AYT BİTKİSEL ORGANLAR VE BİTKİLERDE MADDE TAŞINMASI

0
20
AYT bitkisel organlar ve bitkilerde madde taşınması konu anlatımı kapağı

AYT bitkisel organlar ve bitkilerde madde taşınması konu anlatımında kök, gövde ve yaprağın yapı–işlev ilişkileri; su ve minerallerin kökten ksileme geçişi; ksilemde kohezyon-gerilim ve floemde basınç-akış mekanizması birlikte işlenecektir.
AYT biyoloji konularının tamamına AYT konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.

Bitkisel Organlara Genel Bakış

Kök ve Sürgün Sistemi

Çiçekli bir bitkinin organları iki bütünleşik sistem oluşturur. Kök sistemi bitkiyi toprağa bağlar; su ve mineral alır, bunları sürgüne iletir ve birçok türde depo görevi görür. Sürgün sistemi gövde, dal, yaprak, tomurcuk, çiçek ve meyveleri kapsar. Gövde organları konumlandırır, yaprak fotosentez ve gaz alışverişinin başlıca yüzeyini oluşturur.

Bu ayrım, organların birbirinden bağımsız çalıştığı anlamına gelmez. Kökler yapraklardan gelen organik maddelere; yapraklar ise kökten gelen su ve minerallere bağımlıdır. Ksilem ve floem kök–gövde–yaprak boyunca süreklilik gösteren bir iletim ağı kurar.

Organlarda Doku Sistemlerinin Sürekliliği

Her organda örtü, temel ve iletim doku farklı bir düzende bulunur. Kök epidermisi emici tüylerle madde alımına, yaprak epidermisi kütikula ve stomalarla su kaybı–gaz alışverişi dengesine uyarlanmıştır. Kök korteksi çoğunlukla depo ve kısa mesafeli taşıma; yaprak mezofili fotosentez; gövde temel dokusu destek ve depo işlevlerini öne çıkarır.

Organ kesiti sorularında yalnız hücrenin adına değil, dokunun konumuna ve komşuluğuna bakılır. Örneğin kökte endodermisin içindeki merkezi silindir, gövdede iletim demetlerinin dizilişi ve yaprakta palizat–sünger parankimasının yönü organ tanımında güçlü kanıtlardır.

Örnek - 1
Bir bitkide köklerin büyük bölümü zarar gördükten sonra yaprakların su potansiyeli azalıyor ve bir süre sonra kök uçlarında büyüme de yavaşlıyor. Bu iki sonucun birlikte ortaya çıkması öncelikle hangisini gösterir?

A) Kök ile sürgünün birbirinden bağımsız organ sistemleri olduğunu
B) Yalnız floemin çift yönlü madde taşıdığını
C) Kökün su-mineral, sürgünün organik madde sağlayarak karşılıklı bağımlılık oluşturduğunu
D) Yaprakların mineral iyonlarını atmosferden aldığını
E) Ksilemin organik maddeyi köke taşıdığını
Kök hasarı yaprağa su-mineral ulaşmasını azaltır; yaprak performansının düşmesi de köke gönderilen organik maddeyi sınırlar. Bulgular iki organ sisteminin karşılıklı bağımlılığını gösterir.

Cevap: C

Kökün Yapısı ve Görevleri

Kök Tipleri ve Kökün İşlevleri

Embriyonik kökün gelişmesini sürdürmesiyle belirgin bir ana kök ve ondan çıkan yan kökler oluşuyorsa kazık kök, gövde tabanından çıkan benzer kalınlıktaki çok sayıda kök baskınsa saçak kök düzeni görülür. Kazık kök çift çeneklilerde, saçak kök tek çeneklilerde yaygındır; ancak bu ayrım “istisnasız tür tanısı” değildir.

Kökün temel görevleri bitkiyi toprağa bağlamak, su ve mineral almak, iletmek ve bazı türlerde besin depolamaktır. Depo kök, hava kökü ve tutunma kökü gibi değişimler temel organ planının çevresel ya da işlevsel uyarlanmalarıdır.

Kazık ve saçak kök ile kök ucunun büyüme bölgeleri
Kazık ve saçak kök sistemleri dış görünüş bakımından; genç kök ise kaliptra, bölünme, uzama ve farklılaşma bölgeleri bakımından ayrılır.
Örnek - 2
Bir bitkinin ana kökü gelişimin erken döneminde zedeleniyor; gövde tabanından çok sayıda adventif kök oluşarak toprağın üst katmanlarına yayılıyor. Buna göre hangisi kesin değildir?

A) Kök sisteminin yüzeysel toprağı tarama kapasitesi artabilir.
B) Oluşan yeni kökler su ve mineral alabilir.
C) Görünüm saçak kök düzenine yaklaşabilir.
D) Bitki kesinlikle tek çeneklidir.
E) Kök sistemi bitkinin toprağa tutunmasına katılır.
Adventif köklerin oluşması tek başına bitkinin tek çenekli olduğunu kanıtlamaz. Kök sisteminin son görünümü, embriyonik sınıflandırmayla her zaman birebir örtüşmeyebilir.

Cevap: D

Kök Ucunun Bölgeleri ve Emici Tüyler

Kök ucunda kaliptra apikal meristemi mekanik etkilerden korur. Gerisindeki bölünme bölgesinde mitozla yeni hücreler üretilir; uzama bölgesinde hücrelerin boyu artar; farklılaşma bölgesinde hücreler kalıcı dokulara dönüşür. Kökün boyca uzamasına en büyük anlık katkı uzama bölgesinden gelir, fakat yeni hücre kaynağı bölünme bölgesidir.

Emici tüyler, farklılaşma bölgesindeki epidermis hücrelerinin uzantılarıdır. Hücre sayısını değil, temas yüzeyini büyütürler. Kısa ömürlü olduklarından kök ilerledikçe eski bölgelerde kaybolur, yeni olgunlaşan bölgelerde oluşurlar.

Örnek - 3
Kök ucunun bölünme bölgesi seçici olarak baskılanırken mevcut uzama bölgesi hücreleri canlı bırakılıyor. Uygulamadan hemen sonra ve daha uzun sürede beklenen değişimler hangisinde doğru verilmiştir?

A) Uzama hemen sıfırlanır; sonra kök tüyleri kaliptrada oluşur.
B) Kısa süre uzama sürebilir; yeni hücre gelmediği için daha sonra büyüme belirgin azalır.
C) Yalnız sekonder büyüme artar; primer büyüme değişmez.
D) Endodermis epidermise dönüşür; su alımı artar.
E) Kaliptra ksileme, periskl floeme dönüşür.
Mevcut hücreler bir süre uzayabilir; ancak bölünme bölgesinden yeni hücre sağlanmadığında uzama bölgesinin hücre kaynağı tükenir ve büyüme yavaşlar.

Cevap: B

Kök Enine Kesitinde Doku Düzeni

Genç kökte dıştan içe epidermis, korteks ve merkezi silindir ayırt edilir. Korteksin en iç sırası olan endodermis, çeperlerindeki süberinli Kaspari şeritleriyle merkezi silindire girişi düzenler. Endodermisin hemen içindeki periskl canlı hücrelerden oluşur; yan köklerin köken aldığı başlıca tabakadır.

Merkezi silindirde ksilem ve floem radyal düzende bulunur. Tipik çift çenekli genç kökte merkezde yıldız biçimli ksilem, kollar arasında floem vardır. Tek çenekli kökte çok sayıda ksilem–floem kolu geniş bir öz çevresinde dizilir. Bu nedenle kök kesitinde yıldız biçimli merkezi ksilem ile dairesel demet dizilişi aynı şey değildir.

Tek ve çift çenekli kök enine kesitlerinin karşılaştırılması
Çift çenekli kökte merkezde yıldız biçimli ksilem; tek çenekli kökte geniş öz çevresinde çok sayıda ksilem–floem kolu tipiktir.
Örnek - 5
K L M N harfleriyle gösterilen çift çenekli genç kök kesiti

Görselde K korteks, L endodermis, M floem ve N periskl bölgelerini gösteriyorsa aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yanlıştır?

A) L, apoplast yolun kesintiye uğradığı seçici sınırdır.
B) M’de organik maddeler kaynak–havuz ilişkisine göre taşınabilir.
C) N, yan köklerin köken alabildiği canlı tabakadır.
D) M, su ve minerallerin kökten yaprağa uzun mesafeli taşındığı yıldız biçimli dokudur.
E) Kesit tipik bir çift çenekli genç köke aittir.
M, yıldız biçimli ksilem kolları arasındaki floem bölgesidir; su-mineral taşınmasını sağlayan yıldız biçimli doku ksilemdir. N ise endodermisin hemen içindeki periskldir.

Cevap: D

Gövdenin Yapısı ve Görevleri

Boğum, Boğum Arası ve Tomurcuklar

Yaprakların gövdeye bağlandığı bölge boğum, iki boğum arasındaki kısım boğum arasıdır. Sürgün ucundaki uç tomurcuk apikal meristemi; yaprak koltuğundaki yan tomurcuk ise yeni dal veya bazı türlerde çiçek sürgünü oluşturabilecek meristemleri barındırır.

Gövde yalnız pasif bir destek değildir. Yaprakları ışığa uygun konuma taşır, kök ile yaprak arasındaki iletimi sağlar, tomurcuklarla yeni sürgünler oluşturur; bazı türlerde fotosentez, depo ve vejetatif üreme görevleri üstlenebilir.

Gövde üzerinde boğum boğum arası uç ve yan tomurcuklar
Uç tomurcuk sürgün ekseninin ucunda, yan tomurcuk yaprak koltuğunda; boğum arası ise iki yaprak bağlantısı arasında bulunur.

Apikal Dominansi ve Dallanma

Uç tomurcuğun, alttaki yan tomurcukların gelişmesini baskılamasına apikal dominansi denir. Uçta üretilen oksin bu düzenlemede rol oynar; köklerden gelen sitokininler yan tomurcuk gelişimini destekleyebilir. Uç tomurcuk uzaklaştırıldığında oksin etkisi azalır ve uygun yan tomurcuklar gelişerek bitki daha çok dallanabilir.

Apikal dominansi, dormansi ile aynı kavram değildir. Dormansi, uygun olmayan dönemlerde büyümenin geçici olarak durmasıdır; apikal dominansi ise organlar arasındaki hormon ve kaynak ilişkisine bağlı büyüme üstünlüğüdür.

Örnek - 6
Özdeş üç bitkiden K kontrol bırakılıyor, L’nin uç tomurcuğu kesiliyor, M’nin uç tomurcuğu kesildikten sonra kesik yüzeye oksin uygulanıyor. Diğer koşullar aynı olduğunda yan tomurcuk gelişiminin genel olarak hangi sırada olması beklenir?

A) K > M > L
B) L > K ≈ M
C) M > L > K
D) K = L = M
E) M > K > L
Uç tomurcuğun uzaklaştırılması apikal dominansiyi azaltır ve L’de yan tomurcuk gelişimini artırır. Kesik yüzeye oksin verilmesi M’de baskıyı kısmen yeniden kurar; K da doğal uç tomurcuğunu taşır.

Cevap: B

Otsu ve Odunsu Gövdeler

Genç otsu gövdelerde primer dokular belirgindir; destek turgor, kollenkima ve sklerenkima katkısıyla sağlanır. Odunsu gövdelerde vasküler kambiyumun ürettiği sekonder ksilem yıllar içinde birikir, periderm epidermisin yerini alır. “Otsu bitkiler hiç sekonder büyümez” veya “odunsu bitkiler yalnız çift çeneklidir” biçimindeki mutlak genellemeler doğru değildir.

Odunsu gövdede genç ve iletim yapan dış ksilem tabakaları diri odunu, daha içte iletim kapasitesi azalmış tabakalar öz odunu oluşturabilir. Bu ayrım, bütün ksilemin aynı anda su taşıdığı varsayımını geçersiz kılar.

Tek ve Çift Çenekli Gövde Kesitleri

Tipik çift çenekli otsu gövdede iletim demetleri halka düzenindedir. Her açık kollateral demette dışta floem, içte ksilem ve arada kambiyum bulunur. Kambiyumun varlığı sekonder iletim dokusu üretme potansiyeli sağlar.

Tipik tek çenekli gövdede iletim demetleri temel doku içine dağılmıştır. Demetler çoğunlukla kapalı kollateraldir; floem ile ksilem arasında demet kambiyumu yoktur. “Açık” ve “kapalı” terimleri gövdenin dışa açık olmasıyla değil, demette kambiyum bulunmasıyla ilgilidir.

Tek ve çift çenekli gövdede iletim demetlerinin dizilişi
Çift çenekli gövdede halka düzenindeki açık demetler, tek çenekli gövdede dağınık kapalı demetler tipiktir.
Örnek - 7
Bir gövde kesitinde iletim demetleri halka hâlinde, floem dışta, ksilem içte ve ikisinin arasında bölünebilir hücreler bulunuyor. Bu kesit için I. açık kollateral demet taşır, II. tipik çift çenekli otsu gövde olabilir, III. sekonder ksilem üretme potansiyeline sahiptir yargılarından hangileri desteklenir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Floem ile ksilem arasındaki bölünebilir tabaka kambiyumdur; demeti açık yapar ve sekonder iletim dokusu potansiyeli sağlar. Halka düzeni tipik çift çenekli gövdeyle uyumludur.

Cevap: E

Örnek - 8
Bir tek çenekli gövdenin yalnız bir iletim demetindeki floem seçici olarak tıkanıyor; diğer demetler sağlam kalıyor. En uygun çıkarım hangisidir?

A) Bütün gövdede organik madde taşınması anında sıfırlanır.
B) Hasarlı demetin hizmet ettiği bölgede taşıma azalabilir; dağınık diğer demetler iletimi kısmen sürdürebilir.
C) Ksilem otomatik olarak floeme dönüşür.
D) Demet kambiyumu hızla yeni floem üretir.
E) Kök basıncı organik maddeyi hasarlı floemden geçirir.
Tek çenekli gövdede çok sayıda dağınık demet bulunur. Yerel bir floem hasarı etki oluşturur fakat bütün taşıma ağını zorunlu olarak kesmez; ayrıca tipik kapalı demette kambiyum yoktur.

Cevap: B

Örnek - 9
K ve L ile gösterilen iki otsu gövde enine kesiti

K kesitinde demetler halka biçiminde ve kambiyumlu, L kesitinde dağınık ve kambiyumsuzdur. Buna göre hangisi yanlıştır?

A) K’de açık kollateral demetler bulunur.
B) L’de tipik demet içi sekonder büyüme beklenmez.
C) K tipik çift çenekli, L tipik tek çenekli gövde olabilir.
D) Her iki kesitte de floem demet içinde ksilemin dış tarafındadır.
E) L’de iletim demetlerinin tümü tek bir kambiyum halkasıyla birleşmiştir.
L’de dağınık ve kapalı demetler vardır; onları birleştiren tipik bir vasküler kambiyum halkası bulunmaz. Diğer ifadeler verilen düzenle uyumludur.

Cevap: E

Yaprağın Yapısı ve Görevleri

Yaprak Ayası, Sapı ve Damarlanma

Yaprak ayası ışık yakalama ve gaz alışverişi için geniş yüzey sağlar; yaprak sapı ayayı gövdeye bağlar ve uygun konumlandırılmasına yardım eder. Tek bir ayası olan yaprak basit, bir sap üzerinde yaprakçıklara ayrılan yapı bileşik yapraktır. Yaprakçık koltuğunda tomurcuk bulunmaması, yaprakçığı gerçek yapraktan ayırmada kullanılabilir.

Ağsı damarlanma çift çeneklilerde, paralel damarlanma tek çeneklilerde yaygındır. Damarlar ksilem ve floem içerir; yalnız taşıma değil, yaprağa mekanik destek de sağlar. Damar düzeni tür tanısında güçlü ipucu olsa da tek başına mutlak kanıt sayılmaz.

Yaprak Enine Kesiti

Tipik çift çenekli yaprağın üst ve alt yüzünü epidermis örter; üst yüzeyde kütikula genellikle daha belirgindir. Üst epidermisin altında sık, uzun ve kloroplastça zengin palizat parankiması; daha aşağıda hücreler arası boşlukları geniş sünger parankiması bulunur. İki tabaka birlikte mezofili oluşturur.

Palizat parankiması güçlü ışık altında fotosentezin büyük bölümünü yapar; ancak “fotosentez yalnız palizatta olur” denemez. Sünger parankiması da kloroplast taşır ve geniş hava boşluklarıyla gazların mezofil içinde yayılmasını kolaylaştırır. Damar kesitinde ksilem çoğunlukla üst, floem alt epidermise yakındır.

Yaprağın dış yapısı damarlanması ve enine kesit katmanları
Yaprağın geniş ayası ışık yakalar; mezofil katmanları ve damarlar fotosentez ile madde taşınmasını bütünleştirir.
Örnek - 10
Bir yaprak enine kesitinde üst epidermisin altındaki K hücreleri sık ve kloroplastça zengin, alt taraftaki L hücreleri geniş hava boşlukludur. K ve L için hangisi doğrudur?

A) K yalnız gaz depolar, L yalnız su taşır.
B) K palizat, L sünger parankimasıdır; ikisi de uygun koşullarda fotosentez yapabilir.
C) K floem, L ksilemdir.
D) K olgunlukta ölü, L çekirdeksizdir.
E) K ve L epidermis türevidir.
Konum ve hücre düzeni K’nin palizat, L’nin sünger parankiması olduğunu gösterir. Her ikisi de kloroplast taşıyabilir; fark işlev ağırlığı ve düzenleridir.

Cevap: B

Örnek - 11
Bir yaprak damarında üst yüzeye yakın iletim elemanları seçici olarak tıkanıyor. Kısa sürede en doğrudan hangi olayın aksaması beklenir?

A) Kökten yaprağa su-mineral gelişi
B) Yaprakta üretilen sakkarozun havuzlara taşınması
C) Bekçi hücresinin oluşması
D) Mezofil hücrelerinin mitozla çoğalması
E) Yaprakçık koltuğunda tomurcuk oluşması
Tipik damarda üst yüze yakın kısım ksilemdir. Tıkanması yaprağa su-mineral ulaşmasını doğrudan sınırlar; floem daha alt taraftadır.

Cevap: A

Örnek - 12
K kontrol L üst yüzeyi M alt yüzeyi kapatılmış yaprak deneyi

Özdeş yapraklardan K kaplanmıyor, L’nin yalnız üst, M’nin yalnız alt yüzeyi geçirimsiz şeffaf maddeyle kaplanıyor. Stomaların alt yüzde daha yoğun olduğu biliniyor. Işıklı ortamda diğer koşullar aynıysa su kaybı ve karbondioksit alımı için en uygun yorum hangisidir?

A) L’de iki olay da K’den kesinlikle daha hızlıdır.
B) M’de alt yüzey stomaları engellendiği için iki olay da L’ye göre daha fazla azalabilir.
C) K’de su kaybı sıfırdır.
D) Kaplama yalnız ksilemi etkiler, gaz alışverişini etkilemez.
E) M’de palizat hücreleri floeme dönüşür.
Alt yüzeyde daha çok stoma olduğundan M uygulaması stomatal su kaybı ve CO₂ girişini L’ye göre daha güçlü sınırlayabilir. Şeffaflık ışığı korusa da gaz geçişini düzeltmez.

Cevap: B

Kökten Su ve Mineral Alınması

Su Potansiyeli ve Osmoz

Su, yalnız “çok olduğu yerden az olduğu yere” biçiminde açıklanamaz; biyolojik sistemlerde su potansiyeli yüksek olan bölgeden daha düşük olana doğru hareket eder. Nemli toprak çözeltisinin su potansiyeli kök tüyü hücresinden daha yüksekse su, seçici geçirgen zar üzerinden osmozla hücreye girer.

Kök hücrelerinde çözünmüş madde birikimi osmotik potansiyeli düşürür; solunumla sağlanan ATP bazı mineral iyonlarının derişim farkına karşı alınmasını destekleyebilir. Ancak aşırı tuzlu veya kurak toprakta toprağın su potansiyeli çok düşebilir; kökün su alması zorlaşır, hatta su kökten toprağa çıkabilir.

Örnek - 13
Toprak çözeltisinin su potansiyeli −0,4 MPa, kök tüyü hücresinin −0,8 MPa’dır. Solunum inhibitörü uygulandığında mineral iyonlarının aktif alımı azalıyor ve bir süre sonra hücrenin su potansiyeli −0,5 MPa’ya yükseliyor. Bu süreçte hangisi beklenir?

A) Başlangıçta su kökten toprağa çıkar.
B) Başlangıçta su köke girer; potansiyel farkı küçüldükçe net giriş azalabilir.
C) Su hareketinin yönü yalnız ksilem basıncına bağlıdır.
D) İnhibitör, toprağın su potansiyelini zorunlu olarak −1,0 MPa yapar.
E) Mineral alımı azalınca osmoz hızının sonsuza kadar artması gerekir.
Başlangıçta −0,4’ten −0,8 MPa’ya, yani yüksek su potansiyelinden düşüğe net su girişi olur. Hücre potansiyeli −0,5’e yükseldiğinde fark küçülür ve net giriş azalabilir.

Cevap: B

Mineral İyonlarının Alınması

Mineral iyonları kök hücresine elektrokimyasal gradyanına uygun biçimde kanallar veya taşıyıcılarla pasif; gradyana karşı ise dolaylı ya da doğrudan aktif taşıma ile alınabilir. Kök hücresinin proton pompaları ATP harcayarak zar boyunca elektrokimyasal fark oluşturur; birçok iyon bu gradyanla eş taşınır.

Bu nedenle “bütün mineraller aktif taşımayla alınır” ve “su alımı doğrudan ATP harcar” genellemeleri yanlıştır. Su zardan osmozla geçer; fakat aktif iyon birikiminin oluşturduğu su potansiyeli farkı su girişini dolaylı olarak etkileyebilir.

Örnek - 14
Kök hücrelerine oksijen verilmesi kesildiğinde ATP düzeyi düşüyor. Kısa sürede I. bazı iyonların gradyana karşı alımı azalır, II. suyun zardan her geçişinde ATP harcanması durur, III. hücre içi iyon birikimi azalırsa su potansiyeli yükselebilir sonuçlarından hangileri beklenebilir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III
Aktif iyon alımı ATP’ye bağımlıdır ve azalınca hücrenin çözünen madde içeriği düşerek su potansiyeli yükselebilir. Su molekülünün osmozla geçişi doğrudan ATP kullanmaz; II yanlış kurulmuştur.

Cevap: C

Apoplast, Simplast ve Kaspari Şeridi

Apoplast yolunda su ve iyonlar hücre çeperleri ile hücreler arası boşluklardan, plazma zarını geçmeden korteks boyunca ilerler. Simplast yolunda ise bir kez zardan geçen maddeler sitoplazmalar arasında plazmodesmalarla taşınır. Transmembran yol, hücreden hücreye geçerken zarların tekrar tekrar aşılmasını ifade eder.

Endodermisteki hidrofobik Kaspari şeridi apoplast ilerleyişini keser. Su ve iyonlar endodermis hücresinin seçici plazma zarını geçmek zorunda kalır; böylece merkezi silindire giriş denetlenir ve iyonların geri sızması azaltılır. Bariyer, suyu bütünüyle durdurmaz; kontrolsüz çeper yolunu durdurur.

Kök tüyünden ksileme apoplast ve simplast yolları ile Kaspari şeridi
Apoplast yolu endodermiste kesilir; su ve iyonlar seçici zarı geçerek simplasta katıldıktan sonra merkezi silindire ulaşır.
Örnek - 4
Genç bir kökün endodermisi canlılığını koruyor; fakat Kaspari şeritlerini oluşturan süberin birikimi engelleniyor. Diğer yapılar normal olduğuna göre en doğrudan sonuç hangisidir?

A) Apoplasttan gelen su ve iyonların seçici zardan geçmeden merkezi silindire sızma olasılığının artması
B) Perisklin yan kök oluşturma yeteneğinin kesin olarak artması
C) Ksilemde organik madde taşınmasının başlaması
D) Floem elemanlarının ligninleşerek ölmesi
E) Emici tüylerin bölünme bölgesinde oluşması
Kaspari şeridi apoplast yolunu keserek su ve iyonları seçici plazma zarından geçmeye zorlar. Bariyer zayıflarsa kontrolsüz apoplast sızıntısı artabilir.

Cevap: A

Örnek - 15
K L M ile gösterilmiş apoplast simplast ve Kaspari şeridi

Görselde K hücre çeperleri boyunca ilerleyip endodermiste duran yolu, L sitoplazmalar içinde ilerleyen yolu, M ise endodermisteki koyu bariyeri gösteriyor. Buna göre hangisi doğrudur?

A) K simplast, L apoplasttır.
B) K’nin M’de durması, bütün su hareketinin sona erdiğini gösterir.
C) M, apoplast akışı keserek su ve iyonları seçici zardan geçmeye zorlar.
D) L yalnız ölü hücrelerin lümeninden ilerler.
E) M ksilem trakesinin merkezindeki kalburlu plaktır.
K apoplast, L simplast yoludur. M Kaspari şerididir; apoplast akışı keserek su ve iyonları endodermis plazma zarından kontrollü geçişe yönlendirir.

Cevap: C

Ksilemde Su ve Mineral Taşınması

Kök Basıncı ve Gutasyon Bağlantısı

Kök hücrelerinin iyonları ksileme aktarması ksilem öz suyunun su potansiyelini düşürebilir; çevre dokulardan su girişiyle pozitif kök basıncı oluşur. Toprak nemli, kök etkin ve terleme düşük olduğunda bu basınç suyu kısa bir mesafe yukarı itebilir. Gece veya sabah yaprak kenarındaki hidatotlardan sıvı damla çıkması olan gutasyona katkı sağlayabilir.

Kök basıncı, uzun ağaçlarda suyun tepeye çıkmasını tek başına açıklayamaz. Bazı bitkilerde çok zayıftır veya belirgin değildir; gündüz yüksek terlemede ksilem basıncı çoğunlukla negatiftir.

Kılcallık, Adezyon ve Kohezyon

Suyun ksilem çeperine tutunmasına adezyon, su moleküllerinin hidrojen bağlarıyla birbirini çekmesine kohezyon denir. Dar borulardaki adezyon–kohezyon etkileşimi kılcallığa katkı verir. Fakat trake çapları ve ağaç yüksekliği düşünüldüğünde kılcallık da tek başına yeterli değildir.

Kohezyonun asıl önemi, yaprakta oluşan çekimin kesintisiz su sütunu boyunca köke iletilmesidir. Ligninli ksilem çeperleri negatif basınç altında boruların çökmesini önler; adezyon su sütununun çeperden ayrılmasını zorlaştırır.

Terleme Çekimi ve Kohezyon-Gerilim Modeli

Mezofil hücre yüzeyinden su buharlaştığında hücrenin su potansiyeli düşer; su yaprak ksileminden mezofile çekilir. Yaprak ksileminde oluşan negatif basınç yani gerilim, kohezyon sayesinde aşağıdaki su sütununa iletilir. Böylece su ve çözünmüş mineraller ksilemde kökten yaprağa doğru pasif kütle akışıyla yükselir.

Uzun mesafeli ksilem akışının ana motoru, yaprak–atmosfer arasındaki su potansiyeli gradyanıyla beslenen terleme çekimidir. Bitki ksilem boyunca her su molekülünü ATP ile pompalamaz; enerji doğrudan güneşin buharlaşmayı sürdürmesinden ve su potansiyeli farkından gelir.

Ksilemde terleme çekimi kohezyon adezyon ve kök basıncı
Terleme yaprakta negatif basınç oluşturur; kohezyon çekimi sürekli su sütunu boyunca köke iletir, kök basıncı ise sınırlı destek sağlayabilir.
Dikkat
Uzun bir ağaçta suyun yükselmesini yalnız kök basıncı veya kılcallıkla açıklamak yanlıştır. Ana mekanizma, yapraktaki terlemenin oluşturduğu negatif basıncın kohezyonla kesintisiz su sütununa iletilmesidir. Kök basıncı ve kılcallık destekleyicidir fakat yüksekliği tek başına açıklayamaz.
Örnek - 16
Aynı tür iki bitkiden K yüksek nemli, L düşük nemli fakat toprağı yeterince sulanmış ortamda tutuluyor. Stomaların açıklığı başlangıçta aynıysa kısa sürede hangisi beklenir?

A) K’de yaprak–hava su potansiyeli farkı daha büyük olur.
B) L’de terleme çekimi ve ksilem gerilimi genellikle daha büyük olur.
C) K’de kohezyon tamamen ortadan kalkar.
D) L’de su yalnız floemden yükselir.
E) Nem farkı ksilem akışını hiçbir koşulda etkilemez.
Düşük hava nemi yaprak ile atmosfer arasındaki su potansiyeli farkını artırır; stomalar eşit açıklıktaysa L’de terleme ve ksilem gerilimi daha yüksek olur.

Cevap: B

Örnek - 17
Bir bitkinin ksilem trake çeperlerinde lignin sentezi ciddi biçimde azaltılıyor. Diğer özellikler başlangıçta aynıysa yüksek terleme sırasında en olası doğrudan sorun hangisidir?

A) Kalburlu boruların çekirdek kazanması
B) Negatif basınç altındaki iletim elemanlarının çökme direncinin azalması
C) Sakkaroz yüklemesinin zorunlu olarak hızlanması
D) Endodermisin epidermise dönüşmesi
E) Kök tüylerinin kloroplast kazanması
Lignin ksilem çeperine dayanıklılık kazandırır. Terleme çekimi sırasında boru içi negatif basınçlı olduğundan zayıf çeperlerin içe çökme riski artar.

Cevap: B

Kaviteleşme ve Su Sütununun Sürekliliği

Kuraklık, donma-çözülme veya kesik yüzeyden hava girişi ksilemde gaz kabarcığı oluşturarak su sütununu kesebilir; bu olaya kaviteleşme/embolizm denir. Bir iletim elemanındaki kesinti çekimin o yol boyunca iletilmesini azaltır. Yan çukurlar ve paralel trake–trakeit yolları suyun çevre elemanlara yönelmesini sağlayarak hasarı sınırlayabilir.

Kesilmiş bir sürgünün su altında yeniden kesilmesi, kesik yüzeyden ksileme hava girmesini azaltır. Bu yöntem kohezyon-gerilim modelinin deneysel yorumlarında sık kullanılır.

Örnek - 18
Ksilemde tek bir trake elemanında gaz kabarcığı oluşuyor; komşu trakeit ve trakeler sağlamdır. Hangisi en uygun yorumdur?

A) Bütün bitkide su taşınması zorunlu olarak anında durur.
B) Kabarcık ilgili su sütununu kesebilir; yan bağlantılar akışın bir bölümünü sağlam yollara yönlendirebilir.
C) Gaz kabarcığı floemde sakkaroz yüklemesini doğrudan başlatır.
D) Ksilem elemanı canlılığını kaybettiği için sorun oluşur.
E) Kök basıncı her koşulda kabarcığı tamamen çözer.
Embolizm yerel su sütununu keser; fakat ksilem çok sayıda paralel eleman ve yan çukur içerdiğinden akışın tümü zorunlu olarak durmaz.

Cevap: B

Örnek - 19
K su altında L havada kesilen sürgünlerle ksilem deneyi

Özdeş sürgünlerden K su altında yeniden kesiliyor, L havada kesildikten sonra boyalı suya alınıyor. Yaprak koşulları aynıysa K’de boyalı suyun daha hızlı yükselmesi hangi açıklamayı destekler?

A) Havada kesim floemde kalburlu plak oluşturur.
B) Su altında kesim, ksilemde su sütununu bozan hava girişini azaltır.
C) K’nin kök basıncı vardır, L’nin yoktur.
D) Boyalı su yalnız canlı ksilem hücrelerinden geçer.
E) L’de kohezyon arttığı için akış yavaşlar.
Kesik yüzeyden hava girmesi emboli oluşturabilir. Su altında yeniden kesim hava girişini azaltarak terleme çekiminin kesintisiz su sütununa iletilmesini korur.

Cevap: B

Floemde Organik Madde Taşınması

Kaynak ve Havuz Organlar

Net organik madde üreten veya depodan dolaşıma organik madde veren organ kaynak; net organik madde tüketen ya da depolayan organ havuzdur. Olgun fotosentetik yaprak tipik kaynak; büyüyen kök ucu, genç yaprak, çiçek, meyve, tohum ve depo organı tipik havuz olabilir.

Kaynak–havuz kimliği sabit değildir. İlkbaharda depo kök veya yumru yeni sürgün için kaynakken büyüme sonunda yeniden depo dolduran bir havuza dönüşebilir. Genç yaprak başlangıçta havuz, fotosentez kapasitesi geliştikten sonra kaynak olur.

Örnek - 20
Bir çok yıllık bitkide ilkbaharda depodaki nişasta parçalanarak genç sürgünlere taşınıyor; yaz sonunda olgun yapraklardan aynı depoya sakkaroz gönderiliyor. Depo organının kaynak–havuz rolü nasıl değişmiştir?

A) Her iki dönemde de yalnız kaynaktır.
B) Her iki dönemde de yalnız havuzdur.
C) İlkbaharda kaynak, yaz sonunda havuzdur.
D) İlkbaharda havuz, yaz sonunda kaynaktır.
E) Ksilem taşıdığı için kaynak–havuz kavramı uygulanamaz.
İlkbaharda depodan organik madde çıkışı organı kaynak; yaz sonunda organik madde girişi ve depolama havuz yapar. Roller gelişim dönemine göre değişebilir.

Cevap: C

Floem Yükleme, Osmoz ve Turgor Farkı

Kaynak yaprakta üretilen sakkaroz, arkadaş hücreleri ve kalburlu boru elemanlarına simplastik ya da apoplastik yollarla yüklenir. Bazı türlerde bu yükleme aktif taşıma ve proton gradyanı gerektirir; bazılarında derişim ilişkileri pasif yüklemeye izin verir. Sakkaroz birikince floemin su potansiyeli düşer ve yakın ksilemden su osmozla floeme girer.

Su girişi kaynak ucunda yüksek hidrostatik basınç oluşturur. Havuzda sakkaroz boşaltılıp kullanıldığında veya depolandığında floemin su potansiyeli yükselir; su ksileme dönebilir ve basınç azalır.

Basınç-Akış Modeli

Kaynak ve havuz arasındaki hidrostatik basınç farkı, kalburlu boru öz suyunu yüksek basınçtan düşük basınca doğru kütle akışıyla hareket ettirir. Kalburlu plaklar bu akışa izin verir; arkadaş hücreleri çekirdeksiz kalburlu boru elemanlarının metabolik gereksinimlerini destekler.

Uzun mesafeli boru içi hareket, yol boyunca her sakkaroz molekülünün ATP ile pompalanması değildir. Enerji daha çok yükleme, boşaltma ve iyon gradyanlarının kurulmasında harcanabilir; oluşan basınç farkı boru içindeki toplu akışı sürdürür.

Floemde kaynak yapraktan havuz organa basınç-akış modeli
Kaynakta sakkaroz ve su girişi yüksek basınç, havuzda boşaltma ve su çıkışı düşük basınç oluşturur; floem öz suyu basınç farkıyla hareket eder.
Dikkat
“Floem taşınması aktif taşımadır” ifadesi tek başına eksiktir. Sakkarozun yüklenmesi ve boşaltılması türe ve organa göre ATP’ye bağlı olabilir; fakat kalburlu boru içindeki uzun mesafeli hareket hidrostatik basınç farkıyla gerçekleşen kütle akışıdır.
Örnek - 21
Bir kaynak yaprakta floeme sakkaroz yüklenmesi engelleniyor; fotosentez ve ksilem su iletimi kısa süre normal sürüyor. İlk beklenen değişim hangisidir?

A) Kaynak floeminin su potansiyeli daha da düşer ve turgoru artar.
B) Ksilemden floeme osmotik su girişi ve kaynak ucundaki basınç artışı azalır.
C) Havuz ucundaki sakkaroz miktarı anında artar.
D) Ksilem elemanları çekirdek kazanır.
E) Basınç farkı bağımsız olarak sonsuza kadar sürer.
Sakkaroz yüklenmesi floemin su potansiyelini düşürür ve su girişini sağlar. Yükleme durunca kaynak ucunda su girişi ve yüksek hidrostatik basıncın kurulması zayıflar.

Cevap: B

Örnek - 22
Basınç-akış modelinde havuz dokuda sakkaroz boşaltılması seçici olarak durduruluyor. Kaynakta yükleme bir süre devam ederse hangisi beklenir?

A) Havuz floeminde sakkaroz birikerek düşük basınç koşulunun korunmasını zorlaştırır ve akış yavaşlayabilir.
B) Havuz basıncı zorunlu olarak sıfıra düşer.
C) Su floemden hiç ayrılamadığı için ksilem taşınması tamamen durur.
D) Kaynak yaprak otomatik olarak köke dönüşür.
E) Kalburlu borular ligninleşerek trake olur.
Boşaltma durursa havuz ucunda sakkaroz ve su birikebilir; basınç yükselir ve kaynak–havuz basınç farkı küçülerek kütle akışı yavaşlar.

Cevap: A

Floem Taşınmasında Yönlülük

Aynı bitkide üstteki bir kaynak yaprak genç sürgüne, alttaki başka bir kaynak yaprak köke organik madde gönderebilir. Bu nedenle floem taşınması bitki ölçeğinde aynı anda yukarı ve aşağı yönlerde görülebilir. Ancak belirli bir kalburlu boru yolundaki net kütle akışı, o anda bir kaynak bölgesinden bağlantılı havuz bölgesine doğrudur.

“Floem daima aşağı taşır” yanlıştır; yön yer çekimiyle değil, kaynak ve havuzların konumuyla belirlenir. Bir demette yan yana farklı kalburlu borular zıt yönlü net akış taşıyabilir.

Örnek - 23
Olgun yaprağa karbon 14 verilen bitkide K genç yaprak L kök ucu M olgun yaprak

Ortadaki olgun yaprağa kısa süre ¹⁴CO₂ veriliyor. K gelişen genç yaprak, L büyüyen kök ucu, M ise başka bir olgun ve ışık alan yapraktır. Bir süre sonra işaretli organik maddenin dağılımı için en uygun beklenti hangisidir?

A) Yalnız M’de birikir; çünkü bütün olgun yapraklar havuzdur.
B) K ve L’ye taşınabilir; M net kaynak olduğundan güçlü bir havuz olması beklenmez.
C) Yalnız L’ye taşınır; floem hiçbir zaman yukarı taşımaz.
D) Ksilemle yalnız K’ye taşınır.
E) K, L ve M’ye eşit miktarda dağılmak zorundadır.
Genç yaprak ve kök ucu büyüyen havuzlardır; işaretli asimilat hem yukarı hem aşağı taşınabilir. Başka bir olgun fotosentetik yaprak genellikle net kaynaktır.

Cevap: B

Ksilem–Floem Karşılaştırması ve Deneysel Kanıt

Yapı, Madde, Basınç ve Enerji Karşılaştırması

Ksilemin trake ve trakeitleri olgunlukta ölü, ligninli ve içi boş elemanlardır; su ve mineraller çoğunlukla kökten yaprağa negatif basınç altında taşınır. Floemin kalburlu boru elemanları canlı fakat çekirdeksizdir; arkadaş hücreleriyle metabolik bütünlük kurar ve organik çözeltileri kaynak–havuz basınç farkıyla taşır.

Ksilem akışı terleme çekimine bağlı pasif kütle akışıdır. Floemde yükleme–boşaltma enerji gerektirebilse de boru içindeki akış basınç farkıyla gerçekleşir. Her iki sistemde de uzun mesafeli toplu akış vardır; fakat taşınan maddeler, hücrelerin canlılık durumu ve basıncın işareti farklıdır.

Ksilem ve floemin hücre yapısı taşınan madde ve basınç bakımından karşılaştırılması
Ksilemde ligninli ölü iletim elemanları ve negatif basınç; floemde canlı kalburlu borular ve pozitif hidrostatik basınç öne çıkar.
Örnek - 24
Ksilem ve floem için I. uzun mesafeli taşımada kütle akışı görülmesi, II. iletim elemanlarının olgunlukta çekirdeksiz olması, III. akışın yalnız canlı hücrelerin ATP harcamasıyla gerçekleşmesi özelliklerinden hangileri ortak olabilir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Her iki dokuda uzun mesafeli kütle akışı vardır. Trake/trakeitler çekirdeksiz ve ölü, kalburlu boru elemanları çekirdeksiz fakat canlıdır; II de ortak olabilir. Akışın tamamı doğrudan ATP ile yürütülmez.

Cevap: C

Halkalama Deneyi

Odunsu bir gövdenin çevresinden kabukla birlikte floem halkası çıkarılıp içteki ksilem korunursa, yapraklarda üretilen organik maddelerin kesinin altına taşınması bozulur. Kesinin üstünde sakkaroz birikmesi, su girişi ve büyümeyle şişme görülebilir. Kökler zamanla organik madde yetersizliği çeker.

Ksilem zarar görmediği için ilk dönemde kökten yapraklara su ve mineral taşınması sürebilir. Ancak köklerin solunumu ve aktif mineral alımı organik madde kıtlığından zamanla azalınca bütün bitki etkilenir. Deney, floemin organik madde; ksilemin su-mineral taşınmasındaki rolünü ayırır.

Örnek - 25
Floem halkası çıkarılan dalda K üst ve L alt bölge

Görselde kabuk ve floem halkası çıkarılmış, ksilem korunmuştur. K kesinin üstü, L altıdır. Bir süre sonra I. K’de organik madde birikimine bağlı şişme, II. L ve köklerde organik madde azalması, III. yapraklara su iletiminin uygulama anında kesin olarak durması sonuçlarından hangileri beklenir?

A) Yalnız I
B) Yalnız III
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III
Floem kesildiği için organik maddeler üstte birikir, alt bölge ve kökler yoksun kalır. Ksilem korunduğundan yapraklara su iletimi başlangıçta sürebilir; III yanlıştır.

Cevap: C

Bitkide madde taşınması, tek bir pompa veya tek bir yön kuralıyla açıklanmaz. Topraktan alınan iyonlar kök zarlarında seçilir; su potansiyeli farkıyla köke giren su endodermisten denetlenerek ksileme ulaşır. Terleme çekimi su sütununu yukarı taşırken fotosentetik organlarda üretilen sakkaroz, floemde kaynak–havuz basınç farkıyla dağıtılır.

Stomaların kapanması terleme çekimini azaltır; bunun sonucunda ksilemdeki su akışı ve mineral taşınma hızı etkilenebilir. Floem hasarı ise kesinin altındaki organlara organik madde akışını sınırlar; bu durum zaman içinde köklerin solunumu ve aktif iyon alımı üzerinde de dolaylı değişiklikler oluşturabilir. Böylece su–mineral taşınması ile organik madde taşınması, kök–gövde–yaprak arasındaki karşılıklı bağımlılığı birlikte gösterir.

Örnek - 26
Bir bitkide gündüz stomalar uzun süre kapalı tutulurken aynı anda gövdenin belirli bir bölgesindeki floem de kesiliyor; ksilem fiziksel olarak sağlamdır. I. Terleme çekimi azalır. II. Kesinin altındaki köklere organik madde gelişi azalır. III. Kök solunumu zamanla azalırsa aktif iyon alımı da dolaylı olarak düşebilir. IV. Ksilemde su iletimi uygulama anında floem kesisi nedeniyle tamamen durur. Hangileri beklenir?

A) I ve II
B) I ve IV
C) II ve III
D) I, II ve III
E) I, II, III ve IV
Stoma kapanması terleme çekimini azaltır. Floem kesisi köke organik madde akışını bozar; zamanla solunum ve aktif iyon alımı düşebilir. Ksilem sağlam olduğundan floem kesisi su iletimini anında tamamen durdurmaz.

Cevap: D

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz