Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Bitki Fizyolojisi Ders Notları

---

Fizyolojinin başlangıçı tohumun çimlenmesiyle başlar.Çünkü bitkilerin hayat devreleri spor ya da tohum faaliyetleriyle başlar.Çimlenme embriyodan ekolojik isteğe göre optimum koşullarda normal bitki yapılarını oluşturma yeteneğidir.Bir tohum gömleğinden radikula belirmesi çimlenmenin en önemli kısmıdır.Bu devrede sert koruyucunun engel olmaktan çıkarılması esnasında ise bir çok fizyolojik olayların başlamasıdır.Çünkü buradaki fizyolojik olayların sonucunda hücre bölünmeleri başlayıp tohumda büyüme dolayısıyla hacminde artma olacaktır.O halde radikula belirmesinden itibaren(çimlenmenin başlangıcı) henüz ayrıntısı bilinmeyen biyokimyasal(Fizyolojik) olaylar meydana gelmekle beraber bu olayların en önemlisi solunumun artmasıdır.Bu durumdan sonra çimlenmede 2. derecedeki metabolik aktivite enzim aktivitesinin artmasıdır.Burada faaliyet gösteren enzimlerin bir kısmı önceden tohumda vardır,bir kısmı da hücre tarafında sonra üretilmektedir.Bütün bunlar bize çimlenmeyle metabolik faaliyetlerin başladığı ve hücre için ihtiyacı olay her şeyi üretebildiği fikrini vermektedir.Örneğin çimlenme esnasında tohumda üretilen amilaz enzimi depo maddelerinin parçalanmasında önemlidir.Ayrıca RNA-az ve proteolitik enzimlerde çimlenme sırasında üretilen enzimlerdir.Tohum çimlendikten yaklaşık ½ saat sonra ,bu kez protein sentezinin aniden arttığı görülmektedir.Çünkü çimlenmeden yarım saat sonra mevcut hücrede polizomların sayısı aniden artar.Hücrenin bir iskeleti vardır ve hücrede bir bölgeden bir bölgeye geçiş kolay değildir.Hücrede proteinlere az ihtiyaç olduğu zamanlarda Ribozomda üretilen protein yeterliyken hücre tam inhibitörle karşılaştığında bu yeterli olmamaktadır. Çünkü hücredeki bu zehrin dışarı atılması için daha enzime ve proteine ihtiyaç olduğundan ve bunu da ribozomda üretilen protein yeterli olmadığından dolayı polizomlardaki protein üretimi aniden artar.
Mevcut enzimler ve bunların aktivitelerindeki artış su alıp turgorunu artıran ve buradaki reaksiyonların endosperme doğru hareketlerini de beraberinde getirir.
Endospermdeki besinler parçalanıp eritilerek embriyonun beslenmesi için aktive edilir.
Bir tohumun hem çimlenmeden önce hem de çimlendikten sonra biyolojik polimerler tarafından deneye tabii tutulursa çimlendikten sonra bunların atıldığı görülür.Söz konusu azalma çimlenmenin ilk evrelerinde maksimumdur.(Bölünme o devrede fazla olduğu için)
Tohumda fizyolojik faaliyetlerin gerçek anlamda başlayıp normal bir çimlenme olması iki faktöre bağlıdır.Bunlar:
• İç Faktörler:
1. İç faktörün asıl özelliği tohumun biyolojik yapısı ve ekolojik isteği tarafıdan tayin edilir.Bundan sonraki endospermdeki enzim ve hormonların bozulmamış olması,patikte buna tohumların canlılığını sürdürmesi denir.Bu durumda tohum dormansi durumundadır.
2. Tohumları olgunlaşmış olması
3. Embriyonun yaralanmamış ya da zedelenmemiş olması.
4. Tohum parazitleri ve zararlıları tarafında yaralanmamış olması.
5. Büyüme ve gelişme esnasında oluşacak tohum kabuğunun endospermi koruyacak şekilde güçlü çimlenmeye engel olacak şekilde bir yapı göstermesi gerekir.
• Dış faktörler:Dış faktörler tohumun çimlenmesinde iç nedenlere oranla çok daha etkili ve yaygındır.Bu da habitat ve nişin ekolojik koşullarını kapsar.Bunlardan en önemlisi de tohumun çevresinde yeterli nem kullanabilir ve oksijene ulaşması gereklidir.Yukarıdaki faktörler optimum koşullarda olmazsa tohum tohuma geçemez.
İç faktörler bazen genel olarak çimlenme için dış faktörler yeterli olsa da uygun olmuyor.
Aynı durum bitkilerin diğer organlarında da görülebilir.Ama esasen dış koşullar dikkate alınmadan iç faktörler gelişmeye engel olabilmektedir.O yüzden çevre koşullarının uygun dönemi başlamasına rağmen bir çok tohum çimlenmeye geçmiyor.Bu olaya çimlenme durgunluğu anlamındaki dormansi denir.
Tohumda çimlenmenin olmaması her zaman dormansi değildir.Çünkü çimlenme sırasındaki büyüme ve gelişme döneminde çeşitli nedenlerle gerileme olabilir.Dormanisinin doğal ve kültür bitkilerinde spesifik durumları vardır.
Doğal bitkilerde yukarıda açıklanan içsel nedenlerle,kültür bitkilerinde ise tohumun derinde kalması,çeşitli engelleyiciler,kimyasal ilaçlar vs. çimlenmeyi engelleyebilir.O yüzden tohum ya da başka bir bitki organındaki pasifliği dormansi olarak nitelendiremeyiz.
Çevre koşullarının etkisiyle bir bitki organının gelişmesindeki gecikme daha çok dinlenme hali bu sözcük ile ifade edilir.
Sonuç olarak bitkilerdeki her dinlenme dormansi değil,ancak her dormansi bir dinlenmedir.Dormanside yukarıdaki iç nedenlere ilaveten tohum kabuğunun su ve gazlara karşı geçirimsiz olması kabuğun mekanik olarak embriyonun gelişimini engellemesi ve bazı doğal inhibitörlere sahip olmasıdır.Dış etkenlerden çimlenmede rol oynayanlar nem ve suyun etkisi olup bitki dünyası bu bakımdan iki guruba ayrılır.Bunlardan bir grubunun çimlenmesi için toprak nemi yeterlidir.Oysa aynı olay için diğer gruba aktif su gereklidir.Halbuki habitatta her ne kadar toprak suyu ve nem birbirinin tamamlayıcısı ise de hem aktif suyun minimum miktarının azalmasıdır.
1)Su ve Nemin Etkisi:Çoğu bitki tohumunun çimlenmesi için yeteri kadar su gerekmektedir.Ancak bazı tohumlar toprağın su kapasitesi %50 bazılarında %75 olduğunda çimlenir.Tohumları çimlenmesi için niş suyunu %50-75 olmalıdır.Buna rağmen tüm tohumlar tarla kapasitesinde su absorbe edebilirler.buna göre tohumların çimlenme suyunun tarla kapasitesi olduğu söylenir.Kuru topraktaki tohumların suyu emme kuvveti ne kadar fazla olursa olsun aldıkları su şişmelerine yeterli olsa bile ancak kısmen çimlenme sağlanır. Görülüyor ki ortamın osmotik basıncı ile çimlenme şansı paralellik gösterir.Tohumlara sağlanan fazla ve sürekli su çimlenmeyi hızlandırır.Ancak kademeli olmayan sürekli artış sınırlayıcıdır.Genel olarak havada %90 nem olduğunda tohum sadece bundan 2 gün faydalanabilir.Tohumun aktif suyla ıslanması 1-1.5 gündür.Uzayan süre ket vurucu olabilir.Burada tohumun emdiği su enzim faaliyetleri için ortam sağladığı gibi çözünen protein,yağ vs. besin maddelerini embriyonun büyüme noktalarına taşınmasını sağlar. Tohumdaki su alımı kabuktaki hidratasyon suyunda biraz yükselmiş atmosferden alınır.
2)Sıcaklığın Etkisi:Sıcaklığın çimlenmeye özel etkisi tam anlaşılamamasına rağmen su varlığında reaksiyonların başlaması ve hızına,suyun absorbsiyonuna ve tohumun oksijen alımına önemli etkileri olduğu kesindir.Bitkilerde türler arasında olduğu gibi aynı türün diğer bireyleri arasında görülen sıcaklık farkı isteği(niş durumunda) tohumlardan ziyade olgunluk çağında daha kolay belirlenmiş bitki yaşı ile depolama şartlarına bağlanmıştır.Oysa bitkilerin tohumdan tohuma kadar habitatta eko-fizyolojik koşullarda yaşar.Aynı türün bireyleri farklı sıcaklıklardaki habitatlarda yaşabiliyorsa bu onların ekolojik koşullara karşı toleransın sonucudur.Çünkü daima ekolojik koşullar optimum koşullar için gösterilir.Genel olarak serin iklim bitkileri sıcak iklim bitkilerinde daha düşük sıcaklıkta çimlenir.Bu nedenle kozmopolit bitkiler dünyanın %50’sinde yaygındır.
Bitkilerin tohum çimlenme anındaki sıcaklık isteğini karmaşık hale getiren yetişme dönemidir.Örneğin,Colchium,Crocus,Muscari,Gagea vs. gibi bitkiler kar tabakası çözündüğü an;Phlomis,Cardus,Carthamus vs.sıcaklık 14-25oC’ye arttığında;Cyclamen,Muscari ve Gagea bazı türleride 8-14oC’de çimlenir.Bu gruplardan ilki ilkbahar geofiti,ikincisi yaz geofitleri, üçüncüsü ise sonbahar geofitleri denir.Genel olarak bir çok serin iklim bitkisi 20oC,sıcak iklim bitkileri35oC’de çimlenir.Bu iki durumdan meydana gelen sapmalar.gece-gündüz arasındaki sıcaklığı farkı çimlenmeye teşvik etmesinden kaynaklanır.
3)Işığın Etkisi:Bilhassa doğal bitkiler çimlenmede ışık gereksinimi bakımından ışığı seven,ışığa ihtiyat duyan ve fazla ışıktan zarar gören şekline üçe ayrılır.Bilhassa tohumda ışığa karşı davranış embriyo sitoplazmasındaki bir foto-kimyasal sistemin fitokrom denen bir pigmenti üretmesinden anlaşılır.Fitokrom pigmenti fotoreversibl(Dönüşebilen ışıkları emebilen) olduğu için çimlenmede iş yapan eko-fizyolojik olayların ışıkta ya da karanlıkta olduğuna karar veren metabolik kontrol düğmesidir.Örneğin fitokrom kendisi ışıkta çimlenen karanlıkta çimlenmeyen tohumlar için özellikle kırmızı ışığı emerken,bunun tersinde ışık emilimini engeller.Dolayısıyla bu metabolik anahtar alınacak ışığın miktarını ayarladığı için bitki dünyasında çok ışık kullanan(uzun gün bitkileri),az ışık kullanan(kısa gün bitkileri) ve sadece difüz ışık kullanan(gölge bitkileri)şeklinde üçe ayrılır.Çimlenmede etkin olan en önemli faktör ise vernalizasyon olayıdır.Deneysel çalışmalar çimlenmenin sadece ışıkla değil düşük sıcaklık periyodu ile ilgili olduğu görülmektedir.Çünkü bu olayla oluşan uyartı sadece soğuk periyotlarda oluşmuştur.Uyarıya neden olan faktörler ise soğuk ve ışığın etkisiyle üretilen ve özel uyarıcı görev yapan vernalin hormonudur.Bu olayın anlamı ilk baharlaştırma ya da düşük sıcaklıkta akımın(indüksiyon) hızlandırılması anlamına gelir.
Bitkilerde vernalizasyonun en açık görüldüğü yer vejetasyon konileri ve tohumlardır. Vernalin hormonu hem tohumlarda oluşup embriyo sitoplazmasının metabolizmasında rol oynar hem de vejetasyon konisinden alınan uyartının diğer kısımlara aktarılmasında rol oynar. Olay her bitkide az çok belli bir indüksiyon ısısıyla bu ısının belli bir etkinlik süresi (vernalizasyon süresi)vardır ve türe göre değişir.Buna göre deneyler bitkileri vernalizasyon açısından da obligat ve fakültatif şeklinde ikiye ayrılmıştır.Obligatlar uzun gün bitkileri olup soğuk periyot şarttır.Diğerlerinde çimlenmeyi hızlandırmasına karşın eksikliliğinde de çiçeklenme olabilir.Ancak tohumların tohuma geçmesi garanti değildir.
Deneyler tohum halde vernalize edilen türlerin soğuk periyot ihtiyacını fakültatif,fide ve sonraki dönemlerde vernalize edilenlerin ise obligat olması gerektiğini ortaya koymuştur. Örneğin çevremizde gördüğümüz buğdaylar ekimde tarlaya atılır.Su periyodu gelinceye kadar fide olur.Soğuk periyodu öyle geçirir.
4)Oksijenin Etkisi:Çimlenmede tohumdaki besin maddelerinin oksidasyonu içi oksijen gerekmektedir.Çünkü bu katabolik olayla açığa çıkacak enerji embriyonun hayatını sürdürecek en önemli kaynaktır.Burada hücre büyüdükçe embriyo büyür ve oksijen ihtiyacı artar.Çoğu tohumlar kuru iken geçirimsizdir.Fasulye ve bezelye tohumları bu konuda gaddardır.Tohumlar su geçirmeye başladığı zaman oksijen girişi de başlar.Fakat tohumdaki hidratasyon suyu çimlenmeye ket vurucu yöndedir.
O halde çimlenmenin gerçekleşmesinde tohumun en az %20 oksijen temas halinde olması gerekir.Doğal bitki tohumları derinlere gömüldüğünde ve oksijen almadığı sürece çimlenmez,fakat hayatta kalırlar.Ekosistemin dengesi için son derece önemli olan tohumlar her durunda sisteme en önemli katkıyı yapmaktadır.Ancak işleme karıştırma,erozyon ya da başka bir yolla toprak yüzeyine yaklaşmada çimlenir.O halde çimlenmede nişin durumu çok önemlidir(tohum yatağı).Nişte nem artınca nem azaldığında bu ikisini birlikte kapsayan topraklar iyidir.Sonuçta yukarıda belirtilen faktörlerin bir arada bulunması halinde nişteki tohumun hava almasıyla kuru ağırlığı %60-100 artarak çimlenir.Olayda en önemli rolü şişme göstermiştir.Yani su metabolizmasıyla ilgili olan olaylar tamamlanmıştır(difüzyon,osmoz). Sonra tohumda depolanmış ilk şekerler suda erir,nişasta ise diastaz enziminin etkisiyle su alarak maltoza dönüşür.Buradaki maltozda maltaz enziminin etkisiyle glikoza çevrilir.böylece glikoz difüzyon-osmoz kuvvetleriyle hücreden hücreye geçerek yeni uyanmaya başlayan fideciğe ulaşır ve orada ilk etapta selüloz ve nişasta gibi maddeleri teşkil eder.Proteinler ise başka enzimlerle aminoasitler ve amidlere parçalanarak fidecik büyümesinde değişik şekilde kombine olarak farklı proteinlerin yapımı için kullanılır.Özellikle yağlı tohumlardaki yağlarda lipaz enzimiyle yağ asitleri ve gliserine parçalanır. Bunlara da çeşitli kimyasal değişikliklerle şeker yağların yapımında kullanılır.
Çimlenmedeki fizyolojik faaliyetler ve büyümede kullanılan enerji,solunuma alınan oksijen vasıtasıyla karbonun Karbondioksite,H’nin su haline gelmesiyle(biyolojik oksidasyon) saptanır.Bu nedenle çimlenme halindeki bir tohumda solunum,kuru haline göre yüzlerce kat fazladır.Örneğin 1kg buğday çimlenirken 1 m3 havanın içerdiği oksijenin yarısını kullanır.Böylece solunumla oksijen devreye girince başlayan büyüme ve gelişme olaylarında diğer elementlerde ihtiyaç haline gelir.Tohum,kökleriyle aktif su alımına geçmeden önce ihtiyaç duyduğu en önemli elementler nitratlardır.Çünkü nitratlar tohum fide haline geldiğinde yaprağı oluştururken yapacağı fotosentez olayını düzenlemek için ışığa karşı istek ve hatta tohumdaki çimlenmeyi artırırken vejetatif metabolizmayı da artırmaktadır.Çimlenmede nitratlar sınırlayıcıdır.Çimlenme bittikten sonra büyüme ve gelişme olaylarını 3 temel gruba toplamak mümkündür:
1. Metabolik olaylar fizyolojisi
2. Büyüme ve gelişme fizyolojisi
3. Hareket fizyolojisi
O halde madde değişimi olan metabolizmayı metabolizma fizyolojisi diğerlerini ise 2 ve 3. maddeler inceler.
1)Metabolizma Fizyolojisi:Burada bitki hücreleri ve dokuları fiziksel ve kimyasal değişiklerle yönlenir.Su,gaz ve eriyiklerin bitkilerce nasıl alındığını ;bunların bitkilerde hücreler dokular ve organlar arasında nasıl taşındığını;besin ve kompleks bileşiklerin (hormonlar)nasıl sentezlendiğini;büyüme ve gelişme olaylarında ihtiyaç enerjisinin sentezlenen bileşiklerden nasıl sağlandığını;yeni dokuların nasıl yapıldığını ve vejetatif bazı dönemlerinde üreme organlarının teşekkülüne ne zaman başladığını araştıran bir fizyoloji koludur.Bu temel olaylar iki yönde ele alınır:
a) AnabolizmaSentez ya da asimilasyon olaylarını gerçekleştiren bu devre bitkilerin değişik yollarla ortamdan aldıkları ham besin maddelerini bünyelerinde yararlı bileşikler yapımı olayıdır.Yani metabolizmanın yapıcı kısmıdır.
b) KatabolizmaParçalanma olayları olup bitki biyolojik dinanizmde gerekli enzimce zengin bileşiklerin kullanılması için bileşiklerin parçalanması olayıdır.Yani metabolizmanın yıkıcı kısmıdır.
Metabolizma fizyolojisinde en önemli unsur bitkileri oluşturan elementlerdir ve ayrıntılı incelenmeleri gerekmez.İlkel analizle elde edilen sonuçlar metabolik olaylar hakkında zaten yeterli bilgi veriyor.Tüm canlı hücrelerinde olduğu gibi bitki hücrelerinde de su maksimum düzeyde bulunur.Alınan suyun çoğu atmosfere verilir.Bir bölümü dokularda su olarak kalır ve diğer kısmı da değişik bileşikler yapmakta kullanılır.Bitki nişinde suyun az ya da aşırı bulunması gelişimi diğer faktörlere oranla daha fazla etkiler.Su azlığında yeterli turgor sağlanmaz.Hücrelerin büyüyüp gelişmesinde turgor basıncıyla meydana gelen reaksiyonlar sonucu sağlana enerjiye bağlı olduğu için biyolojik dinanizm(BD) minimuma iner.Yine bitkilerde su azlığında yaşlı organlardan gençlere su nakli yapılarak bu ekstrem koşulun önüne geçilir.Su noksanlığında bitkinin ilk kontrolü stomalara müdahale etmektir.Su fazlalığında akuatik bitkiler hariç diğerlerinin gelişimini olumsuz etkiler.örneğin nişte biriken su toksik etkisi yapan maddeleri artırır,solunum için gerekli oksijeni azaltır.Daha da önemlisi bitki topraktan nitratları alamaz.Böylece kök gelişmesi azalır.Bu da genel metabolizma düşüşüne neden olduğundan kök gelişmesi nedeniyle verim düşer.Bitki gevşek yapılı olur ve direnç azalır.Bitkideki su miktarı türe,aynı türün farklı organlarına ,aynı organların günün değişik zamanlarındaki durumuna ve mevsimlere,bitkinin yaşına,toprağın tarla kapasitesine, absorbsiyon transporasyon miktarlarına ve toprağın mineral zenginliğine göre daima değişkendir.Bir çam tohumuyla yapılan deneyde tohum çimlenmeden önce %7 su içerirken, çimlenme esnasında bu miktar %172 artar.Meritemlerde %90 su içeren kök ve yumrularda daha az su bulunur.Bitkilerdeki su kapasitesinin en değişken dönemi günün farklı saatleri ve mevsimleridir.Bu durum tamamen kuru madde artışı ve kuru madde işgalinden dolayı su miktarı azalmasından kaynaklanır.Ama özel olarak günü farklı saatlerindeki değişme ise suyun absorbsiyonu ile transporasyonu ile alakalıdır.Güneşli günlerde sabah erkenden öğlene doğru transporasyonda da artış olur.Bu olayın temelinde sabahın erken saatlerinde bitkinin suyu taşıma güçlülüğü vardır.Yani absorbsiyon yetersizdir.

Bitkilerde su kapsamı tür topraktaki mineral madde ve miktarına göre değişir.Örneğin toprakta potasyum arttığında su kapsamının arttığı belirlenmiştir.Fakat sodyum ile bu olay terstir.Fosforun artması ya da azalması cüzi olarak artış yönündedir.Bitkilerin su kapsamının belirlenmesinde en ekonomik yönü kuru ağırlık tayini yapılmasıdır.Deney için farklı bitkilerin farklı organları belli ölçülerde önce taze olarak sonrada 105oC’lik etüvde belli aralıklarla kurutulduktan sonra tartılması ve değişmeyen en son tartımın kuru ağırlığı verdiği en uygun yöntemdir.Deneyin en önemli yönü hata kaynaklarının azaltılmasıdır.Bu da suyun bitkilerden uzaklaşma hızının hangi etkenlere bağlı olduğuna,Kullanılan malzemenin hassaslığına(terazi) ve titizliğe bağlıdır.Bunu dışında materyalin otsu ya da odunsu oluşu,organın cinsi,etüvün genişliği etüvdeki materyalin miktarı,ara sıra etüvün devreden çıkması ve kontrol esnasında etüv kapağının açılıp kapanması vs. Sonuçta:
% Su Miktarı = Su Miktarı x 100
Yaş Ağırlık
Formülüyle hesaplanır ve biter.Burada kuru maddenin %10’nu inorganik,%90’ı organikten oluştuğu görülebilir.
Bitki Organları Bitki % Su Miktarı

Yaprak Sedum (Dam Koruğu) %95
Syringia(Leylak) %70
Pinus(Çam) %50
Odun Pinus(Çam) %50
Fagus(Kayın) %40
Meyve ve Tohum Triticum(Buğday) %14
Pisum(Bezelye) %12
Pyrus malus(Elma) %85

Tablo incelendiğinde elma türü meyveler hariç genç organların yaşlı organlara oranla daha fazla su içerdiği görülür.Ayrıca tohumlarda ve meyvelerde su oranı ve içeriği azdır.
Kuru distilasyon,Bitkideki mikro ve makro elementler,minimum yasası ve bitkilerde N kapsayan organik bileşikler……. (bkz.ek)

Su Metabolizmasıyla İlgili Olaylar
Her canlı metabolizmasının gücü nispetinde aktif yaşam sürer.Metabolizmanın derecesi ile kullanılan suyla ilgilidir.O halde metabolizmanın başlangıcı su alımının başlangıcından, hızı da kullanılan suyun miktarından anlaşılmaktadır.Su kullanabilen her bitki ve hayvan adaptasyonu sürdürüyor demektir.Ancak adaptasyondaki aktif ve pasiflikte suyun miktarıyla ilgilidir.Fakat kullanılan bu su miktarı her zaman enerji üretiminde kullanılmayabilir.
Bitkilerde su alma mekanizmasını iyi anlayabilmek için su ve suyla alınan mineral maddelerin taşınmalarında cereyan eden temel olayların bilinmesi gereklidir.Bunlar:
1)Difüzyon 2)Osmoz 3)Şişme

1. Difüzyon(Yayılma,Dağılma)Moleküllerin çevreden aldıkları kinetik enerji ile bulundukları ortamda yapmış oldukları hareket olaylarıdır.Zarsız ortamdaki Osmoz olayıdır. Maddeyi meydana getiren tüm tanecikler hareket halindedir ve bu hareketleri gelişi güzeldir. Çünkü sahibi oldukları enerjiyi kendileri üretmeyip dışarıdan aldıkları için kinetik enerji değişimlerine uğrarlar.Eğer aldıkları enerji kademeli değişse sapma meydana gelir.Fakat gaz molekülleri başka moleküllere çarpıncaya kadar düz hareket eder.Sıvılarda titreşerek hareket, katılarda ise sabit titreşen bir hareket vardır.Normal basınç ve sıcaklıkta gaz molekülleri çok geniş çapta ve kolayca yayılış yaparlar.Bir parfüm ağzı açıldığında yoğun konsantrasyonlu olduğu için havaya geçiş ve yayılışı hızlı olur.Havada düzenli bir yayılış yaparak ortamı eşitlediğinde havadan şişeye bir geçiş olmuş demektir.Birim zaman içerisinde parfüm kutusuna giriş ve çıkış dengelenir.Buna dinamik dengenin kurulması denir.Gaz molekülleri arasında olduğu gibi sıvı ve katı moleküller arasında difüzyon olur.Ayrıca iyonlar ve koloidal partiküllerde difüzyona uğrar.
Karbonhidratlar
Mineral ve tuzlar Sıvı
Su
Kolloid
Protein
Lipit Katı

Sonuç olarak küçük çaplı moleküller ve iyonlar büyük olanlara göre daha hızlı difüzyon yaparlar.Örneğin bir tuz iyonunu glikoz molekülünden daha hızlı Difüzyon yapar. Ayrıca hidratasyon gücü yüksek olan moleküller ve iyonlar düşük olanlara göre daha yavaş difüzyon yapar.Difüzyonda kütlede önemlidir.Kütlesi fazla olan az olandan daha yavaş difüzyon yapar.
Difüzyon Basıncı(DB):Her hangi bir madde moleküllerinin çok yoğun ortamdan daha az yoğun ortama geçebilme yeteneğine denir.Başka bir deyişle bir kapta bulunan çözelti içerisindeki moleküllerin difüzyonlarından kaynaklanan çepere yaptıkları basınca denir.Çözelti içerisinde her hangi bir molekülün DB’si diğer moleküllerin DB’sinden tamamen bağımsızdır.Örneğin içerisinde az miktarda hava bulunan balon CO2 gazıyla dolu bir ortama konulduğunda balonun yavaşça şiştiği görülür.Çünkü ortamdaki CO2 yoğunluğu içeriden kat kat fazladır.Bu olaya da Difüzyon basıncı değişkenliği(DBD) denir.Bu olay bitkilerde çok önemlidir.Çünkü bitkilere gerekli maddelerin sürekli alınması gereklidir. Özellikle stomalarda bir kısım hava girerken bir yandan da başka bir kısımda hava ve su çıkar.Aynı durum hücrelerde de mevcuttur.İşte her maddenin alınmasının ve verilmesinin birbirinden bağımsız olmasını gerçekleştiren olaya DB değişkenliği denir. Yoğunlukları farklı iki sıvı Difüzyon ortamında bir araya gelirse yoğun olan diğerinden su çeker.İşte suyun yoğun olduğu ortamdan az yoğun ortama girişini sağlayan bu kuvvete ise DB farkı(emme kuvveti) denir.Difüzyon ortamındaki Difüzyon hızını(DH) etkileyen en önemli faktörlerden biride Difüzyon direncidir.Çünkü her hangi bir ortamda 2 maddenin birbirine difüzyonu sırasında moleküller arasında mutlaka çarpışma olur.Moleküller ağırlık ve büyüklük bakımından fazla olanlar küçük olanlara direnç göstererek hızlarını artırırlar.O halde büyük ve ağır moleküllerin ortamdaki miktarı ile DD doğru orantılı,DH ile ters orantılır.Moleküller arasındaki DD en düşük olan gazlardır.Dolayısıyla en hızlı hareket eden ve dinamik dengenin kurulmasını en kısa zamanda sağlayan gaz ortamının difüzyonudur.Böylece gazları difüzyonu DB’nin yüksek olduğu ortama doğrudur.Yani DB farkı difüzyonu doğru orantılı olarak etkiler.Öte yandan difüzyonun olduğu 2 ortam arasındaki yol uzunluğunun etkisi ile ters orantılıdır.
Difüzyon Basıncı Gradienti(DBG):İki ortam arsındaki DBF’nin 2 ortamı ayıran yola (uzaklığa) oranı olduğundan buna Difüzyon basıncı derecesi denir.O zaman Difüzyon yolunun uzunluğunun artmasından kaynaklanan gelişme Difüzyon olan maddelerin özelliği ile telafi edilir.
DBG arttıkça Difüzyon artar.Yol uzadıkça ortamdaki büyüklük artar.Dolayısıyla ortamdaki çözeltini yoğunluğu azalır.

Aynı şartlar altında farklı gazların DH’si farklı olur.Bu durum söz konusu gazın yoğunluğu ile ilgilidir.Örneğin Havada oksijen hidrojenden 16 defa fazla olduğu için hidrojenin DH’si oksijenden 4 kat daha fazladır.Grahm yasasına göre gazların difüzyonu yoğunluklarını kare köküyle ters orantılıdır.Ortamın sıcaklığı artıkça kinetik enerjilerinden dolayı Difüzyon hızı artar.Deneysel olarak 1oC’nin artışı karşılığı %2-4 artar.Yine ortamın yoğunluğu Difüzyon hızına ters tepki yapar.
Sıvı ortamdaki maddelerin difüzyonu:Bir maddenin suya karşı isteği varsa o madde suda çözünür.Ancak her maddenin kendine öz çözünürlüğü vardır.Çözünürlük kapasitesi ne olursa olsun sıvılarda çözünen maddeler molekül ve iyonlarına ayrıldıkları için kinetik hareketlilik artar.O halde Difüzyon olayı gözlemek mümkün olur.Ancak ister molekül ve iyonlarına ayrılma isterse gözlemlemekteki kolaylık çözünürlük gücüne bağlıdır.Örneğin içerisinde saf su bulunan şekildeki kaba KMnO4 kristali atılırsa kristalin molekül ya da iyonlarının suya difüzyo-
nu sudaki rengin değişimiyle anlaşılır.DH hakkın- da bilgi edinmek için başka bir kristalde konulabilir.Kristallerin eriyerek difüzyona başlamaları birbirinden farklı olsa da gene de yavaştır.Çünkü kristallerin molekülleri su tarafından ayrılıp uzaklaştırılması belli bir zamana tabidir.Aynı zamanda DBG azalması moleküllerin hidratasyonu daha büyük iç sürtünmeye neden olmaktadır.Çözeltilerdeki herhangi bir maddenin hızı ve yönü diğer maddelerin hız ve yönüne bağlı değildir.

 

 

Gazların difüzyon Hızına Etki Eden FaktörlerSıvıdaki madde parçacıkları da difüzyona etki eder.Kural olarak küçük molekül ve iyonların büyük olanlara göre difüzyon hızı daha fazladır. Örneğin H molekülü glikoz molekülüne göre daha hızlı difüzyon hızına sahiptir.Difüzyona etki eden süre,difüzyon kabının büyüklüğü ve difüzyon yolunun uzunluğu ortam sıcaklığı ve karıştırmadır.Difüzyon olayı bir sıvı içerisinde birden fazla katı madde konulursa çözeltideki katıların moleküllerini difüzyon yönü ve hızı birbirinden bağımsızdır.Çünkü farklı moleküllerin hidratasyon kabiliyeti ve DBF birbirine benzemez.Sıvı bir madde katı bbir ortamda difüzyona uğruyorsa yer çekimi yönünde molekül ağırlığı arttıkça hız artar,azaldıkça azalır.Ancak yer çekimine ters yönde ise parçacıkların difüzyonu molekül ağırlıklarıyla ters orantılıdır.

 

Sıvını katıya difüzyonu sırasında difüzyon ortamının yoğunluğu ile difüzyon hızı yine ters orantılıdır.

 

Yoğunluğu aynı olan eşit çaptaki 4 tane deney tüpüne konulmuş jelatin çözeltisi vardır.Aynı laboratuar ortamında aynı anda molekül ağırlıkları farklı a,b,c,d maddeleri tüpe konuluyor. Belli bir deney süresinden sonra molekül ağırlığı bakımından kaplara yer çekimi doğrultusunda tüpe yayılma d > c > b > a şeklindedir.Eğer aynı moleküller molekül büyük-lüğü bakımından deney yapılacak olursa a > b > c > d şeklinde olmalıdır.Diğer bir örnek ise molekül ağırlığı belli olan bir maddenin farklı yoğunluktaki jelatin çözeltilerine olan difüzyonudur
Burada da görüldüğü gibi difüzyon hızı ortam yoğunluğu ile ters orantılı olduğu için difüzyonun hızı I.tüpten IV. Tüpe doğru artar.Eğer difüzyon olayı bu kurala uymuyorsa deney hatasının çözeltinin hazırlanmasından kaynaklandığı düşünülür.Buna göre difüzyon hızı difüzyon yapan maddelerin difüzyon ortamındaki yoğunluk farkları ve 2 maddenin değme yüzeyleri ile doğru,difüzyon eden maddelerin molekül ağırlığı ile ters orantılıdır.Yine difüzyon-osmoz olaylarında da zarın kalınlığı,sıvıların basınç farkları,porların yarıçapı ve viskozite ile ilgili olarak değişebilir(Doğru orantılı).

2.Osmoz(Geçişme)Laboratuar ortamında yarı geçirgen canlı sistemlerde seçici geçirgen bir zarla ayrılmış ortamda,su konsantrasyonunun yüksek olduğu ortamdan düşük olduğu ortama doğru geçiş olayıdır.Ya da yoğunlukları farklı 2 çözeltinin zar bulunduğu taktirdeki difüzyon olayıdır.O halde osmoz difüzyonun özel bir durumudur.

 

Ozmometrede görüldüğü gibi su hemen huniye geçer.Çünkü beherdeki su konsantrasyonu hunininkinden fazladır.Su geçişi arttıkça çözeltinin yoğunluğu azalır.Olay ilerledikçe hacim artışı nedeniyle hunideki çözeltinin yüksekliği manometredeki Hg kolunda yükselme meydana gelir.Osmozis olayı bitkilerde sürekli cereyan eden metabolizmanın bir dönemidir. Hücre zarı ile koful,çekirdek ve diğer organellerin zarları tam anlamıyla seçici geçirgen özelliktedir.Çünkü zarların kimyasal yapıları birbirinden farklı olsa bile birim yapıları aynıdır. Genellikle osmoz 2 çözelti arasında meydana gelir.Su konsantrasyonu az olan çözeltilerin su potansiyelinden daha düşük olduğuna suyun hareketinin yüksek olduğu taraftan düşüğe doğrudur.Ancak aynı şeyi diğer madde molekülleri için söylemek mümkün değildir.O halde saf suyun potansiyeli diğer tüm sıvıların su potansiyelinden daha yüksek olduğu için sıvılar içinde en iyi çözücü ve en hızlı geçiş yapan sudur.Şekildeki zar yarı geçirgen olduğu için
şeker molekülleri porun genişliğinden büyük olduğundan su tarafına geçiş yapamaz.Bu durumda şekerin molekülleri porların ağzına gelerek su moleküllerini kendine çeker.Bir süre sonra şeker çözeltisinin yoğunluğu azalarak hacim ve basınç artar.Böylece etkisi zara yansıyan bir osmotik basınç ortaya çıkar.Burada içeriye giren su moleküllerinin kuvveti çözeltinin karşıt kuvvetinden fazla olduğu sürece su girişi olur.Ancak su molekülünün hareketi iç kuvvete eşit olunca olay durur.yukarıdaki osmoz olayında da görüldüğü gibi osmotik basınç zarı geçemeyen moleküllerin büyüklüğü ile değil sayısıyla doğru orantılı olarak artar.

 

 

Bitki hücresi en iyi bir osmotik sistem durumundadır.Selüloz çeper sermabl(yarı geçirgen),zar ise seçici geçirgendir.Şekildeki osmometre deneyinde saf su molekülleri huniye geçer.Manometrenin kolundaki cıva düzeyini yükseltmek üzere meydana gelen basınç osmotik basınçtır.Bu basınca emme basıncıda denir.Çünkü olay su konsantrasyonu düşük olan çözeltinin yüksek olan çözeltiden suyu emmesinden dolayı meydana geldiği içindir.Osmotik basıncı meydana getiren çözeltinin potansiyel değerine osmotik değer denir.Dikkate alınacak kadar osmotik değer meydana getiren en önemli maddeler şekerler,organik asitler ve inorganik tuzlardır.Hangisi daha çabuk erirse osmotik değer daha fazladır denir.

Osmotik Basıncın Bağlı Olduğu Faktörler

Bilindiği gibi osmotik basınç ,belirli bir hacim çözücü için çözünmüş madde moleküllerinin konsantrasyonu ile doğru orantılıdır.Kural olarak çözeltilerde yoğunlukla doğru orantılıdır.Aynı zamanda belli bir düzeye kadar sıcaklık artması da osmotik basıncı artırır.Yapılan deneylerde çözeltilerde gazların hacimlerinde olduğu gibi 1 mol eriyik 22,4 basınç oluşturduğu gözlenmiştir.şekildeki aniden ortaya çıkan sapmanın nedeni çözeltide
yoğunluğun artmasıyla çözünen maddenin çözelti içerisinde fazla hacim işgal etmesinden kaynaklanır. Molekül ağırlığı yüksek olan maddelerde işgal edilen alada azalma olmasına yol açar.O zaman bu haldeki bir çözeltide çözünme olayının bulunduğu ortam yoğunlaşacağı için sapmaya neden olur.Diğer bir nedenle suda çözünen maddelerle su arasında bir çekim olayının bulunmasıdır.Bu şekilde suda çözünen madde moleküllerine su molekülleri bağlanır.Adsorbsiyon veya hidratasyon suyu da denilen bu tutulan su molekülünün çapını artırarak hareket alanını azaltır ve eriyerek zaman içinde iç sürtünmenin de boyutunu artırır.Çünkü eriyen maddenin molekül büyüklüğü büyür.Buda suyun hacminin azalmasına yol açar.İşte gittikçe hacmi azalan ortamda sapma meydana gelir.Osmozis veya şişme olayları sonucu bitki hücrelerinin stoma ve kafullardan hücre çeperine yapılan basınca hidrostatik basınç(Turgor basıncı),Hücre çeperinin protoplasta yaptığı basınca da çeper basıncı(EB) denir.Normalde çeper basıncı hidrostatik basınca eşit fakat karşıt bir basınçtır.Turgor basıncıda hücre içindeki sıvının osmotik basıncı yüksek olduğu için su hücreye kolayca girer ve hacim artışı yaparak zarı çepere iter.İşte bu basınçla hücre içerisine başka su moleküllerinin girmesini engellediği için çeşitli minerallerin alımı da durmuş olur.Örneğin,K’yi çok kullana bitkilerde Ca’nın engellenmesi aynı yolla olur.Ancak Bitki bu kez Ca’ya fazla ihtiyaç duyuyorsa yine aynı yöntemle K’yi engeller.Çeper basıncında ise hücre çeperi sert olduğu için hücreyi dengede tutmak amacıyla eşit zıt basınç yapmak zorundadır.İşte osmotik basınç ile turgor basıncı arasındaki farka bağlı su moleküllerini çekebilen asıl kuvvete emme kuvveti(EK) denir.O halde bir hücrenin yoğunluğu ne kadar fazla ise EK’de o kadar fazladır.Kısaca:
EK=OB – TB
Sonuç olarak TB bitkilere dayanıklılık sağlayan çoğunlukla otsu bitkilere direnç ve diklik kazandıran ama asıl enerjinin üretildiği metabolik bir ortamdır.Solmuş bir bitkinin sulu bir ortamda yeniden eski görünüşünü alması bu olay sayesinde olur.

ŞİŞME

Difüzyon osmoz yoluyla katı haldeki cisimlerin su alıp hacimlerini artırması olayıdır. Aslında osmoz difüzyonun,şişmede osmozun özel bir şeklidir.Yalnız şişme sırasında şişen ortamlar difüzyon ve osmoz bakımından çok farklılık gösterdiği için bu olaylarda suyun ne kadarının ne içerdiği ölçülemez.Çünkü giren sıvı miktarı belli olsa bile bu sıvının bir kısmı kapiller boşluklara girmektedir.Ancak bu olay şişen maddenin ve şişirici çözeltinin difüzyon basınçları farkı (DBF-emme kuvveti) ilgili olarak ortaya çıkmıştır.Şişen maddenin DBG’si (DBD) düşük olduğu sürece su girmeye devem eder.Ancak her sıvı emilmesi şişme değildir. Çünkü şişmede enerji üretimi ve hacim artışı karakteristiktir.Örneğin tebeşirden bir birkaç parçanın ağırlığı ve hacmi ölçülüp suya konulur.Bir süre sonra bu ölçümler tekrarlanırsa sadece ağırlığın değiştiği görülür.Tebeşir porlu yapıya sahiptir.Bu pordaki hava boşalıp su girer.Ağaç parçası aynı deneye tabii tutulursa ağacın hacmi artar.Miseller kohezyon kuvvetiyle

Oysa Miseller kohezyon kuvvetiyle bir aradan tutulduğundan miseller arasına girişi fazla olsa da parçalanmasını önler.Bu da şişmede fazla su alımının sınırı aşmasını engellemesi anlamına gelir.Bir balon cam balonun içine konulursa cam engelleyen bir kuvvet oluşturuyor.
Bir cisimde şişmenin meydana gelmesi için başlıca 2 koşulun sağlanması gerekir:
a)Şişen maddelerin içerdiği sıvının DB ile şişiricinin DB’si arasında belirli bir fark olması lazım.Şişmenin miktarı bu farka bağlı olarak artar ya da azalır.(Emme Kuvveti)

b)Şişen maddenin şişirici sıvıya karşı belli bir ilgisi olması lazım(Adsorbsiyon kuvveti ile olur).Terazide görüldüğü gibi,bir süre sonra terazi dengesinin yani A ve B kefesi tarafından değiştiği görülür.Bu durum NaCl şişede Na+ ve Cl- serbest suyu hidrote etmesinden kaynaklanır.A kefesine terazi dengeye gelene kadar ilave edilen ağırlık B’deki jelatinin almış olduğu fazla suyun ağırlığına eşittir.
Başka bir deneyde kuru bezelye tohumu kumpas ile ölçülüp,tartıldıktan sonra dereceli mezürde saf suya konulur.1-2 gün sonra aynı ölçüme tabi tutulursa bütün ölçümlerde artma olacaktır.
Tüm şişme olaylarında en çok enerji su alımının başlangıcında meydana gelir.Çünkü bu devrede (Başta emme gücü fazla olduğu için çok yüksek bir emme kuvveti oluşur).Eğer dış güçler şişen cismin hacminin artmasına yani genişlemesine ,(Yurgor artıyor,enerji üretimi artıyor)dış güçler bunu engellemeye çalışırsa en yüksek tepki atm’de (basınçta) meydana gelir.İşte bunlardan ilki çeper basıncı diğeri de Turgor basıncıdır.Örneğin;kurak havalarda kayalar arasında çakılan kuru odunlar yağmur yağdığında kayayı parçalar.
Şişme olaylarını günlük en güzel örnekleri yağmurlu havadaki ahşap kapı ve pencerelerin durumudur.Şişmede şişiricinin sıcaklığının önemli etkisi vardır.Sıcak suda daha hızlı fakat , soğuk suda daha yavaş ama fazladır.Çünkü Sıcak su molekülleri ısı enerjisiyle maksimum

hareket ederek miseller arasına ani giriş yapar.Bu da permabiliteyi azaltan bir şok etkisi yapar. Yani tahrip eder.O halde şişmede sıcaklığın derecesi çok önemlidir.Çünkü sıcaklık sıvı ortamdaki su moleküllerinin termik hareketlerini artırarak çözeltilerde daha bağımsız davranmayı sağlamaktadır(Sıcaklık artınca molekülleri hareket eder,bağlar kopar ve çarpışma olur).Bu nedenle sıcaklık şişmeye ayrılan süreyi azaltır.Fakat sıcaklık artışı ile birim zamanda şişme yüzdesi azalır.

Sıcaklığın artışı belli bir dereceden sonra ters yönde etkiler.Osmotik basınç(EM) şişmeyi azaltan bir başka faktördür.Osmotik basınç ile şişmenin hızı ve miktarı ters orantılıdır.Çünkü osmotik basıncın artması demek çözeltideki çözünen birim madde başına düşen Su molekülleri sayısının azalması demektir.Bu durumda çözeltinin difüzyon basıncı azalır yani çözünmüş madde miktarı arttıkça şişen cisme giren su miktarı azalacaktır.

ELEKTROLİTLERDE ŞİŞME

Soru:Okaliptus meristemi(1),çimlenmekte olan köknar tohumu(2) ve patates yumrusu vardır. Su kapsamını tespit etmek istersek sıralama nasıl yapılır.
Yanıt:Bir ortamda su miktarı ile nişasta miktarı ters orantılıdır.Yumrularda su yoktur. Tohumlarda çimlenme sırasında su miktarı %77 kadar artar.(321)
Soru:Sulu ortamda yetiştirilen yumrulu bitkilerde Ca,Cl,S elementleri yumruda çok yaprakta yoktur.Niçin?
Yanıt:S proteinleri yapısına giriyor.

Elektrolitler iyonik bileşikler olduğu için çözündükleri zaman iyonlarına ayrılırlar. Ayrılan her iyon elektrik yükü taşır.Bu da onların mutlaka su molekülü hidrate ederek su örtüsü ile kaplanacağı anlamına gelir.O halde,elektrolitlerde şişen cisme iyonla birlikte su girer.Bu durum iyonları su tutma kapasitesine bağlı olup şişmenin miktarını düzenler. Görülüyor ki elektrolitlerde şişme suya göre değişiktir.Aslında bu değişikliğe neden olan asıl faktör iyonların elektrik yükleri ve atom ağırlıklarıdır(Çekim arttıkça yüklenme fazla olur,ağırlık artar).Birçok doğal jellerin(yumurta akı,cıvık mantarlar,sitoplazmanın kendisi) miselleri su ile temas ettiğinde ( - ) elektrik yükü kazanırlar.O yüzden temasa geçtiği elektrolitteki (+) katyonlar için bir çekme kuvveti haline gelirler.Onlarda (-) yüklü anyonları çekerler.Her ne kadar şişen madde ile elektrolitik iyonlar arasındaki ilişki bu maddelerin bünyelerine bağlı ise de bu eriyiklerde şişen bir cisimde 2 farklı elektrolit fazı vardır:
1)Eğer şişen maddenin yapısı elektrolitlere yeter derecede geçirgen ide misellerin yüzeyi katyonlardan bir tabaka ile örtülüdür.
Katyonlar şişen cisme hidratasyon suyunu da götürürler.böylece şişme suyu alınmış olur. İşte iyonların şişmedeki direkt etkisine P.İ.E.(Primer İyon Etkisi) denir.Ayrıca şişen maddeler aynı zamanda elektrolitlerde absorbe olmayan anyonlarla da temastadır.Yani şişen madde elektrolitlerin içeri girmeyen iyonları ile de temas halindedir.İşte içeri girmeyen bu anyonlar-da şüphesiz bir hidratasyon suyu vardır.Bu durum yukarıdaki olayın tersini ortaya çıkarır. Çünkü bu kuvvet ile su arasında rekabet başlar.Yani dıştaki anyonlar içerideki misellerden su çeker.Bu olaya da sekonder iyon etkisi denir.Şişmede başlangıçta EK’den dolayı hızlı bir giriş vardır.Her giren suyu bağlayıp gitti.Orada kalanların suyu içeri girenlerden fazla olunca dışa-rıdakiler suyu çeker.Denge sağlanana kadar.(Toprağın bitkiden su çekmesi)
Katıların kazandığı su miktarını iyonların sayısı değil hidratasyon güçleri belirler.Yani miktardan ziyade absorbe olan veya olmayan iyonların hidratasyon kuvvetleri arasındaki fark belirler.Örneğin,önce eritilen sonra kurutulan jelatinden alınan silindirler.şemadaki eriyiklere konulduğunda en fazla şişme KI da meydana gelir.Çünkü bu eriyik serisinde atom ağırlığı en fazla olan iyondur.
H2O KCl NaCl LiCl KBr KI
%Şişme 100 103 109 114 120 ∞

2)Eğer şişen maddenin yapısı elektrolitlere karşı yarı geçirgense hem anyonlar hem de katyonlar şişen cisim ile su için rekabete girer.Bu olay cismin emmek istediği suyun engellenmesi durumuna dayandığı için S.İ.E. vardır.O zaman yapıları yoğun olan cisimler tuz eriyiklerinde saf sudakinden daha fazla şişer.Bu durumda şişmede azalma katyonların giriş yeteneğiyle ters orantılıdır.Örneğin aynı büyüklükte ayrı tüpe eşit miktarda keten tohumu konularak her birinin üzerine 2’şer mol saf su,KCl,NaCl,LiCl bir deney süresi sonunda şemadaki gibi su dışındaki çözeltilerden KCl’de en fazla şişme olmuştur.Çünkü K’nın atom ağırlığı fazla,hidratasyon örtüsü ise azdır.En az şişme ise LiCl’de görülmüştür.Çünkü Li’nin

Saf Su KCl NaCl LiCl
Şişme
% 57 46 43 36

 

 

 

 

 

Durumu K’nın Tam tersidir.NaCl’de Na’nın özellikleri Li ve K’nın ikisi arasında olduğun için orta durumda bir değişme olmuştur.Demek ki bu deneyde de zarın yarı geçirgen olması sonuçları etkileyen en önemli faktördür.Sonuç olrak görülüyor ki,su metabolizmasıyla ilgili bu üç olay birbirini tamamlar niteliktedir.Çünkü genelde birinin nedeni ve sonucu ötekisidir. Bazen bu iki olay aynı anda gerçekleşebilir.Örneğin,Şişme olayı difüzyonun özel bir şeklidir. Çünkü bitki çeperini oluşturan her biri 2000 kadar glikoz molekülünden oluşan miseller arsına suyun girmesi difüzyon olayıdır.Aralarına su giren misellerin şişme miktarı kohezyon kuvve-tiyle kontrol edildiği için turgordur.tebeşir ve süngerin boşluklarının su ile dolmasının bu olayla ilgisi yoktur.Kısaca şişmede kontrollü(tepkili) hacim artışı karakteristiktir.Çünkü su alınmasına rağmen yerde kalan su yeterli değildir.Bu durumda şişen madde şişiriciden sıvı alıp boşluklarını doldurduğundan şişiricinin miktarı azaldığı için süreklilik göstermez.Her ne kadar şişerek azalan hacmi telafi gibi görülse de boşluklardaki hava yerine girmiş olan su miselleri birbirinden uzaklaştıran sudan bağımsız düşünülmelidir.O halde suya karşı ilgisi olan her madde hiç şişmese de içerisinde bulunduğu sıvıdaki su moleküllerini kendine bağlar. Yani hidratasyon suyu oluştururlar.Madde etrafında düzenli yerleşen bu su molekülleri sıvı içerisinde serbest dolaşan su moleküllerinden daha az hacim işgal eder.Şişme esnasında su molekülleri kendi kinetik enerjilerinin büyük bölümünü kaybederler.Kaybedilen bu kinetik enerji şişme ortamından ısı enerjisi olarak çevreye aktarılır.

SU İLETİMİ

*İyon AntagonizmasıBitki dünyasında halofit(tuzcul) bitkiler hariç tuz çözeltisi bitkiler için zararlıdır.Ayrıca bir tek tuzdan hazırlanan çözeltiler bir kaçından hazırlanan çözeltilerden daha zararlıdır.Örneğin,buğday fideleri ayrı ayrı 0,12 mol CaCl2 ve 0,12 NaCl çözeltisinde kök gelişimine bırakılmıştır.Aynı fideler 0,12 NaCl+0,0012 CaCl2 çözeltisine konulursa
(c) şeklindeki görülür.Çünkü NaCl orta büyüklükte olup Na Hidratasyon suyuyla birlikte protoplazmaya geçer.Eğer ortama eseri Ca bileşiği katılırsa 2 değerlikli olan Ca’nın su örtüsü Na’dan daha fazladır.O halde büyük Ca molekülü içeri giremez.Üstelik sekonder iyon etkisi yapar.Bu durumda su kaybeden hücrelerin kapıları kapanır. Böylece Na iyonları içeri giremez.İşte iyonların birbirine karşı bu etkisine iyon antagonizması denir.Bu olaya bir örnekte Spirogyra deniz alginin metilen mavisinde tam boyanmasıdır.Eğer metilene AlCl3 katılırsa boyama tam olamaz.Bu durum diğer çözeltilerin içeri girip zehir etkisi yapmasını engeller.Olayın esası 2 ya da daha fazla değerlikli iyonların zarı yoğunlaştırdığı bilinmektedir.Zar yoğunlaşması porların kapatılıp.permabl’ın azalmasıdır.Böylece tek değerli iyonların geçmesi önlenir ve şişmeyi artırarak zehir etkisi yapmasını da ortadan kaldırır.İşte tek değerlikli bileşiklerde hazırlanmış çözeltilerin hücreye yaptığı etkiye sinerjistik etki denir.Sonuç olarak bir elementin yaptığı etkiyi ikinci elementin artırmasına sinerjisitk etki denir.

Bitki Fizyolojisi Ders Notları

Hazırlayan Duygu OKTEN

 

---