BİTKİLERDE MADDE TAŞINMASI

Bitkilerin büyüme gelişme gösterebilmeleri için gerekli hayati öneme sahip elementlere mutlak elementler (elzem elementler) denir. Bitkilerin metabolik faaliyetleri için en çok gerek duyduğu elementlere makro elementler, az ihtiyaç duyduğu elementlere mikro elementler denir. Makro elementler; karbon, azot, hidrojen, kalsiyum, potasyum, magnezyum, kükürt ve fosfordur. Mikro elementler ise klor, çinko, bakır, bor, demir, nikeldir. Ortamda en az bulunan element sınırlayıcı etki gösterir. Diğer elementler ortamda yeterli miktarda bulunsa da ortamda en az bulunan elementten yararlanıldığı ölçüde diğerlerinden yararlanılır. Dolayısı ile ortamda az bulunan elemente göre bitki gelişim gösterir buna minimum yasası denir.

Mikoriza: Bazı mantarlar ve bitkiler arasında kurulan mutualist birlikteliktir. Bitkiler topraktaki sudan en iyi şekilde yaralanabilmek için birlikte yaşadığı mantarların hiflerini kullanırlar. Mantar hifleri geniş alanlara yayılır ve suyun emilip bitki köklerine ulaşmasını sağlar. Mikoriza birlikteliğinde mantarda bitkide fayda sağlar. Bitki mantar aracılığı ile su ve mineralleri alırken mantar bitkiden besin alır.

Nodül: Baklagillerin kökünde azot ihtiyacını karşılamak için nodül adı verilen yapılar bulunur. Nodüllerde havanın serbest azotunu toprağa bağlayabilen rhizobium bakterileri bulunur. Nodül ve baklagil arasında karşılıklı faydanın sağlandığı mutualist ilişki vardır. Bitkiler bakterilerin toprağa bağladığı azot tuzlarını alırken bakteri bitkilerden besin alır.

BİTKİLERDE SU VE MİNERALLERİN GÖVDE VE YAPRAKLARA TAŞINMASI

Bitkilerde epidermisin farklılaşması ile oluşan stomalar gaz değişimini ve terlemeyi sağlar. Kökler aracılığı ile alınan su terleme yoluyla stoma açıklığından atılır. Bunun bitkiye sağladığı avantajlar; su ile birlikte fazla ısının atılması ve topraktan alınan suyun yapraklara doğru hareket etmesini sağlamasıdır. Su ksilemde yükselirken su içinde çözünmüş olan maddelerden hücreler faydalanır.

Stomaların Yapısı ve Çalışma Mekanizması:

Stoma fasulyeye benzeyen iki bekçi hücreden oluşur. Bekçi hücreler arasında açıklık bulunur ve bekçi hücrelerinin açıklığa bakan çeperleri daha kalındır. Çeper kalınlığındaki bu fark stomaların açılıp kapanmasında etkilidir.

Stomaların Açılmasında Fotosentezin Etkisi:

•      Gündüz ışık etkisiyle gerçekleşen fotosentez sonucunda bekçi hücrelerde glikoz miktarı artar.
•      Glikoz miktarının artması hücrelerin ozmotik basıncını da arttırır.
•      Bekçi hücrelerin ozmotik basıncı artınca komşu epidermis hücrelerinden su alır ve şişer.
•      Su alan bekçi hücrelerinin turgor basıncı artar, stoma açılır.

Stomaların Açılmasında Potasyum Etkisi:

•      Gündüz bekçi hücreler komşu epidermis hücrelerinden potasyumu aktif taşıma ile alır ve bekçi hücrelerinin ozmotik basıncı artar.
•      Ozmotik basıncı artan bekçi hücreleri komşu hücrelerden su alır şişer, turgor basıncı artar ve stoma açılır.
• Bunlara ek olarak gündüz fotosentezin etkisiyle CO2 yoğunluğunun azalması pH’ın artmasını ve stomanın açılmasını sağlar.
• Suyun gövde ve yapraklara doğu hareketi kohezyon gerilim kuvveti ve kök basıncı ile açıklanır.

Kök Basıncı: Bitkiler kökteki emici tüyler sayesinde topraktan su ve mineralleri alır ve bunun için emici tüylerin ozmotik basıncının yüksek tutulmasını sağlar. Kökte mineraller ve tuzlar biriktirilir, kök ozmotik basıncı toprak ozmotik basıncından fazla olur böylece kök hücrelerine suyun sürekli girişi gerçekleşir. Kökte merkezi silindirin etrafında tek sıralı hücre tabakasından oluşan endodermis, iyonların merkezi silindirden geri çıkması engeller. Merkezi silindirde ozmotik basınç artar ve su merkezi silindirdeki ksileme akar. Suyun ksileme akışını sağlayan bu basınca kök basıncı denir. Bu basınç sayesinde su gövdede ilerler fakat kök basıncı su taşınması için tek başına yeterli değildir. Kök basıncı etkisiyle su, mineraller ve tuzlar hidatodlardan damlacıklar şeklinde gutasyonla dışarı atılır. Gutasyon suyun ksilemde taşınmasını olumlu etkiler.

Kohezyon-Gerilim Teorisi:

Stomalarda terleme ile su kaybedilmesi ozmotik basıncın artmasını dolayısı ile emme kuvvetinin de artmasını sağlar bu durumda su yukarı doğru çekilir. Su molekülleri arasında hidrojen bağı kurulur ve bu bağ sayesinde su molekülleri birbirine bağlı kalma eğilimindedir buna kohezyon denir.

Benzer bir çekim kuvveti su ve ksilem çeperindeki selüloz arasında da gerçekleşir bu da adhezyon olarak adlandırılır. Adhezyon ve kohezyon su moleküllerinin bir sütun halinde ksilemde yükselmesini sağlar. Ksilemde madde taşınması kökten yapraklara doğru tek yönlü gerçekleşir ve enerji harcanmaz. İnce olan trakeitlerde su daha hızlı yükselir.

BİTKİLERDE FOTOSENTEZ ÜRÜNLERİNİN TAŞINMASI

Fotosentez ürünleri floem ile taşınır. Fotosentez yapmayan hücrelere üretilen organik maddelerin taşınması gerekir. Taşıma yapraklardan köklere ve köklerden yapraklara şeklinde çift yönlü gerçekleşir.

Basınç Akış Teorisi:

Yapraktaki stoma, palizat ve sünger parankiması hücrelerinde fotosentezle üretilen organik maddeler aktif taşıma ile arkadaş hücrelerine taşınır. Arkadaş hücrelerinden de yine aktif taşıma ile kalburlu borulara (floem) taşınır. Kalburlu borularda ozmotik basınç artar ve ksilemden floeme ozmozla su geçişi olur. Çekilen suyun yarattığı basınç sayesinde sulu çözelti, su basıncının daha düşük olduğu kalburlu boru bölgelerine doğru kütle akışı ile akar ve köke doğru ilerler. Fotosentezin gerçekleştiği organ olan yapraklar kaynak, organik maddelerin taşınıp depolandığı kökler ise havuz olarak adlandırılır. Organik maddeler kalburlu borulardan (floem) köke geçtikten sonra kalburlu borularda ozmotik basınç düşer ve su ozmozla ksileme geçer.