Page 64 - การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
P. 64
2-54 การจัดประสบการณ์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์
4.1 การลำ�เลยี งน ํ้าแ ละสารอ าหารในไซเลม
4.1.1 การด ูดน ้าํ และสารอ าหารโดยรากข องพืช เกิดขึ้นที่ส่วนข องรากที่เรียกว ่า ขนร าก (root
hair) ซึ่งเป็นส ่วนข องเซลลผ์ ิวท ีย่ ื่นอ อกไปเพื่อเพิ่มพ ื้นทีผ่ ิวในก ารด ูดน ํ้าแ ละเกลือแ ร่ เมื่อน ํ้าแ ละเกลือแ รผ่ ่าน
เข้าไปในข นร ากแ ล้วจ ะเขา้ ไปในเซลลผ์ ิวข องร ากในเซลลช์ ั้นค อรเ์ทกซ์ และช ั้นเนื้อเยื่อล ำ�เลยี งซ ึง่ ค อื ไซเลมข อง
รากซ ึ่งติดต่อก ับไซเลมข องล ำ�ต้นและใบ ทุกส่วนข องพืชจึงได้รับน ํ้าแ ละสารอ าหาร
โดยท ั่วๆ ไป สารอ าหารล ะลายอ ยู่ในน ํ้าในร ูปข องไอออน เช่น โพแทสเซียมไอออน แคลเซียม
ไอออน ไนเตรตไอออน และแ อมโมเนียม ไอออน ไอออนเหล่าน ีถ้ ูกร ากด ูดข ึ้นไปพ ร้อมๆ กับน ํ้า อย่างไรก ็ตาม
ในข ณะท ี่ดนิ แ หง้ มากๆ พืชย ังส ามารถล ำ�เลยี งส ารอ าหารต า่ งๆ เข้าไปในร ากไดโ้ ดยก ารล ำ�เลียงแ บบใชพ้ ลังงาน
คือ การลำ�เลียงจากดินซึ่งมีความเข้มข้นของสารอาหารตํ่า เข้าไปสู่เซลล์ของรากซึ่งมีความเข้มข้นของสาร
อาหารส ูงโดยอาศัยพลังงาน ATP จากการห ายใจระดับเซลล์และก ระบวนการเมแ ทบอลิซ ึม
4.1.2 วิธีการลำ�เลียงน้ําและสารอาหารในไซเลม นํ้าส่วนใหญ่จะถูกลำ�เลียงในแนวดิ่งหรือ
แ นวต ั้งข องต ้นพ ืช นํ้าบ างส ่วนผ ่านอ อกไปท างด ้านข ้างต ามแ นวร ัศมีข องล ำ�ต้น ซึ่งก ารล ำ�เลียงต ามแ นวร ัศมีน ี้
เกดิ ข ึน้ โดยว ธิ กี ารแ พร่ และก ารล ำ�เลยี งแ บบใชพ้ ลงั งานในเซลลพ์ าเรงคมิ าข องไซเลมซ ึง่ เปน็ เซลลท์ ยี่ งั ม ชี วี ติ อ ยู่
1) การล�ำ เลียงน้าํ พืชส ามารถลำ�เลียงน ํ้าทางไซเลมได้หลายวิธีโดยอาศัยแ รงและกลไก
ต่างๆ ต่อไปน ี้
(1) แรงด งึ คาพลิ ล ารี (capillary attraction) เน้ือเย่อื ล ำ�เลียงในไซเลมม ลี กั ษณะ
เป็นท่อกลวงขนาดเล็กมาก มีสมบัติในการดึงดูดนํ้าเข้าไปในท่อได้เช่นเดียวกับท่อใยแก้ว ความสูงของน้ําที่
ถูกดูดข้ึนไปข้ึนอยู่กับขนาดของเนื้อเยื่อลำ�เลียง ถ้าเน้ือเยื่อลำ�เลียงมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กจะสามารถ
ดึงน้ําให้สูงได้มากกว่าเนื้อเยื่อลำ�เลียงที่มีขนาดใหญ่ โดยปกติการลำ�เลียงน้ําโดยวิธีน้ีไม่ทำ�ให้น้ําข้ึนไปสูง
มากนักเน่ืองจากแ รงด งึ ค าพ ลิ ลาร ีมคี ่าน อ้ ยมาก อย่างส งู ที่สดุ ประมาณ 1.5 เมตร เท่านั้น ดังนนั้ พชื จ งึ มวี ธิ ีการ
อนื่ ๆ ท่ีมาป ระกอบก บั แ รงด ึงคาพลิ ลาร ีท �ำ ใหเ้ กิดก ารล�ำ เลยี งนาํ้ ได้
(2) ออสโมซิสหรือการแพร่ของน้ํา เซลล์ในส่วนต่างๆ ของพืชมีความเข้มข้นของ
สารละลายไมเ่ ทา่ ก นั แ ละเปลยี่ นแปลงไดต้ ามเวลาต า่ งๆ ของว นั ฤดกู าล และส ภาพแ วดลอ้ มห รอื ต ามต ำ�แหนง่ ท ี่
พบในพ ชื ตวั อยา่ งเชน่ เซลลข์ องใบในต อนก ลางว นั ท มี่ กี ารส งั เคราะหด์ ว้ ยแ สงจ ะม คี วามเขม้ ข น้ ข องส ารละลาย
สงู กวา่ เซลลอ์ ่ืนๆ ที่ไม่มีการส ังเคราะห์ด้วยแสง ดงั น ้นั เมอ่ื เซลล์ตา่ งๆ มีความเข้มข ้นข องส ารละลายไม่เท่าก ัน
เป็นเหตุให้มกี ารแ พรข่ องน าํ้ ห รืออ อส โมซ สิ เกิดขนึ้ ปริมาณแ ละอ ัตราก ารแพร่ข องน ํา้ จ ะม ากห รอื น้อยข้ึนอ ยูก่ ับ
ค่าความแตกต่างของความเข้มข้นของสารละลายน้ัน การลำ�เลียงน้ําโดยวิธีออสโมซิสน้ีจะเกิดช้ากว่าวิธีอื่นๆ
และนํ้าทถ่ี กู ล ำ�เลยี งก ม็ ปี รมิ าณนอ้ ยแ ตเ่ กดิ ข น้ึ อยา่ งส ม่าํ เสมอและต ลอดเวลา
(3) แรงดันราก (root pressure) ในพืชหลายชนิด รากจะดูดนํ้ามากโดยวิธีที่
ใช้พลังงาน นํ้าจะสะสมอยู่ในไซเลมของรากทำ�ให้เกิดแรงดันของนํ้าภายในราก ซึ่งสามารถดันให้นํ้าและ
สารละลายท ีส่ ะสมอ ยูไ่หลข ึ้นส ูส่ ่วนบ นข องพ ืชได้ ปรากฏการณด์ ังก ล่าวเกิดข ึ้นไดง้ ่าย ถ้าด ินม นี ํ้าอ ุดมส มบูรณ์
และพ ืชอ ยู่ในสภาวะท ี่ม ีอ ัตราก ารคายน ํ้าต ํ่ามาก เช่น กลางคืน หรือไม่อ าจคายน ํ้าได้ส ะดวก วิธีตรวจสอบว ่า
พืชมีแรงดันรากหรือไม่ ทำ�ได้โดยการตัดลำ�ต้นพืชที่อยู่เหนือดินประมาณ 8-10 เซนติเมตร หากพืชมีแรง
