Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Bitki Fizyolojisi

---

Hücreler yaşamlarını devam ettirebilmek için gerekli olan besin ve oksijeni dışardan almak, metabolizma sonucu meydana gelen azotlu artıkları ve karbondioksiti uzaklaştırmak zorundadır. Yüksek yapılı canlılarda besin ve oksijenin bütün hücrelere taşınması ve hücrelerde oluşan metabolizma artıklarının boşaltım organlarına taşınarak dışarıya atılmasını sağlayan sistem taşıma sistemidir.
Tek hücreli ve koloni gibi canlılarda özelleşmiş bir taşıma ve dolaşım sistemi yoktur. Bu canlılarda hücreye maddelerin alınması ve hücredeki maddelerin dışarıya verilmesi difüzyon, aktif taşıma ve osmoz gibi olaylarla gerçekleştirilir.


Sularda yaşayan bir hücreli yeşil algler, fotosentez için gerekli maddeleri ortamdan difüzyonla alır. Yüksek yapılı bitkilerde ise bunu sağlayan yaprak, kök ve taşıma sistemi elemanları gelişmiştir. Taşıma sistemini odun boruları (ksilem) ve soymuk boruları (floem) oluşturur.

Bitkilerde Suyun Taşınması

Odun Boruları ( Ksilem )

* Hücreleri ölüdür (lignin birikimi nedeniyle)

* Su ve mineral taşır.

* Aşağıdan yukarıya tek yönlü taşıma vardır.

* Etrafında canlı parankima ve destek hücreleri vardır.

* Çapı geniş olanlara trake, dar olanlara ise trakeid denir.

Suyun topraktan emici tüylerle alınıp kökteki iletim demetleriyle yapraklara kadar taşınmasını sağlayan faktörler:

1. Kök basıncı
2. Terleme ve kohezyon kuvveti
3. Kılcallık olayı

1. Kök Basıncı

* Kök hücrelerinde organik madde konsantrasyonunun yüksek tutulması ile kök osmotik basıncı toprak osmotik basıncından yüksek hale getirilir.

* Buna bağlı olarak topraktaki su ve mineraller osmoz ile emici tüylere ve oradan odun borularına geçer. Bu sayede aşağıdan yukarıya doğru bir itme kuvveti doğar (kök basıncı).

* Kök basıncı ile su en fazla 30 m yüksekliğe çıkabilir.

* Otsu bitkilerde kök basıncı yeterlidir, ancak uzun bitkilerde diğer faktörler de etkili olur.

Toprak uzun süre sulanmazsa, toprak partiküllerinin osmotik basıncı artar. Toprak osmotik basıncı kökten daha fazla olur. Böylece bitki topraktan su alamadığı için tepeden başlayarak kurur.

2. Terleme ve Kohezyon Kuvveti

* Bitkinin yapraklarındaki gözeneklerden su kaybetmesine terleme (transpirasyon) denir.

* Bitki terleme ile su kaybettikçe kohezyonun (aynı cins moleküller arası çekim kuvveti) etkisiyle bitkide kaybolan su bir alttaki su molekülünü çeker, böylece alttan yukarıya doğru taşınan kopmaz bir su sütunu oluşur.

Unutulmamalıdır ki su ve minerallerin taşınmasında en etkili olan faktör terleme ve kohezyon kuvvetidir.

3. Kılcallık

* Aynı cins moleküllerin birbirlerini çekmeleri gibi farklı cins moleküller arasında da bir çekim bulunur. (Örneğin bir yüzey yıkandığında suyun damlalar halinde akmadan yüzey üzerinde kalmasını sağlayan bu kuvvettir.)

* Eğer yeterince ince bir boru bir sıvının içine daldırılırsa sıvı molekülleri ile boruyu oluşturan maddeye ait moleküller arası çekim nedeniyle sıvı yerçekiminin tersi yönde bu boru içinde yükselebilir.

* Odun borularının ince (kılcal) olması borular içindeki suyun yerçekimi nedeniyle kazandığı ağırlığı azaltır.

* Böylece bitki suyu yapraklara kadar kök basıncı ve terleme gibi olaylar yardımıyla taşıyabilir.

* Su moleküllerinin birbirini çekmesi (kohezyon) suyun bir sütun şeklinde taşınmasını sağlar.

Suyun taşınmasında etkili olan faktörlerin etkinlik sırası:

Terleme ve Kohezyon Kuvveti › Kök Basıncı › Kılcallık Olayı

Bitkilerde Terlemenin Sonuçları:

* Terleme ile kaybedilen su yaprak osmotik basıncını arttırır ve yapraklarda emme kuvveti oluşur. Bu basınç suyun köklerden yapraklara taşınmasına yardım eder.

* Yapraklarda atılan su saf sudur. Topraktan minarelli suyun alınabilmesi için bu suyun atılması gerekir (su sirkülasyonu). Böylece bitki yaprakları saf suyu kaybetmiş, yerine mineral madde bakımından zengin su almış olur. Bitki fotosentez olayında mineral maddeleri kullanır.

* Yaprak yüzeyinin soğutulması için bitki terler. Böylece yaprak uygun sıcaklıkta tutulur, enzim etkinliği devam eder.

Terlemeyi etkileyen faktörler

1. Çevresel Faktörler: Işık, nem, sıcaklık, rüzgar, topraktaki su miktarı

2. Bitkisel Faktörler: Stomaların yapısı, büyüklüğü, dağılışı ve turgor durumu, yaprak alanı, yaprağın yapısı, kutikula tabakasının kalınlığı, tüylerin varlığı ve sıklığı, yaprak hücrelerinin osmotik basıncı, sitoplazmanın su kapasitesi

Terleme olayında havanın bağıl nemi önemlidir, bağıl nem fazlaysa terleme hızı düşer. Bu nedenle nemli bölge bitkileri terleme hızını arttırmak için gözenek sayısını ve yaprak yüzeyini arttırmışlardır (Adaptasyon).

Bitkilerde Organik Besinlerin Taşınması

Yapraklarda fotosentezle oluşan glikoz ve kökte oluşan aminoasit gibi organik besinler bitkinin diğer kısımlarına soymuk borularıyla taşınır.

Soymuk Boruları

* Hücreleri canlıdır

* Organik besinleri taşır

* Taşıma çift yönlüdür

* Etrafında arkadaş ve destek hücreleri

Soymuk borularının hücreleri canlı olduğu için iletim hızı odun borularına göre yavaştır. İletim difüzyon ve aktif taşımayla olur. Su ve organik maddelerden başka tuz ve diğer erimiş maddeler hem odun hem soymuk borularıyla taşınır.

Bitki yapraklarında sentezlenen karbonhidratlar(glikoz) köke taşınarak burada azot tuzlarıyla birleştirilip amino asitlere dönüştürülür. Kökte oluşan bu aminoasitler bitkinin ihtiyacına göre üst kısımlara taşınabilir. Bu nedenle soymuk borularında madde iletimi çift yönlüdür.

---