34.11:
水和矿物质采集
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水和矿物质采集
植物根部中的专门组织已经进化，从土壤中捕获水、矿物质和一些离子。根表现出各种分支模式，促进此过程。最外层的根细胞具有称为根毛的专门结构，可增加根面，从而增加土壤接触。水可以被动地穿过根部，因为土壤中的水的浓度高于根组织。相比之下，矿物被积极地运送到根细胞中。
土壤具有负电荷，因此正离子往往仍然附着在土壤颗粒上。为了规避这一点，根将二氧化碳泵入土壤，二氧化碳自发分解，将带正电荷的质子（H+）释放到土壤中。这些质子取代了土壤相关的正电荷离子，这些离子可以泵入根组织，这个过程称为阳离子交换。带负电的阴离子利用H+离子的倾向，通过共传输来扩散其浓度梯度并回到根细胞：像Cl-这样的离子与H+离子一起被共同传递到根组织。
分子可以通过两种途径进入称为碑的根组织的核心。 质外体转运是分子在相邻细胞的连续细胞壁及其相应膜之间产生的空间中的运动。 相反，共生运输是分子通过植物细胞的细胞质的运动，这种运动利用称为胞浆菌的细胞连接，其允许分子在相邻细胞之间自由地通过细胞质。 为了进入碑，分子必须进入共生体，因为位于根部内胚层的里氏带阻止质外体中的溶质通过而进入石碑。 因此，为了进入共生体，溶质必须穿过细胞的半透膜，保护细胞免受土壤中有毒或有害分子的侵害。
Suggested Reading
Barberon, Marie, and Niko Geldner. "Radial Transport of Nutrients: The Plant Root as a Polarized Epithelium." Plant Physiology 166, no. 2 (October 1, 2014): 528–37. [Source]
Kim YX, Ranathunge K, Lee S, Lee Y, Lee D, Sung J. "Composite Transport Model and Water and Solute Transport across Plant Roots: An Update." Front Plant Sci. 2018 Feb 16;9:193. [Source]