نویسنده: admin

  • پاسخ به محیط

    پاسخ به نور

    دیدیم که ساقه به سمت نورِ یک‌جانبه خم می‌شود. آیا ریشه نیز به نور یک‌جانبه همانند ساقه پاسخ می‌دهد؟
    می‌دانید که نقش نور در گیاهان حیاتی است؛ اما نور، افزون بر نقشی که در فتوسنتز دارد، فرایندهای متفاوتی را نیز در گیاهان تنظیم می‌کند. گلدهی یکی از این فرایندهاست که در ادامه به آن می‌پردازیم.

    گلدهی در گیاهان

    گیاهانی که در محل زندگی خود می‌بینید، در چه فصل یا فصل‌هایی گل می‌دهند؟ چرا بعضی گیاهان در فصلی خاص و بعضی در همۀ فصل‌ها گل می‌دهند؟ اگر بخواهیم گیاهی را که در تابستان گل می‌دهد، مثلاً در پاییز وادار به گلدهی کنیم، آن را باید در چه شرایطی قرار دهیم؟

    گیاه هنگامی گل می‌دهد که مریستم رویشی که در جوانه قرار دارد، به مریستم گل یا زایشی تبدیل شود. این تبدیل به شرایط محیطی مانند دما و طول روز و شب وابسته است.

    گیاهان را براساس نیاز به نور، برای گلدهی در سه دسته روز کوتاه، روز بلند و بی‌تفاوت قرار می‌دهند. گیاه داوودی در روزهای کوتاه پاییز گل می‌دهد. در واقع این گیاه برای گل دادن به شب‌های طولانی نیاز دارد و زمانی گل می‌دهد که طول شب از حدی کمتر نباشد. شبدر که در تابستان گل می‌دهد، روز بلند است. این گیاه برای گل دادن به شب‌های کوتاه نیاز دارد و زمانی گل می‌دهد که طول شب از حدی بیشتر نباشد. آگاهی از تأثیر نور بر گلدهی به پرورش دهندگان گل امکان داد تا با ایجاد شرایط نوری مصنوعی بتوانند در همۀ فصل‌ها، گل‌هایی با نیازهای نوری متفاوت پرورش دهند.

    به هر حال گل دادنِ بعضی گیاهان وابسته به طول شب و روز نیست. چنین گیاهانی را بی‌تفاوت می‌نامند؛ گیاه گوجه فرنگی از این گروه است.

    فعالیت

    پاسخ به دما

    گیاهان هر دمایی را نمی‌توانند تحمل کنند. مثلاً سرمای شدید می‌تواند مانع از رویش دانه‌ها و جوانه‌ها شود. برگ بعضی درختان با کاهش دما در فصل پاییز می‌ریزد و جوانه‌ها با برگ‌های پولک‌مانندی حفظ می‌شوند.

    دیدیم که گیاهان برای گل دادن نیازهای نوری متفاوتی دارند. بعضی گیاهان برای گل دادن نیاز به گذراندن یک دوره سرما نیز دارند. مثلاً برای نوعی گیاه گندم مشاهده شده است که اگر بذر آن را مرطوب کنیم و در سرما قرار دهیم، دورۀ رویشی آن کوتاه می‌شود و زودتر گل می‌دهد. کشف این ویژگی در گیاهان، امکان بهره‌برداری از زمین‌هایی را فراهم کرد که اکثر سال با برف و یخ پوشیده شده‌اند.

    پاسخ به گرانش زمین

    آیا گرانش زمین بر جهت رشد ساقه و ریشه اثر دارد؟ همانطور که در شکل زیر می‌بینید، ساقه در خلاف جهت گرانش و ریشه در جهت گرانش زمین رشد می‌کند. رشد جهت‌دار اندام‌های گیاه نسبت به گرانش زمین، زمین‌گرایی نامیده می‌شود. می‌توانید با طراحی و اجرای آزمایش‌هایی، زمین‌گرایی را در انواعی از دانه‌رست‌ها بررسی کنید.

    اندام‌های گیاه که تحت تاثیر زمین‌گرایی قرار می‌گیرند

    الف. درست است بگوییم برخی از این اندام‌ها در تولید مثل غیر جنسی نقش دارند؟

    پاسخ

    نه. اندام‌هایی از گیاه که تحت تاثیر زمین‌گرایی قرار می‌گیرند ریشه و ساقه هستند. هم ریشه(مثل ریشه آلبالو) و هم ساقه(مثل زمین‌ساقه و پیاز) می‌توانند در تولید مثل غیر جنسی استفاده شوند.


    ب. آیا هر نوع ساقه و یا هر نوع ریشه‌ای تحت تاثیر زمین‌گرایی قرار می‌گیرد؟

    پاسخ

    خیر. مثلا ریشه‌های درخت حرا در خلاف جهت گرانش حرکت می‌کنند و یا ساقه‌هایی مثل ساقه رونده به صورت افقی رشد می‌کنند.

    پاسخ به تماس

    در شکل بالا مثال‌هایی از پاسخ گیاهان به تماس را مشاهده می‌کنید. شاید بعضی گیاهان را دیده باشید که به دور گیاهان دیگر یا یک پایه می‌پیچند. مثلاً ساقۀ درخت مو در تماس با درختی دیگر و یا پایه، به دور آن می‌پیچد. پیچش به علت تفاوت رشد ساقه در بخش قرار گرفته روی تکیه‌گاه و سمت مقابل آن ایجاد می‌شود؛ به طوری که رشد یاخته‌ها در محل تماس کاهش می‌یابد.

    ضربه زدن به برگ گیاه حساس، باعث تا شدن برگ می‌شود. این پاسخ به علت تغییر فشار تورژسانس در یاخته‌هایی رخ می‌دهد که در قاعدۀ برگ قرار دارند.

    برگ تله‌مانند گیاه گوشتخوار، کرک‌هایی دارد که با برخورد حشره به آن‌ها، تحریک شده و پیام‌هایی را به راه می‌اندازند که سبب بسته شدن برگ و در نتیجه به دام افتادن حشره می‌شود.

    پاسخهایی از جنس دفاع

    گیاهان در معرض هجوم عوامل بیماری‌زا و جانوران گیاه‌خوار قرار دارند. شاید نام بیماری‌های قارچی مانند زنگ گندم یا سیاهک گندم را شنیده باشید. این بیماری‌ها سبب تخریب محصولاتی مانند گندم و جو می‌شوند. به هر حال، گیاهان در برابر آن‌ها بی‌دفاع نیستند. به نظر شما گیاهان چگونه از خود دفاع می‌کنند؟

    تلاش برای جلوگیری از ورود

    در بخش‌های جوان گیاه، روپوست (اپیدرم) خارجی‌ترین سامانه بافتی است که در بخش‌های هوایی با پوستک (کوتیکول) پوشیده شده است. پوستک تا حدودی مانع نفوذ عوامل بیماری‌زا می‌شود. همچنین، دیوارۀ یاخته‌ای محکم که حاوی ترکیباتی مانند لیگنین یا سیلیس است، این سد فیزیکی را تقویت می‌کند. با این حال، عوامل بیماری‌زا می‌توانند از طریق روزنه‌ها یا فضای بین یاخته‌ها از این سد عبور کنند.

    با توجه به انگل‌ها و عوامل‌بیماری‌زای دارای اندام مکنده:

    الف. آن‌ها را نام ببرید(در کتاب دهم و یازدهم).

    پاسخ

    گیاه گل جالیز(کتاب دهم) و نوعی قارچ(کتاب یازدهم) دارای اندام مکنده هستند.


    ب. آیا همه این جانداران قارچ هستند؟

    پاسخ

    خیر. گیاه گل جالیز نوعی گیاه است.


    پ. آیا همه‌ی این جانداران اندام مکنده خود را وارد آوند‌ها می‌کنند؟

    پاسخ

    خیر. نوعی قارچ که در شکل بالا می‌بینید اندام مکنده خود را از طریق روزنه‌ها به سلول‌های بافت زمینه‌ای وارد می‌کنند.

    در اندام‌های مسن‌تر گیاهان، بافت چوب پنبه علاوه بر حفظ آب، مانعی در برابر عوامل آسیب‌رسان است. کرک‌ها و خارها نیز در دفاع از گیاهان نقش دارند. برای مثال، حشرات کوچک نمی‌توانند به راحتی روی برگ‌های کرک‌دار حرکت کنند. اگر گیاه مواد چسبناک ترشح کند، حرکت حشره دشوارتر و گاه غیرممکن می‌شود.

    برخی گیاهان در پاسخ به زخم، ترکیباتی ترشح می‌کنند که نقش محافظتی دارند. گاه حجم این ترکیبات به قدری زیاد است که حشره در آن به دام می‌افتد. با سخت شدن این ترکیبات، سنگواره‌هایی ایجاد می‌شود که حشره در آن حفظ می‌شود.

    دفاع شیمیایی: گیاهان ترکیباتی تولید می‌کنند که باعث مرگ یا بیماری گیاه‌خواران می‌شوند. ترکیبات سیانیددار نمونه‌ای از این گروه هستند که در تعدادی از گونه‌های گیاهی ساخته می‌شوند. سیانید با توقف تنفس یاخته‌ای عمل می‌کند.

    آلکالوئیدها نیز در دور کردن گیاه‌خواران نقش دارند. نیکوتین، که از آلکالوئیدهاست، چنین نقشی در گیاه تنباکو دارد.

    اگر ترکیبات ساخته شده توسط گیاه، جانور را نکشد، او را مسموم کرده و جانور از خوردن مجدد آن پرهیز می‌کند. جالب است که این ترکیبات برای خود گیاه مرگبار نیستند. گیاهان سازوکارهای متفاوتی برای جلوگیری از اثر این مواد بر فرایندهای یاخته‌ای خود دارند. یکی از این سازوکارها، تولید ترکیباتی است که در خود گیاه سمی نیستند، بلکه در لوله گوارش جانوران تجزیه شده و به ماده سمی تبدیل می‌شوند. برای مثال، گیاه ترکیب سیانیدداری می‌سازد که تأثیری بر تنفس یاخته‌ای ندارد، اما وقتی جانور گیاه را می‌خورد، این ترکیب تجزیه شده و سیانید سمی آزاد می‌شود.

    مرگ یاخته‌ای

    مرگ یاخته‌ای یکی دیگر از پاسخ‌های دفاعی در گیاهان است. فرض کنید نوعی ویروس بیماری‌زا توانسته است به گیاه نفوذ کند. ورود ویروس در گیاه فرایندهایی را به راه می‌اندازد که نتیجه آن، مرگ یاخته‌های آلوده و قطع ارتباط آن‌ها با بافت‌های سالم است. در نتیجه ویروس نمی‌تواند در بافت‌های سالم گیاه تکثیر یابد و گیاه فرصت پیدا می‌کند تا با سازوکارهای دیگری مانند تولید ترکیبات ضد ویروس با آن مقابله کند.

    در مرگ یاخته‌ای، یاخته به وسیله آنزیم‌های خود خودگوارش می‌شود. سالیسیلیک اسید که از تنظیم‌کننده‌های رشد در گیاهان است، در مرگ یاخته‌ای نقش دارد. یاخته گیاهی آلوده، این ترکیب را رها کرده و مرگ یاخته‌ای را القا می‌کند.

    جانوران از گیاهان حفاظت میکنند

    شکل زیر نشان‌دهندۀ حملۀ انبوهی از مورچه‌ها به حشره‌ای است که قصد خوردن برگ‌های درخت آکاسیا (Acacia) را دارد. به نظر می‌رسد این حشره شانس کمی برای جان سالم به در بردن از حملۀ مرگبار مورچه‌ها دارد. این مورچه‌ها حتی به پستانداران کوچک و گیاهان دارزی (گیاهانی که روی درختان رشد می‌کنند) نیز حمله می‌کنند.

    نکتۀ جالب این است که گرده‌افشانی درخت آکاسیا به زنبورها وابسته است. اما چه چیزی مانع از حملۀ مورچه‌ها به زنبورهای گرده‌افشان می‌شود؟ مشخص شده است که وقتی گل‌های آکاسیا باز می‌شوند، نوعی ترکیب شیمیایی تولید و منتشر می‌کنند که با فراری دادن مورچه‌ها، مانع از حملۀ آن‌ها به زنبورهای گرده‌افشان می‌شود.

    همچنین، برخی گیاهان در برابر حملۀ گیاه‌خواران، مواد فراری تولید و در هوا پخش می‌کنند که سبب جلب جانوران دیگر می‌شود. همانطور که در شکل می‌بینید، نوزاد کرم‌شکلی در حال خوردن برگ تنباکو است. از یاخته‌های آسیب‌دیدۀ برگ، ترکیب فراری متصاعد می‌شود که نوعی زنبور وحشی آن را شناسایی می‌کند. زنبور ماده‌ای که در اطراف زندگی می‌کند، با ردیابی این مواد، خود را به نوزاد کرم‌شکل رسانده و روی آن تخم می‌گذارد. نوزادان زنبور پس از خروج از تخم، از نوزاد کرم‌شکل تغذیه کرده و در نتیجه آن را می‌کشند. این رویداد منجر به کاهش جمعیت حشرۀ آفت می‌شود.

    با توجه به برگ گیاه تنباکو

    الف. می‌توان گفت آزاد شدن ترکیبات فرار سبب مرگ نوزاد کرم می‌شود؟

    پاسخ

    خیر، چون چیزی که روی برگ گیاه تنباکو است نوزاد کرمی شکل پروانه است نه نوزاد کرم.


    ب. آیا نیکوتین تنباکو برای نوزاد کرمی شکل سمی‌ست؟

    پاسخ

    خیر. این نوزاد بی‌هیچ مشکلی روی تنباکو زندگی می‌کند.


    پ. در هنگام خورده شدن برگ توسط نوزاد کرمی شکل چه نوع ترکیب شیمیایی دیگری به جز ترکیب فرار در برگ ترشح می‌شود؟

    پاسخ

    به دلیل آسیب بافتی در اینجا اتیلن نیز آزاد می‌شود. در تمام آسیب‌های بافتی گیاه اتیلن آزاد می‌شود.


    ت. زنبور وحشی کجا تخم می‌گذارد؟

    پاسخ

    زنبور وحشی روی نوزاد کرمی شکل تخم می‌گذارد نه برگ.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • تنظیم‌کننده های رشد در گیاهان

    اوّلین آزمایش

    خم شدن گیاهان به سمت نور پدیده‌ای رایج در طبیعت است. چارلز داروین، که به مطالعۀ پدیدۀ حرکت در گیاهان علاقه‌مند بود، همراه با پسرش آزمایش‌هایی را با استفاده از دانه‌رُستِ نوعی گیاه از گندمیان برای بررسی این موضوع طراحی و اجرا کرد. آن‌ها دریافتند دانه‌رُست در صورتی به سمت نور یک‌جانبه (نوری که از یک طرف به گیاه می‌تابد) خم می‌شود که نوک آن در برابر نور باشد. با توجه به خم شدن دانه‌رُست به سمت نور یک‌طرفه، به نظر شما کدام یک از سطوح داخلی یا خارجی آن رشد بیشتری دارد؟

    (اعداد به ترتیب از سمت راست تصویر مرتب شده اند)کاری که انجام دادندنتیجه‌ای که حاصل شد
    ۱قرار دادن دانه‌رست در برابر نور یک‌جانبهخم شدن نوک دانه‌رست به سمت نور
    ۲گذاشتن پوشش مات روی نوک دانه‌رست و قرار دادن آن در برابر نور یک‌جانبه عدم خم شدن دانه‌رست
    ۳گذاشتن پوشش شفاف روی نوک دانه‌رست و قرار دادن آن در برابر نور یک‌جانبه خم شدن نوک دانه‌رست به سمت نور
    ۴گذاشتن پوشش مات روی سطحی پایین‌تر از نوک دانه‌رست و قرار دادن آن در برابر نور یک‌جانبه خم شدن نوک دانه‌رست به سمت نور
    ۱-در خم شدن دانه‌رست به سمت نور یک‌طرفه، سطح خارجی آن نسبت به سطح داخلی آن رشد بیشتری می‌کند(دقت کنید این رشد از نظر ابعاد است نه با تقسیم سلول).
    ۲-در رویش دانه‌رست چمن ریشه و ساقه از دو سمت مخالف از دانه بیرون زده‌اند.
    ۳-داروین نتوانست بفهمد که چه ماده‌ای سبب خم شدن ساقه می‌شود.

    بعدها محققان دیگری با انجام آزمایش‌هایی نشان دادند که عامل خم شدن دانه‌رُست به سمت نور، ماده‌ای است که در نوک آن وجود دارد. به شکل زیر توجه کنید! در این آزمایش، نوک دانه‌رُستی را که در نور همه‌جانبه رشد کرده است، بُریده و برای مدتی روی آن قطعه‌ای از آگار قرار داده‌اند. بعد از مدتی این قطعۀ آگار را روی لبه دانه‌رُستی قرار می‌دهند که نوک آن بریده شده؛ همان‌طور که می‌بینید دانه‌رُست خم شده است، در حالی که قرار دادن آگار معمولی روی دانۀ رُستِ بدون نوک، سبب خم شدن آن نمی‌شود.

    خم شدن دانه‌رُست به معنای اختلاف اندازۀ یاخته‌های دو طرف آن است. مشاهده‌های میکروسکوپی نیز نشان داد که رشد طولی یاخته‌ها در سمت سایه بیشتر از یاخته‌هایی است که در سمت رو به نور قرار دارند. نور یک‌جانبه باعث جابه‌جایی این ماده از سمت مقابل نور به سمت سایه (دور از نور) می‌شود. در نتیجه، به علت تجمع این ماده در سمت سایه، رشد طولی یاخته‌ها در این سمت بیشتر از سمت رو به نور است و در نتیجه دانه‌رُست خم می‌شود (شکل ۴). رشد جهت‌دار اندام‌های گیاه در پاسخ به نور یک‌جانبه را نورگرایی نامیدند. سرانجام ترکیب شیمیایی این ماده شناسایی و «اکسین»، به معنای «رشد کردن»، نامیده شد. پژوهش‌های بیشتر نشان داد که انواعی از ترکیبات مشابه اکسین در گیاهان متفاوت ساخته می‌شوند که اثرات مشابه دارند؛ بنابراین، نام اکسین‌ها را به این گروه از ترکیبات دادند.

    کشف اکسین سرآغازی برای شناسایی ترکیبات دیگری بود که رشد و فعالیت‌های گیاهان را تنظیم می‌کنند. این ترکیبات را تنظیم‌کننده‌های رشد یا هورمون‌های گیاهی نامیدند. انواعی از تنظیم‌کننده‌های رشد در گیاهان تولید می‌شوند. اکسین‌ها، سیتوکینین‌ها، جیبرلین‌ها، اتیلن و آبسیزیک اسید پنج تنظیم‌کنندۀ رشد هستند که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شوید.

    محرک‌های رشد

    اکسین‌ها، سیتوکینین‌ها و جیبرلین‌ها در فرایندهای رشد مانند تحریک تقسیم یاخته، رشد طولی یاخته‌ها، ایجاد و حفظ اندام‌ها نقش دارند. گرچه این تنظیم‌کننده‌ها را به عنوان محرک رشد می‌شناسیم، اما بر اساس مقدار و محل اثر ممکن است نقش بازدارنده نیز داشته باشند. در ادامه به عملکرد هر یک از این تنظیم‌کننده‌ها می‌پردازیم.

    عامل‌های رشد همگی پسوند «ها» دارند، این یعنی به طور مثال چند نوع اکسین وجود دارد.

    اکسین‌ها

    اکسین با افزایش رشد طولی یاخته‌ها، سبب افزایش طول ساقه می‌شود. اکسین ریشه‌زایی را تحریک می‌کند؛ بنابراین، برای تکثیر رویشی گیاهان با استفاده از قلمه به کار می‌رود. اکسین‌ها را به طور صنعتی می‌سازند و آن‌ها را در مواردی مانند تشکیل میوه‌های بدون دانه و درشت کردن میوه‌ها به کار می‌برند.

    بعد از کشف ساختار شیمیایی اکسین‌ها، این ترکیبات به طور مصنوعی ساخته و پژوهش‌هایی برای شناسایی اثر آن‌ها بر گیاهان انجام شد. محققان دریافتند که بعضی از این ترکیبات، گیاهان دو لپه‌ای را از بین می‌برند؛ بنابراین، آن‌ها را برای ساختن سموم کشاورزی به منظور از بین بردن گیاهان خودرو در مزارعی مانند مزرعه گندم، به کار بردند. عامل نارنجی که مخلوطی از اکسین‌ها بود، چنین اثری داشت. ایالات متحدۀ آمریکا در جنگ با ویتنام به مدت ده سال عامل نارنجی را به کار برد.

    در نتیجه بخشی از جنگل‌های ویتنام که مخفیگاه مبارزان بود و نیز زمین‌های کشاورزی آن‌ها از بین رفت. تولید عامل نارنجی با اتمام این جنگ، ممنوع شد؛ اما چند دهه طول کشید تا جنگل‌ها احیا شوند. سرطان و تولد نوزادان با نقص‌های مادرزادی از اثرات این ماده بود.

    با توجه به اکسین

    الف. اکسین چگونه می‌تواند باعث کنترل تقسیم سلول انسانی را به هم بزند؟

    پاسخ

    این هورمون می‌تواند موجب سرطان شود. در سرطان کنترل تقسیم سلول‌ها به هم می‌خورد.

    سیتوکینین‌ها:هورمون جوانی

    سیتوکینین‌ها با تحریک تقسیم یاخته‌ای و در نتیجه ایجاد یاخته‌های جدید، پیر شدن اندام‌های هوایی گیاه را به تأخیر می‌اندازند. به همین علت با افشانه کردن سیتوکینین روی برگ و گل‌ها آن‌ها را تازه نگه می‌دارند. سیتوکینین‌ها هورمون ساقه‌زایی نیز نامیده می‌شوند. به کارگیری این هورمون در کشت بافت، سبب ایجاد ساقه از یاخته‌های تمایز نیافته می‌شود.

    شاخه و برگ‌های بیشتر: برهم‌کنش دو تنظیم‌کننده

    اگر بخواهید گیاهی پر شاخ و برگ‌تر داشته باشید، چه کار می‌کنید؟ احتمالاً سرشاخه‌ها را که محل جوانه‌های رأسی ( انتهایی) هستند، قطع می‌کنید. همانطور که در شکل (ب) می‌بینید با قطع جوانۀ رأسی، جوانه‌های جانبی رشد کرده و شاخ و برگ جدید ایجاد کرده‌اند. به اثر بازدارندگی جوانۀ رأسی بر رشد جوانه‌های جانبی، چیرگی رأسی می‌گویند. با قطع جوانه رأسی مقدار سیتوکینین در جوانه‌های جانبی افزایش و مقدار اکسین آن‌ها کاهش می‌یابد؛ در نتیجه جوانه‌های جانبی رشد می‌کنند. اگر بعد از قطع جوانۀ رأسی، در محل برش، اکسین قرار دهیم؛ جوانه‌های جانبی رشد نمی‌کنند (شکل پ). این آزمایش نشان می‌دهد که اکسین از جوانۀ رأسی به جوانه‌های جانبی می‌رود و مانع از رشد آن‌ها می‌شود.

    عامل اصلی رشد جوانه‌های جانبی اکسین است.

    فعالیت

    قرارگیری کال در محیطی با اکسین کم و سیتوکینی زیاد سبب ساقه‌زایی می‌شود.

    قرارگیری کال در محیطی با اکسین زیاد و سیتوکینین کم سبب ریشه‌زایی می‌شود.

    جیبرلین‌ها: تلاش برای رفع مشکل

    کشف جیبرلین‌ها حاصل تلاش دانشمندان ژاپنی در بررسی نوعی بیماری قارچی بود که دانه‌رُست‌های برنج به آن مبتلا می‌شدند. آلودگی دانه‌رُست‌ها به قارچ جیبرلا سبب می‌شد تا به سرعت رشد کنند. این دانه‌رُست‌ها باریک و دراز بودند و بافت استحکامی کافی نداشتند، در نتیجه خم می‌شدند و روی زمین می‌افتادند.

    خم شدن دانه‌رست چمن در نورگرایی به دلیل تجمع اکسین در سایه رخ می‌دهد.

    خم شدن دانه‌رست‌های برنج نوعی بیماری‌ست که به علت افزایش جیبرلین‌ها رخ می دهد.

    مسلماً چنین بیماری سبب کاهش محصول برنج و در نتیجه زیان‌های فراوان بود. دانشمندان با استخراج و شناسایی ترکیبات به دست آمده از قارچ جیبرلا، توانستند جیبرلین‌ها را شناسایی و معرفی کنند.

    پس از آن مشخص شد که جیبرلین‌ها در گیاهان نیز تولید می‌شوند و رشد و فعالیت‌های آن‌ها را کنترل می‌کنند. این تنظیم‌کننده‌های رشد در افزایش طول ساقه از طریق تحریک رشد طولی یاخته و تقسیم آن، رشد میوه و رویش دانه‌ها نقش دارند؛ این هورمون گیاهی را برای تولید میوه‌های بدون دانه و درشت کردن میوه‌ها به کار می‌برند.

    جیبرلین‌ها و رویش بذر غلات: رویان غلات در هنگام رویش دانه، مقدار فراوانی جیبرلین می‌سازند. این هورمون بر خارجی‌ترین لایه درون دانه (لایه گلوتن‌دار) اثر می‌گذارد و سبب تولید و رها شدن آنزیم‌های گوارشی در دانه می‌شود. این آنزیم‌ها دیواره یاخته‌ها و ذخایر درون دانه را تجزیه می‌کنند. نشاسته یکی از این ذخایر است که بر اثر آنزیم آمیلاز تجزیه می‌شود.

    لپه هم در انتقال جیبرلیک‌اسید از رویان به درون‌دانه و هم در انتقال گلوکز از درون‌دانه به گلوکز نقش دارد.

    دقت کنید آخرین لایه دانه لایه گلوتن‌دار نیست بلکه پوسته دانه است.

    در بذر غلات(فرض کنید ۲n)

    الف. وضعیت کروموزومی سلول ترشح‌کننده جیبرلیک‌اسید چگونه است(n/۲n/۳n)؟

    پاسخ

    ۲n


    ب. وضعیت کروموزومی سلول انتقال‌دهنده جیبرلیک‌اسید به سمت سلول هدف چگونه است(n/۲n/۳n)؟

    پاسخ

    ۲n


    پ. وضعیت کروموزومی سلول‌های هدف جیبرلیک اسید چگونه است(n/۲n/۳n)؟

    پاسخ

    ۳n

    با توجه به جیبرلین

    الف. این هورمون چطور با فرایند لقاح ارتباط دارد؟ این ویژگی مانند چه هورمون دیگری‌ست؟

    پاسخ

    جبیرلین باعث تولید میوه‌های بدون دانه می‌شود و یکی از راه‌های ایجاد میوه‌های بدون دانه جلوگیری از لقاح است. علاوه بر جیبرلین اکسین نیز در تولید میوه‌های بدون دانه نقش دارد.

    با توجه به انواع دانه‌رست در کتاب درسی

    الف. چه دانه‌رست‌هایی در کتاب درسی وجود دارد؟

    پاسخ

    دانه‌رست ذرت – دانه‌رست لوبیا – دانه‌رست پیاز – دانه‌رست آلبالو – دانه‌رست چمن – دانه‌رست غلات


    ب. از بین این دانه‌ست‌ها ساقه کدام یک به صورت خمیده از خاک خارج می‌شود؟

    پاسخ

    لوبیا و پیاز

    بازدارنده‌های رشد

    آبسیزیک اسید و اتیلن دو تنظیم‌کنندۀ رشدند که در فرایندهای متفاوتی مانند مقاومت گیاه در شرایط سخت، رسیدگی میوه‌ها، ریزش برگ و میوه نقش دارند.

    آبسیزیک اسید: مقابله با شرایط نامساعد

    با فرض اینکه محیط رطوبت کافی برای تأمین آب مورد نیاز برای رشد دانه‌رُست را نداشته باشد، اگر دانه در این شرایط رویش یابد، چه بر سر دانه‌رُست می‌آید؟ اگر گیاه در شرایط خشکی قرار گیرد و روزنه‌ها همچنان باز بمانند چه اتفاقی رخ می‌دهد؟

    شرایط نامساعد محیط مانند خشکی، تولید آبسیزیک اسید را در گیاهان تحریک می‌کند. آبسیزیک اسید سبب بسته شدن روزنه‌ها و در نتیجه حفظ آب گیاه و همچنین مانع رویش دانه و رشد جوانه‌ها در شرایط نامساعد می‌شود. به طور کلی این تنظیم‌کننده، رشد گیاهان را در پاسخ به شرایط نامساعد، کاهش می‌دهد.

    آبسیزیک‌اسید روی روزنه‌های آبی اثری ندارد.

    آبسیزیک اسید اثری مخالف جیبرلین در رویش دانه دارد و باعث خفتگی دانه می‌شود.

    آبسیزیک‌اسید با کاهش فشار توروژسانسی باعث بسته شدن روزنه‌ها می‌شود.

    با توجه به آبسیزیک‌اسید

    الف. این هورمون چگونه باعث ورود یون به سلول‌های عادی روپوست می‌شود؟

    پاسخ

    آبسیزیک‌اسید باعث بسته شدن روزنه می‌شود. در هنگام بسته شدن روزنه یون‌ها از سلول‌های نگهبان روزنه خارج می‌شود و به سلول‌های اطراف وارد می‌شود.

    اتیلن: رسیدن میوه‌ها

    شاید شما هم شنیده‌اید که برای رسیدن میوه‌های نارس می‌توانید در پاکت میوه‌ها، یک سیب یا موز رسیده قرار دهید. از میوه رسیده چه چیزی خارج می‌شود که باعث رسیدن میوه‌های نارس می‌شود؟

    دانشمندان در پژوهش‌های خود دریافتند که از میوه‌های رسیده اتیلن آزاد می‌شود و مقدار اتیلن با رسیدن میوه افزایش می‌یابد. اتیلن گازی است که از سوخت‌های فسیلی نیز رها می‌شود. سال‌ها قبل از آنکه دانشمندان بدانند گیاهان اتیلن تولید می‌کنند، معلوم شده بود که اتیلن حاصل از سوخت‌های فسیلی باعث ریزش برگ درختان می‌شود.

    اتیلن در ریزش میوه نیز نقش دارد. بافت‌های آسیب‌دیده گیاهان نیز اتیلن تولید می‌کنند. گاهی میوه‌ها را نارس می‌چینند و زمانی که می‌خواهند آن‌ها را در بازار پخش کنند، به مدت مشخصی، در محیط اتیلن‌دار قرار می‌دهند تا برسند.

    اتیلن در رسیدگی میوه باعث تبدیل کلروپلاست به کروموپلاست می‌شود.

    ردپای اتیلن در چیرگی رأسی

    اکسین، عامل چیرگی رأسی است و مانع رشد جوانه‌های جانبی در حضور جوانۀ رأسی یا انتهایی می‌شود. اکسینِ جوانۀ رأسی، تولید اتیلن در جوانه‌های جانبی را تحریک می‌کند و در نتیجه با افزایش اتیلن در جوانه‌های جانبی، رشد آن‌ها متوقف می‌شود.

    در جوانه‌های جانبی اکسین و اتیلن اثری مثابه دارند.

    در جوانه‌های جانبی اکسین و سیتوکینین اثری مخالف هم دارند.

    ریزش برگ

    برگ هنگامی می‌ریزد که ارتباط آن با شاخه قطع شده باشد. با توجه به شناختیکهاز ساختار یاخته‌ها و بافت‌های گیاهی دارید، آیا می‌توانید تغییراتی را که در ساختار برگ رخ می‌دهد، پیش‌بینی کنید؟

    اگر بنا باشد که ارتباط برگ با شاخه قطع شود، باید یاخته‌ها از هم جدا شوند. مشاهدات میکروسکوپی نشان می‌دهد که در قاعده دمبرگ در محل اتصال به شاخه، لایۀ جداکننده تشکیل می‌شود. یاخته‌ها در این منطقه به علت فعالیت آنزیم‌های تجزیه‌کننده از هم جدا می‌شوند و به تدریج از بین می‌روند، در نتیجه برگ از شاخه جدا می‌شود. با چوب پنبه‌ای شدنِ یاخته‌هایی از شاخه که در محل اتصال به دمبرگ قرار دارند، لایۀ محافظی در برابر محیط بیرون ایجاد می‌شود.

    مشخص شده است که برگ در پاسخ به افزایش نسبت اتیلن به اکسین، آنزیم‌های تجزیه‌کنندۀ دیواره را تولید می‌کند.

    ترتیب اتفاقات برای ریزش برگ:

    ۱-تشکیل لایه جداکننده در قاعده دمبرگ در محل اتصال به شاخه

    ۲-افزایش نسبت اتیلن به اکسین در برگ

    ۳-تولید آنزیم‌های تجزیه‌کننده دیواره سلولی توسط سلول‌های لایه جداکننده

    ۴-جدا شدن برگ از شاخه

    ۵-چوب‌پنبه‌ای شدن دیواره سلول‌هایی از شاخه که در محل اتصال به دمبرگ قرار دارد.

    ۶-تشکیل لایه محافظ در شاخه

    ضخامت لایه محافظ از لایه جدا کننده بیشتر است.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • از یاخته تخم تا گیاه

    تخم تقسیم می‌شود

    رویان از تقسیمِ پی‌درپیِ یاختۀ تخم تشکیل می‌شود. در نخستین تقسیمِ تخم، دو یاخته بزرگ و کوچک ایجاد می‌شود. (این تقسیم از چه نوعی است؟)

    از تقسیم یاختۀ بزرگ، بخشی به وجود می‌آید که ارتباط بین رویان و گیاه مادر را ایجاد می‌کند. یاختۀ کوچک منشأ رویان است. مراحل تشکیل رویان را در شکل زیر می‌بینید. لپه‌ها بخشی از رویان‌اند. ساقه و ریشۀ رویانی نیز در دو انتهای رویان تشکیل می‌شوند. پوستۀ تخمک نیز تغییر می‌کند و به پوستۀ دانه تبدیل می‌شود. بنابراین، دانه شامل پوسته، رویان و ذخیرۀ غذایی است. ذخیرۀ غذایی هنگام رشد رویان به مصرف می‌رسد. با توجه به شکل، رویان از چه بخش‌هایی تشکیل شده است؟

    در ابتدا سرعت تقسیم سلول بزرگ حاصل از تقسیم سلول تخم بیشتر از سلول کوچک است.

    سلول کوچک حاصل از تقسیم تخم به صورت برابر سیتوپلاسم خود را تقسیم می‌کند ولی سلول بزرگ این گونه نیست و سلول‌های حاصل از آن اندازه برابر ندارد.

    در بخش اتصال دهنده رویان به گیاه مادر یکی از سلول‌ها نسبت به سایر سلول‌ها اندازه بزرگ‌تری دارد.

    سلول تخم در همان محل ایجاد شدن کیسه رویانی شروع به تقسیم می‌کند.

    لپه‌های در حال تشکیل ابتدا ظاهری قلبی‌شکل بعد کشیده و در نهایت دچار خمیدگی می‌شوند.

    پوسته دانه از تقسیم سلول تخم اصلی ایجاد نشده است. بلکه همان پوسته تخمک است که دچار تغییراتی شده است. این یعنی محتوای ژنتیکی آن همان محتوای ژنتیکی گیاه مادر است.

    تقسیم نامساوی سیتوپلاسم در گیاهان
    فرایندنوع تقسیمسلول بزرگ‌ترسلول(های) کوچک‌تر
    تبدیل گرده نارس به گرده رسیدهمیتوزسلول رویشی(n)سلول زایشی(n)
    تقسیم بافت خورشمیوزسلول سازنده کیسه رویانی(n)سه سلولی که از بین می‌روند(n)
    تقسیمات سازنده کیسه رویانیمیتوزسلول دوهسته‌ای(n+n) > سلول تخم‌زا(n)سایر سلول‌های کیسه رویانی(n)
    اولین تقسیم سلول تخم اصلیمیتوزسلول سازنده بخش اتصال‌دهنده رویان به مادر(۲n)سلول تشکیل‌دهنده رویان(۲n)
    وضعیت بخش‌های مختلف دانه
    نام بخشمجموعه کروموزومیمشابهت ژنتیکیمنشا
    پوسته دانه۲
    رویان(ریشه رویانی، ساقه رویانی و لپه)
    آندوسپرم۲

    ممکن است دروندانه به عنوان ذخیرۀ دانه باقی بماند، یا اینکه جذب لپه‌ها شود؛ مثلاً در ذرت، ذخیرۀ دانه در آندوسپرم(دروندانه-endosperm) است و نقش لپه، انتقال مواد غذایی از آندوسپرم به رویان در حال رشد است.

    در دانۀ لوبیا مواد غذایی جذب لپه‌ها و در آنجا ذخیره می‌شوند، در نتیجه لپه‌ها که بزرگ شده‌اند، بخش ذخیره‌ای دانه را تشکیل می‌دهند. به لپه‌ها برگ‌های رویانی نیز می‌گویند؛ زیرا در بسیاری از گیاهان گلدار از خاک بیرون می‌آیند و به مدت کوتاهی فتوسنتز می‌کنند.

    فعالیت

    دانه لوبیای سمت چپ دانه نابالغ است، به همین دلیل باقی‌مانده درون‌دانه در آن وجود دارد.

    دانه لوبیای سمت راست دانه لوبیای بالغ است و لپه‌ها به طور کامل درون‌دانه را مصرف کرده‌اند.

    ریشه زودتر از ساقه از دانه خارج می‌شود.

    مقایسه دانه لوبیا و ذرت
    دانه ذرتدانه لوبیا
    در دانه بالغ آندوسپرم وجود دارددر دانه بالغ آندوسپرم به لپه‌ها منتقل می‌شود
    آندوسپرم بزرگ‌ترین بخش دانه استلپه‌ها بزرگ‌ترین بخش دانه هستند
    لپه‌ها تغییر اندازه نمی‌دهندلپه‌ها به دلیل دریافت مواد غذایی آندوسپرم بزرگ می‌شوند
    لپه فقط در انتقال مواد غذایی از‌ آندوسپرم به رویان نقش دارندلپه‌ها هم در انتقال مواد به رویان و هم در ذخیره مواد غذایی نقش دارند
    آندوسپرم بخش ذخیره‌ای دانه استلپه بخش ذخیره‌ای دانه است

    با توجه به تشکیل رویان و دانه

    الف. در گیاه ذرت وضعیت کروموزومی اندوخته غذایی دانه چگونه است(n/۲n/۳n)؟

    پاسخ

    در گیاهان تک‌لپه درون‌دانه به عنوان اندوخته غذایی باقی می‌ماند. درون‌دانه در یک گیاه ۲n، سه مجموعه کروموزومی دارد و ۳n است.


    ب. در گیاهی که وضعیت کروموزومی ذخیره دانه به صورت ۳n باشد نقش لپه‌ها چیست؟

    پاسخ

    در گیاهی که ذخیره دانه وضعیت کروموزومی ۳n داشته باشد یعنی درون‌دانه جذب لپه‌ها نشده است، بنابراین لپه در این دانه نقش ذخیره‌ای ندارد و نقش آن انتقال مواد از آندوسپرم به رویان است.

    رویش دانه

    پوستۀ دانه‌ها معمولاً سخت است. به نظر شما پوستۀ دانه از چه نوع یاخته‌هایی تشکیل شده است؟ پوستۀ دانه، رویان را در برابر شرایط نامساعد محیط و صدمه‌های فیزیکی یا شیمیایی حفظ می‌کند و با جلوگیری از ورود آب و اکسیژن به دانه، مانع از رشد سریع رویان می‌شود.

    بعد از تشکیل رویان، رشد آن تا مدتی متوقف می‌شود. رویان در شرایط مناسب رشد خود را از سر می‌گیرد و به صورت گیاهی کوچک که به آن نهال می‌گویند، از دانه خارج می‌شود. در این حالت گفته می‌شود که دانه رویش یافته است.

    دانه برای رویش به آب، اکسیژن و دمای مناسب نیاز دارد. دانه‌ها با جذب آب متورم می‌شوند و پوستۀ آنها شکاف برمی‌دارد. در نتیجه اکسیژن کافی به رویان می‌رسد. رویان با استفاده از ذخایر غذایی، رشد و نمو خود را از سر می‌گیرد.

    تقسیم سریع یاخته‌های مریستمی به طول ساقه و ریشه می‌افزاید. سه سامانه بافتی نیز در ساقه و ریشه شکل می‌گیرند. (آیا سه سامانه بافتی را به یاد دارید؟) در نهان‌دانگان، بر اساس اینکه لپه‌ها درون خاک بمانند یا همراه با ساقه از خاک خارج شوند، به ترتیب رویش زیرزمینی و رویش روزمینی تعریف شده است.

    گیاهان گلدار بعد از مدتی که از رشد رویشی آنها گذشت؛ یعنی برگ، شاخه و ریشه‌های جدید تولید کردند، می‌توانند به ترتیب گل، میوه و دانه تشکیل دهند.

    در ذرت ریشه هم درون خاک و هم بیرون از خاک وجود دارد.

    هم در تک‌لپه‌ای‌ها و هم در دولپه‌ای‌ها هر دو نوع رویش زیرزمینی و روزمینی دیده می‌شود.

    در لوبیا برخلاف ذرت لپه‌ها از خاک خارج می‌شود و تا مدتی فتوسنتز نیز انجام می‌دهد.

    در لوبیا برخلاف ذرت ساقه رویانی هنگام خارج شدن از دانه دچار خمیدگی می‌شود.

    با توجه به رویش دانه

    الف. در کدام گیاه باقی‌مانده دانه بیرون از خاک دیده می‌شود؟

    پاسخ

    با توجه به شکل ۱۵ قسمت پ صفحه ۱۳۲ کتاب درسی باقی مانده دانه پیاز خارج از خاک دیده می‌شود. البته در گیاهانی که رویش روزمینی دارند باقی‌مانده دانه از خاک خارج می‌شود، مثلا لوبیا نیز این ویژگی را دارد.


    ب. می‌توان گفت در گیاه پیاز لپه‌ها از خاک خارج می‌شوند؟

    پاسخ

    در پیاز رویش روزمینی وجود دارد، اما این گیاه تک لپه است و یک لپه از خاک خارج می‌شود نه لپه‌ها.


    پ. دانه برای رویش به آب، اکسیژن و …… نیاز دارد.

    پاسخ

    دمای مناسب

    میوه

    گفتیم که تخمک‌ها به دانه تبدیل می‌شوند. میوه از رشد و نمو تخمدان یا بخش‌های دیگر تشکیل می‌شود. میوه‌ای که از رشد تخمدان ایجاد شده، میوه حقیقی نامیده می‌شود (شکل ۱۸)؛ در غیر این صورت، میوه را کاذب می‌نامند؛ مانند میوۀ سیب که حاصل رشد نهنج است.

    کدو، هلو، خیار و فلفل دلمه‌ای میوه‌های حقیقی ولی سیب و گلابی، میوه‌های کاذب مطرح شده در کتاب درسی هستند.

    دیواره تخمدان در هلو بخش خوراکی میوه را تشکیل می‌دهد.

    در هلو نسبت به سیب تخمدان حجیم‌تر است.

    در سیب بیش از یک دانه وجود دارد، زیرا گل‌های گیاه سیب دارای مادگی چند برچه‌ای هستند.

    گل‌های درخت هلو یک برچه‌ای هستند. در تخمدان این گل‌ها یک تخمک وجود دارد.

    فعالیت

    در پرتقال برچه‌ها به طول کامل از هم جدا شده‌اند. در فلفل دلمه‌ای و خیار برچه‌ها به طور ناقص از هم جدا شده‌اند.

    پراکنش میوه‌ها

    میوه‌ها علاوه بر حفظ دانه، در پراکنش آن‌ها نقش دارند. بعضی میوه‌ها به پیکر جانوران می‌چسبند و با آن‌ها جابه‌جا می‌شوند. باد و آب نیز میوه‌ها و دانه ها را جابه‌جا می‌کنند.

    میوه‌های نارس معمولاً مزۀ ناخوشایندی دارند. در نتیجه، دانه‌های نارس تا زمان رسیدگی میوه از خورده شدن به وسیلۀ جانوران حفظ می‌شوند. از طرفی جانوران با خوردن میوه‌های رسیده، در پراکنش دانه‌ها نقش دارند. پوستۀ بعضی دانه‌ها چنان سخت و محکم است که حتی در برابر شیره‌های گوارشی جانوران سالم می‌مانند. رنگ‌های درخشانِ میوه‌های رسیده جانوران را به خود جذب می‌کنند.

    میوه‌های بدون دانه

    شاید میوۀ بدون دانه را به میوه‌ای که دانه دارد، ترجیح دهید. اما چگونه میوۀ بدون دانه ایجاد می‌شود؟ آیا هر میوه‌ای که به آن بدون دانه می‌گوییم، واقعاً بدون دانه است.

    دانستیم بعد از لقاح تخم‌زا و زامه، دانه از رشد و نمو تخمک ایجاد می‌شود؛ بنابراین اگر لقاح انجام نشود، دانه‌ای نیز تشکیل نخواهد شد. پرتقال‌های بدون دانه به این روش ایجاد می‌شوند. برای تشکیل چنین میوه‌ای به تنظیم‌کننده‌های رشد نیاز داریم که در فصل بعد با آن‌ها آشنا می‌شوید.

    حالا اگر لقاح انجام شود، اما رویان قبل از تکمیل مراحل رشد و نمو از بین برود، دانۀ نارس تشکیل می‌شود که ریز و پوستۀ نازک دارد. به چنین میوه‌هایی نیز، میوۀ بدون دانه می‌گویند. موزهای بدون دانه از این نوع‌اند. به نظر شما تشکیل میوه‌های بدون دانه در طبیعت، پدیده‌ای رایج است؟

    با توجه به دانه‌ها

    الف. ممکن است در نوعی میوه بدون دانه تخم اصلی تقسیم انجام دهد؟

    پاسخ

    بله. میوه‌های بدون دانه دو نوع هستند:

    ۱-میوه‌های بدون دانه‌ای که در تخمک آن‌ها لقاح رخ نمی‌دهد؛ در این میوه‌ها به دلیل اینکه لقاح انجام نشده است اصلا تخم اصلی شکل نمی‌گیرد.

    ۲-میوه‌های بدون دانه‌ای که در آن‌ها لقاح انجام شده اما رویان قبل از تکمیل مراحل رشد و نمو از بین می‌رود؛ در چنین میوه‌هایی تخم اصلی تشکیل شده و تقسیمات خود را نیز انجام داده اما قبل از اینکه رویان به طور کامل شکل بگیرد از بین می‌رود.


    ب. در (پرتقال/موز)های بدون دانه تخم اصلی و ضمیمه تشکیل نمی‌شود.

    پاسخ

    در پرتقال بدون دانه لقاح انجام نمی‌شود پس تخم اصلی و ضمیمه تشکیل نمی‌شود.

    با توجه به گرده‌افشانی و پراکنش میوه‌ها

    الف. زنبورهای عسل گل‌هایی را گرده افشانی می‌کند که شهد آن‌ها …… فراوانی داشته باشد.

    پاسخ

    قند


    ب. در از بین گرده‌افشانی و پراکنش میوه، در کدام شیوه جانور دانه را جابه‌جا می‌کند؟

    پاسخ

    دقت کنید دانه در میوه وجود دارد نه در دانه گرده. دانه گرده حاوی سلول‌های رویشی و زایشی‌ست.


    پ. …… میوه‌های رسیده جانوران را به خود جذب می‌کند.

    پاسخ

    رنگ درخشان


    ت. دانه‌های گرده توسط جانوران، باد و …… در محیط پراکنده می‌شود.

    پاسخ

    آب

    عمر گیاهان چقدر است؟

    طول عمر گونه‌های متفاوت گیاهی فرق می‌کند و ممکن است از چند روز تا چند قرن باشد. معمولاً طول عمر درخت‌ها که مریستم پسین دارند، از گیاهان علفی (غیردرختی) بیشتر است. گیاهان را بر اساس طول عمر به چند گروه تقسیم می‌کنند:

    گیاهان یک‌ساله

    این گیاهان در مدت یک سال یا کمتر، رشد و تولیدمثل می‌کنند و سپس از بین می‌روند. گیاه گندم و خیار از گیاهان یک‌ساله هستند.

    گیاهان دو‌ساله

    این گیاهان در سال اوّل رشد رویشی دارند و در سال دوم علاوه بر رشد رویشی، با تولید گل دانه، رشد زایشی دارند؛ مثلاً گیاهانی مانند شلغم و چغندر قند در سال اوّل رشد رویشی دارند و مواد حاصل از فتوسنتز در ریشۀ آن‌ها ذخیره می‌شوند. در سال دوم ساقۀ گل‌دهنده ایجاد می‌شود و مواد ذخیره شده در ریشه برای تشکیل گل دانه مصرف می‌شوند.

    گیاهان چند‌ساله

    این گیاهان سال‌ها به رشد رویشی خود ادامه می‌دهند. بعضی از آن‌ها هر سال می‌توانند گل، دانه و میوه تولید کنند. درخت‌ها و درختچه‌ها از گیاهان چندساله هستند که ممکن است حتی تا چند قرن نیز زندگی کنند. گیاهان علفی چندساله نیز وجود دارد. زنبق مثالی از چنین گیاهانی و دارای زمین‌ساقه است که در خاک باقی می‌ماند.

    همه گیاهان یک‌ساله علفی هستند.

    خیار دارای گلبرگ‌های زردرنگ است.

    در همه گیاهان دو ساله تعداد دوره رویشی دو تعداد دوره زایشی‌ست.

    زنبق گلبرگ‌هایی آبی‌رنگ دارد.

    با توجه به طول عمر گیاهان

    الف. شلغم در سال دوم ساقه …… ایجاد می‌کند.

    پاسخ

    گل‌دهنده


    ب. به نظرتان شلغم را بهتر است چه زمانی برداشت کنند؟

    پاسخ

    در انتهای سال اول، زیرا در انتهای سال دوم با رشد زایشی و گل دادن گیاه مواد درون شلغم مصرف می‌شود.

    فعالیت ۹

    با توجه به گیاه آلبالو

    الف. این گیاه رویش روزمینی دارد یا زیرزمینی؟

    پاسخ

    این گیاه رویش زیرزمینی دارد.


    ب. می‌دانیم یکی از سلول‌های بافت خورش بزرگ می‌شود و میوز انجام می‌دهد. سلول‌های حاصل میوز ۱ این سلول اندازه‌ای برابر دارند یا نابرابر؟

    پاسخ

    این سلول‌ها اندازه‌ای نابرابر دارند.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • تولید مثل جنسی

    هر گلی کامل نیست

    گل، ساختاری اختصاص یافته برای تولیدمثل جنسی است. گلی که در شکل ۵ می‌بینید، دارای گلبرگ، کاسبرگ، پرچم و مادگی است که روی بخشی به نام نهنج قرار دارند. نهنج وسیع و ممکن است صاف، برآمده یا گود باشد.

    اجزای گل در چهار حلقه هم‌مرکز تشکیل می‌شوند. کاسبرگ‌ها در خارجی‌ترین حلقه قرار می‌گیرند. گلبرگ‌ها در حلقۀ دوم و معمولاً به رنگ‌های متفاوت وجود دارند. آیا می‌دانید رنگی بودن گلبرگ‌ها چه اهمیتی دارد؟ پرچم‌ها در حلقۀ سوم و مادگی در چهارمین حلقه تشکیل می‌شوند.

    مادگی گل از یک یا تعدادی برچه ساخته شده است. در واقع، برچه واحد سازندۀ مادگی است. در مادگی‌های چند برچه‌ای، ممکن است فضای مادگی با دیواره برچه‌ها از هم جدا شوند.

    در گیاه آلبالو کاسبرگ‌ها به گلبرگ چسبیده‌اند.

    رنگ گلبرگ‌های کتاب درسی

    سفیدرنگ: گل میمونی WW(فصل ۳ دوازدهم) + گل‌هایی که توسط خفاش‌ها در شب گرده افشانی می‌شود + گیاه خرزهره(فصل ۶ دهم)

    زردرنگ: رنگ گلبرگ کدو و خیار(فصل ۸ یازدهم) + گلبرگ‌های داوودی(فصل ۹ یازدهم)

    آبی‌رنگ: رنگ گل ادریسی در خاک اسیدی(فصل ۷ دهم) + گلبرگ‌های زنبق

    قرمزرنگ: گل میمونی RR(فصل ۳ دوازدهم)

    صورتی‌رنگ: رنگ گلی ادریسی در خاک خنثی و قلیایی(فصل ۷ دهم) + رنگ گلبرگ‌های گیاه آلبالو(فصل ۸ یازدهم) + رنگ گل میمونی RW(فصل ۳ دوازدهم)

    آیا در همۀ گل‌ها این چهار حلقه تشکیل می‌شوند؟ مشاهدۀ گل در گیاهان متفاوت نشان می‌دهد، چنین چیزی نیست. بنابراین، گل‌ها را بر اساس وجود هر چهار حلقه یا نبودن بعضی حلقه‌ها در دو گروه گلِ کامل یا ناکامل قرار می‌دهند. همچنین گل‌هایی که هر دو حلقۀ پرچم و مادگی را داشته باشند، گلِ دو جنسی و آن‌هایی که فقط یکی از این حلقه‌ها را دارند، گلِ تک جنسی می‌نامند.

    هر گل کامل قطعا یک گل دوجنسی نیز هست اما هر گل دوجنسی لزوما یک گل کامل نیست.

    گل‌های ناکامل می‌توانند تک جنسی و یا دوجنسی باشند.

    با توجه به ساختار گل

    الف. از بین گیاهان تک‌لپه و دولپه کدام یک نهنج وسیع دارد؟

    پاسخ

    نهنج در همه گل‌ها وسیع است.

    با توجه به گل کدو

    الف. گل کدو چه رنگی‌ست؟

    پاسخ

    گل کدو زرد رنگ است.


    ب. داخلی‌ترین حلقه گل در همه گیاهان کدو مشابه است؟

    پاسخ

    داخلی‌ترین حلقه گل در کدوی نر حلقه سوم و در کدوی ماده حلقه چهارم است. بنابراین داخلی‌ترین حلقه در همه‌ی گیاهان کدو مشابه نیست.


    پ. داخلی حلقه گل در کدوی نر ضخیم‌تر است یا در کدوی ماده؟

    پاسخ

    داخلی‌ترین حلقه گل در کدوی ماده مادگی و در کدوی نر میله و بساک است. مادگی از بساک پهن‌تر و ضخیم‌تر است.


    ت. کلاله و خامه در کدو (همانند-برخلاف) آلبالو سبز رنگ نیست.

    پاسخ

    کلاله و خامه در کدو برخلاف آلبالو سبز رنگ نیست، اما تخمدان در کدو سبز رنگ است.

    تشکیل یاخته‌های جنسی

    می‌دانید که در تولیدمثل جنسی، از لقاحِ یاختۀ جنسی نر با یاختۀ جنسی ماده، تخم ایجاد می‌شود. یاختۀ جنسی نر در گیاهانی مانند خزه، همانند یاختۀ جنسی نر در جانوران، وسیلۀ حرکتی دارد و می‌تواند در قطره‌های آب یا رطوبتی که سطح گیاه را پوشانده، شنا کند و خود را به یاختۀ جنسی ماده برساند. اما یاختۀ جنسی نر در گیاهان گلدار وسیلۀ حرکتی ندارد. بنابراین، در این گیاهان برای انتقال یاختۀ جنسی نر، ساختاری به نام لولۀ گرده تشکیل می‌شود.

    تشکیل سلول جنسی نر

    به شکل زیر نگاه کنید. کیسه‌های گرده در بساک تشکیل می‌شوند و یاخته‌های دولادی دارند. از تقسیم میوز (کاستمان) این یاخته‌ها، چهار یاختۀ هاپلوئید (تک‌لاد) ایجاد می‌شود که در واقع گرده‌های نارس هستند. هریک از این یاخته‌ها با انجام دادن تقسیم میتوز (رشتمان) و تغییراتی در دیواره، به دانۀ گرده رسیده تبدیل می‌شود.

    دانۀ گرده رسیده یک دیوارۀ خارجی، یک دیوارۀ داخلی، یک یاختۀ رویشی و یک یاختۀ زایشی دارد.

    سلول رویشی ایجادکننده لوله گرده و سلول زایشی ایجادکننده اسپرم است.

    برای تولید هر دانه گرده رسیده یک تقسیم میوز و یک تقسیم میتوز انجام می‌شود، در نتیجه دو بار همانندسازی DNA انجام می‌شود.

    با توجه به تشکیل سلول جنسی نر

    الف. از هر سلول کیسه گرده در نهایت چند سلول ایجاد می‌شود؟

    پاسخ

    روند تشکیل سلول جنسی نر را از ابتدا تا انتها بررسی می‌کنیم:

    یک سلول کیسه گرده ابتدا میوز می‌دهد و چهار گرده نارس ایجاد می‌کند، این چهار گرده نیز تقسیم میتوز انجام می‌دهند و گرده رسیده‌ای ایجاد می‌کنند که دو سلول دارد. پس در نهایت از هر سلول کیسه گرده هشت سلول ایجاد می‌شود.


    ب. از هر سلول کیسه گرده در نهایت چند سلول رویشی ایجاد می‌شود؟

    پاسخ

    یک سلول کیسه گرده ابتدا میوز می‌دهد و چهار گرده نارس ایجاد می‌کند، این چهار گرده نیز تقسیم میتوز انجام می‌دهند و گرده رسیده ایجاد می‌کنند. در هر گرده رسیده یک سلول رویشی وجود دارد. پس از هر سلول کیسه گرده در نهایت چهار سلول رویشی ایجاد می‌شود.


    پ. در لوله گرده چند هسته دیده می‌شود؟

    پاسخ

    در لوله گرده سه هسته دیده می‌شود. هسته اسپرم‌ها و هسته خود سلول رویشی(که لوله گرده را ایجاد می‌کند).

    مقایسه سلول‌های گرده رسیده
    اندازهقابلیت تقسیمقابلیت لقاحمحل شروع رشد و تمایزایجاد کننده سلول جنسی استایجادکننده وسیله انتقال اسپرم‌هابه بخشی حاوی سه هسته تمایز می‌یابد
    سلول رویشیبزرگترنداردنداردروی کلالهخیربلهبله
    سلول زایشیکوچکترداردندارددرون لوله گردهبلهخیرخیر

    تشکیل سلول جنسی ماده

    تخمدان که به صورت بخشی متورم در گل دیده می‌شود، محل تشکیل تخمک‌هاست. تخمک پوششی دولایه‌ای دارد که یاخته‌های دولادی را در بر می‌گیرد. مجموع این یاخته‌ها، بافتی به نام بافت خورش (نوسل) را می‌سازد.

    یکی از یاخته‌های بافت خورش بزرگ می‌شود و با تقسیم میوز (کاستمان)، چهار یاختۀ هاپلوئید (تک‌لاد) ایجاد می‌کند. از این چهار یاخته فقط یکی باقی می‌ماند که با تقسیم میتوز (رشتمان)، ساختاری به نام کیسۀ رویانی با تعدادی یاخته ایجاد می‌کند. تخم‌زا و یاختۀ دو هسته‌ای از یاخته‌های کیسۀ رویانی‌اند که در لقاح با یاخته‌های جنسی نر شرکت می‌کنند.

    دقت کنید تخمک یک پوشش دولایه دارد، نه دو لایه پوشش.

    در قاعده هر تخمک یک منفذ وجود دارد که لوله گرده از آنجا اسپرم‌ها را وارد تخمک می‌کند.

    هر سلول بافت خورش توانایی انجام میوز را ندارد.

    سلول بافت خورش که می‌خواهد میوز انجام دهد ابتدا باید بزرگ شود، یعنی رشد ابعادی انجام دهد.

    میوز سلول خورش همراه با تقسیم سیتوپلاسم به صورت نابرابر است و یکی از سلول‌ها نسبت به بقیه بزرگ‌تر است. این سلول از منفذ تخمک بیشترین فاصله را دارد و سلول باقی‌مانده نامیده می‌شود.

    در هر قطب از کیسه رویانی سه سلول تک هسته‌ای وجود دارد.

    در مرکز کیسه رویانی یک سلول دو هسته‌ای قرار می‌گیرد.

    با توجه به تشکیل سلول جنسی ماده

    الف. می‌توان گفت در گیاهان گل‌دار اسپرم و تخمک در تخمدان لقاح می‌دهند؟

    پاسخ

    اگر به جای تخمک بنویسیم سلول تخم‌زا عبارت بالا درست است. دقت کنید در گیاهان چیزی که با اسپرم لقاح می‌دهد تخمک نیست، بلکه اسپرم و سلول تخم‌زا در ساختاری به نام تخمک لقاح می‌دهند.


    ب. می‌توان گفت تعداد لایه‌های پوشش تخمک با حلقه‌های جنسی گل برابر است؟

    پاسخ

    بله. تخمک یک پوشش دو لایه دارد و گل هم دو حلقه جنسی دارد.


    پ. کدام سلول‌های کیسه رویانی از منفذ تخمک دورتر هستند؟

    پاسخ

    سه سلول بالایی کیسه رویانی از منفذ تخمک دورتر هستند.


    تخمک در حلقه چهارم گل همانند (گرده نارس-کیسه گرده) در حلقه سوم گل است.

    پاسخ

    تخمک جایی‌ست که میوز در آن رخ می‌دهد. در حلقه سوم گل نیز میوز در کیسه گرده رخ می‌دهد و گرده نارس حاصل میوز است.

    ویژگی‌های سلول باقی‌مانده
    حاصل چه نوع تقسیمیچه نوع تقسیمی انجام می‌دهدچه بخشی را ایجاد می‌کندمحل قرارگیری در تخمکتولید سلول‌هایی با قابلیت لقاحتقسیم نابرابر سیتوپلاسم را انجام می‌دهد؟
    میوزمیتوزکیسه رویانیدور از مرکز و منفذ تخمکبله(تخم‌زا + دوهسته‌ای)خیر
    مقایسه سلول باقی‌مانده و تخم‌زا
    اندازهقابلیت تقسیمقدرت لقاحمحل شروع رشد و تمایزتعداد مجموعه کروموزومیپس از لقاح چه تخمی را ایجاد می‌کندموقعیت درون کیسه رویانی
    سلول تخم‌زاکوچک‌ترندارددارددرون کیسه رویانی۱اصلیدر قطب نزدیک به منفذ
    سلول دوهسته‌ایبزرگ‌ترندارددارددرون کیسه رویانی۲ضمیمهمرکز کیسه رویانی

    گرده‌افشانی و لقاح

    با شکافتن دیواره بساک، گرده‌ها رها می‌شوند. دیواره خارجی دانه‌های گرده منفذدار و ممکن است صاف یا دارای تزئیناتی باشد.

    دانه‌های گرده به‌وسیلۀ باد، آب و جانوران در محیط پراکنده و از گلی به گل دیگر منتقل می‌شوند. به انتقال دانه گرده از بساک به کلاله، گرده‌افشانی می‌گویند. در صورتی که کلاله گرده را بپذیرد، یاختۀ رویشی رشد می‌کند و از رشد آن لولۀ گرده تشکیل می‌شود. لولۀ گرده به درون بافت کلاله و خامه نفوذ می‌کند و همراه با خود، دو زامه را که از تقسیم یاختۀ زایشی در لولۀ گرده ایجاد شده‌اند، به سمت تخمک و کیسه رویانی می‌برد.

    گرده‌افشانی ممکن است باعث انتقال دانه گرده رسیده از بساک یک گل به کلاله همان گل شود، در این صورت این گل دو جنسی‌ست.

    در زمان ایجاد لوله گرده دیواره داخلی و خارجی آن روی کلاله می‌ماند.

    اندازه اسپرم‌ها از هسته سلول رویشی بزرگ‌تر است.

    لوله گرده در طول خود منشعب نمی‌شود.

    هر دو گامت نر و ماده در گیاهان در مادگی تشکیل می‌شود(گلی که در آن سلول جنسی تولید می‌شود یا کامل است یا تک‌جنسی ماده).

    از آمیزش یکی از زامه‌ها با یاختۀ تخم‌زا، تخم اصلی تشکیل می‌شود. این تخم به رویان نمی‌نماید. زامۀ دیگر با یاختۀ دو هسته‌ای آمیزش می‌یابد که نتیجۀ آن تشکیل تخم ضمیمه است. تخم ضمیمه با تقسیم‌های متوالی، بافتی به نام دروندانه (آندوسپرم) را ایجاد می‌کند. این بافت از یاخته‌های پارانشیمی ساخته شده و ذخیرۀ غذایی برای رشد رویان است. همین‌طور که دیدید، دو لقاح رخ می‌دهد، به همین علت گفته می‌شود که نهان‌دانگان لقاح مضاعف یا دوتایی دارند.

    اگر هستۀ تخم ضمیمه تقسیم شود، اما تقسیم سیتوپلاسم انجام نگیرد، بافت درون‌دانه به صورت مایع دیده می‌شود. شیر نارگیل مثالی از چنین بافتی است. در حالی که بخش گوشتی و سفیدرنگ نارگیل، درون‌دانه‌ای است که در آن تقسیم سیتوپلاسم نیز انجام شده است.

    در نهان‌دانگان هر دو لقاح درون کیسه رویانی صورت می‌گیرد.

    تخم ضمیمه در بخش مرکزی کیسه رویانی و تخم اصلی در مجاورت منفذ تخمک ایجاد می‌شود.

    در یک گیاه ۲n، آندوسپرم مایع یک سلول بسیار بزرگ با چند هسته ۳n است.

    درون‌دانه نارگیل دو بخش دارد: بخش گوشتی و بخش شیری.

    شیر نارگیل حاصل تقسیم نشدن سیتوپلاسم و بخش گوشتی نارگیل حاصل تقسیم شدن سیتوپلاسم است.

    در فرایند لقاح

    الف. کدام سلول دانه گرده رسیده توانایی لقاح دارد؟

    پاسخ

    هیچ‌کدام. دقت کنید سلول زایشی با تقسیم میتوز اسپرم را می‌سازد و اسپرم توانایی لقاح دارد نه سلول زایشی.


    ب. می‌توان گفت تشکیل سلول‌های جنسی در حلقه سوم و چهارم گل انجام می‌شود؟

    پاسخ

    نادرست. سلول‌های جنسی در گل شامل اسپرم و سلول تخم‌زا است. اسپرم در لوله گرده تولید می‌شود که درون تخمدان قرار دارد. سلول تخم‌زا هم در تخمدان قرار دارد و تخمدان خود نیز در حلقه چهارم گل قرار دارد. پس همه سلول‌های جنسی در گیاهان گل‌دار در حلقه چهارم گل ایجاد می‌شود.


    پ. قرار گرفتن دانه گرده روی کلاله زودتر اتفاق می‌افتد یا تشکیل کیسه رویانی؟

    پاسخ

    با توجه به شکل تشکیل تخم اصلی(شکل ۹ صفحه ۱۲۷ کتاب درسی) ابتدا دانه گرده روی کلاله قرار می‌گیرد و سپس کیسه رویانی تشکیل می‌شود.

    با توجه به لوله گرده

    الف. این لوله از تقسیم چه سلولی ایجاد شده است؟

    پاسخ

    دقت کنید این لوله از تقسیم سلول ایجاد نمی‌شود، بلکه از رشد طولی سلول رویشی ایجاد می‌شود.


    ب. در این لوله چند هسته دیده می‌شود؟

    پاسخ

    در این لوله سه هسته می‌تواند دیده شود. دو هسته مربوط به اسپرم‌ها و یک هسته مربوط به خود سلول رویشی.

    در یک گیاه ۲n

    الف. وضعیت کروموزومی بخش‌های رویشی چگونه است(۲n/۳n/n+n)؟

    پاسخ

    ۲n


    ب. وضعیت کروموزومی بخش‌های تولید مثلی گیاه مانند پرچم چگونه است(۲n/۳n/n+n)؟

    پاسخ

    ۲n


    پ. وضعیت کروموزومی چه سلول‌هایی به صورت n است؟

    پاسخ

    دانه گرده نارس، دانه گرده رسیده، سلول‌های رویشی و زایشی، اسپرم و سلول تخم‌زا


    ت. وضعیت کروموزومی سلول دو هسته‌ای چگونه است(۲n/۳n/n+n)؟

    پاسخ

    n+n


    ث. وضعیت کروموزومی تخم ضمیمه چگونه است(۲n/۳n/n+n)؟

    پاسخ

    ۳n


    ج. وضعیت کروموزومی چند مورد از موارد زیر به صورت ۲n است؟

    پاسخ

    تخم اصلی(رویان)، پوسته دانه، پوسته تخمک، لپه، ساقه رویانی و ریشه رویانی

    گل‌ها و گرده‌افشان‌ها

    گل‌ها چه ویژگی‌هایی باید داشته باشند که جانوران را به سمت خود جلب کنند؟ جانورانی که گرده‌ها را از گلی به گل دیگر منتقل می‌کنند، گرده‌افشان نامیده می‌شوند. پیکر این جانوران، هنگام تغذیه از گل‌ها به دانه‌های گرده آغشته می‌شود و به این ترتیب، دانه‌های گرده را از گلی به گل دیگر منتقل می‌کنند. رنگ‌های درخشان، بوهای قوی و شهد گل‌ها از عوامل جذب جانوران به سمت گل‌ها هستند.

    زنبورهای عسل گلهایی را گرده‌افشانی می‌کنند که شهد آن‌ها قند فراوانی داشته باشد؛ همچنین این گل‌ها علائمی دارند که فقط در نور فرابنفش دیده می‌شوند و زنبور را به سوی شهد گل هدایت می‌کنند. گرده‌افشانی بعضی گیاهان وابسته به باد است. این گیاهان تعداد فراوانی گل‌های کوچک تولید می‌کنند و فاقد رنگ‌های درخشان، بوهای قوی و شهد هستند.

    با توجه به گرده افشانی

    الف. آیا هر گیاهی که گل کوچک دارد لزوما با باد گرده افشانی می‌شود؟

    پاسخ

    خیر. مثلا طبق شکل کتاب گیاهی با گل‌های سفید کوچک وجود دارد که توسط حشرات گرده‌افشانی می‌شود.

    گل قاصد گلبرگ‌های زردرنگ و جدا از هم دارد.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • تولید مثل غیرجنسی

    یاد آوری

    تکثیر با بخش‌های رویشی

    گیاهان می‌توانند به روش غیرجنسی و با استفاده از بخش‌های رویشی، یعنی ساقه، برگ و ریشه تکثیر یابند. مثلاً روی ریشۀ درخت آلبالو، جوانه‌هایی تشکیل می‌شود که از رشد آن‌ها درختان آلبالو ایجاد می‌شوند. چنین تولیدمثلی از نوع غیرجنسی یا رویشی است.

    جوانه مجموعه‌ای از سلول‌های مریستمی و برگ‌های بسیار جوان‌اند.

    ریشه برخی گیاهان مانند درخت آلبالو دارای جوانه است.

    بخشی از ریشه درخت به صورت افقی و بخشی دیگر به صورت عمودی رشد می‌کند.

    پایه‌های جدید آلبالو پس از تشکیل شدن به گیاه مادر متصل می‌مانند.

    معمولاً برای تکثیر گیاهان از بخش‌های رویشی گیاه استفاده می‌کنیم. شاید شما هم با گذاشتن قطعه‌هایی از ساقه در خاک یا آب، گیاهی را تکثیر کرده باشید. در این حالت برای تکثیر گیاه، روش قلمه‌زدن را به کار برده‌اید. به نظر شما قطعه‌ای از ساقه که گیاه جدید ایجاد می‌کند، چه چیزی باید داشته باشد؟

    در قلمه زدن بخش‌هایی از ساقه انتخاب می‌شود که دارای سلول‌های مریستمی هستند.

    پیوند زدن یکی دیگر از روش‌های تکثیر رویشی است. در این روش قطعه‌ای از یک گیاه مانند جوانه یا شاخه به نام پیوندک، روی تنۀ گیاه دیگری که به آن پایه می‌گویند، پیوند زده می‌شود. گیاه پایه ویژگی‌هایی مانند مقاومت به بیماری‌ها، سازگاری با خشکی یا شوری دارد، در حالی که گیاهی که پیوندک از آن گرفته می‌شود، مثلاً میوۀ مطلوب دارد.

    در پیوند زدن گیاه جدیدی شکل نمی‌گیرد. درواقع پیوندک رشد می‌کند و شاخه یا شاخه‌هایی را روی گیاه پایه ایجاد می‌کند که مشابه گیاهی‌ست که پیوندک از آن گرفته شده است.

    دقت کنید پیوندک ریشه تولید نمی‌کند.

    در روش خوابانیدن، بخشی از ساقه یا شاخه را که دارای گره است، با خاک می‌پوشانند. بعد از مدتی از محل گره، ریشه و ساقۀ برگدار ایجاد می‌شود که با جدا کردن از گیاه مادر، پایۀ جدیدی ایجاد می‌شود.

    در دو روش قبلی قلمه زدن و پیوند زدن بخشی از گیاه قبلی از گیاه اولیه جدا می‌شد. در روش خوابانیدن اما این اتفاق رخ نمی‌دهد.

    تخصص یافته‌ها

    انواعی از ساقه‌ها در گیاهان وجود دارند که برای تولیدمثل غیرجنسی ویژه‌ شده‌اند. زمین‌ساقه (ریزوم)، غده، پیاز و ساقۀ رونده، نمونه‌هایی از ساقه‌های ویژه‌شده برای تولیدمثل غیرجنسی هستند.

    ۱-زمین‌ساقه، به‌طور افقی زیر خاک رشد می‌کند و همانند ساقۀ هوایی، جوانه انتهایی و جانبی دارد. این ساقه به‌ موازاتِ رشدِ افقی خود در زیر خاک، پایه‌های جدیدی در محل جوانه‌ها تولید می‌کند. زنبق از گیاهانی است که زمین‌ساقه دارد.

    زنبق نوعی گیاه علفی‌ست.

    زنبق در نزدیکی سطح زمین رشد می‌کند و به آن ریشه‌هایی متصل است.

    با توجه به زمین‌ساقه

    آیا این ساقه تخصص‌یافته به ریشه متصل است؟

    پاسخ

    بله. این ساقه به ریشه متصل است.


    آیا این ساقه توانایی فتوسنتز دارد؟

    پاسخ

    خیر. این ساقه فاقد بخش‌های سبزرنگ و توانایی فتوسنتز است.


    آیا این ساقه به بخش‌های فتوسنتز کننده متصل است؟

    پاسخ

    بله. این ساقه به برگ‌ها متصل است که توانایی فتوسنتز دارند.

    ۲-غده، ساقه‌ای زیرزمینی است که به علت ذخیرۀ مادۀ غذایی در آن متورم شده است. سیب‌زمینی چنین ساقه‌ای است. هر یک از جوانه‌های تشکیل‌شده در سطح غدۀ سیب‌زمینی، به یک گیاه تبدیل می‌شود. برای تکثیر سیب‌زمینی، آن را به قطعه‌های جوانه‌دار تقسیم می‌کنند و در خاک می‌کارند.

    بخش خوراکی سیب‌زمینی درواقع همان ساقه تخصص‌یافته برای تکثیر غیرجنسی‌ست.

    بخش خوراکی در سیب‌زمینی، شلغم و چغندر قند در زیر خاک قرار دارد. این بخش خوراکی در شلغم و چغندر ریشه و در سیب‌زمینی ساقه است(+فعالیت صفحه ۱۲۲).

    ذخیره نشاسته هنگام رویش جوانه‌های سیب‌زمینی برای رشد جوانه‌ها و تشکیل پایه‌های جدید از گیاه سیب‌زمینی مصرف می‌شود(فصل ۶ دهم).

    با توجه به غده در سیب‌زمینی

    الف. آیا این ساقه به ریشه و برگ متصل است؟

    پاسخ

    خیر. غده در سیب‌زمینی به ریشه و برگ متصل نیست.

    ۳-پیاز، ساقۀ زیرزمینیِ کوتاه و کم‌محتوا مانندِ پیاز است که برگ‌های خوراکی به آن متصل‌اند. پیاز خوراکی چنین ساختاری است. نرگس و لاله نیز پیاز دارند. از هر پیاز تعدادی پیاز کوچک تشکیل می‌شود که هر کدام، یک گیاه ایجاد می‌کند.

    پیاز خوراکی گیاهی تک‌لپه با ریشه‌ی افشان است.

    با توجه به پیاز

    الف. آیا این ساقه تخصص‌یافته به ریشه و برگ متصل است؟

    پاسخ

    بله. این ساقه هم به برگ و هم به ریشه متصل است.


    ب. آیا در گیاه پیاز خوراکی همه‌ی برگ‌ها توانایی فتوسنتز دارند؟

    پاسخ

    خیر. در پیاز دو نوع برگ وجود دارد. برگ‌های سبز این گیاه که در خاک قرار ندارند توانایی فتوسنتز دارند اما برگ‌هایی از آن که زیر خاک قرار دارند فاقد توانایی فتوسنتز هستند.

    ۴-ساقۀ رونده، به‌طور افقی روی خاک رشد می‌کند. گیاه توت‌فرنگی ساقۀ رونده دارد. گیاهان توت‌فرنگی جدیدی در محل گره‌ها ایجاد می‌شوند.

    گیاه توت فرنگی برگ‌هایی با رگبرگ منشعب و ریشه افشان دارد.

    با توجه به ساقه رونده

    الف. آیا این گیاه همانند زمین‌ساقه دارای جوانه جانبی و انتهایی است؟

    پاسخ

    بله. هر دو ساقه جوانه جانبی و انتهایی دارند.


    ب. آیا این ساقه به برگ و ریشه متصل است؟

    پاسخ

    بله. ساقه رونده به برگ و ریشه متصل است.


    پ. آیا ساقه رونده توانایی فتوسنتز دارد؟

    پاسخ

    بله. ساقه رونده برخلاف سه ساقه تخصص‌یافته دیگر بخش‌های سبزرنگ دارد و می‌تواند فتوسنتز انجام دهد.

    فناوری و تکثیر گیاهان

    از فنِ کشت بافت برای تولید گیاهان با ویژگی‌های مطلوب و تولید انبوه آن‌ها در آزمایشگاه استفاده می‌شود. در این فن، یاخته یا قطعۀ کوچکی از بافت گیاهی در محیط کشت گذاشته می‌شود. این محیط دارای مواد مورد نیاز برای رشد و نمو گیاه است. یاخته و بافت در شرایط مناسب، با تقسیم رشتمان، توده‌ای از یاخته‌های هم‌شکل را به وجود می‌آورند که کال نامیده می‌شود. کال می‌تواند به گیاهانی تمایز یابد که از نظر ژنی یکسان‌اند. همۀ مراحل کشت بافت در محیطی کاملاً سترون انجام می‌شود.

    بیشتر بدانید: محیط کاملا سترون چیست؟

    محیط کاملاً سترون (به انگلیسی: Aseptic environment) به محیطی گفته می‌شود که عاری از هرگونه میکروب زنده، هاگ یا عوامل بیماری‌زای دیگر باشد.

    در این محیط، اقدامات بسیار سختگیرانه‌ای برای جلوگیری از ورود هرگونه آلودگی میکروبی انجام می‌شود.


    کاربردهای محیط سترون:

    این محیط‌ها در زمینه‌های مختلفی حیاتی هستند:

    1. پزشکی و جراحی:
    • اتاق عمل: برای جلوگیری از عفونت در بیماران حین جراحی.
    • بخش مراقبت‌های ویژه (ICU): برای بیماران با سیستم ایمنی ضعیف.
    • تولید داروهای استریل: مانند واکسن‌ها، سرم‌ها، و آمپول‌ها که نباید هیچ میکروبی داشته باشند.
    1. آزمایشگاه‌های میکروب‌شناسی و زیست‌شناسی مولکولی:
    • کشت سلولی: برای رشد دادن سلول‌های زنده در آزمایشگاه بدون اینکه توسط باکتری یا قارچ آلوده شوند.
    • انجام آزمایش‌های حساس: که کوچکترین آلودگی می‌تواند نتایج را کاملاً تغییر دهد.
    1. صنایع غذایی:
    • تولید محصولات استریل: مانند شیرهای UHT (فوق استریل) یا غذاهای کنسرو شده که باید بدون میکروب و فساد باشند.

    چگونه محیط سترون ایجاد و حفظ می‌شود؟

    • استریلیزاسیون (Sterilization): استفاده از روش‌هایی مانند اتوکلاو (حرارت مرطوب)، حرارت خشک، تشعشع (گاما یا UV)، یا فیلترهای بسیار ریز برای از بین بردن تمام میکروب‌ها.
    • ضدعفونی (Disinfection): استفاده از مواد شیمیایی قوی برای کاهش تعداد میکروب‌ها در سطوح.
    • استفاده از تجهیزات مخصوص: مانند هودهای لامینار (Laminar Flow Hoods) که جریان هوای فیلتر شده ایجاد می‌کنند.
    • پوشش‌های محافظ: پزشکان، پرستاران و تکنسین‌ها از گان، کلاه، ماسک و دستکش استریل استفاده می‌کنند.
    • کنترل محیطی: تنظیم دقیق دما، رطوبت و فشار هوا برای جلوگیری از ورود میکروب‌ها.
    • قرنطینه: جدا کردن محیط استریل از محیط غیر استریل.

    با توجه به فن کشت بافت

    الف. کدام مرحله از کشت بافت در محیط سترون انجام می‌شود؟

    پاسخ

    تمامی مراحل در محیط کاملا سترون انجام می‌شود.


    ب. آیا ساقه و ریشه ایجاد شده در کال از دو بخش یکسان بیرون زده‌اند؟

    پاسخ

    خیر. ساقه و ریشه ایجاد شده در کال از دو بخش متفاوت آن بیرون زده‌اند.


    پ. آیا در ساقه خارج شده از کال می‌توان برگ مشاهده کرد؟

    پاسخ

    بله. برگ‌های کوچک سبز زندگی از انتهای ساقه بیرون زده‌اند. با توجه به آن می‌توان بین ساقه و ریشه تفاوت قائل شد.


    ت. توده کال می‌تواند به گیاهانی تمایز یابد که از نظر …… یکسان هستند.

    پاسخ

    ژنی

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • سلول و بافت در بدن انسان – گفتار سوم دنیای زنده

    در بخش اول این گفتار در مورد سلول‌ها و اجزای تشکیل‌دهنده آن‌ها حرف می‌زنیم.

    سلول‌ها

    سلول واحد عملکرد و ساختار در جانداران است. در شکل بالا ما بخش‌های مختلف یک سلول جانوری را می‌بینیم. این سلول از سه بخش هسته، سیتوپلاسم و غشا تشکیل شده است.

    هسته

    هسته شکل اندازه و کار سلول را مشخص و فعالیت‌های آن را کنترل می‌کند. در هسته دنا قرار دارد. دنا دارای اطلاعات لازم برای تعیین صفات است. هسته پوششی دو لایه دارد. در این پوشش منافذی وجود دارند که از طریق آن‌ها ارتباط بین هسته و سیتوپلاسم برقرار می‌شود.

    چند نکته در مورد هسته

    ساختاری کروی شکل در هسته وجود دارد که هستک نام دارد. هستک در ساختن رناتن نقش دارد.

    هسته مانند میتوکندری دو غشا دارد.

    هسته توسط شبکه آندوپلاسمی زبر احاطه شده است.

    سیتوپلاسم

    به قول کتاب درسی، سیتوپلاسم چیزی‌ست که فضای بین غشای سلول و هسته را پر می‌کند. سیتوپلاسم از دو بخش ماده زمینه‌ای و اندامک‌ها تشکیل شده است.

    ماده زمینه‌ای

    شامل آب و مواد دیگر است. در واقع ماده زمینه‌ای مایع روان درون سیتوپلاسم است که اندامک ندارد.

    اندامک‌ها

    سلول از اندامک‌های مختلف تشکیل شده است. این اندامک‌ها به شکل‌های زیر دیده می‌شوند:
    ۱-بدون غشا
    ۲-با یک غشا
    ۳-با دو غشا

    انواع اندامک‌ها

    اندامک‌های بدون غشا

    سانتریول = اندامکی بدون غشاست که به صورت دو استوانه عمود بر هم دیده می‌شود. این اندامک در تقسیم سلولی نقش دارد.

    رناتن = کار رناتن ساخت پروتئین است. با کار رناتن در سال دوازدهم بیشتر آشنا می‌شویم.

    در پروکاریوت‌ها صرفا اندامک‌های بدون غشا مانند رناتن دیده می‌شود.

    اندامک‌های با یک غشا

    شبکه آندوپلاسمی زبر = شبکه آندوپلاسمی زبر متشکل از کیسه‌ها و دارای رناتن است. کار شبکه آندوپلاسمی زبر ساخت پروتئين است. این شبکه گسترده‌تر است و با غشای هسته در تماس است.

    شبکه آندوپلاسمی صاف = شبکه‌ای از لوله‌هاست و رناتن ندارد. درواقع کار این شبکه ساختن لیپید است. مثلا فسفولیپید غشایی توسط این اندامک ساخته می‌شود. این اندامک از هسته دورتر و به غشای سلول نزدیک‌تر است.

    مقایسه شبکه آندوپلاسمی صاف و زبر
    شبکه آندوپلاسمی زبرشبکه آندوپلاسمی صاف
    تک غشایی هستند.تک غشایی هستند.
    شبکه‌ای از کیسه‌های غشایی به هم متصل هستند.شبکه‌ای از لوله‌های غشایی به هم متصل هستند.
    در تولید پروتئين نقش دارند.در تولید لیپیدها نقش دارند.
    رناتن‌ها به آن‌ها چسبیده‌اند.فاقد رناتن است.

    دستگاه گلژی = از کیسه‌هایی تشکیل شده که روی هم قرار می‌گیرند و به هم اتصال ندارند. دستگاه گلژی در بسته‌بندی مواد و ترشح آن‌ها به خارج از سلول نقش دارد.

    لیزوزوم = کیسه‌ای ست که انواعی از آنزیم‌ها برای تجزیه مواد را دارد.

    چند نکته در مورد لیزوزوم

    لیزوزوم در گیاهان وجود ندارد.

    هر جانداری که لیزوزوم دارد لزوما یک جانور نیست. مثلا پاراسمی یک آغازی دارای لیزوزوم است.

    وزیکول = این کیسه در جابه‌جایی مواد در سلول نقش دارد.

    اندامک‌های با دو غشا

    میتوکندری = دو غشا دارد و کار آن تامین انرژی برای سلول است.

    پاسخ مبهم به یک تناقض: آیا هسته اندامک است؟

    از نظر علمی، هسته اندامک است. سوال اینجاست که نظر کتاب درسی چیست، چون مبنای ما برای آزمون‌های مدرسه و کنکور کتاب درسی‌ست.

    به نظر می‌رسد که کتاب درسی هسته را اندامک نمی‌داند. دو دلیل برای این موضوع وجود دارد:

    ۱-کتاب درسی سلول را متشکل از غشا، هسته و سیتوپلاسم می‌داند و سپس توضیح می‌دهد که سیتوپلاسم از یک سری اندامک تشکیل شده است. این می‌تواند به این معنی باشد که هسته جزئی از اندامک‌ها نیست.

    ۲-وقتی کتاب در صفحه یازده انواع اندامک‌ها را معرفی می‌کند اشاره‌ای به هسته نمی‌کند.

    تکلیف ما چیست؟

    در غالب تست‌ها هسته جزئی از اندامک‌های سلولی محسوب نمی‌شود (نقل به مضمون). اما ممکن است تست‌هایی باشد که بخواهند از دیدگاه علمی استفاده کنند و در آن‌ها هسته نوعی اندامک سلولی در نظر گرفته شود.

    شما هم بهتر است هر دو مورد را در نظر داشته باشید. با اینکه این حرف، حرف مسخره‌ای‌ست، چاره دیگری وجود ندارد.

    غشا

    این ساختار اطراف سلول را احاطه می‌کند و مرز بین بیرون و درون سلول است. در مورد غشا ما ابتدا ساختار غشا را بررسی می‌کنیم و سپس به سراغ روش‌های عبور مواد از غشا می‌رویم.

    بخش لیپید غشا

    فسفولیپید: غشای سلول از دو لایه فسفولیپیدی تشکیل شده است. این فسفولیپیدها روبه‌روی هم قرار می‌گیرند و بخش اعظم غشا را می‌سازد.

    یک مفهوم جدید: آب‌دوست و آب‌گریز بودن

    فسفولیپیدها یک سر آبدوست و یک دم آبگریز دارند. سر این مولکول که در کتاب درسی به صورت دایره نشان داده شده است آب دوست، و دم آن که به صورت چند خط منحنی نشان داده شده آب‌گریز است.

    اگر به ساختار دو لایه‌ای فسفولیپیدها در غشا نگاه کنید، دم‌های آب‌گریز آن‌ها به سمت هم قرار دارند و سرهای آب‌دوست آن‌ها از هم دور هستند.

    کلسترول: کلسترول در هر دو لایه غشای سلول جانوری دیده می‌شود. کلسترول‌ها روبه‌روی فسفولیپیدها قرار می‌گیرند. در سلول گیاهی کلسترول وجود ندارد.

    پخش پروتئینی غشا

    به طور کلی در غشا دو مدل پروتئین دیده می‌شود:

    پروتئين‌های سطحی، که در سطح داخلی و خارجی غشا دیده می‌شود.

    پروتئين‌های سراسری، که تمام عرض غشا را رد می‌کنند. این پروتئین‌ها ممکن است توانایی عبور مواد را داشته باشند یا نداشته باشند. پروتئین‌های با توانایی عبور مواد دو دسته هستند: کانال‌ها و پمپ‌ها که جلوتر با آن‌ها آشنا می‌شویم.

    بخش کربوهیدراتی غشا

    کربوهیدرات‌ها در لایه بیرونی غشا قرار می‌گیرند.

    کربوهیدرات‌ها یا به فسفولیپید‌ها متصل هستند و یا به پروتئین‌ها.

    کربوهیدرات‌ها هم به پروتئين‌های سراسری و هم به پروتئين‌های سطحی متصل می‌شوند.

    دقت کنید چون کربوهیدرات‌ها در لایه درونی غشا حضور ندارند پس به پروتئين‌های سطحی داخل غشا متصل نیستند.

    خودآزمایی ۱

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

    الف. انتقال مواد در عرض غشا از طریق هر پروتئين سراسری مستقر در آن انجام می‌شود.

    پاسخ سوال الف

    نادرست. بعضی از پروتئين‌های سراسری در عرض غشا فاقد منفذ هستند و در عبور مواد نقشی ندارند.

    ب. نوعی لیپید که در ساخت انواعی از هورمون‌ها شرکت می‌کند به کربوهیدرات غشای سلول متصل نمی‌شود.

    پاسخ سوال ب

    درست. کلسترول نوعی لیپید است که در ساخت انواعی از هورمون‌ها شرکت می‌کند. این نوع مولکول به کربوهیدرات غشا متصل نمی‌شود.

    پ. در یک سلول جانوری شبکه آندوپلاسمی‌ای که واجد رناتن است، نسبت به دیگر شبکه آندوپلاسمی از هسته سلول دورتر است.

    پاسخ سوال پ

    نادرست. شبکه آندوپلاسمی واجد رناتن همان شبکه آندوپلاسمی زبر است که در نزدیکی هسته قرار دارد، در حالی که شبکه آندوپلاسمی صاف از هسته دورتر است.

    ت. مولکول‌هایی در غشای سلول که منشعب هستند و با دیگر مولکول‌ها اتصال دارند، جز گروهی از مولکول‌های زیستی محسوب می‌شوند که می‌توانند در خود انرژی ذخیره کنند.

    پاسخ سوال ت

    درست. کربوهیدرات‌ها در غشای سلول منشعب هستند و با دیگر مولکول‌ها اتصال دارند. این گروه می‌توانند در خود انرژی ذخیره کنند.

    ورود مواد به سلول و خروج از آن

    سلول برای ورود مواد به سلول یا خارج شدن از آن از روش‌های مختلفی استفاده می‌کند. قبل از اینکه درباره انواع روش‌های عبور مواد از غشا صحبت کنیم، بهتر است مطلب زیر را بخوانید. ما برای توضیح انواع روش‌ها به مفاهیم زیر نیاز خواهیم داشت.

    مفاهیمی که برای دسته‌بندی روش‌های عبور مواد از غشا باید بدانیم!

    تراوایی نسبی:

    هر مولکولی نمی‌تواند از غشای سلول عبور کند، این یعنی غشا تراوایی نسبی دارد. درواقع غشای سلول به بعضی مواد اجازه عبور می‌دهد و به بعضی دیگر اجازه عبور نمی‌دهد.

    شیب غلظت:

    وقتی یک مولکول در سمتی از غشا بیشتر از سمت دیگر باشد شیب غلظت برقرار می‌شود و مولکول تمایل دارد از سمتی به سمت دیگر برود. مثلا اگر تراکم سدیم در خارج از سلول بیشتر داخل آن باشد، سدیم تمایل دارد که وارد سلول شود.

    انرژی زیستی:

    سلول انرژی لازم برای انجام کارهایش را از مولکول‌هایی مثل ATP تامین می‌کند. وقتی ما عبور مواد از سلول را بررسی می‌کنیم، برخی روش‌های عبور همراه با مصرف ATP هستند و برخی روش‌ها نه.

    با دانستن سه مفهوم بالا حالا می‌توانیم روش‌های انتقال مواد را بررسی کنیم.

    انتشار ساده

    جریان مولکول‌ها از جای پر غلظت به جای کم غلظت انتشار نام دارد. نتیجه انتشار یکسان شدن غلظت آن در محیط است.

    در انتشار ساده مولکول‌ها به دلیل انرژی جنبشی جابه‌جا می‌شوند بنابراین سلول در این انتقال انرژی مصرف نمی‌کند. به زبان دیگر در این نوع انتقال انرژی زیستی مصرف نمی‌شود.

    اکسیژن و کربن‌دی‌اکسید با این روش از غشا عبور می‌کنند.

    انتشار تسهیل شده

    در این روش مولکول‌ها در جهت شیب غلظت و از طریق پروتئين‌ها از غشای سلولی عبور می‌کنند. این روش نیز نوعی انتشار است و در آن سلول انرژی مصرف نمی‌کند.

    اسمز

    به انتشار از غشایی با تراوایی نسبی اسمز می‌گویند.

    در اسمز آب از جایی با غلظت کمتر به جای با غلظت بیشتر می‌رود. اگر در سلول فشار اسمزی به نسبت مایع بین سلولی زیاد باشد آب وارد سلول می‌شود. برعکس این موضوع نیز ممکن است. اگر فشار اسمزی در مایع بین سلولی بیشتر از سلول باشد آب از سلول به سمت مایع سلولی حرکت می‌کند.

    فشار کامل برای توقف کامل اسمز فشار اسمزی محلول نام دارد.

    آیا ممکن است ورود آب توسط اسمز به ترکیدن سلول‌های ما منجر شود؟ خیر. فشار مایع بین سلولی مشابه فشار درون سلول‌هاست و خطر ترکیدن سلول‌ها را تهدید نمی‌کند.

    در روش‌های دیگر انتقال مواد، سلول انرژی مصرف می‌کند. انتقال فعال، درون‌بری و برون‌رانی از این روش‌های انتقال هستند.

    انتقال فعال

    در این فرایند پروتئین‌ها با صرف انرژی مواد را برخلاف شیب غلظت عبور می‌دهد. این انرژی می‌تواند از مولکول‌هایی مانند ATP به دست بیاید.

    در انتقال فعال شکل فضایی پروتئين تغییر می‌کند.

    درون‌بری و برون‌رانی

    برخی سلول‌ها می‌توانند ذرات بزرگ را با فرایندی به نام درون‌بری جذب کند.

    خروج ذره‌های بزرگ از سلول توسط برون‌رانی انجام می‌شود.

    این فرایند با تشکیل ریزکیسه‌های غشایی همراه است. انرژی این انتقال از ATP به دست می‌آید.

    در درون‌بری و برون‌رانی مواد ممکن است برخلاف شیب غلظت یا در جهت شیب غلظت عبور کند. به زبان دیگر درون‌بری و برون‌رانی مستقل از شیب غلظت عمل می‌کنند.

    نکاتی در مورد درون‌بری و برون‌رانی

    در هر دو فرایند درون‌بری و برون‌رانی در اطراف سلول یک کیسه غشایی وجود دارد.

    غشای این ریزکیسه هم مانند غشای سلول دو لایه دارد با یک تفاوت:

    ساختار لایه داخلی غشای این کیسه همانند ساختار لایه خارجی غشای سلول است. این یعنی محتویات این کیسه در تماس با کربوهیدرات‌های غشایی هستند.

    انواع بافت‌های جانوری

    بافت‌های جانوری در چهار نوع پوششی، پیوندی، ماهیچه‌ای و عصبی دیده می‌شوند که کمی در مورد آن‌ها صحبت می‌کنیم. بعدا بیشتر در مورد این بافت‌ها می‌خوانیم و اطلاعات ما کامل‌تر می‌شود.

    در بافت شناسی چند چیز برای ما مهم است. شکل سلول‌ها، مایع بین سلولی، شکل هسته و جایگاه آن و…

    درواقع ما در این درس و درس‌های جلوتر تلاش می‌کنیم که این موارد را برای بافت‌های مختلف و در اندام‌های مختلف بررسی کنیم. فعلا با بررسی کلی بافت‌های بدن آغاز می‌کنیم:

    بافت پوششی

    بافت پوششی چند ویژگی کلی دارد:

    ۱-این بافت سطح بدن،‌ حفره‌ها و مجاری درون بدن(مانند دهان، معده، روده‌ها و رگ‌ها) را می‌پوشاند.

    ۲-سلول‌های این بافت به هم نزدیک هستند و بین آن‌ها فضای بین سلولی اندکی وجود دارد.

    ۳-در زیر سلول‌های این بافت بخشی به نام غشای پایه وجود دارد که این سلول‌ها را به یک‌دیگر و به بافت‌های زیر آن متصل نگه می‌دارد.

    غشای پایه شبکه‌ای از رشته‌های پروتئینی و گلیکوپروتئينی‌ست.

    بافت پوششی به شکل‌های سنگ فرشی، استوانه‌ای و مکعبی دیده می‌شوند.

    بافت پوششی سنگ فرشی

    این بافت به شکل یک لایه و چند لایه دیده می‌شود.

    بافت پوششی سنگ فرشی یک لایه مثلا در مویرگ‌ها وجود دارد. در این بافت همه‌ی سلول‌ها با غشای پایه در تماس هستند.

    بافت پوششی سنگ فرشی چند لایه مثلا در دهان وجود دارد. در این سلول‌های سطحی‌تر ظاهری سنگ فرشی و سلول‌های عمیق‌تر ظاهری مکعبی دارند. در این بافت سلول‌های سطحی‌تر با غشای پایه در تماس نیستند.

    بافت پوششی استوانه‌ای

    این بافت ظاهری استوانه‌ای دارد. در این بافت هسته ظاهری کشیده دارد و به غشای پایه نزدیک است. یکی از جاهایی که این بافت در آن دیده می‌شود روده باریک است.

    چند نکته

    در فصل‌های بعد متوجه می‌شویم که سلول‌های بافت استوانه‌ای می‌توانند دارای ریزپرز یا مژک‌دار باشد. با این موضوع بعدا بیشتر آشنا می‌شویم. فعلا حتی دانستن این موضوع هم زیاد و پرت کننده حواس شماست.

    بافت پوششی مکعبی

    سلول‌های این بافت ظاهری مکعبی دارند و هسته در مرکز سلول قرار دارند. در فصل پنج می‌بینیم که این بافت در نفرون دیده می‌شود.

    بافت پیوندی

    بافت پیوندی از انواع سلول‌ها، رشته‌های پروتئينی مانند رشته‌های کلاژن و رشته‌های کشسان و ماده زمینه‌ای تشکیل شده است. ماده زمینه‌ای بافت پیوندی ممکن است مایع، جامد و یا نیمه جامد باشد.

    رشته‌های کلاژن و کشسان بخشی از ماده زمینه‌ای نیستند.

    بافت‌های پیوندی انواع مختلفی دارد: متراکم، سست، چربی، خون، استخوان و غضروف.

    بافت پیوندی سست

    معمولا بافت زیر بافت پوششی قرار دارد.

    ماده زمینه‌ای آن بیشتر از بافت پیوندی متراکم است.

    رشته‌های کلاژن کمتری نسبت به بافت پیوندی متراکم دارد.

    در این بافت تعداد سلول‌ها نسبت به بافت پیوندی متراکم بیشتر و متنوع‌تر است.

    در این بافت ممکن است سلول‌های چربی دیده شوند.

    رشته‌های کلاژن از رشته‌های کشسان ضخیم‌تر هستند.

    بافت پیوندی متراکم

    سلول‌های کمتری نسبت به بافت پیوندی سست دارند.

    شکل سلول‌های این بافت دوکی شکل است.

    رشته‌های کلاژن بیشتری نسبت به بافت پیوندی سست دارند.

    این نوع بافت ماده زمینه‌ای کمی دارد.

    بافت پیوندی چربی

    این بافت از سلول‌های چربی ساخته شده است.

    این سلول‌ها مولکول‌های چربی زیاد در خود دارند به طوری که هسته به غشای سلول چسبیده است.

    فضای بین سلول‌های چربی متغیر است. اگر این سلول‌ها چربی ذخیره کنند فضای بین سلولی آن‌ها کمتر می‌شود و با از دست دادن چربی فضای بین سلولی آن‌ها بیشتر می‌شود.

    در گفتار قبل خواندیم تری‌گلیسیریدها در ذخیره انرژی نقش مهمی دارند. این مولکول‌ها در سلول‌های چربی ذخیره می‌شوند.

    در مورد بافت‌های خون (فصل چهار دهم) و استخوان (فصل سه یازدهم) در آینده صحبت خواهیم کرد.

    بافت ماهیچه‌ای

    در این بخش انواع بافت ماهیچه‌ای را به اختصار بررسی می‌کنیم. برای این کار آن‌ها را از نظر شش ویژگی (تعداد هسته، شکل سلول، مخطط بودن یا نبودن، نوع عملکرد، دوام انقباض و سرعت انقباض) بررسی می‌کنیم.

    بافت ماهیچه‌ای صاف

    ۱-سلول‌های این بافت تک هسته‌ای هستند.

    ۲-شکل دوکی دارند.

    ۳-مخطط نیستند.

    ۴-عملکرد غیرارادی دارند.

    ۵-دوام انقباض آن‌ها زیاد است.

    ۶-سرعت انقباض آن‌ها کم است.

    بافت ماهیچه‌ای قلبی

    ۱-بسیاری از آن‌ها تک هسته‌ای هستند (سلول‌های دو هسته‌ای هم در آن‌ها دیده می‌شود).

    ۲-شکل این سلول‌ها رشته‌ای منشعب است.

    ۳-این سلول‌ها مخطط هستند.

    ۴-عملکرد این سلول‌ها غیرارادی‌ست.

    ۵-دوام انقباض آن‌ها کم است.

    ۶-سرعت انقباض آن‌ها زیاد است.

    بافت ماهیچه‌ای اسکلتی

    ۱-این سلول‌ها چند هسته‌ای هستند.

    ۲-شکل این سلول‌ها رشته‌ای غیرمنشعب است.

    ۳-نوع عملکرد آن‌ها ارادی‌ست.

    ۴-شکل این سلول‌ها مخطط است.

    ۵-دوام انقباض آن‌ها کم است.

    ۶-سرعت انقباض این سلول‌ها زیاد است.

    خودآزمایی

    الف. در سطحی از سازمان‌یابی حیات که بلافاصله بعد از سلول قرار دارد، همواره سلول‌هایی با شکل‌های گوناگون دیده می‌شود.

    پاسخ سوال الف

    نادرست. در بافت‌های مختلف سلول‌ها می‌توانند شبیه به هم باشند یا نباشند. مثلا در بافت پوششی سنگ‌فرشی تک‌لایه همه سلول‌ها به هم شبیه هستند در حالی که در بافت پوششی سنگ‌فرشی چندلایه این‌گونه نیست.

  • گستره حیات – گفتار دوم دنیای زنده

    در این گفتار ابتدا با تعریف حیات آشنا شده و سپس به سراغ بررسی مولکول‌های زیستی می‌رویم.

    حیات چیست؟

    تعریف حیات بسیار دشوار و گاه حتی غیرممکن است. زیست‌شناسان به جای تعریف حیات ویژگی‌های آن را بررسی می‌کنند:

    ویژگی‌های حیات

    ۱-نظم و ترتیب: همه‌ی جانداران سطحی از سازمان‌یابی دارند و منظم هستند.

    ۲-هومئوستازی: جاندار می‌تواند وضعیت درونی خود را در محدوده ثابتی نگه دارد. مجموعه اعمالی که جاندار برای پایدار نگه داشتن وضعیت درونی خود انجام می‌دهد هومئوستازی نام دارد.

    ۳-رشد و نمو:
    رشد به معنی بزرگ شدن و شامل افزایش برگشت ناپذیر ابعاد یا تعداد سلول‌هاست.
    نمو به معنی عبور از مرحله‌ای به مرحله دیگری از زندگی‌ست. درواقع نمو به معنی به دست آوردن چیزی‌ست که قبلا وجود نداشته است.

    در تک سلولی‌ها رشد تنها با افزایش ابعاد سلول رخ می‌دهد و تقسیم آن‌ها باعث «تولید مثل» می‌شود نه «رشد».

    ۴-فرایند جذب و استفاده از انرژی: جانداران انرژی می‌گیرند، از آن برای انجام فعالیت ‌های زیستی خود استفاده می‌کنند و بخشی از آن را به صورت گرما از دست می‌دهند.

    ۵-تولید مثل: جانداران موجوداتی کم و بیش شبیه به خود را به وجود می‌آورند.

    توانایی تولید مثل ممکن است در همه طول عمر یک موجود زنده دیده نشود. مثلا ما انسان‌ها در ابتدای زندگی توانایی تولید مثل نداریم.

    ۶-پاسخ به محیط: همه جانداران به محرک‌های محیطی پاسخ می‌دهند.

    ۷-سازش با محیط: این ویژگی باعث می‌شود جمعیتی از جانداران با محیطی که در آن زندگی می‌کنند متناسب و در آن ماندگار باشند.

    برخی از ویژگی‌های بالا برای زنده ماندن فرد ضروری هستند مثل هم ایستایی و یا جذب و استفاده از انرژی. اما برخی از ویژگی‌ها مثل تولید مثل برای زنده ماندن فرد ضروری نیستند و فرد بدون وجود آن‌ها هم می‌تواند به زندگی ادامه بدهد.

    سطوح سازمان‌یابی حیات

    ۱-پایین‌ترین سطح سازمان‌یابی حیات سلول است. همه جانداران از سلول تشکیل شده‌اند.

    موجودات تک سلولی فقط یک سطح از سازمان‌یابی را حیات دارند. باکتری‌ها، برخی آغازی‌ها و برخی قارچ‌ها تک سلولی هستند.

    ۲-تعدادی سلول در کنار هم بافت را به وجود می‌آورند.

    ۳-هر انجام از چندین بافت مختلف تشکیل می‌شود.

    ۴-هر دستگاه از چندین اندام تشکیل شده است.

    ۵-جانداری مانند گوزن، فردی از جمعیت گوزن‌هاست.

    اگر به شکل کتاب درسی دقت کنید می‌بینید که لزوما همه اعضای جمعیت شبیه به هم نیستند. مثلا برخی از گوزن‌ها شاخ‌دار هستند و برخی دیگر نه.

    ۶-افراد یک گونه که در یک مکان و زمان خاص زندگی می‌کنند یک جمعیت را به وجود می‌آورند.

    ۷-جمعیت‌های گوناگونی که با هم تعامل دارند یک اجتماع را به وجود می‌آورند.

    ۸-عوامل زنده و غیر زنده محیط و تاثیرهایی که روی هم می‌گذارند بوم‌سازگان را می‌سازند.

    بوم‌سازگان اولین سطحی‌ست که تاثیر عوامل غیرزنده مانند خاک، دما و نور خورشید در آن بررسی می‌شود. برای فهم بهتر شکل اجتماع و بوم‌سازگان را در کتاب درسی با هم مقایسه کنید.

    ۹-زیست بوم از چند بوم‌سازگان تشکیل شده که از نظر اقلیم و پراکندگی جانداران مشابه‌اند.

    ۱۰-زیست‌کره شامل همه زیست بوم‌های زمین است.

    خودآزمایی ۱

    الف. همه جانداران می‌توانند با کمک انرژی حاصل از جذب و استفاده از انرژی، از طریق افزایش برگشت ناپذیر تعداد سلول‌ها رشد کنند.

    پاسخ سوال الف

    نادرست. می‌دانیم رشد شامل افزایش برگشت ناپذیر ابعاد یا تعداد سلول‌هاست. موجودات پرسلولی و تک سلولی از طریق بزرگ شدن ابعاد می‌توانند رشد کنند، اما رشد از طریق تقسیم سلولی فقط در پرسلولی‌ها دیده می‌شود.

    ب. همه جانداران در تمام طول حیات خود می‌توانند طی فرایندی که در نتیجه آن موجوداتی کم و بیش شبیه خود را به وجود می‌آورند، ماده وراثتی را به نسل بعدی منتقل کنند.

    پاسخ سوال ب

    نادرست. به قید «در تمام طول حیات خود» توجه کنید. جانداران فقط زمانی که بالغ هستند می‌توانند تولید مثل کنند و زمانی که نابالغ هستند توانایی تولید مثل ندارند.

    پ. به طور معمول جانداران با استفاده از یکی از ویژگی‌های اساسی خود که باعث پایداری وضعیت درونی آن‌ها می‌شود، حفظ نظم و ترتیب خود را امکان پذیر کنند.

    پاسخ سوال پ

    درست. هم ایستایی یکی از ویژگی‌هایی‌ست که برای زنده ماندن فرد ضروری‌ست. این ویژگی باعث می‌شود که جانداران بتوانند حفظ نظم و ترتیب خود را امکان‌پذیر کنند.

    ت. همه جانداران به همه محرک‌های محیطی پاسخ می‌دهند.

    پاسخ سوال ت

    نادرست. همه جانداران به محرک‌های محیطی پاسخ می‌دهند، اما همه جانداران به همه محرک‌های محیطی پاسخ نمی‌دهند.

    ث. هر جانداری که توانایی ذخیره مولکول‌های دنا در سلول‌های مختلف را دارد، قطعا با کمک مایع بین سلولی خود به حفظ هم ایستایی می‌پردازد.

    پاسخ سوال ث

    درست. هر جانداری که توانایی ذخیره مولکول‌های دنا در سلول‌های مختلف را دارد یک موجود پرسلولی‌ست. این جاندار می‌تواند از طریق مایع بین سلولی هم ایستایی خود را حفظ کند.

    ج. هر جانداری که توانایی پاسخ به محرک‌های موجود در محیط را دارد، قطعا بخشی از اطلاعات ژنتیکی خود را در هسته ذخیره می‌کند.

    پاسخ سوال ج

    نادرست. همه جانداران به محرک‌های موجود در محیط پاسخ می‌دهند، اما همه جانداران لزوما هسته‌دار نیستند مثل باکتری‌ها.

    چ. در نوعی از ویژگی جانداران که سبب افزایش پیکر جانداران می‌شود، می‌تواند با افزایش برگشت ناپذیر ابعاد یا تعداد سلول‌ها همراه است.

    پاسخ سوال چ

    درست. جانداران رشد و نمو می‌کنند. رشد به معنای بزرگ شدن و شامل افزایش برگشت ناپذیر ابعاد یا تعداد سلول‌هاست.

    ح. در نوعی از ویژگی جانداران که سبب فراهم کردن انرژی مورد نیاز برای رشد و نمو می‌شود، به طور حتم بخشی از انرژی غذا باعث افزایش دمای بدن جاندار می‌شود.

    پاسخ سوال ح

    درست. جانداران از محیط انرژی می‌گیرند و از آن استفاده می‌کنند و بخشی از آن را به صورت گرما از دست می‌دهند. این گرمای از دست رفته می‌تواند باعث گرم شدن بدن و افزایش دمای آن بشود.

    خ. به دلیل اینکه تعریف کردن حیات غیرممکن است، ویژگی‌های مشترک جانداران قابل بررسی نیست.

    پاسخ سوال خ

    نادرست. تعریف حیات بسیار دشوار است و شاید حتی غیرممکن باشد، به همین دلیل به جای تعریف آن ویژگی‌های حیات را بررسی می‌کنند.

    د. سطحی از سازمان‌یابی حیات که به طور مستقیم باعث تشکیل یک اجتماع می‌شود، قطعا از یک گونه موجود در یک مکان و زمان خاص تشکیل شده است.

    پاسخ سوال د

    درست. سطحی از سازمان‌یابی حیات که به طور مستقیم باعث تشکیل یک اجتماع می‌شود جمعیت است. جمعیت از گونه که در یک مکان و زمان خاص زندگی می‌کند تشکیل شده است.

    ذ. در دهمین سطح سازمان‌یابی حیات برخلاف نهمین سطح، بوم‌سازگان‌های متفاوت از نظر اقلیم و پراکندگی جانداران دیده می‌شود.

    پاسخ سوال ذ

    درست. نهمین سطح سازمان‌یابی حیات زیست‌بوم است. در زیست‌بوم بوم‌سازگان‌هایی وجود دارند که از نظر اقلیم و پراکندگی جانداران مشابه هستند. زیست‌کره شامل همه بوم‌سازگان‌های زمین است و زیست‌بوم‌های مختلف بوم‌سازگان‌هایی مختلف از نظر اقلیم و پراکندگی جانداران دارند.

    ر. وجود بعضی از ویژگی‌ها در بدن جاندار، منجر به افزایش نیاز جاندار به ویژگی‌های دیگر می‌شود.

    پاسخ سوال ر

    درست. مثلا وجود تولید مثل باعث می‌شود که جانور نیاز داشته باشد انرژی بیشتری را از محیط جذب کند.

    ز. هر جاندار که توانایی حفظ وضعیت درونی خود در یک محدوده ثابت را دارد، به طور حتم از دستگاه‌های مختلف برای حفظ پایداری بهره می‌برد.

    پاسخ سوال ز

    نادرست. جانداران چه تک سلولی باشند و چه پرسلولی توانایی حفظ وضعیت درونی خود در یک محدوده ثابت را دارند، اما جانداران تک سلولی دارای دستگاه نیستند.

    ژ. در اولین سطح از سطوح سازمان‌یابی حیات که از تعامل بین جمعیت‌های گوناگون تشکیل می‌شود به طور حتم عوامل غیرزنده محیط در آن نقشی ندارند.

    پاسخ سوال ژ

    درست. منظور صورت سوال سطح اجتماع است. این سطح اولین سطحی‌ست که در آن جمعیت‌های گوناگون در کنار هم جمع می‌شوند. در این سطح عوامل غیرزنده محیط نقشی ندارند.

    س. در اولین سطح از سطوح سازما‌ن‌یابی حیات که از تعامل بین افراد یک گونه تشکیل می‌شود، به طور حتم ویژگی‌های ظاهری همه افراد، مشابه می‌باشد.

    پاسخ سوال س

    نادرست. منظور سوال سطح جمعیت است که برای اولین بار تعامل بین افراد یک گونه در این سطح دیده می‌شود. در جمعیت یک گونه ویژگی‌های ظاهری همه افراد مشابه نیست. مثلا اگر به شکل کتاب درسی نگاه کنید در جمعیت گوزن‌ها برخی شاخ‌دار و برخی بدون شاخ هستند.

    ش. در ارتباط با سطوح سازمان‌یابی حیات، پایین‌ترین سطحی که در آن عوامل غیر زنده محیط مشاهده می‌شود، بلافاصله پس از سطحی قرار دارد که در آن تعامل جمعیت‌های مختلف دیده می‌شود.

    پاسخ سوال ش

    درست. پایین‌ترین سطحی که در آن عوامل غیر زنده محیط مشاهده می‌شود سطح بوم‌سازگان است. بوم‌سازگان بلافاصله بعد از اجتماع قرار دارد. در اجتماع تعامل بین جمعیت‌های گوناگون دیده می‌شود.

    ص. در ارتباط با پنجمین سطح سازمان‌یابی حیات می‌توان گفت برخلاف سطح دوم و چهارم، هر جز سازنده آن همواره تمامی ویژگی‌های حیات را از خود نشان می‌دهد.

    پاسخ سوال ص

    نادرست. پنجمین سطح سازمان‌یابی حیات جاندار است. یک جاندار تا زمانی که بالغ نباشد نمی‌تواند تولید مثل کند. بنابراین نمی‌تواند این ویژگی را همواره از خود نشان بدهد.

    مولکول‌های زیستی

    برای بررسی سلول‌ها، ابتدا باید گروه‌های اصلی تشکیل دهنده آن‌ها را بشناسیم. چهار گروه کربوهیدرات‌ها، لیپیدها، پروتئین‌ها و نوکلئیک اسید‌ها مولکول‌های تشکیل دهنده سلول هستند. این مولکول‌ها، مولکول‌های زیستی نام دارند.

    کربوهیدرات‌ها

    همان‌طور که از نام‌شان پیداست از کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده‌اند.

    مونوساکاریدها

    ساده‌ترین قندها مونوساکارید‌ها هستند.

    گلوکز و فروکتوز مونوساکاریدهایی با شش کربن هستند.

    ریبوز مونوساکاریدی با پنج کربن است.

    دی‌ساکاریدها

    دی‌ساکاریدها از ترکیب دو مونوساکارید تشکیل می‌شود. دی‌ساکاریدهایی که در کتاب درسی وجود دارند:

    ساکارز (دی‌ساکارید موجود در قند و شکر) = گلوکز + فروکتوز

    مالتوز (قند موجود در جوانه گندم و جو) = گلوکز + گلوکز

    پلی‌ساکاریدها

    پلی‌ساکاریدها از ترکیب چند مونوساکارید به دست می‌آید. سلولز و گلیکوژن پلی‌ساکارید هستند.

    انواعی از پلی‌ساکاریدهای معرفی شده در کتاب درسی:

    نشاسته = در سیب‌زمینی و غلات وجود دارند.

    گلیکوژن = در جانوران و قارچ‌ها ساخته می‌شود. این پلی ساکارید در کبد و ماهیچه وجود دارد و منبع ذخیره گلوکز در جانوران است.

    قارچ‌ها کبد و ماهیچه ندارند بنابراین نمی‌توان گفت گلیکوژن در هر جاندار دارای آن در کبد و ماهیچه ذخیره می‌شود.

    در گیاهان گلیکوژن وجود ندارد.

    سلولز = در گیاهان ساخته می‌شود و در تولید پارچه و کاغذ استفاده می‌شود.

    لیپیدها

    لیپیدها مانند کربوهیدرات‌ها از سه عنصر کربن، هیدروژن و اکسیژن ساخته شده‌اند.

    لیپیدهای معرفی شده در کتاب درسی:

    تری‌گلیسیرید = هر تری‌گلیسیرید از یک مولکول گلیسرول و سه اسید چرب تشکیل شده است. روغن‌ها و چربی‌ها از انواع تری‌گلیسیریدها هستند. نقش تری‌گلیسیریدها ذخیره انرژی در بدن است. سوختن هر گرم تری‌گلیسیرید دو برابر سوختن هر گرم کربوهیدرات است.

    فسفولیپیدها = فسفولیپیدها بخش اصلی غشای یاخته‌ای را تشکیل می‌دهند. ساختار آن‌ها شبیه تری‌گلیسیریدهاست، با این تفاوت که مولکول گلیسرول در فسفولیپیدها به دو اسید چرب و یک گروه فسفات متصل می‌شود.

    کلسترول = این لیپید در ساخت غشای سلول‌های جانوری و نیز انواعی از هورمون‌ها شرکت می‌کند.

    پروتئین‌ها

    پروتئين‌ها به نسبت دو گروه اول یک عنصر بیشتر دارند. درواقع آن‌ها از کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن تشکیل شده‌اند. از به هم پیوستن این عناصر آمینواسیدها تشکیل می‌شود. پروتئین‌ها از هم به پیوستن این آمینواسیدها تشکیل می‌شوند.

    نوکلئیک‌اسیدها

    این مولکول‌ها به نسبت پروتئین‌ها یک عنصر بیشتری دارند. آن‌ها از کربن، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و فسفر تشکیل شده‌اند.

    مولکول دنا که کار ذخیره اطلاعات وراثتی را انجام می‌دهد یک نوع نوکلئیک اسید است.

    خودآزمایی ۲

    الف. نوعی کربوهیدرات که در شکر و قندی و که می‌خوریم وجود دارد، به طور حتم از اتصال دو مونوساکارید مشابه ایجاد شده است.

    پاسخ سوال الف

    نادرست. قند موجود در شکر و قند ساکارز است. ساکارز از پیوند یک گلوکز و یک فروکتوز تشکیل می‌شود. بنابراین این قند از دو مونوساکارید مشابه تشکیل نشده است.

    ب. نوعی کربوهیدرات که در سیب‌زمینی و غلات دیده می‌شود، به طور حتم ساخت آن توسط قارچ‌ها نیز صورت می‌گیرد.

    پاسخ سوال ب

    نادرست. کربوهیدراتی که در سیب‌زمینی و غلات دیده می‌شود نشاسته است اما گلیکوژن که منبع ذخیره گلوکز جانوران است در جانوران و قارچ‌ها ساخته می‌شود.

    پ. مقدار انرژی تولید شده از یک گرم تری‌گلیسیرید با مقدار انرژی تولید شده از دو گرم گلیکوژن تقریبا یکسان است.

    پاسخ سوال پ

    درست. انرژی تولید شده از یک گرم تری‌گلیسیرید حدود دو برابر انرژی تولید شده از یک گرم کربوهیدرات است. از همین جمله کتاب می‌توانیم متوجه شویم مقدار انرژی تولید شده از یک گرم تری‌گلیسیرید با مقدار انرژی تولید شده از دو گرم گلیکوژن تقریبا یکسان است.

    ت. پلی‌ساکارید ذخیره‌ای گیاهان همانند کربوهیدرات شکر، انواع یکسانی از ساده‌ترین کربوهیدرات‌ها را دارد.

    پاسخ سوال ت

    نادرست. پلی‌ساکارید ذخیره‌ای گیاهان نشاسته است. در نشاسته فقط گلوکز وجود دارد، در حالی که کربوهیدرات شکر ساکارز است و از یک گلوکز و یک فروکتوز تشکیل شده است.

    ث. به طور حتم همه عناصر سازنده گروهی از لیپیدها که در آن‌ها گلیسرول به سه بخش دیگر متصل شده است با کربوهیدرات‌ها یکسان هستند.

    پاسخ سوال ث

    نادرست. در تری‌گلیسیریدها مولکول گلیسرول به سه اسید چرب متصل شده و در فسفولیپیدها گلیسرول به دو اسید چرب و یک فسفات متصل است. پس در هر دو مولکول گلیسرول به سه بخش دیگر متصل شده است. عناصر سازنده تری‌گلیسریدها با کربوهیدرات‌ها یکسان است، اما این موضوع برای فسفولیپیدها (به دلیل داشتن گروه فسفات) صادق نیست.

    ج. در ساختار آمینواسیدها برخلاف بخش اصلی تشکیل دهنده غشای سلول فسفات دیده می‌شود.

    پاسخ سوال ج

    نادرست. آمینواسیدها از کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن تشکیل شده‌اند و در ساختار آن‌ها فسفات به کار نرفته است. بخش اصلی تشکیل دهنده غشای سلول فسفولیپید است که دارای فسفات است، پس عبارت صورت سوال برعکس گفته است.

    چ. گروهی از مولکول‌های زیستی که در انقباض ماهیچه‌ها نقش اصلی را بر عهده دارند، به هیچ‌وجه درون اندامک کیسه‌ای شکل سلول‌های بدن انسان یافت نمی‌شوند.

    پاسخ سوال چ

    نادرست. برای حل سوال باید بدانیم پروتئین‌ها در انقباض ماهیچه‌ها نقش اصلی را بر عهده دارند، همچنین اندامک کیسه‌ای شکل سلول‌های بدن انسان می‌تواند کافنده‌تن یا ریزکیسه باشد. می‌دانیم که در کافنده‌تن انواعی از آنزیم‌های پروتئینی وجود دارد.

    ح. در سطحی از سطوح سازمان‌یابی که بلافاصله پیش از جمعیت قرار گرفته است، به طور حتم میزان مولکول‌های زیستی آن نسبت به سطح اول بیشتر است.

    پاسخ سوال ح

    نادرست. پیش از جمعیت سطح فرد قرار دارد. می‌دانیم در تک سلولی‌ها یک سلول می‌تواند یک فرد باشد. بنابراین در تک سلولی‌ها تعداد مولکول‌های سطح اول با سطح پنجم برابر است.

    خ. هر مولکولی که دارای اسید چرب است جز لیپیدهای ذخیره کننده انرژی بوده و در تشکیل ساختار اجزای سلول نقش ندارد.

    پاسخ سوال خ

    نادرست. تری‌گلیسیرید‌ها و فسفولیپیدها دارای اسید چرب هستند. می‌دانیم فسفولیپیدها در تشکیل غشا نقش اصلی را برعهده دارد.

    د. هیچ یک از مولکول‌های زیستی که دارای عناصر C و H و O هستند، نمی‌توانند در کاغذسازی و تولید انواعی از پارچه‌ها به کار بروند.

    پاسخ سوال د

    درست. همه مولکول‌های زیستی دارای C و H و O هستند. یکی از مولکول‌های زیستی کربوهیدرات است که برخی از آن‌ها مانند سلولز در کاغذسازی و تولید انواعی از پارچه‌ها به کار می‌روند.

    ذ. نوعی مولکول زیستی که در ساخت انواعی از هورمون‌ها نقش دارد به طور حتم در ساختار غشای سلول‌های جانوری دیده می‌شود.

    پاسخ سوال ذ

    درست. پروتئین‌ها و کلسترول در ساخت انواعی از هورمون‌ها نقش دارند. هر دو نوع مولکول نام برده در غشای سلول‌های جانوری دیده می‌شود.

    ر. نوعی مولکول زیستی که نقش مهمی در ذخیره اطلاعات وراثتی دارد به طور حتم تنها گروه مولکول‌های زیستی دارای فسفر است.

    پاسخ سوال ر

    نادرست. اطلاعات وراثتی در دنا ذخیره می‌شود. دنا یک نوع نوکلئيک‌اسید است و می‌دانیم نوکلئیک‌اسیدها دارای فسفر هستند. دقت کنید فسفر در برخی لیپیدها مانند فسفولیپید دیده می‌شود.

    ز. هر مولکول پروتئینی که در سلول بدن انسان دیده می‌شود، الزاما به گذر مواد از عرض غشای کوچکترین واحد ساختاری حیات کمک می‌کند.

    پاسخ سوال ز

    نادرست. کوچکترین واحد ساختار حیات سلول است. پروتئين‌ها کارها مختلفی را در سلول انجام می‌دهد که یکی از آن‌ها کمک به گذر از عرض غشاست.

  • انتقال مواد در گیاهان – گفتار سوم جذب و انتقال مواد در گیاهان

    انتقال از خاک به برگ

    آب و مواد مورد نیاز گیاهان، که از خاک اطراف ریشه‌ها جذب می‌شود و در مسیرهایی به ساقه و برگ می‌رود. بخش زیادی از آب جذب شده از سطح برگ‌ها به هوا تبخیر می‌شود. خروج آب به صورت بخار از سطح اندام‌های هوایی گیاه تعرق نامیده می‌شود. تعرق، سازوکار لازم را برای جابه‌جایی آب و مواد معدنی به برگ فراهم می‌کند.

    جابه‌جایی مواد در گیاهان را می‌توان در دو مسیر کوتاه و بلند بررسی کرد؛ در مسیر کوتاه، جابه‌جایی آب و مواد در سطح یاخته یا چند یاخته بررسی می‌شود. در مسیر بلند، جابه‌جایی مواد در مسیرهای طولانی‌تر بررسی می‌شود. این مسافت در بعضی درختان به بیش از صدمتر می‌رسد. در هر دوی این مسیرها آب به عنوان انتقال‌دهنده مواد، نقش اساسی دارد که این نقش به علت ویژگی‌های آن است.

    جابه‌جایی مواد در مسیر کوتاه

    انتقال مواد در سطح یاخته‌ای

    در این حالت،جابه‌جایی مواد با فرایندهای فعّال و غیرفعّال و در حد یاخته انجام می‌شود. با این فرایندها قبلا آشنا شدید. شیوه‌هایی مثل انتشار و انتقال فعّال، نمونه‌هایی از این روش‌هاست. برای انتقال آب در عرض غشای بعضی یاخته‌های گیاهی و جانوری و غشای واکوئول بعضی یاخته‌های گیاهی، پروتئین‌هایی دخالت دارند که سرعت جریان آب را افزایش می‌دهند. هنگام کم آبی، ساخت این پروتئین‌ها تشدید می‌شود.

    پروتئین تسهیل کننده عبور آب در غشا فاقد دریچه است.

    بررسی کنید

    الف. آیا پروتئین تسهیل‌کننده عبور آب در سلول‌های جانوری به صورت درون‌سلولی دیده می‌شوند؟

    پاسخ

    خیر. برای انتقال آب در عرض غشای بعضی یاخته‌های گیاهی و جانوری و غشای واکوئول بعضی یاخته‌های گیاهی، پروتئین‌هایی دخالت دارند که سرعت جریان آب را افزایش می‌دهند. پس در سلول‌های گیاهی می‌توان آن‌ها را به صورت درون‌سلولی دید اما در سلول‌های جانوری چنین امکانی وجود ندارد.

    انتقال مواد در عرض ریشه

    در عرض ریشه، انتقال آب و مواد محلول معدنی به سه روش انجام می‌شود؛ انتقال از عرض غشا، انتقال سیمپلاستی و انتقال آپوپلاستی.

    ۱-انتقال عرض غشایی شامل جابه‌جایی مواد از عرض غشای یاخته است.

    ۲-سیمپلاست به معنی پروتوپلاست همراه با پلاسمودسم‌ها است. انتقال سیمپلاستی حرکت مواد از پروتوپلاست یک یاخته به یاخته مجاور، از راه پلاسمودسم‌هاست. آب و بسیاری از مواد محلول می‌تواند از فضای پلاسمودسم به یاخته‌های دیگر منتقل شود. منافذ پلاسمودسم آن‌قدر بزرگ است که پروتئین‌ها، نوکلئیک‌اسیدها و حتی ویروس‌های گیاهی از آن عبور می‌کند.

    ۳-در مسیر آپوپلاستی، حرکت مواد محلول از فضاهای بین یاخته‌ای و دیواره یاخته‌ای انجام می‌شود.

    آب و مواد محلول در عرض ریشه سرانجام به درونی‌ترین لایۀ پوست به نام درون‌پوست می‌رسند. درون‌پوست استوانه‌ای ظریف از یاخته‌ها است که یاخته‌های آن کاملا به هم چسبیده‌اند و سدی را در مقابل آب و مواد محلول ایجاد می‌کنند.

    یاخته‌های درون‌پوست در دیواره جانبی خود دارای نواری از جنس چوب‌پنبه(سوبرین) هستند که به آن نوار کاسپاری گفته می‌شود. بنابراین آب و مواد محلول آن نمی‌توانند از طریق مسیر آپوپلاستی وارد یاخته‌های درون‌پوست شوند.

    یاخته‌های درون‌پوست انتقال مواد را کنترل می‌کنند. این لایه در ریشه مانند صافی عمل می‌کند که مانع از ورود مواد ناخواسته یا مضر مسیر آپوپلاستی به درون گیاه می‌شوند. درون‌پوست، همچنین از برگشت مواد جذب شده به بیرون از ریشه جلوگیری می‌کند.

    بعد از درون پوست حرکت در هر سه مسیر ادامه می‌یابد. مواد به آوندهای چوبی منتقل، و آماده جابه‌جایی برای مسیرهای طولانی‌تر می‌شود که به این فرایند، بارگیری چوبی گفته می‌شود.

    خارجی‌ترین سلول‌های استوانه آوندی هستند.

    فاقد نوار کاسپاری هستند.

    نسبت به سلول‌های درون‌پوست اندازه کوچکتری دارند.

    در تماس با آوندهای آبکش و آوندهای چوبی نازک هستند.

    حرکت آب و مواد محلول در آن از هر سه مسیر در آن‌ها صورت می‌گیرد.

    در ریشه بعضی گیاهان، نوار کاسپاری علاوه بر دیواره‌های جانبی درون‌پوست، دیواره پشتی را نیز می‌پوشاند و انتقال مواد از این یاخته‌ها را غیرممکن می‌کند. در برش عرضی و زیر میکروسکوپ نوری این یاخته‌ها ظاهر نعلی یا U شکل دارند.

    در این گیاهان یاخته‌های درون‌پوستی ویژه‌ای، به نام یاخته معبر وجود دارند که فاقد نوار کاسپاری در اطراف خود هستند و انتقال مواد به آوندها از طریق این یاخته‌ها انجام می‌شود.

    بررسی کنید

    الف. سلول‌های نعلی شکل درون پوست جز کدام سامانه بافتی هستند؟

    پاسخ

    همه سلول‌های درون‌پوست جز سامانه بافت زمینه‌ای هستند.


    ب. آب و مواد مختلف از طریق چه مسیرهایی از سلول‌های نعلی شکل درون پوست عبور می‌کنند؟

    پاسخ

    آب و مواد محلول از سلول‌های نعلی شکل نمی‌توانند عبور کنند. به همین دلیل سلول‌هایی به نام معبر وجود دارند.


    پ. آیا فقط گیاهان با رشد پسین سلول‌هایی با دیوار چوب‌پنبه‌ای شده دارند؟

    پاسخ

    خیر. همه ریشه‌دار در درون‌پوست خود دارای سلول‌هایی با دیواره چوب‌پنبه‌ای هستند.

    انتقال آب و مواد معدنی در مسیر بلند

    شیره خام در گیاهان، گاه تا فواصل بسیار طولانی جابه‌جا می‌شود. انتشار برای فواصل طولانی، کارآمد نیست. در گیاهان، جابه‌جایی مواد در مسیرهای طولانی توسط جریان توده‌ای انجام می‌شود. سرعت انتشار آب و مواد در گیاه، چند میلی‌متر در روز است ولی در جریان توده‌ای، این سرعت به چندین متر در روز می‌رسد. جریان توده‌ای در آوندهای چوبی تحت اثر دو عامل فشار ریشه‌ای و تعرق، و با همراهی خواص ویژه آب انجام می‌شود.

    نیروهای موثر در حرکت شیره خام: تعریق، فشار ریشه‌ای، نیروهای هم‌چسبی و دگرچسبی.

    فشارریشه‌ای

    یاخته‌های درون‌پوست و یاخته‌های زنده پیرامون آوندهای ریشه، با انتقال فعّال، یون‌های معدنی را به درون آوندهای چوبی منتقل می‌کنند. این عمل باعث افزایش مقدار این یون‌ها، افزایش فشار اسمزی و در نتیجه ورود آب به درون آوند چوبی می‌شود. در اثر تجمع آب و یون‌ها، فشار در آوندهای چوبی ریشه افزایش می‌یابد و فشار ریشه‌ای را ایجاد می‌کند. فشار ریشه‌ای باعث هل دادن شیره خام به سمت بالا می‌شود. در بیشتر گیاهان، فشار ریشه‌ای در صعود شیره خام نقش کمی دارد و در بهترین حالت می‌تواند چند متر آن را به بالا بفرستد. پس چه عاملی باعث حرکت شیره خام به نوک درختان بسیار بلند می‌شود؟

    تعرق

    عامل اصلی انتقال شیره خام، مکشی است که در اثر تعرق از سطح گیاه ایجاد می‌شود. علت تعرق نیز حرکت آب از محل دارای آب بیشتر به محل با آب کمتر است. ستون آب درون آوندهای چوبی پیوسته است. این پیوستگی به علت ویژگی‌های هم‌چسبی و دگرچسبی مولکول‌های آب است.

    بیشتر تعرق گیاهان از روزنه‌های برگ انجام می‌شود. نیروی مکش تعرق آن‌قدر زیاد است که در یک روز گرم می‌تواند باعث کاهش قطر تنه یک درخت شود؛ هرچند این کاهش اندک است. اگر دیواره آوندهای چوبی استحکام کافی نداشت به راحتی در اثر مکش تعرق، له می‌شد.

    در گیاهان، تعرق می‌تواند از طریق روزنه‌های هوایی، پوستک و عدسک‌ها انجام شود. بیشتر تبادل گازها و در نتیجه تعرق برگ‌ها از منفذ(روزن) بین یاخته‌های نگهبان روزنه هوایی انجام می‌شود.

    روزنه‌های هوایی می‌توانند با باز و بسته شدن، مقدار تعرق را تنظیم کنند. باز و بسته شدن روزنه به دلیل ساختار خاص یاخته‌های نگهبان روزنه و تغییر فشار تورژسانس آن‌ها است. جذب آب به دنبال انباشت مواد محلول در یاخته‌های نگهبان روزنه انجام می‌شود.

    عوامل محیطی و عوامل درونی گیاه باز و بسته شدن روزنه ها را تنظیم می‌کنند. مثلا نور با تحریک انباشت ساکارز و یون‌های Cl و +K در یاخته نگهبان، فشار اسمزی یاخته‌ها را افزایش می‌دهد و آب از یاخته‌های مجاور به یاخته‌های نگهبان روزنه وارد می‌شود. در نتیجه، یاخته‌ها دچار تورژسانس شده و به علت ساختار ویژه آن‌ها، روزنه باز می‌شود. بسته شدن روزنه‌ها هم، به علت خروج آب از یاخته‌های نگهبان روزنه انجام می‌شود.

    ساختار یاخته‌های نگهبان روزنه

    دیواره یاخته‌های نگهبان روزنه، ساختار خاصی دارند که با جذب آب، افزایش طول پیدا می‌کنند.

    یکی از این عوامل، آرایش شعاعی رشته‌های سلولزی است که مانند کمربندی دور دیواره یاخته‌های نگهبان روزنه قرار دارند. این کمربندهای سلولزی، هنگام تورژسانس یاخته، مانع از گسترش عرضی یاخته شده، ولی مانع افزایش طول یاخته نمی‌شوند.

    عامل دیگر، اختلاف ضخامت در دیواره یاخته‌های نگهبان روزنه است. هنگام تورژسانس، به علت ضخامت کمتر، دیواره پشتی یاخته بیشتر منبسط می‌شود. این دو ویژگی باعث می‌شود هنگام جذب آب و تورژسانس، یاخته‌ها خمیدگی پیدا کند و روزنه هوایی باز شود. در این حالت امکان تبادل گازها، فراهم می‌شود.

    سلول‌های نگهبان روزنه با جذب آب از سلول‌های کناری متورم می‌شوند و باعث می‌شوند سلول‌های کناری پلاسمولیز شوند. در حالتی که روزنه بسته می‌شود حالت برعکس حالت بالا رخ می‌دهد.

    رشته‌های سلولزی یک انتها در سمت شکمی و یک انتها در سطح پشتی دارند. در سمت شکمی انتهای این رشته‌ها به هم نزدیک‌تر است.

    عوامل موثر بر باز و بسته شدن روزنه‌ها

    در گیاهان، تغییرات مقدار نور، دما، رطوبت و کربن دی‌اکسید از مهم‌ترین عوامل محیطی موثر بر حرکات روزنه‌های هوایی است. مقدار آب گیاه و نیز هورمون‌های گیاهی، از عوامل درونی مهم هستند.

    افزایش مقدار نور، دما و کاهش کربن دی‌اکسید، تا حدی معین، می‌تواند باعث باز شدن روزنه‌ها در گیاهان شود. کاهش شدید رطوبت هوا باعث بسته شدن روزنه‌ها می‌شود.

    رفتار روزنه‌های برخی گیاهان نواحی خشک مانند بعضی کاکتوس‌ها، در حضور نور متفاوت است و سبب می‌شود در طول روز، روزنه‌ها بسته بمانند و از هدر رفتن آب جلوگیری شود.

    کاهش تعداد روزنه‌ها،کاهش تعداد یا سطح برگ‌ها نیز از سازگاری‌های گیاهان برای زندگی در محیط‌های خشک هستند.

    با توجه به تعرق

    الف. آیا در هر اندام دارای عدسک تعرق انجام می‌شود؟

    پاسخ

    خیر. مثلا ریشه نیز دارای عدسک است اما تعرق از طریق آن انجام نمی‌شود.


    ب. افزایش سلول‌های دارای ظاهر نعلی‌شکل در درون‌پوست موجب افزایش تعرق می‌شود یا کاهش آن؟

    پاسخ

    سلول‌های دارای ظاهر نعلی شکل آب را از خود عبور نمی‌دهند(این سلول‌های هیچ‌ موادی را از خود عبور نمی‌دهند) و در نتیجه موجب کاهش ورود آب به ریشه می‌شود. کاهش ورود آب به ریشه نیز از میزان تعرق می‌کاهد.


    پ. افزایش تعرق موجب افزایش سرعت انتقال آب از لایه آندودرم به لایه ریشه‌زا می‌شود(ص-غ).

    پاسخ

    درست.

    عوامل موثر در باز و بسته شدن روزنه‌های هوایی

    *

    عاملنحوه تاثیر بر روزنه
    نورافزایش نور => باز شدنافزایش شدید => بسته شدن
    دماافزایش دما => باز شدنافزایش شدید => بسته شدن
    کربن دی‌اکسیدکاهش CO2 => باز شدنافزایش شدید => بسته شدن
    رطوبتکاهش رطوب => باز شدنافزایش شدید => بسته شدن
    آبسیزیک اسید(+یازدهم)افزایش آبسیزیک اسید => بسته شدن روزنه

    تعریق

    در هنگام شب یا در هوای بسیار مرطوب که شدت تعرق کاهش می‌یابد، یاخته‌های درون‌پوست همچنان به پمپ کردن یون‌های معدنی به درون استوانه آوندی ادامه می‌دهند. اگر مقدار آبی که در اثر فشار ریشه‌ای به برگ‌ها می‌رسد از مقدار تعرق آن از سطح برگ بیشتر باشد، آب به صورت قطراتی از انتها یا لبه برگ‌های بعضی گیاهان علفی خارج می‌شود که به آن تعریق می‌گویند.

    گرچه شرایط محیطی ایجادکننده تعریق مشابه شرایط ایجاد شبنم است، این دو پدیده را نباید با هم اشتباه گرفت. تعریق از ساختارهای ویژه‌ای به نام روزنه‌های آبی انجام می‌شود و نشانه فشار ریشه‌ای است. این روزنه‌ها همیشه باز هستند و محل آن‌ها در انتها یا لبه برگ‌هاست.

    موارد زیر با هم رابطه عکس دارند:

    رطوبت هوا با تعرق – تعرق با تعریق – آبسیزیک اسید با میزان تعرق(+یازدهم)

    موارد زیر با هم رابطه مستقیم دارند:

    رطوبت هوا با با تعریق – فشار ریشه‌ای با تعریق – آبسیزیک اسید با تعریق(+یازدهم)

    شبنم در هر قسمت از برگ می‌تواند ایجاد شود اما تعریق فقط از لبه یا انتهای برگ صورت می‌گیرد.

    مقایسه تعریق و تعرق

    *

    تعریقتعرق
    خروج آب به شکل مایع از گیاهخروج آب به شکل گاز از گیاه
    فقط از طریق برگ انجام می‌شودعلاوه بر برگ از محل‌هایی مانند ساقه نیز می‌تواند انجام شود
    از طریق روزنه آبی انجام می‌شوداز طریق روزنه‌های هوایی، عدسک و پوستک انجام می‌شود.

    حرکت شیره پرورده

    می‌دانید که شیره پرورده، درون آوندهای آبکشی حرکت می‌کند. حرکت شیره پرورده در همه جهات می‌تواند انجام شود.

    بخشی از گیاه که ترکیبات آلی مورد نیاز بخش‌های دیگر گیاه را تأمین می‌کند، محل منبع و بخشی از گیاه که ترکیبات آلی به آنجا می‌روند و ذخیره(مثلًا ریشه) یا مصرف (گل) می‌شوند، محل مصرف نامیده می‌شود.

    برگ ها از مهم‌ترین محل‌های منبع هستند. بخش‌های ذخیره‌کننده مواد آلی، هنگام ذخیره این مواد، محل مصرف و هنگام آزادسازی آن، محل منبع به شمار می‌آیند. برای تعیین سرعت و ترکیب شیره پرورده میتوان از شته‌ها استفاده کرد.

    خرطوم شته وارد آوند آبکش می‌شود.

    شته‌ها بال ندارند.

    در نزدیکی دم شته‌ها دو زائده دیده می‌شود.

    چگونگی حرکت شیره پرورده

    حرکت شیره پرورده از طریق سیتوپلاسم یاخته‌های زنده آبکشی و از یاخته‌ای به یاخته دیگر انجام می‌شود. بنابراین حرکت شیره پرورده از شیره خام کندتر و پیچیده‌تر است. یک گیاه‌شناس آلمانی به نام ارنست مونش، الگوی جریان فشاری را برای جابه‌جایی شیره پرورده، ارائه داده است.

    مرحله ۱

    قند و مواد آلی در محل منبع، به روش انتقال فعّال، وارد یاخته‌های آبکش می‌شوند. به این عمل، بارگیری آبکشی می‌گویند.


    مرحله ۲

    با افزایش مقدار مواد آلی و به ویژه ساکارز، فشار اسمزی یاخته‌های آبکشی افزایش پیدا می‌کند. در نتیجه، آب از یاخته‌های مجاور و آوندهای چوبی به آوند آبکش وارد می‌شود.


    مرحله ۳

    در یاخته‌های آبکشی، فشار افزایش یافته و در نتیجه محتویات شیره پرورده به صورت توده‌ای از مواد به سوی محل دارای فشار کمتر(محل مصرف) به حرکت درمی‌آید.


    مرحله ۴

    در محل مصرف، مواد آلی شیره پرورده، با انتقال فعّال، باربرداری(باربرداری آبکشی) و آن‌جا مصرف یا ذخیره می‌شوند.

    جابه‌جا شدن آب بین دو آوند بدون صرف انرژی انجام می‌شود.

    با توجه به الگوی جریان فشاری

    الف. در کدام مرحله فشار اسمزی محل مبدا افزایش می‌یابد؟

    پاسخ

    در مرحله دوم آب از سلول‌های محل منبع وارد آوندهای آبکش می‌شود. در نتیجه فشار اسمزی افزایش پیدا می‌کند.


    ب. در مرحله سوم پتانسیل آب درون آوندهای آبکش افزایش می‌یابد یا کاهش؟

    پاسخ

    در مرحله سوم نه آب وارد آوندهای آبکش می‌شود و نه خارج می‌شود. در نتیجه پتانسیل آب درون آوندها ثابت است.

    مقایسه شیره خام و پرورده

    *

    شیره خامشیره پرورده
    درون آوندهای چوبی جابه‌جا می‌شوددرون آوندهای آبکشی جابه‌جا می‌شود
    فقط از ریشه به اندام هوایی حرکت می‌کند(در یک جهت)در همه جهان حرکت می‌کند
    شامل آب و مواد معدنی‌ست که توسط ریشه جذب شده استشامل آب و مواد آلی‌ست که توسط گیاه تولید شده است
    حرکت ساده و سریع‌تری داردحرکت پیچیده و کندتری دارد

    مواد آلی در گیاهان به صورت تنظیم‌شده، تولید و مصرف می‌شوند. برای مثال در گل‌دهی یا تولید میوه، گاهی تعداد محل‌های مصرف، بیشتر از آن است که محل‌های منبع بتوانند مواد غذایی آن‌ها رافراهم کنند. در این موارد ممکن است گیاه به حذف بعضی گل‌ها، دانه‌ها یا میوه‌های خود اقدام کند تا مقدار کافی مواد قندی به محل‌های مصرفِ باقی‌مانده برسد. در باغبانی، برای داشتن میوه‌های درشت‌تر، تعدادی ازگل‌ها یا میوه‌های جوان را می‌چینند تا درختان میوه‌هایی کمتر ولی درشت‌تر به بار آورند.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • جاندار موثر در تغذیه گیاهی – گفتار دوم جذب و انتقال مواد در گیاهان

    گیاهان شیوه‌های شگفت‌انگیزی برای گرفتن مواد مورد نیاز خود از جانداران دیگر دارند. گیاهان با بعضی از این جانداران ارتباط همزیستی برقرار می‌کنند. از مهم‌ترین انواع این همزیست‌ها، قارچ ریشه‌ای‌ها(میکوریزا) و باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن هستند.

    قارچ‌ریشه‌ای

    یکی از معمول‌ترین سازگاری‌ها برای جذب آب و مواد مغذّی، هم‌زیستی ریشه گیاهان با انواعی از قارچ‌ها است که به آن قارچ‌ریشه‌ای گفته می‌شود. حدود ۹۰ درصد گیاهان دانه‌دار با قارچ‌ها همزیستی دارند. این قارچ‌ها در سطح ریشه زندگی می‌کنند. رشته‌های ظریفی به درون ریشه می‌فرستد که تبادل مواد را با آن انجام می‌دهند.

    در قارچ‌ریشه‌ای، قارچ، مواد آلی را از ریشۀ گیاه می‌گیرد و برای گیاه، مواد معدنی و به خصوص فسفات فراهم می‌کند. پیکر رشته‌ای و بسیار ظریف قارچ‌ها، نسبت به ریشه گیاه با سطح بیشتری از خاک در تماس است و می‌تواند مواد معدنی بیشتری را جذب کند.

    فسفات در خاک زیاد است اما به خاک چسبیده و در دسترس آن نیست. به همین دلیل قارچ به اغلب گیاهان برای جذب فسفات کمک می‌کند. البته افزایش انشعاب ریشه و تار کشنده هم جزئی از راهکارهای گیاه است.

    قارچ ریشه‌ای به درون آوندها نفوذ نمی‌کند.

    رشته‌هایی که به درون ریشه نفوذ می‌کند نسبت به رشته‌هایی که روی ریشه قرار می‌گیرند کمتر هستند.

    بررسی کنید:

    الف. قارچ‌ریشه‌ای بخش‌های زمینی گیاه را احاطه می‌کند یا بخش‌های هوایی؟

    پاسخ

    بخش‌های زمینی


    ب. آیا رشته‌های قارچ‌ریشه‌ای به درون بخش انگشتانه‌مانند ریشه نفوذ می‌کند؟

    پاسخ

    خیر. بخش انگشتانه‌مانند ریشه کلاهک است. قارچ‌ریشه‌ای به درون کلاهک نفوذ نمی‌کند.

    همزیستی گیاه با تثبیت‌کننده‌های نیتروژن

    برخی گیاهان با انواعی از باکتری‌ها همزیستی دارند که این هم‌زیستی برای به دست آوردن نیتروژنِ بیشتر است. دو گروه مهم این باکتری‌ها عبارت‌اند از: ریزوبیوم‌ها و سیانوباکتری‌ها.

    ریزوبیوم‌ها

    از گذشته برای تقویت خاک، تناوب کشت انجام می‌شد که در آن گیاهان زراعی مختلف به صورت پی‌در پی کشت می‌شد. یکی از انواع گیاهانی که در تناوب کشت مورد استفاده قرار می‌گیرد، گیاهان تیرۀ پروانه‌واران است(دلیل این نام‌گذاری، شباهت گل‌های آن‌ها به پروانه است).

    سویا، نخود و یونجه از گیاهان مهم زراعی این تیره هستند. در ریشه این گیاهان و در محل برجستگی‌هایی به نام گرهک، نوعی باکتری تثبیت‌کننده نیتروژن به نام ریزوبیوم زندگی می‌کند. هنگامی که این گیاهان می‌میرند یا بخش‌های هوایی آن‌ها برداشت می‌شود، گرهک‌های آن‌ها در خاک باقی می‌ماند و گیاخاک غنی از نیتروژن ایجاد می‌کنند. ریزوبیوم‌ها با تثبیت نیتروژن، نیاز گیاه را به این عنصر برطرف می‌کنند و گیاه نیز مواد آلی مورد نیاز باکتری را برای آن فراهم می‌کند.

    گرهک همان گره نیست. گرهک در اثر ورود باکتری به ریشه ایجاد می‌شود. ولی گره محل اتصال برگ به ساقه و یا شاخه است.

    پروانه‌واران دو لپه‌ای هستند. این گیاهان روی ریشه‌های جانبی گرهک ایجاد می‌کنند. ریزوبیوم داخل این گرهک‌ها نیتروژن را تثبیت می‌کنند(+یازدهم).

    بررسی کنید

    الف. در گیاهان تیره پروانه‌واران چه چیزی شبیه پروانه است؟ برگ یا گل؟

    پاسخ

    در این گیاهان گل‌ها شبیه پروانه هستند.

    باکتری‌های موثر در تغذیه غذایی

    *

    ریزوبیومسیانوباکتریآمونیاک‌سازنیترات‌ساز
    توانایی تثبیت نیتروژن را داردداردبرخینداردندارد
    می‌تواند آمونیوم را از مواد آلی تولید کندخیرخیربلهخیر
    آمونیوم را مصرف می‌کندخیرخیرخیربله
    با گیاه تیره پروانه‌واران همزیستی داردبلهخیرخیرخیر
    با گونرا همزیستی داردخیربلهخیرخیر
    با گیاه آزولا همزیستی داردخیربلهخیرخیر
    توانایی فتوسنتز داردخیربلهخیرخیر
    مواد آلی مورد نیاز را از یک جاندار دیگر می‌گیردبلهبله

    همزیستی با سیانوباکتری‌ها

    سیانوباکتری‌ها نوعی از باکتری‌های فتوسنتزکننده هستندکه بعضی از آن‌ها می‌توانند علاوه بر فتوسنتز، تثبیت نیتروژن هم انجام دهند. آزولا گیاهی کوچک است که در تالاب‌های شمال و مزارع برنج کشور به فراوانی وجود دارد. گیاه آزولا با سیانوباکتری‌ها هم‌زیستی دارد و نیتروژن تثبیت‌شده آن را دریافت می‌کند.

    گیاه گونرا نیز در نواحی فقیر از نیتروژن رشد شگفت‌انگیزی دارد. چگونه این گیاه با وجود کمبود نیتروژن چنین رشدی دارد؟ سیانوباکتری‌های هم‌زیست درون ساقه و دمبرگ این گیاه، تثبیت نیتروژن انجام می‌دهند و از محصولات فتوسنتزی گیاه استفاده می‌کنند.

    برخی از سیانوباکتری می‌تواند دو نوع ماده معدنی(کربن و نیتروژن) را تثبیت کند.

    گونرا گیاهی دو لپه است.


    باکتری‌ها

    سیانوباکتری= تثبیت نیتروژن و کربن(فتوسنتز)، همزیست با ساقه و دمبرگ(اندام‌های هوایی).

    ریزوبیوم= تثبیت نیتروژن، همزیست با ریشه.

    سیانوباکتری با آزولا و گونرا همزیستی دارد.


    قارچ‌ها

    قارچ ریشه‌‌ای= گرفتن مواد آلی از گیاه، تامین مواد معنی برای گیاه(به‌خصوص فسفات)، همزیست با ریشه.

    روش‌های دیگر به دست آوردن مواد غذایی در گیاهان

    گیاهان حشره‌خوار

    این گیاهان فتوسنتزکننده‌اند، ولی در مناطقی زندگی می‌کنند که از نظر نیتروژن فقیرند. در این گیاهان برخی برگ‌ها برای شکار و گوارش جانوران کوچک مانند حشرات، تغییر کرده است. گیاه توبره‌واش که از گیاهان حشره‌خوار است در تالاب‌های شمال کشور می‌روید. این گیاه حشرات و لارو آن‌ها را به سرعت به درون بخش کوزه مانند خود می‌کشد و سپس گوارش می‌دهد. در شکل زیر، انواع دیگری از گیاهان حشره‌خوار نشان داده شده است.

    گیاهان گونرا و حشره‌خوار در مناطق فقیر از نیتروژن زندگی می‌کنند.

    گیاهان انگل

    انواعی از گیاهان انگل وجود دارند که همه یا بخشی از آب و مواد غذایی خود را از گیاهان فتوسنتزکننده دریافت می‌کنند. گیاه سِس، نمونه‌ای از این گیاهان است. این گیاه ساقه نارنجی یا زردرنگی تولید می‌کند که فاقد ریشه است. گیاه سس به دور گیاه سبز میزبان خود می‌پیچد و اندام‌های مکنده ایجاد می‌کند. که به درون آوندهای گیاه نفوذ، و مواد مورد نیاز انگل را جذب می‌کند. گل جالیز نمونه دیگری از این گیاهان است که با ایجاد اندام مکنده و نفوذ آن به ریشه گیاهان جالیزی، مواد مغذی را دریافت می‌کند.

    انگل گیاهان می‌تواند قارچ، گیاه انگل، ویروس‌های گیاهی، باکتری‌های بیماری‌زا و شته باشد.

    ۱-گیاه جالیزی با گل جالیز فرق می‌کند. به عنوان مثال گل جالیز می‌تواند انگل گوجه فرنگی باشد که یک نوع گیاه جالیزی‌ست.

    ۲-سس گیاه نارنجی رنگ است که از ساقه گیاهان تغذیه می‌کند. برگ میزبان سس دارای کرک با اندازه‌های مختلف است. گیاه میزبان سس دو لپه‌ای‌ست.

    ۳-میزبان گل جالیز دو لپه‌ای است.

    از بین گل جالیز و سس

    الف. کدام گیاه اندام مکنده دارد؟

    پاسخ

    هر دو گیاه اندام مکنده دارند.


    ب. کدام گیاه به ساقه میزبان خود حمله می‌کند؟

    پاسخ

    گیاه سس به ساقه میزبان حمله می‌کند، گل جالیز مواد خود را از ریشه گیاهان می‌گیرد.


    پ. کدام گیاه سبزینه دارد؟

    پاسخ

    هر دو گیاه انگل و فاقد سبزینه هستند.


    ت. کدام گیاه برخلاف قارچ‌ریشه‌ای به درون آوند نفوذ می‌کند؟

    پاسخ

    هر دو گیاه مواد غذایی خود را مستقیما از آوندها دریافت می‌کنند.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.

  • تغذیه گیاهی – گفتار اول جذب و انتقال مواد در گیاهان

    گیاهان، مواد مورد نیاز را از هوا، آب یا خاک اطراف خود جذب می‌کنند. کربن دی‌اکسید یکی از مهم‌ترین موادی است که گیاهان از هوا جذب می‌کنند. کربن، اساس ماده آلی و بنابراین یکی از عناصر مورد نیاز گیاهان است.

    در ساختار همه مواد آلی کربن وجود دارد.

    ۱-به همراه سایر گازها از طریق روزنه‌ها وارد فضاهای بین یاخته‌ای گیاه می‌شود(به صورت مولکولی).

    ۲-مقداری از کربن دی‌اکسید هم با حل شدن در آب، به صورت بی‌کربنات درمی‌آید که می‌تواند توسط برگ یا ریشه گیاه جذب شود(به صورت یونی).

    سایر مواد مغذی هم بیشتر از طریق خاک جذب می‌شوند.

    خاک و مواد مغذی مورد نیاز گیاهان

    خاک، ترکیبی از مواد آلی، غیرآلی و ریزجانداران(میکرو ارگانیسم‌ها) است. خاک‌های مناطق مختلف به علت تفاوت در این ترکیبات، توانایی متفاوتی در نگهداری آب، مقدار هوای خاک، pH و مواد معدنی دارند.

    گیاخاک(هوموس)، لایه سطحی خاک است و به طور عمده از بقایای جانداران و به ویژه اجزای در حال تجزیۀ آن‌ها تشکیل شده است. گیاخاک، با داشتن بارهای منفی، یون‌های مثبت را در سطح خود نگه می‌دارند و در نتیجه مانع از شست‌وشوی این یون‌ها می‌شوند. گیاخاک همچنین باعث اسفنجی شدن حالت خاک می‌شود که برای نفوذ ریشه مناسب است.

    ذرات غیر آلی خاک از تخریب فیزیکی و شیمیایی سنگ‌ها در فرایندی به نام هوازدگی ایجاد می‌شوند. این ذرات از اندازه بسیار کوچک رس تا درشت شن و ماسه را شامل می‌شوند. تغییرات متناوب یخ زدن و ذوب شدن، که باعث خرد شدن سنگ‌ها می‌شود، نمونه‌ای از اثر هوازدگی فیزیکی است. اسیدهای تولید شده توسط جانداران و نیز ریشه گیاهان هم می‌توانند هوازدگی شیمیایی ایجاد کنند.

    با توجه به اجزای خاک

    الف. بخش زنده خاک از چه اجزایی تشکیل شده است؟ کدام اجزای خاک غیرزنده هستند؟

    پاسخ

    گیاخاک(هوموس) و ذرات غیر آلی بخش غیرزنده خاک را تشکیل می‌دهند. میکروارگانیسم‌ها بخش زنده خاک را تشکیل می‌دهند.


    ب. کدام بخش خاک می‌تواند منشا گیاهی داشته باشد؟

    پاسخ

    بخش آلی خاک می‌تواند منشا گیاهی داشته باشد. بخش غیر آلی و ریزجانداران منشا گیاهی ندارند.

    جذب مواد معدنی خاک

    نیتروژن و فسفر دو عنصر مهمی هستند که در ساختار پروتئین‌ها و مولکول‌های وراثتی شرکت می‌کنند. گیاهان، ترکیبات این دو عنصر را بیشتر از خاک جذب می‌کنند.

    جذب نیتروژن

    با اینکه جوِّ زمین دارای ۷۸ درصد نیتروژن(N2) است، گیاهان نمی‌توانند شکل مولکولی نیتروژن را جذب کنند. بیشتر نیتروژنِ مورد استفاده گیاهان به صورت یون آمونیوم (+NH) یا نیترات (NO) است. این ترکیبات در خاک و توسط ریزجانداران تشکیل می‌شوند. خلاصه‌ای از این فرایندها در شکل ۱ نشان داده شده است. به تبدیل نیتروژن جو به نیتروژن قابل استفاده گیاهان تثبیت نیتروژن گفته می‌شود.

    بخشی از نیتروژن تثبیت شده در خاک، حاصل عملکرد زیستی باکتری‌هاست. باکتری‌های تثبیت‌کننده نیتروژن، به صورت آزاد در خاک یا همزیست با گیاهان زندگی می‌کنند. نیتروژن تثبیت شده در این باکتری‌ها به مقدار قابل توجهی دفع، و یا پس از مرگ آن‌ها برای گیاهان قابل دسترس می‌شود.

    امروزه تلاش‌های زیادی برای انتقال ژن‌های موثر در تثبیت نیتروژن به گیاهان در جریان است، تا بدون نیاز به این باکتری‌ها، نیتروژن موردنیاز در اختیار گیاه قرار گیرد.

    باکتری‌های آمونیاک‌ساز و نیترات‌ساز تثبیت نیتروژن انجام نمی‌دهند(دقت کنید به تبدیل نیتروژن جو به نیتروژن قابل استفاده گیاهان تثبیت نیتروژن گفته می‌شود).

    نیتروژن در ساختار DNA ،RNA ،ATP ،FADH2 ،NADH ،NADPH وجود دارد(+دوازدهم).

    مقایسه آمونیوم و نیترات
    مقایسه آمونیوم و نیترات
    آمونیومنیترات
    جاندار تولیدکنندهباکتری تثبیت‌کننده نیتروژن+آمونیاک‌سازباکتری‌های نیترات‌ساز
    جاندار مصرف‌کنندهگیاه+باکتری نیترات‌سازگیاه
    نوع بار الکتریکیمثبتمنفی
    تعداد اتم۵۴
    منشانیتروژن جو+نیتروژن درون مواد آلی خاکآمونیوم
    به اندام هوایی گیاه می‌رودبلهخیر

    با توجه به تثبیت و چرخه نیتروژن در خاک:

    الف. از بین آمونیوم و نیترات کدام یک توسط هوموس جذب می‌شود؟

    پاسخ

    هوموس به دلیل داشتن یون‌های منفی یون‌ها مثبت را جذب می‌کند، پس آمونیوم جذب گیاخاک می‌شود.


    ب. آیا می‌توان ژن تثبیت نیتروژن را از باکتری‌های آمونیاک‌ساز به گیاه منتقل کرد؟

    پاسخ

    خیر. دقت کنید باکتری‌های آمونیاک‌ساز تثبیت نیتروژن انجام نمی‌دهند.

    جذب فسفر

    فسفر (P) از دیگر عناصر معدنی است که کمبود آن، رشد گیاهان را محدود می‌کند. گیاهان، فسفر مورد نیاز خود را به‌صورت یون‌های فسفات از خاک به دست می‌آورند. گرچه فسفات در خاک فراوان است، اغلب برای گیاهان غیرقابل دسترس است. یکی از دلایل، این است که فسفات به بعضی ترکیبات معدنی خاک به طور محکمی متصل می‌شود. برخی گیاهان برای جبران، شبکه گسترده‌تری از ریشه‌ها و یا ریشه‌های دارای تار کشنده بیشتر ایجاد می‌کنند که جذب را افزایش می‌دهد.

    فسفات به بخش معدنی خاک متصل می‌شود.

    دقت کنید که گیاخاک(هوموس) دارای بارهای منفی‌ست و فسفات نمی‌تواند به آن متصل شود.

    بهبود خاک

    خاکِ مناطق مختلف ممکن است دچار کمبود برخی مواد یا فزونی مواد دیگر باشد. اصلاح این خاک‌ها می‌تواند آن‌ها را برای گیاهان قابل کشت کند. اگر این خاک‌ها دچار کمبود باشند، با افزودن کود میتوان حاصل‌خیزی آن‌ها را افزایش داد. زیست‌شناسان برای تشخیص نیازهای تغذیه‌ای گیاهان، آن‌ها را در محلول‌های مغذّی رشد می‌دهند. این محلول‌ها، آب و عناصر مغذی محلول به مقدار معین دارند. از این شیوه برای تشخیص اثرات عناصر بر رشد و نمو گیاهان نیز استفاده می‌شود.

    مقدار نیتروژن، فسفر و پتاسیم قابل دسترس در اغلب خاک‌ها محدود است، به همین دلیل در بیشتر کودها این عناصر وجود دارند. کودهای مهم در انواع آلی، شیمیایی و زیستی(بیولوژیک) وجود دارند. کودهای آلی، شامل بقایای درحال تجزیه جانداران‌اند. این کودها مواد معدنی را به آهستگی آزاد می‌کنند و چون به نیازهای جانداران شباهت بیشتری دارند، استفاده بیش از حد آن‌ها به گیاهان آسیب کمتری می‌زند. از معایب این کودها، احتمال آلودگی به عوامل بیماری‌زاست.

    کودهای شیمیایی شامل مواد معدنی هستند که به راحتی در اختیار گیاه قرار می‌گیرند؛ بنابراین می‌توانند به سرعت، کمبود مواد مغذّی خاک را جبران کنند. مصرف بیش از حد کودهای شیمیایی می‌تواند آسیب‌های زیادی به خاک و محیط زیست وارد و بافت خاک را تخریب کند. از طرفی، با شسته شدن توسط بارش‌ها، این مواد به آب‌ها وارد می‌شوند. حضور این مواد باعث رشد سریع باکتری‌ها، جلبک‌ها و گیاهان آبزی می‌شود. افزایش این عوامل مانع نفوذ نور و اکسیژن کافی به آب می‌شود و می‌تواند باعث مرگ و میر جانوران آبزی شود.

    کودهای زیستی شامل باکتری‌هایی هستند که برای خاک مفید و با فعّالیت و تکثیر خود، مواد معدنی خاک را افزایش می‌دهند. استفاده از این کودها بسیار ساده‌تر و کم هزینه‌تر است. این کودها معمولًا به همراه کودهای شیمیایی به خاک افزوده می‌شوند و معایب دو نوع کود دیگر را ندارند.

    همان‌طور که کاهش عناصر مغذی در خاک برای گیاهان زیان‌بار است، افزایش بیش از حدّ بعضی مواد در خاک می‌تواند مسمومیت ایجاد کند و مانع رشد گیاهان شود. بعضی گیاهان می‌توانند غلظت‌های زیادی از این مواد را درون خود به صورت ایمن نگهداری کنند؛ مثلا نوعی سرخس می‌تواند آرسنیک را که ماده‌ای سمّی برای گیاه است، در خود جمع کند. بعضی گیاهان می‌توانند آلومینیم را نیز در بافت‌ها ذخیره کنند. مثلًا گیاه گل ادریسی که در خاک‌های خنثی و قلیایی صورتی رنگ هستند در خاک‌های اسیدی آبی رنگ می‌شوند. این تغییر رنگ به علت تجمع آلومینیوم در گیاه است. بعضی گیاهان نیز با جذب و ذخیرۀ نمک‌ها، موجب کاهش شوری خاک می‌شوند. با کاشت و برداشت این گیاهان در چند سال پی‌درپی می‌توان باعث کاهش شوری خاک و بهبود کیفیت آن شد.

    بررسی کنید:

    الف. می‌توان گفت نوعی گیاه با قابلیت جمع کردن آرسنیک سلول‌های همراه دارند؟

    پاسخ

    خیر. نوعی سرخس می‌تواند آرسنیک را در خود جمع کند. سرخس‌ها بازدانه هستند و سلول‌های همراه فقط در نهان‌دانگان قرار دارد.

    خودآزمایی

    به سوالات زیر به صورت بله و خیر پاسخ دهید و سپس پاسخنامه را بررسی کنید.