Informatie

Hoe is de oppervlaktespanning van water gerelateerd aan transpiratie?


In mijn leerboek staat het volgende:

• Oppervlaktespanning - watermoleculen worden in de vloeibare fase meer door elkaar aangetrokken dan water in de gasfase.

Ik kan niet begrijpen hoe dat zou helpen bij transpiratie.


Volledige referentie:

De door transpiratie gedreven beklimming van xyleem sap hangt voornamelijk af van de volgende fysische eigenschappen van water:

• Cohesie - wederzijdse aantrekkingskracht tussen watermoleculen.

• Adhesie - aantrekking van watermoleculen op polaire oppervlakken (zoals het oppervlak van tracheaire elementen).

• Oppervlaktespanning - watermoleculen worden in de vloeibare fase meer door elkaar aangetrokken dan door water in de gasfase.

Het opstijgen van xyleemsap wordt geholpen door oppervlaktespanning, omdat het water bij elkaar houdt en een continue waterkolom creëert. Anders wordt de capillariteit aangetast (de waterkolom kan bijvoorbeeld 'instorten' onder het eigen gewicht) en kunnen planten geen water via het xyleem geleiden. Oppervlaktespanning, cohesie en adhesie zijn ook gebruikelijk bij capillariteit die ook buiten levende systemen optreedt.

Aanbevolen lees: https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/capillary-action-and-water?qt-science_center_objects=0#qt-science_center_objects


Capillaire werking en water

Planten en bomen zouden niet kunnen gedijen zonder capillaire werking. Capillaire werking helpt water naar de wortels te brengen. Met behulp van hechting en cohesie kan water zich een weg banen tot aan de takken en bladeren. Lees verder om meer te weten te komen over hoe deze beweging van water plaatsvindt.

Capillaire werking

Capillaire werking . in actie! Zonder capillaire werking zou het waterniveau in alle buizen hetzelfde zijn. Buizen met een kleinere diameter hebben een relatief groter oppervlak in de buis, waardoor capillaire werking het water hoger naar boven trekt dan in de buizen met een grotere diameter

Zelfs als je nog nooit van capillaire werking hebt gehoord, is het nog steeds belangrijk in je leven. Capillaire werking is belangrijk voor het verplaatsen van water (en alle dingen die erin zijn opgelost) rond. Het wordt gedefinieerd als de beweging van water binnen de ruimten van een poreus materiaal als gevolg van de krachten van hechting, samenhang, en oppervlaktespanning.

Capillaire werking treedt op omdat water plakkerig is, dankzij de krachten van cohesie (watermoleculen blijven graag dicht bij elkaar) en adhesie (watermoleculen worden aangetrokken en kleven aan andere stoffen). Hechting van water aan de wanden van een vat veroorzaakt een opwaartse kracht op de vloeistof aan de randen en resulteert in a meniscus die naar boven draait. De oppervlaktespanning zorgt ervoor dat het oppervlak intact blijft. Capillaire werking treedt op wanneer de hechting aan de wanden sterker is dan de cohesiekrachten tussen de vloeibare moleculen. De hoogte waarop capillaire werking water in een uniforme cirkelvormige buis (foto rechts) zal voeren, wordt beperkt door oppervlaktespanning en natuurlijk de zwaartekracht.

Niet alleen heeft water de neiging om in een druppel aan elkaar te kleven, het plakt ook aan glas, doek, organische weefsels, aarde en, gelukkig, aan de vezels in een papieren handdoek. Dompel een papieren handdoek in een glas water en het water zal op de papieren handdoek "klimmen". In feite zal het de handdoek blijven opgaan totdat de aantrekkingskracht van de zwaartekracht te groot is om te overwinnen.

Capillaire werking is elke dag overal om ons heen

We weten dat niemand ooit een fles Cherry Berry Go-drank op de Mona Lisa zal morsen, maar als het zou gebeuren, zouden capillaire werking en papieren handdoeken er zijn om de rommel op te ruimen.

  • Als je een papieren handdoek in water dompelt, zie je hem "magisch" de handdoek opklimmen en lijkt de zwaartekracht te negeren. Je ziet capillaire actie in actie, en "omhoog klimmen" is ongeveer goed - de watermoleculen klimmen op de handdoek en slepen andere watermoleculen mee. (Natuurlijk is Mona Lisa een grote fan van capillaire werking!)
  • Planten en bomen zouden niet kunnen gedijen zonder capillaire werking. Planten zetten wortels in de grond die in staat zijn om water uit de grond naar de plant te brengen. Water, dat opgeloste voedingsstoffen bevat, komt in de wortels en begint in het plantenweefsel te klimmen. Capillaire werking helpt water naar de wortels te brengen. Maar capillaire werking kan water slechts een kleine afstand "trekken", waarna het de zwaartekracht niet kan overwinnen. Om water naar alle takken en bladeren te krijgen, gaan de adhesie- en cohesiekrachten in het xyleem van de plant werken om het water naar het verste blad te verplaatsen.
  • Capillaire werking is ook essentieel voor de afvoer van constant geproduceerd traanvocht uit het oog. Twee buisjes met een kleine diameter, de traankanalen, zijn aanwezig in de binnenhoek van het ooglid. Deze kanalen scheiden tranen in het oog af. (Bron: Wikipedia)
  • Misschien heb je wel eens een vulpen gebruikt. of misschien je ouders of grootouders. De inkt beweegt van een reservoir in het lichaam van de pen naar de punt en in het papier (dat is samengesteld uit kleine papiervezels en luchtruimtes ertussen), en verandert niet alleen in een klodder. Natuurlijk is de zwaartekracht verantwoordelijk voor de inkt die "bergafwaarts" naar de penpunt beweegt, maar capillaire werking is nodig om de inkt op het papier te laten stromen.

Het bewijs is in de pudding . ik bedoel, in de selderij

Je kunt capillaire werking in actie zien (hoewel langzaam) door een experiment uit te voeren waarbij je de onderkant van een stengel bleekselderij in een glas water met kleurstof plaatst en let op de beweging van de kleur naar de bovenste bladeren van de bleekselderij. Misschien wil je een stuk bleekselderij gebruiken dat begint te verkleuren, omdat het snel gedronken moet worden. Het kan een paar dagen duren, maar zoals deze foto's laten zien, wordt het gekleurde water naar boven "getrokken", tegen de zwaartekracht in. Dit effect treedt op omdat in planten watermoleculen door nauwe buisjes bewegen die capillairen (of xyleem) worden genoemd.

Denk je dat je veel weet over watereigenschappen?
Neem onze interactieve water-eigenschappen waar/onwaar quiz en test je waterkennis.


A. organismen/gemeenschap plus het milieu / biotisch en abiotisch «componenten»

C. ecosystemen tonen duurzaamheid

NS. voedingsstoffen worden gerecycled in ecosystemen

e. energie stroomt door ecosystemen

F. producenten «ise maken deel uit van alle ecosystemen»

G. decomposers/saprotrofen « maken deel uit van alle ecosystemen»

A. actief transport/pompen voor het laden van suikers/sucrose in floëem/begeleidende cellen/zeefbuizen

B. laden in bronnen/lossen in putten
OF
sucrose/suikers verplaatst van bron naar gootsteen

C. actief transport verplaatst H+ uit floëem/zeefbuizen «to maakt H+ gradiënt in blad/bron»

NS. H + gradiënt gebruikt voor co-transport van sucrose naar floëem/zeefbuizen/companioncellen

Accepteer protonen of waterstofionen in plaats van H+ ionen.

Accepteer het equivalent van mpc en mpd voor het lossen in de gootsteen.

A. transpiratie/verdamping van water veroorzaakt zuiging/spanning

B. water gezogen/getrokken uit xyleem «in blad»

C. water beweegt omhoog in xyleem

NS. door zuig-/trek-/trekkrachten

e. cohesie van water/waterstofbindingen tussen watermoleculen

F. beweging van wortels naar bladeren

G. water komt de wortel binnen door osmose/door hogere concentratie opgeloste stoffen in de wortel


Wetenschap Biologie

Water heeft drie toestanden. Onder het vriespunt is water een vaste stof (ijs of sneeuwvlokken), tussen bevriezen en kokend water is een vloeistof en boven het kookpunt is water een gas. Er zijn woorden die wetenschappers gebruiken om water te beschrijven dat van de ene staat naar de andere verandert. Water dat van vast naar vloeibaar verandert, zou smelten. Wanneer het van vloeistof naar gas verandert, verdampt het. Water dat van gas naar vloeistof verandert, wordt condensatie genoemd (een voorbeeld is de 'dauw' die zich aan de buitenkant van een glas koude frisdrank vormt). Vorstvorming is wanneer water rechtstreeks van gas in vaste vorm verandert. Wanneer water direct van vast naar gas verandert, wordt het proces sublimatie genoemd.

De meeste vloeistoffen krimpen (worden kleiner) als ze kouder worden. Water is anders. Water trekt samen tot het 4 C bereikt en zet dan uit totdat het vast is. Hierdoor is vast water minder dicht dan vloeibaar water. Als water zou werken zoals andere vloeistoffen, dan zou er niet zoiets zijn als een ijsberg, zou het ijs in je frisdrank naar de bodem van het glas zinken en zouden vijvers van onder naar boven bevriezen!

Water wordt in alle drie de vormen op aarde gevonden. Dit komt omdat de aarde een heel speciale planeet is met precies het juiste bereik van temperaturen en luchtdrukken. Er wordt gezegd dat de aarde zich op het tripelpunt voor water bevindt.

Water wordt aangetrokken door ander water. Dit wordt cohesie genoemd. Water kan ook worden aangetrokken door andere materialen. Dit wordt adhesie genoemd.
Het zuurstofuiteinde van water heeft een negatieve lading en het waterstofuiteinde heeft een positieve lading. De waterstofatomen van een watermolecuul worden aangetrokken door de zuurstof van andere watermoleculen. Deze aantrekkingskracht geeft water zijn samenhangende en hechtende eigenschappen.

Oppervlaktespanning is de naam die we geven aan de samenhang van watermoleculen aan het oppervlak van een waterlichaam. Probeer dit thuis eens: plaats een druppel water op een stuk vetvrij papier. Kijk goed naar de druppel. Welke vorm is het? Waarom denk je dat het deze vorm is?

Wat gebeurt er? Water wordt niet aangetrokken door vetvrij papier (er is geen hechting tussen de druppel en het vetvrij papier). Elk molecuul in de waterdruppel wordt aangetrokken door de andere watermoleculen in de druppel. Hierdoor trekt het water zichzelf in een vorm met de kleinste oppervlakte, een kraal (bol). Alle watermoleculen op het oppervlak van de kraal 'houden' elkaar bij elkaar of creëren oppervlaktespanning.

Door oppervlaktespanning kunnen schaatsers over de top van een vijver 'schaatsen'. Je kunt experimenteren met oppervlaktespanning. Probeer een speld of een paperclip op de bovenkant te drijven als een glas water. Een metalen pin of paperclip is zwaarder dan water, maar door de oppervlaktespanning kan het water het metaal vasthouden.

Oppervlaktespanning is niet de kracht die boten drijft. Als je wilt weten waarom een ​​boot drijft kijk dan hier: Waarom drijven boten?

Capillaire werking
Oppervlaktespanning is gerelateerd aan de samenhangende eigenschappen van water. Capillaire werking is echter gerelateerd aan de adhesieve eigenschappen van water. U kunt de capillaire werking 'in actie' zien door een rietje in een glas water te plaatsen. Het water 'klimt' door het stro. Wat er gebeurt, is dat de watermoleculen worden aangetrokken door de stromoleculen. Wanneer een watermolecuul dichter bij een rietje komt, gaan de andere watermoleculen (die in samenhang worden aangetrokken door dat watermolecuul) ook omhoog in het rietje. Capillaire werking wordt beperkt door de zwaartekracht en de grootte van het rietje. Hoe dunner het rietje of de buis, hoe hoger de capillaire werking het water zal trekken (Kun je een experiment verzinnen om dit te testen?).

Planten profiteren van capillaire werking om water uit de plant te trekken. Vanuit de wortels wordt water door de plant gezogen door een andere kracht, transpiratie. Klik hier voor meer informatie over transpiratie.


Anatomie van een zeepbel

Wanneer u een zeepbel blaast, creëert u een luchtbel onder druk die zich in een dun, elastisch vloeistofoppervlak bevindt. De meeste vloeistoffen kunnen geen stabiele oppervlaktespanning behouden om een ​​luchtbel te creëren, daarom wordt er over het algemeen zeep gebruikt. het stabiliseert de oppervlaktespanning door iets dat het Marangoni-effect wordt genoemd.

Wanneer de bel wordt geblazen, heeft de oppervlaktefilm de neiging om samen te trekken. Hierdoor neemt de druk in de bel toe. De grootte van de bel stabiliseert zich op een grootte waarbij het gas in de bel niet verder zal samentrekken, tenminste zonder de bel te laten knappen.

In feite zijn er twee grensvlakken tussen vloeibaar gas op een zeepbel - die aan de binnenkant van de bel en die aan de buitenkant van de bel. Tussen de twee oppervlakken bevindt zich een dunne film van vloeistof.

De bolvorm van een zeepbel wordt veroorzaakt door de minimalisering van het oppervlak - voor een bepaald volume is een bol altijd de vorm met het minste oppervlak.


Water & rsquos Cohesieve en adhesieve eigenschappen

Heb je ooit een glas water helemaal tot aan de rand gevuld en daarna langzaam nog een paar druppels toegevoegd? Voordat het overstroomt, vormt het water een koepelachtige vorm boven de rand van het glas. Dit water kan door de eigenschap van cohesie boven het glas blijven. In samenhang worden watermoleculen tot elkaar aangetrokken (vanwege waterstofbinding), waardoor de moleculen bij elkaar blijven op het grensvlak tussen vloeistof en gas (water-lucht), hoewel er geen ruimte meer is in het glas.

Cohesie zorgt voor de ontwikkeling van oppervlaktespanning, het vermogen van een stof om bestand te zijn tegen scheuren wanneer deze onder spanning of stress wordt geplaatst. Dit is ook de reden waarom water druppels vormt wanneer het op een droog oppervlak wordt geplaatst in plaats van dat het door de zwaartekracht wordt afgeplat. Wanneer een klein stukje papier op de waterdruppel wordt geplaatst, drijft het papier op de waterdruppel, ook al is het papier dichter (de massa per volume-eenheid) dan het water. Cohesie en oppervlaktespanning houden de waterstofbruggen van watermoleculen intact en ondersteunen het item dat op de bovenkant drijft. Het is zelfs mogelijk om een ​​naald op een glas water te "drijven" als deze voorzichtig wordt geplaatst zonder de oppervlaktespanning te verbreken.

Afbeelding (PageIndex<1>): Oppervlaktespanning: Het gewicht van de naald trekt het oppervlak tegelijkertijd naar beneden, de oppervlaktespanning trekt het omhoog, hangt het aan het wateroppervlak en zorgt ervoor dat het niet wegzakt. Let op de inkeping in het water rond de naald.

Deze cohesiekrachten zijn gerelateerd aan de eigenschap van adhesie van water, of de aantrekkingskracht tussen watermoleculen en andere moleculen. Deze aantrekkingskracht is soms sterker dan de cohesiekrachten van water, vooral wanneer het water wordt blootgesteld aan geladen oppervlakken zoals die aan de binnenkant van dunne glazen buizen die bekend staan ​​als capillaire buizen. Adhesie wordt waargenomen wanneer water "opklimt" in de buis die in een glas water is geplaatst: merk op dat het water aan de zijkanten van de buis hoger lijkt te zijn dan in het midden. Dit komt doordat de watermoleculen meer aangetrokken worden door de geladen glazen wanden van het capillair dan dat ze naar elkaar toe zijn en zich er dus aan hechten. Dit type adhesie wordt capillaire werking genoemd.

Afbeelding (PageIndex<1>): Adhesie: Capillaire werking in een glazen buis wordt veroorzaakt doordat de adhesiekrachten uitgeoefend door het binnenoppervlak van het glas de cohesiekrachten tussen de watermoleculen zelf overschrijden.

Waarom zijn cohesie- en adhesieve krachten belangrijk voor het leven? Cohesie- en hechtkrachten zijn belangrijk voor het transport van water van de wortels naar de bladeren in planten. Deze krachten creëren een &ldquopull&rdquo op de waterkolom. Deze aantrekkingskracht is het gevolg van de neiging van watermoleculen die verdampen op het oppervlak van de plant om verbonden te blijven met watermoleculen eronder, en dus worden ze meegetrokken. Planten gebruiken dit natuurlijke fenomeen om water van hun wortels naar hun bladeren te transporteren. Zonder deze eigenschappen van water zouden planten het water en de opgeloste mineralen die ze nodig hebben niet kunnen opnemen. In een ander voorbeeld gebruiken insecten zoals de schaatsenrijder de oppervlaktespanning van water om op de oppervlaktelaag water te blijven drijven en daar zelfs te paren.

Afbeelding (PageIndex<1>): Cohesie en hechting: Door de samenhangende en hechtende eigenschappen van het water kan deze schaatsenrijder (Gerris sp.) blijven drijven.


Kleurwetenschap: capillaire werking van geverfd water in planten

Invoering
Heb je ooit iemand horen zeggen: "Die plant heeft dorst", of "Geef die plant een slok water."? We weten dat alle planten water nodig hebben om te overleven, zelfs boeketten met snijbloemen en planten die in woestijnen leven. Maar heb je er ooit over nagedacht hoe water zich in de plant beweegt? In deze activiteit stop je anjers in geverfd water om erachter te komen waar het water naartoe gaat. Waar denk je dat het geverfde water naartoe zal gaan, en wat zegt dit over hoe het water in de snijbloemen beweegt?

Achtergrond
Planten gebruiken water om hun wortels, stengels, bladeren en bloemen gezond te houden en te voorkomen dat ze uitdrogen en verwelken. Het water wordt ook gebruikt om opgeloste voedingsstoffen door de plant te vervoeren.

Meestal halen planten hun water uit de grond. Dit betekent dat hij het water van de wortels naar boven en door de rest van de plant moet transporteren. Hoe doet het dit? Door middel van capillaire werking beweegt water door de plant. Capillaire werking treedt op wanneer de krachten die een vloeistof samenbinden (cohesie en oppervlaktespanning) en de krachten die die gebonden vloeistof naar een ander oppervlak aantrekken (adhesie) groter zijn dan de zwaartekracht. Door deze bindings- en oppervlaktekrachten zuigt de stengel van de plant in feite water op, bijna alsof je door een rietje drinkt!

Een eenvoudige manier om capillaire werking te observeren, is door een theelepel water te nemen en dit voorzichtig in een plas op een aanrechtblad te gieten. Je zult merken dat het water bij elkaar blijft in het zwembad, in plaats van dat het plat wordt over het aanrechtblad. (Dit gebeurt vanwege cohesie en oppervlaktespanning.) Dompel nu voorzichtig de hoek van een papieren handdoek in de plas water. Het water hecht zich aan het papier en "klimt" langs de papieren handdoek omhoog. Dit wordt capillaire werking genoemd.

Materialen
&stier Water
&stier Maatbeker
&bull Glazen kop of vaas
&stier Blauwe of rode voedselkleur
&bull Meerdere witte anjers (minstens drie). Tip: Versere bloemen werken beter dan oudere
&stier Mes
& bull-camera (optioneel)

Voorbereiding
&bull Meet een half kopje water af en giet het in het glas of de vaas.
&bull Voeg 20 druppels voedingskleurstof toe aan het water in het glas.
&bull Gebruik een mes om de onderste stengelpunten van meerdere (minstens drie) witte anjers in een hoek van 45 graden af ​​te snijden met de hulp van een volwassene. Tip: Zorg ervoor dat u geen schaar gebruikt, ze zullen de stelen verpletteren, waardoor ze minder goed water kunnen opnemen. Ook werken kortere stelen beter dan langere.
&bull Leg de anjers in het geverfde water. Terwijl je dit doet, gebruik je de stelen van de anjers om het water te roeren totdat de kleurstof volledig is opgelost.

Procedure
&bull Bekijk de bloemen direct nadat je ze in het water hebt gezet. Als je een camera hebt, maak dan een foto van de bloemen.
&bull Bekijk de bloemen twee, vier, 24, 48 en 72 uur nadat je ze in het geverfde water hebt gezet. Zorg ervoor dat je ook hun stengels observeert, vooral de bulten waar de bladeren van de stengel aftakken en het is lichter groen (het is misschien gemakkelijker om de kleurstof hier te zien). Als je een camera hebt, maak dan foto's van de bloemen en stelen op deze tijdstippen.
&stier Hoe zagen de bloemen er na twee uur uit? Hoe zit het na vier, 24, 48 en 72 uur? Hoe veranderde hun uiterlijk in deze periode?
&stier Wat zegt het uiterlijk van de bloemen over hoe water er doorheen beweegt?
&stier Extra: In deze activiteit heb je anjers gebruikt, maar denk je dat je dezelfde resultaten zou zien met andere bloemen en planten? Probeer deze activiteit eens met een andere witte bloem en een madeliefje, bijvoorbeeld een plant die voor het grootste deel uit stengel bestaat, zoals een stengel bleekselderij.
&stier Extra: Probeer deze activiteit opnieuw uit te voeren, maar gebruik hogere of lagere concentraties voedingskleurstof, zoals de helft, twee keer, vier keer of 10 keer zoveel, zorg ervoor dat je elke hoeveelheid kleurstof met dezelfde hoeveelheid water mengt. Wat gebeurt er als je de concentratie van de kleurstof in het water verhoogt of verlaagt?
&stier Extra: Hoe zou je een veelkleurige anjer maken? Tip: Je zou kunnen proberen (1) de bloem een ​​dag in één kleur water te laten staan ​​en dan een tweede dag in een andere kleur water te leggen of (2) het uiteinde van de stengel in tweeën te splitsen en elke helft in een andere kleur van water.


Observaties en resultaten
Toen je de bloemen in het geverfde water deed, zag je dan dat sommige bloemen na twee uur verfvlekken begonnen te vertonen? Heb je ook wat kleurstof in de stelen gezien? Hadden de bloemen na 24 uur over het algemeen een gekleurde tint? Is deze tint meer uitgesproken of donkerder geworden na 48 en 72 uur?

Door middel van capillaire werking beweegt water door de plant. In het bijzonder wordt het water door de stengel getrokken en gaat het vervolgens omhoog naar de bloem. Na twee uur in het geverfde water te zijn geweest, zouden sommige bloemen duidelijk geverfde vlekken moeten hebben bij de randen van hun bloembladen. Het opgezogen water ondergaat een proces dat transpiratie wordt genoemd, waarbij het water van bladeren en bloembladen verdampt. De meegebrachte kleurstof verdampt echter niet en blijft in de buurt om de bloem te kleuren. Door het verlies van water ontstaat er een lage waterdruk in de bladeren en bloemblaadjes, waardoor er meer gekleurd water door de stengel wordt getrokken. Na 24 uur zouden de bloemen een algeheel geverfde tint moeten hebben gekregen, die na verloop van tijd iets donkerder werd. Ook moeten de stelen op sommige plaatsen licht verkleurd zijn, vooral waar de bladeren aftakken.

Meer te ontdekken
Plantdelen: wat doen verschillende plantendelen? van Missouri Botanical Garden
Capillaire werking van The U.S. Geological Survey, Water Science School
De watercyclus: transpiratie van de USGS Water Science School
Transpiratie in planten van TutorVista.com
Suck It Up: capillaire werking van water in planten van Science Buddies

Deze activiteit wordt u aangeboden in samenwerking met Wetenschapsvrienden


Klassikale technieken om watertransport in planten te illustreren

Het transport van water in planten is een van de moeilijkste en meest uitdagende concepten om uit te leggen aan studenten. Nog moeilijker is het voor studenten die een inleidende algemene biologiecursus volgen. Een eenvoudige aanpak is nodig om dit complexe concept te demonstreren. Ik beschrijf visuele en pedagogische voorbeelden die tijdens de les snel en gemakkelijk kunnen worden uitgevoerd om studenten te helpen bij het begrijpen van transport in planten.

Water is niet alleen een bestanddeel van levende organismen, maar speelt een geweldige rol in veel metabolische processen binnen en buiten de cel. Planten gebruiken water om voedingsstoffen te transporteren en om structuur te behouden door turgiditeit, en water levert de elektronen en protonen die nodig zijn voor de lichtreactie tijdens fotosynthese. Het meeste water dat door planten gaat, zal echter verdampen. Geschat wordt dat meer dan 99% van het water alleen door planten reist en als damp verloren gaat in een proces genaamd transpiratie (het verlies van water door omzetting van vloeibare naar gasvormige toestand) de overige 1% wordt gebruikt voor andere doeleinden, zoals fotosynthese (Raven et al., 2005).

Water wordt geabsorbeerd door de wortelharen, reist door de cortex en passeert de endodermis (Casparische strook) voordat het het xyleem bereikt, waar het worteldruk genereert en xyleemsap, water en opgeloste mineralen duwt. Het xyleem geleidt water door zijn cellen, voornamelijk de tracheïde- en vaatelementen, naar de verschillende compartimenten van de plant, en het meeste ervan zal uiteindelijk ontsnappen via de huidmondjes, openingen die door bewakingscellen worden gereguleerd door transpiratie. Dit proces is uitgebreid onderzocht (Schrock, 1982 Ford, 1998 Evert et al., 2005 Hodson & Acuff, 2006). Water beweegt ook door het floëem naar de zich ontwikkelende delen van de plant en circuleert van het floëem terug naar het xyleem (Raven et al., 2005).

Deze korte beschrijving lijkt eenvoudig, maar het mechanisme van plantenwatertransport omvat complexe biofysische en chemische concepten. De meest klassieke verklaringen voor het transport van water en mineralen in leerboeken (Raven et al., 2005) zijn gebaseerd op de theorie van de cohesiespanning van watermoleculen. Na worteldruk draagt ​​capillaire werking met betrekking tot hechting aan de kleine cellen van xyleem bij aan de beweging van water. De waterspanning en negatieve druk die door verdamping aan het oppervlak van het blad wordt gecreëerd, genereert een transpiratietrekkracht en vormt een continue waterkolom. De waterbeweging gaat op twee manieren verder: apoplastisch, langs de celwand, en symplastisch, door het cytoplasma.

De resultaten van examens, quizzen en rapporten hebben aangetoond dat studenten de concepten met betrekking tot waterbeweging in planten lastig vinden. De moeilijkheid om te begrijpen lijkt verband te houden met het gebrek aan verbinding met meer evidente levenservaringen. Lezingen en laboratoriumervaringen worden momenteel verbeterd door de introductie van nieuwe technologieën zoals animaties en videoclips (Reece et al., 2009). De efficiëntie van deze verbeteringen in de klas hangt af van het vermogen van de instructeur om ze op de juiste manier te gebruiken om het leren van studenten te ontwikkelen. De visuals zijn erg handig bij het aantrekken en motiveren van studenten, op voorwaarde dat de instructeur enkele basisregels volgt, zoals de zeven suggesties van Cook (2012) om studenten te helpen het meeste uit visuals te halen.

Er zijn altijd manieren om moeilijke concepten te demonstreren, zodat studenten biologische concepten beter kunnen begrijpen. Visualisatie en het gebruik van praktische, praktijkvoorbeelden voegen betekenis toe, zodat studenten beter in staat zijn om principes te conceptualiseren. Hier introduceer ik een pedagogische benadering met behulp van praktische, visuele voorbeelden die zijn ontworpen om studenten te helpen het complexe onderwerp van watertransport in planten te begrijpen. Deze voorbeelden zijn gemakkelijk te gebruiken, goedkoop, snel en effectief, en sommige kunnen in de collegezaal worden uitgevoerd.


Examinatoren rapporteren

Dit was een populaire vraag.

7a, weinig volledig verwante waterstofbinding aan oppervlaktespanning. Bij de bespreking van de eigenschappen van oplosmiddelen, verwaarloosde een aantal mensen dat water het beste presteerde bij het oplossen van polaire stoffen. Bij het bespreken van adhesie hadden de leerlingen moeten verwijzen naar de polariteit van moleculen.

Dit was een populaire vraag.

In deel b verwezen velen naar de rol van xyleem. Velen gebruiken de terminologie correct in deze paragraaf en verwijzen naar transpiratietrekkracht, cohesie, adhesie en de transpiratiestroom. De stadia van wateropname die plaatsvinden in de wortel werden minder gedetailleerd en met minder nauwkeurigheid in het algemeen behandeld.

Dit was een populaire vraag.

Deel c was over het algemeen slecht gedaan, omdat de vraag van de studenten de rol van water moest bespreken. De details van fotolyse werden vaak uitgesloten, evenals de juiste details van chemiosmosis.


Beweging van water en voedingsstoffen in de wortels

Negatieve waterpotentiaal blijft de beweging aandrijven zodra water (en mineralen) zich in de wortel bevinden Ψ van de grond is veel hoger dan Ψ of de wortel, en Ψ van de cortex (grondweefsel) is veel hoger dan Ψ van de stele (locatie van het wortelvaatweefsel). Zodra water is opgenomen door een wortelhaar, beweegt het door het grondweefsel via een van de drie mogelijke routes voordat het het xyleem van de plant binnendringt:

  • de symplast: “sym” betekent “same” of “shared,” dus symplast is gedeeld cytoplasma. In deze route verplaatsen water en mineralen zich van het cytoplasma van de ene cel naar de volgende, via plasmodesmata die fysiek verschillende plantencellen verbinden, totdat ze uiteindelijk het xyleem bereiken.
  • de transmembraan pad: in dit pad beweegt water door waterkanalen die aanwezig zijn in de plasmamembranen van plantencellen, van de ene cel naar de volgende, totdat het uiteindelijk het xyleem bereikt.
  • de apoplast: “a” betekent “buiten,” dus apoplast bevindt zich buiten de cel. In dit pad bewegen water en opgeloste mineralen nooit door het plasmamembraan van een cel, maar reizen ze in plaats daarvan door de poreuze celwanden die plantencellen omringen.

Door Jackacon, gevectoriseerd door Smartse – Apoplast en symplast pathways.gif, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12063412

Water en mineralen die via het plasmamembraan een cel in gaan, zijn 'gefilterd'8221 terwijl ze door water of andere kanalen binnen het plasmamembraan gaan, maar water en mineralen die via de apoplast bewegen, worden pas gefilterd als ze een laag cellen bekend als de endodermis die het vaatweefsel (de stèle in de wortel genoemd) scheiden van het grondweefsel in het buitenste deel van de wortel. De endodermis is exclusief voor wortels en dient als controlepunt voor materialen die het vasculaire systeem van de wortel binnenkomen. Een wasachtige substantie genaamd suberine is aanwezig op de wanden van de endodermale cellen. Dit wasachtige gebied, bekend als de Kasparische strook, dwingt water en opgeloste stoffen om de plasmamembranen van endodermale cellen te passeren in plaats van tussen de cellen te glippen. Dit zorgt ervoor dat alleen materialen die de wortel nodig heeft door de endodermis gaan, terwijl giftige stoffen en ziekteverwekkers over het algemeen worden uitgesloten.

Deze afbeelding is toegevoegd nadat de IKE was geopend:

Watertransport via symplastische en apoplastische routes. Door Kelvinsong – Eigen werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25917225

De dwarsdoorsnede van een tweezaadlobbige wortel heeft een X-vormige structuur in het midden. De X bestaat uit vele xyleemcellen. Floëemcellen vullen de ruimte tussen de X. Een ring van cellen, de pericycle genaamd, omringt het xyleem en het floëem. De buitenrand van de pericycle wordt de endodermis genoemd. Een dikke laag cortexweefsel omringt de pericycle. De cortex is ingesloten in een laag cellen die de epidermis wordt genoemd. De eenzaadlobbige wortel lijkt op een tweezaadlobbige wortel, maar het midden van de wortel is gevuld met merg. De floëemcellen vormen een ring rond het merg. Ronde clusters van xyleemcellen zijn ingebed in het floëem, symmetrisch gerangschikt rond het centrale merg. De buitenste pericycle, endodermis, cortex en epidermis zijn hetzelfde in de tweezaadlobbige wortel. Afbeelding tegoed: OpenStax Biology.


Eenmaal afgebroken, wordt het oplosbare, bruikbare materiaal zoals suikers, aminozuren en nucleotiden door de cel gebruikt als voedingsstoffen waardoor ze het cytosol binnenkomen.

Een voorbeeld van iets dat bodemverontreiniging kan veroorzaken is zure regen uit fossiele brandstoffen, waardoor de bodem zuurder wordt en er giftige ionen ontstaan.

Met andere woorden, GGO's betekent dat er minder wietbloemen zullen zijn en dus minder nectar om bestuivers aan te trekken, wat leidt tot geen bestuiving. Daarnaast ontbreekt o.

Het verminderen van fotosynthese en het verhogen van de ademhaling kan worden gedaan om in dit doel te slagen. Als u dit doet, blijft het opnameniveau van kooldioxide dicht bij nul. B.

Voorspelling: Een verhoging van het calciumgehalte in de bodem zal de soortenrijkdom doen afnemen. Redenering: Naarmate het calciumgehalte toeneemt, beginnen sommige planten dat ook te doen.

De toniciteit of interne spanning van een cel wordt sterk beïnvloed door osmose. Als een cel in een oplossing wordt geplaatst met meer opgeloste stof dan de binnenkant van de cel, dan is dat zo.

Het regelt de pH-waarde, of zuurgraad, van de cel. Het cytoskelet geeft de cel zijn basisvorm. Het endoplasmatisch reticulum (ER) is een reeks verbonden c.

Niet alleen de temperatuur, maar ook het celtype en de grootte, en ook hoeveel voedingsstoffen er beschikbaar zijn. Het organisme dat we bestudeerden ontkiemde mungboonzaden. .

Als student bij Dr. Kane's Lab kan ik niet omgaan met plantaardig materiaal met een hoog THC-gehalte, dus het was nodig om RNA van deze cannabisplanten te hebben gedoneerd om te beginnen.

Zuurstof wordt gemeten in zijn opgeloste vorm, het wordt opgelost in water door overdracht vanuit de lucht en het wateroppervlak, planten die fotosynthese uitvoeren en door.


Bekijk de video: Hoe maak je een onderzeepboot? (Januari- 2022).