาคล้ายขนนี้ ทำให้ขนรากมีพื้นที่ผิวสัมผัสกับน้ำและแร่ธาตุในดินได้มากขึ้น จึงดูดน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่รากพืชได้ดีด้วย  |
| ขนราก |
น้ำจากดินเข้าสู่ขนรากและแพร่ไปยังเซลล์ของเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ-แร่ธาตุในร่างกายได้โดยการออสโมซิส ส่วนแร่ธาตุที่ละลายในน้ำเข้าสู่ขนรากและเซลล์ของเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำ-แร่ธาตุได้โดยการลำเลียงแบบแอกทีฟทรานสปอต เป็นการลำเลียงสารผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จากบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยไปสู่ความเข้มข้นมาก การลำเลียงแบบนี้จะต้องใช้พลังงานและอาศัยโปรตีนที่แทรกอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวลำเลียง นอกจากนี้ยังมีการดูดซึมน้ำและแร่ธาตุเข้าสู่รากพืชได้โดยวิธีอื่น
- การลำเลียงนำ้และแร่ธาตุของพืช
เราได้เรียนรู้กันมาแล้วว่า น้ำจากดินเข้าสู่รากได้โดยการออสโมซิสผ่านทางขนราก ส่วนแร่ธาตุในดินเข้าสู่รากได้โดยการแพร่ผ่านทางขนรากเช่นกัน และในรากมีกลุ่มเซลล์ที่เป็นเนื้อเยื่อทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุโดยเฉพาะ เรียกว่า ไซเลม หรือ ท่อลำเลียงน้ำ-แร่ธาตุ
 |
| ทิศทางการลำเลียงน้ำและแร่ธาตุในต้นพืช |
เมื่อน้ำและแร่ธาตุผ่านเข้าไปในขนรากแล้ว จะแพร่ต่อไปยังเซลล์ถัดไปเรื่อย ๆ จนถึงท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ ซึ่งอยู่ด้านในของรากและยาวต่อเนื่องกันไปจากรากไปสู่ลำต้น กิ่ง ก้าน และใบ จากนั้น น้ำและแร่ธาตุจะแพร่จากท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุไปยังเซลล์อื่น ๆ ที่พืชต้องการต่อไป การลำเลียงน้ำและแร่ธาตุมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงโน้มถ่วงของโลก
 |
| รูปท่อลำเลียงน้ำ - แร่ธาตุ และท่อลำเลียงอาหารของพืชใบเลี้ยงคู่และใบเลี้ยงเดียว |
พืชใบเลี้ยงคู่ เป็นพืชที่มีใบเลี้ยงในเมล็ด 2 ใบลักษณะของเส้นใบเป็นร่างแห มีรากแก้ว ลำต้นไม่มีข้อและปล้อง มีท่อลำเลียงน้ำ - แร่ธาตุและท่อลำเลียงอาหารเรียงเป็นระเบียบ เช่น ต้นมะม่วง ต้นมะขาม ต้นสัก ต้นยาง
พืชใบเลี้ยงเดี่ยว เป็นพืชที่มีใบเลี้ยงในเมล็ดเพียงใบเดียว ลักษณะของใบพืชมีเส้นใบขนานกัน ลำต้นมีข้อและปล้อง รากมีลักษณะเป็นฝอยไม่มีรากแก้ว ท่อลำเลียงน้ำ - แร่ธาตุและท่อลำเลียงอาหารกระจายอยู่ทั่วไปในลำต้น เช่น ข้าว ข้าวโพด หญ้า อ้อย มะพร้าว ตาล และปาล์ม
ขอบคุณที่มา การลำเลียงในพืช
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น