آموزش گفتار 3 فصل 7 زیست دهم به‌صورت تست‌بیس، همراه با تدریس ویدیویی «دکتر الهه بنام» را، در این پست از رپیتیچ ببینید.
در دو گفتار قبلی یاد گرفتیم که گیاهان، چگونه مواد مغذی مورد نیاز خود را تامین می‌کنند. آخرین گفتار فصل آخر زیست 10، درباره نحوه جابجایی و انتقال این مواد در گیاهان است.
برای دسترسی به کل مباحث فصل هفتم، روی لینک زیر کلیک کنید.
خب، اول از همه بریم که ویدیوی آموزشی این بخش رو ببینیم.
آموزش ویدیویی گفتار 3 فصل 7 زیست دهم
در این قسمت، بخشی از «آموزش گفتار سوم فصل هفتم زیست دهم» را به‌صورت ویدیویی می‌توانید ببینید. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.
فرم دریافت آموزش های ویدئویی زیست:
اگه تو هم میخوای کل زیستت رو تو کمترین زمان و با تدریس انیمیشنی مفهومی تستی رتبه 37 کنکور، خانم دکتر الهه بنام جمع کنی؛ کافیه این فرم رو پر کنی و منتظر تماسمون باشی:
روی نمره 20 و درصد بالای 70 زیست شناسیت (مثل رتبه های برتر هر سالمون) حساب کن!
ابتدا، انتقال آب و مواد معدنی را در مسیرهای کوتاه و بلند بررسی می‌کنیم. موضوع مباحث دیگر درباره «عوامل موثر بر روزنه‌ها»، «تعریق» و «حرکت شیره پرورده» است.
انتقال مواد در گیاهان از خاک به برگ؛ گفتار سوم فصل هفتم زیست دهم
آب و مواد مورد نیاز گیاهان که از خاک اطراف ریشه‌ها جذب می‌شود، از طریق مسیرهای خاص، به برگ و ساقه می‌رسد. بخش زیادی از آب ورودی، از سطح برگ‌ها تبخیر و به هوا می‌رود. خروج آب به‌صورت بخار از سطح اندام‌های هوایی گیاه، تعرق نام دارد. این فرایند، سازوکار لازم برای جابجایی آب و مواد معدنی به برگ را فراهم می‌کند.
جابجایی مواد در گیاهان، در دو مسیر کوتاه و بلند اتفاق می‌افتد. در هر دوی این مسیرها، «آب»، نقش اصلی را در انتقال مواد دارد.
جابجایی مواد در مسیر کوتاه
در مسیر کوتاه، جابجایی آب و مواد در سطح یاخته یا چند یاخته مورد بررسی قرار می‌گیرد.
انتقال مواد در سطح یاخته‌ای
در این حالت، جابجایی مواد با فرایندهای فعال و غیر فعال و در حد یاخته صورت می‌گیرد. انتشار و انتقال فعال، دو نمونه از این روش‌هاست. آب برای عبور از غشای واکوئل و عرض غشای بعضی یاخته‌های گیاهی و جانوری، نیاز به یک سری پروتئین دارد. این پروتئین‌ها، سرعت جریان آب را افزایش می‌دهند و هنگام کم آبی، بیشتر تولید می‌شوند.
انتقال مواد در عرض ریشه
در عرض ریشه، انتقال آب و مواد معدنی به سه شیوه «انتقال از عرض غشا»، «انتقال سیمپلاستی» و «انتقال آپوپلاستی» انجام می‌شود.
انتقال از عرض غشا
در انتقال عرض غشایی، مواد از طریق عرض غشای یاخته جابجا می‌شوند.
انتقال سیمپلاستی
به پروتوپلاست همراه با پلاسمودسم‌ها، سیمپلاست می‌گویند. در انتقال سیمپلاستی، مواد از پروتوپلاست یک یاخته به یاخته مجاور، از طریق پلاسمودسم‌ها منتقل می‌شوند. آب و بسیازی از مواد محلول، از این راه جابجا می‌شوند.
منافد پلاسمودسم به‌قدری بزرگ است که پروتئین‌ها، نوکلئیک اسیدها و جتی ویروس‌های گیاهی از آن عبور می‌کنند.
انتقال آپوپلاستی
مواد محلول در مسیر آپوپلاستی، از فضاهای بین یاخته‌ای و دیواره یاخته‌ای حرکت خود را انجام می‌دهند.
درون پوست (آندودرم)
آب و مواد محلول در عرض ریشه، سرانجام به درونی‌ترین لایه پوست می‌رسند. این لایه که درون پوست نام دارد، استوانه‌ای ظریف از یاخته‌هاست که کاملا به هم متصلند. یاخته‌های آندودرم در برابر آب و مواد محلول، مانند سد عمل می‌کنند.
نوار کاسپاری
یاخته‌های درون پوست در دیواره جانبی خود، نواری از جنس چوب پنبه دارند که نوار کاسپاری نام دارد. با وجود این نوار، آب و مواد محلول نمی‌توانند از طریق مسیر آپوپلاستی، وارد یاخته‌های آندودرم شوند. این یاخته‌ها در ریشه مانند صافی، مانع ورود مواد ناخواسته و مضر مسیر آپوپلاستی به درون گیاه می‌شوند. آندودرم همچنین از برگشت مواد جذبی به بیرون از ریشه جلوگیری می‌کند.
بارگیری چوبی
مواد محلول بعد از درون پوست، در هر سه مسیر حرکت خود را ادامه می‌دهند. مواد پس از انتقال به آوندهای چوبی، برای جابجایی به مسیرهای طولانی‌تر مهیا می‌شوند که به آن، بارگیری چوبی می‌گویند.
یاخته معتبر
در ریشه بعضی گیاهان، نوار کاسپاری علاوه بر دیواره‌های جانبی درون پوست، دیواره پشتی را نیز می‌پوشاند. این امر، جلوی انتقال مواد از این یاخته‌ها را می‌گیرد. این یاخته‌ها در برش عرضی، ظاهر نعلی یا U شکل دارند. بعضی از یاخته‌های آندودرم این گیاهان، در اطراف خود نوار کاسپاری ندارند. این یاخته‌ها، یاخته معتبر نام دارند و انتقال مواد به آوندها، از طریق آنها انجام می‌شود.
انتقال آب و مواد معدنی در مسیرهای بلند؛ گفتار 3 فصل 7 زیست دهم
شیره خام در گیاهان ممکن است تا فواصل بسیار طولانی جابجا شود. راه حل انتشار، برای فواصل طولانی جوابگو نیست. بهترین شیوه برای این مورد، انتقال از طریق جریان توده‌ای است. آب و مواد در گیاه از راه انتشار، تنها چند میلی‌متر در روز جابجا می‌شوند. در جریان توده‌ای، سرعت جابجایی تا چندین متر در روز می‌رسد. جریان توده‌ای در آوندهای چوبی با همراهی خواص ویژه آب و تحت اثر دو عامل انجام می‌شود. در ادامه این دو عامل را با همدیگر بررسی می‌کنیم.
فشار ریشه‌ای
یاخته‌های درون پوست و یاخته‌های زنده پیرامون آوندهای ریشه، با انتقال فعال، یون‌های معدنی را به درون آوندهای چوبی می‌آورند. این عمل باعث افزایش مقدار این یون‌ها، افزایش فشار اسمزی و در نتیجه، ورود آب به درون آوند چوبی می‌شود. تجمع آب و یون‌ها، فشار را در آوندهای چوبی ریشه افزایش می‌دهد که منجر به فشار ریشه‌ای می‌شود. فشار ریشه‌ای، شیره خام را به سمت بالا هل می‌دهد. در بیشتر گیاهان، این فشار کمترین نقش را در صعود شیره خام دارد و شاید تنها چند متر آن را به بالا بفرستد.
تعرق
عامل اصلی انتقال شیره خام، مکشی است که در اثر تعرق، از سطح گیاه به وجود می‌آید. خود تعرق به دلیل حرکت آب از محل دارای آب بیشتر، به محل با آب کمتر است. ستون آب درون آوندهای چوبی، پشت سر هم است. دلیل این پیوستگی، به خاطر ویژگی‌های هم‌چسبی و دگر‌چسبی مولکول‌های آب است.
بیشتر تعرق گیاهان از روزنه‌های برگ انجام می‌شود. نیروی مکش حاصل از تعرق آن‌قدر زیاد است که ممکن است حتی باعث کاهش اندک قطر تنه درخت شود. اگر دیواره آوندهای چوبی استحکام کافی نداشتند، به راحتی در اثر مکش تعرق له می‌شدند.
تعرق در گیاهان از طریق روزنه‌های هوایی، پوستک و عدسک‌ها انجام می‌شود. بیشتر تبادل گازها و تعرق برگ‌ها، از منفذ (روزن) بین یاخته‌های نگهبان روزنه هوایی رخ می‌دهد. روزنه‌های هوایی به دلیل ساختار خاص یاخته‌های نگهبان و تغییر فشار تورژسانس آنها، توانایی دارند که منفذ خود را باز و یا ببندند. آنها با این قابلیت می‌توانند مقدار تعرق را تنظیم کنند.
به دنبال انباشت مواد محلول در یاخته‌های نگهبان روزنه، جذب آب انجام می‌شود. بازوبسته شدن روزنه ها، به عوامل محیطی و عوامل درونی گیاه مرتبط است. نور با تحریک انباشت ساکارز و یون‌های –Cl و +K در یاخته نگهبان، فشار اسمزی یاخته‌ها را افزایش می‌دهد. در نتیجه، آب از یاخته‌های مجاور، وارد یاخته‌های نگهبان روزنه می‌شود. این امر، یاخته‌ها را دچار تورژسانس می‌کند که به دلیل ساختارشان، روزنه باز می‌شود. اگر آب از یاخته‌های نگهبان روزنه خارج شود، یاخته‌ها روزنه را می‌بندند.
ساختار یاخته‌های نگهبان روزنه
دیواره یاخته‌های نگهبان روزنه به دلیل ساختار خاص، با جذب آب، افزایش طول پیدا می‌کنند. رشته‌های سلولزی با آرایش شعاعی خود، مانند کمربند دور دیواره یاخته‌های نگهبان روزنه را می‌گیرند. این کمربندهای سلولزی هنگام تورژسانس یاخته، مانع گسترش عرضی آن می‌شوند. با این حال، از افزایش طولی یاخته جلوگیری نمی‌کنند. دو عامل باعث افزایش طولی یاخته‌ها می‌شوند که یکی کمربندهای سلولزی بود و دیگری اختلاف ضخامت دیواره این یاخته‌هاست.
هنگام تورژسانس، به علت ضخامت کمتر، دیواره پشتی یاخته بیشتر منبسط می‌شود. این دو ویژگی زمان جذب آب، باعث خمیدگی یاخته‌ها می‌شود و روزنه‌های هوایی را باز می‌کند. در این حالت، امکان تبادل گازها هم فراهم می‌شود.
عوامل موثر در باز و بسته‌شدن روزنه‌ها
تغییرات مقدار نور، دما، رطوبت و کربن دی‌اکسید؛ مهم‌ترین عوامل موثر در حرکات روزنه‌های هوایی گیاهان است. از عوامل درونی می‌توان به مقدار آب و هورمون‌های گیاهی اشاره کرد. افزایش مقدار نور، دما و کاهش کربن دی‌اکسید، تا حدی می‌توانند باعث باز‌شدن و کاهش شدید رطوبت هوا، باعث بسته‌شدن روزنه‌ها می‌شود.
رفتار روزنه‌ای برخی گیاهان نواحی خشک مانند کاکتوس، در حضور نور فرق می‌کند. این گیاهان در طول روز، روزنه‌های خود را می‌بندند تا جلوی هدر‌رفتن آب را بگیرند. گیاهان مناطق کم آب با کاهش تعداد روزنه‌ها و کم کردن تعداد یا سطح برگ‌ها، با محیط سازگاری پیدا می‌کنند.
تعریق
در هنگام شب یا هوای بسیار مرطوب، شدت تعرق کاهش می‌یابد. با این حال، یاخته‌های آندودرم همچنان یون‌های معدنی را به درون استوانه آوندی پمپ می‌کنند. ممکن است مقدار آبی که با فشار ریشه‌ای به برگ‌ها می‌رسد، از مقدار تعرق آنها بیشتر باشد. در این حالت، آب به‌صورت قطراتی از انتها یا لبه برگ‌های بعضی گیاهان علفی خارج می‌شود که به آن، تعریق می‌گویند.
شرایط محیطی ایجاد‌کننده تعریق با شبنم یکسان است؛ ولی نباید آنها را با هم اشتباه گرفت. تعریق از ساختارهای ویژه‌ای به‌نام روزنه‌های آبی انجام می‌شود و نشانه فشار ریشه‌ای است. این روزنه‌ها همیشه باز هستند و محل آنها، لبه یا انتهای برگ‌هاست.
حرکت شیره پرورده؛ گفتار 3 فصل 7 زیست دهم
شیره پرورده درون آوندهای آبکشی، در تمام جهات می‌تواند حرکت بکند. به بخشی از گیاه که ترکیبات آلی مورد نیاز بخش‌های دیگر را تامین می‌کند، محل منبع می‌گویند. محل مصرف، جایی است که ترکیبات آلی به آنجا می‌روند و ذخیره (مثلا ریشه) و یا مصرف (گل) می‌شوند. «برگ‌ها»، از مهم‌ترین محل‌های منبع هستند.
بخش‌های ذخیره کننده مواد آلی، هنگام ذخیره این مواد، محل مصرف و هنگام آزادسازی آن، محل منبع به‌شمار می‌روند.
برای تعیین سرعت و ترکیب شیره پرورده، می‌توان از شته‌ها استفاده کرد. برای این منظور، ابتدا می‌گذارند تا شته، خرطوم خود را وارد آوند آبکشی ساقه کند. در مرحله بعد، شته را بی‌حس و خرطوم آن را می‌برند. شیره پرورده از خرطوم بریده‌شده به بیرون تراوش می‌کند.
چگونگی حرکت شیره پرورده
شیره پرورده از طریق سیتوپلاسم یاخته‌های زنده آبکشی و از یاخته‌ای به یاخته دیگر، حرکت می‌کند. می‌توان نتیجه گرفت که حرکت شیره پرورده از شیره خام، کندتر و پیچیده‌تر است.
الگوی جریان فشاری
«ارنست مونش»؛ گیاه‌شناس آلمانی، برای چگونگی حرکت شیره پرورده، الگوی جریان فشاری را مطرح کرد. در ادامه، چهار مرحله این الگو را می‌آوریم.
- قند و مواد آلی در محل منبع، به روش انتقال فعال، وارد یاخته‌های آبکش می‌شوند. این عمل، بارگیزی آبکشی نام دارد.
- با افزایش مقدار مواد آلی (مخصوصا ساکارز)، فشار اسمزی یاخته‌های آبکشی افزایش می‌یابد. این امر، آب را از یاخته‌های مجاور آوندهای چوبی، وارد آوند آبکش می‌کند.
- در اثر افزایش فشار یاخته‌های آبکشی، محتویات شیره پرورده به حرکت در می‌آید. جهت حرکت شیره به سمت محل دارای فشار کمتر (محل مصرف) و به شکل توده‌ای از مواد است.
- در محل مصرف، مواد آلی شیره پرورده، با انتقال فعال، باربرداری (باربرداری آبکشی) و همانجا مصرف یا ذخیره می‌شوند.
تولید و مصرف مواد آلی در گیاهان
گیاهان مواد آلی خود را، به‌صورت تنظیم‌شده تولید و مصرف می‌کنند. ممکن است هنگام گل‌دهی و یا تشکیل میوه، تعداد محل‌های مصرف، بیشتر از میزان محل‌های منبع باشد. در این صورت، گیاه نمی‌تواند مواد مورد نیاز تمام مناطق را فراهم بکند. گیاه، با حذف بعضی گل‌ها، دانه‌ها و یا میوه‌های خود بر مشکل غلبه می‌کند. با این کار، مواد قندی کافی، به محل‌های مصرف باقی‌مانده می‌رسد.
باغبان‌ها ممکن است تعدادی از گل‌ها یا میوه‌های جوان درختان خود را بچینند. این امر، باعث می‌شود تا درختان میوه‌هایی کمتر، ولی درشت‌تر را به ثمر برسانند.
فرم دریافت آموزش های ویدئویی زیست:
اگه تو هم میخوای کل زیستت رو تو کمترین زمان و با تدریس انیمیشنی مفهومی تستی رتبه 37 کنکور، خانم دکتر الهه بنام جمع کنی؛ کافیه این فرم رو پر کنی و منتظر تماسمون باشی:
روی نمره 20 و درصد بالای 70 زیست شناسیت (مثل رتبه های برتر هر سالمون) حساب کن!
برای دسترسی به دیگر گفتارهای فصل 7 زیست 10، روی لینک های زیر کلیک کنید: