เปรียบเทียบโครงสร้างของระบบลำเลียงในพืช

ภาพ โครงสร้างภาคตัดขวางของลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวและใบเลี้ยงคู่
ภาพซ้าย ภาคตัดขวางลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่
ภาพขวา ภาคตัดขวางลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยว
แสดงความแตกต่างระหว่างลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่กับลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยว

ลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยว

ลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่

1. มีข้อและปล้องเห็นได้ชัดเจน

2. ไม่ค่อยแตกกิ่งก้านสาขา

3.มัดท่อน้ำท่ออาหารกระจายไปทั่วลำต้น

4. ส่วนมากไม่มีแคมเบียม

5. ส่วนมากไม่มีการเจริญขั้นที่สอง

6. ส่วนมากไม่มีวงปี

7. โฟลเอ็มและไซเลมมีอายุการในการทำงาน
……………………………………………………………………………………………..
1. เห็นได้ไม่ชัดเจนนัก

2. มีกิ่งก้านสาขามาก

3. มัดท่อน้ำท่ออาหารเรียงตัวเป็นวงรอบลำต้น

4. ส่วนมากมีแคมเบียม นอกจากพืชล้มลุกบางชนิดไม่มี

5. ส่วนมากมีการเจริญขั้นที่สองและเจริญไปเรื่อยๆสัมพันธ์กับความสูง

6. ส่วนมากมีวงปี

7. โฟลเอ็มและไซเลมมีอายุการทำงานสั้น แต่จะมีการสร้างขึ้นมาทดแทนอยู่เรื่อยๆโดยแคมเบียม

ลำต้นพืชใบเลี้ยงคู่

เมื่อตัดลำต้นของพืชใบเลี้ยงคู่ที่ยังอ่อนอยู่ตามขวาง แล้วนำมาศึกษาจะพบลักษณะการเรียงตัวของลำต้นและรากคล้ายกันและลำต้นมีการเรียงตัว ดังนี้

1) เอพิเดอร์มิส ( Epidermis ) อยู่ชั้นนอกสุด ปกติเป็นเซลล์เรียงตัวชั้นเดียว ไม่มีคลอโรฟิลล์ อาจเปลี่ยนแปลงไปเป็นขน หนาม หรือเซลล์คุม ( Guard Cell ) ผิวด้านนอกของ

เอพิ-ดอร์มิสมักมีสารพวกคิวทิน เคลือบอยู่เพื่อป้องกันการระเหยของน้ำ

2) คอร์เทกซ์ ( Cortex ) มีอาณาเขตแคบกว่าในรากเซลล์ ส่วนนี้ส่วนใหญ่เป็นเซลล์พาเรงคิมาเรียงตัวกันหลายชั้น เซลล์พวกนี้มักมีสีเขียวและสังเคราะห์ด้วยแสงได้ด้วย นอกจากนี้ยังช่วยสะสมน้ำและอาหารให้แก่พืช เซลล์ชั้นคอร์เทกซ์ที่อยู่ติดกับเอพิเดอร์มิสเป็นเซลล์เล็กๆ 2-3 แถว คือ เซลล์พวกคอลเลงคิมา และมีเซลล์สเกลอเรงคิมาแทรกอยู่ช่วยให้ลำต้นแข็งแรงขึ้น การแตกกิ่งของพืชจะแตกในชั้นนี้เรียกว่า “ เอกโซจีนัสบรานชิ่ง ( Exogenous branching )” ซึ่งแตกต่างจากรากซึ่งเป็นเอนโดจีนัสบรานชิ่ง ชั้นในของคอร์เทกซ์คือ เอนโดเดอร์มิสเป็นเซลล์เรียงตัวชั้นเดียวในลำต้น พืชส่วนใหญ่มักเห็นชั้นเอนโดเดอร์มิสได้ไม่ชัดเจนหรือไม่เห็นเลยซึ่งแตกต่างจากรากซึ่งมีและเห็นชัดเจน เซลล์ที่ทำหน้าที่ในการหลั่งสาร ( Secretory Cell ) เช่น เรซิน ( Resin ) น้ายาง ( Latex ) ก็อยู่ในชั้นนี้

3) สตีล ( Stele ) ในลำต้นฃั้นสองของสตีลจะแคบมากและแบ่งออกจากชั้นของคอร์เทกซ์ได้ไม่ชัดเจนนัก และแตกต่างจากในราก ประกอบด้วย

3.1 มัดท่อลำเลียง อยู่เป็นกลุ่มๆ ด้านในเป็นไซเลม ด้านนอกเป็นโฟลเอ็มเรียงตัวในแนวรัศมีเดียวกัน

3.2 วาสคิวลาร์เรย์ เป็นเนื้อเยื่อพาเรงคิมาที่อยู่ระหว่างมัดท่อลำเลียง เชื่อมต่อระหว่างคอร์เทกซ์และพิธ

3.3 พิธ อยู่ชั้นในสุดเป็นไส้ในของลำต้นประกอบด้วยเนื้อเยื่อพาเรงคิมา ทำหน้าที่สะสมแป้งหรือสารต่างๆ เช่น ผลึกแทนนิน ( Tannin ) พิธที่แทรกอยู่ในมัดท่อลำเลียงจะดูดคล้ายรัศมี เรียกว่า พิธเรย์ ( Pith Ray ) ทำหน้าที่สะสมอาหาร ช่วยลำเลียงน้ำ เกลือแร่ และอาหารไปทางด้านข้างของลำต้น

พืชใบเลี้ยงเดี่ยว

พืชใบเลี้ยงเดี่ยว
คือ พืชที่มีใบเลี้ยงเพียงใบเดียว เมื่อเจริญเติบโตเต็มที่จะเห็นข้อและปล้องในส่วนของลำต้นชัดเจน ใบมักมีลักษณะแคบเรียว เส้นใบเรียงตัวในแนวขนาน กลีบดอกมีจำนวน 3 กลีบ หรือทวีคูณของ 3 รากเป็นระบบรากฝอย ตัวอย่างพืชใบเลี้ยวเดี่ยว เช่น ข้าวโพด อ้อย หญ้า ไผ่
ลักษณะพืชเลี้ยงใบเดียว

-ลักษณะเส้นใบเรียงกันแบบขนาน

-มีระบบรากฝอย

-ลำต้นมองเห็นข้อปล้องชัดเจน

-ไม่มีการเจริญทางด้านข้าง

-ส่วนประกอบของดอก เช่นกลีบดอก มีจำนวนเป็น 3 หรือทวีคูณของ 3

ลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยว

ลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยวส่วนใหญ่มีการเจริญเติบโตขั้นต้น ( Primary Growth ) เท่านั้น มีชั้นต่างๆเช่นเดียวกับพืชใบเลี้ยงคู่ต่างกันที่มัดท่อลำเลียงรวมกันเป็นกลุ่มๆประกอบด้วยเซลล์ค่อนข้างกลมขนาดใหญ่ 2 เซลล์ ซึ่งได้แก่ไซเลมและเซลล์เล็กๆ ด้านบนคือโฟลเอ็ม ส่วนทางด้านล่างของไซเลมเป็นช่องกลมๆ เช่นกันคือช่องอากาศมัดท่อลำเลียงของพืชใบเลี้ยงเดี่ยวจะมีบันเดิลชีท

( Bundle Sheath ) ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อพวกพาเรงคิมาที่มีแป้งสะสมหรืออาจเป็นเนื้อเยื่อสเกลอเรงคิมามาหุ้มล้อมรอบเอาไว้ กลุ่มของมัดท่อลำเลียงจะกระจายทุกส่วนของลำต้น แต่มักอยู่รอบนอกมากว่ารอบในและมัดท่อลำเลียงไม่มีเนื้อเยื่อเจริญด้านข้างหรือแคมเบียมคั่นอยู่ พืชพวกนี้จึงเจริญเติบโตด้านข้างจำกัด แต่มักจะสูงขึ้นได้มาก เนื่องจากพืชใบเลี้ยเดี่ยวมีเนื้อเยื่อเจริญบริเวณข้อทำให้ปล้องยืดยาวขึ้น ในพืชบางชนิดส่วนของพืชจะสลายไปกลายเป็นช่องกลวงอยู่กลางลำต้น เรียกว่า

“ ช่องพิธ ( Pith Cavity ) ” เช่น ในลำต้นของไผ่ หญ้า เป็นต้น

ในพืชพวกหมากผู้หมากเมีย และจันทน์ผา จะมีมัดท่อลำเลียงคล้ายพืชใบเลี้ยงคู่และมีแคมเบียมด้วยทำให้เจริญเติบโดทางด้านข้างได้และยังสามารถสร้างคอร์กขึ้นได้เมื่อมีอายุมากขึ้น

ลำต้นพืชใบเลี้ยงเดี่ยว ทั่วๆไปมักจะไม่มีการเจริญเติบโตขั้นที่สอง ยกเว้นพืชบางชนิด เช่น หมากผู้หมากเมีย และจันทน์ผา

ในรอบ 1 ปี วาสคิวลาร์แคมเบียมของพืชที่มีเนื้อไม้จะมีการแบ่งเซลล์สร้างไซเลมและโฟลเอ็มขั้นที่สองจำนวนมากน้อยต่างกันในแต่ละฤดูขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำและแร่ธาตุอาหาร ในฤดูที่สิ่งแวดล้อมอุดมสมบูรณ์ดี เช่น ฤดูฝน เซลล์ชั้นไซเลมจะเจริญเร็วมีขนาดใหญ่ทำให้ได้ชั้นไซเลมกว้าง และมีสีจาง ส่วนในฤดูแล้งเซลล์ชั้นไซเลมจะเจริญช้ามีขนาดเล็กเบียดกันแน่นทำให้เห็นเป็นแถบแคบๆ และมีสีเข้ม ลักษณะดังกล่าวทำให้เนื้อไม้มีสีจางและมีสีเข้มสลับกันมองเห็นเป็นวงเรียกว่า วงปี (annual ring) ดังรูป

รูปที่4- ภาพโครงสร้างลำต้นที่มีการเจริญขั้นที่สอง
ไซเลมที่มีอายุมากที่สุดจะอยู่ชั้นในสุดของลำต้น ถ้าเป็นลำต้นที่มีอายุมากๆ ไซเลมชั้นในจะไม่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำอีกต่อไป แต่จะทำหน้าที่ให้ความแข็งแรง และอาจสะสมสารอินทรีย์ต่างๆ มักมองเห็นไซเลมบริเวณนี้มีสีเข้มเรียกไซเลมบริเวณนี้ว่า “ แก่นไม้ ( heart wood )” ซึ่งจะมีความแข็งแรงมากกว่าบริเวณอื่น แก่นม้นี้จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากไซเลมชั้นถัดออกมาที่มีอายุมากขึ้นและอุดตันกลายเป็นแก่นไม้เพิ่มขึ้น ส่วนไซเลมซึ่งอยู่รอบนอกซึ้งมีสีจางกว่าชั้นในก็ยังคงทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ และธาตุอาหารต่อไป เรียกชั้นนี้ว่า “ กระพี้ไม้ ( sap wood ) ” ชั้นกระพี้ไม้จะมีความหนาค่อนข้างคงที่ ทั้งกระพี้ไม้และแก่นไม้รวมกันเรียกว่า “ เนื้อไม้ ( wood ) ” ซึ่งเป็นเนื้อเยื่อไซเลมทั้งหมด

เปลือกไม้ ( bark ) คือ ส่วนที่อยู่ถัดจากวาสคิวลาร์แคมเบียมออกไปข้างนอก ในลำต้นที่มีอายุน้อยเปลือกไม้ประกอบด้วย เอพิเดอร์มิส คอร์เทกซ์ และโฟลเอ็ม ส่วนลำต้นที่มีอายุมากเอพิเดอร์มิสหลุดสลายไปเหลือแต่เนื้อเยื่อคอร์ก ( cork ) และคอร์กแคมเบียม ( cork cambium ) และอาจมีเนื้อเยื่อพาเรงคิมาที่เกิดจากการแบ่งตัวของคอร์กแคมเบียม รวมทั้งโฟลเอ็มครั้งที่สองที่สร้างขึ้นมาใหม่ ซึ่งทำหน้าที่ลำเลียงอาหารแทนโฟลเอ็มขั้นแรกที่ถูกเบียดสลายไป

ระบบลำเลียงอาหาร

การลำเลียงสารอาหารของพืช (Translocation of Solute )

ส่วนของพืชที่เป็นจำนวนมากที่ไม่มีคลอโรฟิลล์ จึงจำเป็นต้องอาศัยอาหารที่สังเคราะห์ขึ้นจากส่วนอื่นที่ไม่ใช่คลอโรฟิลล์ ดังนั้นสารการเคลื่อนย้ายสารจากส่วนหนึ่งไปอีกส่วนหนึ่งของพืช เรียกว่า translocation of solute พืชที่ จึงต้องมีการลำเลียงตัวถูกละลายหรืออาหารที่ละลายได้จากแหล่งเก็บ (ใบเลี้ยง หรือendosperm )ไปส่วน เช่น ที่ปลายราก ปลายยอด

การลำเลียงสารต่างๆ และไปในทิศทางต่างๆในพืชนั้น จำแนกได้ดังนี้ คือ
1. Upward translotion of mineral salts ไม่ว่าจะเป็น Xylem หรือ Phloem มีพวกเกลือแร่อยู่ด้วยทั้งนั้น การลำเลียงเกลือแร่นี้เป็นการลำเลียงขึ้นข้างบนโดยไปทาง Xylem เมื่อตัดเอา Xylem ออก การลำเลียงเกลือแร่จะหยุดชะงักเกลือแร่ส่วนใหญ่ลำเลียงไปทาง Xylem มากกว่า Phloem หลายสิบเท่า

2. Upward translocation of organic solutes organic solute ส่วนใหญ่เป็นพวกคาร์โบไฮเดรต (จากการสังเคราะห์แสง) พวกกรดอินทรีย์ โปรตีน กรดอะมิโน ฮอร์โมน และวิตามิน ต่างๆ มีการลำเลียงขึ้นข้างบนโดยทาง Phloem เพื่อไปเลี้ยงส่วนที่ยังอ่อนอยู่ เช่น ที่ยอด พบว่าลำเลียงไปทาง Phloem โดยสรุปแล้วการลำเลียงอินทรีย์สารไปเลี้ยงยังส่วนยอดนั้นไปทาง Phloem

3.Downward translocation of organic solutes เป็นการลำเลียงพวกอินทรีย์สารลงข้างล่าง ทาง Phloem มีน้อยมากที่ลำเลียงไปทาง Xylem

4.Outward translocation of salts from leaves เป็นการลำเลียงพวกเกลืออื่นๆ เนื้อเยื่อใดทำหน้าที่ลำเลียง แสดงถึงความสามารถในการเคลื่อนย้าย (Mobility) ของธาตุอีกด้วย การลำเลียงนี้เป็นไปได้เมื่อก้านใบสมบูรณ์ดี แต่ถ้าเอาไอน้ำร้อนๆ มาพ่นที่ก้านใบก็จะไปยับยั้งการลำเลียงธาตุออกจากใบ “การลำเลียงธาตุหรือเกลือต่างๆ ออกจากใบไปทาง Phloem เท่านั้น”

5.Lateral translocation of solutes เป็นการลำเลียงอินทรียสารและอนินทรีย์สารไปทางด้านข้างของลำต้น การลำเลียงประเภทนี้จะผ่านไป ทาง Vascular ray cell ในพืชบางชนิดมี Lateral translocation ไม่สู้ดีนัก ซึ่งถ้าตัดด้านหนึ่งด้านใดของลำต้นหรือกิ่งออก จะทำให้การเจริญเติบโตของด้านนั้นไม่ดีเท่าอีกด้านหนึ่ง หรือถ้าตัดรอบต้นก็จะคอด

กลไกของการลำเลียงไปทาง Phloem
ต้องมีลักษณะพิเศษ คือ
1.เซลล์ต้องมีชีวิต เพราะถ้าเซลล์ของ Phloem ตายไปการลำเลียงก็หยุดชะงักลงทันที
2.การลำเลียงเป็นไปได้ทั้งสองทาง มีทั้งขึ้นและลง อาจจะขึ้นคนละเวลาก็ได้
3.สามารถลำเลียงได้เป็นปริมาณมากๆ
4.อัตราความเร็วของการลำเลียงสูง การลำเลียงประเภทนี้เกิดขึ้นด้วยความเร็วสูง
5.การลำเลียงเกิดขึ้นเป็นครั้งคราว บางเวลาเกิดขึ้นเร็ว บางเวลาก็เกิดขึ้นได้ช้า ก็ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน (กลางวันหรือกลางคืน)

การลำเลียงโดยทาง Phloem นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และปริมาณของ ออกซิเจนด้วยกล่าวคือ ถ้าอุณหภูมิต่ำ ออกซิเจนน้อย การลำเลียงจะเกิดขึ้นช้าหรืออาจไม่เกิดเลย แต่ถ้าอุณหภูมิสูงและมีออกซิเจนเพียงพอ การลำเลียงดังกล่าวก็จะเกิดขึ้นเร็ว

สรุปกระบวนการลำเลียงสารอาหาร

สังเคราะห์แสง -> เกิดการเปลี่ยนน้ำตาลกลูโคสเป็นซูโครส ในไซโทรพลาซึม -> ซีฟทิวบ์ของโฟลเอ็ม -> ความเข้มข้นของสารละลายต้นทางสูงขึ้น -> น้ำออสโมซิสเข้ามาบริเวณต้นทาง -> บริเวณต้นทางที่มีสารละลายอยู่ก็เกิดแรงดันมากเพิ่มขึ้น -> สารละลายจะถูกดันด้วยแรงดันให้ลำเลียงไปตามท่อโฟลเอ็ม จนถึงบริเวณปลายทาง

“ดังนั้นการลำเลียงจะเกิดขึ้นทุกครั้งที่มีการสังเคราะห์แสง”

ประมาณในปี พ.ศ. 2496 ซิมเมอร์แมน (M.H. Zimmerman) นักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้ค้นพบว่า เพลี้ยอ่อนสามารถใช้งวงแทงเข้าไปถึงโฟลเอมแล้วดูดของเหลวจากท่อโฟลเอ็มออกมากินจนเหลือแล้วปล่อยให้ของเหลวไหลออกทางก้นของเพลี้ยอ่อน ขณะที่เพลี้ยอ่อนกำลังดูดของเหลวอยู่นั้นก็วางยาสลบเพลี้ยอ่อนแล้วตัดให้เหลือแต่ส่วนที่เป็นงวงติดอยู่ที่ต้นไม้ ของเหลวก็ยังคงไหลออกมาทางงวง เมื่อนำของเหลวนี้ไปวิเคราะห์พบว่า ส่วนใหญ่เป็นน้ำตาลซูโครส และสารอื่นๆ เช่น กรดอะมิโน ฮอร์โมน และธาตุอาหาร

กระบวนการลำเลียงสารอาหาร
มึนช์ (E. Munch) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันพยายามอธิบายการลำเลียงสารอาหารดังนี้ ส่วนหนึ่งของน้ำตาลที่พืชสร้างขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในคลอโรพลาสต์จะถูกลำเลียงออกมาในไซโทพลาซึมแล้วเปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครส จากนั้นซูโครสจะเคลื่อนย้ายออกจากเซลล์ที่เป็นแหล่งสร้างไปยังโฟลเอ็ม โดยเข้าสู่ซีฟทิวบ์
ของโฟลเอ็ม ทำให้ความเข้มข้นของสารละลายในซีฟทิวบ์ต้นทางสูงขึ้น น้ำจากเซลล์ข้างเคียงออสโมซิสเข้ามาและเพิ่มความดันในซีฟทิวบ์ดันให้สารละลายน้ำตาลซูโครสลำเลียงไปตามท่อโฟลเอ็มจนถึงเนื้อเยื่อต่างๆ ที่ต้องการใช้
สารละลายน้ำตาลซูโครสก็จะออกจากซีฟทิวบ์ไปสู่เซลล์เนื้อเยื่อต่างๆ และไปเก็บสะสมหรือใช้ในกระบวนการ
เมแทบอลิซึมที่เซลล์ดังกล่าว การที่ซีฟทิวบ์ปลายทางมีสารละลายน้ำตาลซูโครสลดลงจะทำให้น้ำจากซีฟทิวบ์ปลายทางแพร่ออกสู่เซลล์ข้างเคียงเป็นผลให้ซีฟทิวบ์ปลายทางมีแรงดันน้อยกว่าต้นทาง การลำเลียงอาหารจึงเกิดขึ้นตลอดเวลาที่ใบพืชมีการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยมีแรงผลักดันจากความแตกต่างของแรงดันในเซลล์โฟลเอ็มต้นทาง และปลายทาง

สรุปแบบจำลองการลำเลียงสารอาหาร
ในพืชเป็นแหล่งสร้างน้ำตาลกลูโคสจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำตาลกลูโคสถูกลำเลียงออกมาในไซโทพลาซึมแล้วเปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครสก่อนเข้าสู่โฟลเอ็ม จากนั้นน้ำตาลซูโครสเคลื่อนย้ายไปในซีฟทิวบ์ของโฟลเอ็มโดยวิธีการลำเลียงแบบใช้พลังงานทำให้ความเข้มข้นของสารละลายในซีฟทิวบ์ต้นทางสูงขึ้น น้ำจากเซลล์ข้างเคียงออสโมซิสเข้ามาทำให้ซีฟทิวบ์มีแรงดันเพิ่มขึ้น ซึ่งจะไปดันให้สารละลายน้ำตาลซูโครสลำเลียงไปตามท่อโฟลเอ็มจนถึงซีฟทิวบ์ปลายทาง น้ำตาลซูโครสก็จะลำเลียงออกจากซีฟทิวบ์ปลายทางไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ ที่ต้องการใช้หรือแหล่งรับ ทำให้ความเข้มข้นของสารละลายน้ำตาลซูโครสในซีฟทิวบ์ปลายทางลดลง น้ำจากซีฟทิวบ์ปลายทางแพร่ออกสู่เซลล์ข้างเคียง ซีฟทิวบ์ปลายทางมีแรงดันน้อยกว่าซีฟทิวบ์ต้นทาง การลำเลียงอาหารจึงเกิดขึ้นตลอดเวลาที่ใบพืชมีการสังเคราะห์ด้วยแสง

ระบบลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ

ระบบการลําเลียงภายในพืช
(Internal Transport System in Plant)

ระบบลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ
น้ำในดินเคลื่อนที่เข้าสู่รากได้โดยกระบวนการออสโมซิส ส่วนแร่ธาตุที่อยู่ในรูปสารละลายผ่านเข้าสู่รากได้ โดยกระบวนการแพร่และ แอคทีฟทรานสปอร์ต เมื่อน้ำและแร่ธาตุผ่านเข้าสู่ภายในเซลล์ขนรากแล้ว น้ำจะออสโมซีสจากเซลล์ขนรากไปยังเซลล์รากที่อยู่ติดกันไปเรื่อย ๆ จนถึงท่อลำเลียงที่เรียกว่า ไซเล็ม น้ำและแร่ธาตุจะถูกส่งไปตามไซเล็มไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช การที่น้ำและแร่ธาตุจากรากขึ้นไปสู่ยอดพืชได้นั้นเป็นเพราะมีแรงดึงที่เกิดจากการคายน้ำของใบดึงดูดให้น้ำและแร่ธาตุลำเลียงขึ้นไปตลอดเวลาคล้ายกับการที่เราดูดน้ำจากขวดหรือจากแก้วโดยใช้หลอดดูด



รูปแบบการเคลื่อนที่

1.อโพพลาส apoplast : “โดยน้ำจะเคลื่อนที่ผ่านชั้นต่างๆ หรือจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง หรือ ผ่านช่องทางช่องว่างระหว่างเซลล์”
ความเข้มข้นของสารภายใน > ภายนอก -> น้ำในดินแพร่เข้าสู่เซลล์โดยจะแพร่ผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่ผิวของราก -> ชั้นคอร์เทกซ์ -> เอนโดเดอร์มิส

2.ซิมพลาส symplast : “การเคลื่อนที่ของน้ำผ่านเซลล์หนึ่งสู่เซลล์หนึ่งทางไซโทพลาซึม ที่เรียกว่าพลาสโมเดสมาเข้าไปในเซลล์เอนโดเดอร์มิส ก่อนเข้าสู่ไซเลม” เมื่อน้ำเคลื่อนที่มาถึงผนังเซลล์เอนโดเดอร์มิสที่มีแคสพาเรียนสตริพกั้นอยู่ แคสพาเรียนสติพป้องกันไม่ให้น้ำผ่านผนังเซลล์เข้าไปในไซเลม ดังนั้นน้ำจึงต้องผ่านทางไซโทพลาซึมจึงจะเข้าไปในไซเลมได้

เวลาที่เราตัดลำต้นของพืชที่ชุ่มน้ำ แล้วสังเกตตรงบริเวณรอยตัดของลำต้น ส่วนที่ติดกับรากจะเห็นของเหลวซึมออกมา เนื่องจากในไซเลมของรากมีแรงดัน เรียกว่า แรงดันราก (root pressure)

การเคลื่อนที่ของน้ำเข้าสู่ไซเลมของรากทำให้เกิดแรงดันขึ้นในไซเลมในพืชที่ได้รับน้ำอย่างพอเพียงและอยู่ในสภาพอากาศที่มีความชื้นสูงเช่นเวลากลางคืน หรือเช้าตรู่ แรงดันรากมีประโยชน์ในการช่วยละลายฟองอากาศในไซเลมที่อาจเกิดขึ้นในช่วงเวลากลางวัน แต่ในสภาพอากาศร้อนและแห้งในเวลากลางวันพืชมีการคายน้ำมากขึ้นจะเกิดแรงดึงของน้ำในท่อไซเลมทำให้ไม่พบแรงดันราก การสูญเสียน้ำจากใบโดยการคายน้ำเกิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างระหว่างปริมาณไอน้ำในบรรยากาศและไอน้ำในช่องว่างภายในใบ การลำเลียงน้ำในท่อไซเลมนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากมีแรงดึงน้ำที่อยู่ในท่อไซเลมให้ขึ้นมาทดแทนน้ำที่พืชคายออกสู่บรรยากาศ แรงดึงนี้จะถูกถ่ายทอดไปยังรากทำให้รากดึงน้ำจากดินเข้ามาในท่อไซเลมได้เนื่องจากน้ำมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำด้วยกันเอง เรียกว่า โคฮีชัน (cohetion)สามารถที่จะดึงน้ำเข้ามาในท่อไซเลมได้โดยไม่ขาดตอน นอกจากนี้ยังมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำกับผนังของท่อไซเลม เรียกว่า แอดฮีชัน (adhesion) เมื่อพืชคายน้ำมากจะทำให้น้ำระเหยออกไปมากด้วย ดังนั้นน้ำในไซเลมจึงสามารถเคลื่อนที่และส่งต่อไปยังส่วนต่างๆของพืชได้ ไม่ว่าจะเป็นลำต้น ใบ หรือยอด รากก็จะเกิดแรงดึงน้ำจากดินเข้าสู่ท่อไซเลมได้ แรงดึงเนื่องจากการสูญเสียน้ำนี้เรียกว่า แรงดึงจากการคายน้ำ (transpiration pull)
ข้อควรจำ
<> แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำ
<> แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลน้ำกับผนังท่อไซเลม

ท่อและเนื้อเยื่อลำเลียงอาหาร

ระบบลำเลียงสารอาหาร

สารอาหารที่พืชสร้างขึ้น คือ น้ำตาลกลูโคสที่อยู่ในรูปของสารละลายจะถูกลำเลียงจากใบไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืชผ่านทางท่อโฟลเอ็ม ซึ่งการลำเลียงจากเซลล์ของใบไปสู่เซลล์ข้างเคียงต่อ ๆ กันไปโดยกระบวนการแพร่ และแอคทีฟทรานสปอร์ต การลำเลียงอาหารเป็นการเคลื่อนที่จากด้านบนของต้นพืชลงสู่ด้านล่างไปเลี้ยงส่วนของลำต้นและราก แต่ก็มีบางส่วนที่มีการลำเลียงไปในทิศทางขึ้นด้านบนเหมือนกัน เช่น การลำเลียงไปเลี้ยงดอกและผล เป็นต้น
เนื่องจากบริเวณรอบลำต้นนี้จะมีอาหารไหลลงมาเสมอ ดังนั้น ถ้าเราตัดท่อลำเลียงอาหารของพืชโดยลอกเปลือกนอกของต้นไม้ออกจนรอบลำต้น ในไม่ช้าจะพบว่าบริเวณเหนือรอยที่ลอกเปลือกออกจะมีขนาดใหญ่กว่าด้านล่าง ทั้งนี้เป็นเพราะอาหารที่ถูกลำเลียงลงมาจากใบไม่สามารถผ่านต่อลงไปได้ จึงสะสมอยู่บริเวณปลายสุดของท่อลำเลียงอาหาร การทำเช่นนี้จะทำให้พืชเจริญเติบโตช้าเพราะรากขาดอาหาร
เมื่อพืชสร้างอาหารได้มาก พืชก็จะลำเลียงอาหารไปเก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช ส่วนของพืชซึ่งเป็นที่สะสมอหารและเห็นได้ชัดเจน เช่น ผล เมล็ด ราก และลำต้น
1. ส่วนของผลที่สะสมอาหาร ได้แก่ ผลไม้ชนิดต่าง ๆ เช่น กล้วย เงาะ ลำไย ขนุน
2. ส่วนของเมล็ดที่สะสมอาหาร เช่น ข้าว ข้าวโพด ละหุ่ง ถั่วต่าง ๆ
3. ส่วนของรากที่สะสมอาหาร เช่น ผักกาดหัว มันเทศ แครรอต
4. ส่วนของลำต้นที่สะสมอาหาร เช่น อ้อย
5. ส่วนของลำต้นใต้ดินที่สะสมอาหาร เช่น เผือก มันฝรั่ง แห้ว หัวหอม
อาหารที่สะสมอยู่นี้จะอยู่ในรูปต่าง ๆ กัน เช่น แป้ง น้ำตาล ไขมัน โปรตีน

ท่อและเนื้อเยื่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ

ระบบลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ

น้ำในดินเคลื่อนที่เข้าสู่รากได้โดยกระบวนการ osmosis ส่วนแร่ธาตุที่อยู่ในรูปสารละลายผ่านเข้าสู่รากได้ โดยกระบวนการแพร่และactive transport เมื่อน้ำและแร่ธาตุผ่านเข้าสู่ภายในเซลล์ขนรากแล้ว น้ำจะออสโมซีสจากเซลล์ขนรากไปยังเซลล์รากที่อยู่ติดกันไปเรื่อย ๆ จนถึงท่อลำเลียงที่เรียกว่า xylem น้ำและแร่ธาตุจะถูกส่งไปตามไซเล็มไปยังส่วนต่าง ๆ ของพืช

โครงสร้างที่ทำหน้าที่ในการลำเลียงน้ำ
การที่น้ำและแร่ธาตุที่รากดูดซึมจากดินจะผ่านเซลล์ชั้นนอกคือ epidermis เข้าสู่เซลล์ชั้นใน คือcortex,endodermis และ xylem ของราก โดยอาศัยการลำเลียงทางด้านข้าง (Lateral transport) ซึ่งอยู่ในแนวรัศมีของต้นพืช และเป็นระยะทางสั้น ๆ น้ำและแร่ธาตุจากดินจะถูกดูดซึม โดยขนรากผ่านชั้น cortex จนถึง endodermis โดย มี 2 วิธี
Apoplast คือการที่น้ำและแร่ธาตุผ่านจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์หนึ่ง โดยผ่านช่องว่างระหว่างผนังเซลล์ในชั้น cortexและผ่านเซลล์ที่ไม่มีชีวิต (ยกเว้น endodermis) คือ tracheid และ veesel
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

การคายน้ำของพืช

แบบฝึกหัดที่ 3

เมื่อน้อง ๆ เข้าใจแล้ว ลองทำแบบฝึกหัดกันนะค่ะ

จากรูปต่อไปนี้ จงบอกว่าเป็นส่วนใดและเป็นใบเลี้ยงเดี่ยวหรือคู่

ตอบ……………………………..

ตอบ………………………………

ตอบ……………………………….

เฉลยแบบฝึกหัดที่ 2

คำถาม

1. โครงสร้างใดของพืชที่ส่วนใหญ่มีการคายน้ำเกิดขึ้นมากที่สุด
ตอบ ปากใบ

2. ปากใบ ของพืชจะเปิดกว้างที่สุด ในช่วงเวลาใด
ตอบ ช่วงเวลาที่มีแสงสว่างมาก

3. การลำเลียงอาหารของพืช เกิดขึ้นในช่วงเวลาใด
ตอบ ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเวลากลางวัน