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问答:植物中的分子移动

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最新答案:2007年10月22日
问:
如果植物没有血液运输氧气和二氧化碳,那么氧气和二氧化碳如何在植物中移动?
-Liu Mi Ru(12岁)
新加坡
A:
我只会给出答案的一部分,这对于物理学家来说最容易。对于短期运动(例如,从薄叶的内部到外部),该植物根本不需要任何特殊的机制。原因是由于随机的热运动,分子不断扩散。我想典型的扩散系数约为10-5厘米2/s,因此从中间到0.02厘米厚的叶子的边缘扩散,只需大约(0.01 cm)2/(10-5厘米2/s)= 10s。这是一个非常粗略的估计。

单位对您来说可能很奇怪。所需的时间随着距离的正方形行驶而不仅仅是与距离成正比的。这是因为扩散不是一个方向上的系统运动,而是随机徘徊。尽管如此,它仍具有系统的效果。如果很多O2从叶子和co的中间开始2在外面,纯粹的随机运动会扰乱它们,带来O2出去并合作2在。

当然,也需要一些逐渐与较厚的叶子,茎和树干的分子交换。长距离的扩散非常慢。我相信有活跃的液体流动机制(在某些方面,例如我们的血液循环,但慢得多)可以帮助您。也许植物学家可以为您提供一些更可靠和详细的信息。

迈克·W。

水是植物,尤其是树木的特殊情况。它的结合是毛细血管效应,渗透和仅从树底部的纯静水压力,以使水从地面的根中取出,以高高到树上,从而进入叶子。SAP和其他营养成分朝相反的方向流动,而其他分子(例如叶绿素)会在秋天的秋季变色和春季发芽新叶子时会产生复杂的季节性运动。这些分子转运机制中的许多是特定于正在运输的分子并由特定蛋白质和酶介导的分子,这些蛋白质和酶在正确的时间做得正当。

汤姆

(发表于2007年10月22日)

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