X
تبلیغات
زیست شناسی،ادبیات،فلسفه - اندازه گیری پتانسیل آبی به روش حد پلاسمولیز
خداوند شبان من است،محتاج هیچ چیز نخواهم بود. عیسی مسیح
 اندازه گیری پتانسیل آبی به روش حد پلاسمولیز

مقدمه

پتانسیل آب نشان دهنده مقدار آب در گیاهان و نمایانگر مقدار آب موجود در اندام ها می باشد که عددی منفی است و هرچه میزان منفی بودن بیشتر باشد مقدار آب در آن کمتر است. پتانسیلی که در مورد آب به کار می رود همان فشار اسمزی است که در مورد محلول ها و سلول ها به کار برده می شود . برای درک پدیده فشار اسمزی هنگامی که ما یک بذر خشک را در آب قرار می دهیم آب وارد بذز میشود و بذز آب را جذب می کند . فشاری اسمزی از جایی که کمتر است به جایی که فشار اسمزی بیشتر است حرکت می کند.

به طور کلی فشار اسمزی و پتانسیل آب در گیاهان باعث ورود و خروج آب به گیاهان می شوند که می تواند چرخه ای بوجود آورد. خلاصه چرخه به صورت زیر است:

آب و دی‌اکسید کربن به گیاه سبز وارد می‌شوند و تحت اثر عمل فتوسنتز به صورت مواد آلی درمی‌آیند. مواد آلی بوسیله موجودات مصرف کننده گرفته می‌شوند و از یکی به دیگری سیر می‌کنند. مواد در طبیعت دائما از موجود زنده به محیط و از محیط به موجود زنده دور می‌زنند. این دور مواد را چرخه یا دور مواد آلی- کانی می‌نامند که چرخه آب از مهمترین آنها بوده و معمولا آب به صورت باران و یا برف به سطح زمین می‌رسد که ممکن است بطور مستقیم روی اقیانوسها ببارد یا این که روی خشکیها بریزد و به صورت رودها و دریاچه‌ها و آبهای زیر زمینی درآید و سرانجام در اقیانوس وارد شود.

در همه این موارد بخشی از آب بخار می‌شود و به هوا باز می‌گردد و بنابراین آب چرخه وسیعی دارد که جریان آن از جو زمین به خشکیها و اقیانوسها می‌رود و بار دیگر به زمین برمی‌گردد جانوران و
گیاهان خشکی هم آب را به هوا می‌دهند. بیشتر این آب در گیاهان از راه برگها و در جانوران از راه تنفس و تبخیر پوستی دفع می‌شود. بیش از 90 درصد از آبی که وارد گیاه می‌شود به صورت بخار از طریق روزنه‌های هوایی و کمتر از 5 درصد آن از طریق لایه کوتیکول گیاه به اتمسفر برمی‌گردد.

تعرق

خروج آب از قسمتهای هوایی گیاه به صورت بخار آب تعرق نامیده می‌شود. اما تعرق انواع مختلف دارد. برگ اندام اصلی و عمده تعرق است و قسمت اعظم تعرق از میان روزنه‌های آن انجام می‌شود، لذا این نوع تعرق را تعرق روزنه‌ای می‌نامند. مقدار کمی بخار آب از برگها و ساقه‌ها بوسیله تبخیر مستقیم از طریق یاخته‌های اپیدرمی و از میان کوتیکول خیلی نازک آنها خارج می‌شود که این پدیده را تعرق کوتیکولی می‌گویند. مقدار آبی که از طریق روزنه خارج می‌شود، خیلی زیاد است. همچنین خروج بخار آب می‌تواند از طریق عدسکهای ساقه‌های چوبی یا عدسکهای میوه انجام شود که تعرق عدسکی نامیده می‌شود.

نقش تعرق در جذب آب از ریشه

تعرق باعث می‌شود که پتانسیل آب برگ به پتانسیل آب ریشه کاهش یابد. حوالی ظهر اختلاف پتانسیل آب ‌برگ نسبت به ریشه به بیشترین مقدار خود می‌رسد. در این هنگام سرعت و شدت جذب آب توسط ریشه نیز بیشترین مقدار را دارا است. اگر منحنی تعرق و منحنی جذب آب در ساعات مختلف شبانه روز را با هم مقایسه کنیم خواهیم دید که تغییرات هماهنگی را نشان می‌دهد. یعنی هر چقدر تعرق بالاتر باشد به همان اندازه هم شدت جذب آب نیز بالاتر است. زمانی که تعرق صورت می‌گیرد، پتانسیل آب ریشه منفی تر از خاک است و پتانسیل برگ منفی‌ تر از ریشه و پتانسیل جو منفی تر از برگ است.
در نتیجه جریان آبی از خاک به طرف اتمسفر ، از طریق گیاه برقرار می‌شود که باعث انتقال مواد محلول مورد نیاز گیاه همراه با صعود آب می‌شود. هر گاه پتانسیل آب جو افزایش یابد و جو از آب اشباع شود، جذب آب توسط سیستم ریشه‌ای و انتقال شیره خام در آوندهای چوبی به حداقل رسیده و یا متوقف می‌شود. در موقع شب نیز که روزنه‌ها بسته‌اند، تعرق به حداقل می‌رسد و انتقال شیره خام نیز تقریبا متوقف می‌شود. تعرق در واقع باعث ایجاد یک فشار منفی می‌شود که می‌تواند صعود شیره خام را حتی تا ارتفاع بیش از 100 متر در درخت غول موجب شود.

اهمیت تعرق

نیروی مکشی ایجاب شده در صعود شیره خام کمک می‌نماید. با تاثیر بر روی فشار انتشار ، بطور غیر مستقیم پدیده انتشار در یاخته‌ها را کمک می‌کند. در جذب آب و مواد کانی توسط ریشه‌ها موثر است. در تبخیر آب اضافی کمک می‌کند. نقش مهمی در انتقال مواد غذایی از قسمتی به قسمت دیگر گیاه دارد. دمای مناسب جهت برگها را حفظ می‌کند. با تاثیر بر باز و بسته شدن روزنه‌ها ، بطور غیر مستقیم در فتوسنتز و تنفس اثر می‌کند. در پراکندگی انرژی اضافی دریافت شده از خورشید توسط گیاهان موثر است.

بالا رفتن شیره خام در گیاه

شیره خام پس از ورود به درون آوندهای چوبی به قسمتهای بالای گیاه ، یعنی ساقه و

شاخه‌ها و برگها بالا می‌رود. بدیهی است حرکت شیره خام در گیاه در جهتهای مخالف

نیروی گرانش (نیروی جاذبه زمین) است، بنابراین به نیرویی نیاز دارد که از سویی نیروی

گرانشی را خنثی کند و از سوی دیگر بر نیرویهای مقاومت مانند اصطکاک ، فایق آید.

فشار ریشه و نیروی مویینگی و بالاخره اختلاف پتانسیل آب خاک و هوای پیرامون برگ

از جمله عواملی هستند که در بالارفتن شیره خام موثرند. تعریق در نتیجه وجود فشار

ریشه ‌ای است.
فشار ریشه‌ای تنها هنگامی پدید می‌آید که آبی که از ریشه جذب می‌شود بیش از مقدار

_ی باشد که گیاه از طریق تعریق از دست می‌دهد. به علت خاصیت مویینگی آوندهای   

چوبی آب در آوندهای چوبی بالا می‌رود. شیب پتانسیل آب از خاک به گیاه و از گیاه به

اتمسفر باید در بالا رفتن شیره خام موثر باشد. پتانسیل آب اتمسفر که در مقایسه با

پتانسیل آب خاک کم است نیروی لازم برای بالارفتن شیره خام را تا سطح برگ تامین

می‌کند. به عبارت دیگر بخار شدن آب در سطح برگ ، موجب کشیده شدن مولکولهای

آب به طرف بالا می‌گردد.

  

وسایل و مواد مورد نیاز:

ترازوی دیجیتالی بشر( به تعداد هشت عدد) تیغ  آب مقطر سیب زمینی محلول های ساکارزو از 0.1 مولار تا 0.8 مولار

شرح آزمایش

ابتدا پتری ها را از 1/0 تا 8/0 است را مرتب می کنیم .  ابتدا محلول شاهد (آب مقطر) که پتانسیل آن صفر در نظر گرفته می شود.  سپس 0.1 مولار ، 0.2 مولار ، 0.3 مولار ، 0.4 مولار ، 0.5 مولار ،  0.6 مولار و 0.8 مولار را به ترتیب در پتری های      محلول ساکاروز ) مشخص شده می ریزیم. ( در هر پتری حدود 100ml )

سپس مقدار زیادی برش از سیب زمینی آماده می کنیم ووزنشان میکنیم و بعد از وزن کردن با احتساب زمان داخل بشر ها می ریزیم( در بشر حدود 15 قسمت از برش را )  قرار می دهیم .

 پس از انکه برش ها را بشر ها  و در محلول های مشخص قرار دادیم حدود 45 الی یک ساعت دقیقه (نیم ساعت) منتظر می مانیم. اکنون برش ها برای دوباره وزن کردنشان از بشر ها خارج می کنیم. برش های هر محلول با غلظت خاص را بعد از وزن کردنشان درصد تغییرات وزنشان را محاسبه می کنیم.

فشار اسمزی را با نمایش داده و دارای علامت مثبت + است و و پتانسیل آبی را با ψ نمایش داده که عددی منفی است و در حالت تعادل =ψ

اگر w  فشار اسمزی آب کمتر  از فشار اسمزی محلول s باشد آب از پتانسیل کمتر به پتانشیل بیشتر یعنی به طرف محلول حرکت می کند. .محلول ها از نوع ساکاروز می باشند.

 ψ ظرفیت جذب و نگهداری آب را مشخص می کند.

نتیجه گیری  

در آزمایشی که انجام شد در محلول های 0.1 ، 0.2 ، 0.3 ، 0.4 تورژسانس در حال انجام بود که به صورت سلول هایی که غشای پلاسمایی آنها به دیواره چسبیده بود مشاهده گردید . این نمونه ابتدا از رنگ قرمز بسیار روشن (صورتی) سروع و کم کم رو به پر رنگ شدن رفت.

در محلول 0.5 هم تورژسانس و هم پلاسمولیز در حال انجام بود که به صورت بعضی سلول ها در همان حالت تورژسانس قبلی و بعضی مقداری از غشای پلاسمایی جداشده و پلاسمولیز رخ داده و در این مشاهده نمونه رنگی تیره تر نسبت به قبل دارد در نتیجه :

11.2- = 0.5 ×22.4 = ψ =

 

ریشه آب را جذب می کند و نیروهای مختلفی در این جا دخالت دارند مثل تعریق ، فشار اسمزی

سلول می تواند در محیطی باشد که فشار اسمزی زیاد باشد در ایجا اب از سلول خارج می شودو فشار پلاسمایی از دیواره خارج می شود که به ان پلاسمولیز می گویند .

نیروی جاذبه آب  =  فشار هیدرواستاتیک  + فشار اسمزی

که به مجموع انها پتانسیل آبی گفته می شود.

|+| نوشته شده توسط جواد ملکی در دوشنبه نوزدهم مهر 1389  |
 
 
بالا