Minggu, 15 April 2012

NUTRISI, HORMON DAN TRANSPORTASI PADA TANAMAN

1 komentar
Hormon adalah bahan kimia yang diproduksi di salah satu bagian dari tubuh yang memiliki target di tempat lain dalam tubuh. Tanaman memiliki lima jenis hormon. Hewan, khususnya chordates, memiliki jumlah jauh lebih besar. Hormon dan enzim berfungsi sebagai pengontrol bahan kimia dalam organisme multisel. Salah satu aspek penting dari hal ini adalah memperoleh makanan dan / atau nutrisi

Auksin

Auksin mempromosikan pemanjangan batang, menghambat pertumbuhan tunas lateral (mempertahankan dominasi apikal). Mereka diproduksi di batang, tunas, dan ujung akar. Contoh: Indole Acetic Acid (IA). Auksin adalah hormon tanaman yang dihasilkan di ujung batang yang mempromosikan pemanjangan sel. Auksin bergerak ke sisi gelap dari tanaman, menyebabkan sel-sel di sana untuk tumbuh lebih besar dari sel-sel yang sesuai di sisi ringan dari pabrik. Ini menghasilkan melengkung dari ujung batang tanaman ke arah cahaya, gerakan tanaman yang dikenal sebagai fototropisme.

Auksin juga memainkan peran dalam mempertahankan dominasi apikal. Kebanyakan tanaman memiliki lateral (kadang-kadang disebut aksila) tunas yang terletak di simpul (di mana daun menempel pada batang). Tunas embrionik adalah meristem diselenggarakan dalam keadaan tidak aktif. Auksin mempertahankan dormansi ini. Selama auksin cukup dihasilkan oleh meristem apikal, yang tunas lateral tetap terbengkalai. Jika puncak tunas akan dihapus (oleh binatang browsing atau ilmuwan), auksin tidak lagi diproduksi. Hal ini akan menyebabkan tunas lateral untuk mematahkan dormansi dan mulai tumbuh. Akibatnya, tanaman menjadi bushier. Ketika tukang kebun trim lindung nilai, mereka menerapkan dominasi apikal.


Giberelin


Giberelin mempromosikan pemanjangan batang. Mereka tidak diproduksi di ujung batang. Asam giberelat adalah yang pertama dari hormon jenis ini yang ditemukan.

Sitokinin

Sitokinin mempromosikan pembelahan sel. Mereka diproduksi di area pertumbuhan, seperti meristem pada ujung tunas. Zeatin adalah hormon di jenis ini, dan terjadi pada jagung (Zea).

Asam Absisat

Asam absisat mempromosikan dormansi benih oleh penghambat pertumbuhan sel . Hal ini juga terlibat dalam pembukaan dan penutupan stomata sebagai daun layu.

Etilen

Etilen adalah gas yang dihasilkan oleh buah-buahan matang. Etilen digunakan untuk mematangkan tanaman pada saat yang sama. Disemprotkan di lapangan akan menyebabkan semua buah matang pada saat yang sama sehingga mereka bisa dipanen.

Nutrisi Tanaman

Tidak seperti binatang (yang obrtain makanan mereka dari apa yang mereka makan) tanaman memperoleh nutrisi mereka dari tanah dan atmosfer. Menggunakan sinar matahari sebagai sumber energi, tanaman mampu membuat semua makromolekul organik yang mereka butuhkan dengan modifikasi dari mereka membentuk gula oleh fotosintesis. Namun, tanaman harus mengambil berbagai mineral melalui sistem akar mereka untuk digunakan.

nurtien (tanaman) yang seimbang

Karbon, Hidrogen, dan Oksigen dianggap sebagai elemen penting. Nitrogen, Kalium, dan Phosphor diperoleh dari tanah dan macronutrients utama. Kalsium, Magnesium, dan Belerang adalah macronutrients sekunder dibutuhkan dalam jumlah yang lebih rendah. Para mikronutrien, dibutuhkan dalam jumlah yang sangat kecil dan beracun dalam jumlah besar, termasuk Besi, Mangan, Tembaga, Seng, Boron, dan Klor. Sebuah pupuk lengkap menyediakan semua tiga macronutrients utama dan beberapa mikronutrien dan sekunder. Label pupuk akan daftar angka, misalnya 5-10-5, yang mengacu pada persen berat macronutrients utama.

Peran tanah

Tanah yang lapuk, terurai dan mineral batuan (geologi) fragmen dicampur dengan udara dan air. Tanah yang subur mengandung nutrisi dalam bentuk tersedia bahwa tanaman memerlukan untuk pertumbuhan. Akar tindakan tanaman sebagai penambang bergerak melalui tanah dan membawa mineral dibutuhkan ke dalam akar tanaman.


Tanaman menggunakan mineral ini dalam:

1. Struktur komponen karbohidrat dan protein
2. Organik molekul yang digunakan dalam metabolisme, seperti Magnesium dalam klorofil dan fosfor ditemukan di ATP
3. Enzim aktivator seperti kalium, yang mengaktifkan enzim mungkin lima puluh
4. Menjaga keseimbangan osmotik
Mikoriza, bakteri, dan mineral

Tanaman membutuhkan banyak nitrogen untuk molekul biologi penting termasuk nukleotida dan protein. Banyak tanaman memiliki hubungan simbiosis dengan bakteri yang tumbuh di akar mereka: nitrogen organik sebagai sewa ruang untuk hidup. Tanaman ini cenderung memiliki bintil akar di mana bakteri pengikat nitrogen hidup.



Pengembangan bintil akar, tempat di akar tanaman tertentu, terutama kacang-kacangan (keluarga kacang polong), dimana bakteri hidup bersimbiosis dengan tanaman.


Semua nitrogen dalam sistem kehidupan itu pada suatu waktu diproses oleh bakteri ini, yang mengambil nitrogen atmosfer (N2) dan dimodifikasi ke bentuk bahwa makhluk hidup bisa memanfaatkan (seperti NO3 atau No4, atau bahkan sebagai amonia, NH3 dalam contoh di bawah).



Jalur untuk mengubah (memperbaiki) nitrogen atmosfer, N2, menjadi nitrogen organik, NH3.



Tidak semua bakteri memanfaatkan rute di atas untuk fiksasi nitrogen. Banyak yang hidup bebas dalam tanah, memanfaatkan jalur kimia lainnya.



Nitrogen serapan dan konversi oleh bakteri tanah yang bervariasi.




Akar memiliki ekstensi dari sel-sel rambut akar epidemal atau sebagai rambut akar. Sementara rambut akar sangat meningkatk luas permukaan (maka permukaan penyerapan), penambahan jamur mikoriza simbiosis sangat meningkatkan luas dari akar untuk menyerap air dan mineral dari tanah.


Peran bulu-bulu akar dalam meningkatkan luas permukaan akar untuk mempromosikan peningkatan penyerapan air dan mineral dari tanah.


Air dan Serapan Mineral

Hewan memiliki sistem peredaran darah yang mengangkut cairan, bahan kimia, dan nutrisi sekitar dalam tubuh hewan. Beberapa tanaman memiliki sistem analog: sistem vaskular pada tumbuhan vaskular; terompet hifa di bryophytes.

Rambut akar berdinding tipis ekstensi dari sel-sel epidermal pada akar. Mereka menyediakan luas permukaan dan dengan demikian lebih efisien penyerapan air dan mineral. Air dan nutrisi mineral terlarut memasuki tanaman melalui dua rute.

Air dan zat terlarut yang dipilih hanya melewati membran sel kulit ari pada rambut akar dan kemudian melalui plasmodesmata pada setiap sel sampai mereka mencapai xilem ini: rute intraseluler (apoplastic). Air dan zat terlarut memasuki dinding sel rambut akar dan lolos antara membran plasma dan dinding sampai pertemuan itu endodermis, sebuah lapisan sel yang mereka harus lewati memasuki xilem: rute ekstraseluler (symplastic).


Jalur air ke dalam xilem dari akar.


Endodermis memiliki strip dari materi air (berisi suberin) yang dikenal sebagai strip Casparian yang memaksa air melalui sel endodermal dan sedemikian rupa mengatur jumlah air sampai ke xilem tersebut. Hanya ketika air dalam konsentrasi jatuhnya sel endodermal bawah dari sel-sel parenkim korteks tidak aliran air ke endodermis dan di dalam xilem tersebut.


Rincian strip Casparian.


Xilem dan Transportasi

Xilem merupakan jaringan transportasi air pada tanaman yang sudah mati saat mencapai kematangan fungsional. Tracheids panjang, meruncing dari sel-sel xilem yang memiliki pelat berakhir pada sel-sel yang mengandung banyak lintang besar. Dinding trakeid yang dihiasi dengan lubang. Kapal, bentuk peningkatan trakeid, tidak memiliki (atau sangat sedikit) penghalang (lintang) pada bagian atas atau bawah sel. Diameter pembuluh fungsional adalah lebih besar dari tracheids.

Air berhenti di xilem dengan kekuatan transpirasi, kehilangan air dari daunnya. Transpirasi suku di wilayah gersang-tanaman dapat lebih tinggi. Molekul air adalah hidrogen terikat satu sama lain. Air yang hilang dari daun menyebabkan difusi molekul air tambahan dari xilem vena daun, membuat tarikan pada molekul air di sepanjang kolom air di dalam xilem tersebut. Ini "tarikan" menyebabkan molekul air untuk bangkit dari akar untuk akhirnya daun. Hilangnya air dari xilem akar memungkinkan air tambahan untuk lulus endodermis melalui bentuk ke dalam xilem akar.

Kohesi adalah kemampuan molekul dari jenis yang sama untuk tetap bersatu. Molekul air adalah polar, memiliki sisi positif dan negatif sedikit, yang menyebabkan kohesi mereka. Di dalam xilem, molekul-molekul air berada dalam rantai panjang membentang dari akar ke daun.

Adhesi adalah kecenderungan molekul dari berbagai jenis untuk tetap bersatu. Air menempel pada molekul selulosa dalam dinding xilem tersebut, menangkal gaya gravitasi dan membantu munculnya air di dalam xilem tersebut.

Teori Kohesi-Adhesi

Transpirasi memberikan sebuah tarik pada kolom air di dalam xilem tersebut. Molekul-molekul air yang hilang diganti dengan air dari xilem dari vena daun, menyebabkan tarikan pada air di xilem tersebut. Adhesi air pada dinding sel xilem memfasilitasi gerakan air ke atas dalam xilem tersebut. Kombinasi kekuatan kohesif dan perekat disebut sebagai Teori Kohesi-Adhesi.


Sel penjaga Mengatur Transpirasi
Dalam kebanyakan lingkungan, konsentrasi air di luar daun kurang dari itu di dalam daun, menyebabkan hilangnya air melalui lubang di daun yang dikenal sebagai stomata (tunggal = stoma). Sel penjaga yang berbentuk bulan sabit sel epidermis yang mengapit stoma dan mengatur ukuran pembukaan. Bersama-sama, sel penjaga dan stoma terdiri aparat stomata. Dinding bagian dalam dari sel penjaga adalah lebih tebal daripada bagian dinding. Apabila sel penjaga mengambil ion kalium, gerakan air ke dalam sel, menyebabkan sel untuk menjadi bombastis dan membengkak, membuka stoma. Ketika kalium meninggalkan sel penjaga, air juga daun, menyebabkan plasmolisis sel, dan penutupan stoma. Stomata menempati 1% dari permukaan daun, tetapi merupakan 90% air hilang dalam transpirasi.


Ion dan fungsi stomata.


Transportasi dan Penyimpanan Nutrisi

Tanaman membuat gula oleh fotosintesis, biasanya dalam daun mereka. Beberapa gula ini langsung digunakan untuk metabolisme tanaman, beberapa untuk sintesis protein dan lipid, beberapa disimpan sebagai pati. Bagian lain dari pabrik itu juga membutuhkan energi tetapi tidak fotosintesis, seperti akar. Makanan karena itu harus diangkut dalam dari sumber, tindakan dilakukan oleh jaringan floem.

Floem, Gula, dan Translokasi

Floem terdiri dari beberapa tipe sel: sel tabung saringan (alias saringan elemen), sel pendamping, dan parenkim pembuluh darah. Saringan sel adalah sel berbentuk tabung dengan endwalls dikenal sebagai piring saringan. Sebagian kehilangan inti mereka, tetapi tetap hidup, meninggalkan sel kosong dengan membran plasma berfungsi.

Sel Companion beban gula ke dalam elemen saringan (ayakan elemen yang terhubung ke tabung saringan). Cairan bisa bergerak ke atas atau bawah dalam floem, dan yang translokasi dari satu tempat ke tempat lain. Sumber adalah tempat di mana gula sedang diproduksi. Sinks adalah tempat di mana gula yang dikonsumsi atau disimpan.

Makanan bergerak melalui floem dengan Mekanisme Tekanan-Arus. Gula bergerak (dengan langkah yang membutuhkan energi) dari sumber (biasanya daun) ke wastafel (biasanya akar) dengan tekanan osmotik. Translokasi gula ke dalam elemen saringan menyebabkan air masuk ke dalam sel itu, meningkatkan tekanan dari campuran gula / air (cairan floem). Tekanan menyebabkan getah mengalir menuju daerah tekanan rendah, wastafel. Di wastafel, gula akan dihapus dari floem dengan langkah lain yang membutuhkan energi dan biasanya diubah menjadi pati atau dimetabolisme.


Tanaman Menanggapi Rangsangan Eksternal

Salah satu tanaman menanggapi rangsangan lingkungan melibatkan bagian tanaman bergerak menuju atau jauh dari stimulus, suatu gerakan yang dikenal sebagai sebuah tropisme. Gerakan Nastic adalah tanaman gerakan independen dari arah stimulus.

Perubahan dalam Pola Pertumbuhan Menghasilkan Tropisms

Charles Darwin dan putranya, Francis mempelajari reaksi akrab tanaman tumbuh ke arah cahaya: fototropisme. The Darwin menemukan bahwa ujung tanaman melengkung pertama, dan bahwa kurva diperpanjang secara bertahap turun batang. Dengan menutup tips dengan foil, mereka mencegah tanaman dari melengkung. Mereka menyimpulkan bahwa beberapa faktor yang ditransmisikan dari ujung tanaman ke daerah yang lebih rendah, menyebabkan tanaman untuk membungkuk.


Fototropisme di koleoptil dari sebuah monokotil.



Kita sekarang tahu, dari tahun 1926 percobaan dari Frits Went, bahwa auksin, hormon tanaman yang dihasilkan di ujung batang (auksin mempromosikan pemanjangan sel), bergerak ke sisi gelap dari tanaman, menyebabkan sel-sel di sana untuk tumbuh lebih besar dari sel-sel yang sesuai pada sisi ringan dari pabrik. Ini menghasilkan melengkung dari ujung batang tanaman ke arah cahaya, gerakan tanaman yang dikenal sebagai fototropisme.

Geotropism adalah tanaman respon terhadap gravitasi. Akar tanaman menunjukkan geotropism positif, tunas menunjukkan geotropism negatif. Geotropism pernah dianggap akibat dari gravitasi yang mempengaruhi konsentrasi auksin. Beberapa hipotesis baru saat ini sedang diselidiki.


geotropisme


Perkecambahan benih jagung terjadi terlepas dari orientasi benih.



Thigmotropisme adalah tanaman respon untuk kontak dengan benda padat. Sulur-sulur tanaman merambat warp sekitar benda, memungkinkan pokok anggur tumbuh ke atas.



Nasti gerakan, seperti nyctinasty, hasil dari beberapa jenis rangsangan, termasuk cahaya dan sentuhan. Kacang-kacangan mengubah daun mereka dalam menanggapi hari / malam kondisi. Mimosa, juga dikenal sebagai tanaman sensitif, memiliki daunnya menutup bila disentuh.

Photoperiodism adalah respon tanaman untuk jumlah relatif dari terang dan gelap dalam waktu 24 jam, dan mengontrol pembungaan tanaman banyak. Pendek hari bunga selama awal musim semi atau musim gugur, ketika malam relatif lebih panjang dan hari-hari relatif lebih pendek tanaman. Long-hari sebagian besar tanaman bunga di musim panas, ketika malam relatif lebih pendek dan hari-hari relatif lebih lama. Hari-netral tanaman bunga tanpa penghormatan terhadap panjang hari. Fitokrom merupakan pigmen tanaman di daun tanaman yang mendeteksi panjang hari dan menghasilkan tanggapan.

Senyawa Tanaman Sekunder

Tanaman menghasilkan senyawa dasar yang penting dalam metabolisme mereka. Mereka juga menghasilkan senyawa sekunder yang berfungsi untuk menarik penyerbuk, membunuh parasit, dan mencegah penyakit menular. Tanaman kacang menghasilkan pisatin, zat kimia yang melindungi mereka dari strain sebagian besar jamur parasit. Beberapa strain jamur (Fusarium) mengandung enzim yang tidak aktif pisatin, yang memungkinkan mereka untuk menginfeksi tanaman kacang polong.

Beberapa tanaman memproduksi insektisida alami, seperti pyrethrum, bahan kimia yang diproduksi oleh krisan yang juga tersedia secara komersial untuk tukang kebun. Antinutrients adalah kimia dihasilkan ketika tanaman berada di bawah serangan. Senyawa ini menghambat aksi dari enzim dalam sistem pencernaan serangga.

Lebih dari 10.000 bahan kimia defensif telah diidentifikasi, termasuk kafein, tanin fenol,, nikotin, dan morfin.

Beberapa senyawa tanaman sekunder yang berguna untuk manusia sebagai

1. pestisida
2. obat (asam salisilat, komponen utama dalam aspirin)
3. stimulan (kafein, obat psikoaktif yang paling banyak digunakan di dunia)
4. mengunyah permen karet (chicle, suatu senyawa dari pohon sawo di Meksiko digunakan dalam permen karet pertama).

1 komentar: