Giao thông vận tải của nước và Khoáng sản tại các nhà máy

Chia sẻ: Nguyễn Thị Phương Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

95
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giao thông vận tải của nước và Khoáng sản tại các nhà máy Hầu hết các nhà máy an toàn của các nước và các khoáng chất cần thiết từ gốc rễ của họ. Đường đi là: đất - rễ - thân - lá Các khoáng chất (ví dụ, K + , Ca 2 + ) đi hòa tan trong nước (thường đi kèm với các phân tử hữu cơ khác nhau được cung cấp bởi các tế bào gốc). Ít hơn 1% của các nước đạt lá được sử dụng trong quang hợp, thực vật tăng trưởng. Hầu hết đó...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giao thông vận tải của nước và Khoáng sản tại các nhà máy

Giao thông vận tải của nước và Khoáng sản tại các nhà máy Hầu hết các nhà máy an toàn của các nước và các khoáng chất cần thiết từ gốc rễ của họ. Đường đi là: đất -> rễ -> thân -> lá Các khoáng chất (ví dụ, K + , Ca 2 + ) đi hòa tan trong nước (thường đi kèm với các phân tử hữu cơ khác nhau được cung cấp bởi các tế bào gốc). Ít hơn 1% của các nước đạt lá được sử dụng trong quang hợp, thực vật tăng trưởng. Hầu hết đó là bị mất trong thoát hơi. Tuy nhiên, thoát hơi không phục vụ hai chức năng hữu ích: Nó cung cấp lực lượng cho việc đưa nước  lên thân cây. Nó làm mát lá.  Nước và khoáng chất vào gốc của đường dẫn riêng biệt mà cuối cùng hội tụ trong bia .
Các Lộ trình của nước Đất nước đi vào gốc thông qua các lớp biểu bì của nó. Nó xuất hiện nước mà sau đó di chuyển trong cả hai tế bào chất của tế bào gốc - được gọi  là symplast - có nghĩa là, nó đi qua các màng huyết tương và sau đó truyền từ tế bào để tế bào thông qua plasmodesmata . trong các phần vật không sống của gốc -  được gọi là apoplast - đó là, trong không gian giữa các tế bào và trong các bức tường tế bào mình. Nước này đã không vượt qua một màng huyết tương. Tuy nhiên, ranh giới bên trong của vỏ não, các endodermis , là không thấm nước vì một
ban nhạc của suberized ma trận được gọi là dải casparian . Do đó, để vào apoplastic, nước bia phải nhập s ymplasm của các tế bào endodermal. Từ đây nó có thể đi qua plasmodesmata vào các tế bào của bia. Một khi bên trong bia, nước là một lần nữa tự do di chuyển giữa các tế bào cũng như thông qua chúng. Trong rễ non, nước nhập trực tiếp vào chất gỗ tàu thuyền và / hoặc tracheids [ liên kết đến quan điểm của cấu trúc của mạch và tracheids ]. Đây là những vật không sống ống dẫn như vậy là một phần của apoplast này. Một lần trong x ylem, nước với các khoáng sản đã được gửi vào nó (cũng như các phân tử hữu cơ không thường xuyên được cung cấp bởi các tế bào gốc) di chuyển lên trong các mạch và tracheids. Ở cấp độ nào, các nước có thể để lại các chất gỗ và đi theo chiều ngang để cung cấp cho nhu cầu của các mô khác. Theo lá, chất gỗ đi vao cuống và sau đó vào các tĩnh mạch của lá. Nước lá các tĩnh mạch tốt nhất và đi vào các tế bào của lớp xốp và rào lại . Dưới đây một số các nước có thể được sử
dụng trong trao đổi chất, nhưng hầu hết là bị mất trong thoát hơi. Các Pathway về khoáng sản Khoáng sản nhập vào root bằng vận tải hoạt động vào các tế bào biểu bì của symplast và di chuyển về hướng và vào trong bia qua plasmodesmata kết nối các tế bào. Họ nhập các nước trong xylem từ các tế bào của pericycle sự (cũng như của các tế bào nhu mô xung quanh xylem) thông qua các kênh truyền màng chuyên ngành. Thông qua những gì mà các lực lượng nước xylem không? Quan sát Cơ chế này dựa trên lực lượng hoàn toàn  vật lý bởi vì các mạch xylem và tracheids đang không hoạt động. Nguồn gốc không cần thiết. Điều này đã  được chứng minh trong một thế k ỷ trước bởi một nhà thực vật học người Đức xẻ xuống một cây sồi 70-ft (21 mét) và đặt các cơ sở của thân cây trong một thùng dung dịch axít picric. Các giải pháp đã được rút
lên thân cây, làm chết các mô lân cận như nó đã đi. Tuy nhiên, lá là cần thiết. Khi các acid đạt lá  và giết chết chúng, phong trào đi lên của nước chấm dứt. Loại bỏ một ban nhạc của vỏ cây từ khắp  nơi trên thân cây - một quá trình gọi là girdling - không làm gián đoạn dòng chảy hướng lên của nước. Girdling chỉ loại bỏ libe, không phải là chất gỗ, và vì vậy không tán lá héo. (Thông thường, tuy nhiên, các rễ - và do đó toàn bộ nhà máy - sẽ chết vì rễ không thể nhận được bất kỳ thực phẩm sản xuất bởi những chiếc lá.) Thoát hơi-Kéo Năm 1895, nhà máy Ailen physiologists HH Dixon và J. Joly đề xuất rằng nước được kéo lên nhà máy do căng thẳng (áp suất âm) từ bên trên. Như chúng ta đã thấy, nước này liên tục bị mất từ lá do thoát hơi. Dixon và Joly tin rằng sự mất nước trong lá tác động một kéo trên mặt nước trong ống dẫn x ylem và thu hút nhiều nước hơn vào lá.
Nhưng ngay cả các máy bơm chân không tốt nhất có thể kéo nước lên một độ cao chỉ 34 ft (10,4 m), hay như vậy. Điều này là do một cột nước cao là áp lực của lb 15 ~ / năm 2 (103 kilopascals, kPa) chỉ counterbalanced bởi áp lực của khí quyển. Làm thế nào nước có thể được rút ra từ đầu của Sequoia một (cao nhất là 113meters] 370 feet [cao)? Lấy tất cả các yếu tố vào tài khoản, một kéo của ít nhất 270 lb / năm 2 (~ 1,9 x 10 3 kPa) có lẽ là cần thiết. Câu trả lời cho tình trạng khó xử này nằm trong sự gắn kết của các phân tử nước, đó là tài sản của các phân tử nước bám vào nhau thông qua các liên kết hydro được hình thành. Liên kết để thảo luận các liên kết hydro trong nước. Khi nước tinh khiết được giới hạn trong ống rất nhỏ mang, lực lượng của sự gắn kết giữa các phân tử nước truyền đạt tuyệt vời sức mạnh để các cột nước. Nó đã được báo cáo rằng những căng thẳng lớn như £ 3000 / trong 2 (21 x 10 3 kPa) là cần thiết để phá vỡ cột, về giá trị
cần thiết để phá vỡ dây thép của cùng một đường kính. Trong một ý nghĩa, sự gắn kết của các phân tử nước cho họ những tính chất vật lý của dây dẫn rắn. Vì vai trò quan trọng của sự gắn kết, các-kéo thoát hơi lý thuyết cũng được gọi là lý thuyết gắn kết . Một số hỗ trợ cho lý thuyết Nếu sap trong xylem là theo căng thẳng,  chúng ta có thể mong đợi các cột để chụp ngoài nếu không được giới thiệu vào mạch xylem bởi thủng nó. Đây là trường hợp. Nếu nước trong tất cả các ống dẫn x ylem là  theo căng thẳng, cần có một kết quả kéo vào phía trong (vì độ bám dính) trên các bức tường của các ống dẫn.Điều này kéo vào trong ở băng tần dát gỗ trong một transpiring cây cần chủ động, lần lượt, gây ra một giảm trong đường kính thân cây. Biểu đồ cho thấy các kết quả thu được bằng DT MacDougall khi ông thực hiện các phép đo liên tục của đường kính của một thông Monterey. Các đường kính dao động hàng ngày của nó đạt tối thiểu khi tỷ lệ thoát hơi đạt của nó tối đa (khoảng giữa trưa)
Các cây mây có thể lên cao tới 150 ft (45,7  m) trên cây của rừng mưa nhiệt đới ở đông bắc Australia để có được tán lá của nó vào mặt trời. Khi các cơ sở của một cây nho bị cắt đứt trong khi đắm mình trong một chậu nước, nước tiếp tục được đưa lên. Một nho nhỏ hơn 1 inch (2,5 cm) đường kính sẽ "uống" nước vô thời hạn với tốc độ lên đến 12 ml / phút. Nếu buộc phải lấy nước từ một hộp kín, cây nho như vậy mà không có bất k ỳ giảm giá, mặc dù các chân không gây trở nên tuyệt vời mà các nước còn lại bắt đầu sôi một cách tự nhiên. (Nhiệt độ sôi của nước là làm giảm áp suất không khí trong nước giảm, đó là lý do tại sao phải mất nhiều thời gian để tự nấu ăn ở Denver hơn ở New Orleans.) Thoát hơi kéo cho phép một số cây và bụi  cây để sống trong nước biển. Nước biển là rõ rệt trương để các tế bào chất trong rễ của rừng ngập mặn ven biển, và chúng ta có thể mong đợi nước để rời khỏi các tế bào dẫn đến mất mát trong turgor và héo. Trong thực tế, cao đáng kể căng thẳng (về thứ tự của 500-800 lb / trong 2 [~ 3-5000 kPa]) trong xylem có thể kéo nước vào nhà máy chống
lại điều này gradient thẩm thấu . Vì vậy, rừng ngập mặn nước biển người thâu thuế nghĩa đen để đáp ứng nhu cầu của họ. Vấn đề với lý thuyết Khi nước được đặt dưới một chân không cao, các khí hoà tan ra khỏi giải pháp như bong bóng (như chúng ta đã thấy ở trên với các cây mây). Điều này được gọi là xâm thực . Bất k ỳ các tạp chất trong nước tăng cường quá trình. Vì vậy, các phép đo cho thấy độ bền kéo cao sức mạnh của nước trong các mao mạch đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao - không phải là trường hợp của nhựa trong xylem này. Vì vậy, xâm thực có thể phá vỡ cột nước trong xylem và do đó làm gián đoạn dòng chảy của nó? Có lẽ là không, miễn là sự căng thẳng không đáng kể vượt quá 270 £ / năm 2 (~ 1,9 x 10 3 kPa). Bởi ngành quay trong máy ly tâm, nó đã được chứng minh rằng các nước trong x ylem tránh xâm thực ở áp suất tiêu cực trên £ 225 / năm 2 (~ 1,6 x 10 3 kPa). Và thực tế là sequoias thành công có thể nâng nước 358 ft (109 m) - mà có thể yêu cầu một sự căng thẳng là 270 lb /
năm 2 (~ 1,9 x 10 3 kPa) - cho biết đó là tránh xâm thực, ngay cả ở giá trị đó. Tuy nhiên, chiều cao như vậy có thể được tiếp cận các giới hạn về vận chuyển chất gỗ. Các phép đo gần trên cùng của Sequoia sống cao nhất (370 ft [= 113 m] cao) cho thấy rằng những căng thẳng cao cần thiết để có được nước lên đã có kết quả: nhỏ hơn lỗ khí hở , gây ra  thấp hơn nồng độ CO 2 trong kim, gây ra  giảm quang, gây ra  giảm tăng trưởng (nhỏ hơn các tế bào và  bơm kim tiêm nhỏ hơn nhiều). (Xem Koch, GW et al ., Thiên nhiên , 22 tháng tư 2004.) Vì vậy, các giới hạn về vận chuyển nước hạn chế chiều cao cuối cùng mà cây có thể đạt được. Cây cao nhất từng đo được, một linh sam Douglas, là 413 ft (125,9 m) cao. Root áp Khi một nhà máy cà chua là một cách cẩn thận cắt đứt gần
cơ sở của thân cây, nhựa chảy từ cuống rốn. chất lỏng này được đưa ra khỏi áp lực đó được gọi là áp lực rễ. Root áp lực được tạo ra do áp suất thẩm thấu của xylem nhựa mà là, lần lượt, tạo ra bằng cách hòa tan khoáng sản và  đường  đã được tích cực vận chuyển vào các apoplast bia. Một ví dụ quan trọng là phong đường khi, vào đầu mùa xuân rất, nó thủy phân tinh bột lưu trữ trong gốc rễ của nó thành đường. Điều này làm cho nước để vượt qua bằng cách thẩm thấu qua các endodermis và vào các ống dẫn x ylem. Các dòng liên tục lực lượng của nhựa lên các ống dẫn. Mặc dù gốc áp lực đóng một vai trò trong việc vận chuyển nước trong xylem trong một số nhà máy và trong một số mùa giải, nó không tài khoản cho giao thông vận tải nước nhất.
Rất ít các nhà máy phát triển áp lực gốc lớn  hơn 30 lb / năm 2 (207 kPa), và một số phát triển không có áp lực gốc ở tất cả. Khối lượng vận chuyển chất lỏng bằng áp  lực gốc là không đủ để giải thích cho sự chuyển động đo được của nước trong xylem của hầu hết các cây và dây leo. Những nhà máy với lưu lượng hợp lý tốt  của sap thì dễ có gốc thấp nhất áp lực và ngược lại. Những áp lực rễ cao nhất xảy ra vào mùa  xuân khi sap là mạnh trương cho đất nước, nhưng tỷ lệ thoát hơi thấp. Vào mùa hè, khi thoát hơi cao và nước là di chuyển nhanh chóng thông qua xylem, thường không có áp lực gốc có thể được phát hiện. Vì vậy, mặc dù gốc áp lực có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc vận chuyển nước ở các loài nhất định (ví dụ, các cọ dừa) hoặc tại thời điểm nhất định, hầu hết các nhà máy đáp ứng nhu cầu của họ bằng cách kéo thoát hơi.