++kasetloongkim.com++

หน้า: 1/3

การลำเลียงสารอาหารของพืช

สารอาหารที่พืชนำมาใช้ในการดำรงชีวิตได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งว่สวนใหญ่เกิดที่ใบ สารอาหารที่พืชสร้างเป็นคาร์โบไฮเดรต รากอยู่ในดินไม่มีการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่ก็มีการสะสมอาหารในรูปของแป้ง เช่น รากของมันเทศ มันสำปะหลัง แสดงว่าจะต้องมีการลำเลียงสารมาเก็บไว้ที่ราก

การเคลื่อนย้ายสารอาหารในพืช
ทราบมาแล้วว่า การลำเลียงไปตามเนื้อเยื่อโฟลเอ็ม นักวิทยาศาสตร์หลายท่านได้ศึกษา เพื่อให้ทราบถึงการลำเลียงสารอาหารในพืช ในปี พ.ศ. 2229 มัลพิจิ (Malpighi) ได้ควั่นเปลือกรอบลำต้น โดยให้รอยควั่นห่างกันประมาณ 2 cm เมื่อปล่อยให้พืชเจริญระยะหนึ่งพบว่าเปลือกของต้นไม้เหนือรอยควั่นจะพองออก

ในปี พ.ศ. 2471 เมสันและมัสเคล (Mason และ Maskell) ได้ศึกษาการทดลองของมัลพิจิ แล้วมีความเห็นว่าการควั่นเปลือกไม้ไม่มีผลต่อการคายน้ำของพืช เนื่องจากไซเลมยังสามารถลำเลียงน้ำได้ ส่วนเปลือกต้นไม้ที่อยู่เหนือรอยควั่นพองออก เนื่องจากมีการสะสมของน้ำตาลที่ไม่สามารถลำเลียงผ่านมายังด้านล่างของลำต้นได้ มีผู้ศึกษาการลำเลียงน้ำตาลในพืชโดยใช้ธาตุกัมมันตภาพรังสีซึ่งได้แก่ 14C ที่เป็นองค์ประกอบของคาร์บอนไดออกไซด์ โดยเตรียมคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของสารละลาย แล้วต่อมาคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะระเหยเป็นแก๊ส ซึ่งพืชจะดูดนำไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หลังจากการทดลองให้ได้รับแสงเป็นเวลา 35 นาที แล้วนำเนื้อเยื่อต่างๆ มาทำให้แห้งโดยการแช่แข็ง และตัดเป็นแผ่นบางๆ นำไปวางบนแผ่นฟิลม์ถ่ายรูปในห้องมืด เพื่อตรวจสอบน้ำตาลที่มี 14C

จากการทดลอง ก. พบน้ำตาลที่มี 14C ที่ส่วนล่างของพืช การทดลอง ข. จะพบ 14C ที่ส่วนยอดของพืช ส่วนการทดลอง ค. พบ 14C ที่ส่วนบนและส่วนล่างของพืช หรือทุกส่วนของพืชส่วนใหญ่จะพบ 14C ในซีฟทิวบ์

จากการทดลองในภาพที่ 12-27 พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์ที่รับเข้ามาทางปากใบเพื่อใช้ในการสร้างอาหาร อาหารที่พืชสร้างขึ้นจะมีการลำเลียงไปยังแหล่งที่สร้างได้น้อย เช่น ยอด หรือแหล่งที่สร้างไม่ได้ เช่น ราก การลำเลียงจะลำเลียงทางโฟลเอ็มมีทิศทางทั้งขึ้นและลงแตกต่างจากการลำเลียงน้ำและธาตุอาหารที่ลำเลียงทางไซเลม และมีทิศทางลำเลียงจากรากไปสู่ยอดและใบ

ประมาณในปี พ.ศ. 2496 ซิมเมอร์แมน (M.H. Zimmerman) นักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้ค้นพบว่า เพลี้ยอ่อนสามารถใช้งวงแทงเข้าไปถึงโฟลเอมแล้วดูดของเหลวจากท่อโฟลเอ็มออกมากินจนเหลือแล้วปล่อยให้ของเหลวไหลออกทางก้นของเพลี้ยอ่อน ขณะที่เพลี้ยอ่อนกำลังดูดของเหลวอยู่นั้นก็วางยาสลบเพลี้ยอ่อนแล้วตัดให้เหลือแต่ส่วนที่เป็นงวงติดอยู่ที่ต้นไม้ ของเหลวก็ยังคงไหลออกมาทางงวง เมื่อนำของเหลวนี้ไปวิเคราะห์พบว่า ส่วนใหญ่เป็นน้ำตาลซูโครส และสารอื่นๆ เช่น กรดอะมิโน ฮอร์โมน และธาตุอาหาร

กระบวนการลำเลียงสารอาหาร
มึนช์ (E. Munch) นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันพยายามอธิบายการลำเลียงสารอาหารดังนี้ ส่วนหนึ่งของน้ำตาลที่พืชสร้างขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในคลอโรพลาสต์จะถูกลำเลียงออกมาในไซโทพลาซึมแล้วเปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครส จากนั้นซูโครสจะเคลื่อนย้ายออกจากเซลล์ที่เป็นแหล่งสร้างไปยังโฟลเอ็ม โดยเข้าสู่ซีฟทิวบ์
ของโฟลเอ็ม ทำให้ความเข้มข้นของสารละลายในซีฟทิวบ์ต้นทางสูงขึ้น น้ำจากเซลล์ข้างเคียงออสโมซิสเข้ามาและเพิ่มความดันในซีฟทิวบ์ดันให้สารละลายน้ำตาลซูโครสลำเลียงไปตามท่อโฟลเอ็มจนถึงเนื้อเยื่อต่างๆ ที่ต้องการใช้
สารละลายน้ำตาลซูโครสก็จะออกจากซีฟทิวบ์ไปสู่เซลล์เนื้อเยื่อต่างๆ และไปเก็บสะสมหรือใช้ในกระบวนการ
เมแทบอลิซึมที่เซลล์ดังกล่าว การที่ซีฟทิวบ์ปลายทางมีสารละลายน้ำตาลซูโครสลดลงจะทำให้น้ำจากซีฟทิวบ์ปลายทางแพร่ออกสู่เซลล์ข้างเคียงเป็นผลให้ซีฟทิวบ์ปลายทางมีแรงดันน้อยกว่าต้นทาง การลำเลียงอาหารจึงเกิดขึ้นตลอดเวลาที่ใบพืชมีการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยมีแรงผลักดันจากความแตกต่างของแรงดันในเซลล์โฟลเอ็มต้นทาง และปลายทาง

สรุปแบบจำลองการลำเลียงสารอาหาร
ในพืชเป็นแหล่งสร้างน้ำตาลกลูโคสจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำตาลกลูโคสถูกลำเลียงออกมาในไซโทพลาซึมแล้วเปลี่ยนเป็นน้ำตาลซูโครสก่อนเข้าสู่โฟลเอ็ม จากนั้นน้ำตาลซูโครสเคลื่อนย้ายไปในซีฟทิวบ์ของโฟลเอ็มโดยวิธีการลำเลียงแบบใช้พลังงานทำให้ความเข้มข้นของสารละลายในซีฟทิวบ์ต้นทางสูงขึ้น น้ำจากเซลล์ข้างเคียงออสโมซิสเข้ามาทำให้ซีฟทิวบ์มีแรงดันเพิ่มขึ้น ซึ่งจะไปดันให้สารละลายน้ำตาลซูโครสลำเลียงไปตามท่อโฟลเอ็มจนถึงซีฟทิวบ์ปลายทาง น้ำตาลซูโครสก็จะลำเลียงออกจากซีฟทิวบ์ปลายทางไปยังเนื้อเยื่อต่างๆ ที่ต้องการใช้หรือแหล่งรับ ทำให้ความเข้มข้นของสารละลายน้ำตาลซูโครสในซีฟทิวบ์ปลายทางลดลง น้ำจากซีฟทิวบ์ปลายทางแพร่ออกสู่เซลล์ข้างเคียง ซีฟทิวบ์ปลายทางมีแรงดันน้อยกว่าซีฟทิวบ์ต้นทาง การลำเลียงอาหารจึงเกิดขึ้นตลอดเวลาที่ใบพืชมีการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสร้างอาหารของพืช

ความหมายของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ( Photosynthesis) เป็นกระบวนการสร้างอาหารของพืชสีเขียว โดยมีคลอโรฟีลล์ทำหน้าที่ดูดพลังงานแสงจากดวงอาทิตย์แล้วเปลี่ยนสารวัตถุดิบ คือ น้ำ (H2O) และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ( C02) ให้เป็นน้ำตาลกลูโคส (C6H12O6) น้ำ (H2O) และแก๊สออกซิเจน ( 02) ดังนี้ื

ความสำคัญของใบต่อการสังเคราะห์ด้วยแสง
ใบของพืชมีความสำคัญมากต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

เพราะการสังเคราะห์ด้วย แสงของพืชส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นที่บริเวณใบดังนั้นใบของพืชจึงเปรียบเสมือนโรงงานผลิตอาหารให้แก่พืชใบของพืชประกอบ ด้วยเซลล์เล็กๆ หลายเซลล์ ภายในเซลล์จะมีเม็ดคลอโรพลาสต์ภายในมีสาร

สีเขียวบรรจุอยู่เรียกว่า คลอโรฟีลล์ คลอโรฟีลล์มีสมบัติในการดูดพลังงานแสง ซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทำให้พืชสามารถสร้างอาหารได้เอง

ปัจจัยที่จำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสง
1.แสงและความเข้มของแสง
1.1 ชนิดของแสงที่ทำให้เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากที่สุดคือ แสงสีม่วง แสงสีแดง และแสงสีน้ำเงินตามลำดับ โดยแสงสีเขียวมีผลน้อยที่สุด
1.2 เมื่อความเข้มของแสงสูงขึ้น พืชจะสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากขึ้นด้วย แต่ถ้าแสงสว่าง มากเกินไป ก็อาจทำให้เกิดอันตรายต่อเนื้อเยื่อได้

1.3 ช่วงระยะเวลาที่ได้รับแสง พืชโดยทั่วไปจะสังเคราะห์แสงได้ดี เมื่อได้รับแสงเป็น เวลานานติดต่อกัน แต่พืชบางชนิด เช่นต้นแอปเปิ้ล เมื่อได้รับแสงเป็นเวลานานจนเกินไป จะมีอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงลดลงดังนั้น จะเห็นว่าการนำพืชเมืองหนาวมาปลูกในเขตร้อนชื้นหรือนำพืชในเขตร้อนมาปลูกใน

เขตหนาว พืชที่ปลูกจะไม่เจริญเติบโตเท่าที่ควร สาเหตุสำคัญประการหนึ่ง ก็คือ ช่วงระยะเวลาที่ได้รับแสงของพืชไม่เหมาะสมนั่นเอง

2. อุณหภูมิ

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่มีเอนไซม์หลายชนิดเข้าไปเกี่ยวข้อง เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนไปจะทำให้การทำงานของเอนไซม์เปลี่ยนแปลงไปด้วย โดยทั่วไปอุณหภูมิที่เหมาะสมในการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชอยู่ระหว่าง 10-35 องศาเซลเซียส ถ้าอุณหภูมิสูงหรือต่ำเกินไปอาจทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของ เอนไซม์ลดลงแสดงให้เห็นว่าเมื่อพืชได้รับแสงที่มีความเข้มเหมาะสมแล้ว อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชจะแปรผันตามอุณหภูมิ(ไม่เกิน 35 องศาเซลเซียส)

3. แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์

3.1 ปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์(C02) ในบรรยากาศ มีประมาณ 0.03-0.04 %
3.2 ถ้าเพิ่มความเข้มของแก๊ส คาร์บอนไดออกไซด์(C02) ให้แก่พืช อัตราการ สังเคราะห์ด้วยแสงก็จะเพิ่มมากขึ้นด้วย

3.แก๊สออกซิเจน

ถ้ามีปริมาณแก๊สออกซิเจนอยู่ในเซลล์พืชมากเกินไปจะทำให้อัตราการสังเคราะห์ ด้วยแสงลดลงได้

คลอโรฟีลล์

คลอโรฟีลล์เป็นรงควัตถุชนิดหนึ่ง มีสีเขียวพบในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช ทำหน้าที่รับพลังงานแสงเพื่อใช้ในการสร้างอาหาร ถ้าพืชขาดคลอโรฟีลล์จะสร้างอาหารเองไม่ได้

4.น้ำ

เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์ด้วยแสง

ถ้าพืชขาดน้ำ อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลง เพราะปากใบจะปิด เพื่อลดการคายน้ำ ทำให้แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์(C02)แพร่เข้าสู่ปากใบได้ยากเมื่อเกิดน้ำท่วม จะทำให้รากพืชขาดแก๊สออกซิเจน(02)ที่ใช้ในการหายใจส่งผลกระทบต่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง

5.ธาตุอาหาร

ธาตุแมกนีเซียมและไนโตรเจนเป็นธาตุสำคัญในองค์ประกอบของ คลอโรฟีลล์ ถ้าขาดธาตุเหล่านี้จะทำให้ใบพืชเหลืองซีด ธาตุเหล็กจำเป็นต่อการสร้างคลอโรฟีลล์ ธาตุแมงกานีสและคลอรีนจำเป็นต่อกระบวนการแตกตัวของน้ำในปฏิกิริยา การสังเคราะห์ด้วยแสง

6. อายุของใบพืช

ใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปจะสังเคราะห์ด้วยแสงได้น้อยกว่าใบพืชที่เจริญเติบโตเต็มที่ เพราะใบพืชที่อ่อนเกินไป คลอโรพลาสต์ยังเจริญไม่เต็มที่ ส่วนใบพืชที่แก่เกินไป จะมีการสลายตัวของคลอโรฟีลล์ดังนั้นใบพืชที่อ่อนหรือแก่เกินไปจึงมีผลทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชลดลง

7.สารเคมี

การใช้สารเคมีบางอย่างอาจมีผลกระทบต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชได้ เช่น คลอโรฟอร์ม อีเทอร์ เป็นต้น สารเหล่านี้จะมีสมบัติเป็นตัวยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ จึงสามารถทำให้การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชหยุดชะงักได้

แหล่งที่เกิดการสังเคราะห์ด้วยแสง
1. การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ทุกส่วนของพืช ที่มีสีเขียวหรือมีคลอโรฟีลล์อยู่ โดยมีใบเป็นส่วนที่ทำหน้าที่โดยตรงใบ ส่วนใหญ่จะแผ่เป็นแผ่นบาง จึงรับแสงและแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ได้ดี ผิวด้านบนของใบส่วนที่รับแสง เรียกว่า หลังใบ มักจะมีสีเขียวเข้ม ส่วนด้านล่างของใบส่วนที่ไม่ได้รับแสง เรียกว่า ท้องใบ

2. พืชสีเขียวจะสร้างคลอโรฟีลล์จากโปรตีนและธาตุอาหารต่าง ๆ เช่น แมกนีเซียม เหล็ก แมงกานีส โดยใช้พลังงานแสง

3. เซลล์ในใบทุกเซลล์จะอยู่ใกล้ชิดกับเนื้อเยื่อลำเลียงหรือเส้นใบ ทำให้ใบได้รับน้ำและธาตุอาหารจากรากทางท่อลำเลียงน้ำที่เรียกว่า ไซเลม (Xylem) ของเส้นใบ ส่วนน้ำตาลที่พืชสร้างขึ้นจะถูกนำไปสู่ส่วนต่าง ๆ ของพืชทางท่อลำเลียงอาหารที่เรียกว่า โฟลเอ็ม( Phloem) ของเส้นใบเช่นกัน

ในกระบวนการสร้างอาหารพืชจะต้องการก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ น้ำเป็นวัตถุดิบสำคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสง

โดยมีคลอโรฟีลล์และแสงเป็นตัวกระตุ้นทำให้ได้อาหารเกิดขึ้นซึ่งก็คือน้ำตาลกลูโคส และนอกจากนี้ยังได้ก๊าซออกซิเจนและน้ำเกิดขึ้นด้วยน้ำตาลที่เกิดขึ้นจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช พบว่าจะมีปริมาณมากเกินกว่าที่พืชต้องการนำไปใช้ประโยชน์ ดังนั้นพืชจึงเปลี่ยนน้ำตาลส่วนที่เหลือไปเก็บสะสมไว้ในรูปของแป้ง และแป้งนี้จะเปลี่ยนกลับเป็นน้ำตาลอีกเมื่อพืชนำไปใช้ในการดำรงชีวิต

น้ำตาลจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกเปลี่ยนเป็นแป้ง และแป้งจะถูกเก็บสะสมไว้ตามส่วนต่าง ๆ ของต้นพืช เช่น ราก ลำต้น ใบ ผล และเมล็ด ถ้าสัตว์กินพืชก็จะได้รับแป้งเข้าไปด้วยแล้วแป้งนี้ก็จะถูกระบบย่อย

ในร่างกายย่อยให้กลายเป็นน้ำตาล เมื่อน้ำตาลรวมกับก๊าซออกซิเจนจากการหายใจก็จะให้พลังงานแก่สัตว์ และมนุษย์ก๊จะได้รับพลังงานจากพืชด้วยวิธีการเดียวกันกับสัตว์

ส่วนใหญ่พืชจะเก็บสะสมอาหารไว้ในรูปของแป้งแต่พืชบางชนิดจะเก็บอาหารไว้ในรูปของน้ำตาลและน้ำมัน ส่วนของต้นพืชที่ใช้สะสมอาหารได้แก่

1. ราก เช่น รากบัว แครอท หัวผักกาด เป็นต้น ซึ่งรากของพืชเหล่านี้จะเก็บสะสมแป้งและน้ำตาลไว้ภายใน
2. ลำต้น เช่น อ้อยจะเก็บอาหารไว้ในลำต้นซึ่งเก็บไว้ในรูปของน้ำตาล มันฝรั่ง จะเก็บสะสมแป้งไว้เป็นจำนวนมากทำให้มันฝรั่งเป็นแหล่งให้พลังงานที่ดีสำหรับมนุษย์
3. ใบ เช่น กะหล่ำ ผักขม จะเก็บอาหารไว้ในใบ
4. ผล เช่น กล้วย องุ่น มังคุด ทุเรียน ผลไม้เหล่านี้จะเก็บอาหารไว้ในรูปของน้ำตาลทำให้มีรสหวาน
5. เมล็ด เช่น เมล็ดถั่วลิสง ถั่วเหลือง และเมล็ดข้าวโพด จะประกอบด้วยน้ำตาล น้ำมันและแป้ง ทำให้มีคุณค่าทางสารอาหารสูงและมีรสชาติดี นอกจากนี้ยังสามารถสกัดน้ำมันมาใช้ปรุงอาหารได้ด้วย เมล็ดข้าวและข้าวสาลี จะประกอบด้วยแป้งเป็นส่วนใหญ่

เมล็ดของพืช

การเกิดของเมล็ด และส่วนประกอบเมล็ดของพืชชั้นสูงเจริญมาจากไข่(ovule) ที่ได้รับการปฎิสนธิ (fertilization) เมื่อเมล็ดแก่เต็มที่จะเกิดเป็นต้นอ่อน และถูกห่อหุ้มด้วยเปลือก(seed coat) ซึ่งเปลือกนี้จะทำหน้าที่ ปกป้องและเป็นแหล่งอาหารให้แก่ต้นอ่อน

เมล็ด คือส่วนที่เจริญมาจากไข่ หลังจากได้รับการปฏิสนธิแล้ว ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ คือ

เปลือกเมล็ด (seed coat)
อาหารสะสม (endosperm) เป็นเนื้อเยื่อที่เก็บสะสมอาหาร อยู่นอกเอมบริโอแต่พืชบางชนิดไม่ปรากฏให้เห็น
ต้นอ่อน (embryo) ประกอบด้วย
- ใบเลี้ยง (cotyledon) คือ ใบแรกของพืช
- ลำต้นเหนือใบเลี้ยง (epicotyl) เป็นส่วนที่จะเจริญเป็นยอด
- ลำต้นใต้ใบเลี้ยง (hypocotyl) เป็นส่วนที่จะเจริญเติบโตเป็นลำต้น
- รากแรกเกิด (radicle) คือ รากแรกของพืช

การเกิดเมล็ด ถือเป็นวงจรการดำรงเผ่าพันธ์พืช มนุษย์และสัตว์มักรู้จักเมล็ดพืชในฐานะที่เป็นแหล่ง อาหารที่สำคัญเช่น เมล็ด ถั่ว เมล็ดงา แต่อาหาร ที่พืชสะสมในเมล็ดก็เพื่อไว้ใช้ บำรุง ต้นอ่อน ใน ระยะที่ยังไม่สามารถทำการสังเคราะห์แสง จน กว่าต้นอ่อนงอกเงยเป็นต้นกล้า และทำการสร้าง อาหารเองได้

เมล็ดมีการสะสมอาหารในรูปแบบต่างๆกัน ส่วนใหญ่จะเก็บอยู่นอกต้นอ่อน (embryo) โดยจะอยู่ที่ endosperm หรือ perisperm แต่กว่าที่เมล็ดจะแตกต้นอ่อนออกมา ต้นอ่อน จะดูดซึมอาหารมาไว้กับตัว โดยเก็บไว้ที่ ใบเลี้ยง (cotyledons)

embryo จะห่อหุ้มด้วยเปลือกเมล็ดรอวันงอก ในช่วงที่เหมาะสม โดยส่วนประกอบ ของ embryo ประกอบด้วย ใบเลี้ยง (cotyledons), hypocotyl ,radicle

เมล็ดระหุ่งแสดงภาพผ่าตามขวาง

เยื่อที่ห่อหุ้ม รังไข่ (ovule) คือ integument ที่กลายมาเป็นเปลือกเมล็ด (seed coat)โดยทั่วไปมี 2 ชั้น ได้แก่ outer integument จะกลายมาเป็น เปลือกชั้นนอกเมล็ด( testa ) และชั้น inner integument จะกลายมา เป็นเปลือกชั้นในเมล็ด ( tegmen )

โดยทั่วไปเปลือกเมล็ดมักมีลักษณะแห้งแต่เมล็ดพืช บางชนิดจะมีเปลือกฉ่ำน้ำ และเป็นอาหาร เช่น เมล็ด ทับทิม เปลือกเมล็ดพืชบางชนิดจะมีสารสำคัญ ทำหน้าที่ควบคุมการงอกของเมล็ดพืช

ในระยะการเปลี่ยนแปลงจาก ovule เป็นเมล็ดนั้น โดยปกติแล้ว nucellus ของ ovule จะค่อยๆ สลายไป แต่พืชบางชนิด nucellus ยังคงอยู่และ เปลี่ยนไปเป็นเนื้อเยื่อที่สะสมอาหาร (nutritive tissue) ซึ่งเรียกเยื่อนี้ว่า perisperm มักพบในพืชที่ไม่มี endospermแต่บางชนิดพบได้ทั้ง perisperm และ endosperm perisperm เป็นแหล่งสะสมอาหารที่สำคัญที่พบได้ใน วงศ์ Piperaceae ,Zingiberaceae, Nymphaceae และในเมล็ดกาแฟส่วนที่นำมาทำเป็นเครื่องดื่มนั้นคือ perisperm

ตัวอย่างเมล็ดแบบ albuminous

ในระยะการเกิดปฎิสนธิ (fertilization)และมีการ แบ่งตัวของเนื้อเยื่อทำให้เกิดเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่สะสม อาหารคือ endosperm ซึ่งจะห่อหุ้มและคอยส่ง อาหารให้ต้นอ่อน เมล็ดบางชนิดเมื่อแก่เต็มที่จะดูด ซับอาหารจาก endosperm มาที่ใบเลี้ยง (cotyedon) จนหมด เมล็ดชนิดนั้นถือเป็น non-endospermic หรือ exalbuminous เช่นเมล็ดถั่วต่าๆ ส่วนเมล็ดที่ยังเห็น endosperm อย่างชัดเจนในระยะที่แก่ จึงเป็น endospermic หรือ albuminous เช่น เมล็ดกาแฟ อาหารที่สะสมในendospermได้แก่พวกแป้ง(starch) น้ำมัน เมล็ดพืชบางชนิดพบ โปรตีนปะปนกับแป้งได้

ตัวอย่างเมล็ดแบบ exalbuminous

โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงของพืช

โครงสร้างและการทำงานของระบบลำเลียงของพืชประกอบด้วยระบบเนื้อเยื่อท่อลำเลียง (vascular tissue system) ซึ่งเนื้อเยื่อในระบบนี้จะเชื่อมต่อกันตลอดทั้งลำต้นพืช โดยทำหน้าที่ลำเลียงน้ำ สารอนินทรีย์ สารอินทรีย์ และสารละลายที่พืชต้องการนำไปใช้ในการดำเนินกิจกรรมต่างๆ ภายในเซลล์ระบบเนื้อเยื่อท่อลำเลียงประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) กับท่อลำเลียงอาหาร (phloem)

ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ
ท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ทั้งสารอินทรีย์และสารอนินทรีย์ โดยท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด ดังนี้
1. เทรคีด (tracheid) เป็นเซลล์เดี่ยว มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว บริเวณปลายเซลล์แหลม เทรคีดทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ โดยจะลำเลียงน้ำและแร่ธาตุไปทางด้านข้างของลำต้นผ่านรูเล็กๆ (pit) เทรคีดมีผนังเซลล์ที่แข็งแรงจึงทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนลำต้นพืช และผนังเซลล์มีลิกนิน (lignin) สะสมอยู่และมีรูเล็กๆ (pit) เพื่อทำให้ติดต่อกับเซลล์ข้างเคียงได้ เมื่อเซลล์เจริญเต็มที่จนกระทั่งตายไป ส่วนของไซโทพลาซึมและนิวเคลียสจะสลายไปด้วย ทำให้ส่วนตรงกลางของเซลล์เป็นช่องว่าง ส่วนของเทรคีดนี้พบมากในพืชชั้นต่ำ (vascular plant) เช่น เฟิน สนเกี๊ยะ เป็นต้น
2. เวสเซล (vessel) เป็นเซลล์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ แต่สั้นกว่าเทรคีด เป็นเซลล์เดี่ยวๆ ที่ปลายทั้งสองข้างของเซลล์มีลักษณะคล้ายคมของสิ่ว ที่บริเวณด้านข้างและปลายของเซลล์มีรูพรุน
ส่วนของเวสเซลนี้พบมากในพืชชั้นสูงหรือพืชมีดอก ทำหน้าที่เป็นท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ จากรากขึ้นไปยังลำต้นและใบ
เทรคีดและเวสเซลเป็นเซลล์ที่มีสารลิกนินมาเกาะที่ผนังเซลล์เป็นจุดๆ โดยมีความหนาต่างกัน ทำให้เซลล์มีลวดลายแตกต่าง กันออกไปหลายแบบ ตัวอย่างเช่น
- annular thickening มีความหนาเป็นวงๆ คล้ายวงแหวน
- spiral thickening มีความหนาเป็นเกลียวคล้ายบันไดเวียน
- reticulate thickening มีความหนาเป็นจุดๆ ประสานกันไปมาไม่เป็นระเบียบคล้ายตาข่ายเล็กๆ
- scalariform thickening มีความหนาเป็นชั้นคล้ายขั้นบันได
- pitted thickening เป็นรูที่ผนังและเรียงซ้อนกันเป็นชั้นๆ คล้ายขั้นบันได
3. ไซเล็มพาเรนไคมา (xylem parenchyma) มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกหน้าตัดกลมรีหรือหน้าตัดหลายเหลี่ยม มีผนังเซลล์บางๆ เรียงตัวกันตามแนวลำต้นพืช เมื่อมีอายุมากขึ้นผนังเซลล์จะหนาขึ้นด้วย เนื่องจากมีสารลิกนิน (lignin) สะสมอยู่ และมีรูเล็กๆ (pit) เกิดขึ้นด้วย ไซเล็มพาเรนไคมาบางส่วนจะเรียงตัวกันตามแนวรัศมีของลำต้นพืช เพื่อทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ไปยังบริเวณด้านข้างของลำต้นพืช พาเรนไคมาทำหน้าที่สะสมอาหารประเภทแป้ง น้ำมัน และสารอินทรีย์อื่นๆ รวมทั้งทำหน้าที่ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุต่างๆ ไปยังลำต้นและใบของพืช
4. ไซเล็มไฟเบอร์ (xylem fiber) เป็นเซลล์ที่มีรูปร่างยาว แต่สั้นกว่าไฟเบอร์ทั่วๆ ไป ตามปกติเซลล์มีลักษณะปลายแหลม มีผนังเซลล์หนากว่าไฟเบอร์ทั่วๆ ไป มีผนังกั้นเป็นห้องๆ ภายในเซลล์ ไซเล็มไฟเบอร์ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุนและให้ความแข็งแรงแก่ลำต้นพืช

ท่อลำเลียงอาหาร
ท่อลำเลียงอาหาร (phloem) เป็นเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ลำเลียงอาหารและสร้างความแข็งแรงให้แก่ลำต้นพืช โดยท่อลำเลียงอาหารประกอบด้วยเซลล์ 4 ชนิด ดังนี้
1. ซีพทิวบ์เมมเบอร์ (sieve tube member) เป็นเซลล์ที่มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกยาว เป็นเซลล์ที่มีชีวิต ประกอบด้วย ช่องว่างภายในเซลล์ (vacuole) ขนาดใหญ่มาก เมื่อเซลล์เจริญเติบโตเต็มที่แล้วส่วนของนิวเคลียสจะสลายไปโดยที่เซลล์ยังมีชีวิตอยู่ ผนังเซลล์ของซีพทิวบ์เมมเบอร์มีเซลลูโลส (cellulose) สะสมอยู่เล็กน้อย ซีพทิวบ์เมมเบอร์ทำหน้าที่เป็นทางส่งผ่านของอาหารที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช โดยส่งผ่านอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของลำต้นพืช
2. คอมพาเนียนเซลล์ (companion cell) เป็นเซลล์พิเศษที่มีต้นกำเนิดมาจากเซลล์แม่เซลล์เดียวกันกับซีพทิวบ์-เมมเบอร์ โดยเซลล์ต้นกำเนิด 1 เซลล์จะแบ่งตัวตามยาวได้เซลล์ 2 เซลล์ โดยเซลล์หนึ่งมีขนาดใหญ่ อีกเซลล์หนึ่งมีขนาดเล็ก เซลล์ขนาดใหญ่จะเจริญเติบโตไปเป็นซีพทิวบ์เมมเบอร์ ส่วนเซลล์ขนาดเล็กจะเจริญเติบโตไปเป็นคอมพาเนียนเซลล์ คอมพาเนียนเซลล์เป็นเซลล์ขนาดเล็กที่มีรูปร่างผอมยาว มีลักษณะเป็นเหลี่ยม ส่วนปลายแหลม เป็นเซลล์ที่มีชีวิต มีไซโทพลาซึมที่มีองค์ประกอบของสารเข้มข้นมาก มีเซลลูโลสสะสมอยู่ที่ผนังเซลล์เล็กน้อย และมีรูเล็กๆ เพื่อใช้เชื่อมต่อกับซีพทิวบ์เมมเบอร์
คอมพาเนียนเซลล์ทำหน้าที่ช่วยเหลือซีพทิวบ์เมมเบอร์ให้ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้น เนื่องจากเมื่อซีพทิวบ์เมมเบอร์มีอายุมากขึ้นนิวเคลียสจะสลายตัวไปทำให้ทำงานได้น้อยลง
3. โฟลเอ็มพาเรนไคมา (phloem parenchyma) เป็นเซลล์ที่มีชีวิต มีผนังเซลล์บาง มีรูเล็กๆ ที่ผนังเซลล์ โฟลเอ็มพาเรนไคมาทำหน้าที่สะสมอาหารที่ได้จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช ลำเลียงอาหารไปยังส่วนต่างๆ ของพืช และเสริมความแข็งแรงให้กับท่อลำเลียงอาหาร
4. โฟลเอ็มไฟเบอร์ (phloem fiber) มีลักษณะคล้ายกับไซเล็มไฟเบอร์ มีรูปร่างลักษณะยาว มีหน้าตัดกลมหรือรี โฟลเอ็มไฟเบอร์ทำหน้าที่ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับท่อลำเลียงอาหาร และทำหน้าที่สะสมอาหารให้แก่พืช

การทำงานของระบบการลำเลียงสารของพืช
ระบบลำเลียงของพืชมีหลักการทำงานอยู่ 2 ประการ คือ
1. ลำเลียงน้ำและแร่ธาตุผ่านทางท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) โดยลำเลียงจากรากขึ้นไปสู่ใบ เพื่อนำน้ำและแร่ธาตุไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
2. ลำเลียงอาหาร (น้ำตาลกลูโคส) ผ่านทางท่อลำเลียงอาหาร (phloem) โดยลำเลียงจากใบไปสู่ส่วนต่างๆ ของพืช เพื่อใช้ในการสร้างพลังงานของพืช การลำเลียงสารของพืชมีความเกี่ยวข้องกับกระบวนต่างๆ อีกหลายกระบวนการ ซึ่งต้องทำงานประสานกันเพื่อให้การลำเลียงสารของพืชเป็นไปตามเป้าหมาย ระบบลำเลียงของพืชเริ่มต้นที่ราก บริเวณขนราก (root hair) ซึ่งมีขนรากมากถึง 400 เส้นต่อพื้นที่ 1 ตารางมิลลิเมตร โดยขนรากจะดูดซึมน้ำโดยวิธีการที่เรียกว่า การออสโมซิส (osmosis) และวิธีการแพร่แบบอื่นๆ อีกหลายวิธี น้ำที่แพร่เข้ามาในพืชจะเคลื่อนที่ไปตามท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) เพื่อลำเลียงต่อไปยังส่วนต่างๆ ของพืชเมื่อน้ำและแร่ธาตุต่างๆ เคลื่อนที่ไปตามท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุและลำเลียงไปจนถึงใบ ใบก็จะนำน้ำและแร่ธาตุนี้ไปใช้ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง เมื่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงดำเนินไปเรื่อยๆ จนได้ผลิตภัณฑ์เป็นน้ำตาล น้ำตาลจะถูกลำเลียงผ่านทางท่อลำเลียงอาหาร (phloem) ไปตามส่วนต่างๆ เพื่อเป็นอาหารของพืช และลำเลียงน้ำตาลบางส่วนไปเก็บสะสมไว้ที่ใบ ราก และลำต้น

การแพร่ (diffusion) เป็นการเคลื่อนที่ของสารจากบริเวณที่มีความเข้มข้นมากกว่าไปสู่บริเวณที่มีความเข้มข้นน้อยกว่า
การออสโมซิส (osmosis) เป็นการแพร่ของน้ำจากบริเวณที่มีน้ำมากกว่า (สารละลายเจือจาง) ไปสู่บริเวณที่มีน้ำน้อยกว่า (สารละลายเข้มข้น)
การทำงานของระบบลำเลียงสารของพืชต้องใช้วิธีการแพร่หลายชนิด โดยมีท่อลำเลียงน้ำและแร่ธาตุ (xylem) และท่อลำเลียงอาหาร (phloem) เป็นเส้นทางในการลำเลียงสารไปยังลำต้น ใบ กิ่ง และก้านของพืช

หน้าถัดไป (2/3)