Notes on Transport in Plants--पौधों में परिवहन पर नोट्स

पौधों में परिवहन पर नोट्स🎋🌴

(१) परासरण के प्रकार

कोशिका के अंदर या बाहर पानी की गति के आधार पर परासरण दो प्रकार का होता है।

(ए) एंडोस्मोसिस: एक सेल में पानी के आसमाटिक प्रवाह, जब इसे एक समाधान में रखा जाता है, जिसकी विलेय सांद्रता सेल सैप से कम होती है, एंडोस्मोसिस कहा जाता है, जैसे, किशमिश की सूजन, जब उन्हें पानी में रखा जाता है।

(बी) एक्सोस्मोसिस: एक सेल से पानी के आसमाटिक बहिर्वाह, जब इसे एक समाधान में रखा जाता है, जिसकी विलेय सांद्रता सेल सैप से अधिक होती है, एक्सोस्मोसिस कहलाती है। उदाहरण के लिए, अंगूर का सिकुड़ना जब उन्हें मजबूत चीनी के घोल में रखा जाता है।

(2) आसमाटिक सांद्रता (समाधान के प्रकार)

एक समाधान को हाइपोटोनिक, हाइपरटोनिक और आइसोटोनिक कहा जा सकता है, जो इसकी आसमाटिक एकाग्रता पर निर्भर करता है, दूसरे समाधान या सेल सैप के संबंध में।

(ए) हाइपोटोनिक समाधान (हाइपो = से कम)। एक समाधान, जिसकी आसमाटिक सांद्रता (विलेय क्षमता) किसी अन्य घोल या सेल सैप की तुलना में कम होती है, हाइपोटोनिक घोल कहलाता है। यदि इस तरह के घोल में एक सेल रखा जाता है, तो एंडोस्मोसिस की प्रक्रिया से पानी कोशिका में जाने लगता है और कोशिका सुस्त हो जाती है।

(बी) हाइपरटोनिक समाधान (एचपीईआर = से अधिक)। एक समाधान, जिसकी आसमाटिक सांद्रता (विलेय क्षमता) किसी अन्य घोल या सेल सैप की तुलना में अधिक होती है, हाइपरटोनिक घोल कहलाता है। यदि इस तरह के घोल में एक सेल रखा जाता है, तो एक्सोस्मोसिस की प्रक्रिया से कोशिका से पानी निकलता है और कोशिका ढीली हो जाती है। यदि आलू के कंद को सांद्र नमक के घोल में रखा जाए तो इसकी कोशिका से पानी की कमी के कारण यह सिकुड़ जाएगा।

(सी) आइसोटोनिक समाधान (आईएसओ = वही)। एक समाधान, जिसकी आसमाटिक सांद्रता (विलेय क्षमता) किसी अन्य घोल या सेल सैप के बराबर होती है, आइसोटोनिक घोल कहलाता है। यदि एक सेल को आइसोटोनिक घोल में रखा जाता है, तो सेल और घोल के बीच पानी का कोई शुद्ध परिवर्तन नहीं होता है और सेल का आकार अपरिवर्तित रहता है। सामान्य खारा (NaCl का 0.85% घोल) और सुक्रोज का 0.4 m से 0.5 m घोल सेल सैप के लिए आइसोटोनिक होता है।

(३) पौधों में परासरण का महत्व

(ए) पौधों द्वारा पानी के अवशोषण में परासरण की घटना महत्वपूर्ण है।

(बी) परासरण के कारण पूरे पौधे के शरीर में पानी की कोशिका से कोशिका गति होती है।

(c) परासरण द्वारा पादप अंगों (अर्थात् जीव का आकार और रूप) की कठोरता को बनाए रखा जाता है।

(d) अपने OP के कारण पत्तियाँ मुरझा जाती हैं और फैल जाती हैं।

(ई) परासरण के कारण जड़ के बढ़ते बिंदु सुस्त रहते हैं और इस प्रकार, मिट्टी के कणों में प्रवेश करने में सक्षम होते हैं।

(च) सूखे और पाले के लिए पौधों का प्रतिरोध उनकी कोशिकाओं के आसमाटिक दबाव के कारण होता है।

(छ) पौधों और पौधों के हिस्सों की गति, उदाहरण के लिए, भारतीय टेलीग्राफ प्लांट के लीफलेट्स की गति, कई फलों का फटना और स्पोरैंगिया आदि परासरण के कारण होते हैं।

(ज) रंध्रों का खुलना और बंद होना परासरण से प्रभावित होता है।

(4) टर्गर दबाव (टीपी)

पादप कोशिका को जब शुद्ध जल में रखा जाता है तो वह फूल जाती है लेकिन फटती नहीं है। वेक्यूलर सॉल्यूशन (सेल सैप) की नकारात्मक आसमाटिक क्षमता के कारण, पानी सेल में चला जाएगा और प्लास्मलेम्मा को सेल की दीवार के खिलाफ दबाएगा।

(५) दीवार का दबाव (WP)

टर्गर दबाव के कारण, एक पादप कोशिका का प्रोटोप्लास्ट कोशिका की दीवार को बाहर की ओर दबा देगा। कोशिका भित्ति लोचदार होने के कारण प्रोटोप्लास्ट को परिमाण के बराबर लेकिन विपरीत दिशा में दबाव के साथ वापस दबाती है। इस दबाव को दीवार का दबाव कहा जाता है। इसलिए, दीवार के दबाव (WP) को परिभाषित किया जा सकता है

d 'ट्यूगर दबाव का मुकाबला करने के लिए प्रोटोप्लास्ट पर सेल की दीवार द्वारा लगाए गए दबाव के रूप में।

(६) प्लास्मोलिसिस (जीआर। प्लाज़्मा = कुछ बना हुआ; लसीका = खोना)

यदि एक जीवित पादप कोशिका को अत्यधिक सांद्र विलयन (अर्थात हाइपरटोनिक विलयन) में रखा जाता है, तो प्लास्ममेम्ब्रेन के माध्यम से एक्सोस्मोसिस के कारण कोशिका से पानी निकलता है। कोशिका रस से पानी की कमी के कारण केंद्र में एक गोल द्रव्यमान के रूप में कोशिका भित्ति से दूर प्रोटोप्लास्ट का सिकुड़न होता है। "एक हाइपरटोनिक समाधान के प्रभाव में एक्सोस्मोसिस के कारण एक जीवित कोशिका के प्रोटोप्लास्ट की कोशिका की दीवार से सिकुड़न को प्लास्मोलिसिस कहा जाता है"।

(7) जल क्षमता (वाई)

पौधों में पानी की गति को सांद्रण में अंतर या किसी अन्य रैखिक अभिव्यक्ति के रूप में सटीक रूप से नहीं समझाया जा सकता है। एक क्षेत्र से दूसरे क्षेत्र में पानी की सहज गति को व्यक्त करने का सबसे अच्छा तरीका दो क्षेत्रों के बीच पानी की मुक्त ऊर्जा के अंतर के संदर्भ में है। मुक्त ऊर्जा थर्मोडायनामिक पैरामीटर है जो उस दिशा को निर्धारित करता है जिसमें भौतिक और रासायनिक परिवर्तन होने चाहिए। जल की स्थितिज ऊर्जा को जल विभव कहते हैं। उदाहरण के लिए, बांध के पीछे पानी जमा किया जाता है।

(८) रंध्रों के प्रकार

रक्षक कोशिकाओं के चारों ओर सहायक कोशिकाओं के उन्मुखीकरण के आधार पर, मेटकाफ और चाक ने रंध्रों को निम्नलिखित प्रकारों में वर्गीकृत किया:

(i) एनोमोसाइटिक: रक्षक कोशिकाएं सीमित संख्या में विशिष्ट सहायक कोशिकाओं से घिरी होती हैं जो अन्य एपिडर्मल कोशिकाओं के समान दिखाई देती हैं। उदाहरण के लिए, रानुनकुलेसी परिवार में।

(ii) अनिसोसाइटिक : रक्षक कोशिकाएँ तीन सहायक कोशिकाओं से घिरी होती हैं, जिनमें से दो बड़ी और एक बहुत छोटी होती हैं। उदाहरण के लिए, सोलानेसी और क्रूसीफेरा परिवारों में।

(iii) पैरासाइटिक: गार्ड कोशिकाएं केवल दो सहायक कोशिकाओं से घिरी होती हैं, जो गार्ड कोशिकाओं के समानांतर होती हैं, जैसे, मैगनोलियासी परिवार।

(iv) डायसाइटिक: रक्षक कोशिकाएं केवल दो सहायक कोशिकाओं से घिरी होती हैं जो रक्षक कोशिकाओं के अनुदैर्ध्य अक्ष पर समकोण पर स्थित होती हैं। उदाहरण के लिए, एकेंथेसी और लैबियाटे परिवार।

(v) एक्टिनोसाइटिक: रक्षक कोशिकाएं चार या अधिक सहायक कोशिकाओं से घिरी होती हैं और जो रेडियल रूप से रंध्र तक लंबी होती हैं।

🎋🌴Notes on Transport in Plants🎋🌴

(1) Types of osmosis

Depending upon the movement of water into or outward of the cell, osmosis is of two types.

(a) Endosmosis: The osmotic inflow of water into a cell, when it is placed in a solution, whose solute concentration is less than the cell sap, is called endosmosis e.g., swelling of raisins, when they are placed in water.

(b) Exosmosis: The osmotic outflow of water from a cell, when it is placed in a solution, whose solute concentration is more than the cell sap, is called exosmosis. e.g., shrinkage of grapes when they are placed in strong sugar solution.

(2) Osmotic concentrations (Types of solutions)

A solution can be termed as hypotonic, hypertonic and isotonic depending upon its osmotic concentration, with respect to another solution or cell sap.

(a) Hypotonic solution (hypo = less than). A solution, whose osmotic concentration (solute potential) is less than that of another solution or cell sap is called hypotonic solution. If a cell is placed in such a solution, water start moving into the cell by the process of endosmosis, and cell become turgid.

(b) Hypertonic solution (hper = more than). A solution, whose osmotic concentration (solute potential) is more than that of another solution or cell sap is called hypertonic solution. If a cell is placed in such a solution, water comes out of the cell by the process of exosmosis and cell become flaccid. If potato tuber is placed in concentrated salt solution it would become shrink due to loss of water from its cell.

(c) Isotonic solution (iso = the same). A solution, whose osmotic concentration (solute potential) is equal to that of another solution or cell sap, is called isotonic solution. If a cell is placed in isotonic solution, there is no net change of water between the cell and the solution and the shape of cell remain unchanged. The normal saline (0.85% solution of NaCl) and 0.4 m to 0.5 m solution of sucrose are isotonic to the cell sap.  

(3) Significance of osmosis in plants

(a) The phenomenon of osmosis is important in the absorption of water by plants.

(b) Cell to cell movement of water occurs throughout the plant body due to osmosis.

(c) The rigidity of plant organs (i.e., shape and form of organism) is maintained through osmosis.

(d) Leaves become turgid and expand due to their OP.

(e) Growing points of root remain turgid because of osmosis and are thus, able to penetrate the soil particles.

(f) The resistance of plants to drought and frost is brought about by osmotic pressure of their cells.

(g) Movement of plants and plant parts, for example, movement of leaflets of Indian telegraph plant, bursting of many fruits and sporangia, etc. occur due to osmosis.

(h) Opening and closing of stomata is affected by osmosis.

(4) Turgor pressure (TP)

The plant cell, when placed in pure water, swells but does not burst. Because of negative osmotic potential of the vacuolar solution (cell sap), water will move into the cell and will cause the plasmalemma be pressed against the cell wall.

(5) Wall pressure (WP) 

Due to turgor pressure, the protoplast of a plant cell will press the cell wall to the outside. The cell wall being elastic, presses back the protoplast with a pressure equal in magnitude but opposite in direction. This pressure is called wall pressure. Wall pressure (WP) may, therefore, be defined as 'the pressure exerted by the cell wall over the protoplast to counter the turgor pressure.

(6) Plasmolysis (Gr. Plasma = something formed; lysis = loosing)

If a living plant cell is placed in a highly concentrated solution (i.e. hypertonic solution), water comes out of the cell due to exosmosis, through the plasmamembrane. The loss of water from the cell sap causes shrinkage of the protoplast away from the cell wall in the form of a round mass in the centre. "The shrinkage of the protoplast of a living cell from its cell wall due to exosmosis under the influence of a hypertonic solution is called plasmolysis".

(7) Water potential (y)

The movement of water in plants cannot be accurately explained in terms of difference in concentration or in any other linear expression. The best way to express spontaneous movement of water from one region to another is in terms of the difference of free energy of water between two regions. Free energy is the thermodynamic parameter that determines the direction in which physical and chemical changes must occur. The potential energy of water is called water potential. e.g., water is stored behind a dam.

(8) Types of stomata

On the basis of orientation of subsidiary cells around the guard cells, Metcalfe and Chalk classified stomata into following types :

(i) Anomocytic : The guard cells are surrounded by a limited number of unspecialised subsidiary cells which appear similar to other epidermal cells. e.g., in Ranunculaceae family.

(ii) Anisocytic : The guard cells are surrounded by three subsidiary cells, two of which are large and one is very small. e.g., in Solanaceae and Cruciferae families.

(iii) Paracytic : The guard cells are surrounded by only two subsidiary cells lying parallel to the guard cells e.g., Magnoliaceae family.

(iv) Diacytic : The guard cells are surrounded by only two subsidiary cells lying at right angles to the longitudinal axis of the guard cells. e.g., Acanthaceae and Labiatae families.

(v) Actinocytic : The guard cells are surrounded by four or more subsidiary cells and which are elongated radially to stomata.