Bitki büyümesi, yayılışı ve verim Yeryüzünde su Hücrenin önemli bileşeni (%70-80) Kuraklığa dayanıklı bitkilerde % 20, tohumlarda % 5 Su-oksijen

Transkript

1 BÖLÜM 2 SU VE HÜCRE

2 SU Bitki büyümesi, yayılışı ve verim Yeryüzünde su Hücrenin önemli bileşeni (%70-80) Kuraklığa dayanıklı bitkilerde % 20, tohumlarda % 5 Su-oksijen Metabolizma-kimyasal reaksiyonlar Enzim aktivitesi Suyun hareketi Hidrostatik basınç Turgor durumu ve önemi Büyüme Maddelerin taşınımı

3 SUYUN ÖZELLİKLERİ Net negatif yük Kovalent Polar Dipolar H bağı 104.5º Net pozitif yük

4

5 Özellikler Spesifik ısı Buharlaşma ısısı Erime ısısı Tanımlama 1 gram suyun sıcaklığını 1ºC artırmak için gereken ısı miktarı 100 ºC'de 1 gram suyu, su buharına dönüştürmek için gereken ısı miktarı 0 ºC'de 1 gram buzu eritmek için gerekli olan ısı miktarı Değeri ve sınırı Yüksek (1 cal) Çok yüksek (540 cal) Yüksek (80 cal) Adhezyon gücü Molekül ile ortam arasındaki çekim kuvveti Yüksek Kohezyon gücü Su molekülleri arasındaki çekim kuvveti Yüksek Işık absorbsiyonu Gerilime dayanma Işık enerjisini absorblama yeteneği Bir dış kuvvet uygulanarak su sütununun kırılması Çok düşük Yüksek

6 DİFÜZYON

7 Difüzyonun Bitki İçin Önemi Madde alınımı CO 2 ve O 2 Stomalar Katyon ve anyonlar Bitkilere boşaltım

8 Difüzyon Hızını Etkileyen Faktörler Konsantrasyon gradienti Moleküllerin çapı Sıcaklık Basınç Ortam yoğunluğu

9 DİFÜZYONDA TAŞINIM HIZI Fick Kanunu Js = - Ds x ( cs / x) Js= Taşınım hızı Ds= Difüzyon katsayısı cs= s maddesinin iki ortam arasındaki konsantrasyon farkı x= Mesafe

10 Bir glukoz molekülü 50 µm uzunluğundaki bir hücreyi 2.5 saniyede geçer. Aynı glukoz molekülü 1 metrelik mesafeyi 32 yılda geçer.

11 KİTLE AKIMI Suyun hareketini sağlayan bir olaydır. Günlük hayatımızda da sıkça rastlarız. Etkili faktör basınç gradientidir. Suyun köke taşınmasında önemlidir. Çözünmüş madde konsantrasyonundan bağımsız Nehirlerin akışı, yağmur Bir hortumdan suyun çıkışı Borunun çapı, sıvının viskositesi Kök ksilemindeki translokasyon

12 OZMOZ Suyun membrandan hareketi Osmoz enerji gerektirmez Etkili faktör konsantrasyon ve basınç Membranın seçici geçirgen özelliği Transport proteinleri Toplam itici güç=basınç gradienti+konsantrasyon gradienti Su potansiyeli

13 OZMOZ

14 Osmoz-su potansiyeli ilişkisi Serbest enerji Kimyasal potansiyel Kimyasal potansiyel: Konsantrasyon, basınç, yerçekimi ve elektriksel potansiyel SU POTANSİYELİ

15 : psi (megapaskal (MPa); atmosfer (atm), bar, mm Hg) Yüksek potansiyel Düşük potansiyel A ve B bölgeleri A - B (+) ise A B A - B (-) ise B A Saf suyun potansiyeli 0

16 Su potansiyelinin bileşenleri w = s + p + g + m - s Ozmotik potansiyel - p Basınç potansiyeli - g Yerçekimi potansiyeli - m Matriks potansiyeli

17 Ozmotik potansiyel ( s) s ozmotik potansiyel Çözünür madde miktarının su potansiyeli üzerine etkisi Çözünür madde miktarı arttıkça w negatif yönde artar s = van t Hoff eşitliği

18 s = - m x R x T x i m= Molalite R= Gaz sabiti (0, ) T= Sıcaklık (Kelvin) i= İyonizasyon kat sayısı (-) işaret çözünür maddelerin su potansiyelini azalttığını gösterir

19 Basınç Potansiyeli p, çözeltinin hidrostatik basıncını ifade eder. Basıncın su potansiyeline etkisidir. Pozitif ve negatif hidrostatik basınç Açık atmosfer koşullarında p=0

20 p MİNİMUM p MAKSİMUM PLAZMOLİZ DEPLAZMOLİZ

21 YERÇEKİMİ Su aşağıya doğru hareket eder Yerçekimi 10 m lik mesafede su potansiyelinde 0.1 MPa lık değişime yol açar. İhmal edilebilir g=0

22 MATRİKS POTANSİYELİ Suyun katı yüzeylere tutunması ile oluşur. İhmal edilir w = s + p

23 SAF SU Saf su ağzı açık bir kapta ise; - Hidrostatik basınç = Atmosfer basıncı, yani p=0 - Çözünen madde olmadığı için s=0 - Saf suyun potansiyeli w=0

24 ÇÖZELTİ ÇEŞİTLERİ w düşük s yüksek p düşük w yüksek s düşük p yüksek

25 Turgor durumu Plazmoliz Solma durumu

26 p= 0.5 MPa s= -0.6 MPa olan bir A hücresi p= 0.3 MPa s= -0.6 MPa olan bir B hücresi arasında suyun hareketi hangi yönde olur? wa = sa + pa = -0.1 MPa wb = sb + pb = -0.3 MPa wa - wb = -0.1 (-0.3) = 0.2 MPa lık bir basınçla su A hücresinden B hücresine hareket eder.

27 SU POTANSİYELİNİN KULLANIMI Suyun topraktan köklere hareketi ve girişi ve bitki içindeki hareketleri Bitkinin genel su durumu İyi sulanmış bitkide w= -0.1 ile -0.6 MPa Kuraklık durumunda w= -2 ile -5 MPa İyi sulanmış marulda s= -0.5 MPa Şekerpancarı veya üzümde s= -2.5 MPa Halofitlerde w ve s oldukça düşük

28 İyi sulanmış bitkilerde p= MPa Yüksek pozitif basıncın önemi - Birincisi bitkilerdeki büyüme ile ilgilidir - İkincisi ise dokuların mekanik sağlamlığı ile ilgilidir

29

30 SU POTANSİYELİ VE BİLEŞENLERİNİ ÖLÇME Doku ağırlığındaki değişim (Gravimetrik yöntem) Limit plazmoliz Basınç odası yöntemi