Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сабақтың көтерілуі – өсімдіктің тамырларынан гүл шоғырларына дейін соқтың жоғары қарай қозғалысы. Өсімдіктердің ксилема тініндегі сабақтың көтерілуі – су мен минералдық заттардың тамырдан өсімдіктің жер үсті бөліктеріне қарай жоғары қозғалысы. Ксилемадағы өткізгіш жасушалар көбінесе тірі емес, және өсімдіктердің түрлі топтарында тамыр мүшелері мен трахеидтерді қамтиды. Бұл жасушалардың екі түрі де қалың, лигнификацияланған екінші жасуша қабырғаларына ие және пісіп жеткен кезде өлі болады. Ксилема арқылы соқтың қалай қозғалатынын түсіндіру үшін бірнеше механизмдер ұсынылған, бірақ когезия-кернеу механизмі ең көп қолдауға ие. Когезия-кернеу кейбір тірі өсімдіктерде байқалатын үлкен теріс қысымдарға байланысты сынға ұшырағанымен, тәжірибелік және байқау деректері осы механизмді қолдайды.
Ascent of sap is upward movement of the sap from the roots to the shoot parts of the plantThe ascent of sap in the xylem tissue of plants is the upward movement of water and minerals from the root to the aerial parts of the plant. The conducting cells in xylem are typically non living and include, in various groups of plants, vessel members and tracheids. Both of these cell types have thick, lignified secondary cell walls and are dead at maturity. Although several mechanisms have been proposed to explain how sap moves through the xylem, the cohesion tension mechanism has the most support. Although cohesion tension has received criticism due to the apparent existence of large negative pressures in some living plants, experimental and observational data favor this mechanism.
Сорт көтерілу теориясы
Жақында қайта қарастырылған алғашқы теориялардың бірі – 1923 жылы Жағадиш Чандра Боз ұсынған теория. Ол өзінің тәжірибесінде галванометр (электрлік зонд пен мыс сымнан жасалған) деп аталатын өнертабысын пайдаланып, оны Desmodium өсімдігінің қабығына енгізді. Тәжірибе нәтижелерін талдағаннан кейін, ол электрдің ритмикалық тербелістерін байқады. Ол өсімдіктердің шырынын импульстар немесе жүрек соғу арқылы тасымалдайды деген қорытындыға келді. Көптеген ғалымдар оның жұмысын сынға алып, нәтижелеріне сенімсіздік білдірді. Олар оның тіркеген тербелістері – жасуша қабырғасы арқылы болатын әрекет потенциалы деп есептеді. Қазіргі ғалымдар Боздың алғашқы тәжірибесінде өлшенген тербелістер, судағы натрийдің болуына байланысты туындаған стресс жауабы болған деген гипотеза ұсынды. Қазіргі заманғы тәжірибе нәтижелері, өсімдікте ритмикалық электр тербелісі болмағанын көрсетті. Боз тіркеген тербелістерді қайталай алмаса да, бұл зерттеу оның нәтижелерінде натрийдің ролі болған деп санайды. Сонымен қатар, өсімдіктерде жүрек соғуы немесе импульс болмайды. Сұйықтар динамикасының француз профессоры Анри Гуэн, жұқа пленкалардың мінез-құлқына негізделген баламалы теорияны жасады. Бұл теория, судың ең биік ағаштардың ең жоғарғы бөліктеріне қалай жететінін түсіндіруге бағытталған, онда когезия-кернеу теориясының қолданылуы күмәнді. Теорияға сәйкес, ең биік ағаштардың жоғарғы бөлігінде ксилема тамырлары жұқа шырын қабықшасымен жабылған. Шырын, тамырлардың қабырғаларымен физикалық әрекеттеседі: Ван дер Ваальс күштерінің нәтижесінде, пленканың тығыздығы тамыр қабырғасынан қашықтыққа байланысты өзгереді. Бұл тығыздық өзгерісі, өз кезегінде, "бөліну қысымын" тудырады, оның шамасы қабырғадан қашықтыққа байланысты өзгереді. (Бөліну қысымы – сұйықтың көлемдік қысымынан айырмашылық; ол сұйықтың бетпен өзара әрекеттесуінен туындайды. Бұл өзара әрекеттесу нәтижесінде бетте қысымның қалған сұйықтықтағыдан жоғары немесе төмен болуы мүмкін.) Ағаш жапырақтары транспирленгенде, ксилема тамырларынан су тартылады; демек, пленканың қалыңдығы тамырдың биіктігіне байланысты өзгереді. Бөліну қысымы пленканың қалыңдығына байланысты өзгеретіндіктен, транспирация кезінде бөліну қысымының градиенті пайда болады: бөліну қысымы тамырдың төменгі жағында (пленка ең қалың болған жерде) жоғары, ал тамырдың жоғарғы жағында (пленка ең жұқа болған жерде) төмен болады. Пленкадағы қысымның кеңістіктегі бұл айырмашылығы, шырынды жапырақтарға қарай итеруге қабілетті күшке әкеледі.
One early theory that has recently been revisited is the one presented by Jagadish Chandra Bose in 1923. In his experiment, he used his invention called a galvanometer (made of an electric probe and copper wire) and inserted it into the cortex of the Desmodium plant. After analyzing the findings his experiment, he saw that there were rhythmic electric oscillations. He concluded that plants move sap through pulses or a heartbeat. Many scientists discredited his work and claimed that his findings were not creditable. These scientists believed that the oscillations he recorded was an action potential across the cell wall. Modern day scientists hypothesized that the oscillations that were measured in Bose's initial experiment was a stress response due to presence of sodium in the water. The results of this modern day experiment showed that there were no rhythmic electric oscillations present in the plant. Despite not being able to replicate the oscillations that Bose recorded, this study believes that the presence of sodium played a role in his findings. Furthermore, plants do not have a pulse or heartbeat. An alternative theory based on the behavior of thin films has been developed by Henri Gouin, a French professor of fluid dynamics. The theory is intended to explain how water can reach the uppermost parts of the tallest trees, where the applicability of the cohesion tension theory is debatable. The theory assumes that in the uppermost parts of the tallest trees, the vessels of the xylem are coated with thin films of sap. The sap interacts physically with the walls of the vessels: as a result of van der Waals forces, the density of the film varies with distance from the wall of a vessel. This variation in density, in turn, produces a "disjoining pressure", whose value varies with distance from the wall. (Disjoining pressure is a difference in pressure from that which prevails in the bulk of a liquid; it is due to the liquid's interaction with a surface. The interaction may result in a pressure at the surface that is greater or less than that which prevails in the rest of the liquid.) As a tree's leaves transpire, water is drawn from the xylem's vessels; hence, the thickness of the film of sap varies with height within a vessel. Since the disjoining pressure varies with the thickness of the film, a gradient in the disjoining pressure arises during transpiration: the disjoining pressure is greater at the bottom of the vessel (where the film is thickest) and less at the top of the vessel (where the film is thinner). This spatial difference in pressure within the film results in a net force that pushes the sap upwards towards the leaves.
Ксилемалық құрылым
Ксилемалық тінді – өсімдіктерде кездесетін екі қан тамырлық тіннің бірі, ол өлі жасушалардан құралған. Ол негізінен суды, сондай-ақ кейбір шағын мөлшердегі қоректік заттарды тасымалдауға қолданылады. Сабақтың меристемі камбий және прокамбий құрайтын жасушаларды жасайды. Бұл жасушалар лигнин деп аталатын, өте тарамдалған полифенолды белокты жоғары концентрацияда өндіреді. Содан кейін жасушалар апоптоз процесінен өтеді, және ксилема түтігі қалыптаса бастайды. Өлі жасушалардан жасалғандықтан ксилема түтігі үйкелісті азайту арқылы және ксилема шырынының тірі жасушалармен әрекеттесуіне жол бермейтіндей тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл судың тегіс әрі жылдам соруын қамтамасыз етеді, сонымен қатар бағананың жарылуын болдырмау үшін қажетті үйкеліс күшін ұстап тұрады. Лигнин белгісінің берік құрылымы түтікке мықтылық сыйлайды, тіпті өсімдікке де қандай да бір құрылымдық қолдау көрсетеді. Ксилеманың негізгі қызметі – тамырдан өсімдіктің қалған бөліктеріне су тасымалдау, алайда ол аминқышқылдары, шағын белоктар, иондар және басқа да маңызды қоректік заттар сияқты кейбір қоректік заттарды да тасымалдайды.
Xylem tissue is one of two types of vascular tissue found in plants, and is composed of dead cells. It is used mainly for the transport of water, along with some small nutrients. The meristem of the stem creates cells which make up the cambium and pro cambium. These cells then produce a highly branched poly phenolic protein, called lignin, in a very high concentration. The cells then perform apoptosis, and the actual xylem tube begins to form. Being made of dead cells allows the xylem tube to function more efficiently by reducing friction, and by eliminating interactions xylem sap may have with living cells. It allows for a smooth and fast suction of water, and provides just enough friction to keep the column from rupturing. The rigid structure of the lignin protein gives a sturdy structure to the tube, and even provides some structure and support for the plant. Xylem mainly functions to transport water from the roots to the rest of the plant, however it also transports some nutrients, such as amino acids, small proteins, ions, and some other vital nutrients.
Флоэма құрылымы
Флоэма – өсімдіктің тамыр жүйесінің тірі бөлігі, және қанттар мен фотосинтез өнімдерін бастапқы жасушалардан қабылдаушы жасушаларға тасымалдауға қызмет етеді. Флоэма тіні сілемді элементтер мен серік жасушалардан құралған, ал паренхима жасушаларымен қоршалған. Сілемді элементтер флоэма шырынын тасымалдауда басты рөл атқарады. Толық жетілгенде олардың ядросы болмайды, тек бірнеше органеллалары ғана болады. Бұл оларға арнайы болуға және тасымалдауда өте тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді, себебі олар тасымалдайтын ерітінділерді өңдемейді. Бұл жасушалар плазмодесмалар арқылы толық құбырды құрайды. Осы жерден флоэма арқылы қозғалатын ерітінділер симпласт немесе апопласт арқылы жылжуы мүмкін. Флоэма шырынын жүктеу және түсіру негізінен қысым ағысы арқылы жүзеге асырылады, және жүйедегі тургорлық қысымды сақтау үшін жасушалардың жүктелуі мен түсірілуі бір уақытта болуы керек.
The phloem is the living portion of the vascular system of a plant, and serves to move sugars and photosynthate from source cells to sink cells. Phloem tissue is made of sieve elements and companion cells, and is surrounded by parenchyma cells. The sieve element cells work as the main player in transport of phloem sap. When fully matured, they have no nucleus, and only a handful of organelles. This allows them to be highly specified, and very efficient at transport, since they are not taking any of the solutes they are transporting. These cells are connected to form the full tube by their plasmodesmata. From here, the solutes traveling through the phloem can move either as a symplast, or apoplast. The loading and unloading of phloem sap is done mainly by pressure flow, and relies on loading of the cells and unloading of the cells happening at the same time to maintain the turgor pressure of the system.
Шөптің құрамдас бөліктері
Өсімдікте екі түрлі шырын болады. Бұл түрлер – ксилем және флоэм шырыны, олардың құрамы әртүрлі. Флоэм арқылы тасымалданатын шырын негізінен судан тұрады. Екінші ең көп кездесетін зат – сахароза. Бір зерттеуде күріш өсімдігі Oryza sativa-ның сахароза концентрациясы 570 нМ екені анықталды, бірақ сахароза концентрациясы әрбір организм үшін өзгеше. Флоэм шырынының тағы бір маңызды құрамы – азот. Азот көбінесе иондық түрінде тасымалданбайды. Дегенмен, ксилем шырыны тек судан ғана тұрмайды. Ксилем шырынында ұзақ қашықтыққа сигнал беретін гормондар, ақуыздар, ферменттер және транскрипция факторлары бар. Бір зерттеуде осы шырын арқылы тасымалданатын ақуыздардың мөлшері 31 кДа-ға жететіні анықталды.
There are two different types of sap that are in a plant. These types are xylem and phloem sap, both differing in their compositions. Sap that is transported in the phloem is mainly made of water. The second most abundant substance is sucrose. One study found that the rice plant Oryza sativa had a sucrose concentration of 570 nm, but the sucrose concentration is unique to each organism. Another important component of phloem sap is nitrogen. Nitrogen is usually not being transported in its ionic form. Water is not the only thing that makes up xylem sap though. Xylem sap contains long distance signaling hormones, proteins, enzymes, and transcription factors. One study found that proteins transported in this sap can be as large as 31 kDa.