phloem மூலம் உணவுக்கடத்தல் (Phloem Translocation)
ஏன் இது முக்கியம்? Xylem நீரை மேல்நோக்கி மட்டுமே கடத்தும். ஆனால் ஒளிச்சேர்க்கை சர்க்கரை மேலே கீழே இரண்டு திசையிலும் செல்கிறது — இதற்கு Phloem தேவை, இதற்கு உயிருள்ள sieve tubes தேவை.
Pressure flow (Munch): இலை (source) → அதிக சர்க்கரை → அதிக அழுத்தம் → வேர்/கனி (sink) → குறை அழுத்தம் — அழுத்த வேறுபாடு phloem sap-ஐ இழுக்கிறது.
- உரியத்தில் கொண்டுசெல்லலின் (phloem translocation) அடிப்படைப் பண்புகளையும், உரியச்சாறு (phloem sap) வெல்ல மூலத்திலிருந்து வெல்லத் தாழியை நோக்கி அசைவதையும் விபரித்தல்.
- நெய்யரிக்குழாய் மூலகம் (sieve tube element), துணைக் கலம் (companion cell) ஆகியவற்றின் கட்டமைப்பையும் தொழிலையும் தொடர்புபடுத்துதல்.
- அமுக்கப் பாய்ச்சல் கருதுகோளின் (pressure flow hypothesis) படிமுறைகளால் உரியக் கொண்டுசெல்லலை விளக்குதல்.
1. உரியத் இழையம் (Phloem tissue)
Xylem and phloem — cross-section
Wikipedia → · CC
அங்கியொஸ்பேர்ம்களில் (angiosperms) உரியம் (phloem) நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்கள் (sieve tube elements), துணைக் கலங்கள் (companion cells), மெல்லிழைக் கலங்கள் (parenchyma cells) மற்றும் நார்கள் (fibers) என்பவற்றைக் கொண்டுள்ளது. நார்களைத் தவிர ஏனைய உரியக் கலங்கள் உயிருள்ள கலங்கள் ஆகும். வித்திலா வாஸ்குலத் தாவரங்களிலும் வித்தியிலித் தாவரங்களிலும் (gymnosperms) நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்களும் துணைக் கலங்களும் இல்லை; அவற்றுக்குப் பதிலாக நெய்யரிக் கலங்கள் (sieve cells) எனும் நீண்ட குறுகிய கலங்கள் காணப்படுகின்றன.
2. நெய்யரிக்குழாய் மூலகம் (Sieve tube element)
நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்களில் கரு, ரைபோசோம்கள், தனித்த கலவெற்றிடம், கல எலும்புக்கூட்டுக் கூறுகள் இல்லை; குழியவுரு மெல்லிய புறவயப் படையாகச் சுருங்கியுள்ளது. இக் கூறுகள் இல்லாமை ஊட்டங்கள் இலகுவாகச் செல்ல உதவுகின்றது. நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்கள் முனைக்கு முனை ஒழுங்கமைந்து நெய்யரிக்குழாய்களை (sieve tubes) உருவாக்குகின்றன. மூலகங்களுக்கிடையேயுள்ள முனைச்சுவர்களில் துளையுள்ள நெய்யரித்தட்டு (sieve plate) காணப்படுகின்றது; இது ஒரு நெய்யரி மூலகத்திலிருந்து அடுத்ததற்குத் திரவம் பாய்வதை அனுமதிக்கின்றது.
3. துணைக் கலம் (Companion cell)
Plasmodesmata structure
Wikipedia → · CC
துணைக் கலங்கள் கடத்தாக் கலங்கள் ஆகும். ஒவ்வொரு நெய்யரிக்குழாய் மூலகத்துடனும் அயலில் காணப்பட்டு, ஏராளமான முதலுரு இணைப்புகளால் (plasmodesmata) இணைக்கப்படுகின்றன. இக் கலங்களின் கருவும் ரைபோசோம்களும் அண்மையிலுள்ள (கருவற்ற) நெய்யரிக்குழாய் மூலகத்திற்கும் சேவை செய்கின்றன. இலையிலுள்ள சில துணைக் கலங்கள் உரியச் சுமையேற்றத்திலும் (phloem loading), வேறு அங்கங்களில் உரியச் சுமையிறக்கத்திலும் (unloading) உதவுகின்றன.
4. உரியக் கொண்டுசெல்லலின் அடிப்படைப் பண்புகள் (Basic characteristics)
Sucrose — main solute of phloem sap
Wikipedia → · CC
ஒளித்தொகுப்பின் (photosynthesis) விளைபொருட்களை உரியத் இழையம் கொண்டுசெல்லலே உரியத்தில் கொண்டுசெல்லல் (phloem translocation) எனப்படுகின்றது. அங்கியொஸ்பேர்ம்களில் உரியத்தின் நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்களே கொண்டுசெல்லலுக்காகச் சிறத்தலடைந்த கலங்கள். நெய்யரிக்குழாய்களினூடாகப் பாயும் நீர்க் கரைசலான உரியச்சாறு (phloem sap) முக்கியமாக சுக்குரோசை (sucrose — நிறைப்படி 30%) கொண்டிருப்பதனால் காழ்ச்சாற்றிலிருந்து (xylem sap) வேறுபடுகின்றது; மேலும் அமினோஅமிலங்கள், ஓமோன்கள் (hormones), கனிப்பொருள்கள் என்பவற்றையும் கொண்டிருக்கலாம்.
உரியச்சாறு வெல்லம் உற்பத்தியாகும் இடங்களிலிருந்து வெல்லம் பயன்படுத்தப்படும் அல்லது சேமிக்கப்படும் இடத்திற்கு அசைகின்றது. எனவே இக் கொண்டுசெல்லல் வெல்ல மூலத்திலிருந்து (sugar source) வெல்லத் தாழியை (sugar sink) நோக்கி நடைபெறுகின்றது.
- வெல்ல மூலம் (source): ஒளித்தொகுப்பின் மூலமாகவோ மாப்பொருளை (starch) உடைப்பதன் மூலமாகவோ வெல்லத்தின் நிகர உற்பத்தியாளராக இருக்கும் அங்கம். எ.கா. — தாவர இலைகள்.
- வெல்லத் தாழி (sink): வெல்லத்தைப் பயன்படுத்தும் அல்லது சேமிக்கும் அங்கம். எ.கா. — வளரும் வேர்கள், தண்டுகள், அரும்புகள், பழங்கள்.
- சேமிப்பு அங்கங்கள் (முகிழ்கள்/tubers, குமிழ்கள்/bulbs) தத்தம் தொழிற்பாட்டைப் பொறுத்து மூலமாகவோ தாழியாகவோ காணப்படலாம்.
5. உரியக் கொண்டுசெல்லல் பொறிமுறை (Mechanism)
சுமையேற்றம் (loading): கொண்டுசெல்லலின் முதற்படி வெல்லத்தை நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்களுள் ஏற்றுதல். சில இனங்களில் வெல்லம் இலைநடுவிழையக் கலங்களிலிருந்து (mesophyll) முதலுரு இணைப்புகளினூடாக சிம்பிளாஸ்ட் (symplast) பாதையில் நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்களை அடைகின்றது. அனேக தாவரங்களில் சுக்குரோசு இலைநடுவிழையக் கலங்களைவிட நெய்யரிக்குழாய் மூலகங்களிலும் துணைக் கலங்களிலும் கூடிய செறிவில் இருப்பதால் இவ் அசைவுக்கு உயிர்ப்பான கொண்டுசெல்லல் (active transport) தேவைப்படுகின்றது.
சுமையிறக்கம் (unloading): சுக்குரோசு நெய்யரிக்குழாயின் தாழி முனையில் சுமையிறக்கப்படுகின்றது. தாழியில் சுயாதீன வெல்லத்தின் செறிவு எப்போதும் நெய்யரிக்குழாயைவிடக் குறைவாக இருக்கும்; ஏனெனில் சுமையிறக்கப்பட்ட வெல்லம் கலங்களின் வளர்ச்சி/அனுசேபத்தின்போது பயன்படுத்தப்பட்டுவிடும் அல்லது மாப்பொருள் போன்ற கரையாத பல்பகுதியமாக (insoluble polymer) மாற்றப்படும். இச் செறிவுப் படித்திறன் (concentration gradient) காரணமாக வெல்ல மூலக்கூறுகள் உரியத்திலிருந்து தாழியை நோக்கிப் பரவல் (diffusion) அடைகின்றன; நீர் பிரசாரணத்தால் (osmosis) அதைத் தொடர்ந்து செல்கின்றது.
உரியச்சாறு மூலத்திலிருந்து தாழிக்கு ~1 m hr⁻¹ வீதத்தில் அசைகின்றது. இவ் அசைவு நேரான அமுக்கத்தால் ஏற்படும் தொகைப் பாய்ச்சலால் (bulk flow) நடைபெறுகின்றது; இது அமுக்கப் பாய்ச்சல் (pressure flow) எனப்படுகின்றது.
6. அமுக்கப் பாய்ச்சல் கருதுகோள் (Pressure flow hypothesis)
அங்கியொஸ்பேர்ம்களின் உரியக் கொண்டுசெல்லல் அமுக்கப் பாய்ச்சல் கருதுகோளால் விளக்கப்படுகின்றது. பின்வரும் செயன்முறைகள் நடைபெறுகின்றன:
- மூலத்தில்: நெய்யரிக்குழாய் மூலகத்துள் வெல்லச் சுமையேற்றம் நெய்யரிக்குழாயினுள் நீரழுத்தத்தைக் (water potential) குறைக்கின்றது.
- இது நெய்யரிக்குழாயினுள் காழிலிருந்து (xylem) பிரசாரணம் மூலம் நீரை ஏற்கச் செய்கின்றது.
- பெற்றுக்கொள்ளப்பட்ட இந் நீர் நேரான அமுக்கத்தைப் (positive pressure) பிறப்பித்து உரியச்சாறைக் குழாய் வழியே பாயச் செய்கின்றது.
- தாழியில்: வெல்லச் சுமையிறக்கமும், பின்விளைவாக உரியத்திலிருந்து காழுக்கான நீரிழப்பும் அங்கு அமுக்கத்தைக் குறைக்கின்றன.
இவ்வாறு மூலத்தில் உயர்ந்த, தாழியில் தாழ்ந்த ஒரு நேரான அமுக்கப் படித்திறன் உருவாகி, உரியச்சாறை மூலத்திலிருந்து தாழியை நோக்கித் தொகைப் பாய்ச்சலாகக் கொண்டுசெல்கின்றது.
Phloem & Translocation
Khan Academy
- ஆவியுயிர்ப்பு / Transpiration
- உரியத்தில் கொண்டுசெல்லல் (translocation) / Phloem translocation
- காழ்ச்சாறு ஏற்றம் / Ascent of sap
- பிரசாரணம் / Osmosis
- பரவல் / Diffusion
பதில் / Answer
- துணைக் கலம் / Companion cell
- நெய்யரிக்குழாய் மூலகம் / Sieve tube element
- நார் / Fibre
- மெல்லிழைக் கலம் / Parenchyma cell
- காவற்கலம் / Guard cell
பதில் / Answer
- கலமென்சவ்வு / Plasma membrane
- கரு + ரைபோசோம் / Nucleus and ribosomes
- குழியவுரு / Cytoplasm
- கலச்சுவர் / Cell wall
- நெய்யரித்தட்டு / Sieve plate
பதில் / Answer
- நெய்யரித்தட்டு (sieve plate) / Sieve plate
- கருவுறை / Nuclear envelope
- தைலகாய்டு / Thylakoid
- கசினி / Casparian strip
- கிறிஸ்ரே / Cristae
பதில் / Answer
- நார் / Fibre
- துணைக் கலம் (companion cell) / Companion cell
- காவற்கலம் / Guard cell
- மேற்றோல் கலம் / Epidermal cell
- நிலைக்கல் / Sclereid
பதில் / Answer
- நாள விழையம் / Vessels
- நெய்யரிக் கலங்கள் (sieve cells) / Sieve cells
- துணைக் கலங்கள் / Companion cells
- நார்கள் / Fibres
- மென்சவ்வுக் கலங்கள் / Membrane cells
பதில் / Answer
- குளுக்கோஸ் / Glucose
- சுக்குரோசு (sucrose) / Sucrose
- மாப்பொருள் / Starch
- கனிப்பொருள் அயனிகள் / Mineral ions
- அமினோ அமிலம் / Amino acid
பதில் / Answer
- 10%
- 30%
- 50%
- 70%
- 90%
பதில் / Answer
- அதிக கனிப்பொருள் / More minerals
- சுக்குரோசு / Sucrose
- ஆக்சிஜன் / Oxygen
- குளோரோபில் / Chlorophyll
- CO₂
பதில் / Answer
- வெல்லத்தைப் பயன்படுத்தும் அங்கம் / An organ that uses sugar
- வெல்லத்தின் நிகர உற்பத்தியாளராக உள்ள அங்கம் / A net producer of sugar
- வெல்லத்தைச் சேமிக்காத அங்கம் / An organ that never stores sugar
- நீரை மட்டும் கடத்தும் அங்கம் / An organ transporting only water
- காழைக் கொண்ட அங்கம் / An organ with only xylem
பதில் / Answer
- முதிர்ந்த ஒளித்தொகுப்பு இலை / Mature photosynthetic leaf
- வளரும் வேர் / Growing root
- -
- -
- -
பதில் / Answer
- எப்போதும் மூலம் / Are always sources
- எப்போதும் தாழி / Are always sinks
- தொழிற்பாட்டைப் பொறுத்து மூலமாகவோ தாழியாகவோ இருக்கலாம் / May be source or sink depending on function
- ஒருபோதும் வெல்லம் கடத்தாது / Never transport sugar
- காழ் மட்டும் கொண்டவை / Contain only xylem
பதில் / Answer
- மிகத் தொலைவிலுள்ள மூலம் / The farthest source
- அண்மையிலுள்ள வெல்ல மூலம் / The nearest sugar source
- வேர் மட்டும் / Only the root
- காழ் / The xylem
- மண் / The soil
பதில் / Answer
- புவியீர்ப்பு காரணமாக / Because of gravity
- ஒவ்வொன்றின் மூலம்–தாழி அமைவிடம் வேறுபடுவதால் / Because each tube's source–sink location differs
- ஒளியால் / Because of light
- வெப்பத்தால் / Because of temperature
- காழ் அழுத்தத்தால் / Because of xylem pressure
பதில் / Answer
- தாழியில் சுமையிறக்கம் / Unloading at the sink
- மூலகங்களுள் வெல்லச் சுமையேற்றம் / Loading of sugar into sieve tube elements
- நீர் ஆவியாதல் / Evaporation of water
- மாப்பொருள் தொகுப்பு / Starch synthesis
- காழ் இழுவை / Xylem tension
பதில் / Answer
- அப்போப்ளாஸ்ட் / Apoplast
- சிம்பிளாஸ்ட் (symplast) பாதை / Symplast
- காழ்ப் பாதை / Xylem route
- மென்சவ்வுப் பாதை / Membrane route
- வாயுப் பாதை / Gas route
பதில் / Answer
- எளிய பரவல் / Simple diffusion
- உயிர்ப்பான கொண்டுசெல்லல் (active transport) / Active transport
- ஆவியுயிர்ப்பு / Transpiration
- மறை அழுத்தம் / Negative pressure
- ஒளி / Light
பதில் / Answer
- சுக்குரோசு மூலகங்கள்/துணைக் கலங்களில் கூடிய செறிவில் உள்ளமை / Sucrose is more concentrated in sieve elements and companion cells
- நீர் இல்லாமை / Lack of water
- ஒளி இல்லாமை / Lack of light
- குறை வெப்பம் / Low temperature
- காழ் அழுத்தம் / Xylem pressure
பதில் / Answer
- கூடியது / Higher
- குறைவானது / Lower
- சமம் / Equal
- பூச்சியம் / Zero
- மாறாதது / Constant
பதில் / Answer
- காழுக்குத் திரும்பல் / Returns to xylem
- வளர்ச்சி/அனுசேபத்தில் பயன்படல் அல்லது மாப்பொருளாக மாறல் / Used in growth/metabolism or converted to starch
- ஆவியாதல் / Evaporates
- ஒளித்தொகுப்பாதல் / Photosynthesised
- மாறாமலிருத்தல் / Stays unchanged
பதில் / Answer
- உயிர்ப்பான கொண்டுசெல்லல் / Active transport
- பரவல் (diffusion) / Diffusion
- ஆவியுயிர்ப்பு / Transpiration
- குருதியோட்டம் / Mass flow of blood
- ஒளித்தொகுப்பு / Photosynthesis
பதில் / Answer
- உயிர்ப்பான கொண்டுசெல்லல் / Active transport
- பிரசாரணம் (osmosis) / Osmosis
- ஆவியாதல் / Evaporation
- மின்னியக்கம் / Electrolysis
- பரப்பு இழுவை / Surface tension
பதில் / Answer
- ~1 mm hr⁻¹
- ~1 m hr⁻¹
- ~1 km hr⁻¹
- ~10 m s⁻¹
- ~1 cm day⁻¹
பதில் / Answer
- பரவல் மட்டும் / Diffusion only
- நேரான அமுக்கத்தால் ஏற்படும் தொகைப் பாய்ச்சல் (bulk flow) / Bulk flow by positive pressure
- மறை அழுத்த இழுவை / Tension by negative pressure
- தந்துகித்தன்மை / Capillarity
- உயிர்ப்பான பம்பல் / Active pumping
பதில் / Answer
- தொடர்ச்சிக் கோட்பாடு / Cohesion-tension theory
- அமுக்கப் பாய்ச்சல் கருதுகோள் (pressure flow) / Pressure flow hypothesis
- வேரழுத்தக் கோட்பாடு / Root pressure theory
- தந்துகிக் கோட்பாடு / Capillary theory
- பிரசாரணக் கோட்பாடு / Osmotic theory
பதில் / Answer
- நீரழுத்தம் கூடல் / Water potential increases
- நெய்யரிக்குழாயினுள் நீரழுத்தம் குறைதல் / Water potential inside the sieve tube decreases
- வெப்பம் கூடல் / Temperature rises
- ஒளி கூடல் / Light increases
- அமுக்கம் குறைதல் / Pressure drops
பதில் / Answer
- காற்று / The air
- காழிலிருந்து பிரசாரணம் மூலம் / From the xylem by osmosis
- மண்ணிலிருந்து நேரடியாக / Directly from soil
- துணைக் கலத்திலிருந்து மட்டும் / Only from companion cells
- தாழியிலிருந்து / From the sink
பதில் / Answer
- மறையான அமுக்கம் / Negative pressure
- நேரான அமுக்கம் (positive pressure) / Positive pressure
- வெற்றிடம் / A vacuum
- மின்காந்தப் புலம் / An electromagnetic field
- வெப்பம் / Heat
பதில் / Answer
- வெல்லச் சுமையேற்றம் / Sugar loading
- வெல்லச் சுமையிறக்கமும், உரியத்திலிருந்து காழுக்கு நீரிழப்பும் / Sugar unloading and water loss to the xylem
- நீர் ஏற்றம் / Water uptake
- ஒளித்தொகுப்பு / Photosynthesis
- வேரழுத்தம் / Root pressure
பதில் / Answer
- இரண்டும் மறை அழுத்தம் / Both negative
- உரியம் நேர் அழுத்தம், காழ் மறை அழுத்தம் / Phloem positive, xylem negative
- இரண்டும் நேர் அழுத்தம் / Both positive
- உரியம் மறை, காழ் நேர் / Phloem negative, xylem positive
- அழுத்தமில்லை / No pressure
பதில் / Answer
- ஒளித்தொகுப்பு கூடல் / More photosynthesis
- ஊட்டங்கள் இலகுவாகச் செல்லல் / Nutrients pass more freely
- அதிக ATP / More ATP
- நிறம் கூடல் / More pigment
- நீர் சேமிப்பு / Water storage
பதில் / Answer
- இறந்த கலங்கள் / Dead cells
- உயிருள்ள கலங்கள் / Living cells
- தடித்த சுவருடையன / Thick-walled
- நிறமூர்த்தமற்றன / Without chromosomes
- மென்சவ்வற்றன / Without membranes
பதில் / Answer
- உரியத்தில் கொண்டுசெல்லல் என்றால் என்ன, அது எந்த இரு இடங்களுக்கிடையே நடைபெறும் என விளக்குக. / Define phloem translocation and state between which two regions it occurs. (2)
- நெய்யரிக்குழாய் மூலகம் கருவற்றதாயினும் எவ்வாறு செயற்படுகிறது என்பதை துணைக் கலத்துடன் தொடர்புபடுத்திக் கூறுக. / Explain how a sieve tube element functions despite lacking a nucleus, with reference to the companion cell. (2)
- வெல்ல மூலத்திலும் வெல்லத் தாழியிலும் ஒவ்வொரு உதாரணம் தந்து அவற்றை வேறுபடுத்துக. / Distinguish a sugar source from a sugar sink, giving one example of each. (3)
- அமுக்கப் பாய்ச்சல் கருதுகோளின் படி மூலத்தில் நேரான அமுக்கம் எவ்வாறு உருவாகிறது எனக் கூறுக. / State how positive pressure is generated at the source according to the pressure flow hypothesis. (3)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) மூலகத்தில் கரு/ரைபோசோம் இல்லை; அயலிலுள்ள துணைக் கலம் முதலுரு இணைப்புகளால் இணைந்து அதன் கரு/ரைபோசோம் மூலம் வளர்சிதைமாற்றத் தேவைகளை நிறைவேற்றும். (2)
(இ) மூலம் = வெல்லத்தின் நிகர உற்பத்தியாளர் (எ.கா. இலை); தாழி = வெல்லத்தைப் பயன்படுத்தும்/சேமிக்கும் அங்கம் (எ.கா. வளரும் வேர்). வேறுபாடு = உற்பத்தி vs நுகர்வு/சேமிப்பு. (3)
(ஈ) மூலத்தில் வெல்லச் சுமையேற்றம் → நீரழுத்தம் குறைதல் → காழிலிருந்து பிரசாரணத்தால் நீர் உட்செல்லல் → நேரான அமுக்கம் உருவாகி உரியச்சாறைப் பாயச் செய்தல். (3)
அமுக்கப் பாய்ச்சல் கருதுகோளைப் பயன்படுத்தி அங்கியொஸ்பேர்ம்களில் உரியத்தில் கொண்டுசெல்லல் பொறிமுறையை — சுமையேற்றம், அமுக்கம் உருவாதல், தொகைப் பாய்ச்சல், சுமையிறக்கம் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கி — விபரிக்க. / Using the pressure flow hypothesis, describe the mechanism of phloem translocation in angiosperms, covering loading, pressure generation, bulk flow and unloading.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• சுமையேற்றம்: இலைநடுவிழையக் கலங்களிலிருந்து சிம்பிளாஸ்ட் வழியே (சில இனங்களில் உயிர்ப்பான கொண்டுசெல்லலால்) மூலகத்துள் சுக்குரோசு ஏற்றம் → நீரழுத்தம் குறைதல்.
• அமுக்கம் உருவாதல்: காழிலிருந்து பிரசாரணத்தால் நீர் உட்செல்லல் → நேரான அமுக்கம்.
• தொகைப் பாய்ச்சல்: மூலம்(உயர் அமுக்கம்)→தாழி(தாழ் அமுக்கம்) படித்திறன் உரியச்சாறைத் தள்ளும்.
• சுமையிறக்கம்: தாழியில் வெல்லம் இறக்கப்பட்டு வளர்ச்சி/அனுசேபத்தில் பயன்படல் அல்லது மாப்பொருளாக மாறல்; நீர் காழுக்குத் திரும்பல் → அமுக்கம் குறைதல்.
• துணைக் கலம் சுமையேற்றம்/இறக்கத்தில் உதவல்; அயல் நெய்யரிக்குழாய்கள் எதிர்த்திசையிலும் கடத்தலாம்.
பதில் / Show answer
- phloem உணவை மூலத்திலிருந்து சேமத்திற்கு (source → sink) கடத்தும்.
- அழுத்தப் பாய்வுக் கருதுகோள் (pressure-flow).
- சல்லடைக் குழாய் + துணைக்கலம் வழியே; சுக்குரோசு.