ชีววิทยา

เลีย ลี อ การลำ งข งพืช พื

น้ำ เป็นปัจจัยที่จำ เป็นต่อการอยู่รอดของพืช ใช้ในกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสง และ ในกระบวนการอื่น ๆ ของเซลล์ การดูดน้ำ จาก ดินเข้าสู่พืชและการลำ เลียงน้ำ ไปยังส่วนต่างๆ จึงเป็น ๆ สิ่งสำ คัญต่อ การดำ รงชีวิตของพืช การเคลื่อนที่ของน้ำ ในพืชเป็นผลมาจากความ แตกต่างของชลศักย์ (water potential) การลำ เลียงน้ำ ในพืชอาจะแบ่งได้เป็น 3 ช่วง คือ 1. การลำ เลียงน้ำ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่รากพืช 2. การลำ เลียงน้ำ เข้าสู่ไซเล็ม 3. การลำ เลียงน้ำ ภายในไซเล็ม

การแลกเปลี่ลี่ลี่ ลี่ ย ลี่ ย ลี่ ยนแก๊ก๊ก๊ ก๊ ส ก๊ ส ก๊ ส และการคายน้ำน้ำน้ำน้ำน้ำน้ำ ปากใบพืชจำ แนกตามชนิดของพืชอยู่ในสิ่งแวดล้อมต่างๆ ได้เป็น 3แบบ ดังนี้ 1.ปากใบแบบธรรมดา(typical stomata) เป็นปากใบของพืชทั่วไปโดยมีเซลล์คุมอยู่ในระดับ เดียวกับเซลล์เอพิเดอร์มิส พืชที่ปากใบเป็นแบบนี้เป็นพวกเจริญอยู่ในที่ๆ มีน้้าอุดมสมบูรณ์พอสมควร (mesophyte) 2.ปากใบแบบจม(sunken stomata) เป็นปากใบที่อยู่ลึกเข้าไปในเนื้อใบเซลล์คุมอยู่ลึกกว่า หรือต่้ากว่าชั้น เซลล์เอพิเดอร์มิสพบในพืชที่อยู่ในที่แห้งแล้ง(xerophyte) เช่น พืชทะเลทราย พวกกระบองเพชร พืชป่าชายเลน(halophyte) เช่น โกงกาง แสม ล้าพู เป็นต้น 3.ปากใบแบบยกสูง(raised stomata) เป็นปากใบที่มีเซลล์คุมอยู่สูงกว่าระดับเอพิเดอร์มิส ทั่วไปเพื่อช่วยให้น้้าระเหยออกจากปากใบได้เร็วขึ้นพบได้ในพืชที่เจริญอยู่ในน้้า ที่มีน้้ามากหรือชื้นแฉะ(hydrophyte)ใบพืชใบเลี้ยงเดี่ยวบางชนิด เช่น หญ้า ข้าวโพด ที่ชั้นเอ พิเดอร์มิสมีเซลล์ขนาดใหญ่และผนังเซลล์บาง เรียกว่า บัลลิฟอร์มเซลล์(bulliform cell) ช่วย ท้าให้ใบม้วนงอได้เมื่อพืชขาดน้้าช่วยลด การคายน้้าของพืชให้น้อยลง พืชบางชนิดอาจมีเอพิเด อร์มิสหนมากกว่า1ชั้น ซึ่งพบมากทางด้านหลังใบมากกว่าทางด้านท้องใบเรียกว่า มัลติเปิลเอ พิเดอร์มิส (multipleepidermis) ซึ่งพบในพืชที่แห้งแล้งช่วยลดการของได้ เซลล์ชั้นนอกสุดเรียก ว่า เอพิเดอร์มิส ส่วนเซลล์แถวที่อยู่ถัดเข้าไปเรียกว่า ไฮโพเดอร์

ประเภทของการคายน้้า การคายน้้าของพืชเป็นไปในลักษณะของการแพร่เป็นส่วนใหญ่ แบ่งเป็น 3 ประเภท ตามต้าแหน่งที่ไอน้้า ออกมา คือ 1. Stomatal transpiration เป็นการคายน้้าที่ก้าจัดไอน้้าออกมาทางปากใบซึ่งมีอยู่มากมาย ตามผิว ใบ ปากนี้เป็นทางที่มีการคายน้้าออกมากที่สุด 2. Cuticular transpiration เป็นการคายน้้าที่ก้าจัดไอน้้าออกมาทางผิวใบที่มี cuticle ฉาบ อยู่ข้าง นอกสุดของ epidermis แต่เนื่องจาก cuticle ประกอบด้วยสาร cutin ซึ่งเป็น สารประกอบคล้ายขี้ผึ้ง ไปน้้าจึง แพร่ออกทางนี้ได้ยาก ดังนี้พืชจึงคายน้้าออกทางนี้ได้ น้อยและ ถ้าหากพืชใดมี cuticle หนามากน้้าก็ยิ่งออกได้ ยากมากขึ้นทั้ง stomatal และcuticular transpiration ต่างก็เป็นการคายน้้าที่ก้าจัดไอน้้าออกมาจากใบ จึง เรียกการ คายน้้าทั้ง 2 ประเภทนี้รวม ๆ กันว่า Foliar transpiration การคายน้้าออกจากใบดังกล่าว นี้จะเกิดที่ ปากใบประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์และที่ cuticle ประมาณ 10 เปอร์เซ็นต์ 3. Lenticular transpiration เป็นการคายน้้าที่ก้าจัดไอน้้าออกมาทาง lenticel ซึ่งเป็นรอย แตก ตามล้าต้นและกิ่ง การคายน้้าประเภทนี้เกิดขึ้นน้อยมาก เพราะ lenticel มีในพืชเป็น ส่วนน้อยและเซลล์ของ lenticel ก็เป็น cork cell ด้วยไอน้้าจึงออกมาได้น้อยการคายน้้าใน รูปหยดน้้า เป็นการคายน้้าในรูปหยดน้้า เล็ก ๆ ทางรูเปิดเล็ก ๆ ตามปลายเส้นใบที่ขอบ ใบที่เรียกว่า โฮดาโธด (hydathode การคายน้้านี้เรียกว่า กัตเต ชัน (guttation)ซึ่งเกิดขึ้น เมื่ออากาศมีความชื้นมากๆอุณหภูมิต่้าและลมสงบ

การลำ เลียงธาตุอาหาร - การเคลื่อนที่ของธาตุอาหารเข้าสู่พืช การเคลื่อนที่ของธาตุอาหารเข้าสู่รากพืชนั้นแตกต่าง จากน้ำ ในขณะที่โมเลกุลของน้ำ เคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้ม เซลล์ได้โดยออสโมซิสธาตุอาหารไม่สามารถแพร่ผ่าน เยื่อหุ้มเซลล์ได้โดยตรงเนื่องจากอยู่ในรูปของไอออน ชนิดต่างๆ ดังนั้นธาตุอาหารจะเข้าสู่เซลล์พืชและเข้า สู่ไซเล็มได้โดยอาศัยโปรตีนลำ เลียง (TRANSPORT PROTEIN) -ความสำ คัญของธาตุอาหารพืชต้องการธาตุอาหาร เพื่อใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ในการดำ รงชีวิต ธาตุ C,H,O เป็นธาตุหลักที่พบในโครงสร้างและองค์ ประกอบที่สำ คัญของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดรวมทั้งพืช การลำ เลียงอาหาร พืชลำ เลียงอาหารจากบริเวณแหล่งสร้างไปยังแหล่ง รับ โดยอาหารที่ได้จากการสังเคราะห์ ด้วยแสงจะถูก เปลี่ยนเป็นซูโครสและถูกลำ เลียงผ่านทางโฟลเอ็ม โดยอาศัยความแตกต่างของความดันในซีฟทิวบ์ เมมเบอร์ระหว่างบริเวณแหล่งสร้างและแหล่งรับ

การสังเคราะห์แสง หรือ PHOTOSYNTHESIS คือกระบวนการที่สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนพลังงานแสงเป็น พลังงานเคมีโดยเก็บสะสมไว้ในสารอินทรีย์ที่สิ่งมี ชีวิตสร้างขึ้นและพลังงานเคมีที่สร้างขึ้นนี้จัดว่า เป็นแหล่งพลังงานที่สิ่งมีชีวิตต่างๆในโลกนี้ได้ใช้ ประโยชน์ โดยมีสมการรวมของกระบวน การสังเคราะห์แสง คือ 6CO2 + 12H2O + พลังงานแสงและคลอโรฟิลล์ → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

การสังเคราะห์ด้วยแสง เกิดขึ้นที่ไหน ? เกิดขึ้นได้หลาย ๆ ที่ ได้แก่ ใบพืช –เป็นส่วนที่มีคลอโรฟิลล์มากที่สุดPALISADE MESOPHYLL –เป็นส่วนที่มีคลอโรพลาสต์มากที่สุดSPONGY MESOPHYLL –เป็นส่วนที่เก็บแป้งซึ่งเปลี่ยนจากน้ำ ตาลที่สร้างขึ้น จาก PALISADE CELL (เก็บชั่วคราว จนกว่าจะนำ ไปใช้) STOMA – ช่องว่างระหว่างGUARD CELL ที่ให้ก๊าซผ่านเข้า ออกที่ผิวใบ การสังเคราะห์ด้วยแสงมีองค์ประกอบอะไรบ้าง ? •แสงสว่างถือเป็นแหล่งพลังงานโดยแสงที่มี ประโยชน์คือแสงที่มีความยาวช่วงคลื่น 400-700นาโนเมตร โดยการดูดกลืนพลังงานแสง ของรงควัตถุนั้นจะสอดคล้องกับประสิทธิภาพการ สังเคราะห์แสงด้วย •รงควัตถุจะดูดซับพลังงานแสงซึ่งรงควัตถุนั้น ได้แก่ คลอโรฟิลล์ (CHLOROPHYLL), แคโรทีนอยด์(CAROTENOID)และไฟโคบิลิน (PHYCOBILIN) •คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) : เป็นวัตถุดิบ •น้ำ (H2O) : เป็นวัตถุดิบ

ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถแบ่งได้ 2ขั้นตอนเกิดต่อเนื่องกันในคลอโรพลาสต์ คือ 1.ปฏิกิริยาที่ใช้แสง(LIGHT-DEPENDENTREACTIONS) เป็นการ เปลี่ยนรูปพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีเกิดขึ้นบริเวณ THYLAKOIDซึ่งมีรงควัตถุต่างๆอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม โดยมีการเกาะ ตัวอยู่กับโปรตีนหลายชนิด กลุ่มของโปรตีนบน THYLAKOID ที่มีรงควัตถุประกอบอยู่ด้วยนีเรียกว่าระบบ แสง(PHOTOSYSTEM)ทําหน้าที่รับพลังงานแสงมาใช้ในการ สร้างสารที่มีพลังงานสูง คือ ATP และ NADPH เพื่อนําพลังงานที่ ได้ไปใช้ในการสร้างสารอินทรีย์ในกระบวนการตรึง คาร์บอนไดออกไซด์ต่อไป •การถ่ายทอดอิเล็กตรอนและการสังเคราะห์ ATP เป็นการะบวน การที่พืชใช้แสงสว่างเพื่อสร้างสารเคมีที่มีพลังงานสูง (ATP) •การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็นวัฏจักรในปฏิกิริยาที่ใช้แสง เป็นการถ่ายทอดผ่านทั้งระบบแสง I และระบบแสง II ซึ่งพลังงานแสงที่ถูกถ่ายทอดในกรณีนี้จะไม่ถูกนําไปสังเคราะห์ NADPH แต่สามารถนําไปใช้ สร้าง ATP ได้ และวัฏจักรนี้ อาจเกิดขึ้นได้ในภาวะที่พืชต้องการ ATP เพิ่มขึ้นหรือในภาวะที่ ไม่มี NADP+ เพียงพอที่จะนาไปสร้างเป็น NADPH 2.ปฏิกิริยาการสร้าง(Synthesisreactionหรือ Carbonfixation reactions)จะเกิดขึ้นใน stroma และเป็น ปฏิกิริยาที่ไม่ได้ใช้แสงโดยตรง แต่จะใช้ผลผลิตจากปฏิกิริยาที่ ใช้แสง (NADPH2, ATP) บริเวณที่รับแสงตลอดเวลาปฏิกิริยาที่ ใช้แสงและปฏิกิริยาการสร้างเกิดพร้อม ๆ กันตลอดเวลา

ปัจจัยที่มีผลต่อการ สังเคราะห์ด้วยแสง • ความเข้มของแสง โดยหากมีความเข้มของแสงมาก อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อุณหภูมิ กับความเข้มของแสงนั้นมีผลต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วย แสงร่วมกัน • ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ โดยหากความเข้ม ข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เพิ่มขึ้นจากระดับปกติที่ มีในอากาศ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มสูงขึ้นตามไป ด้วยจนถึงระดับหนึ่ง •อุณหภูมิ โดยทั่วไปอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้น เรื่อย ๆ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 10-35 °C ถ้าอุณหภูมิสูงขึ้นกว่า นี้อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดต่ำ ลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 1 2 3

•ก๊าซออกซิเจน โดยหากก๊าซออกซิเจนลดลงจะมีผลทำ ให้ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงสูงขึ้น •น้ำ (H2O) ถือเป็นวัตถุดิบที่จำ เป็นต่อกระบวนการ สังเคราะห์ด้วยแสง (แต่ต้องการประมาณ 1% เท่านั้น จึงไม่สำ คัญมากนัก เพราะพืชมีน้ำ อยู่ภายในเซลล์อย่าง เพียงพอ) •อายุของใบ ใบจะต้องไม่แก่หรืออ่อนจนเกินไป ซึ่งในใบ อ่อนคลอโรฟิลล์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบที่แก่มากๆ คลอ โรฟิลล์จะสลายตัวไปเป็นจำ นวนมาก 4 5 6