∆ การลำเลียงน้ำ และแร่ธาตุ ∆

เนื้อหานี้เป็นเนื้อหาบูรณาการวิชาชีววิทยา(พืช) ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5

การดูดน้ำของพืชเริ่มต้นที่บริเวณปลายรากของพืชที่อยู่ใต้ดินลงไป โดยจะมีขนรากที่เป็นเซลล์เอพิเดอร์มิส (Epidermis) ช่วยเพิ่มพื้นที่ในการดูดน้ำ ซึ่งใช้วิธีการดูดน้ำแบบออสโมซิส (Osmosis) คือ น้ำจากบริเวณที่มีความเข้มข้นน้อย (น้ำจะมาก) เคลื่อนที่ผ่านเยื่อเลือกผ่านมายังบริเวณที่มีความเข้มข้นมาก (น้ำจะน้อย) ดังนั้น ภายในเซลล์ของขนรากจะมีแวคิวโอลที่บรรจุสารละลายความเข้มข้นสูงไว้เพื่อให้น้ำออสโมซิสเข้ามาได้ง่าย แต่ถ้าใส่ปุ๋ยให้แก่ต้นไม้มากเกินไปจะทำให้ดินบริเวณนั้นมีความเข้มข้นสูงกว่าเซลล์ของขนราก น้ำก็จะออสโมซิสเข้ามาได้ยากขึ้นและส่งผลให้ต้นไม้เหี่ยวตายได้

เมื่อน้ำสามารถผ่านชั้นเอพิเดอร์มิสเข้ามาได้ น้ำจะต้องผ่านชั้นคอร์เทกซ์ (Cortex) เอนโดเดอร์มิส (Endodermis) และเพริไซเคิล (Pericycle) เพื่อเข้าสู่ไซเลม (Xylem) ที่อยู่ในสตีล (Stele) โดยการลำเลียงผ่านเข้ามาจากด้านข้าง (Lateral transport) ตามแนวรัศมีของราก

ทั้งนี้ น้ำจะมีการเคลื่อนที่ 2 วิธีเพื่อเข้ามาสู่ไซเลม ได้แก่

1. Apoplast การที่น้ำและแร่ธาตุผ่านจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์หนึ่ง โดยผ่านช่องว่างระหว่างผนังเซลล์ในชั้น cortexและผ่านเซลล์ที่ไม่มีชีวิต (ยกเว้น endodermis) คือ tracheid และ veesel

2. Simplast คือการที่น้ำและแร่ธาตุผ่านจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง โดยผ่านทางไซโทพลาซึมที่เชื่อมต่อกันและทะลุไปอีกเซลล์หนึ่งโดยผ่านทางPlasmodesmata  ดังนั้นการที่น้ำและแร่ธาตุสามารถผ่านไปจึงเป็นการผ่านชั้นเยื่อหุ้มเซลล์เท่านั้น เมื่อน้ำและแร่ธาตุเคลื่อนมาถึง เอนโดเดอร์มิสซึ่งมีแคสพาเรียนสตริป (Casparian strip) กั้นอยู่ที่ผนังเซลล์ น้ำและแร่ธาตุจะผ่านไปตามผนังเซลล์ไม่ได้ ดังนั้นน้ำและแร่ธาตุจึงต้องผ่านไปทางไซโทพลาซึม ของเซลล์เอนโดเดอร์มิส นั่นคือ วิธี Apoplast น้ำและแร่ธาตุจะผ่านชั้นเอนโดเดอร์มิสไปไม่ได้ จึงต้องใช้วิธีซิมพลาสต์ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ของ เอนโดเดอร์มิส เข้าสู่ cytoplasm ของ endodermis แล้วจึงเข้าสู่ stele จนถึงxylem แร่ธาตุที่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์จึงถูกคัดเลือก  โดยเยื่อหุ้มเซลล์

• แรงที่ช่วยในการลำเลียงน้ำในพืช •

    1.Capillary Action เกิดจากแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำกับผนังด้านข้างของ xylem ที่เรียกว่า Adhesion

    2.Root Pressure เกิดจากการดูดน้ำเข้ามาสะสมและแออัดอยู่ใน xylem ทำใ้ห้เกิดแรงดันของน้ำภายในราก

    3.Transpiration pull เกิดจากการที่น้ำทุกส่วนในพืชต่อกันเป็นสายและจะมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำ เรียกว่า Cohesion เมื่อพืชคายน้ำออกทางปากใบจะมีแรงดึงให้น้ำเคลื่อนที่

∆ การลำเลียงสารของพืช ∆ คือ 

โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงน้ำและอาหารของพืช ซึ่งประกอบด้วยระบบท่อลำเลียง (Vascular Tissue System) ที่เป็นเนื้อเยื่อซึ่งเชื่อมต่อกันตลอดในลำต้น โดยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากรากส่งต่อไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง (Photo Synthesis) ก่อนจะนำสารหรือน้ำตาลซึ่งเป็นผลผลิตจากกระบวนการดังกสนล่าว ส่งต่อไปยังเนื้อเยื่อในส่วนต่าง ๆ ของพืช เพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมอื่น ๆ ของเซลล์ เช่น การหายใจ การสืบพันธุ์ และการเคลื่อนไหว และการเจริญเติบโตต่อไป

น้ำ สารอาหารและแร่ธาตุต่าง ๆ จะถูกลำเลียงไปในรูปของสารละลาย ตั้งแต่บริเวณปลายรากหรือที่เรียกว่า “ขนราก” (Root Hair) จำนวนมากของพืช

ซึ่งดูดสารต่าง ๆ ขึ้นมาจากพื้นดินและนำส่งต่อไปยังระบบท่อลำเลียงหรือกลุ่มเซลล์ที่เรียกว่า “มัดท่อลำเลียง” (Vascular Bundle) ที่ประกอบด้วยเนื้อเยื่อสำคัญ 2 กลุ่ม คือ

• ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ • หรือ “ไซเลม” (Xylem) คือ เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจากดิน ผ่านรากขึ้นสู่ลำต้นไปยังใบและปลายยอดของพืช ประกอบด้วยเวสเซล (Vessel) และเทรคีด (Tracheid) ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่ตายแล้วเรียงต่อกัน ซึ่งจะสลายตัวไป เมื่อพืชเจริญเติบโตเต็มที่ ส่งผลให้ท่อลำเลียงหรือไซเลมมีลักษณะกลวงตลอดทั้งแนว โดยที่การลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจะมีทิศทางการลำเลียงขึ้นสู่ปลายยอดของต้นไม้เท่านั้น ไม่มีการลำเลียงลงกลับด้านล่าง เป็นระบบที่อาศัยการแพร่แบบออสโมซิส (Osmosis) ตั้งแต่ในรากและแรงดึงตามธรรมชาติ 

• ท่อลำเลียงอาหาร • หรือ “โฟลเอม” (Phloem) คือ เนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงสารอาหาร โดยเฉพาะ “น้ำตาลกลูโคส” (Glucose) ที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในรูปของสารละลาย นำส่งจากใบไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืชที่กำลังมีการเจริญเติบโต รวมถึงการนำไปเก็บสะสมไว้ที่ใบ รากและลำต้น การลำเลียงอาหารสามารถเกิดได้ในทุกทิศทาง

∆ เนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ ∆ (Xylem)

ประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ที่ทำหน้าที่หลักในการลำเลียงน้ำคือ

  1. เทรคีด (Tracheid) เป็นกลุ่มเซลล์ที่มีรูปร่างยาวปลายค่อนข้างแหลม ที่ผนังเซลล์มีสารพวกลิกนิน ไม่พบในพืชมีดอก เมื่อโตเต็มที่เวลลืจะตาย

  2. เวสเซล เมมเบอร์ (Vesel member) ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่มีผนังหนา และมีสารพวกลิกนิน เซลล์มีรูปร่างยาวหรือสั้นปลายเซลล์อาจเฉียงหรือตรงและมีช่องทะลุถึงกัน เมื่อโตเต็มที่เซลล์จะตาย เรียกเวสเซลเมมเบอร์หลายเซลล์มาเลียงต่อกันและมีช่องทะลุถึงกันว่าเวสเซล (Vesel)

  3. ไซเล็มพาเรงคิมา (Xylem parenchyma) เป็นเซลล์พาเรงคิมาที่พบในเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ

  4. ไซเล็มไฟเบอร์ (Xylem fiber) เป็นเซลล์ไฟเบอร์ที่พบในในเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ

∆ เนื้อเยื่อลำเลียงอาหาร ∆ (Phloem)

ประกอบด้วยกลุ่มเซลล์พวก

1. ซีฟทิวบ์เมมเบอร์ (Sieve tube member) เป็นเซลล์รูปร่างทรงกระบอกยาวที่ปลายผนัง 2 ด้านจะมีรูพรุนเรียก

ซีฟเพลต(Seive plate) ซีฟทิวบ์เมมเบอร์หลายเซลล์มาเรียงต่อกันเรียกว่าซีฟทิวป์ (Sieve tube)

ซีฟทิวบ์เมมเบอร์เมื่อโตเต็มที่นิวเคลียสจะสลายไปเพื่อให้การลำเลียงอาหาร มีประสิทธิภาพมากขึ้น

2.คอมพาเนียนเซลล์(Companion cell) เป็นเซลล์ที่อยู่ติดกับซีฟทิวป์เมมเบอร์โตเต็มที่มีชีวิตตลอดโดยทำหน้าที่สร้างสารที่จำเป็นส่ง

ให้กับซีฟทิวบ์เมมเบอร์ (Sieve tube member) ซึ่งไม่มีนิวเคลียส

3. โฟลเอ็มพาเรงคิมา (Phloem parenchyma) เป็นเซลล์พาเรงคิมาที่พบอยู่ในเนื้อเยื่อโฟลเอ็ม

4. โฟลเอ็มไฟเบอร์ (Phloem fiber) เป็นเซลล์ไฟเบอร์ที่พบในเนื้อเยื่อโฟลเอ็ม

ที่มา : https://sites.google.com/site/pandaree071238/kar-laleiyng-sar-ni-phuch/kar-laleiyng-na-laea-rae-thatu

https://www.trueplookpanya.com/knowledge/content/72908/-scibio-sci-

https://ngthai.com/science/33440/plant-transport-system/

http://www.nana-bio.com/e-learning/Complex%20%20permanent%20tissue.htm