நீர் மற்றும் கனிமங்கள் உறிஞ்சல் — ஆரிய கடத்தல் (Radial Transport)
ஏன் இது முக்கியம்? ஒரு தாவரம் தினசரி அதன் உடல் நிறையை விட பல மடங்கு அதிக நீரை வேரில் உறிஞ்சி இலையிலிருந்து ஆவியாக்குகிறது — ATP இன்றி, நிர்வாகமின்றி! அதற்கு பிரசாரணம் (osmosis) மட்டுமே போதும்.
ஆனால் கனிம அயன்களுக்கு? செறிவுக்கு எதிராக சென்றாக வேண்டும் — அதற்கு ATP பயன்படுத்தும் active transport தேவை. இந்த வேறுபாடே இந்தப் பாடத்தின் சாரம்.
⎷ கற்றல் விளைவு / NIE Learning Outcome
- தாவரங்களில் நீர் மற்றும் கரையங்களின் (solutes) மந்தமான (passive) மற்றும் உயிர்ப்பான (active) கடத்தல் முறைகளை வேறுபடுத்துதல்.
- நீரழுத்தத்தின் (water potential, Ψ) கருத்தையும், Ψ = Ψs + Ψp சமன்பாட்டையும் கலத்துக்கு நீர் உட்செல்லல்/வெளியேறலை விளக்கப் பயன்படுத்துதல்.
- வேர்மயிரிலிருந்து காழை (xylem) வரை நீர்/கனிமங்களின் ஆரைக்குரிய கடத்தலையும் (radial transport), அப்போபிளாஸ்டிக்/சிம்பிளாஸ்டிக்/மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான மூன்று பாதைகளையும், அகத்தோலின் (endodermis) கப்பாரிக்கீலத்தின் (Casparian strip) பங்கையும் விபரித்தல்.
1. கடத்தலின் தேவையும் முறைகளும்
Osmosis across a selectively permeable membrane
Wikipedia → · CC
தரைத்தாவரங்கள் பரிணமித்தபோது ஒளி, நீர், ஊட்டச்சத்துக்களுக்கான போட்டி அதிகரித்தது; தாவர உடலின் அளவும் சிக்கலும் கூடியதால் எளிய கடத்தல் முறைகள் போதாமல், நீண்ட தூரக் கடத்தலுக்காக காழ் (xylem) மற்றும் உரியம் (phloem) அடங்கிய கலனிழையம் (vascular tissue) பரிணமித்தது. காழ் வேரிலிருந்து தளிருக்கு நீரையும் கனிமங்களையும் கொண்டுசெல்கிறது.
தாவரங்களில் உயிர்ப்பான கடத்தலும் (active transport) மந்தமான கடத்தலும் (passive transport) நடைபெறுகின்றன. மந்தமான கடத்தல் அனுசேபச் சக்தியை (ATP) பயன்படுத்தாது தன்னிச்சையாக நடைபெறும்; உயிர்ப்பான கடத்தல் ATP ஐப் பயன்படுத்தி மென்சவ்வினூடாக நடைபெறும்.
- பரவல் (Diffusion): மூலக்கூறுகள் செறிவு கூடிய இடத்திலிருந்து செறிவு குறைந்த இடத்திற்கு எழுந்தமான இயக்கத்தால் அசைதல்; செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப (concentration gradient), ATP இன்றி நடைபெறும். (குறுந்தூரம்)
- பிரசாரணம் (Osmosis): ஒரு தேர்ந்து புகவிடும் மென்சவ்வினூடாகச் (selectively permeable membrane) சுயாதீன நீர் மூலக்கூறுகள் பரவல் அடைதல். சுயாதீன நீர் என்பது கரையங்களுடன் பிணைக்கப்படாத நீர். (குறுந்தூரம்)
- உட்கொள்ளுகை (Imbibition): நீர் நாட்டமுள்ள பதார்த்தங்களால் நீர் மூலக்கூறுகளின் பௌதிகப் புறத்துறிஞ்சல். உ-ம்: செலுலோஸ் கலச்சுவரால் நீர் புறத்துறிஞ்சப்படல்.
- எளிதாக்கப்பட்ட பரவல் (Facilitated diffusion): மென்சவ்வைக் கடக்கும் கடத்து புரதத்தின் (transport protein) உதவியுடன் நீரும் நீர்நாட்டமுள்ள கரையங்களும் செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப மந்தமாக அசைதல்.
- தொகைப்பாய்ச்சல் (Bulk flow): அழுத்தப் படித்திறனுக்கேற்ப (pressure gradient) முழுக் கரைசலும் அதிக அழுத்தத்திலிருந்து குறை அழுத்தத்திற்கு அசைதல்; மென்சவ்வினூடாக நடைபெறாது; நீண்ட தூரக் கடத்தல்; செறிவுப் படித்திறனைச் சாராதது.
2. நீரழுத்தம் (Water potential, Ψ)
கரையச் செறிவாலும் (solute concentration) பிரயோகிக்கப்பட்ட அழுத்தத்தாலும் (applied pressure) ஆளப்பட்டு, நீர் எத்திசையில் பாயும் எனக் கணிக்கும் பௌதிகப் பண்பே நீரழுத்தம் (water potential, Ψ) ஆகும். இது நீர் மூலக்கூறுகளின் இயல் ஆற்றலுடன் (potential energy) தொடர்புடையது. தடையின்றி இருப்பின் சுயாதீன நீர் உயர் Ψ விலிருந்து தாழ் Ψ வுக்கு அசையும். Ψ மெகாபாஸ்கல் (MPa) இல் அளவிடப்படுகிறது; திறந்த கலனிலுள்ள தூய நீரின் Ψ = 0 MPa.
Ψ = Ψs + Ψp
- கரைப்பான் திறன் (Solute potential, Ψs): கரைசலின் மோலாரிட்டிக்கு நேர்விகிதசமம்; ஒட்சமோட்டிக் திறன் (osmotic potential) எனவும் அழைக்கப்படும். தூய நீரின் Ψ = 0. கரையங்கள் சேர்க்கப்படும்போது அவை நீர் மூலக்கூறுகளைப் பிணைத்து சுயாதீன நீரைக் குறைக்கின்றன; எனவே Ψs எப்போதும் எதிர்க் குறிப் பெறுமானம். செறிவு கூட Ψs மேலும் எதிர்மறையாகும். உ-ம்: 0.1M சர்க்கரைக் கரைசலின் Ψs = −0.23 MPa.
- அழுத்தத் திறன் (Pressure potential, Ψp): கரைசலின் மீதான பௌதிக அழுத்தம்; வளிமண்டல அழுத்தத்தை ஒப்பிடின் நேர்/எதிர்ப் பெறுமானம். காழ்க்குழாயில் Ψp வழமையாக −2 MPa விட குறைவு (இழுவிசை/தெறிப்பு). உயிருள்ள கலத்தில் Ψp நேர்ப்பெறுமானம் — பிரசாரணத்தால் நீர் உள்வாங்கப்படுவதால். கல உள்ளடக்கங்கள் முதலுரு மென்சவ்வை கலச்சுவருக்கு எதிராக அழுத்தும்போது வீக்கஅமுக்கம் (turgor pressure) தோன்றுகிறது; வீக்கஅமுக்கம் கூட கலத்தின் Ψ கூடும்.
பரீட்சைக் குறிப்பு: Ψs எப்போதும் (−); உயிருள்ள கலத்தின் Ψp வழமையாக (+); காழின் Ψp (−) (இழுவிசை). நீர் எப்போதும் உயர் Ψ → தாழ் Ψ திசையில் அசையும்.
3. ஒரு கலத்தின் நீரழுத்தமும் நீர் உட்செல்லலும்
கலம் நீரைக் கொண்ட ஒரு தொகுதியாதலால் அதற்கும் நீரழுத்தம் உண்டு: Ψ = Ψs + Ψp. முதலுரு (protoplast) கரையங்களைக் கொண்டதால் அதன் Ψs எதிர்மறை; வீக்கஅமுக்கத்தால் Ψp நேர்மறை.
- கூடிய கரைச் செறிவுள்ள (மேலும் எதிர்மறை Ψ) கரைசலில் தளர்ந்த கலத்தை வைத்தால், புறக்கரைசலின் Ψ தாழ்வாதலால் நீர் கலத்திலிருந்து வெளியேறும்; முதலுரு சுருங்கிக் கலச்சுவரிலிருந்து விலகும். இது முதலுருச் சிதைவு / பிளாஸ்மோலைசிஸ் (plasmolysis).
- தூய நீரில் (Ψ = 0) தளர்ந்த கலத்தை வைத்தால் கலத்தின் Ψ தாழ்வாதலால் பிரசாரணத்தால் நீர் உட்செல்லும்; முதலுரு வீங்கி மென்சவ்வை சுவருக்கு எதிராக அழுத்தும்; Ψp படிப்படியாகக் கூடி, ஆகக்கூடிய Ψp = கலத்தின் |Ψs| ஆகும்போது Ψ = 0 ஆகி இயக்க சமநிலை (dynamic equilibrium) ஏற்படும். அப்போது கலம் முற்றாக வீங்கிய நிலை (fully turgid). (இயற்கையில் முற்றாக வீங்கிய/தளர்ந்த கலம் காணப்படுவதில்லை.)
வீக்கஅமுக்கம் வைரஞ்செறியாத (non-woody) தாவரங்களை விறைப்பாக்கி ஆதரவளிக்கிறது; கலநீட்சிக்கும் (cell elongation) உதவுகிறது. வீக்கம் இழக்கப்படின் இலை/தண்டு தூங்கும் வாடல் (wilting) ஏற்படும்.
4. மண்ணீர்க் கரைசலிலிருந்து வேருக்கு நீர் + கனிமம்
Root tip and root hairs
Wikipedia → · CC
வேர் நுனிக்கு அண்மையிலுள்ள கலங்களிலேயே பெரும்பாலான அகத்துறிஞ்சல் நடைபெறுகிறது; அங்கு மேற்றோல் (epidermis) கலங்கள் நீரை ஊடுபுகவிடக் கூடியவை, பல வேர்மயிர்களாக (root hairs) வியத்தமடைந்து மேற்பரப்பை அதிகரிக்கின்றன.
- நீர்: மண்ணீர்க் கரைசலிலிருந்து பிரசாரணம் மூலம் (மந்தமாக) செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப வேர்மயிரை அடைகிறது.
- கனிம அயன்கள்: வேர்மயிரில் அவற்றின் செறிவு மண்ணீர்க் கரைசலினதை விட அதிகம் (K⁺ ~100 மடங்கு அதிகம்). எனவே கனிம அயன்கள் செறிவுப் படித்திறனுக்கு எதிராக உயிர்ப்பான கடத்தல் (active transport) மூலம் உறிஞ்சப்படுகின்றன.
முக்கிய வேறுபாடு: நீர் = மந்தம் (பிரசாரணம்); கனிம அயன்கள் = உயிர்ப்பு (செறிவுப் படித்திறனுக்கு எதிராக, ATP தேவை).
5. ஆரைக்குரிய கடத்தல் (Radial transport)
Xylem and phloem tissue
Wikipedia → · CC
மண்ணிலிருந்து உட்புகுந்த நீரும் கனிமங்களும் வேரின் மேற்பட்டை (cortex) வழியாகக் காழை அடைதல் ஆரைக்குரிய கடத்தல் (radial transport) எனப்படும். மேற்பட்டையின் உட்புறமாகவுள்ள ஒற்றைக் கலப்படையான அகத்தோல் (endodermis) கலன் உருளைக்குள் (vascular cylinder) செல்லும் கனிமங்களின் இறுதிச் சோதனைச் சாவடியாகத் தொழிற்படுகிறது — தேவையற்ற பதார்த்தங்கள் தேர்வுக்குரிய முறையில் விலக்கப்படுகின்றன.
| பாதை | பயணம் | அகத்தோல் / மென்சவ்வுத் தடை |
|---|---|---|
| அப்போபிளாஸ்டிக் (Apoplastic) | உயிருள்ள கலங்களின் முதலுரு மென்சவ்வுக்கு வெளியான கலச்சுவர்கள், கலப் புறம்பான இடைவெளிகள், இறந்த கலங்களின் (காழ்) உள்ளிடங்கள் வழியே. மென்சவ்வைக் கடப்பதில்லை. | கப்பாரிக்கீலத்தால் (Casparian strip) தடுக்கப்படுகிறது; அகத்தோல் மென்சவ்வைக் கட்டாயம் கடக்க வேண்டும். |
| சிம்பிளாஸ்டிக் (Symplastic) | உயிருள்ள கலங்களின் குழியவுருத்தாயத்தின் (cytosol) தொடர்ச்சி வழியே, முதலுரு இணைப்புகள் (plasmodesmata) மூலம். | உட்செல்லும்போது ஒருமுறை மட்டுமே முதலுரு மென்சவ்வைக் கடக்கிறது. |
| மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான (Transmembrane) | ஒரு கலத்திலிருந்து வெளியேறி அடுத்த கலத்தை அடையும்போது மீண்டும் மீண்டும் மென்சவ்வைக் கடக்கிறது. | பல மென்சவ்வுக் கடப்புகள் தேவை. |
6. கப்பாரிக்கீலமும் (Casparian strip) தேர்வுக்குரிய கட்டுப்பாடும்
Endodermis with Casparian strip
Wikipedia → · CC
அகத்தோற் கலங்களின் குறுக்குச் சுவரிலும் ஆரைக்குரிய சுவரிலும் அமைந்த கப்பாரிக்கீலம் (Casparian strip) — நீரையும் கனியுப்புக்களையும் உட்புகவிடாத சுபரினால் (suberin) ஆன பட்டி. இது அப்போபிளாஸ்டிக் பாதையைத் தடுப்பதால், நீரும் கனிமங்களும் கலனிழையத்தை அடைய முன்னர் தேர்ந்து புகவிடும் முதலுரு மென்சவ்வைக் கட்டாயம் கடக்க வேண்டும் — இதனால் தேவையற்ற/நச்சுப் பதார்த்தங்கள் வெளியேற்றப்படுகின்றன. அகத்தோல் காழினுள் செறிவாக்கப்பட்ட கரையங்கள் மண்ணீர்க் கரைசலுக்குள் மீண்டும் கசிவதையும் தடுக்கிறது.
கடத்தலுக்குக் குறைந்த தடை அப்போபிளாஸ்டிக் பாதையில் இருப்பதால் கூடுதலான நீர் அப்போபிளாஸ்ட் வழியே பாய்கிறது. ஈற்றில் நீரும் கனிமங்களும் காழின் குழற்போலிகள் (tracheids), கலன் மூலகங்களை (vessel elements) அடைகின்றன; இக்கலங்கள் முதிர்ச்சியில் முதலுருவை இழப்பதால் அப்போபிளாஸ்ட்டின் பகுதியே. அகத்தோல்/கலனிழைய உயிர்க் கலங்கள் கனிம அயன்களைத் தம் கலச்சுவருக்கு வெளிவிட (பரவல் + உயிர்ப்பான கடத்தல் இரண்டும்), பின்னர் தொகைப்பாய்ச்சல் மூலம் காழ் வழியே தளிருக்கு (ஏறுகை) கடத்தப்படுகின்றன.
பரீட்சைக் குறிப்பு: கப்பாரிக்கீலம் = சுபரின்; அப்போபிளாஸ்டை தடுத்து கனிமங்களை மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்தும் — இதுவே வேரின் தேர்வுக்குரிய கட்டுப்பாட்டு புள்ளி.
▶ காணொளி வளம் / Video Reference
Transport in Plants: Soil to Xylem
Khan Academy
📝 NIE பரீட்சை மாதிரி வினாக்கள் / Exam-pattern Questions
உபபாடம் முடிந்ததும் நடத்தப்படும் பரீட்சை பாணியில். (பல்தேர்வு + கட்டமைப்பு + கட்டுரை)
1. மந்தமான கடத்தலின் (passive transport) இயல்பு எது? / Which is true of passive transport?
- ATP தேவை / Requires ATP
- தன்னிச்சையாக, ATP இன்றி நடைபெறும் / Spontaneous, no ATP
- செறிவுப் படித்திறனுக்கு எதிராக / Against the gradient
- எப்போதும் கடத்து புரதம் தேவை / Always needs carrier proteins
- மென்சவ்வில் மட்டுமே / Only across membranes
பதில் / Answer
(2) தன்னிச்சையாக, ATP இன்றி நடைபெறும் / Spontaneous, no ATP — மந்தமான கடத்தல் ATP இன்றி தன்னிச்சையாக, செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப நடைபெறும்.
2. பிரசாரணம் (osmosis) என்பது? / Osmosis is?
- எந்த மூலக்கூறும் சுயாதீனமாகப் பரவல் / Free diffusion of any molecule
- தேர்ந்து புகவிடும் மென்சவ்வினூடாகச் சுயாதீன நீரின் பரவல் / Diffusion of free water across a selectively permeable membrane
- அழுத்தப் படித்திறனால் முழுக் கரைசலின் பாய்வு / Bulk flow down pressure
- கடத்து புரதம் வழி கனிம உயிர்ப்புக் கடத்தல் / Active mineral transport
- நீர்நாட்டப் பொருளால் நீர் புறத்துறிஞ்சல் / Adsorption of water
பதில் / Answer
(2) தேர்ந்து புகவிடும் மென்சவ்வினூடாகச் சுயாதீன நீரின் பரவல் / Diffusion of free water across a selectively permeable membrane — பிரசாரணம் — தேர்ந்து புகவிடும் மென்சவ்வினூடாகச் சுயாதீன நீர் மூலக்கூறுகளின் பரவல்.
3. நீர்நாட்டப் பொருளால் நீரின் பௌதிக புறத்துறிஞ்சல்? / Physical adsorption of water by hydrophilic materials?
- பிரசாரணம் / Osmosis
- உட்கொள்ளுகை (imbibition) / Imbibition
- எளிதாக்கப்பட்ட பரவல் / Facilitated diffusion
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- உயிர்ப்புக் கடத்தல் / Active transport
பதில் / Answer
(2) உட்கொள்ளுகை (imbibition) / Imbibition — உட்கொள்ளுகை (imbibition) — உ-ம் செலுலோஸ் சுவரால் நீர் புறத்துறிஞ்சல்.
4. நீண்ட தூரக் கடத்தலுக்குப் பயன்படும், மென்சவ்வைக் கடக்காத முறை? / Long-distance method that does not cross membranes?
- பரவல் / Diffusion
- பிரசாரணம் / Osmosis
- தொகைப்பாய்ச்சல் (bulk flow) / Bulk flow
- எளிதாக்கப்பட்ட பரவல் / Facilitated diffusion
- உட்கொள்ளுகை / Imbibition
பதில் / Answer
(3) தொகைப்பாய்ச்சல் (bulk flow) / Bulk flow — தொகைப்பாய்ச்சல் — அழுத்தப் படித்திறனுக்கேற்ப, மென்சவ்வைக் கடக்காது, விரைவானது.
5. நீரழுத்தம் (Ψ) அளவிடப்படும் அலகு? / Unit of water potential (Ψ)?
- மோல் / mol
- மெகாபாஸ்கல் (MPa) / Megapascal
- ஜூல் / Joule
- அட்மொஸ்பியர் மட்டும் / atmosphere only
- மோலாரிட்டி / molarity
பதில் / Answer
(2) மெகாபாஸ்கல் (MPa) / Megapascal — நீரழுத்தம் MPa இல் அளவிடப்படுகிறது.
6. திறந்த கலனிலுள்ள தூய நீரின் நீரழுத்தம்? / Ψ of pure water open to the atmosphere?
- +1 MPa
- 0 MPa
- −0.23 MPa
- −2 MPa
- +2 MPa
பதில் / Answer
(2) 0 MPa — தூய நீரின் Ψ = 0 MPa (தர நிலையில்).
7. நீரழுத்தச் சமன்பாடு? / The water potential equation?
- Ψ = Ψs − Ψp
- Ψ = Ψs + Ψp
- Ψ = Ψp − Ψs
- Ψ = Ψs × Ψp
- Ψ = Ψp ÷ Ψs
பதில் / Answer
(2) Ψ = Ψs + Ψp — Ψ = Ψs (கரைப்பான் திறன்) + Ψp (அழுத்தத் திறன்).
8. கரைப்பான் திறன் (Ψs) பற்றிய சரியான கூற்று? / Correct statement about solute potential (Ψs)?
- எப்போதும் நேர்க் குறி / Always positive
- எப்போதும் எதிர்க் குறி; செறிவு கூட மேலும் எதிர்மறை / Always negative; more negative as solute rises
- கரைச் செறிவைச் சாராதது / Independent of solute conc.
- தூய நீரில் −2 MPa / −2 MPa in pure water
- ஒட்சமோட்டிக் திறன் அல்ல / Not the osmotic potential
பதில் / Answer
(2) எப்போதும் எதிர்க் குறி; செறிவு கூட மேலும் எதிர்மறை / Always negative; more negative as solute rises — Ψs எப்போதும் எதிர்மறை; செறிவு கூட மேலும் எதிர்மறையாகும்; ஒட்சமோட்டிக் திறன் எனவும் அழைக்கப்படும்.
9. 0.1M சர்க்கரைக் கரைசலின் Ψs (NIE உதாரணம்)? / Ψs of 0.1M sugar solution (NIE example)?
- 0 MPa
- −0.23 MPa
- −2 MPa
- +0.23 MPa
- −1 MPa
பதில் / Answer
(2) −0.23 MPa — NIE உதாரணம்: 0.1M சர்க்கரைக் கரைசலின் Ψs = −0.23 MPa.
10. உயிருள்ள கலத்தின் அழுத்தத் திறன் (Ψp) வழமையாக? / The pressure potential (Ψp) of a living cell is usually?
- எதிர்க் குறி / Negative
- நேர்க் குறி (வீக்கஅமுக்கம்) / Positive (turgor)
- எப்போதும் பூச்சியம் / Always zero
- −2 MPa விட குறைவு / Below −2 MPa
- வரையறுக்க முடியாதது / Undefined
பதில் / Answer
(2) நேர்க் குறி (வீக்கஅமுக்கம்) / Positive (turgor) — பிரசாரணத்தால் நீர் உள்வாங்குவதால் உயிர்க் கலத்தின் Ψp நேர்மறை — வீக்கஅமுக்கம்.
11. காழ்க்குழாயின் அழுத்தத் திறன் (Ψp) வழமையாக? / Ψp of a xylem vessel is usually?
- +2 MPa விட அதிகம் / Above +2 MPa
- −2 MPa விட குறைவு (இழுவிசை) / Below −2 MPa (tension)
- சரியாக 0 / Exactly 0
- +0.23 MPa
- கரைச் செறிவைச் சார்ந்தது மட்டும் / Only on solute
பதில் / Answer
(2) −2 MPa விட குறைவு (இழுவிசை) / Below −2 MPa (tension) — காழ் இழுவிசையில் இருப்பதால் Ψp வழமையாக −2 MPa விட குறைவு.
12. தடையின்றி இருப்பின் சுயாதீன நீர் எத்திசையில் அசையும்? / In which direction does free water move if unimpeded?
- தாழ் Ψ → உயர் Ψ / Low Ψ to high Ψ
- உயர் Ψ → தாழ் Ψ / High Ψ to low Ψ
- எப்போதும் உள்நோக்கி / Always inward
- கரைச் செறிவு கூடிய பக்கம் / Toward lower solute
- எத்திசையும் இல்லை / No net direction
பதில் / Answer
(2) உயர் Ψ → தாழ் Ψ / High Ψ to low Ψ — நீர் எப்போதும் உயர் Ψ விலிருந்து தாழ் Ψ வுக்கு அசையும்.
13. கூடிய கரைச் செறிவுள்ள கரைசலில் கலத்தை வைத்தால்? / A cell placed in a solution of higher solute concentration?
- வீங்கி வெடிக்கும் / Swells and bursts
- நீர் வெளியேறி முதலுருச் சிதைவு (plasmolysis) / Water leaves, plasmolysis
- எந்த மாற்றமும் இல்லை / No change
- Ψp மட்டும் கூடும் / Only Ψp rises
- முற்றாக வீங்கும் / Becomes fully turgid
பதில் / Answer
(2) நீர் வெளியேறி முதலுருச் சிதைவு (plasmolysis) / Water leaves, plasmolysis — புறக்கரைசலின் Ψ தாழ்வாதலால் நீர் வெளியேறும்; முதலுரு சுருங்கி பிளாஸ்மோலைசிஸ்.
14. தூய நீரில் தளர்ந்த கலத்தை வைத்தால் இறுதியாக ஏற்படுவது? / A flaccid cell in pure water finally becomes?
- முதலுருச் சிதைவு / Plasmolysed
- முற்றாக வீங்கிய நிலை (fully turgid) / Fully turgid
- தளர்ந்தே இருக்கும் / Stays flaccid
- வாடல் / Wilted
- மரணம் / Dead
பதில் / Answer
(2) முற்றாக வீங்கிய நிலை (fully turgid) / Fully turgid — நீர் உட்சென்று Ψp கூடி ஆகக்கூடிய Ψp = |Ψs| ஆகி Ψ=0; கலம் முற்றாக வீங்கிய நிலை.
15. முற்றாக வீங்கிய நிலையில் ஆகக்கூடிய Ψp எதற்குச் சமம்? / At full turgor, maximum Ψp equals?
- பூச்சியம் / Zero
- கலத்தின் |Ψs| / The cell's |Ψs|
- −2 MPa
- புறக்கரைசலின் Ψs / External Ψs
- வளிமண்டல அழுத்தம் / Atmospheric
பதில் / Answer
(2) கலத்தின் |Ψs| / The cell's |Ψs| — ஆகக்கூடிய Ψp = கலத்தின் |Ψs|; எனவே Ψ=0, இயக்க சமநிலை.
16. வீக்கம் இழக்கப்படுதலால் ஏற்படுவது? / Loss of turgor results in?
- முதலுருச் சிதைவு / Plasmolysis
- வாடல் (wilting) / Wilting
- கலநீட்சி / Cell elongation
- முற்றாக வீங்கல் / Full turgor
- ஏறுகை / Ascent of sap
பதில் / Answer
(2) வாடல் (wilting) / Wilting — வீக்கம் இழக்கப்படின் இலை/தண்டு தூங்கும் வாடல் ஏற்படும்.
17. வேரில் பெரும்பாலான நீர்/கனிம உறிஞ்சல் நடைபெறுவது எங்கே? / Where does most water/mineral absorption occur in the root?
- வேர் நுனிக்கு அண்மையில் (வேர்மயிர்ப் பகுதி) / Near the root tip (root hair zone)
- துணை வளர்ச்சிப் பகுதியில் / In the secondary growth zone
- காழின் முதிர் பகுதியில் / In mature xylem
- பக்கல் வேர் முனையில் மட்டும் / Only at lateral root tips
- தண்டில் / In the stem
பதில் / Answer
(1) வேர் நுனிக்கு அண்மையில் (வேர்மயிர்ப் பகுதி) / Near the root tip (root hair zone) — வேர் நுனிக்கு அண்மையில், வேர்மயிர்கள் காணப்படும் பகுதியில்.
18. வேர்மயிர்களின் (root hairs) முக்கியப் பயன்? / Main role of root hairs?
- காழை ஆதரித்தல் / Support the xylem
- மேற்பரப்பை அதிகரித்து உறிஞ்சலை மேம்படுத்தல் / Increase surface area for absorption
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- கப்பாரிக்கீலம் உருவாக்கல் / Make the Casparian strip
- தொகைப்பாய்ச்சலை இயக்கல் / Drive bulk flow
பதில் / Answer
(2) மேற்பரப்பை அதிகரித்து உறிஞ்சலை மேம்படுத்தல் / Increase surface area for absorption — வேர்மயிர்கள் மேற்பரப்பை அதிகரித்து நீர்/கனிம உறிஞ்சலை மேம்படுத்துகின்றன.
19. வேர்மயிருக்கு நீர் உட்செல்லும் முறை? / Water enters the root hair by?
- உயிர்ப்பான கடத்தல் / Active transport
- பிரசாரணம் (மந்தம்) / Osmosis (passive)
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- உட்கொள்ளுகை / Imbibition
- எண்டோசைட்டோசிஸ் / Endocytosis
பதில் / Answer
(2) பிரசாரணம் (மந்தம்) / Osmosis (passive) — நீர் பிரசாரணத்தால் (மந்தமாக) செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப உட்செல்கிறது.
20. வேர்மயிருக்குக் கனிம அயன்கள் உட்செல்லும் முறை? / Mineral ions enter the root hair by?
- பிரசாரணம் / Osmosis
- செறிவுப் படித்திறனுக்கு எதிராக உயிர்ப்பான கடத்தல் / Active transport against the gradient
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- எளிய பரவல் மட்டும் / Simple diffusion only
- உட்கொள்ளுகை / Imbibition
பதில் / Answer
(2) செறிவுப் படித்திறனுக்கு எதிராக உயிர்ப்பான கடத்தல் / Active transport against the gradient — வேர்மயிரில் அயன்செறிவு அதிகம்; எனவே செறிவுக்கு எதிராக உயிர்ப்பான கடத்தல் (ATP).
21. வேர்மயிரில் எந்த அயனின் செறிவு மண்ணீர்க் கரைசலை விட ~100 மடங்கு அதிகம்? / Which ion is ~100× more concentrated in the root hair than soil (NIE example)?
- Na⁺
- K⁺
- Cl⁻
- Ca²⁺
- NO₃⁻
பதில் / Answer
(2) K⁺ — NIE உதாரணம்: K⁺ செறிவு வேர்மயிரில் ~100 மடங்கு அதிகம்.
22. மண்ணிலிருந்து வேர் மேற்பட்டை வழியே காழுக்கு நீர்/கனிமம் செல்லல்? / Movement of water/minerals through the cortex to the xylem is called?
- ஏறுகை / Ascent of sap
- ஆரைக்குரிய கடத்தல் (radial transport) / Radial transport
- உரியக் கடத்தல் / Translocation
- வேர்ப்பீடனம் / Root pressure
- நீராவிப்போக்கு / Transpiration
பதில் / Answer
(2) ஆரைக்குரிய கடத்தல் (radial transport) / Radial transport — ஆரைக்குரிய கடத்தல் — மண் → மேற்பட்டை → காழ்.
23. ஆரைக்குரிய கடத்தலின் மூன்று பாதைகள்? / The three routes of radial transport?
- அப்போபிளாஸ்டிக், சிம்பிளாஸ்டிக், மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான / Apoplastic, symplastic, transmembrane
- காழ், உரியம், மேற்பட்டை / Xylem, phloem, cortex
- பரவல், பிரசாரணம், தொகைப்பாய்ச்சல் / Diffusion, osmosis, bulk flow
- மேற்றோல், அகத்தோல், கலன் உருளை / Epidermis, endodermis, stele
- நேர், எதிர், ஆரை / —
பதில் / Answer
(1) அப்போபிளாஸ்டிக், சிம்பிளாஸ்டிக், மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான / Apoplastic, symplastic, transmembrane — அப்போபிளாஸ்டிக், சிம்பிளாஸ்டிக், மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான பாதைகள்.
24. மென்சவ்வைக் கடக்காமல், கலச்சுவர்/இடைவெளி வழியே செல்லும் பாதை? / Which route goes through cell walls/spaces without crossing membranes?
- சிம்பிளாஸ்டிக் / Symplastic
- அப்போபிளாஸ்டிக் (apoplastic) / Apoplastic
- மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான / Transmembrane
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- பிரசாரணம் / Osmosis
பதில் / Answer
(2) அப்போபிளாஸ்டிக் (apoplastic) / Apoplastic — அப்போபிளாஸ்டிக் பாதை — முதலுரு மென்சவ்வுக்கு வெளியான சுவர்/இடைவெளி வழி.
25. முதலுரு இணைப்புகள் (plasmodesmata) வழியே குழியவுருத் தொடர்ச்சியில் செல்லும் பாதை? / Route along cytosol via plasmodesmata?
- அப்போபிளாஸ்டிக் / Apoplastic
- சிம்பிளாஸ்டிக் (symplastic) / Symplastic
- மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான / Transmembrane
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- பரவல் / Diffusion
பதில் / Answer
(2) சிம்பிளாஸ்டிக் (symplastic) / Symplastic — சிம்பிளாஸ்டிக் பாதை — உயிர்க் கலங்களின் குழியவுருத் தொடர்ச்சி, plasmodesmata வழி.
26. சிம்பிளாஸ்டிக் பாதையில் முதலுரு மென்சவ்வு எத்தனை முறை கடக்கப்படுகிறது? / In the symplastic route, the plasma membrane is crossed?
- ஒருபோதும் இல்லை / Never
- உட்செல்லும்போது ஒருமுறை மட்டும் / Once, on entry
- ஒவ்வொரு கலத்திலும் / At every cell
- இருமுறை / Twice
- மூன்று முறை / Three times
பதில் / Answer
(2) உட்செல்லும்போது ஒருமுறை மட்டும் / Once, on entry — உட்செல்லும்போது ஒருமுறை மட்டுமே; பின் plasmodesmata வழியே.
27. ஒவ்வொரு கலத்திலும் மீண்டும் மீண்டும் மென்சவ்வைக் கடக்கும் பாதை? / Route with repeated membrane crossings cell-to-cell?
- அப்போபிளாஸ்டிக் / Apoplastic
- சிம்பிளாஸ்டிக் / Symplastic
- மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான (transmembrane) / Transmembrane
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- பிரசாரணம் / Osmosis
பதில் / Answer
(3) மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான (transmembrane) / Transmembrane — மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான பாதை — பல மென்சவ்வுக் கடப்புகள்.
28. அகத்தோலின் (endodermis) தொழில்? / Function of the endodermis?
- ஒளிச்சேர்க்கை / Photosynthesis
- கனிமங்களின் தேர்வுக்குரிய இறுதிச் சோதனைச் சாவடி / Last check point for selective mineral passage
- தொகைப்பாய்ச்சலை இயக்கல் / Drive bulk flow
- மாப்பொருள் சேமிப்பு / Starch storage
- வேர்மயிர் உருவாக்கல் / Make root hairs
பதில் / Answer
(2) கனிமங்களின் தேர்வுக்குரிய இறுதிச் சோதனைச் சாவடி / Last check point for selective mineral passage — அகத்தோல் கலன் உருளைக்குள் செல்லும் கனிமங்களின் இறுதித் தேர்வுச் சாவடி.
29. கப்பாரிக்கீலம் (Casparian strip) எதனால் ஆனது? / The Casparian strip is made of?
- செலுலோஸ் / Cellulose
- சுபரின் (suberin) / Suberin
- லிக்னின் / Lignin
- பெக்டின் / Pectin
- கியூட்டின் / Cutin
பதில் / Answer
(2) சுபரின் (suberin) / Suberin — நீர்/கனியுப்பை உட்புகவிடாத சுபரினால் ஆன பட்டி.
30. கப்பாரிக்கீலம் எப்பாதையைத் தடுக்கிறது? / Which route does the Casparian strip block?
- சிம்பிளாஸ்டிக் / Symplastic
- அப்போபிளாஸ்டிக் (apoplastic) / Apoplastic
- மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான / Transmembrane
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- அனைத்தும் / All routes
பதில் / Answer
(2) அப்போபிளாஸ்டிக் (apoplastic) / Apoplastic — கப்பாரிக்கீலம் அப்போபிளாஸ்டிக் பாதையைத் தடுத்து மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்துகிறது.
31. கப்பாரிக்கீலத்தால் நீர்/கனிமம் கலனிழையம் அடைய முன் என்ன செய்ய வேண்டும்? / Because of the Casparian strip, before reaching vascular tissue water/minerals must?
- கலச்சுவர் வழியே மட்டும் செல்ல / Stay in the wall only
- தேர்ந்து புகவிடும் முதலுரு மென்சவ்வைக் கடக்க / Cross the selectively permeable plasma membrane
- தொகைப்பாய்ச்சலால் செல்ல / Move by bulk flow
- மண்ணுக்குத் திரும்ப / Return to soil
- உட்கொள்ளப்பட / Be imbibed
பதில் / Answer
(2) தேர்ந்து புகவிடும் முதலுரு மென்சவ்வைக் கடக்க / Cross the selectively permeable plasma membrane — தேர்ந்து புகவிடும் மென்சவ்வைக் கடக்க வேண்டும் — தேவையற்ற/நச்சுப் பொருள் விலக்கப்படும்.
32. எப்பாதையில் கடத்தலுக்குக் குறைந்த தடை, எனவே கூடுதல் நீர் செல்லும்? / Which route has least resistance, so most water uses it?
- சிம்பிளாஸ்டிக் / Symplastic
- அப்போபிளாஸ்டிக் (apoplastic) / Apoplastic
- மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான / Transmembrane
- தொகைப்பாய்ச்சல் / Bulk flow
- பிரசாரணம் / Osmosis
பதில் / Answer
(2) அப்போபிளாஸ்டிக் (apoplastic) / Apoplastic — அப்போபிளாஸ்டிக் பாதையில் தடை குறைவு; எனவே கூடுதல் நீர் அவ்வழியே.
33. முதிர்ந்த குழற்போலி/கலன் மூலகம் (tracheids/vessels) எப்பகுதிக்கு உரியன? / Mature tracheids/vessel elements belong to?
- சிம்பிளாஸ்ட் / Symplast
- அப்போபிளாஸ்ட் (protoplast இல்லை) / Apoplast (no protoplast)
- அகத்தோல் / Endodermis
- மேற்றோல் / Epidermis
- உரியம் / Phloem
பதில் / Answer
(2) அப்போபிளாஸ்ட் (protoplast இல்லை) / Apoplast (no protoplast) — முதிர்ச்சியில் முதலுருவை இழப்பதால் அவை அப்போபிளாஸ்ட்டின் பகுதி.
34. அகத்தோல் கனிமங்கள் காழிலிருந்து மீண்டும் எங்கே கசிவதைத் தடுக்கிறது? / The endodermis prevents accumulated solutes leaking back into?
- உரியம் / Phloem
- மண்ணீர்க் கரைசல் / The soil solution
- மேற்பட்டை மட்டும் / Cortex only
- வளிமண்டலம் / Atmosphere
- அயலக் கலம் / Adjacent cell
பதில் / Answer
(2) மண்ணீர்க் கரைசல் / The soil solution — காழிலுள்ள செறிவான கரையங்கள் மண்ணீர்க் கரைசலுக்குள் மீளக் கசிவதைத் தடுக்கிறது.
35. காழில் ஏறிய நீர்/கனிமம் தளிருக்குச் செல்லும் முதன்மை முறை? / Water/minerals in the xylem move up to the shoot mainly by?
- உயிர்ப்பான கடத்தல் / Active transport
- தொகைப்பாய்ச்சல் (bulk flow) / Bulk flow
- பிரசாரணம் / Osmosis
- எளிய பரவல் / Simple diffusion
- உட்கொள்ளுகை / Imbibition
பதில் / Answer
(2) தொகைப்பாய்ச்சல் (bulk flow) / Bulk flow — காழ்ச்சாறு தொகைப்பாய்ச்சல் மூலம் (பரவலை விட மிக விரைவாக) தளிருக்கு ஏறும்.
(10 புள்ளிகள் / marks)
கட்டமைப்பு வினா / Structured question
- நீரழுத்தச் சமன்பாட்டை (Ψ = Ψs + Ψp) எழுதி, Ψs மற்றும் Ψp இன் குறி (sign) பற்றி எழுதுக. / Write the water potential equation and state the sign of Ψs and Ψp. (3)
- வேர்மயிருக்கு நீரும் கனிம அயன்களும் வேறுவேறு முறையில் உட்செல்வதை விளக்குக. / Explain why water and mineral ions enter the root hair by different mechanisms. (2)
- ஆரைக்குரிய கடத்தலின் மூன்று பாதைகளைப் பெயரிடுக. / Name the three routes of radial transport. (3)
- கப்பாரிக்கீலத்தின் கட்டமைப்பையும் ஒரு தொழிலையும் கூறுக. / State the composition and one function of the Casparian strip. (2)
மாதிரி விடை / Model answer
(அ) Ψ = Ψs + Ψp; Ψs எப்போதும் எதிர்க் குறி (−); உயிர்க் கலத்தின் Ψp நேர்க் குறி (+, வீக்கஅமுக்கம்). (3)
(ஆ) நீர் — செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப பிரசாரணம் (மந்தம்); கனிம அயன்கள் — செறிவு வேர்மயிரில் அதிகம் (K⁺ ~100×), எனவே செறிவுக்கு எதிராக உயிர்ப்பான கடத்தல் (ATP). (2)
(இ) அப்போபிளாஸ்டிக்; சிம்பிளாஸ்டிக்; மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான பாதை. (3)
(ஈ) சுபரினால் ஆன பட்டி (அகத்தோற் குறுக்கு/ஆரைச் சுவரில்); அப்போபிளாஸ்டைத் தடுத்து நீர்/கனிமங்களை மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்தி தேர்வுக்குரிய கட்டுப்பாடு / காழிலிருந்து மீளக் கசிவைத் தடுத்தல். (2)
(ஆ) நீர் — செறிவுப் படித்திறனுக்கேற்ப பிரசாரணம் (மந்தம்); கனிம அயன்கள் — செறிவு வேர்மயிரில் அதிகம் (K⁺ ~100×), எனவே செறிவுக்கு எதிராக உயிர்ப்பான கடத்தல் (ATP). (2)
(இ) அப்போபிளாஸ்டிக்; சிம்பிளாஸ்டிக்; மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான பாதை. (3)
(ஈ) சுபரினால் ஆன பட்டி (அகத்தோற் குறுக்கு/ஆரைச் சுவரில்); அப்போபிளாஸ்டைத் தடுத்து நீர்/கனிமங்களை மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்தி தேர்வுக்குரிய கட்டுப்பாடு / காழிலிருந்து மீளக் கசிவைத் தடுத்தல். (2)
(கட்டுரை / essay)
கட்டுரை வினா / Essay question
மண்ணீர்க் கரைசலிலிருந்து காழ் வரை நீரும் கனிமங்களும் கடத்தப்படும் முழுப் பாதையையும், அதில் நீரழுத்தம் (Ψ), மூன்று ஆரைப் பாதைகள் மற்றும் கப்பாரிக்கீலத்தின் பங்கையும் விபரிக்க. / Describe the complete pathway by which water and minerals are transported from the soil solution to the xylem, including the role of water potential (Ψ), the three radial routes, and the Casparian strip.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• வேர்மயிர் — மேற்பரப்பு ↑; நீர் = பிரசாரணம் (மந்தம், உயர் Ψ → தாழ் Ψ); கனிம அயன் = உயிர்ப்பான கடத்தல் (செறிவுக்கு எதிராக, K⁺ ~100×).
• நீரழுத்தம்: Ψ = Ψs + Ψp; Ψs (−), உயிர்க் கல Ψp (+); நீர் உயர் Ψ → தாழ் Ψ.
• ஆரைக்குரிய கடத்தல் மேற்பட்டை வழியே: அப்போபிளாஸ்டிக் (சுவர்/இடைவெளி, மென்சவ்வு இல்லை, குறை தடை); சிம்பிளாஸ்டிக் (குழியவுருத் தொடர்ச்சி, plasmodesmata, ஒருமுறை மென்சவ்வு); மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான (பல மென்சவ்வு).
• அகத்தோல் = இறுதிச் சோதனைச் சாவடி; கப்பாரிக்கீலம் (சுபரின்) அப்போபிளாஸ்டைத் தடுத்து, மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்தி தேர்வுக்குரிய கட்டுப்பாடு; காழிலிருந்து மீளக் கசிவைத் தடுக்கல்.
• முதிர் குழற்போலி/கலன் மூலகம் = அப்போபிளாஸ்ட்; ஈற்றில் தொகைப்பாய்ச்சல் மூலம் தளிருக்கு ஏறுகை.
• நீரழுத்தம்: Ψ = Ψs + Ψp; Ψs (−), உயிர்க் கல Ψp (+); நீர் உயர் Ψ → தாழ் Ψ.
• ஆரைக்குரிய கடத்தல் மேற்பட்டை வழியே: அப்போபிளாஸ்டிக் (சுவர்/இடைவெளி, மென்சவ்வு இல்லை, குறை தடை); சிம்பிளாஸ்டிக் (குழியவுருத் தொடர்ச்சி, plasmodesmata, ஒருமுறை மென்சவ்வு); மென்சவ்வுக்குக் குறுக்கான (பல மென்சவ்வு).
• அகத்தோல் = இறுதிச் சோதனைச் சாவடி; கப்பாரிக்கீலம் (சுபரின்) அப்போபிளாஸ்டைத் தடுத்து, மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்தி தேர்வுக்குரிய கட்டுப்பாடு; காழிலிருந்து மீளக் கசிவைத் தடுக்கல்.
• முதிர் குழற்போலி/கலன் மூலகம் = அப்போபிளாஸ்ட்; ஈற்றில் தொகைப்பாய்ச்சல் மூலம் தளிருக்கு ஏறுகை.
விரைவு சரிபார்ப்பு / Quick recall
Q1. நீர் எத்திசையில், கனிம அயன் எத்திசையில், எவ்வெம் முறையால் வேர்மயிரை அடைகின்றன? / By what mechanism does water vs. mineral ion enter the root hair?
பதில் / Show answer
நீர் — பிரசாரணம் (மந்தம்); கனிம அயன் — உயிர்ப்பான கடத்தல் (செறிவுக்கு எதிராக, ATP). / Water by osmosis (passive); ions by active transport (against the gradient).
Q2. கப்பாரிக்கீலம் எதனால் ஆனது, எப்பாதையைத் தடுக்கிறது? / What is the Casparian strip made of, and which route does it block?
பதில் / Show answer
சுபரின்; அப்போபிளாஸ்டிக் பாதையைத் தடுத்து மென்சவ்வைக் கடக்கக் கட்டாயப்படுத்துகிறது. / Suberin; blocks the apoplastic route, forcing membrane crossing.
⏱ விரைவு மீட்டல் — 60 வினாடி
இந்த உட்பகுதியின் கட்டாயப் புள்ளிகள்
- வேர்முடிகள் நீர்/கனிமங்களை உறிஞ்சும்.
- அப்போபிளாஸ்ட் (சுவர் வழியே) vs சிம்பிளாஸ்ட் (கல வழியே) பாதைகள்.
- காஸ்பேரியன் கோடு ஆரிய நீர்க் கடத்தலைக் கட்டுப்படுத்தும்.
🎯 தேர்வு எடை ★★★☆☆
✅ விரைவுச் சோதனை — 3 வினா