Pengambilan Air dan Garam Mineral oleh Tumbuhan

Rambut akar sebagai tapak pengambilan

Rambut akar ialah sambungan nipis seperti tiub daripada sel epidermis berhampiran hujung akar. Ia banyak menambah luas permukaan akar yang bersentuhan dengan tanah, dan dinding nipisnya serta sentuhan rapat dengan air tanah menjadikannya tapak utama pengambilan air dan mineral.

Pengambilan air melalui osmosis

Larutan tanah di sekeliling rambut akar biasanya mempunyai potensi air lebih tinggi (lebih cair) berbanding sap sel di dalam rambut akar. Air itu bergerak melalui osmosis daripada tanah, melalui membran sel separa telap rambut akar, ke dalam sap sel.

Ini mencipta kecerunan potensi air yang menarik air melintasi korteks, sel ke sel, ke arah xilem di tengah akar.

Pengambilan ion mineral melalui pengangkutan aktif

Ion mineral seperti nitrat dan kalium selalunya lebih pekat di dalam sel rambut akar berbanding tanah sekeliling, jadi ia tidak dapat masuk melalui resapan sahaja, yang hanya menggerakkan bahan daripada kepekatan tinggi ke rendah. Sebaliknya, sel rambut akar menggunakan pengangkutan aktif, yang menggunakan tenaga daripada respirasi (ATP) untuk menggerakkan ion menentang kecerunan kepekatannya, daripada larutan tanah cair ke dalam sel yang lebih pekat.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta menerangkan mengapa air bergerak masuk ke rambut akar melalui osmosis tetapi ion mineral memerlukan pengangkutan aktif, menerangkan ciri struktur rambut akar yang sesuai untuk penyerapan, atau menerangkan mengapa sel akar mengandungi banyak mitokondria untuk menyokong pengangkutan aktif.

Soalan contoh berformat peperiksaan

Soalan. Larutan tanah di sekeliling sel rambut akar mempunyai potensi air -200 kPa, dan sap sel di dalam rambut akar mempunyai potensi air -700 kPa. Kepekatan ion nitrat ialah 0.5 mmol dm⁻³ dalam larutan tanah dan 4.0 mmol dm⁻³ di dalam sel rambut akar.

(a) Nyatakan arah air bergerak antara tanah dan sel rambut akar, dan namakan proses yang terlibat. (b) Terangkan jawapan anda bagi (a) dari segi potensi air.

(c) Terangkan mengapa ion nitrat tidak dapat memasuki sel rambut akar melalui resapan sahaja. (d) Namakan proses yang digunakan sel rambut akar untuk menyerap ion nitrat, dan nyatakan sumber tenaga segera bagi proses ini.

Jawapan model. (a) Air bergerak daripada larutan tanah ke dalam sel rambut akar melalui osmosis. (b) Air bergerak daripada kawasan potensi air lebih tinggi (kurang negatif) ke kawasan potensi air lebih rendah (lebih negatif) merentasi membran sel separa telap; oleh sebab -200 kPa lebih tinggi daripada -700 kPa, air bergerak masuk.

(c) Resapan hanya menggerakkan bahan daripada kawasan kepekatan lebih tinggi ke lebih rendah, tetapi nitrat sudah lebih pekat di dalam sel rambut akar (4.0 mmol dm⁻³) berbanding dalam tanah (0.5 mmol dm⁻³), jadi pergerakan lanjut masuk akan bertentangan dengan kecerunan kepekatan. (d) Sel rambut akar menyerap ion nitrat melalui pengangkutan aktif, menggunakan tenaga daripada ATP yang dihasilkan oleh respirasi.

Soalan latihan

Cuba soalan ini. Seorang pelajar meletakkan sel rambut akar dalam larutan yang mengandungi racun respirasi yang menghentikan penghasilan ATP dalam mitokondria. Ramalkan apa yang berlaku kepada kadar pengambilan ion mineral oleh sel-sel itu, dan terangkan penaakulan anda.

Petua peperiksaan

Istilah penting

Istilah ini menerangkan struktur dan proses yang diperiksa dalam topik ini:

• Sel rambut akar, sel epidermis berhampiran hujung akar dengan sambungan panjang dan nipis yang menambah luas permukaan untuk penyerapan.
• Osmosis, pergerakan bersih molekul air daripada kawasan potensi air lebih tinggi ke kawasan potensi air lebih rendah melalui membran separa telap.
• Pengangkutan aktif, pergerakan bahan menentang kecerunan kepekatan menggunakan tenaga daripada respirasi.
• Resapan, pergerakan bersih zarah daripada kawasan kepekatan lebih tinggi ke kawasan kepekatan lebih rendah.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim

Lagi untuk Pemakanan dalam Tumbuhan