Bölüm 4
Bitkilerde Su Dengesi
.
Öğrenilecek Konular

Su hareketinde rol oynayan kuvvet ve süreçleri

Su potansiyeli olgusunun bitki su ilişkilerindeki yeri

Bitkideki bütün su hareketlerine katılan süreçleri

Ksilem taşıma sürecini açıklamak
Bitkide suyun alımı ve hareketi



Su potansiyeli ilişkileriyle olur
Su Potansiyeli (Ψ w) = Ψ s + Ψ p + Ψ g
Biyolojik süreç ve mekanizmalar doğrudan etkili
değildir
Hücre veya dokularda su potansiyelini değiştiren
mekanizma, dolaylı olarak suyun taşınmasına
katılır.
Bitkide suyun hareketi
Yaprak Hava
boşlukları (∆Cwv)
Yaprak
Toprak
Seviyesi
Ksilem
(∆ΨP)
Gövde
Kök Boyunca
(∆ΨW)
Kök
Toprak
(∆ΨP)
Figure 4.3 Water uptake along roots; (A) Rate of water uptake along a pumpkin root
Kökler tarafından Suyun Emilimi
Kökler tarafından Suyun Emilimi
Süberin su geçirmez mumsu yapıdır.
Kasparyan şeridini oluştururlar.
Figure 4.3 Water uptake along roots; (B, C) Diagram of water uptake
Kökler tarafından Suyun Emilimi



Apoplast; suyun hücre içine girmeden hücre
çeperleri ve hücreler arası boşlukta hareketi
Transmembran; suyun hücrenin bir yanından
girerek diğer yanından çıkması yoluyla hareketi
Simplast; suyun plazmodezmler aracılığıyla
hücreler arası taşınması
Kökler tarafından Suyun Emilimi
Endodermis
Simplastik ve
Transmembran yolu
Apoplastik yolu
Perisikl
Korteks
Ksilem
Kaspari
şeridi
Floem
Epidermis
Apoplastik yolla gelen su endoderm hücreleri arasında oluşan kaspari şeridinden geçemez
. Burada su ve çözünmüş maddeler plazma zarından geçerek endodermise geçer.
Süberinleşme su geçişini azaltır.
Köklerde düşük sıcaklık ve anaerobik (örnek:Solunum engelleyiciler-siyanür) koşullarda
su alımı azalır.
Kök Basıncı
Ksilemde Çözünmüş
Maddelerle Sağlanır
Gradient farkı yüksekliği
suyun köklerden alınıp
yukarılara taşınmasında
etkilidir.
 Basınç fazlalığında ise su
aniden yukarılara doğru
çıkar
Köklere suyun geçişi
kökün her bölgesinde
aynı değildir.

Kökün yaşlı dokularında oluşan
süberinleşme suyun bu bölgelerden
alınımını zorlaştırır. Böylece su alımı
büyüme bölgelerinde daha fazla
olmaktadır.
Gutasyon
Terlemenin azaldığı;
 Yüksek nem,
 Serin hava
 Düşük ışık seviyesi durumlarda
Kök basıncı ksilemdeki sıvıyı yaprak mezofillerinden dışarı iter.
Hidatot

Vaskular silindire yapılan basınç (0.05-0.5 MPa) ksilem sıvısının
birkaç santimetreden bir metreye kadar itebilir.
Kök Hidrolik iletkenliğinin
azalması

Su alımının engellenmesi;
 Gen eksprasyonunun
yavaşlaması-aquaporin
Düşük sıcaklık
Anaerobik şartlar
Solunum inhibitörleri
(Siyanür)



Fizyolojik kuraklık
Ksilemde Trake elemanları
(conifer
s)
Trakeler; Angiospermlerde, bazı gimnosperm ve eğreltilerde; trakeidlerden daha geniş
ve kısadır. Üst üste gelerek damarı oluşturur.
Trakeidler; vasküler bitkilerde; üst üste dizilmiş iğsi hücreler. Su lateral çeperlerde
bulunan geçitlerden ilerler. Sekonder çeper bulunmaz. Geçit çiftleri; iki primer çeper ve
orta lamelden oluşan porlu yapıdan oluşan geçit zarıdır.
Torus; bazı koniferlerde oluşan ve kavitasyonu önleyen tıkaç
The Xylem Consists of Two Types
of Tracheary Elements
Vessel elements are found only in
angiosperms, a small group of
gymnosperms and
perhaps some ferns.
Tracheids are present in both angiosperms
and gymnosperms, as well as in ferns and
other groups of vascular plants
Kavitasyon
Negatif gerilimde
çözeltideki gaz salınır
 Ksilemdeki kabarcıklar
kavitasyon oluşturur.
(yada embolizm)
 Embolizm ksilemi tıkar

Su embolize olmuş tüp etrafından diğer komşu tüplere geçerek yoluna devam eder.
Her yıl ikincil büyüme ile yeni ksilem elemanları oluşarak emboli olan eski elemanlar atılmış olur.
Böylece bitki su taşıma potansiyeli değişmez.
Ksilem
sıvısı
Mezofil
hücresi
Terleme
Su
molekülü
Su akış yönü
Hücre
Ksilem
Adezyon çeperi
hücresi
Ksilem suyunun
yükselişi
•Terleme emilimi
•Su yoğun olduğu yerden
düşük olduğu yere akışı
•Kohezyon ve adezyonla
Ksilemde
kohezyon ve
adezyon
Kohezyon
Su
molekülleri
Kök
tüyleri
Toprak
Topraktan suyun
alınması
Su
–Kavitasyon su molekülleri
arasındaki zinciri kırar
Yapraklardan atmosfere suyun
hareketi
Bitkilerde su hareketinde itici güç
Kütikulalarda su %5 oranında kaybolur, diğer kısmı
stomalardan atılır.
Stoma altı
boşluk
Palizat
parankiması
Kütikula
Yapraklarda terleme;
1.Su buharı
konsantrasyonu farkı
Cwv (yaprak)- Cwv (hava)
2. Difüzyon direnci; r
ksilem
Hava sınır
tabakası
Üst
epidermis
Mezofil
Hücreleri
alt
epidermis
Sınır tabaka
direnci
Su buharı
Yüksek
su buharı
Düşük
Yaprağın stomatal
direnci
Düşük su
buharı
Yüksek
Bekci
Hücreler
Stoma açıklığı
Yaprağın yapısı su iletimine yardımcıdır
Hücre
vakuol Çeperi
Su filmi
Kloroplast
Sitoplazma
buharlaşma
Yaprak içi hava boşluğu ne kadar az olursa buna bağlı olarak suyun
buharlaşması daha yüksek olur.
Çam yapraklarında 5%
Mısır
10%
Arpa
30%
Tütün
40%
Plazma
zarı
Yaprak yüzeyinden suyun buharlaşması
güçlü bir negatif su potansiyeli oluşturur
Kavisin
Yarıçapı
Hidrostatik
basınç (Mpa)
Hava
Terleme
Terleme
Terleme
Plazma
zarı
Enine kesitte
selüloz
mikrofiberler
Hava-su
yüzeyi
Hücre çeperi
stoplazma
Çeperdeki
su
Su iletimi çevresel faktörlerden
etkilenir
Havanın nemi

Su buharı yoğunluğu

Sıcaklık

hava/rüzgar
hareketleri
Doygun su buharı yoğunluğu

Hava sıcaklığı
Rüzgarlı
hava
Terleme akışı
Durgun
hava
Stoma açıklığı
Stomatal regülasyon: bütün bitki
iletiminin anahtarı
Bekci Hücreler
Epidermal Hücre
Kloroplast
Çekirdek
Kalınlaştırılmış
iç çeper
Sert Hücre
Çeperi
Stomalar Açık
Bekçi hücrelerinde çözünen yoğunluğu fazla,
Su bekçi hücrelere doğru difüze olur
Stomalar Kapalı
Bekçi hücrelerinde çözünen yoğunluğu düşük,
Su bekçi hücrelerinden dışarı doğru difüze olur
1. Nişasta-Şeker Hipotezi (Orkide ve Sardunya)
2. Mavi Işık H+-ATPaz aktifleşmesi
 İyonik Denge (K+ alımı)
 Asidik Denge, pH yükselir. Nişasta Malat
3. Sirkadian Ritim Gündüz sakkaroz - Akşam nişasta
Stoma Açıklığı
Lifler
Hücre çeperi
Kapandığı Koşullar
Su azlığı
Karanlık
Yüksek CO2
ABA varlığı
Stoma açıklığı
Su alımı
Açıldığı Koşollar
Yeterli su
Yeterli ışık
Düşük CO2
Yüksek nem
STOMA

Hiperstomatik Yaprak

Epistomatik Yaprak

Amfistomatik Yaprak
Bitkilerde kuraklığın etkileri
Su kaybı alımından fazla olursa bitki dehidrasyona maruz kalır.
Su potansiyeli -1 to -3 Mpa’ın altında yavaşlar
ABA’ya bağlı olarak su kaybı indirgenirken CO2 alımı da kısıtlanmış olur
Düşük su tilakoid zar reaksiyonlarını düşürür; fluorescence, electron
transport, and photophosphorylation
Karanlık evre reaksiyonları sınırlanır (CO2 bağlama)
Fotosentez sınırlandığı için fotoinhibisyon gerçekleşir.
Büyüme hızı yavaşlar
Su kaybına bağlı fizyolojik değişimler
Morfoloji ve gelişmede
ABA Birikimi
modifikasyonlar oluşur.
yoğunluğu
Çözünen madde
Fotosentez
Stoma iletkenliği
Protein sentezi
Çeper sentezi
Hücre uzaması
Su Potansiyel (MPa)
Saf su
İyi sulanmış Orta derecede su
bitki
stresi altındaki bitki
Kurak ortamdaki
bitki
Download

yaprak - FaPGenT