آب، سلول و گیاه

صفحه 1:
آب؛ سلول و گیاه ویژگی های منحصر به فرد فیزیکی و شیمیایی آب: .توزیعنامتقارن الکترون ها سبب می شود تا آب مولکولی قطبی یاشد .تفکیک بارهای مثبت و منفی بين اکسیژن و هیدروژن: چیوند هیدروژنی بین مولکول های آب همجوا ب و سایر مولکول های قطبی .پیوند هیدروژنی مسئول بسیاری از خواص منحصر به فرد آب در مقایسه با ملکولهای با اندازه ملکولی یکسان است ‎OT.‏ پهسته های هیدراسیهن در اطراف ابرمولکول ها تشکیل می دهد ‎ ‏: ویژگی های حرارتی آب آب در محدوده دمایی مناسب برای حیات حالت مایع خود را حفظ می کند .ظرفیت. گرمایی منحصر به فرد آب: گرمای ویژه آب برابر با یک کالری (۴/۱۸ ژول بر گرم بردرجه سانتیگراد) است ‎ ‏.هدایت گرمافی آب بالا است: حذب و پخش مقدار زیادی انرژی بدون افزایش جدی دما و پایداری حرارتی گیاه .آب دارای گرمای ذوب و گرمای تبخیر بالایی است: تنظیم درجه حرارت گیاه آب حلال تمام عیاری استذ تشکیل پوسته هیدراسیون (در اطراف یونها یا ملکولهای باردار) کلیدی است چیوستگی: جاذبه قوی متقابل بین مولکول های آب که ناشی از پیوندهای هیدروژنی است ‏.قدرت کشش (کشش سطحی) ناشی از پیوستگی است: علاوه بر قدرت کشسانی؛ قطرات آب کروی می مانند .قدرت کشسانی: حداکثر کششی است که یک ستون ممتد از هر ماده ای تحمل می کند چسبند گی: جذب مولکول آب به سمت سطوح جامد ‏.صعود مویینگی آب ناشی از چسبندگی است ‎ 

صفحه 2:
‎=a _—‏ ات سلول و كاه ‏كنترل حركت آب توسط انتشار و حژکت توده ای صورت می يرك * ‏.نقل مکان: به صورت فعال و غیر فعال ممکن می گردد ‏* حرکت غیر فعال اغلب مواد يا به صورت حرکت توده ای است يا به صورت انتشار. ‏* حرکت توده ای از فشار هیدروستاتیک (نیروی بیرونی نظیر جاذبه یا فشار) منشا می گیرد. ‏* انتشاو: نوعی حرکت جهت دار مواد (ذرات) از ناه با غلظت بالا به ناحیه با غلظت پایین است. مثال: گل و کز حل شده در ‏آب. دی اکسید کربن حل شده در آب یا دی اکسید کربن موجود در هوا. ‏* قانون فيكث: سرعت اننشار به طور مستقيم با سطح مقطع سیر تشر و گرادین غلظت ی فشر بخار و به طور معكوس با طول مسير انتشار ارتباط دارد. ‏* اسمز: انتشار آب از خلال يكك غشاء با قابليت عبور انتخابى. در مورد حركت آب اسمز يكك حالت خاص از انتشار است. * قانون فيك براى انتشار مولكول هاى ماده حلال هم صادق است. ‏انتشار اسمزى آب تنها هنكامى رخ مى دهد كه دو ظرف (دو سلول) بوسيله غشا با قابليت نفوذ انتخابى جدا شده باشند و به جنين سازو كارى اسمز مى كويند. ‏آب همان هر ماده ديكرى تنها هنكامى كه تفاوت بين انرى ‎OT‏ در دو بخش از يكك سيستم وجود دارد مى تواند حركت 

صفحه 3:
‎oT‏ سلول و گیاه ‎cell sap cell sap less more concentrated ‎ 

صفحه 4:
‎Zz -‏ ‎wl‏ سلول و كاه * محتوای انرژی آب را همانند هر ماده دیگری می توان بر اساس پتانسیل شیمیایی آن بیان نمود. * انرژی شیمیایی عبارت است از مقدار انرژی» آزاد بر یک مول از ماده مورد نظر و معیاری از ظرفیت و قابلیت ‎OT‏ ماده برای واکنش یا حرکت می باشد. ۰ اسمز تنها منگامی رخ می دهد که انرژیب آزاد مولی آب (یتانسیل شیمیایی آب) در یکك طرف غشاء با نفوذپذیری انتخابی ب آزاد مولی آب در طرف دیگر همان غشا باشد. حل شدن ماده حل شونده (ماده محلول) در یک محلول آبی سبب کاهش پتانسیل شیمیایی و در نتیجه افت انرژی آزاد آب از طریق کاهش نسبت مولی آب در آن محلول می شود. سلول های گیاهی ورود و خروج آب را از طریق تغییر در غلظت مواد محلول در سیتوسل نسبت به غلظت محلول خارج سلولی کنترل می کنند. پتانسیل شیمیایی آب مقدار کاریه که آب می تواند در یک نقطه (به عنوان مثال یک سلول یا وا کوئل) در مقایسه با آب خالص در همان دما و فشار اتسفری انجام دهد را نشان می دهد. تنها راهی که سلولهای گیاهی می توانند حر کت آب را تنظیم کنند از طریق ایجاد نوعی گرادیان مواد محلول در دو طرف غشاء است. حرکت و جریان آب غیر فعال است ولی حرکت و جریان مواد محلول نیاز به انتقال فعال دارد: اسمز بطور غیر مستقیم به انرژی نیاز * .دارد ‏* تنظیم اسمزی: ساز کار تنظیم وضعیت آب سلول گیاهی از طریق تجمع مواد محلول ‏از انرژی ‎ 

صفحه 5:
‎Za 5‏ اتب سلول و گیاه انسیل شیمیایی آب دارای یکك جزء اسمزی و یکث جزء فشاری است. ‏اگر لوله با قبلیت عبور انتخابی را از محلول قند پر کرده و در یک ظرف آب خالص وارونه گذاشته شود: حجم محلول موجود در لوله با نتشار آب از طریق غشاء افزایش می يابد تا فشار هیدروستاتیک ایجاد شده در لوله با نیرویی که آب را بداخل لوله می راند برابر گردد. این نیرو که از واحد فشار برخوردار است (ثیرو بر واحد سطح) را فشار اسمزی می كويند. ‏مقدار فشار اسمزی که بوجود می آید تابع غلظت مواد محلول است. ‎ ‎ ‎ ‏یک محلول به خودی خود نمی تواند دارای فشار اسمزی باشد. این محلول فقط در حالتی دارای پتانسیل اعمال فشار است که در یک اسمومتر قرار داده شود: محلول ياد شده دارای پتانسیل اسمز است. پس پتانسیل اسمزی - منفی فشار اسمزی. ‏فشار هم یکی از فاکتورها در تعبین جهت و سرعت حرکت آب در اسمومتر می باشد. ‏هم انتشار و هم فشار پتانسیل شیمیایی کل آب را تعبین می کنند و پتانسیل شیمیایی کل است که حرکت آب را در گیاه تنها در درختان بلند (ارتفاع پیش از ۱۰ متر) بخش تقلی پتانسیل آب می تواند قابل توجه باشد. ‏اندازه گیری مقادیر نسبی آسان تر از اندازه گیری مقادیر مطلق است. ‏بیان پتانسیل آب به صورت واحد فشار (پاسکال) که سنخیت مى كيرد ‏پاسکال (۳۵) که برابر با نیروی یک نيوتن بر متر مربع است واحد استاندارد |5 براى فشار است. ‎ ‎ ‎ ‏ن مى كند. ‎ ‎ ‏(نسبت به واحد انرژی) با خاک - گیاه - اتمسفر دارد صورت ‎ 

صفحه 6:
‎=a -_‏ ابء» سلول و ‎olS‏ ‏* عامل حرکت آب گوادیان پتانسیل آب است: آب از نقطه یا مکان با پتانسیل آب بزرگتر به نقطه یا مکان با پتانسیل آب کوچکتر حرکت می کند. * مقدار پتانسیل آب معمولاً منفی است: آب از نقطه ای که پتانسیل آب کمتر منفی است به نقطه ای که پتانسیل آب بیشتر منفی است حرکت می ‎BS‏ ‏* به همان دلیلی که پتانسیل شیمیایی آب در یک محلول در مقایسه با پتانسیل آب خالص تعیین می شود پتانسیل آب محلول ها در مقایسه با یک مرج اندازه گیری می پتانسیل آب, مرجع را به صورت قراردادی آب خالص در فشار اتمسفر در نظر می گیرند. پتانسیل آب را می توان به صورت مجموع اجزانش تعریف کرد : . ولا + ملاع لا که در آن (0- < ولا) * پتانسیل ماتریک(/۷) جزء سومی است كه اغلب به ب: * تفکیک پتانسیل ماتریک از اسمزی دشوار و سهم آن نسبت به پتانسیل اسمزی سلول گیاهی نسبتا کوچک است. * از آنجا که ‎OT‏ همواره منفی است. با فرض ثابت ماندن فشار, آب همواره از محلول با پتانسیل اسمزی بز رگ تر (یعنی کمتر منفی) به محلول با تانسیل اسمزی کوچکتر (یعنی تر منفی) حرکت خواهد داشت. © وسيل اسمزی ی ‎alae‏ ی مد یی نس زیون و لب يب از نسیل اسمزی یکک سلول پر ارانشیمی در محدوده ۰/۱ - تا ۰/۳ - مگاپاسکال بوده که ‎ ‎ ‏انسیل آب افزوده می شود. پتانسیل ماتریک نتیجه چسبیدن آب به سطوح جامد است. ‎ ‎ ‏۶ فرص آب در سيتويلاسم مى ‎ 

صفحه 7:
ابء» سلول و گیاه در سلول هاء فشار از نيروى وارده توسط بروتويلأست در حال تورم به ديواره سلولى ل به سمت خارج بوجود مى آيد: فشار تورؤسانس. فشار به همان اندازه ولی به سمت داخل توسط دیواره سلولی اعمال می شود: فشار دیواره. سلولی که فشار تورژسانس را تجربه می کند: سلول متورم سلولی که آنقدر آب از دست داده که فشار تورژسانس آن به صفر برسد: سلول پلاسیده پلاسمو لیز: به حالتی گفته می شود که پروتوبلاست تنها حجم سلول را بر مى كند. در بلاسموليز اوليه بروتوبلاست نه فشاری به دیواره سلول وارد می کند و نه از دیواره سلولی جدا می شود که در نتیجه فشار تورژسانس( ‎٩۷‏ ۴) برابر صفر بوده و پتانسیل آب سلول ‎Cet PY‏ با پتانسیل اسمزی ( ۱۷ 5) آن برابر می باشد. محلولی که از محتوای مواد محلول کمتری نسبت به سلول یا محلول دیگر برخوردار باشد و در نتیجه پتانسیل اسمزی آن کمتر منفی باشد را هیپوتونیکت میگویند. وقتیکه سلول توسط یک محلول هیپوتونیک مانند آب خالص در بر گرفته شده باشد (0 < ), آب وارد سلول می شود: محتوای واکونلی رقیق شده (متناسب با آن يتانسيل اسمزى افزايش مى یابد) و فشار تورژسانس ایجاد می گردد. محلول هیپرت فيكتا به محلولى كفته مى شود كو از محتواى مواد محلول يشتر و در ت پتانسیل اسمزی پیشتر منفی نسبت به سلول یا ‎eae‏ شورداز باشد. وقتیکه سلول توسط یک محلول هیپرتونیک در بر گرفته شده باشد. سلول آب از دست می دهد. بروتوبلاست با جروكيده شدن از دیواره جدا شدهء محتوای واکوئلی غلیظ شده و پلاسمولیز رخ می دهد. محلولی که از پتانسیل اسمزی برابری در قیاس با سلول یا محلول دیگر برخوردار باشد ایزوقوفیکك محسوب می شود. اين سه واژه به وضعیت محلولی که ممکن است در بیرون از سلول واقع شود اتلاق می شوند. 

صفحه 8:
higner water Hypertonic Isotonic Hypotonic 2 @®> 0 

صفحه 9:
- َه آب؛ سلول و ‎olS‏ ‏* پدیده مای پلاسمولیز و پژمرد گی ظاهرا یکی هستند ولی تفاوت های مهمی بین آنها وجود دارد. 8 پلاسمولیز را می توان در آزمایشگاه از طریق قرار دادن بافت ها در یکث محلول هييرتونيكك و مشاهده حجم سلول در زیر میکروسکوپ مطالعه کرد. با ادامه پلاسمولیز حجم پرو توپلاست بیشتر و بیشتر کاهش یافته و پروتوپلاست از دیواره سلولی فاصله می گیرد. قضای بوجود آمده بين بروتوبلاست (غشاى پلاسمایی) و دیواره سلولی بوسیله محلول ‎ee‏ ‏بیرون سلول که براحتی از دیواره نفوذ می کند پر می شود. به همین دلیل» پلاسمولیز معمولا منجر به ایجاد فشار منفی (یا مکش) چندانی در پروتوپلاست نمی شود. به غير از شرایط بسیار اتتنایی کمبود آب یا محیط های شور پلاسمولیز يكك پدیده آزمایشگاهی محسوب می شود و در شرایط طبیعی بندرت اتفاق می افتد. از طرف دیگر پژمود گی پاسخ طبیعی است که در شرایط از دست رفتن آب سلول در محیط های طبیعی دیده می شود. آب موجود در منافذ ريز ديواره سلولى به دليل برخوردارى از كشش سطحى خيلى قوى از ورود هوابه داخل سلول ممانعت کرده و لذا پروتوپلاست كيف اگر جه در هم می رود ولی 1 کشیده شود و چه بسا فشار منفی زیادی را هم ایجاد نمايد. بنابراين ۳ نیست که پتانسیل آب سلول های پژمرده خیلی منفی شود؛ چراکه جمع جبری پتانسیل اسمزی و پتانسیل آبی فشار در ابا * آ کواپورینها کانال های پروتئینی غشایی یا منافذی هستند که وظیفه اصلی آنها کنترل حر کت انتخابی مولکول های آب می باشد ودر سلول گیاهان؛ میکروب ها و حیوانات وجود دارند * آکواپورین ها به منظور تنظیم حرکت آب در عرض غشاء می‌توانند باز یا بسته باشند (مدخل داشته باشند). چه بسا که 0۳۷ سیتوپلاسم غلظت کاتیون های دو ظرفیتی نظیر 22" و همچنین فسفریلاسیون پروتئین هاي ‎get eval ST‏ دح داشته باشد. 

صفحه 10:
‎wT‏ سلول و گیاه ‏اهمیت. آ کواپورینها در چیست؟ ‏سرعت عبور آب از لایه دو گانه چربی که دارای آکواپورین ها است بیشتر از سرعت عبور از لایه دو گانه چربی به تنهایی است. بنابراین حضور و وجود آکواپورین ها یک مسیر با حداقل مقاومت برای عبور آب از غشاء سلولی را فراهم می کند. ‏چون آکواپورین ها مدخل دار هستند؛ استفاده از چنین مسیری به سلول قابلیت کنترل بیشتری بر عبورو مرور آب چه در داخل سلول و جه بین سلول ها را می‌دهد. ‏نفوذپذ بری تونوپلاست به آب صد برابر نفوذ پذیری غشای پلاسمایی به آب می‌باشد. بث اين امکان را می‌دهد که سیتوپلاسم را در شرایطی که سلول با شرایط هایپر تونیک مواجه است از نظر آب از اینرو است که آکواپورین ها در تنظیم مشخصات اسمزی سلول های گیاهی اسمزی) اهمیت دارند ‏از کل آبی که توسط گیاهان جذب می شود: ۵ برای رشد و اعمال بیوشیمیایی استفاده می شود و 1۹۵ به صورت بخار آب (تعوق) از ‏این؛ اين جنين قابلیتی به واکوئل ‏تامین نماید. ‎ ‎ ‎ ‎ ‏دست می رود. یک تک گیاه ذرت طی دوره حباتش نزدیک به ۲۰۰ لیتر آب و یک تک درخت. ۱۴/۵ متری چنار هر ساعت ۲۲۵ لیتر ‎ ‎ 

صفحه 11:
Zz a ‏سلول و گیاه‎ wi ‏هر روزنه توسط یک جفت سلول اختصاصی بنام سلول های محافظ در ب رگرفته شده است.‎ * ‏یک سیستم به هم سته از هوای بین سلولی در برخی موارد تا ۷۰ درصد از کل حجم برگ را تشکیل می دهد.‎ * ‏نیروی محر که تعرق تفاوت پتانسیل آب بین فضای هوایی زیر روزنه و اتسفر بیرونی است.‎ * * فضای هوای زیر روزنه برگ خیلی نزدیکک به اشباع است چراکه سلول های مزوفیلی سطح وسیعی را برای تبخیر آب فراهم می کنند . اتمسفری که ب رگ را احاطه گرده است معمولا اشباع نیست: گرادیانی بین فشار بخار بالا در داخل برگک و فشار بخار پایین اتمسفر بیرونی پدید می آید. این تفاوت قشار بخار نیروی محر که تعرق است. * با توجه به ویژگی های آب. تعرق نقشهای حیاتی برای گیاه دارد. 

صفحه 12:
آب. سلول و گیاه Cuticle Stomata Guard cells 

آب ،سلول و گیاه ويژگي هاي منحصر به فرد فيزيكي و شيمیايي آب: .توزيع نامتقارن الكترون ها سبب مي شود تا آب مولكولي قطبي باشد .تفکیک بارهای مثبت و منفی بین اکسیژن و هیدروژن :پ$يوند هيدروژني بین مولكول هاي آب همجوار يا بين آب و ساير مولكول هاي قطبي .پیوند هیدروژنی مسئول بسیاری از خواص منحصر به فرد آب در مقایسه با ملکولهای با اندازه ملکولی یکسان است .آب پو$سته هاي $هيدراسيو$ن در اطراف ابرمولكول ها تشکیل می دهد :ويژگي هاي حرارتي آب آب در محدوده دمايي مناسب براي حيات حالت مايع خود را حفظ مي كند .ظرفيت $گرمايي منحصر به فرد آب :گرماي ويژه آب برابر با يك كالري ( 4/18ژول بر گرم بردرجه سانتیگراد) است .هدايت $گرمائي آب باال است :حذب و پخش مقدار زیادی انرژی بدون افزایش جدی دما و پایداری حرارتی گیاه .آب داراي گرماي ذوب و گرماي $تبخير بااليي است :تنظیم درجه حرارت گیاه آب حالل تمام عياري است :$تشکیل پوسته هیدراسیون (در اطراف یونها یا ملکولهای باردار) کلیدی است پ$یوستگی :جاذبه قوي متقابل بين مولكول هاي آب كه ناشي از پيوندهاي هيدروژني است .قدرت کشش (کشش سطحی) ناشی از پیوستگی است :عالوه بر قدرت کشسانی ،قطرات آب کروی می مانند .قدرت کشسانی :حداکثرکششی است که یک ستون ممتد از هر ماده ای تحمل می کند چسبندگی :جذب مولكول آب به سمت سطوح جامد .صعود مويينگي آب ناشی از چسبندگی است آب ،سلول و گیاه .کنترل حركت آب توسط انتشار و حركت توده ای صورت می گیرد • .نقل مكان :به صورت فعال و غير فعال ممکن می گردد • حركت غير فعال اغلب مواد یا به صورت حركت توده اي است يا به صورت انتشار. • حركت توده اي از فشار هيدروستاتيك (نیروی بیرونی نظیر جاذبه یا فشار) منشا مي گيرد. • انتشار :نوعي حركت جهت دار مواد (ذرات) از ناحيه با غلظت باال به ناحيه با غلظت پايين است .مثال :گلوكز حل شده در آب ،دي اكسيد كربن حل شده در آب يا دي اكسيد كربن موجود در هوا. • • • • • قانون فيك :سرعت انتشار به طور مستقيم با سطح مقطع مسير انتشار و گراديان غلظت يا فشار بخار و به طور معكوس با طول مسير انتشار ارتباط دارد. اسمز :انتشار آب از خالل يك غشاء با قابليت عبور انتخابي .در مورد حرکت آب اسمز يك حالت خاص از انتشار است. قانون فيك براي انتشار مولكول هاي ماده حالل هم صادق است. انتشار اسمزی آب تنها هنگامي رخ مي دهد كه دو ظرف (دو سلول) بوسيله غشا با قابليت نفوذ انتخابي جدا شده باشند و به چنين سازوكاري اسمز مي گويند. آب همانند هر ماده ديگري تنها هنگامي كه تفاوت بين انرژي آب در دو بخش از يك سيستم وجود دارد مي تواند حركت كند.  سلول و گیاه،آب cell sap more concentrate d cell sap less concentrated آب ،سلول و گیاه • محتواي انرژي آب را همانند هر ماده ديگري مي توان بر اساس پتانسيل شيميايي آن بيان نمود. • انرژي شيميایي عبارت است cاز مقدار انرژي $آزاد بر يك مول از ماده مورد نظر و معياري از ظرفيت و قابليت آن ماده براي واكنش يا حركت مي باشد. • اسمز تنها هنگامي رخ مي دهد كه انرژي $آزاد مولي آب (پتانسيل شيميايي آب) در يك طرف غشاء با نفوذپذيري انتخابي بيشتر از انرژي آزاد مولي آب در طرف ديگر همان غشا باشد. حل شدن ماده حل شونده (ماده محلول) در يك محلول آبي سبب کاهش پتانسيل شيميايي و در نتيجه افت انرژي آزاد آب از طریق كاهش نسبت مولي آب در آن محلول مي شود. سلول هاي گياهي ورود و خروج آب را از طريق تغيير در غلظت مواد محلول در سيتوسل نسبت cبه غلظت محلول خارج سلولي كنترل مي كنند. پتانسيل شيميايي آب مقدار كاري $كه آب مي تواند در يك نقطه (به عنوان مثال يك سلول يا واكوئل) در مقايسه با آب خالص در همان دما و فشار اتمسفري انجام دهد را نشان مي دهد. تنها راهي كه سلولهاي گياهي مي توانند حركت آب را تنظيم كنند از طريق ايجاد نوعي گراديان مواد محلول در دو طرف غشاء است. حركت و جريان آب غير فعال است ولی حركت و جريان مواد محلول نياز به انتقال فعال دارد :اسمز بطور غير مستقيم به انرژي نياز • .دارد • تنظيم اسمزي :سازوكار تcنظيم وضعيت آب سلول گياهي از طريق تجمع مواد محلول . • آب ،سلول و گیاه • پتانسيل شيميايي آب داراي يك جزء اسمزي و يك جزء فشاري است. • اگر لوله با قابلیت عبور انتخابی را از محلول قند پر كرده و در يك ظرف آب خالص وارونه گذاشته شود :حجم محلول موجود در لوله با انتشار آب از طريق غشاء افزايش مي يابد تا فشار هيدروستاتيك ايجاد شده در لوله با نيرویي كه آب را بداخل لوله مي راند برابر گردد .اين نيرو كه از واحد فشار برخوردار است (نيرو بر واحد سطح) را فشار اسمزي مي گويند. • مقدار فشار اسمزي كه بوجود مي آيد تابع غلظت مواد محلول است. • يك محلول به خودی خود نمي تواند داراي فشار اسمزي باشد .اين محلول فقط در حالتي داراي پتانسيل اعمال فشار است كه در يك اسمومتر قرار داده شود :محلول ياد شده داراي پتانسيل اسمز است .پس پتانسيل اسمزي = منفي فشار اسمزي. • فشار هم يكي از فاكتورها در تعيين جهت و سرعت حركت آب در اسمومتر مي باشد. • هم انتشار و هم فشار پتانسيل شيميايي كل آب را تعيين مي كنند و پتانسيل شيميايي كل است كه حركت آب را در گياه تعيين مي كند. • تنها در درختان بلند (ارتفاع بیش از 10متر) بخش ثقلي پتانسيل آب مي تواند قابل توجه باشد. • اندازه گيري مقادير نسبي آسان تر از اندازه گيري مقادير مطلق است. • بيان پتانسيل آب به صورت واحد فشار (پاسكال) كه سنخيت بيشتر (نسبت به واحد انرژی) با سيستم خاك – گياه – اتمسفر دارد صورت می گیرد. • پاسكال ( )Paكه برابر با نيروي يک نيوتن بر متر مربع است واحد استاندارد SIبراي فشار است. آب ،سلول و گیاه • عامل حركت آب گراديان پتانسيل آب است :آب از نقطه يا مكان با پتانسيل آب بزرگتر به نقطه يا مكان با پتانسيل آب كوچكتر حركت مي كند. • مقدار پتانسيل آب معمو ً ال منفي است :آب از نقطه اي كه پتانسيل آب كمتر منفي است به نقطه اي كه پتانسيل آب بيشتر منفي است حركت مي كند. • به همان دليلي كه پتانسيل شيميايي آب در يك محلول در مقايسه با پتانسيل آب خالص تعيين مي شود ،پتانسيل آب محلول ها در مقايسه با يك مرجع اندازه گيري مي شود .براي پتانسيل آب ،مرجع را به صورت قراردادي آب خالص در فشار اتمسفر در نظر مي گيرند. • پتانسيل آب را مي توان به صورت مجموع اجزائش تعريف كرد : که در آن ()Ψs = -π • پتانسيل ماتريك( )Mجزء سومي است كه اغلب به پتانسيل آب افزوده مي شود .پتانسيل ماتريك نتيجه چسبيدن آب به سطوح جامد است. • تفكيك پتانسيل ماتريك از اسمزي دشوار و سهم آن نسبت به پتانسيل اسمزی سلول گیاهی نسبتا كوچك است. • از آنجا كه نقش ΨSدر پتانسيل آب همواره منفي است ،با فرض ثابت ماندن فشار ،آب همواره از محلول با پتانسيل اسمزي بزرگ تر (يعني كمتر منفي) به محلول با پتانسيل اسمزي كوچكتر (يعني بيشتر منفي) حركت خواهد داشت. • پتانسيل اسمزي بيشتر سلول هاي گياهي تا حد زيادي برآمده از محتويات واكوئل بزرگ مركزي آنها مي باشد. • تنها كمتر از 5تا 10درصد آب در سيتوپالسم مي باشد .پتانسيل اسمزي يك سلول پارانشيمي در محدوده – 0/1تا – 0/3مگاپاسكال بوده كه بخش عمده آن ناشي از نمك هاي حل شده در واكوئل مي باشد. آب ،سلول و گیاه • در سلول ها ،فشار از نيروي وارده توسط پروتوپالست در حال تورم به ديواره سلولي و به سمت خارج بوجود مي آيد :فشار تورژسانس. • فشار به همان اندازه ولي به سمت داخل توسط cديواره سلولي اعمال مي شود :فشار دیواره. • سلولي كه فشار تورژسانس را تجربه مي كند :سلول متورم • سلولي كه آنقدر آب از دست داده كه فشار تورژسانس آن به صفر برسد :سلول پالسیده • پالسمو لیز :به حالتي گفته مي شود كه پروتوپالست تنها حجم سلول را پر مي كند .در پالسموليز اوليه پروتوپالست نه فشاري به ديواره سلول وارد مي كند و نه از ديواره سلولي جدا مي شود که در نتيجه فشار تورژسانس( )P Ψبرابر صفر بوده و پتانسيل آب سلول ()cell Ψ با پتانسيل اسمزي ( )s Ψآن برابر مي باشد. • محلولي كه از محتواي مواد محلول كمتري نسبت به سلول يا محلول ديگر برخوردار باشد و در نتيجه پتانسيل اسمزي آن كمتر منفي باشد را هيپوتونيك مي‌گويند .وقتيكه سلول توسط يك محلول هیپوتونیک مانند آب خالص در بر گرفته شده باشد ( ،)Ψ = 0آب وارد سلول مي شود :محتواي واكوئلي رقيق شده (متناسب با آن پتانسيل اسمزي افزايش مي يابد) و فشار تورژسانس ايجاد مي گردد. • محلول هيپرتونيك به محلولي گفته مي شود كه از محتواي مواد محلول بيشتر و در نتيجه پتانسيل اسمزي بيشتر منفي نسبت به سلول يا محلول ديگر برخوردار باشد .وقتيكه سلول توسط يك محلول هیپرتونیک در بر گرفته شده باشد ،سلول آب از دست $می دهد. پروتوپالست با چروكيده شدن از ديواره جدا شده ،محتوای واکوئلی غلیظ شده و پالسمولیز رخ می دهد. • محلولي كه از پتانسيل اسمزي برابري در قیاس با سلول يا محلول ديگر برخوردار باشد ايزوتونيك محسوب مي شود .این سه واژه به وضعیت محلولی که ممکن است در بیرون از سلول واقع شود اتالق می شوند. آب ،سلول و گیاه • پديده هاي پالسموليز و پژمردگي ظاهرا يكي هستند ولي تفاوت هاي مهمي بين آنها وجود دارد. • پالسموليز را مي توان در آزمايشگاه از طريق قرار دادن بافت ها در يك محلول هيپرتونيك و مشاهده تغيير حجم سلول در زير ميكروسكوپ مطالعه كرد .با ادامه پالسموليز حجم پروتوپالست بيشتر و بيشتر كاهش يافته و پروتوپالست از ديواره سلولي فاصله مي گيرد .فضاي بوجودآمده بين پروتوپالست (غشاي پالسمايي) و ديواره سلولي بوسيله محلول موجود در بيرون سلول كه براحتي از ديواره نفوذ مي كند پر مي شود .به همين دليل ،پالسموليز معموال منجر به ايجاد فشار منفي (يا مكش) چنداني در پروتوپالست نمي شود .به غير از شرايط بسيار استثنايي كمبود آب يا محيط هاي شور ،پالسموليز يك پديده آزمايشگاهي محسوب مي شود و در شرايط طبيعي بندرت اتفاق مي افتد. • از طرف ديگر پژمردگي پاسخ طبيعي است كه در شرايط از دست رفتن آب سلول در محيط هاي طبيعي ديده مي شود .آب موجود در منافذ ريز ديواره سلولي به دليل برخورداري از كشش سطحي خيلي قوي از ورود هوا به داخل سلول ممانعت كرده و لذا پروتوپالست اگر چه در هم مي رود ولي از ديواره سلولي جدا نشده و فاصله نمي گيرد .چنين وضعيتي سبب مي شود كه ديواره سلولي به سمت داخل كشيده شود و چه بسا فشار منفي زيادي را هم ايجاد نمايد .بنابراين هيچ بعيد نيست كه پتانسيل آب سلول هاي پژمرده خيلي منفي شود، چراكه جمع جبري پتانسيل اسمزي و پتانسيل آبي فشار در اينجا پتانسيل آب را تشكيل مي دهد. • آکواپورینها كانال هاي پروتئيني غشايي يا منافذي هستند كه وظيفه اصلي آنها كنترل حركت انتخابي مولكول هاي آب مي باشد ودر سلول گياهان ،ميكروب ها و حيوانات وجود دارند. • آکواپورین ها به منظور تcنظیم حرکت آب در عرض غشاء می‌توانند باز یا بسته باشند (مدخل داشته باشند) .چه بسا که pH سیتوپالسم ،غلظت کاتیون های دو ظرفیتی نظیر +Ca2و همچنین فسفریالسیون پروتئین های آکواپورینی نقش مدخل داشته باشد. آب ،سلول و گیاه • اهمیت $آکواپورینها در چیست$؟ • سرعت عبور آب از الیه دوگانه چربی که دارای آکواپورین ها است بیشتر از سرعت عبور از الیه دو گانه چربی به تنهایی است .بنابراین حضور و وجود آکواپورین ها یک مسیر با حداقل مقاومت برای عبور آب از غشاء سلولی را فراهم می‌کند. • چون آکواپورین ها مدخل دار هستند ،استفاده از چنین مسیری به سلول قابلیت کنترل بیشتری بر عبورو مرور آب چه در داخل سلول و چه بین سلول ها را می‌دهد. • نفوذپذیری تونوپالست $به آب صد برابر نفوذپذیری غشای پالسمایی به آب می‌باشد .بنابراین ،این چنین قابلیتی به واکوئل این امکان را می‌دهد که سیتوپالسم را در شرایطی که سلول با شرایط هایپرتونیک مواجه است از نظر آب تامین نماید. • از اینرو است که آکواپورین ها در تنظیم مشخصات اسمزی سلول های گیاهی (تنظیم اسمزی) اهمیت دارند. • از كل آبي كه توسط گياهان جذب مي شود %5 :براي رشد و اعمال بيوشيميايي استفاده مي شود و %95به صورت بخار آب (تعرق) از دست مي رود. • يك تك گياه ذرت طي دوره حياتش نزديك به 200ليتر آب و يك تك درخت 14/5 cمتری چنار هر ساعت 225ليتر آب را تعرق می نمايد. آب ،سلول و گیاه • • • • • هر روزنه توسط یک جفت سلول اختصاصی بنام سلول های محافظ در برگرفته شده است. یک سیستم به هم پیوسته از هوای بین سلولی در برخی موارد تا 70درصد از کل حجم برگ را تشکیل می دهد. نیروی محرکه تعرق تفاوت پتانسیل آب بین فضای هوایی زیر روزنه و اتمسفر بیرونی است. فضای هوای زیر روزنه برگ خیلی نزدیک به اشباع است چراکه سلول های مزوفیلی سطح وسیعی را برای تبخیر آب فراهم می کنند .اتمسفری که برگ را احاطه کرده است معموال اشباع نیست :گرادیانی بین فشار بخار باال در داخل برگ و فشار بخار پایین اتمسفر بیرونی پدید می آید .این تفاوت فشار بخار نیروی محرکه تعرق است. با توجه به ویژگی های آب ،تعرق نقشهای حیاتی برای گیاه دارد.  سلول و گیاه،آب Cuticle Mesophyll Stomata Guard cells