معلومة

إعطاء إشارة إلى جهد الضغط والكميات التناضحية والكميات المماثلة الأخرى

إعطاء إشارة إلى جهد الضغط والكميات التناضحية والكميات المماثلة الأخرى


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

عند ذكر هذه الكميات بأي مرجع نعطيها إشارات؟

لماذا الضغط الاسموزي موجب ، لكن الجهد التناضحي ، سلبي؟

ماذا عن ضغط التورجر (الضغط الذي يمارسه السائل البروتوبلازمي على جدار الخلية) وضغط الجدار (الضغط الذي يمارسه الجدار كرد فعل لضغط التورجر) ، ما هي العلامات التي نخصصها لهما؟

ما أفهمه هو أنه يعتمد على ميل الماء للدخول أو الخروج من النظام قيد الدراسة ، لكني أفتقر إلى الوضوح حول كيفية تخصيص العلامات لهذه الكميات المختلفة. عندما نتحدث عن التربة التي تحتوي على قليل، هل تعني القيمة المنخفضة أكثر سلبية أم أنها تعني قدرة تناضحية أقل حجمًا ، على سبيل المثال؟


  • أعتقد أنك تعرف بالفعل اصطلاح الإشارات في حساب إمكانات الماء: إضافة المواد المذابة تقلل من الجهد (ناقل سالب) ، بينما تؤدي زيادة الضغط إلى زيادة الإمكانات (ناقل موجب). (هناك طريقة أخرى لقول الشيء نفسه وهي: أكثر مذابة = أكثر سلبية.) {1} هذا هو نفسه في كل مكان.

  • إمكانية الضغط: جهد الضغط في الخلية النباتية يكون عادة موجبًا. في الخلايا المتحللة بالبلازما ، يكون الضغط محتملاً تقريبًا صفر. تحدث احتمالات الضغط السلبي عندما يتم سحب الماء من خلال نظام مفتوح مثل وعاء نسيج الخشب. {1} وهذا يعني أنه نفي خلال "مص"العمل ، وإلا فهو كذلك إيجابي.

  • القدرة التناضحية (جهد المذاب): العلاقة بين تركيز المادة المذابة (في المولارية) مع جهد المذاب تعطى من خلال معادلة Van't Hoff:

    Ψπ = −MiRTΨπ = MiRT

(الصيغة ، ملاحظة ، لها علامة -ve.)

على سبيل المثال ، عندما يتم إذابة مادة مذابة في الماء ، تقل احتمالية انتشار جزيئات الماء عن طريق التناضح مما هي عليه في حالة عدم وجود مادة مذابة. سيكون للحل طاقة مائية أقل وبالتالي أكثر سلبية من تلك الموجودة في الماء النقي. علاوة على ذلك ، كلما كانت الجزيئات الذائبة موجودة ، زادت سلبية جهد الذائبة.

  • ضغط تورغور وضغط الجدار: أوصي بقراءة هذا لفهم أوضح.

… هذا الضغط الفعلي الذي يتطور داخل مثل هذه الخلية يسمى ضغط التورغور. يمكن تطبيق هذا المصطلح على قدم المساواة مع الضغوط الفعلية التي تتطور في الأنظمة التناضحية الفيزيائية البحتة ، على سبيل المثال ، كمحلول سكروز محاط بغشاء كولوديون أو سيلوفان ومغمور في الماء. كما سيتضح في المناقشة التالية ، يمكن أن تكون TPs في الأنظمة التناضحية سلبية في بعض الأحيان.

عندما يكون TP سالبًا ، أي عندما تكون عصارة الخلية تحت التوتر (انظر لاحقًا) ، يكون الفسفور الأبيض سالبًا أيضًا ، ويتعرض الجدار لسحب الجاذبية بسبب التصاقه بالطبقة البروتوبلازمية وكتلة النسغ الخلوية داخل الخلية .

على أساس المبادئ الفيزيائية الأساسية ، يُنظر عمومًا إلى أن WP و TP للخلية متساويان في الحجم وموجهان بشكل معاكس. ليس من الصعب تصور هذا الموقف لخلية في حالة توازن. بالنسبة للحالات الديناميكية التي يتم فيها اكتساب الماء أو فقده بواسطة الخلية ، فإن صحة هذا الافتراض قد تم التشكيك فيها.

{1} -https: //en.wikipedia.org/wiki/Water_potential


مؤسسة الإنبات والشتلات

التأثيرات المحددة للمكونات الكامنة في التربة والمياه التناضحية

تشارك كل من المكونات الماتريكية والمكونات التناضحية لإمكانات مياه التربة بشكل مباشر في حركة التربة والمياه إلى إنبات البذور. تستجيب البذور المغمورة في المحاليل والتربة المشبعة بالتساوي للتغيرات المتساوية في هذين المكونين ، بشرط أن تكون أغشيتها سليمة وفعالة تمامًا. ولكن في التربة ، لوحظ أن التخفيضات الصغيرة في إمكانات التربة والمياه تؤثر على الإنبات ، وتطور الشتلات وتكوينها إلى حد أكبر من التخفيضات المتساوية أو حتى الأكبر في إمكانات التربة والمياه التناضحية (الشكل 2). يرجع هذا الاختلاف في الاستجابة إلى التغيرات في منطقة التلامس بين البذور والتربة ومحتوى التربة والمياه المصاحبة للتغيرات الصغيرة في إمكانات مادة التربة والمياه مما يؤدي إلى تغييرات أكبر نسبيًا في توصيل التربة وانتشارها للماء.

الشكل 2 . (أ) الإنبات الكلي لبذور الحمص كدالة للوقت وإمكانات الماتريك: المعينات ، 100 J كجم −1 مربعات 500 J كجم −1 مثلثات 1000 J كجم −1. تغرس البذور في مجاميع قطرها 0.25 - 0.50 مم. (ب) الإنبات الكلي لبذور الحمص كدالة للوقت وإمكانات مياه التربة التناضحية: المعينات الكاملة 100 J كجم -1 مثلثات 330 J كجم -1 دوائر 1000 J كجم -1 ومعينات مفتوحة 2000 J كجم −1. البذور مغروسة في المحاليل التناضحية.

قد تؤثر إمكانات matric على انتفاخ البذور أثناء الإنبات واستطالة الجذور أو hypocotyl ، من خلال مساهمتها المباشرة في الإجهاد الميكانيكي الفعال للتربة. في ظل الظروف العادية ، تكون الضغوط التي تحدث في التربة صغيرة جدًا بحيث لا يمكن حصر البذور ، أو إعاقة انتفاخها وإنباتها ، أو لتقييد نمو الشتلات. لكن الإنبات الضعيف الذي لوحظ في التربة المضغوطة أو بجوارها ، أو عندما تعلق البذور في التربة المتقلصة ، يمكن أن يُعزى إلى القيود الميكانيكية الأكبر التي تفرضها التربة ، والتي ترجع جزئيًا إلى إمكانات matric.


جهد المذاب

الجهد المذاب (Ψس) ، وتسمى أيضًا الجهد التناضحي ، سالبة في خلية نباتية وصفر في الماء المقطر. القيم النموذجية للسيتوبلازم الخلوي هي -0.5 إلى -1.0 ميجا باسكال. تقلل المواد المذابة من إمكانات الماء (مما يؤدي إلى Ψ سلبيث) عن طريق استهلاك بعض الطاقة الكامنة المتوفرة في الماء. يمكن أن تذوب الجزيئات الذائبة في الماء لأن جزيئات الماء يمكن أن ترتبط بها عبر روابط هيدروجينية ، ولا يمكن لجزيء كاره للماء مثل الزيت ، الذي لا يمكن أن يرتبط بالماء ، أن يدخل في المحلول. الطاقة في الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات الذائبة والماء لم تعد متوفرة للقيام بعمل في النظام لأنها مرتبطة في الرابطة. بمعنى آخر ، يتم تقليل كمية الطاقة الكامنة المتاحة عند إضافة المواد المذابة إلى نظام مائي. وهكذا ، Ψس يتناقص مع زيادة تركيز المذاب. لأن Ψس هو أحد المكونات الأربعة لـ Ψالنظام أو Ψالمجموع، انخفاض في Ψس سيؤدي إلى انخفاض في Ψالمجموع. تكون إمكانات المياه الداخلية لخلية نباتية أكثر سلبية من الماء النقي بسبب المحتوى العالي للذوبان في السيتوبلازم (الشكل 2). بسبب هذا الاختلاف في الماء ، سينتقل الماء المحتمل من التربة إلى الخلايا الجذرية للنبات عبر عملية التناضح. هذا هو السبب في أن إمكانات الذائبة تسمى أحيانًا الإمكانات التناضحية.

يمكن للخلايا النباتية التلاعب الأيضي Ψس (وبالتبعية ، Ψالمجموع) عن طريق إضافة أو إزالة الجزيئات الذائبة. لذلك ، فإن النباتات تتحكم في Ψالمجموع من خلال قدرتها على ممارسة السيطرة الأيضية على Ψس.

الشكل 2. غشاء شبه نافذ بين نظامين مائيين

في الشكل 2 ، سينتقل الماء من منطقة ذات إمكانات مائية أعلى إلى منخفضة حتى يتم الوصول إلى التوازن. المذابات (Ψس) ، الضغط (Ψص) والجاذبية (Ψز) تؤثر على إجمالي إمكانات المياه لكل جانب من جوانب الأنبوب (Ψالمجموع يمينًا أو يسارًا) ، وبالتالي الفرق بين Ψالمجموع على كل جانب (ΔΨ). (Ψم، الاحتمالية الناتجة عن تفاعل الماء مع الركائز الصلبة ، يتم تجاهلها في هذا المثال لأن الزجاج ليس محبًا للماء بشكل خاص). يتحرك الماء استجابة للاختلاف في جهد الماء بين نظامين (الجانب الأيسر والأيمن من الأنبوب).

سؤال الممارسة

يتم وضع جهد الماء الموجب على الجانب الأيسر من الأنبوب بزيادةص بحيث يرتفع منسوب المياه على الجانب الأيمن. هل يمكنك معادلة مستوى الماء على كل جانب من جوانب الأنبوب بإضافة المذاب ، وإذا كان الأمر كذلك ، فكيف؟


CBSE Class 11 Biology Chapter 11 Transport in Plants Study Materials

في النباتات المزهرة ، تحدث حركة معقدة للمواد في اتجاهات مختلفة. هذا على الرغم من حقيقة أن النباتات لا تتحمل أي جهاز دوري. يجب أن تصل المياه التي تمتصها الجذور إلى جميع أجزاء النبات ، حتى طرف الجذع النامي ، حيث تجري عملية التمثيل الضوئي والنمو. تصنع الأوراق الغذاء الذي يجب توفيره لجميع أجزاء النبات بما في ذلك الجذور.

تتحرك المواد أيضًا على مسافات قصيرة ، أي داخل الخلية ، عبر الأغشية أو حتى من خلية إلى أخرى. المواد المنقولة هي المياه والمعادن والمغذيات والمغذيات العضوية ومنظمات نمو النبات. على مسافات قصيرة ، تتحرك المواد عن طريق الانتشار والتدفق السيتوبلازمي الذي يكمله النقل النشط بينما يحدث النقل لمسافات طويلة من خلال نسيج الخشب واللحاء ويسمى الانتقال.

الموضوع 1 النقل والعلاقات المائية النباتية

في النباتات ذات الجذور ، يكون نقل المياه والمعادن في نسيج الخشب أحادي الاتجاه (من الجذور إلى السيقان). ومع ذلك ، فإن نقل المغذيات العضوية وغير العضوية متعدد الاتجاهات. يتم نقل المركبات العضوية المركبة في الأوراق إلى جميع الأجزاء بما في ذلك أجهزة التخزين.
تقوم أجهزة التخزين لاحقًا بإعادة تصدير هذه المركبات العضوية عند الحاجة. يتم أيضًا سحب العناصر الغذائية المهمة من أجزاء النبات التي تتعرض للشيخوخة ويتم توفيرها للأجزاء النامية. توجد الهرمونات ومنظمات نمو النبات بكميات صغيرة جدًا وغالبًا ما يتم نقلها بطريقة مستقطبة (أحادية الاتجاه).
وسائل النقل
يعتبر النقل في النبات ظاهرة مهمة. يمكن أن يكون إما أحادي الاتجاه أو ثنائي الاتجاه. هناك ثلاث طرق مهمة لنقل المواد داخل وخارج الخلايا ، أي الانتشار والانتشار الميسر والنقل النشط. يتم إعطاء هذه العملية أدناه بالتفصيل
1. الانتشار
إنها عملية فيزيائية يحدث فيها النقل السلبي لجزيئات المذيبات أو الأيونات المذابة دون إنفاق الطاقة. إنها عملية بطيئة ومستقلة عن نظام المعيشة. أثناء العملية ، تتدفق الجزيئات أو الأيونات بطريقة عشوائية من منطقة التركيز الأعلى إلى منطقة التركيز المنخفض سواء كانت غازًا أو سائلًا أو مواد صلبة. معدل الانتشار يتأثر بشكل رئيسي بـ
(أ) تدرج تركيز مادة منتشرة.
(ب) نفاذية الغشاء الذي يفصل بينها.
(ج) درجة الحرارة
(د) الضغط
(هـ) الكثافة
ملحوظة:
* يرتبط معدل الانتشار عكسياً بالجذر التربيعي للكثافة النسبية للمادة المنتشرة. يُعرف هذا بقانون نشر جراهام.

* يعتبر الانتشار ظاهرة مهمة للغاية في النباتات حيث أنه الوسيلة الوحيدة لنقل الغازات فيها.
* يُسمى ميل المواد المختلفة إلى الانتشار وفقًا لضغوطها الجزئية أو تركيزها بالانتشار المستقل.
2. سهولة الانتشار
يعد التدرج التركيزي المناسب للجزيئات ضروريًا للفرق. يعتمد معدل الانتشار على حجم المواد ، أي أنه كلما صغر حجم المادة ، زادت سرعة انتشارها وعلى قابليتها للذوبان في الدهون (المكونات الرئيسية للغشاء) ، أي كلما زادت المادة القابلة للذوبان في الدهون ، زادت سرعة انتشارها. ينتشر من خلال الغشاء.
يتم تسهيل نقل المواد (التي تحتوي على الرطوبة المائية) عن طريق نقل البروتينات. لا يخلق هذا البروتين أي تدرج تركيز في حد ذاته ، حيث يوجد تدرج تركيز موجود بالفعل.
هذه العملية تسمى الاستدلال الميسر. لا يسمح الانتشار الميسر بالحركة الصافية للجزيئات من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي لأنه سيتطلب مدخلات من الطاقة. يصل معدل النقل أخيرًا إلى الحد الأقصى عند استخدام جميع ناقلات البروتينات.
الانتشار الميسر محدد للغاية ، أي أنه يسمح بامتصاص المواد المختارة فقط.

هناك نوعان مختلفان من بروتينات النقل ، أي البروتينات الحاملة وبروتينات القناة. ترتبط البروتينات الحاملة بالمذاب المعين المراد نقله وتوصيله إلى الجانب الآخر من الغشاء.
تشكل بروتينات القناة قنوات في غشاء الخلية بحيث يمكن نقل الجزيئات بسهولة. وهذا ما يسمى التمييز الميسر بوساطة القناة. من بين هذه القنوات ، يظل بعضها مفتوحًا دائمًا بينما يتم التحكم في البعض الآخر. تسمى البروتينات الناقلة الكبيرة ، التي تخلق مسامًا ضخمة في الأغشية الخارجية للبلاستيدات والميتوكوندريا والبكتيريا لعبور مجموعة متنوعة من الجزيئات حتى حجم البروتينات الصغيرة بورينات.
أثناء النقل ، يرتبط الجزيء خارج الخلية ببروتين النقل الذي يدور بعد ذلك باتجاه المصفوفة داخل الخلايا ويطلق الجزيء داخل الخلية ، على سبيل المثال ، قنوات الماء المكونة من ثمانية أنواع مختلفة من الأكوابورينات.
ملحوظة:
Aquaporin عبارة عن بروتينات غشائية للنقل السلبي للماء. إنها تعزز معدل نقل الماء عبر الغشاء دون تغيير اتجاه النقل.
المنافذ والرموز السلبية
فيما يتعلق بالانتشار الميسر ، تسمح بعض البروتينات الحاملة أو الناقلات بحركة الجزيئات فقط إذا تحرك جزيءان معًا. يُعرف هذا النوع من الحركة بالنقل المشترك.
يمكن أن يكون من ثلاثة أنواع
أ. سيمبورت
في هذا ، يعبر كلا الجزيئين الغشاء في نفس الاتجاه.
ب. أنتيبورت
في هذا كلا الجزيئين يعبران الغشاء في اتجاهين متعاكسين.
ج. Uniport
في هذا النوع ، تنتشر الجزيئات عبر غشاء مستقل عن أي جزيئات أخرى

3. النقل النشط
يستخدم النقل النشط الطاقة في شكل ATP لضخ الجزيئات أو الأيونات ضد تدرج التركيز (أي ، النقل صعودًا بتركيز منخفض إلى تركيز عالٍ). يتم تنفيذ ذلك عن طريق البروتينات الحاملة في غشاء البلازما. "عندما تصبح الناقلات مشبعة أو تُستهلك ، يصل معدل النقل إلى أقصى حد له.
هذه البروتينات الحاملة محددة جدًا في نقل البروتين عبرها. الغشاء. بمجرد نقل الأيونات داخل الغشاء لا يمكن أن تعود مرة أخرى إلى الفضاء الخارجي. بينما يعود البروتين الحامل إلى حالته الأصلية من أجل اختيار أيون أو جزيء جديد. هذه البروتينات الحاملة حساسة للغاية للمثبطات أو المواد الأخرى ، والتي لها خاصية التفاعل مع السلاسل الجانبية للبروتينات.
مقارنة عمليات النقل المختلفة
خارج آليات النقل التي تمت مناقشتها أعلاه ، يحدث الانتشار (سواء تم تسهيله أم لا) على طول تدرج التركيز دون استخدام الطاقة. ومع ذلك ، يتم التوسط في كل من الانتشار الميسر والنقل النشط من خلال بروتينات الغشاء.
ناقلات البروتين انتقائية للغاية بطبيعتها ، ويمكن أن تتشبع وتستجيب للمثبطات وتخضع للتنظيم الهرموني.
مقارنة عمليات النقل المختلفة

علاقات المياه النباتية
قبل مناقشة كيفية امتصاص ونقل المياه في النباتات. من الضروري فهم بعض الحقائق الأساسية عن الماء. بدون الإمداد المستمر بالمياه ، لا يستطيع المصنع القيام بأي من أنشطته الفسيولوجية.
فيما يلي بعض الوظائف المفيدة للمياه
(ط) يحمل الماء المغذيات من التربة إلى النباتات.
(2) يعمل الماء كمكون رئيسي لجميع الخلايا الحية ، أي وسيط يتم فيه إذابة جميع المواد وتخضع لأنواع مختلفة من التفاعل ، على سبيل المثال ، بروتوبلازم الخلايا ليست سوى ماء يحتوي على عدة جزيئات مختلفة أو جزيئات معلقة.
(3) يعمل كمذيب ممتاز ويعمل أيضًا كنظام تبريد في النباتات.
(4) كل نبات سواء كان عشبيًا أو خشبيًا يتكون من الماء ولكن تختلف كميته ، على سبيل المثال ، يحتوي نبات عشبي على 10-15 ٪ من وزنه الطازج حيث يحتوي البطيخ الجاف على 92 ٪ من الماء بينما تحتوي النباتات الخشبية على القليل جدًا من الماء نسبيًا.
(5) كما أنه يعمل كمكوِّن رئيسي للبذور (لبقائها على قيد الحياة وتنفسها) على الرغم من أنها تبدو جافة.
(6) يعمل كعامل مقيد لنمو وإنتاجية النبات في كل من البيئات الزراعية والطبيعية بسبب ارتفاع الطلب على المياه بواسطة النباتات.
ملحوظة:
* تمتص نبتة الذرة الناضجة ما يقرب من ثلاثة لترات من الماء في اليوم ، بينما تمتص نبتة الخردل الماء الذي يعادل وزنها في حوالي 5 ساعات.
* تمتص النباتات الأرضية كمية كبيرة من الماء يوميًا ، لكن معظمها تفقد في الهواء من خلال النتح (أي التبخر من الأوراق).
* لفهم علاقة مياه النبات ، فهم المصطلحات القياسية للعمل مثل إمكانات الماء ، وإمكانات الذائبة ، وإمكانات الضغط ، إلخ
إمكانات المياه
الإمكانية هي طريقة تمثيل الطاقة الحرة. تتطلب جميع الكائنات الحية طاقة مجانية للنمو والحفاظ على التمثيل الغذائي والتكاثر. نظرًا لأن جزيئات الماء تمتلك طاقة حركية ، فهي في حركة عشوائية (في شكل سائل وغازي) وهي سريعة وثابتة.
وبالتالي ، فإن جهد الماء هو الفرق بين الطاقة الحرة لجزيئات الماء في الماء النقي وطاقة الماء في أي نظام آخر. يُرمز إليه بـ (psi) ويعبر عنه بوحدة الضغط ، أي باسكال (Pa). كلما زاد تركيز الماء في النظام ، زادت طاقته الحركية أو إمكاناته المائية ، أي أن الماء النقي سيكون له أكبر إمكانات مائية.
أفضل طريقة للتعبير عن الحركة العفوية للمياه من منطقة إلى أخرى هي من حيث الاختلافات في الطاقة الحرة للمياه بين منطقتين ، أي واحدة ذات طاقة أعلى وأخرى ذات طاقة أقل.
وبالتالي ، سينتقل الماء من النظام الذي يحتوي على المياه ذات الإمكانات العالية إلى النظام ذي الإمكانات الأقل (أسفل التدرج). ومن ثم ، فإن حركة الماء هذه تسمى بالانتشار.
ملحوظة:
* استخدم سلاتير وتايلور مصطلح إمكانات المياه لأول مرة.
* وفقًا للاتفاقية ، فإن إمكانات الماء النقية عند درجات الحرارة القياسية ، والتي لا تخضع لأي ضغط ، تؤخذ على أنها صفر.
* يُنظر دائمًا إلى إمكانات المياه على أنها ميل الماء إلى ترك النظام.
جهد المذاب
يُعرف الحجم الذي يتم من خلاله تقليل إمكانات الماء بسبب وجود مادة مذابة في الماء النقي باسم الجهد المذاب. عندما يتم إذابة المذاب أو بعض المواد في ماء نقي ، ينخفض ​​تركيز الماء ويكون المحلول يحتوي على كمية أقل من الماء الحر. يستنتج أن وجود الجسيمات المذابة في الماء يقلل من الطاقة الحرة للمياه بسبب انخفاض إمكانات الماء أيضًا.
يُرمز إلى الجهد المذاب بواسطة J / S ويكون دائمًا سالبًا (أو له قيمة أقل من الصفر). بالتالي،
عدد أكبر من جزيئات الذائبة = جهد منخفض للذوبان (أكثر - خمسة).
عند الضغط الجوي للحصول على حل

جهد الضغط
إذا تم تطبيق ضغط أكبر من الضغط الجوي على ماء نقي أو محلول (يحتوي على مادة مذابة) ، فإن إمكانات الماء تزداد. هذا يساوي ضخ الماء من مكان إلى آخر مثل ضغط القلب المتراكم لدورة الدم في الجسم.
عندما يدخل الماء إلى خلية نباتية من خلال الانتشار ، يصبح قاسياً بسبب تراكم الضغط على جدار الخلية في نظام النبات. هذا يؤدي إلى زيادة في الضغط المحتمل. عادة ما يكون موجبًا معروفًا بضغط التورور ويشار إليه بواسطة fp. ينتج عن فقدان الماء أثناء النتح ضغط هيدروستاتيكي سلبي أو توتر في نسيج الخشب. هذا مهم جدا في النقل (Asent of sap) لمسافات طويلة في النباتات.
تتأثر إمكانات الماء بكل من إمكانات المذاب والضغط.

التنافذ
يحيط بالخلية النباتية جدار الخلية وغشاء الخلية. جدار الخلية قابل للاختراق بحرية ، أي أنه لا يعمل كحاجز أمام حركة الماء والمواد الأخرى.غشاء الخلية وغشاء الفجوة ، اللُونوبلاست مسؤولان عن تحديد الماء أو الجزيئات الأخرى داخل الخلية أو خارجها.
تساهم الفجوة المركزية الكبيرة ومحتوياتها (النسغ الفراغي) في إمكانات الذائبة للخلية.
يمكن تعريف التناضح بأنه الحركة الصافية لجزيئات المذيب (جزيئات الماء) عبر غشاء تفاضلي أو شبه نافذ.
يحدث التناضح بشكل عفوي للغاية استجابة لقوة دافعة.
تحدث حركة المذيب ، في التناضح بسبب الاختلافات في إمكانات الماء على الجانبين ، أي أن الماء سينتقل من منطقة ذات إمكانات كيميائية أعلى إلى منطقة ذات إمكانات كيميائية منخفضة حتى يتم الوصول إلى حالة التوازن.
يعتمد الاتجاه الصافي للجزيئات ومعدل التناضح على عاملين
(ط) تدرج الضغط
(2) تدرج التركيز.
التناضح هو عملية سلبية ولا تتطلب أي مدخلات من الطاقة. تم اكتشاف عملية التناضح بواسطة شركة Pfeffer.
رسم توضيحي للتناضح
ظاهرة التناضح يمكن أن يفهمها بسهولة على أساس الرسم البياني أدناه

على أساس هذه الملاحظات التالية
(ط) يحتوي المحلول الموجود في الغرفة B على إمكانات مائية أقل (حيث يحتوي على عدد أكبر من الجسيمات الذائبة
من أ).
(2) يحتوي المحلول الموجود في الغرفة A على إمكانات ذوبان أقل (حيث يحتوي على عدد أقل من الجزيئات الذائبة ، من الغرفة B) ولغرفة B إمكانات ذوبان أعلى (لأنها تحتوي على جزيئات عالية الذوبان وأقل مذيبات ، أي الماء).
(3) سيحدث التناضح من الغرفة A - & gt B لأنه كما أوضحنا سابقًا يحدث التناضح دائمًا من منطقته ذات الإمكانات الكيميائية العالية إلى منطقة ذات إمكانات كيميائية أقل.
يجب عدم الخلط بين المرء وحركة المذيب (الماء) وحركة المذاب (الماء + الجسيمات المذابة) حيث ينتقل المذاب دائمًا من منطقة ذات تركيز أقل إلى تركيز أعلى والعكس بالعكس في حالة المذيب
(4) عند التوازن ، سيكون لكل من الغرفتين نفس إمكانات المياه (على سبيل المثال ، لن يكون لأي من A و B إمكانات مائية أقل أو أعلى).
ملحوظة:
الانسمام الداخلي والاندماج الداخلي يسمى تدفق المذيب (الماء) إلى الخلية من الخارج عند وضعه في الماء المقطر بالتضخم الداخلي حيث تنتفخ الخلايا بسبب دخول الماء وتصبح منتفخة.
من ناحية أخرى ، فإن التدفق الخارجي للمياه من الخلية عند وضعها في محلول مفرط التوتر مثل محلول السكر ، تميل الخلية إلى الانكماش وتصبح مترهلة. يسمى هذا التدفق الخارجي للماء في المحلول بالخارج.
تجربة مسار التحويل
هذه تجربة أخرى يتم إجراؤها في المختبر يمكن من خلالها إظهار ظاهرة التناضح بسهولة.
يتم تنفيذ الخطوات التالية خلال هذه التجربة
(أ) كوب يؤخذ ويملأ بالماء النقي.
(ب) يملأ قمع thisde بمحلول السكروز ويبقى مقلوبًا في دورق يحتوي على الماء (يلاحظ المستوى).
(ج) يتم فصل القمع المقلوب عن الماء النقي من خلال غشاء شبه منفذ.
(د) سيرتفع مستوى محلول السكروز في القمع حيث ينتقل الماء إلى القمع كما هو موضح في الشكل (أ).
(هـ) سيستمر الماء في التحرك حتى يتم تحقيق حالة التوازن.
إذا انتشر السكروز عبر الغشاء ، فلن يتم الوصول إلى التوازن أبدًا ، لأنه في حالة التوازن ، يجب أن يكون التركيز أو إمكانات التدرج متساويًا في كلتا الغرفتين ، أي القمع والدورق.
(و) يتم تطبيق الضغط الخارجي من الجزء العلوي من القمع كما في الشكل (ب) لإيقاف حركة الماء في القمع عبر الغشاء.

الاختلافات بين الانتشار والتناضح

أهمية التناضح
التناضح مفيد بعدة طرق كما هو موضح أدناه
(ط) يساعد في الحفاظ على تمزق الخلية.
(2) يلعب دورًا حيويًا في حركة الفم أثناء النتح.
(3) يساعد في حركة السوائل عبر الأغشية البيولوجية.
(4) كما أن لها تأثيرات على امتصاص الجذور للماء.
الضغط الاسموزي
إنه ضغط المحلول الذي يجب تطبيقه على المحلول للسماح بمرور المذيب بسبب التناضح. هذه أيضًا وظيفة تركيز المذاب ، أي أنه كلما زاد تركيز المذاب ، زادت كمية الضغط المطبق لمنع انتشار الماء. الضغط التناضحي يساوي عدديًا الجهد التناضحي أو الذائب ، لكن الجهد التناضحي له علامة سلبية ، بينما الضغط الاسموزي دائمًا ضغط إيجابي.

يعتمد الضغط الاسموزي للمحلول إلى حد كبير على النسبة بين عدد جزيئات المذاب والمذيب الموجودة في محلول معين.
ملحوظة:
* الأداة المستخدمة لقياس الضغط الاسموزي تسمى مقياس التناضح ، على سبيل المثال ، مقياس التناضح بيركلي وهارتليز.
* التناضح العكسي هو طرد الماء النقي من المحلول من خلال غشاء شبه نافذ تحت تأثير الضغط الخارجي ، أعلى من محلول OP.
الفروق بين الضغط الاسموزي والجهد التناضحي

أنواع الحلول
تتصرف الخلايا أو الأنسجة النباتية وفقًا لحركة الماء اعتمادًا على المحلول المحيط. وهكذا ، على أساس تركيز النسغ الخلوي (محلول خلوي موجود في فجوة مركزية كبيرة لخلايا نباتية حية).
الحلول هي من الأنواع الثلاثة التالية (1) محلول متساوي التوتر إنه نوع من المحلول ، له تركيز مشابه لعصارة الخلايا في الخلايا ، أي لا يحدث أي تغيير في الخلية بعد وضعها في محلول متساوي التوتر.
(2) محلول منخفض التوتر هو نوع من المحلول الذي يحتوي على تركيز أقل (مخفف أكثر) من عصارة الخلية. تتضخم الخلية عند وضعها في هذا المحلول.
(3) محلول مفرط التوتر إنه نوع من المحلول يحتوي على تركيز أعلى من عصارة الخلايا في الخلايا. تتقلص الخلايا عند وضعها في محلول مفرط التوتر.
ملحوظة:
مصطلح "عجز ضغط الانتشار" (DPD) صاغه BS Meyer في عام 1938. تُعرف الكمية التي يكون بها ضغط انتشار المحلول أقل من مذيبه النقي باسم عجز ضغط الانتشار.

تحلل البلازما
تحدث هذه الظاهرة عندما يخرج الماء من الخلايا ويتقلص غشاء الخلية للخلية النباتية بعيدًا عن جدارها الخلوي عند وضعه في محلول مفرط التوتر (به تركيز أكبر). أثناء العملية ، يتسبب المحلول مفرط التوتر في حدوث جحوظ (حركة خارجية للماء).
ينتقل الماء أولاً من السيتوبلازم ثم من الفجوة المركزية. يؤدي سحب الماء هذا من خلال الانتشار في السائل خارج الخلية إلى تقلص الخلية في الحجم ، بسبب تحرك الخلية بعيدًا عن الجدران. يقال إن الخلايا تتحلل بالبلازما.
المساحة بين جدار الخلية والبروتوبلاست المنكمش مشغولة أو مملوءة بالمحلول الأبدي.
عند الحد من تحلل البلازما ، يوازن ضغط المحلول الخارجي الضغط الاسموزي للسيتوبلازم. وهكذا ، خلال حالة التوازن هذه عندما يكون تدفق الماء داخل وخارج الخلية متماثلًا ، تسمى الخلايا رخوة.

تحلل
العملية التي تقوم فيها الخلية المصابة بالبلازما عند وضعها في ماء نقي أو محلول ناقص التوتر ، ببناء ضغط تورم (يدخل فيه الماء إلى الخلية ويسبب بناء السيتوبلازم ضغطًا على الجدار). إنها مسؤولة بشكل أساسي عن تضخم ونمو الخلايا على نطاق واسع. خلال هذه المرحلة ، يدخل الماء بسبب الانسمام الداخلي وتصبح الخلية مرة أخرى منتفخة عندما يصل البروتوبلاست إلى شكله وحجمه الأصلي. بما أن جدار الخلية صلب ، فإن الخلية لا تتمزق. يُطلق على الضغط الذي يمارس على الجدار الصلب بسبب دخول الماء بواسطة البروتوبلاستس جهد الضغط ، أي fp.
(ط) يجب اتباع انحلال البلازما مباشرة بعد تحلل البلازما وإلا فإن الخلية البروتوبلاستية تتضرر بشكل دائم.
(2) احتمال ضغط الخلية الرخوة هو صفر لأنه لا توجد حركة صافية للمياه داخل وخارج الخلية.
(3) تم العثور على جدار الخلية في البكتيريا والفطريات والطحالب بعض الخلايا النباتية والنباتية (لا تحتوي الحيوانات والأوليات على جدار خلوي).
الاختلافات بين تحلل البلازما وتحلل البلازما

أهمية تحلل البلازما
(ط) يسمح لخلية نباتية بفقدان الماء دون أن تموت ، ويمكن أن تتقلص أو تزيد في الحجم حيث يتوفر الماء ضمن قيود جدار الخلية.
(2) يتضح من الخلايا الحية. من خلال هذا يمكننا تحديد ما إذا كانت الخلية حية أم ميتة.
(3) يساعد في تحديد الضغط الأسموزي للنباتات.
(4) يثبت أن جدار الخلية مرن وقابل للاختراق.
تشرب
إنها ظاهرة خاصة يتم فيها امتصاص الماء أو أي سائل آخر بواسطة الجسيمات الصلبة (الغرويات) للمادة. هذا يقودهم إلى زيادة هائلة في الحجم. تسمى الجسيمات الصلبة التي تشرب الماء أو أي سائل آخر بالمواد المشبعة. يُعرف السائل المشرب باسم مشروب. إنه أيضًا نوع من الانتشار لأن حركة الماء تحدث على طول تدرج التركيز كما هو الحال في الانتشار. أثناء التشرب ، يتم امتصاص جزيئات الماء بإحكام وتثبيتها.
ملحوظة:
* أثناء التشرب يفقد جزيء الماء معظم طاقته الحركية في شكل حرارة. وهذا ما يسمى حرارة الترطيب أو حرارة الترطيب
* يمكن تفسير التشرب ورؤيته بشكل أفضل في امتصاص الماء بواسطة البذور والخشب الجاف الذي يعمل كمواد ماصة لامتصاص الماء والانتفاخ.
ضغط التشرب
يُطلق على الضغط الناتج عن الجسيمات الصلبة ، التي تمتص الماء أو أي سائل آخر عند غمرها في سائل شراب نقي ، ضغط التشريب. بسبب هذا الضغط في النباتات ، تخرج الشتلات من التربة وتثبت نفسها.
الشروط اللازمة لحدوث التشرب
(ط) التقارب بين الممتز والسائل المشرب ضروري.
(2) التدرج المحتمل للماء بين الماص والسائل المشرب.
تتأثر ظاهرة التشرب أيضًا بعدة عوامل مثل درجة الحرارة (تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة) ، والضغط (ينخفض ​​إذا كان الضغط ضد المشبع) ، ودرجة الحموضة (تعتمد على تغيير الشوارد) المنحل بالكهرباء (النقصان) وقوام المادة المشبعة (تزداد إذا كان فضفاض ، يتناقص إذا كان مضغوطًا بطبيعته).
أهمية التشرب
يلعب التشرب بعد الأدوار الرئيسية
(ط) يساعد الشتلات على الخروج من التربة.
(2) يعمل في المرحلة الأولية في إنبات البذور.
(ثالثا) يساعد البذور.
(4) في العصور القديمة ، تم استخدام ضغط التشرب في تكسير الصخور والحجارة.
(5) هو السائد في المرحلة الأولى من امتصاص الماء بواسطة الجذور.
الاختلافات بين Imbibition و Diffusion Imbibition Diffusion

ملحوظة:
الامتزاز هو خاصية الغرويات. وبالتالي ، فإن المواد التي تحتوي على نسبة عالية من الغرويات هي مواد مشبعة جيدة. على سبيل المثال ، الخشب ، مشبع جيد لأنه يحتوي على البروتينات ، السليلوز والنشا كمواد غروانية.

الموضوع 2 نقل المياه لمسافات طويلة

لا يمكن أن يتم نقل المواد لمسافات طويلة من خلال عملية الانتشار وحدها. يمثل الانتشار فقط تلك الجزيئات التي تتحرك من أجلها
مسافة قصيرة وهي عملية بطيئة للغاية. على سبيل المثال ، تستغرق حركة الجزيء عبر خلية نباتية نموذجية (حوالي 50 مساءً) حوالي 2.5 ثانية. بهذا المعدل ، فإن حركة الجزيئات على مسافة 1 متر تستغرق 32 عامًا تقريبًا عن طريق الانتشار وحده.
في الكائنات الحية الكبيرة والمعقدة ، تكون مواقع الإنتاج أو الامتصاص ومواقع التخزين بعيدة عن بعضها البعض ، وبالتالي ، يجب أن تتبع المواد المراد نقلها مسارًا طويلًا وتتحرك عبر مسافات كبيرة جدًا.
ومن ثم ، فإن بعض أنظمة النقل الخاصة لمسافات طويلة ضرورية من أجل نقل المواد عبر مسافات طويلة بمعدل أسرع بكثير.
تتم حركة الماء والمعادن والأغذية عبر مسافات طويلة بشكل عام بواسطة نظام التدفق الجماعي أو السائب ، والذي يعمل بسبب الاختلاف بين ضغط نقطتين ، أي المصدر والمغسلة. يتم نقل المواد سواء كانت ذائبة أو معلقة في المحلول بنفس السرعة. تختلف هذه الحركة عن الانتشار حيث تتحرك المواد المختلفة بشكل مستقل عن بعضها البعض اعتمادًا على تدرجات التركيز الخاصة بها. تحدث حركة التدفق الكتلي أو السائب من خلال الأنسجة الوعائية والخشب واللحاء من النباتات. تسمى الحركة السائبة للمواد من خلال الأنسجة الموصلة أو الوعائية للنبات بالانتقال.
يوجد بشكل عام نوعان من أنسجة الأوعية الدموية في النباتات المسؤولة عن الانتقال
(ط) Xylem وهي مسؤولة عن نقل المياه بالأملاح المعدنية وبعض النيتروجين العضوي والهرمونات بشكل رئيسي من الجذور إلى الأجزاء الهوائية من النباتات.
(2) اللحاء مسؤول عن نقل المواد العضوية وغير العضوية من الأوراق إلى أجزاء أخرى من النبات. يمكن أن يعمل التدفق السائب إما بسبب تدرج الضغط الهيدروستاتيكي الإيجابي (مثل خرطوم الحديقة) كما هو الحال في اللحاء أو التدرج الهيدروستاتيكي السالب (مثل الشفط من خلال القش) كما هو الحال في نسيج الخشب.
امتصاص النباتات للمياه
تمتص النباتات الماء من خلال الجذور. ومع ذلك ، فإن منطقة الجذور الشابة حيث يحدث معظم امتصاص الماء والمعادن هي منطقة جذور الشعر. الشعيرات الجذرية هي عبارة عن شعر رقيق وامتداد رقيق لخلايا البشرة الجذرية الموجودة عند طرف الجذور بالملايين. هذه بنية حساسة للغاية ، والتي لا تدوم لأكثر من أيام أو أسبوع. لديهم جدران لزجة للغاية تساعد في الالتصاق الشديد بجزيئات التربة.
تنقل القصبات الهوائية والقصبة الهوائية من نسيج الخشب المياه في النباتات.
تدخل المياه التي تمتصها شعيرات جذر الملف إلى البشرة من هناك ، وتتحرك أعمق في طبقات الجذر وتصل أخيرًا إلى نسيج الخشب باتباع مسارين ، أي apoplast و symplast.

مسار أبوبلاست
Apoplast هو نظام جدران الخلايا المجاورة (أي جدران الخلايا المترابطة ، والمساحات بين الخلايا ، وجدار الخلية للأديم الباطن) التي تحدث بشكل مستمر في جميع أنحاء النبات ، باستثناء شرائح Casparian للأديم الباطن في الجذور. في هذا المسار ، تحدث حركة جزيئات الماء من خلال الفراغات بين الخلايا وجدران الخلايا فقط. تحدث حركة الماء على طول التدرج "من شعر الجذور إلى النسيج الخشبي عبر جدران الخلايا المتداخلة دون عبور أي غشاء أو سيتوبلازم ، وبالتالي ، فهي لا توفر أي عائق أمام حركة الماء ، والتي تحدث من خلال تدفق الكتلة ، بسبب الالتصاق وتماسك جزيئات الماء.
لا يوجد تدخل للتناضح في مسار أبوبلاست.
مسار سيمبلاست
يشتمل هذا النظام على الجزء الحي من الخلايا النباتية المكونة من الخلايا الأولية المترابطة للخلايا المجاورة والمتصلة من خلال خيوط السيتوبلازم التي تمتد من خلال plasmodesmata.
الماء الذي يدخل إلى الخلية يستنزف شعر الجذور نتيجة الامتصاص النشط ، ينتقل إلى خلايا القشرة الأساسية التي يحدها غشاء مستمر قابل للنفاذ انتقائيًا من خلال plasmodesmata.
تكون الحركة أبطأ نسبيًا حيث يدخل الماء الخلايا عبر غشاء الخلية. الحركة مرة أخرى أسفل التدرج المحتمل. يتم دعم هذا المسار عن طريق التدفق السيتوبلازمي ، مما يساعد في سرعة الحركة عبر الخلايا الفردية. وبالتالي ، تسهيل النقل.
التدفق السيتوبلازمي هو حركة حيوية مستقلة تحدث في الخلايا حقيقية النواة بشكل مستمر ، على سبيل المثال ، حول الفجوة المركزية. يُعرف أيضًا باسم داء cyclosis. يمكن ملاحظته بسهولة في خلايا أوراق Hydrilla. يمكن رؤية حركة البلاستيدات الخضراء بسبب التدفق بسهولة تحت المجهر.
من المعتقد عمومًا أن كلا من مسارات apopiast و symplast تعمل في النباتات ولكن مسار Apopiast يوفر مقاومة أقل أو معدومة. وهكذا ، يستمر الماء في التحرك من خلال apopiast في الجذور.
نظرًا لأن مسار Apopiast مرتبط برابطة مصفوفة suberised تسمى الشريط الكاسباري في الحدود الداخلية للقشرة ، فإن الطبقة الداخلية ضرورية للماء.
لذلك ، تحدث حركة الماء والأديم الباطن عن طريق مسار symplast ، أي أن الماء من جدران الخلية يدخل السيتوبلازم الخلوي وينتقل من سيتوبلازم خلية واحدة إلى سيتوبلازم خلية أخرى يعبر غشاء الخلية من خلال plasmodesmata ويصل أخيرًا إلى عناصر نسيج الخشب.
الامتصاص الميكوريزي
بدلاً من استخدام شعر الجذور لامتصاص العديد من النباتات ، تستخدم الفطريات الفطرية لامتصاص الماء. Mycorrhiza هو ارتباط تكافلي بين الفطريات ونظام جذر الشباب. تمتلك الوصلة الفطرية مساحة كبيرة جدًا وتمتد إلى التربة لمسافة كافية ، حيث لا يمكن للجذر الوصول إليها.
تمتص الأيونات المعدنية والمياه من التربة وتوفر هذه المواد للجذور. توفر الجذور بدورها السكر والمركب المحتوي على N إلى الفطريات الفطرية. الارتباط الفطري ملزم في كثير من الحالات ، على سبيل المثال ، بذور الصنوبر والعديد من السحلبية لا يمكن أن تنبت بشكل صحيح دون تطوير رابطة الفطريات.
حركة الماء فوق النبات (صعود النسغ)
عادةً ما يكون انتقال الماء أو صعود النسغ إلى أعلى من الجذور باتجاه قمة النبات عبر الساق ، أي إلى الأوراق ونقاط النمو أو الخلايا الإنشائية القمية وأجزاء النبات الهوائية الأخرى. يحدث من خلال عناصر القصبة الهوائية من نسيج الخشب. تم طرح العديد من النظريات لشرح الحركة الصاعدة للمياه.
اثنان منهم مذكورة أدناه
ضغط التمهيد
يُعتقد أن جميع النباتات تمتص الماء الزائد عن طريق عملية نشطة وتميل إلى تكوين ضغط هيدروستاتيكي إيجابي داخل نظام الجذر المعروف باسم ضغط الجذر. بسبب هذا النشاط ، يتم دفع الماء لأعلى على طول الساق إلى ارتفاع صغير. يحدث الضغط داخل نسيج الخشب بسبب تدرج ضغط الانتشار ويتم الحفاظ عليه من خلال نشاط الخلايا الحية.
عرض ضغط الجذر في النباتات
في بداية التجربة ، اختر نباتًا له جذع ناعم في يوم يكون فيه الكثير من الرطوبة في الغلاف الجوي. في الصباح الباكر ، قم بقطع الساق أفقياً بالقرب من القاعدة ، أي فوق التربة مباشرةً بشفرة حادة. يتم إجراء القطع اللحظي ، وتبدأ بضع قطرات من المحلول في الخروج من جذع القطع ، ويرجع ذلك إلى ضغط الجذر الإيجابي. الآن من أجل تحديد معدل النضح (المواد التي تتسرب إلى الخارج) وتكوين الإفرازات (مثل النسغ والجراثيم واللاتكس وما إلى ذلك) ، قم بتثبيت أنبوب زجاجي رأسي مملوء بالماء ، بمساعدة أنبوب مطاطي قطع نهاية الجذع. يُرى عمود من النسغ ينضج في الأنبوب ، والذي سيكون مقياسًا لضغط الجذر.
يتم منع ضغط الجذور أو تقليله أثناء تقليل التهوية ، ودرجة الحرارة المنخفضة أو المرتفعة ، والجفاف ، وما إلى ذلك.
يصل ضغط الجذر إلى الحد الأقصى خلال الصباح الباكر من الربيع و - موسم الأمطار عندما يكون مستوى التبخر منخفضًا أو منخفضًا وينخفض ​​مع تقدم اليوم.
حجم ضغط الجذر حوالي عمودين أو الغلاف الجوي.
التمزق
* عندما تكون كمية ضغط الجذر عالية ومعدل النتح منخفضًا ، تميل العديد من النباتات العشبية إلى فقدان كميات صغيرة من الماء أو السائل على شكل قطرات من الهيدثودات (المسام الصغيرة) أو الغدد المائية. توجد هذه على هوامش الأوراق أو حيث ينتهي الوريد الرئيسي وبالقرب من أطراف ريش بعض النباتات الوعائية مثل الحشائش والنباتات العشبية الصغيرة (الورد ، الفراولة ، الطماطم ، إلخ).
* تسمى هذه الظاهرة فقدان الماء في مرحلته السائلة بالإمساك. يحدث عادة في الصباح الباكر. الماء الذي يخرج يحتوي على مواد عضوية وغير عضوية.
مساهمة ضغط الجذر
حيث يساهم ضغط الجذر في دفع متواضع في النقل المائي الكلي. يكسر التوتر الهائل الناتج عن النتح السلاسل المستمرة لجزيئات الماء في نسيج الخشب الذي يعاد تأسيسه بضغط الجذر. بهذه الطريقة يوفر ضغط الجذر مساهمة كبيرة في نقل المياه.
حدود ضغط الجذر
لا يمكن أن يفسر ضغط الجذر انتقال الماء أو صعود النسغ للأسباب التالية
(ط) لا يمكنها رفع كمية كافية من الماء لأعلى لتلبية متطلبات المياه.
(2) فشل في لعب دور في حركة المياه في الأشجار العالية مثل عاريات البذور ، إلخ.
(3) كمية السائل المنقولة بواسطة ضغط الجذر ليست كافية لقياس حركة الماء في نسيج الخشب في العديد من الأشجار.
(4) يبدو أن ضغط الجذر غائب في الصيف عندما تكون متطلبات المياه عالية.
على الرغم من أنه يلعب دورًا رئيسيًا في نقل المياه عبر نسيج الخشب في بعض النباتات وبعض المواسم ، إلا أنه لا يمثل غالبية النقل المائي نظرًا لأن معظم النباتات تلبي احتياجاتها عن طريق السحب عبر التنفس.
سحب النتح
تحتوي النباتات على عمود مائي مستمر في قنوات نسيجها الخشبي يبدأ من القاعدة ، أي الجذور ويستمر حتى الأوراق حيث يتم فقد الماء من خلال عملية النتح. وهكذا ، على الرغم من عدم وجود نظام للدورة الدموية في النباتات ، فإن تدفق المياه إلى أعلى عبر نسيج الخشب في النباتات يحقق معدلات عالية إلى حد ما تصل إلى 15 مترًا في الساعة.
تظل جزيئات الماء في عمود الماء منجذبة بقوة التماسك ولا يمكن فصلها بسهولة عن بعضها البعض. وبالتالي ، هناك تجاذب بين جزيئات الماء والجدار الداخلي لقنوات نسيج الخشب. وبالتالي ، لا يمكن سحب عمود الماء بعيدًا عن جدران مجاري الخشب بسبب قوى الالتصاق والتماسك القوية. هذا يحافظ على استمرارية عمود الماء من الجذور إلى الأوراق.
يُفقد الماء من خلايا الميزوفيل إلى الفراغات بين الخلايا نتيجة النتح ويطور إمكانات مائية سلبية قوية. هناك عدد كبير جدًا من الأوراق وتحتوي كل ورقة على آلاف من خلايا النسيج الوسطي النتح ، والتي تسحب الماء من نسيج الخشب. يؤدي هذا إلى ضغط سلبي في عمود الماء ، مما يؤدي إلى سحب عمود الماء لأعلى. يُعرف هذا الشد بالسحب النتحي.
ينتقل هذا الشد أو الشد إلى الجذور بحثًا عن المزيد من الماء. يتحرك عمود الماء (الذي يتكون في عناصر نسيج الخشب من الجذور) الآن إلى أعلى تحت تأثير سحب الترانزستور.
وبالتالي ، فإن قوى التماسك والالتصاق والنتح تساعد في رفع الماء من خلال عناصر نسيج الخشب وبسبب الدور الحاسم للتماسك ، يُطلق على سحب النتح أيضًا نموذج سحب التماسك والتوتر والنتح للنقل المائي.
ملحوظة:
تم اقتراح نظرية التماسك والتوتر في الأصل من قبل ديكسون وجولي في عام 1894 وتم تحسينها من قبل جولي في عام 1914.


مراجعة امتحان علم الأحياء III

ب) الدورة الدموية الجهازية والرئوية
ج) التنفس الجلدي
د) البطين المنقسم جزئياً.

أ) قدرتها على ضخ الدم إلى جميع مناطق جسم السمكة.

ب) قدرتها على ضخ الدم للخياشيم قبل ضخ الدم إلى مناطق الجسم المتبقية.

ج) قدرتها على البقاء ممتلئة بالدم حتى أثناء تفريغها في المخروط الشرياني.

د) قدرتها على العمل داخل سمكة تعيش تحت الماء وخاصة في الأعماق الكبيرة.

أ) يمكنها ضخ ضعف كمية الدم.

ب) يخلق نظامًا دوريًا مزدوجًا حقيقيًا.

ج) يفصل بين الدم المؤكسج والدم غير المؤكسد.

د) يزيد من سرعة الدم عبر الرئتين.

ب) ليست سوى عدة خلايا سميكة
ج) ليس لها هيكل عظمي

أ) عدم التمييز بين الدم والأنسجة السائلة

ج) فصل البطينين

أ) لديهم تداول مفتوح

ج) لديهم رئتان ولكن ليس لديهم خياشيم

د) لديهم قلب من 4 غرف

أ) الكشف عن التغيرات في ضغط الدم ونقلها إلى الدماغ

ج) تضيق الشرايين عندما يكون O2 متاحًا منخفضًا

د) اكتشاف متى تتمدد العضلة المثنية كثيرًا ثم تضخ المزيد من الدم إلى العضلات

أ) أنها تساعد على تنظيم الجهد التناضحي وحجم السوائل خارج الخلية

ب) تفرز الجزيئات الموجودة في الزائدة

ج) يحافظون على الجزيئات ذات القيمة أو التي ينقصها الإمداد

أ) ناقلات النقل النشطة

ج) الثدييات الصحراوية - مفرط التوتر بقوة

د) الثدييات البحرية - مفرطة التوتر بشدة

ج) مشروبات الطاقة والرياضة

أ) إفراز وإعادة امتصاص

أ) تفرز البول المخفف بغزارة وتحتفظ بالأملاح

ب) تفرز كمية صغيرة من البول المخفف وتحتفظ بالأملاح

ج) تفرز البول المركز الغزير

د) يحافظ على الماء والأملاح

ج) شرب الماء المالح وإخراج الأملاح

د) إفراز الأملاح بغدة ملح أنفية

ب) Metanephridia من الديدان الحلقيّة

ج) نبيبات Malpighian من الحشرات

ب) كبسولة بومان ← نبيب ملتف قريب ← حلقة من هنلي ← نبيب ملتف بعيد ← قناة تجميع

ج) كبسولة بومان ← حلقة من Henle ← نبيب ملتوي قريب ← نبيب ملتوي بعيد ← قناة تجميع

د) كبسولة بومان ← مجرى تجميع ← نبيب ملتوي قريب ← حلقة من هينلي ← نبيب ملتوي بعيد

ب) غزير البول المفرط

د) صغر حجم البول المركز

ج) التبادل الحراري المعاكس

ب) التبادل المعاكس بين حلقة Henle ومجاري التجميع

ج) ترشيح البروتينات الكبيرة في الكبيبة

د) حركة المياه خارج مجرى التجميع

ب) يضع الأكوابورينات في الحويصلات

ج) يحفز إنتاج أنجيوتنسين 2

د) يحفز استجابة العطش

ج) الاستجابة الالتهابية

د) استجابة درجة الحرارة

ب) البروتينات المضادة للميكروبات التي تقتل مسببات الأمراض

د) الاستجابة الالتهابية

ب) تتكاثر
ج) يموت
د) تصبح ورم هجين

ج) تنشيط الخلايا التائية السامة للخلايا

ج) السباحة في المسابح الجوفية.

د) الجري بشكل متكرر للإحماء.

ب) عادة ما يكون الأفراد من السكان في تنافس على الموارد
ج) أفراد من السكان يتفاعلون مع التوزيع غير المتكافئ للموارد.

د) يظهر الأفراد من السكان ذوي التوزيع العشوائي تفاعلات اجتماعية.

ب) قلة الاستخدام من قبل الأفراد

د) يوجد منحنى بقاء من النوع الثالث

C) له منحنى النجاة من النوع الثاني

D) لديه معدل وفيات و GT معدل المواليد

ج) نسبة الجنس التي يهيمن عليها الذكور

ب) يرسل السكان في الموائل الفقيرة باستمرار المشتتات لدعم السكان في موائل أفضل.

ج) السكان في الموائل الأفضل لا يرسلون المستعمرين إلى الموائل الفقيرة.

د) يتم توزيع الموائل المناسبة بشكل غير منتظم ومفصولة بمناطق الموائل غير المناسبة.

ج) نسبة الجنس التي يهيمن عليها الذكور

ب) يتم إنتاج الجداول في شكلها النهائي ، بينما تحتاج العديد من الكائنات الحية إلى وقت للنمو

ج) يمكن للكائنات الحية أن تصنع المزيد من الكائنات الحية ، لكن لا يمكن للجداول أن تصنع المزيد من الطاولات

د) الكائنات الحية لديها موارد غير محدودة ، ولكن النجارين محدودون في كمية الخشب التي يمكنهم الحصول عليها

ب) يتباطأ النمو عندما يصل عدد السكان إلى أقصى حجم له

ج) شائع في الأنواع الكبيرة بطيئة النمو مثل الفيلة

د) محدودة بموارد مثل الغذاء

ب) يتكاثر عدة مرات في حياته

د) يحدث في الموائل المستقرة

ب) يزداد بسرعة حتى يصل N إلى K ثم يتوقف.

C) تزداد بنفس المعدل الذي كانت عليه ، وتستمر حتى N بعد K لبعض المسافة قبل التنظيم.
D) تقترب من الصفر عندما يقترب N من K.

ب) هي مجموعة فرعية من التجمع.

ج) يتكون من نوع واحد فقط.

د) يبقى عادة كما هو مع مرور الوقت.

ب) استبعاد كلا النوعين من المحراب بأكمله

ج) استمرار كلا النوعين في جميع أنحاء المكانة بأكملها

د) تقسيم الكوة إلى قسمين فرعيين ، يسود كل منهما نوع واحد

ب) هي المجموعة الفعلية للظروف البيئية التي يمكن أن تؤسس فيها مجموعة سكانية مستقرة.

ج) عادة ما تكون أصغر من مكانتها الأساسية.

ج) ينتج عنه منافسة تداخل

د) يجعل المنافذ المحققة أكبر

ب) قد ينتج عندما يكون تقسيم الموارد غير ممكن

ج) يحدث فقط في الكائنات الحية ذات السلوك ، مثل الحيوانات

د) يستحيل ملاحظته في الطبيعة

ب) منافذها الأساسية أصغر

ج) كلا النوعين عادة ما يواجهان زيادة في حجم السكان

د) الانتقاء الطبيعي قد يؤدي إلى إزاحة الشخصية

ب) نتيجة تطورية للمنافسة

ج) مقدمة للإقصاء التنافسي
د) النتيجة الوحيدة الممكنة لتقسيم الموارد

ب) التكيفات التي تمنح نوعًا ما ميزة اللياقة في التفاعل من المرجح أن يتم مواجهتها من خلال التكيفات في الأنواع الأخرى التي تقضي على هذه الميزة

ج) في جميع تفاعلات الأنواع ماعدا التكافؤ ، على الأقل فيما يتعلق بضياع الأنواع

د) حتى التفاعلات المتبادلة يمكن أن تصبح طفيلية إذا تغيرت الظروف. نتيجة لذلك ، تكون الأنواع المتفاعلة دائمًا في حالة حرب.


مثال معمل التناضح 2

مقدمة:
تتسبب الطاقة الحركية ، وهي مصدر للطاقة المخزنة في الخلايا ، في اصطدام الجزيئات ببعضها البعض والتحرك في اتجاهات جديدة. الانتشار هو نتيجة هذا الاتصال. الانتشار هو الحركة العشوائية للجزيئات إلى منطقة ذات تركيز أقل من منطقة تركيز أعلى. التناضح هو نوع من الانتشار. هذا هو انتشار الماء من خلال غشاء قابل للنفاذ انتقائيًا من منطقة ذات إمكانات مائية أعلى إلى منطقة ذات إمكانات مائية منخفضة. إمكانات الماء هي مقياس الطاقة المجانية للمياه في المحلول. يحتوي النظام الحي أيضًا على نقل نشط لإنشاء حركة للجسيمات مثل الأيونات التي تتحرك عكس تدرج تركيزها. يتم استخدام مصدر الطاقة ATP خلال هذه العملية لتحريك الجسيمات عبر غشاء الخلية. يتم إجراء هذه التجربة لقياس انتشار الجزيئات الصغيرة من خلال أنابيب غسيل الكلى. يعمل هذا الأنبوب كغشاء قابل للاختراق بشكل انتقائي ، مما يسمح للجزيئات الأكبر بالمرور ، ولكن ببطء. غسيل الكلى هو حركة المذاب من خلال غشاء قابل للاختراق بشكل انتقائي.

عندما يكون المحلولان الموجودان على جانبي الغشاء متساويين ولم يتم الكشف عن أي حركة صافية ، تكون المحاليل متساوية التوتر. هذا يعني أن المحاليل لها نفس تركيز المواد المذابة. إذا اختلف محلولان في تركيز المواد المذابة لكل منهما ، فإن المحلول الأكثر ذوبانًا يكون مفرط التوتر. الحل الأقل ذوبانًا هو محلول منخفض التوتر.

يتنبأ جهد الماء بحركة الماء داخل أو خارج الخلايا النباتية. يتم اختصاره بالحرف اليوناني psi ويحتوي على مكونين هما مكون الضغط الفيزيائي وإمكانية الضغط وتأثيرات المواد المذابة والجهد المذاب. ينتقل الماء دائمًا من منطقة ذات إمكانات مائية عالية إلى منخفضة. المعادلة هي جهد الماء يساوي مجموع جهد الضغط وإمكانات الذائبة.

في الخلية النباتية ، يكون ضغط التورم ضروريًا. هذا ضغط متاح للنباتات في بيئة منخفضة التوتر. يعطي ضغط التورغور النباتات هيكلها وقوتها. عندما تكون الخلية النباتية في محلول متساوي التوتر ، ينخفض ​​ضغط التورم ، مما يتسبب في ذبول بنية النبات. في المحاليل مفرطة التوتر ، يتقلص غشاء البلازما للنباتات بعيدًا عن جدار الخلية ، وهو إجراء يسمى تحلل البلازما.

فرضية:
يحدث الانتشار والتناضح بين المحاليل المولية المختلفة حتى تصبح المحاليل متساوية التوتر ، مما يؤثر على ضغط تورم الخلايا النباتية.

المواد:
المعمل 1 أ - المواد المستخدمة في إجراء هذه التجربة هي كالتالي: شريط واحد 30 سم من أنابيب غسيل الكلى (منقوع مسبقًا) ، ماء مقطر ، 15٪ جلوكوز / 1٪ محلول نشا ، دورق 250 مل ، محلول يوديد بوتاسيوم يود ، اختبار جلوكوز ، وخيط.

معمل 1 ب - المواد المستخدمة في إجراء هذه التجربة هي كالتالي: ستة شرائط مملوءة مسبقًا من أنابيب غسيل الكلى ، وماء مقطر ، ومحاليل 0.2 م ، و 0.4 م ، و 0.6 م ، و 0.8 م ، و 1.0 م من محلول السكروز ، وستة أكواب زجاجية سعة 250 مليلتر ، وخيط ، ومحلول توازن إلكتروني.

معمل 1 ج - المواد المستخدمة في إجراء هذه التجربة هي كما يلي: ستة أكواب زجاجية سعة 250 مل ، بطاطس ، حفار أساسي ، سكين ، ماء مقطر ، 0.2 م ، 0.4 م ، 0.6 م ، 0.8 م ، 1.0 م محلول من السكروز ، خيط ومسطرة وميزان إلكتروني.

مختبر 1 د - المواد المستخدمة في إجراء هذه التجربة هي كالتالي: ورق رسم بياني ، قلم رصاص ، مسطرة ، آلة حاسبة ، وأقلام رصاص ملونة.

معمل 1E - المواد المستخدمة في إجراء هذه التجربة هي كالتالي: مجهر ضوئي ، شريحة مجهرية ، غطاء منزلق ، ماء مقطر ، محلول كلوريد الصوديوم ، ورق ، قلم رصاص ، وجلد بصل.

إجراء:
المعمل 1 أ: احصل على قطعة 30 سم من أنبوب غسيل الكلى الذي تم نقعه مسبقًا في الماء المقطر. اربط أحد الطرفين بإحكام. افتح الطرف الآخر من أنبوب غسيل الكلى وأدخل 15 مل من محلول النشا 15٪ جلوكوز / 1٪. اربط الطرف الآخر من الحقيبة ، واترك مجالًا للتمدد. سجل لون المحلول داخل الكيس. اختبر محلول النشا 15٪ / 1٪ لوجود الجلوكوز باستخدام Testape. املأ دورقًا سعة 250 مل بالماء المقطر وأضف حوالي 4 مل من محلول Lugol (IKI) إلى الماء المقطر. اختبر هذا المحلول لوجود الجلوكوز أيضًا باستخدام Testape. سجل النتائج في جدول البيانات. اغمر الكيس في دورق المحلول. دع هذا يقف لمدة 30 دقيقة تقريبًا ، أو حتى يتم ملاحظة التلوين المميز. سجل الألوان النهائية للحلول في الكيس وفي الدورق. اختبر كلا الحلين مرة أخرى لوجود الجلوكوز باستخدام شرائط Testape.

معمل 1 ب: قبل البدء في هذا المعمل ، اغسل يديك. أحضر ستة شرائط غسيل كلى مقاس 30 سم تم نقعها مسبقًا في الماء المقطر. اربط كل طرف بإحكام. صب ما يقرب من 25 مل من كل محلول مولار السكروز في الأكياس الخاصة به (التي يجب أن تكون مُصنَّفة ، ولكن ليس على الأنبوب نفسه). اربط الأطراف الأخرى بإحكام باستخدام الخيط ، مع الحرص على إخراج أي فقاعات هواء وترك مساحة للتمدد. اشطف كل كيس وامسح به الماء. وزن وتسجيل الكتلة الأولية لأكياس غسيل الكلى في جدول البيانات. املأ ستة أكواب زجاجية سعة 250 مل 2/3 مليئة بالماء المقطر وقم بتسمية كل دورق بمولارية السكروز في الكيس الخاص به. اغمر كل كيس في الماء المقطر. اترك هذا لمدة ثلاثين دقيقة. قم بإزالة كل كيس ، ثم امسح الجوانب للتخلص من المحلول الإضافي وقم بوزن وتسجيل الكتلة بالجرام لكل كيس وتحديد فرق الكتلة ونسبة التغير في الكتلة. بعد ذلك ، قارن النسب المئوية للمجموعة بالفصل.

معمل 1 ج: صب 100 مل من محاليل السكروز المعينة في أكواب سعة 250 مل (معدة مسبقًا). احصل على حبة بطاطس كبيرة. باستخدام حفار أساسي ، خذ 24 عينة من البطاطس ، وقم بقياس كل منها بالسنتيمتر بحيث تكون جميعها متساوية في الطول (استخدم السكين لقطع الأطراف). تأكد من عدم ترك أي جلد مع العينات. ضع هذه النوى في دورق مغطى حتى يمكن الحصول على توازن إلكتروني. أوجد كتلة أربعة نوى في وقت واحد ، مع وضع الأربعة في محاليل السكروز الخاصة بها. سجل هذه البيانات لكل من الأكواب الستة. اترك عينات البطاطس هذه مغمورة في المحاليل طوال الليل ومغطاة. قم بإزالة النوى ، وامسح المحلول الزائد ، وقم بوزن العينات ، وتسجيل الكتلة في جدول البيانات. أوجد فرق الكتلة ، النسبة المئوية للتغير في الكتلة ومتوسط ​​النسبة المئوية للتغير في الكتلة. رسم بيانيًا للزيادة والنقصان في كتلة نوى البطاطس وفقًا لمولارية المحاليل الموضوعة في الرسم البياني 1.2.

مختبر 1 د: باستخدام الورق والقلم الرصاص والحاسبة ، يتم تحديد إمكانات الذائبة لمحلول السكروز ، وإمكانات الضغط ، وإمكانات الماء. أيضًا ، احصل على ورقة رسم بياني ورسم بيانيًا القيم المعطاة للتغير في نسبة الكوسة في الكتلة والمولارية لمحاليل السكروز في الرسم البياني 1.3.

معمل 1E: تحضير شريحة جبل مبللة من قشر البصل. راقب تحت المجهر الضوئي وارسم ما تراه. أضف بضع قطرات من محلول كلوريد الصوديوم ولاحظ وارسم ما تراه هناك أيضًا.

البيانات:
الجدول 1.1 وجود الجلوكوز في محاليل الدورق والأكياس


علم الأحياء 2016

مادة النقل في النباتات ص 393. تعتبر الإمكانات الكيميائية للمياه ذات أهمية كبيرة في شرح حركة المياه من التربة إلى النبات وداخل النبات. يمكن تعريف إمكانات الماء على أنها الفرق في الطاقة الحرة لكل مول ، بين الماء النقي والمياه المقيدة تناضحيًا ، أو المرتبط بالمادة ، أو الماء المضغوط (على سبيل المثال ، المحلول) عند نفس درجة الحرارة والضغط. يُشار إلى إمكانات الماء بالرمز y (Psi ، حرف يوناني) ويتم قياسه من حيث الضغط ، على سبيل المثال ، في القضبان أو الغلاف الجوي أو بالميغاباسكال (MPa). يتم تعيين إمكانات المياه للمياه النقية بشكل تعسفي عند الصفر. عند إضافة مادة مذابة إلى الماء النقي ، تصبح إمكانات الماء سالبة حيث تنخفض الطاقة الحرة. وبالتالي فإن الإمكانات المائية لجميع الحلول دائمًا ما تكون أقل من الصفر (قيمة سالبة). عندما يتم ضغط الماء النقي أو تسخينه ، تصبح إمكانات الماء موجبة مع زيادة الطاقة المجانية. يحدد الاختلاف في الجهد المائي بين منطقتين حركة المياه. ينتقل الماء من إمكانات أعلى إلى إمكانات أقل. على سبيل المثال ، إذا كانت هناك منطقتان (A و amp B) في نظام مائي لهما إمكانات مائية y و y على التوالي ، فسيكون الاختلاف في جهد الماء: A B Dy = y - y. إذا كانت y أكبر من y ، فسيكون Dy موجبًا وسينتقل الماء من منطقة A إلى A B A B B. إذا كانت y أكبر من y ، فستكون Dy سالبة وسينتقل الماء من B إلى A. BA إذا تم فصل النظامين اللذين لهما إمكانات مائية مختلفة بواسطة غشاء شبه نافذ ، فإن حركة جزيئات الماء تحدث دائمًا من النظام الذي يحتوي على ماء أعلى المحتملة (محلول مخفف) تجاه النظام الذي يحتوي على إمكانات مائية أقل (محلول مركز). ستستمر حركة الماء حتى تتساوى إمكانات المياه في النظامين ويتم الوصول إلى مرحلة التوازن. في هذه المرحلة ، ستتوقف الحركة الصافية لجزيئات الماء. مكونات إمكانات المياه: تحتوي إمكانات الماء (y) للخلية الحية على ثلاثة إمكانات رئيسية للمكونات مثل الجهد التناضحي أو المذاب (y) ، وإمكانية الضغط (y) وإمكانات matric (y). الماء s p m جهد المحلول هو في الواقع مجموع جميع الإمكانات الثلاثة المذكورة أعلاه. y = y + y + y s p m (a) الجهد المذاب (y) s هذا بسبب وجود المواد المذابة في المحلول. يُعرف الجهد المذاب أيضًا باسم الإمكانات التناضحية. وجود المذاب في الماء يقلل من قيمة المياه المحتملة. مع زيادة تركيز المذاب ، تنخفض قيمة جهد المذاب أكثر. قيمة الجهد المذاب للمحلول هي نفس قيمة الضغط التناضحي لهذا المحلول ولكن بعلامة سالبة. على سبيل المثال ، إذا كان الضغط الأسموزي 0.5 جو ، فإن y تساوي -0.5 جوًا من نفس المحلول.

394 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I (ب) جهد الضغط (y): p مصطلح جهد الضغط (y) هو الضغط الهيدروستاتيكي الذي تمارسه البروتوبلازم p على جدار الخلية بسبب الدخول التناضحي للماء في زنزانة. إنه الضغط الفعلي الذي يمارس وله قيمة موجبة. يزيد من الطاقة الحرة للمياه وهذا يزيد من إمكانات المياه (ذ). وهو ما يعادل ضغط التورجر (TP). (ج) Matric Potential (y): يستخدم مصطلح matric (pl. matrices) للإشارة إلى الأسطح التي يمكن أن تمتص جزيئات الماء ، مثل جدران الخلايا والمواد الغروية الموجودة في البروتوبلازم وجزيئات التربة وما إلى ذلك. هو مكون جهد الماء يتأثر بوجود مصفوفات في المحلول m وله قيمة سالبة. غالبًا ما يتم إهمال y في حالة الأنسجة والخلايا النباتية نظرًا لقيمتها العددية المنخفضة الضئيلة. وبالتالي يمكن كتابة المعادلة في شكل مبسط على النحو التالي: y = y + y s p أي ، احتمال الماء لخلية نباتية أو أي محلول هو مجموع جهد الذائبة وإمكانات الضغط. عندما تكون الخلية ممتلئة تمامًا ، يكون جهدها المائي هو الأعلى (= صفر) ، لذلك y = s y (تذكر أن y لها قيمة سالبة). عندما تكون الخلية مترهلة ، يكون احتمال الضغط صفراً ، لذا فإن p s y = y. العلاقة بين إمكانات المياه ومكوناتها معروضة في الشكل 10.5. الشكل 10.5: العلاقة بين إمكانات ماء الخلية (y) ومكوناتها ، وإمكانات الذائبة (y) وإمكانات الضغط (y) ، وحجم الخلية النسبي.هذا المخطط ذو المصطلحات الديناميكية الحرارية هو النسخة المعدلة p من الشكل 10.8. لاحظ أنه على عكس الشكل 10.8 ، في هذا الشكل ، فإن قيم y و y لها إشارة سالبة. س

النقل في النباتات y 395 10.3.3. التناضح التناضح هو عملية فيزيائية وتعتبر نوعًا خاصًا من الانتشار. في التناضح ، تنتقل جزيئات المذيب فقط من منطقتها ذات التركيز الأعلى إلى منطقة تركيزها المنخفض عبر غشاء شبه نافذ. إذا كان هناك حلان من محلول السكر ، المحلول A به تركيز أكبر من المحلول B وتم فصلهما بواسطة غشاء شبه نافذ ، فحينئذٍ سينتقل الماء من B إلى A نظرًا لوجود عدد من جزيئات الماء في B أكثر من تلك الموجودة في A. من جزيئات الماء من B إلى A ناتج عن ظاهرة "التناضح". وبالتالي ، يمكن تعريف التناضح بأنه حركة الماء (أو أي مذيب) من محلول منخفض التركيز إلى محلول بتركيز أعلى عندما يتم فصل كلا الحلين بواسطة غشاء شبه نافذ. تسمى هذه الأغشية التي تسمح فقط بمرور جزيئات المذيبات (الماء) ولا تسمح بمرور الجزيئات الذائبة من خلالها بغشاء شبه نافذ. ورق البرشمان ، المثانة السمكية ، الغشاء الأبيض للبيض ، المثانة الحيوانية وما إلى ذلك هي أمثلة على الغشاء شبه القابل للنفاذ. يمكن إثبات التناضح من خلال تجربة بسيطة في المختبر. خذ قمعًا طويلًا من الشوك. أغلق فم القمع عن طريق مد ورق البرشمان عبره. خذ محلول السكروز في قمع الشوك المقلوب ولاحظ مستوى محلول السكروز في ساقه. الآن ضع قمع الشوك المقلوب الذي يحتوي على المحلول في دورق من الماء بطريقة رأسية بمساعدة حامل كما هو موضح في الشكل 10.6. في البداية ، حافظ على ارتفاع محلول السكروز في ساق القمع وارتفاع الماء في الدورق عند نفس المستوى. بعد فترة سيرتفع مستوى المحلول في جذع قمع الشوك. يرجع هذا الارتفاع في المحلول في جذع قمع الشوك إلى دخول جزيئات الماء (المذيب) من الدورق إلى الشكل 10.6: عرض تناضح قمع الشوك عبر ورق البرشمان وهو غشاء شبه نافذ. يسمى الضغط الذي يتطور في محلول عندما يتم فصله عن مذيبه النقي بواسطة غشاء شبه نافذ تحت ظروف التناضح المثالية الضغط الاسموزي. يمكن تعريفه على أنه الضغط الفعلي الذي يمكن تطبيقه على المحلول ، عندما يتم فصل المحلول عن المذيب النقي (الماء) عن طريق غشاء شبه نافذ ، من أجل منع تدفق المذيب إلى المحلول. يقاس الضغط الاسموزي من حيث الغلاف الجوي أو القضبان أو الميجاباسكال (MPa) ويُشار إليه بالرمز p. يرتبط ارتباطًا مباشرًا بـ

396 سنة الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - تركيز المادة المذابة أكثر من الجسيمات الذائبة ، والأكثر هو الضغط الاسموزي. تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى زيادة الضغط الاسموزي للمحلول. إذا تم وضع خلية أو نسيج نباتي حي في الماء أو محلول ناقص التوتر (ضغطه التناضحي أقل من ضغط عصارة الخلية) ، يدخل الماء إلى الخلية عن طريق التناضح. تسمى هذه العملية باسم الالتحام الداخلي. نتيجة لدخول الماء إلى عصارة الخلية ، يتم تطوير ضغط داخل الخلية مما يضغط على البروتوبلازم ناهض جدار الخلية وتصبح الخلية منتفخة. يسمى هذا الضغط باسم ضغط التورجر. وبالمثل ، إذا تم وضع خلية أو نسيج نباتي حي في محلول مفرط التوتر (ضغطه التناضحي أعلى من ضغط عصارة الخلية) ، فإن الماء يخرج من الخلية إلى محلول خارجي وتصبح الخلية مترهلة. هذه العملية تسمى exosmosis. التناضح له أهمية كبيرة للنباتات كما هو موضح أدناه. (ط) يتم امتصاص كميات كبيرة من الماء بواسطة شعر الجذور والجذور من التربة عن طريق التناضح. (2) تتم حركة وتوزيع المياه عبر خلايا النبات من خلال عملية التناضح. (3) إن الانصمام الداخلي والاندماج الخارجي مسؤولان عن فتح وإغلاق الثغور. إن تورم الخلايا الحامية ضروري للغاية لفتح الثغور. (4) يعتمد شكل وشكل العديد من الخلايا والحفاظ على الغشاء البلازمي بالقرب من جدار الخلية على الظواهر التناضحية. (5) يزيد التركيز الأسموزي العالي من مقاومة النباتات لدرجة حرارة التجمد والجفاف. (6) في النباتات السفلية وكذلك في الأوراق والسيقان الصغيرة للنباتات الوعائية ، يوفر ضغط التورغ قوة ميكانيكية. (7) يحدث نمو الخلايا الشابة عن طريق الضغط الاسموزي وضغط التورم لهذه الخلايا. (8) تتضمن العديد من حركات النبات تغييرات في التورم الناتج عن التناضح. (9) تنهار عضيات الخلية المختلفة مثل البلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا وما إلى ذلك إذا لم تكن قادرة على الحفاظ على تركيز تناضحي مناسب من المواد المذابة. الكميات التناضحية للخلية النباتية وعلاقتها: الضغط التناضحي وضغط التمزق وعجز ضغط الانتشار هي الكميات التناضحية الثلاث للخلية النباتية لأنها تتحكم في السلوك التناضحي للخلية.

النقل في النباتات y 397 الضغط الاسموزي (OP) يُعرَّف الضغط التناضحي لمحلول ما (في الماء) على أنه الضغط الفعلي الذي يجب تطبيقه عليه من أجل منع أي تدفق للمياه عند إبقاء المحلول منفصلاً عن الماء النقي بواسطة غشاء شبه نافذ. ضغط التورجر (TP) عندما يتم وضع خلية نباتية في الماء ، يدخل الماء إلى الخلية بسبب الانسمام الداخلي. بمجرد دخول الماء إلى الخلية ، فإنه يمارس ضغطًا على شوائب الخلايا والعضيات وفي النهاية على جدار الخلية. هذا الضغط الذي يتطور في جدار الخلية بسبب دخول الماء الأسموزي يسمى ضغط التورغور. ضغط تورغور متغير. يكون الحد الأقصى عندما تكون الخلية ممتلئة تمامًا وتكون صفرًا عندما تكون الخلية رخوة. الشكل 10. 7: عرض للتركيز التناضحي ، TP و WP. بسبب زيادة ضغط التمزق ، يمتد جدار الخلية إلى الأجنحة الخارجية. نظرًا لأن جدار الخلية يوفر شكلًا محددًا للخلية ومرنًا بطبيعته ، فإنه يمارس أيضًا ضغطًا على عصارة الخلية في الاتجاه المعاكس ، مساوٍ لضغط التورم. الضغط الذي يمارسه جدار الخلية على نسغ الخلية يسمى ضغط الجدار (الشكل 10.3) يقاوم ضغط الجدار ضغط التورم ويمنع انفجار جدار الخلية. سوائل عجز ضغط الانتشار (DPD) لها ضغط انتشار. من المفترض أن يكون للمذيب النقي أقصى ضغط انتشار. عند إضافة جزيئات مذابة معينة إلى المذيب النقي ، ينخفض ​​ضغط انتشار جزيئات المذيب في المحلول الناتج. الكمية التي يكون بها ضغط انتشار جزيئات المذيب في محلول أقل من تلك الموجودة في المذيب النقي عند نفس درجة الحرارة والضغط الجوي تسمى عجز ضغط الانتشار (DPD). افترض أن ضغط انتشار جزيئات المذيب هو جو X وضغط انتشار المذيب

398 سنة ثانوية عليا للمكتب (+2) بيولوجيا - جزيئات I في المحلول هي الغلاف الجوي Y. ثم يكون عجز ضغط الانتشار لجزيئات المذيب في المحلول هو الغلاف الجوي (X-Y). يتم زيادة DPD بإضافة المذاب وخفض درجة الحرارة والضغط. DPD لأي خلية هو مقياس قدرة امتصاص الماء لتلك الخلية. ويسمى أيضًا ضغط الشفط. وبالتالي فإن ضغط الشفط هو مقياس لقدرة الخلية على امتصاص الماء. كل خلية لها قيم معينة من TP و OP و DPD. عندما تكون الخلية ممتلئة تمامًا ، يصبح DPD صفريًا حيث لا يمكنها امتصاص المزيد من الماء. ولكن في هذه المرحلة ، تحتوي الخلية على OP و TP لأن الخلية تحتوي على مواد مذابة ولا يمكن أن تكون قيمها (OP ، TP) صفراً. ترتبط هذه الكميات الثلاثة ، أي OP و TP و DPD في خلية نباتية على النحو التالي: D P D = OP - TP. عندما توضع الخلية في محلول مفرط التوتر ، فإن الماء من السيتوبلازم الخلوي يخرج عن طريق عملية الانكسار مما يؤدي إلى زيادة OP وانخفاض في TP للسيتوبلازم الخلوي. نتيجة للتناضح السابق ، يتقلص السيتوبلازم ويتحرك بعيدًا عن جدار الخلية. تسمى هذه الخلية بالخلية البلازمية وهذه المرحلة هي المرحلة الرخوة. عندما تصبح الخلية متحللة تمامًا ، يتم تقليل TP للخلية إلى الصفر. في تلك المرحلة ، DPD = OP. عندما توضع الخلية في ماء نقي ، فإنها تصبح منتفخة تمامًا ، وتصبح DPD صفراً ، لأن الخلية لم تعد قادرة على امتصاص الماء. في تلك المرحلة OP = TP. يتم التعبير عن العلاقة بين DPD و TP و Op وحجم الخلية في الشكل 10.8. الشكل 10.8: العلاقة بين عجز ضغط الانتشار (DPD) والضغط التناضحي (OP) وضغط التورغور (TP) في الخلية. تمثل الخطوط المتقطعة قيمًا مستقراء. انظر الشكل 10.5 للتعرف على الاختلافات في المصطلحات.

النقل في النباتات y 399 10.3.4. إذا تم غمر خلية نباتية حية تحتوي على النسغ في محلول مفرط التوتر ، فسيحدث الانكسار ، أي سيخرج الماء من الخلية عبر غشاء الخلية إلى المحلول الخارجي. يتسبب فقدان الماء من محتويات الخلية في تقلص البروتوبلازم الذي يتحرك بعيدًا عن جدار الخلية ويشكل كتلة غير منتظمة في مركز الخلية أو في أحد أركانها. يسمى هذا الفينونينون لانكماش البروتوبلازم الذي يتحرك بعيدًا عن جدار الخلية بتأثير بعض محلول مفرط التوتر باسم تحلل البلازما. يشار إلى المرحلة التي تصبح فيها العلامة الأولى لانكماش محتويات الخلية من جدار الخلية قابلة للاكتشاف باسم تحلل البلازما الأولي. تحتوي المساحة الموجودة بين جدار الخلية وغشاء الخلية على محلول مفرط التوتر. يمكن رؤية المراحل المختلفة لتحلل البلازما تحت المجهر (الشكل 10.9). يمكن ملاحظة تحلل البلازما بسهولة في الخلايا التي تحتوي على بروتوبلاست ملون (على سبيل المثال ، خلايا البشرة من تلون Rhoeo) لأن وجود الألوان يجعل من السهل ملاحظة البروتوبلاست المتقلص. الشكل 10.9: مراحل مختلفة من تحلل البلازما في الخلية. A. الخلايا الطبيعية ، B ، C و D Plasmolysed الخلايا.

400 سنة ثانوية عليا للمكتب (+2) بيولوجيا - I إذا تم غمر خلية متحللة بالبلازما في ماء نقي أو في محلول ناقص التوتر ، يحدث الانصمام الداخلي. يبلغ البروتوبلازم والخلية ككل شكلها وحجمها الأصليين. هذه الظاهرة تسمى تحلل. إنه عكس انحلال البلازما. أهمية وتطبيقات انحلال البلازما هي: (1) أنها تشير إلى الطبيعة شبه القابلة للنفاذ لغشاء البلازما. (2) التركيز التناضحي المناسب لنسغ الخلية وبالتالي يمكن تحديد الضغط الاسموزي عن طريق تحلل البلازما. (3) يحدد الطبيعة الحية للخلية حيث لا يمكن أن يحدث تحلل البلازما في الخلايا الميتة بسبب عدم وجود غشاء هيولي شبه نافذ. (4) يستخدم لحفظ المربى والهلام والوخز من نمو الفطريات والبكتيريا عن طريق إضافة محاليل السكر المركزة. في محلول السكر المركز ، سوف يتحلل الكائن الحي ويموت. (5) يتم استخدام هذه الظاهرة في تمليح اللحوم والأسماك لإبقائها غير ملوثة لبعض الوقت. (6) تثبت ظاهرة انحلال البلازما الطبيعة الصحية للخلية. 10.4. النقل لمسافات طويلة 10.4.1. امتصاص الماء: تُعرَّف حركة الماء من التربة عبر شعر الجذر وحيد الخلية وخلايا الظباء حتى النخاع العظمي للجذر عبر خلايا القشرة ، والأجزاء الداخلية ، والفلك المحيط ، وما إلى ذلك ، على أنها امتصاص للماء. أهمية الماء في الحياة النباتية: يلعب الماء دورًا حيويًا في حياة النبات ويمكن مناقشته على النحو التالي: (1) يتكون ما يقرب من 80٪ من الوزن الطازج لأنسجة النبات من الماء. (2) الماء ضروري للغاية للبروتوبلازم. يعتبر ترطيب البروتوبلازم أمرًا ضروريًا لتنظيمه السليم وعمل عضيات الخلية بشكل صحيح. (3) يعمل الماء كوسيط لحركة مختلف المواد المذابة مثل الغازات والمعادن والمواد المذابة العضوية وما إلى ذلك في أنسجة الخشب واللحاء. (4) الماء يشارك بشكل مباشر في العديد من التفاعلات الأيضية التي تحدث في الخلية بمعنى. التحلل الضوئي للماء أثناء عملية التمثيل الضوئي ، كمتفاعل مع الإنزيمات المتحللة للماء. (5) امتصاص الماء يعوض فقدان الماء من النباتات بسبب النتح. يساعد النتح في التنظيم الحراري في النباتات. (6) الماء يستقر التنظيم الهيكلي لعدد من الجزيئات الحيوية.

النقل في النباتات y 401 (vii) تشكل جزيئات الماء قذائف حول الإلكتروليتات والأيونات والمواد اللاإلكتروليتية المحبة للماء. هذا يوفر لهم مساحة كافية للعمل بشكل مستقل. توفر مياه التربة تمتص النباتات الماء من التربة عن طريق شعيرات الجذور. المصدر الرئيسي للمياه في التربة هو هطول الأمطار. يُطلق على إجمالي كمية المياه الموجودة في التربة اسم هولارد. للخروج من هذا ، فإن المياه المتاحة للنباتات تسمى chesard والتي لا يمكن امتصاصها تسمى echard. عندما يسقط المطر على سطح التربة ، يتم تصريف جزء من الماء بعيدًا. تُعرف باسم مياه الجريان التي لا تتوفر للنباتات. يتدفق جزء من مياه الأمطار إلى أسفل عبر مسام كبيرة بين جزيئات التربة تحت تأثير الجاذبية والتي تسمى مياه الجاذبية. يتراكم في منسوب المياه الجوفية أقل بكثير من وصول نظام الجذر. هذه المياه لا تفيد النباتات. ومع ذلك ، يتم الاحتفاظ بكمية جيدة من الماء بواسطة جزيئات التربة وتُعرف باسم رطوبة السعة الميدانية. قد يكون هذا الماء موجودًا في ثلاثة أشكال. المياه الشعرية والمياه المسترطبة والمياه المركبة كيميائيا. يُعرف الماء الذي يملأ الفراغات بين جزيئات التربة غير الغروانية بالمياه الشعرية. إنها المياه المتاحة للنباتات. تدخل الجذور وشعر الجذور في الشعيرات الدموية لجزيئات التربة لامتصاص هذه المياه. الماء الذي تحتجزه جزيئات التربة من المركب الغرواني بسبب قوة الالتصاق يشكل ماء استرطابي. المياه المسترطبة لا تفيد النباتات. يرتبط جزء صغير من الماء كيميائيًا بعناصر التربة ، ويحدث غالبًا في شكل أكاسيد الألومنيوم والحديد والسيليكون وما إلى ذلك. هذه المياه غير متوفرة عمليًا للنباتات. أعضاء امتصاص الماء لجذور النبات هي الأعضاء الرئيسية لامتصاص الماء في النباتات الأرضية والنباتات المائية العائمة. تمتص بعض النباتات المشبعة الماء من الغلاف الجوي عن طريق جذورها المعلقة التي تحتوي على مادة استرطابية والتي تحتوي على نسيج خاص يسمى فيلامين. يتكون الجذر من خمس مناطق متميزة بناءً على وظيفتها: غطاء الجذر ، والمنطقة البائسة أو المنطقة خارج انقسام الخلية ، ومنطقة استطالة الخلية ، ومنطقة شعر الجذر ومنطقة النضج (الشكل 10.10). غطاء الجذر: هو غطاء متعدد الخلايا يشبه الهيكل الموجود عند طرف الجذر. يحمي نقطة نمو الجذر. لا يمكن أن يدخل ماء محلول التربة من خلال غطاء الجذر. المنطقة الباطنية: تقع خلف غطاء الجذر مباشرة. وهو يتألف من خلايا متساوية الحجم صغيرة الحجم مرتبة بشكل مضغوط وذات جدران رقيقة لها بروتوبلاست واضح. يضيف خلايا جديدة إلى الجذر. امتصاص الماء مقيد في هذه المنطقة بسبب كثيفة البروتوبلازم ونقص عناصر نسيج الخشب. منطقة استطالة الخلية: تقع خلف المنطقة البائسة. تتكون المنطقة من خلايا مستطيلة وهي مسؤولة عن زيادة طول الجذر. يحدث دخول بطيء جدًا للمياه في هذه المنطقة. منطقة شعر الجذر: تحدث فوق منطقة استطالة الخلية. تم تطوير النسيج الخشبي واللحاء جيدًا في هذه المنطقة. هذه المنطقة بها آلاف الشعيرات الجذرية. أقصى امتصاص

402 سنة ثانوية عليا للمكتب (+2) بيولوجيا - أنا للمياه تحدث في هذه المنطقة. شعيرات الجذر هي شعر أنبوبي مثل امتداد الخلايا الظهارية المغلقة عند طرفها. تبرز الشعيرات الجذرية بزوايا قائمة تقريبًا على المحور الطويل للخلايا السرطانية. الشعر الجذري مخصص لامتصاص الماء. يدخلون في الشعيرات الدموية لجزيئات التربة. بسبب التركيز العالي لنسغ خلاياها ونفاذية جدار الخلية وغشاء الخلية ، فإنها تسحب الماء من التربة. منطقة النضج: يتكون الجزء المتبقي من الجذر الموجود فوق منطقة شعر الجذر من خلايا ناضجة تعيق امتصاص الماء. الشكل 10.10: أ ، المنطقة الطرفية لجذر نموذجي ب ، هيكل آلية شعر الجذر لامتصاص الماء: يحدث امتصاص الماء عن طريق عمليات نشطة وسلبية. في العملية النشطة ، يتم امتصاص الماء من خلال القوة المطورة في نظام الجذر. يحدث الامتصاص النشط بشكل عام في النباتات التي تنضح ببطء وتروي جيدًا. في عملية الامتصاص السلبي ، تتطور القوى المسؤولة عن امتصاص الماء في نظام إطلاق النار ، والتي تنتقل في النهاية إلى نظام الجذر. تلعب الجذور دورًا سلبيًا في هذه الآلية. يوجد الامتصاص السلبي بشكل عام في النباتات سريعة النتح وسقوط الري. الامتصاص النشط للماء: تم اقتراح نوعين من النظريات مثل النظرية التناضحية والنظرية غير التناضحية لشرح الامتصاص النشط للماء بواسطة النباتات. (ط) النظرية التناضحية: توضح النظرية التناضحية أن شعيرات الجذر تعمل كمقاييس التناضح وتوجد حالة نموذجية بحيث يمكن للماء أن يتحرك عبر تناضحي من التربة

النقل في محلول Plants y 403 إلى الخلايا الجذرية. تفترض النظرية أن انتقال الماء يحدث عن طريق الانتشار على طول تدرج تناقص إمكانات الماء (y). يعني امتصاص الماء انتقال الماء من محلول التربة إلى نسيج الخشب. ووفقًا لهذه النظرية ، فإن نسيج نسيج الخشب يمتلك إمكانات مائية أقل (y) من تلك الموجودة في محلول التربة. لذلك ينتقل الماء من التربة إلى نسيج الخشب عن طريق الخلايا إلى التناضح الخلوي. (2) النظرية غير التناضحية: تفترض النظرية غير التناضحية أنه عندما تكون القوى الدافعة صفرية ، يحدث امتصاص الماء عند إنفاق الطاقة الأيضية المنبعثة في التنفس. وهكذا تشرح هذه النظرية امتصاص الجذور للماء عندما تكون الإمكانات المائية لمياه التربة أقل من تلك الموجودة في عصارة خلايا شعر الجذر. يمكن أيضًا دعم امتصاص الماء النشط غير التناضحي بالحقائق التالية (1) هناك ارتباط بين معدل امتصاص الماء والتنفس. (2) امتصاص الماء الناجم عن Auxin (3) العوامل مثل انخفاض درجة الحرارة وتوتر الأكسجين ومثبطات الجهاز التنفسي التي تؤثر على معدل التنفس وبالتالي معدل الامتصاص. يتمثل العيب الخطير لهذه النظرية في أنها فشلت في شرح الطريقة الدقيقة لاستخدام الطاقة الأيضية في عملية امتصاص الماء. الامتصاص السلبي: في حالة الامتصاص السلبي ، لا يلعب نظام الجذر دورًا مهمًا في امتصاص الماء. إنه يوفر فقط السطح لامتصاص الماء. القوة الدافعة الرئيسية المسؤولة عن امتصاص الماء تنشأ في الجزء الجوي من النبات. يطور الماء الموجود في الجزء العلوي من النبات توترًا كبيرًا أو ضغطًا هيدروستاتيكيًا سلبيًا بسبب فقد الماء عن طريق النتح من الأوراق. هذا التوتر يسحب الماء من خلال نسيج الخشب. يمكن اعتبار الماء في النبات نظامًا هيدروليكيًا مستمرًا يربط الماء في التربة ببخار الماء في الغلاف الجوي. يتم تمثيل النهاية العلوية للمياه في نظام النبات بواسطة هلالة الماء في التجاويف شبه القاتلة. يتم تمثيل الطرف السفلي من الماء بالخلايا الظهارية وشعر الجذر. الخلايا الوسطية داخل الأوراق على اتصال مباشر مع الغلاف الجوي من خلال نظام واسع من المساحات الهوائية. في البداية يتبخر الماء من طبقة رقيقة من المساحات الهوائية المبطنة بالماء. يتبخر الماء من جدار خلايا الوسطية أثناء النتح. تقل إمكانية الماء لجدار الخلية. وهكذا يمتص جدار الخلية الماء من البروتوبلازم الذي بدوره يأخذ الماء من فجوة الخلية. تقل إمكانات الماء لخلية الميزوفيل بسبب فقدان الماء.تمتص هذه الخلية الوسيطة الماء من الخلايا المتوسطة المجاورة وفي النهاية من نسيج الخشب أو عروق الورقة. نشأ التوتر بسبب النتح بمثابة سحب من أعلى على عمود الماء بأكمله في النبات. ينتقل التوتر على طول الطريق إلى أسفل عمود الماء غير المنكسر عبر الجذع إلى الجزء الممتص من الجذر. نظرًا لمعدل النتح السريع ، يعكس نقل المياه عبر النظام بأكمله انخفاضًا تدريجيًا في إمكانات المياه من التربة إلى الغلاف الجوي. ينشأ فرق جهد الماء بين الجذر والتربة. وهكذا تدخل مياه التربة في الشعيرات الجذرية وخلايا الظهارة وفي النهاية إلى نسيج الجذور عبر الخلايا القشرية.

404 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I يتحرك الماء عبر التربة في الغالب عن طريق التدفق السائب مدفوعًا بتدرج الضغط. عندما تمتص النباتات الماء من التربة ، فإنها تستنزف مياه التربة بالقرب من سطح الجذور. هذا النضوب يقلل من yP في الماء بالقرب من سطح الجذر. كما أنه ينشئ تدرج ضغط فيما يتعلق بالمناطق المجاورة من التربة التي تحتوي على قيم yP أعلى. نظرًا لأن المساحات المسامية المملوءة بالماء في التربة مترابطة ، ينتقل الماء إلى سطح الجذر عن طريق التدفق السائب عبر هذه القنوات أسفل تدرج الضغط. في الآلية السلبية ، يكون معدل النتح مرتفعًا جدًا ويتم امتصاص كميات كبيرة من الماء بمعدل أسرع نسبيًا ، وأفضل دليل لدعم الامتصاص السلبي يأتي من الاكتشاف التجريبي أن معدل امتصاص النبات للماء متساوٍ تقريبًا بمعدل النتح بشرط أن يتوفر الماء بكميات مثلى في التربة. مسار الماء عبر الجذر: إذا تم إنشاء تدرج محتمل بأي وسيلة ، فإن الماء يتحرك جاذبًا عبر النسيج الظهري وشعر الجذر ثم عبر القشرة إلى نسيج الخشب عبر الجلد الداخلي والدائرة المحيطية. المسارات المحتملة للنقل المائي عبر هذه المناطق هي (الشكل 10.11 الشكل 10.12): i. مسار أبوبلاست الثاني. مسار سيمبلاست ثالثا. مسار الغشاء. يتكون Apoplast من مكونات غير حية من الجذر تعادل تقريبًا مع المساحة الحرة ، أي جدران الخلايا والمساحات الهوائية بين الخلايا وأوعية الخشب. سيمبلاست الشكل 10. 11: حركة الماء من التربة الى النبات. يتكون من السيتوبلازم المترابط بواسطة plasmodesmata. في مسار symplast ، يتحرك الماء من خلية إلى أخرى عبر plasmodesmata. في مسار الغشاء ، يدخل الماء إلى خلية على جانب واحد ، ويخرج من الخلية على الجوانب الأخرى. بمعنى آخر ، يعبر الماء غشاءين على الأقل لكل خلية في مسارها (الغشاء البلازمي عند الدخول والخروج). يعتبر التدفق الأولي للمياه عبر الطبقة السطحية للجذر حتى الطبقة الداخلية من القشرة يتم بشكل أساسي من خلال مسار أبوبلاست. في باطن الجلد يتم إعاقة مسار أبوبلاست بواسطة شريط كاسباريان. وهكذا تحدث حركة الماء عبر الجلد الباطن من خلال الغشاء البلازمي. في بعض الحالات ، تسمح خلايا المرور الضعيفة suberized بدخول الماء عبر الجلد الباطن. توفر أسطوانة الأوعية الدموية مقاومة قليلة لحركة الماء من الجلد الباطن. يتم نقل الماء عند وصوله إلى نسيج الخشب إلى الأعلى.

النقل في النباتات y 405 الشكل 10.12: مسارات حركة الماء: مسار Apoplast (يتضمن جدران الخلايا) ، مسار Symplast (يتضمن السيتوبلازما و plasmodesmata) ومسار symplast (من فجوة إلى فجوة) العوامل التي تؤثر على امتصاص الماء. يؤثر معدل امتصاص الماء على نوعين. أولا العوامل البيئية الخارجية. II. عوامل النبات أو العوامل الداخلية. أولا- العوامل البيئية الخارجية: (1) درجة حرارة التربة: يؤثر تغير درجة الحرارة على معدل امتصاص الماء. 0 0 امتصاص الماء هو الأمثل في نطاق درجة الحرارة من 20 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية. أي زيادة أو نقصان في درجة الحرارة تتجاوز هذا النطاق يقلل من معدل امتصاص الماء. تزيد درجة الحرارة المرتفعة بشكل معتدل من معدل امتصاص الماء ودرجة الحرارة المرتفعة للغاية تقتل الخلية. يقلل خفض درجة الحرارة من عملية الامتصاص بسبب (أ) استطالة أبطأ للجذر وبالتالي منع ملامسته لمناطق جديدة (ب) انخفاض نفاذية غشاء الخلية (ج) زيادة لزوجة الماء والبروتوبلازم (د) انخفاض معدل الأنشطة الأيضية (هـ) ) انخفاض معدل انتشار مياه التربة. (2) توافر الماء: يتأثر معدل امتصاص الماء بشكل عام بمياه التربة المتاحة ، أي مدى كمية المياه بين سعة الحقل (سعة الاحتفاظ الفعلية بالمياه) ونسبة الذبول الدائم (فقدان الماء الذي يسبب الذبول في الوضع الطبيعي شروط). يؤدي النقص في مياه التربة إلى ما دون نسبة الذبول الدائم إلى انخفاض كبير في امتصاص الماء. تؤثر الزيادة الملحوظة في المياه التي تتجاوز السعة الحقلية على تهوية التربة وتقلل من معدل الامتصاص.

406 سنوات الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - 1 (3) تهوية التربة: يتم امتصاص الماء بكفاءة أكبر في تربة جيدة التهوية مقارنة بالتربة ضعيفة التهوية. نقص الأكسجين في التربة يمنع نمو الجذور واستقلابها. إلى جانب تراكم ثاني أكسيد الكربون في التربة غير الهوائية ، يزيد من لزوجة البروتوبلاست 2 ويقلل من نفاذية غشاء الخلية. العوامل المذكورة أعلاه تقلل بشدة من معدل امتصاص الماء. قد تكون هذه أسباب موت النبات في المناطق المغمورة. (4) تركيز محلول التربة: يعتمد امتصاص الماء على تركيز محلول التربة. إذا كان تركيز محلول التربة أكبر من نسغ الخلية ، تصبح الجذور غير قادرة على امتصاص الماء من التربة. هذا هو سبب فشل النباتات في النمو في التربة شديدة الملوحة. II. عوامل النبات أو العوامل الداخلية: (1) النتح: يؤدي ارتفاع معدل النتح إلى زيادة معدل امتصاص الماء بسبب تطور التدرج المحتمل للماء بين نظام الجذر والأوراق. سحب الماء. (2) التمثيل الغذائي: يرتبط استقلاب نظام الجذر وامتصاص الجذور للماء ارتباطًا وثيقًا. لوحظ تجريبياً أن العوامل التي تمنع التنفس مثل سوء التهوية ، وتطبيق مثبطات الجهاز التنفسي وما إلى ذلك تقلل من معدل امتصاص الماء. (3) نظام الجذر: تعتمد كفاءة امتصاص الماء على نظام الجذر. وجود عدد من شعيرات الجذور مسؤول عن معدل الامتصاص. 10.4.2. إزاحة الماء أو صعود النسغ تسمى الحركة الصاعدة للماء من ميتاكسيليم للجذور حتى التجاويف شبه القاتلة للأوراق عبر نسيج الجذع وعروق الأوراق "صعود النسغ" أو توصيل الماء في اتجاه تصاعدي (الشكل. 10.13). تم التحقق تجريبياً من أن نسيج الخشب هو النسيج الرئيسي الموصّل للماء. تم اقتراح نظريات مختلفة لشرح الآلية التي ينطوي عليها صعود النسغ. يرى بعض العلماء أن الخلايا الحية تشارك بنشاط في ضخ المياه في اتجاه تصاعدي بينما يشرح آخرون أن آلية صعود النسغ مستقلة عن نشاط الحياة. يمكن التعامل مع النظريات المختلفة على نطاق واسع تحت ثلاثة عناوين. نظريات حيوية II. نظرية ضغط الجذر III. نظرية التماسك والتوتر شكل 10.13: مسار انتقال الماء.

النقل في النباتات y 407 I. النظريات الحيوية يتم التعامل مع كل تلك النظريات التي تعتبر الخلايا الحية مسؤولة عن إحداث صعود النسغ في إطار نظريات حيوية. Westermeir، Godlewski، Janse ذكر أن الخلايا الحية تلعب دورًا أساسيًا في صعود النسغ. اقترح Godlewski نظرية مضخة الترحيل لشرح صعود النسغ. وفقا له كان هناك تغيير إيقاعي في الضغط التناضحي للخلايا الحية لحمة نسيج الخشب والأشعة النخاعية مما أدى إلى ضخ المياه في اتجاه تصاعدي. كانت القصيبات والأوعية بمثابة خزانات للمياه. دعم جانسي Godlewski وأظهر أنه إذا تم قتل الجزء السفلي من الغصن ، فإن الأوراق أعلاه تتأثر. دعا السير جي سي بوس (1923) إلى نظرية النبض الشكل 10.14: سيدي. أوضح هذا الجهاز نظرية نبض جي سي بوس. لشرح صعود النسغ. لقد جرب لإثبات أن الخلايا الحية للطبقة الأعمق من القشرة الموجودة خارج الأدمة الداخلية كانت في حالة من النبضات الإيقاعية التي تسببت في ضخ الماء من خلية إلى أخرى في اتجاه تصاعدي (الشكل 10.14). لم تعد النظريات الحيوية مقبولة كآلية محتملة لصعود النسغ حيث لا يمكن الحصول على دليل تجريبي مناسب لدعمها. II. نظرية ضغط الجذر إذا تم قطع ساق نبات بالقرب من قاعدته أو تم إجراء شقوق في الساق ، يُرى أن نسيج نسيج الخشب يتدفق من خلالها. هذه الظاهرة تسمى "النضح" أو "النزيف". أوضح بريستلي أن عملية الحركة الصاعدة للمياه هذه كانت بسبب الضغط الهيدروستاتيكي الذي تم تطويره في نظام الجذر المعروف باسم ضغط الجذر. إذا تم توصيل أنبوب عمودي بجذع ينزف ، سيرتفع عمود من النسغ فيه (الشكل 10.15). نظرًا لأن الجذور الحية ضرورية لتطوير ضغط الجذر ، فمن المنطقي الاعتقاد بأن ضغط الجذر هو عملية نشطة. اعترض كرامر وستيوارد وديكسون وجولي بشدة على الشكل 10.15: عرض توضيحي لتورط ضغط الجذر في التسبب في صعود النسغ. صحيح بالنسبة لضغط الجذر أن ضغط الجذر هو عملية ديناميكية ، ولكنه في حد ذاته لا يكفي لدفع المياه في حالة الأشجار الطويلة التي يتراوح ارتفاعها من 200 إلى 300 قدم. لم يتم ملاحظة ضغط جذر إضافي في جميع النباتات. لا يمكن قياس ضغط الجذر أو القليل منه في عاريات البذور. إلى جانب ذلك ، وجد أن ضغط الجذر يكون أقل خلال الصيف عندما يكون معدل النتح سريعًا جدًا ، بينما يكون أعلى في الربيع عندما يكون معدل النتح بطيئًا جدًا.

408 سنوات ثانوية للمكتب (+2) بيولوجيا - I III. نظرية سحب النتح والتماسك والتوتر تم اقتراح هذه النظرية من قبل ديكسون وجولي (1894) ودعمها كورتيس وكلارك (1951) وليفيت (1969). النظرية المذكورة أعلاه هي أيضًا نظرية ديكسون لصعود النسغ. تفترض النظرية أن الماء يُسحب من أعلى ، لكن لا يُدفع من أسفل. تحتوي النظرية على ميزتين أساسيتين مثل (1) تماسك الماء والالتصاق بين الماء و tiusses نسيج الخشب ، (3) سحب النتح. (أ) تماسك الماء والالتصاق بين الماء وأنسجة نسيج الخشب. التماسك هو ظاهرة التجاذب بين الجزيئات المتشابهة. تظل جزيئات الماء منجذبة بواسطة قوة التماسك ولا يمكن فصلها بسهولة عن بعضها البعض. علاوة على ذلك ، هناك تجاذب بين جزيئات الماء والجدار الداخلي لقنوات نسيج الخشب. ثم لا يمكن سحب عمود الماء بعيدًا عن جدار مجاري النسيج الخشبي بسبب الخواص اللاصقة والتماسك القوية للماء ويتم الحفاظ على استمرارية عمود الماء من الجذور إلى الأوراق. إن القوى التي تعمل ضد القوة المتماسكة للماء والتي تحاول تفتيت عمود الماء في النبات هي وزن عمود الماء نفسه ، المقاومة التي يواجهها الماء في عبور أنسجة الجذر والجذع والخلايا الوسيطة في النبات. ورقة الشجر. تم العثور على كل هذه القوى مجتمعة لتكون ذات قيمة 50 الغلاف الجوي في الأشجار العالية. لكن حجم القوة المتماسكة للماء وحده حوالي 300 جو ، وهو ما يكفي للحفاظ على استمرارية عمود الماء في النباتات. (ب) سحب النتح هو قوة السحب المسؤولة عن رفع عمود الماء. عندما يتم فقدان الماء في شكل بخار الماء إلى الغلاف الجوي من خلايا الوسطية عن طريق النتح ، يتم إنشاء ضغط هيدروستاتيكي سلبي في خلايا الوسطية التي بدورها تسحب الماء من عروق الأوراق. ثم ينتقل التوتر السلبي تدريجيًا إلى الأسفل عبر أنسجة نسيج الخشب في الورقة والساق وأخيراً إلى الجذور. نتيجة لذلك ، هناك حركة تصاعدية مستمرة لعمود الماء في النبات. وبالتالي ، فإن سحب النتح يعمل كسحب من الأعلى على كامل العمود المائي للنبات الذي يسحب الماء من أوعية نسيج الخشب من الجذور نحو الأوراق ، أي في اتجاه تصاعدي ، لا ينكسر عمود الماء المستمر هذا بسبب قوة التماسك القوية بين الماء الجزيئات والقوى اللاصقة بين الماء وأنسجة الخشب. هذه هي الطريقة التي يحدث بها صعود النسغ في النبات. 10.4.3. تمتص نباتات النتح كمية كبيرة من الماء من التربة عن طريق الجذور وشعر الجذور. ومع ذلك ، يتم استخدام جزء صغير فقط (1-2٪) من الماء الممتص من قبل النباتات لأنشطتها الأيضية. يتم فقدان ما تبقى (98-99٪) من الماء الممتص في الغلاف الجوي من خلال العملية الفسيولوجية المعروفة بالنتح. يتم تعريف النتح على أنه فقدان الماء

النقل في النباتات y 409 في شكل بخار ماء من الأنسجة الداخلية للنباتات الحية من خلال الأجزاء الهوائية من النباتات مثل الأوراق والبراعم الخضراء وما إلى ذلك. يحدث النتح من خلال مرحلتين متتاليتين: (1) في البداية يتم فقد الماء من الطبقة الوسطى خلايا الورقة في الفراغات بين الخلايا. (2) ينتشر الماء بغزارة من الفراغات بين الخلايا إلى الغلاف الجوي الخارجي في شكل بخار ماء إما من خلال الثغور أو السطح العام لبشرة الأوراق. الأوراق والبراعم الخضراء هي الأعضاء الرئيسية للنتح. قد يحدث النتح من خلال البشرة أو العدسات أو الثغور. تبعا لذلك يطلق عليه النتح الجليدي أو العدسي أو النتح الثغري. (ط) النتح الجلدي: البشرة عبارة عن طبقة من غطاء يشبه الشمع على البشرة من الأوراق والسيقان العشبية. من المفترض أن يتحقق النتح. ومع ذلك ، قد يضيع بعض الماء من خلاله. وهكذا يُعرف فقدان الماء في شكل بخار الماء عبر البشرة باسم النتح الجلدي. يمثل النتح الجلدي ما يقرب من 20 في المائة من إجمالي فقد الماء من قبل النبات. (2) النتح العدسي: يسمى فقدان الماء على شكل بخار الماء من خلال العدسات الموجودة في الساق الخشبية والفواكه باسم النتح العدسي. يمثل 1-5 في المائة من إجمالي فقد المياه من قبل النبات. (الشكل 10.16) الشكل 10.16: العدسات تظهر النتح العدسي. (3) نتح الثغور: الثغور عبارة عن مسام دقيقة تقتصر على البشرة من الأوراق الخضراء والأوراق. يتم التحكم في فتح وإغلاق الثغور بواسطة الخلايا الحامية. تحدث أقصى خسارة (حوالي 80 في المائة من إجمالي فقد الماء) من الماء من أنسجة النبات من خلال فتحات الفم. يُعرف فقدان الماء في شكل بخار الماء من خلال ثغور النباتات باسم نتح الثغور. بنية الثغور الثغور هي مسام دقيقة ذات شكل بيضاوي تحيط بها خليتا بشرة متخصصتان تعرفان بالخلايا الحامية. تتكون الخلايا الحامية من الكلى في شكل ثنائي. الجزء من جدار الخلية الواقية الذي يقع بالقرب من فتحة الفم سميك وغير مرن. ما تبقى من جدار الخلية رقيق ومرن وقابل للاختراق. تحتوي كل خلية حراسة على بطانة هيولي وفجوة مركزية تحتوي على نسغ الخلية. يحتوي السيتوبلازم على نواة وعدد من البلاستيدات الخضراء. تعتبر خلايا البشرة المحيطة بالخلايا الحامية متخصصة وتعرف بالخلايا الفرعية (الشكل 10.17 أ ، ب). يدعمون حركة خلايا الحراسة. يختلف حجم وشكل وعدد ثغور الخلايا الحامية من نبات لآخر.

410 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I الشكل 10.17: أ - تقشير البشرة للأوراق التي تظهر الثغور و B - فغرة مفردة متضخمة. تفتح الميكانيكا العامة لفتح وإغلاق الثغور بشكل عام خلال النهار أو ساعات مضاءة وتغلق في الليل ، ويتم فتح وإغلاق الثغور عن طريق التغييرات في حجم وشكل الخلايا الحامية. يحدث تمدد وتقلص الخلايا الحامية بسبب بلوغها ظروف الترهل والارتخاء على التوالي (الشكل 10.18). عندما تمتص الخلايا الحامية الماء من الخلايا المحيطة ، فإنها تصبح منتفخة. مع زيادة التصلب ، تمتد الجدران الرقيقة الخارجية للخلايا الحامية الشكل 10.18: حركات الثغور (أ) مغلقة. (ب) فتح للخارج. يتسبب الانتفاخ الخارجي في تفكك الجدران السميكة الداخلية غير المرنة والتي تصبح مقعرة في الشكل مما يؤدي إلى فتح الثغور. عندما تصبح الخلايا الحامية مترهلة بسبب فقدان الماء ، تعود الجدران السميكة إلى وضعها الأصلي ، مما يضيق الفغرة ويغلقها في النهاية. هذه هي آليات خلايا الحراسة. آلية فتح وإغلاق الثغور تم طرح العديد من النظريات لشرح فتح وإغلاق الثغور. I. نظرية التحويل البيني بين النشا والجلوكوز: مع اكتشاف وجود إنزيم الفوسفوريلاز في الخلايا الحراسة بواسطة Yin and Tung (1948) ، اقترح Steward (1964) نظرية التحويل البيني بين النشا والجلوكوز (الشكل 10.19). التسلسل التالي من التفاعلات يحدث عند درجة حموضة عالية في النهار. ارتفاع درجة الحموضة i. النشا + PO4 الجلوكوز -1-PO = الفوسفوريلاز 4

النقل في النباتات y 411 Phosphoglucomutase ii. الجلوكوز - 1 - PO الجلوكوز - 6 - PO 4 4 الفوسفاتيز ثالثا. Gluscoe-6-PO Glucose + PO = 4 4 يزيد تكوين الجلوكوز في الخلايا الحامية من تمزق الخلايا الحامية. وهكذا يتم فتح الثغور في النهار. في الليل أو الظلام يحدث التفاعل العكسي ويتحول الجلوكوز أولاً إلى جلوكوز - 1- PO بمساعدة ATP ، ثم إلى النشا. 4 ومع ذلك ، هناك بعض الاعتراضات على هذه النظرية التي لم يتم قبولها عالميًا. الاعتراضات هي كما يلي: (أ) لم يلاحظ أبدًا أن السكر يتراكم في الخلايا الحامية عندما يختفي النشا في وقت فتح الثغور. من ناحية أخرى ، يتم تحويل النشا إلى أحماض عضوية. (ب) في أحادي الفلقة ، لا تصنع الخلايا الحامية النشا. (ج) يحدث إغلاق الثغور حتى في منتصف النهار على الرغم من وجود ضوء وعدم وجود شكل 10.19: تغيير التحويل البيني بين النشا والجلوكوز في محتويات النشا. أثناء فتح وإغلاق الثغور نظرية أيون البوتاسيوم تظهر الأدلة التجريبية أن الثغور تنفتح أيضًا حتى في الهواء الخالي من ثاني أكسيد الكربون وكذلك في غياب الضوء عن طريق زيادة تركيز K + في الخلايا الحامية. لاحظ إمامورا وفوجينو (1959) تراكم K في خلايا الحراسة ، واقترحوا نظرية K أيون لشرح ذلك. تسلسل الأحداث التي تحدث في خلايا الحراسة هي كما يلي: 1. ضوء شمس الصباح ، وخاصة الضوء الأزرق ، هو السبب وراء فتح الثغور. + ينشط الضوء الأزرق H - ATPases (مضخات البروتون) لغشاء بلازما خلية الحماية. + 2. باستخدام ATP ، تدفع المضخات H إلى جدار الخلية للخلايا الحامية ، ونتيجة لذلك يصبح الجزء الداخلي للخلية غنيًا بالشحنات السالبة. يحتوي جانب جدار الخلية لغشاء البلازما + على تركيز عالٍ من H والجانب السيتوبلازمي له شحنة سالبة. 3. بسبب هذا الاختلاف في الشحنات عبر الغشاء يقال أنه مفرط + + استقطاب. هذا يؤدي إلى فتح قنوات بوابات K وتدخل أيونات K إلى

412 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - الخلية بشكل جماعي. في وقت قصير جدًا من سقوط الضوء الأزرق في خلية gurard ، يحتوي على + المزيد من أيونات K مقارنة بالأيونات السالبة. 4. بعد هذا ، تدخل أيونات Cl أيضًا الخلايا الحامية من الخلايا المحيطة. 5. داخل الخلايا الحامية ، يتكون حمض الماليك من حمض البيروفيك الذي يأتي من استقلاب الكربوهيدرات. حمض الفوسفوينول بيروفيك + HCO 3 - ® حمض أوكسالاسيتيك + Pi Oxaloacetic acid + NAD (P) H ® حمض الماليك + NAD (P) + حمض الماليك يتأين إلى مالات 2 - واثنين H + - + 2- الأيونات المذكورة أعلاه (K ، malate و Cl) في الفجوة.هذه المواد المذابة النشطة تناضحيًا تقلل من إمكانات الماء في الخلايا الحامية. نتيجة لدخول هذه المياه إلى الخلايا الحامية بسبب الانغماس الداخلي ، فإنها تصبح منتفخة وتنتفخ بعيدًا مما يؤدي إلى ظهور مسام الفم. تسلسل الأحداث التي تحدث أثناء إغلاق الثغور هي: 1. عند توقف التمثيل الضوئي الليلي ، يتراكم تركيز ثاني أكسيد الكربون مما يجعله حامضيًا ثانويًا 2. Ca في السيتوبلازم 2 + 2 + 3. يحدث تدفق K + من الخلايا الحامية ، بعد هذا الماء أيضًا يترك الخلايا الحامية عن طريق الانكسار 4. ينخفض ​​ضغط التورم وتتحرك الخلايا الحامية إلى الداخل لإغلاق المسام. فتح الثغور في النباتات النضرة: في حالة النباتات النضرة مثل Opuntia ، Bryophyllum sp. الخ. تفتح الثغور في الليل (تسمى الفتح النشط) وتغلق خلال النهار. يوجد في هذه النباتات أكسدة غير كاملة للكربوهيدرات أثناء الليل. هذا يسبب تراكم الأحماض العضوية دون تحرير ثاني أكسيد الكربون. تؤدي الأحماض العضوية التي يتم إنتاجها ليلاً إلى تفككها وزيادة 2 H أيون وبقية العمليات تؤدي إلى فتح الثغور. ومع ذلك ، خلال النهار ، يتم استقلاب الأحماض العضوية + وإطلاق ثاني أكسيد الكربون بكثرة مما يبقي الثغور مغلقة. يحل إغلاق الثغور في اليوم الثاني والليلي مشكلة توازن الماء للعصارة التي تنمو في الموائل الجافة والحارة (انظر تحت التمثيل الضوئي) العوامل التي تؤثر على معدل النتح: يتأثر معدل النتح بعدد من العوامل الداخلية (عامل النبات) والعوامل الخارجية. أولاً - العوامل الداخلية أو النباتية: (1) نسبة الجذر - الجذع: إذا كانت جميع الظروف الأخرى مواتية للنتح ، فإن قدرة امتصاص الماء لسطح الجذر وقدرة النتح لسطح الأوراق تنظم المعدل

النقل في النباتات ص 413 من النتح. إذا كان سطح الامتصاص أقل من سطح النتح ، ينتج عن ذلك عجز في الماء ، مما يؤدي إلى انخفاض معدل النتح. وبعبارة أخرى ، فإن انخفاض نسبة الجذر / الجذع يقلل من معدل النتح. (2) مساحة الورقة: كلما زادت مساحة الورقة ، زاد فقد الماء بسبب النتح. (3) تردد الثغور: تردد الثغور يعني العدد الإجمالي للثغور لكل وحدة مساحة ورقة. يختلف تواتر الثغور باختلاف الأنواع. كلما زاد تواتر الثغور ، زاد معدل النتح. (4) هيكل الورقة: يقلل وجود بشرة سميكة وطبقات الشمع والثغور الغارقة والتريشومات على سطح الأوراق من معدل النتح. II. العوامل الخارجية أو البيئية (1) الضوء - هناك علاقة وثيقة بين فتح الثغور ووجود الضوء. يؤثر الضوء على معدل النتح بطريقتين. أولاً ، يتسبب الضوء في فتح الثغور. نتيجة لذلك ، تتعرض الخلايا الداخلية المشبعة للورقة للجو الخارجي. بشكل متكرر ، يزداد معدل النتح في ضوء الشمس الساطع. ثانياً ، يزيد من درجة حرارة الورقة وبالتالي يؤثر على معدل النتح. (2) الرياح - تؤدي الزيادة في سرعة الرياح إلى زيادة معدل النتح عن طريق إزالة بخار الماء في الغلاف الجوي من المنطقة المجاورة لسطح النتح وتقليل الرطوبة النسبية. (3) درجة الحرارة - تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى زيادة معدل النتح. ويرجع ذلك إلى زيادة معدل تبخر الماء من سطح الخلية وانخفاض رطوبة الغلاف الجوي الخارجي. ومع ذلك ، هناك حد لارتفاع درجة الحرارة فيما يتعلق بفقدان الماء عن طريق النتح. عند درجة حرارة عالية جدًا ، عادة تتجاوز 35 درجة مئوية ، ينخفض ​​معدل النتح صفر تدريجيًا بسبب عدم نشاط البروتوبلازم. (4) رطوبة الهواء - يتم التعبير عن الرطوبة كنسبة مئوية من بخار الماء الموجود في الغلاف الجوي. تؤثر الرطوبة النسبية للغلاف الجوي على معدل النتح إلى حد كبير لأنها تؤثر على التدرج المحتمل للماء بين الفراغات بين الخلايا والغلاف الجوي الخارجي. كلما زادت الرطوبة النسبية للغلاف الجوي الخارجي ، انخفض معدل النتح. على العكس من ذلك ، كلما انخفضت الرطوبة النسبية للغلاف الجوي الخارجي ، زاد معدل النتح. (5) الضغط الجوي - يقلل تقليل الضغط الجوي من كثافة بخار الغلاف الجوي الخارجي. هذا يسمح بالانتشار السريع للمياه. تُظهر النباتات التي تنمو على التلال معدل نتح أعلى بسبب الضغط الجوي المنخفض ، وبالتالي فإنها تتطور إلى صفات زيروفيتية. (6) إمدادات المياه - نقص المياه في التربة يقلل من معدل النتح. هذا بسبب قلة امتصاص الماء من التربة.

414 سنة الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I أهمية النتح التتبع له أهمية كبيرة في الحياة النباتية. الأدوار المفيدة للنتح هي: (1) التبادل الغازي - النتح ضروري في حياة النباتات البرية. يساعد في امتصاص ثاني أكسيد الكربون (CO) من الغلاف الجوي أثناء عملية التمثيل الضوئي حيث أن الفتحة الثانية للثغور في النهار تسهل التبادل الغازي. (2) تأثير التبريد - تمتص الأوراق الطاقة المشعة. يتم استخدام بعض الطاقة الضوئية في عملية التمثيل الضوئي ، ويتم تحويل الباقي إلى طاقة حرارية مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة الورقة. ومع ذلك ، فإن التبخر السريع للماء على شكل بخار الماء من الأجزاء الهوائية للنبات من خلال النتح يؤدي إلى خفض درجة حرارتها. وبالتالي ، يوفر النتح تأثيرًا تبريدًا كبيرًا يمنع ارتفاع درجة حرارة النبات. (3) التأثير على نقل المعادن - تظل الأملاح المعدنية مذابة في مياه التربة وتمتصها الجذور. المعادن التي يتم امتصاصها وتراكمها في قناة نسيج الخشب من الجذر تتحرك لأعلى ويتم توزيعها في النبات عن طريق سحب النسغ. (4) التأثير على حركة الماء - يتم نقل الماء الممتص من الجذور إلى الأوراق من خلال أوعية نسيج الخشب التي تتأثر بشكل كبير بسحب النتح. يؤدي فقدان الماء بسبب النتح إلى تطوير إمكانات مائية منخفضة في أنسجة الأوراق. وهكذا ينتقل الماء من أوعية نسيج الخشب إلى خلايا الأوراق ويساعد في صعود النسغ. (5) تطوير الأنسجة الميكانيكية - تساعد كمية أكبر من النتح في تطوير الأنسجة الميكانيكية في النباتات. تصبح النباتات أكثر صحة وأكثر إحكاما. تصبح جدران الخلايا سميكة ومقسمة والنباتات قادرة على مقاومة هجوم الفطريات والبكتيريا. (6) الحفاظ على التقلص - النتح يحافظ على الدرجة المثلى من التورم في الخلايا. في ظل ظروف مواتية ، تمتص النباتات الكمية الزائدة من الماء ، والتي يتم إطلاقها عن طريق النتح للحفاظ على التورم الأمثل لتحقيق نمو أفضل. ووفقًا لنتح كورتيس فهو شر لا بد منه بسبب الحقائق التالية: (1) يتم فقد كمية كبيرة من الماء الممتص أثناء النتح مما يضر بالنباتات. (2) يحدث الهدر غير الضروري للطاقة أثناء عملية امتصاص الماء التي تضيع بسبب النتح. (3) عندما يكون معدل النتح مرتفعًا في النباتات التي تنمو في التربة التي تعاني من نقص في الماء ، يتطور عجز داخلي في المياه في النباتات مما قد يؤثر على عملية التمثيل الغذائي. (4) تخضع العديد من النباتات الجافة لتعديلات وتكييفات هيكلية للتحقق من النتح. بالنظر إلى كل من الآثار المفيدة والضارة للنتح ، يمكن الاستنتاج أنه مفيد بالتأكيد على الرغم من خصائصه الضارة.

النقل في النباتات y 415 مضادات التعرق يستخدم المصطلح مضاد للعرق لوصف أي مادة مطبقة على النباتات بغرض إبطاء النتح. بعض مضادات التعرق الرئيسية هي مواد بلاستيكية عديمة اللون ، وزيت السيليكون ، وشمع منخفض اللزوجة ، وخلات فينيل الزئبق ، وحمض الأبسيسيك ، وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك. لتشكيل غشاء نافذ للأكسجين وثاني أكسيد الكربون ولكن ليس للماء. ثاني أكسيد الكربون مضاد فعال للعرق. يؤدي الارتفاع الطفيف في تركيز ثاني أكسيد الكربون من 0.02٪ الطبيعي إلى 0.05٪ 2 إلى الإغلاق الجزئي للثغور. للتحقق من النتح في حالة الجفاف ، يمكن نشر الجفاف (ثاني أكسيد الكربون الصلب) في الحقل. تتمثل ميزة المواد المضادة للشفاء في تقليل معدل النتح 2 دون التأثير سلبًا على تبادل الغازات أثناء البناء الضوئي والتنفس والنمو. استخدام مضادات التعرق مفيد للزراعة لتحسين إنتاجية المحاصيل أثناء حالات الجفاف. 10.4.4. التمزق عندما تكون الظروف بحيث يتجاوز امتصاص الماء النتح إلى حد كبير ، فإن فائض الماء يهرب من النبات في شكل تراكيب أحواض سائلة تسمى الهيدثودات الموجودة في الوريد الذي ينتهي بهوامش الورقة. هذا النوع من تحلب الماء يسمى الإمساك. ظاهرة الإمساك ليست عالمية ، ويمكن رؤيتها في بعض النباتات. يتم عرض التمزق في الغالب عن طريق النباتات العشبية مثل البلسم والكولوكاسيا وما إلى ذلك التي تنمو في تربة رطبة ودافئة وظروف رطبة من الغلاف الجوي. يحدث غالبًا في الليل أو في الصباح الباكر ، عندما لا يكون هناك نتح ويكون ضغط الجذر مرتفعًا. يحتوي السائل الذي يخرج في الإمساك على مجموعة متنوعة من المواد العضوية وغير العضوية المذابة. يحدث التمزق من خلال هياكل تسمى الخطوط المائية (الشكل 10.20). تظل الهيداثودات مفتوحة طوال النهار والليل وتتصل بالأوردة. يفتح كل هيدروثود على الخارج بواسطة مسام تسمى الفغرة. الثُغْر مُحاط بخليتي حراسة ويفتحان داخليًا في الهواء شكل 10.20: الهيداثود. أ - عرض الورقة بالكامل الموضع ، ب - ضد. من الأوراق من خلال الهيداثود. غرفة. أسفل غرفة الهواء مباشرة توجد مجموعة من خلايا النسيج المتني مع مسافات بين الخلايا تسمى المِقابل. يقع داخل الورقة أسفل البشرة في الغالب على حافة الورقة أو طرفها. تفتح أوعية النسيج الخشبي والقصبات الهوائية خلف الاسم. يحدث نضح الماء على شكل قطرات سائلة من خلال الثغرة.

416 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I يحدث التمزق بسبب الضغط الهيدروستاتيكي الإيجابي (ضغط الجذر) الذي يتطور في قنوات نسيج الخشب في الجذر. الفروق بين النتح والإمساك: النتح (1) يحدث من خلال الثغور والبشرة والعدس. (2) يُفقد الماء في شكل بخار ماء. (3) يحدث فقط في النهار. (4) عادة ما تظل ثغور الأوراق مفتوحة أثناء النهار وتغلق في الليل. (5) الماء (إبلاغ عن بخار) نقي ولا يحتوي على ملح. (6) يحدث فقدان كبير للمياه من خلال الثغور الموجودة في سطح الورقة. (7) يحدث في جميع النباتات الأرضية العليا. (8) يتحكم النتح في درجة حرارة النبات. (9) ضغط الجذر غير متضمن. التمزق (1) يحدث من خلال الهيداثود في الأوراق. (2) ينضح في شكل سائل. (3) يحدث إما في الصباح أو في الليل. (4) يظل الهيداثود مفتوحًا طوال النهار والليل. (5) الماء الناز غير نقي ويحتوي على مواد عضوية وغير عضوية مذابة. (6) يحدث من خلال الهيداثود الموجود في هامش الورقة. (7) يحدث في الغالب في النباتات العشبية. (8) لا يتحكم في درجة حرارة الأوراق. (9) يحدث بسبب تطور ضغط الجذر. 10.4.5. امتصاص ونقل المغذيات المعدنية تمتص النباتات معظم المغذيات المعدنية المطلوبة والمياه من محلول التربة بواسطة الجذور وتحركها لأعلى في نسيج الخشب لتوزيعها في جميع أنحاء الأجزاء الهوائية للنباتات. يتم امتصاص العناصر الغذائية المعدنية في شكل أيوني من محلول التربة بواسطة سطح الجذر بالكامل ولكن الامتصاص يكون أكثر وضوحًا في منطقة شعر الجذور منه في مناطق النسيج المرن والاستطالة. عادة ما يكون تركيز الأيونات المعدنية في محلول التربة أقل بكثير من تركيزه داخل النبات. لذلك ، فإن امتصاص الأيونات بواسطة الخلايا الجذرية يتطلب إنفاقًا للطاقة الأيضية التي يوفرها التحلل المائي لـ ATP ، أي من خلال عملية نشطة كما تمت مناقشته سابقًا. بعض المعادن

يمكن نقل أيونات النباتات y 417 بواسطة الجذور بشكل سلبي. يمكن أن يكون امتصاص الأيونات بواسطة الجذور من خلال symplast أو من خلال apoplast. في الوضع المتماثل ، تعبر الأيونات غشاء البلازما لخلايا البشرة ، وبمجرد دخولها ، تنتشر الأيونات شعاعيًا في القشرة من خلية إلى أخرى من خلال وصلات البلازميات الفوقية التي تصل أخيرًا إلى الجلد الباطن. في وضع السكتة الدماغية ، يمكن أن ينتشر أيون من خلال شبكة عديد السكاريد لجدار الخلية بين خلايا البشرة أو يمكن حمله بشكل سلبي عن طريق تدفق الماء الداخلي. في القشرة ، قد تنتشر الأيونات والمواد المذابة الأخرى شعاعيًا عبر أبوبلاست حتى طبقة الأديم الباطن. في طبقة الأديم الباطن ، يتم إعاقة حركة السكتة الدماغية للمغذيات بواسطة شريط Casparian ، وهو عبارة عن حلقة موجودة في الجدران الشعاعية لخلايا الأديم الباطن التي يتم تشريبها بمادة شبيهة بالشمع الكارهة للماء ، السوبرين. وبالتالي ، فإن شرائط Casparian الموجودة في الجدران الشعاعية للأديم الباطن تفصل السديم الأبوبلاست الخارجي عن الأبوبلاست الداخلي وتمنع أي تدفق حر للمياه والأيونات المعدنية والمواد المذابة الأخرى بين الأبوبلاست الخارجية والداخلية. لذلك ، يجب أن يدخل الماء والمغذيات إلى symplast من apoplast الخارجي قبل أن يتمكنوا من دخول الشاهدة. خلال حركة السكتة الدماغية الشعاعية هذه ، قد تعبر هذه العناصر الغذائية غشاء البلازما للخلايا القشرية في أي نقطة ثم تصل إلى طبقة الأديم الباطن عن طريق الوضع المتماثل. بمجرد دخول الأيونات إلى الأدمة الباطنية ، تستمر الأيونات في الانتشار من خلية إلى أخرى في الشاهدة. تتكون Stele من نسيج نسيج الخشب الحي وعناصر القصبة الهوائية الميتة (القصبات وعناصر الأوعية). لكونها ميتة ، فإن عناصر القصبة الهوائية في نسيج الخشب ليس لها موصلات وصفية أو وصلات حشوية مع حمة نسيج الخشب. لذلك ، يجب أن تترك الأيونات التي وصلت إلى حمة نسيج الخشب من طبقة الأديم الباطن سيمبلاست عن طريق عبور غشاء البلازما ليتم تحميلها في عناصر نسيج نسيج الخشب (الأبوبلاست الداخلي). يحتوي غشاء البلازما لحمة نسيج الخشب على بروتينات نقل متخصصة مثل القنوات والناقلات والمضخات التي تفرغ المواد المذابة من سيمبلاست إلى أبوبلاست. تسمى العملية التي تغادر بها المواد المذابة خلايا نسيج نسيج الخشب (symplast) وتدخل عناصر نسيج نسيج الخشب (apoplast) باسم تحميل نسيج الخشب. بعد دخول النسيج الموصّل للخشب ، تتحرك المغذيات المعدنية للأعلى جنبًا إلى جنب مع الماء وتصل إلى الأجزاء النامية من النبات كما تم وصفه لصعود النسغ. 10.4.6. نقل الغذاء - يتم تصنيع منتجات التمثيل الضوئي ، وخاصة السكريات ، في الأوراق الناضجة حيث يتم نقلها بواسطة أنسجة اللحاء إلى مناطق النمو ، بما في ذلك أطراف النبتة والجذور. عند الوصول إلى الوجهة ، يتم استخدام السكريات كركيزة للتنفس لتوفير مواد البناء والطاقة لتكوين جدار الخلية والنمو والتمايز. في الجذر ، يتم استخدام الطاقة الأيضية لامتصاص الأيونات من التربة وتحميل نسيج الخشب. يتم أيضًا نقل السكريات إلى أجهزة تخزين مختلفة مثل الفواكه والدرنات وجذور التخزين وجذور التخزين. أثناء إنبات البذور أو الدرنات ، يتم إعادة نقل السكريات المخزنة لتشكيل أعضاء نباتية مختلفة بما في ذلك نمو الأوراق وتمايزها لإجراء عملية التمثيل الضوئي مرة أخرى. في النباتات المتساقطة الأوراق ، يتم إعادة نقل السكريات المخزنة من الفروع والجذور لاستخدامها في تكوين أوراق جديدة. إلى جانب السكريات ، يتم أيضًا نقل المركبات العضوية الأخرى (مثل الأحماض الأمينية) والأيونات المعدنية. وبالتالي ، فإن الإزاحة من خلال أنسجة اللحاء ثنائية الاتجاه بينما ،

418 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - أنا أنقل عبر نسيج نسيج الخشب ، كما نوقش أعلاه ، أحادي الاتجاه. إن خلايا اللحاء التي تساعد في نقل السكريات والمواد العضوية الأخرى في جميع أنحاء النبات هي عناصر الغربال ، وهي خلايا حية متخصصة في الانتقال على عكس الخلايا الموصلة للخشب الخشبي وهي خلايا ميتة. كيف يتم نقل السكريات من الأوراق إلى الجذور والأعضاء الأخرى؟ يعد النمط العام لنقل اللحاء مصدرًا لإغراق حركة نواتج التمثيل الضوئي. تشمل المصادر أي عضو مُصدر ، عادةً ورقة ناضجة ، بينما تشمل الأحواض أعضاء غير اصطناعية مثل الجذور والدرنات والفواكه النامية وأوراق النمو غير الناضجة. آلية إزاحة اللحاء إن فرضية تدفق الضغط (وتسمى أيضًا فرضية التدفق الكتلي أو التدفق بالجملة) ، التي اقترحها إرنست مونش لأول مرة في عام 1930 ، مقبولة على نطاق واسع باعتبارها الآلية المحتملة للانتقال في أنسجة اللحاء. أخذ انتقال السكريات من الأوراق (المصدر) إلى الجذور (الحوض) كمثال محدد ، وفقًا لهذه الفرضية ، يتم إنشاء تدرج ضغط نتيجة تحميل اللحاء للسكريات في الأوراق الناضجة وتفريغ اللحاء في أنسجة الجذر . في الأوراق الناضجة ، يتم تحميل السكروز ، شكل السكر القابل للنقل ، في عناصر الغربال من خلال عملية نشطة باستخدام الشكل 10.21: آلية تدفق الضغط لانتقال السكر في الطاقة الأيضية. ينتج عن هذا أنسجة اللحاء من الورقة (المصدر) إلى الجذر (الحوض) في النباتات تعتمد على زيادة الضغط الاسموزي في فرضية مونش. عناصر الغربال ، مما تسبب في انخفاض في إمكانات المياه. يدخل الماء من نسيج نسيج الخشب المحيط إلى عناصر الغربال ، مما يتسبب في زيادة ضغط التورور في المصدر. في الجذور ، يحدث تفريغ السكروز من عناصر الغربال مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الاسموزي ويزيد الجهد المائي لنسيج اللحاء فوق نسيج نسيج الخشب. استجابةً للتدرج المحتمل للماء ، يخرج الماء من أنسجة اللحاء مما يؤدي إلى انخفاض ضغط التورم في الحوض. وهكذا يتم إنشاء تدرج ضغط بين المصدر والحوض ، والذي يدفع حركة الماء والسكريات المذابة فيه. يرد الرسم التخطيطي أدناه (الشكل 10.21).

النقل في النباتات y 419 10.4.7. انتشار الغازات في النباتات تتطلب النباتات غازات الغلاف الجوي مثل ثاني أكسيد الكربون والأكسجين لأداء عمليتين فسيولوجيتين مهمتين 2 2 ، التمثيل الضوئي والتنفس على التوالي. تدخل هذه الغازات إلى النباتات عن طريق الانتشار في الحالة الغازية ثم تنتقل داخل المصنع في الحالة الغازية والحالة المذابة. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، ينتشر ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الورقة من خلال مسام الفم في حالة غازية 2. عند الوصول إلى التجويف تحت العضلي ، ينتشر ثاني أكسيد الكربون بعد ذلك في الفراغات الهوائية بين الخلايا 2 بين الخلايا المتوسطة أيضًا في حالة غازية. ثم يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى البلاستيدات الخضراء 2 ويمر على التوالي عبر الطبقة المائية للجدران الرطبة لخلايا الميزوفيل وغشاء البلازممرين والعصارة الخلوية عن طريق الانتشار في الطور السائل. من ناحية أخرى ، ينتشر الأكسجين ببطء في محلول مائي. يصل إلى الميتوكوندريا عن طريق الانتشار الغازي من خلال صافي عمل الفراغات الهوائية بين الخلايا الموجودة في الأنسجة النباتية وأيضًا عن طريق الانتشار في الطور المائي. في التربة المغمورة ، قد يلجأ جذر النبات إلى التمثيل الغذائي اللاهوائي (التخمير) ، على سبيل المثال ، في نبات الأرز. في بعض نباتات المنغروف ، قد تبرز الجذور من الماء أو التربة الطينية مثل pneumatophores التي تنتشر O في الجذور من خلال المسار الغازي. 2 –––––

420 سنة ثانوية عليا للمكتب (+2) بيولوجيا - أنا عينة من الأسئلة أ. نوع الاختيار من متعدد: 1.عندما تصبح الخلية منتفخة تمامًا ويتم الاحتفاظ بها في الماء لبعض الوقت ، أي من مكوناتها التناضحية يصبح صفراً؟ (أ) OP (أ) الجهد التناضحي (ب) TP (ب) احتمال الضغط (ج) DPD أو (ج) جهد الماء (د) WP (د) احتمال الجدار 2. عندما تصبح الخلية مترهلة يتم الاحتفاظ بها في محلول من أجل في وقت ما ، إذن: (أ) احتمال الضغط = صفر (ب) احتمال تناضحي = صفر (ج) احتمال الماء = جهد الضغط (د) احتمال الضغط = احتمال تناضحي 3. عندما يذوب السكروز في الماء ، إمكاناته المائية: (أ) الزيادات (ج) تصبح صفرًا (ب) النقصان (د) لا تتأثر 4. إذا تم وضع خلية في محلول مفرط التوتر ، فماذا سيحدث؟ (أ) الانصمام الداخلي (ج) انحلال الخلايا (ب) الانكسار الخارجي (د) لا شيء 5. إذا انخفض حجم الخلية عند وضعها في محلول سكروز 0.25 ميكرومتر ، فإن تركيز نسغ الخلية هو:. (أ) يساوي 0.25 م (ج) أكثر من 0.25 م (ب) أقل من 0.25 م (د) لا يمكن التنبؤ به 6. يكون ضغط الجذر أقصى عندما: (أ) امتصاص الماء مرتفع ومعدل النتح مرتفع (ب) امتصاص الماء منخفض ومعدل النتح منخفض (ج) امتصاص الماء مرتفع ومعدل النتح منخفض (د) امتصاص الماء منخفض ومعدل النتح مرتفع 7. عندما يتم تحويل النشا إلى جلوكوز في الخلايا الحامية ، إمكانياتها المائية: (أ) الزيادات (ب) النقصان (ج) تصبح صفرًا (د) لا تتأثر 8. صعود النسغ في النباتات يحدث من خلال: (أ) نسيج الخشب (ب) اللحاء (ج) الكامبيوم (د) كل من نسيج الخشب والكامبيوم

النقل في النباتات y 421 9. أفضل طريقة لتفسير صعود النسغ في الشجرة الطويلة: (أ) ضغط الجذر (ب) نظرية تماسك الشد (ج) القوة الشعرية (د) التشرب 10. أيهما يرتبط بتنظيم الثغور في النباتات ؟ (أ) K + (b) Na + (c) Mg ++ (d) PO - 4 B. املأ الفراغات: 1. تفتح الثغور عندما تصبح خلايا الحراسة __________. 2. قدرة الأوراق المائية ___________ من تلك الموجودة في الجذور أثناء النتح النشط. 3. تم اقتراح نظرية التماسك والتوتر لصعود النسغ من قبل _________. 4. يحتوي الماء الخارج من خلال الهيداثود على _________. 5. دعا _________ نظرية النبض لصعود النسغ. 6. في خلية رخوة ، y = _________. 7. تؤخذ القدرة المائية للمياه النقية على أنها _________. 8. ترتبط كثافة المادة (د) بمعدل انتشارها (r) بالعلاقة ، r = ______. 9. خلية نباتية موضوعة في الماء تصل إلى أقصى حجم لها عندما تكون y = _________. ق 10. إذا كان y من المحلول المحفوظ في الدورق هو -0.5 ميجا باسكال ، فإن y = _________. نوع الإجابة القصيرة: 1. Symplast 2. Apoplast 3. ضغط الجذر 4. سحب النتح 5. ميكانيكا فتح الفم 6. أهمية النتح 7. Hydathode 8. الثغور 9. الانتشار 10. التشرب 11. إمكانية الماء 12. DPD 13. ضغط التورجر D. نوع الإجابة الطويلة: 1. صِف آلية امتصاص جذور النبات للماء. 2. وصف العوامل التي تؤثر على امتصاص جذور النباتات للماء. 3. وصف نظرية الشد العابر والتماسك-التوتر لصعود النسغ. 4. اكتب كيف تنظم أيونات البوتاسيوم فتح وإغلاق مسام الفم. 5. وصف العوامل التي تؤثر على النتح في النباتات. 6. ماذا تقصد بإمكانيات المياه؟ صف مكوناته. 7. وصف العلاقة بين DPD و OP و TP للخلية. 8. إعطاء سردا للانتشار. ف ف ف

422 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - الفصل الأول التغذية المعدنية 11 تتكون جميع الكائنات الحية في النهاية من عدة عناصر كيميائية. الخزانات النهائية لهذه العناصر على الأرض هي الصخور والتربة والمحيطات والغلاف الجوي. يمكن فقط للنباتات الخضراء وبعض الكائنات الحية الدقيقة أن تستخرج بشكل أساسي المركبات والأيونات غير العضوية البسيطة من البيئة دون الاعتماد على الكائنات الحية الأخرى. لهذا السبب تسمى هذه الكائنات ذاتية التغذية أو ذاتية التغذية. يتم الحصول على جميع المتطلبات غير العضوية للنباتات باستثناء الكربون والهيدروجين والأكسجين بشكل مباشر أو غير مباشر من التربة. في عام 1804 ، أظهر دي سوسور لأول مرة أن العناصر غير العضوية الموجودة في رماد النبات يتم الحصول عليها من التربة عبر نظام الجذر. هذه العناصر ضرورية لنمو وتطور النبات. نظرًا لأن مصادر هذه المتطلبات غير العضوية هي المعادن ، تُعرف العناصر بالمغذيات المعدنية وتسمى التغذية بالتغذية المعدنية. بدأ النهج العلمي لتحديد المحتوى المعدني للنباتات من قبل ساكس ونوب في عام 1830. وزرع النباتات في محلول مغذي مائي ، وأعدوا قائمة بالعناصر الأساسية للحياة النباتية. معايير الأهمية: يحتوي العنصر الأساسي على المعايير التالية: (1) لا غنى عنه لنمو النبات. لا يمكن للمصنع إكمال دورة حياته بدونه. (2) يجب أن يكون عمل العنصر محددًا ولا ينبغي استبداله بأي عنصر آخر. (3) يجب أن يكون العنصر متورطًا بشكل مباشر في تغذية النبات ، أي يجب أن يكون مكونًا ضروريًا لمستقلب أساسي. (4) يجب أن يؤدي غياب أو نقص العنصر إلى اضطرابات جسدية أو فسيولوجية. من بين 92 عنصرًا طبيعيًا ، يوجد ما يقرب من 40 عنصرًا في الخلايا الحية ، تم العثور على 17 عنصرًا منها لتكون ضرورية. وهي الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والحديد والمنغنيز والنحاس والزنك والبورون والموليبدينوم والكلور والنيكل. تسمى العناصر الأخرى بالعناصر غير الأساسية أو العناصر الغذائية. على أساس الكميات المطلوبة لنمو النبات وتطوره ، تم تقسيم العناصر الأساسية إلى فئتين: المغذيات الكبيرة والمغذيات الدقيقة.

التغذية المعدنية y 423 المغذيات الكبيرة تسمى العناصر المعدنية التي تحتاجها النباتات بكميات أكبر نسبيًا أو توجد بكميات كبيرة في النباتات بالمغذيات الكبيرة. من بين العناصر الـ 17 المذكورة أعلاه ، يُعرف الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور والبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم بالمغذيات الكبيرة. المغذيات الدقيقة تسمى العناصر المعدنية التي تحتاجها النباتات بكميات صغيرة أو قليلة العناصر المغذيات الدقيقة. هم النحاس والبورون والماناغنيز والزنك والموليبدوم والحديد والكلور والنيكل. 11.1. دور العناصر المعدنية وأعراض نقصها 11.1.1. المغذيات الكبيرة المقدار 1. الكربون والهيدروجين والأكسجين: على الرغم من أن هذه العناصر ليست معادن بالمعنى الحقيقي للكلمة ، إلا أنها لا تزال مدرجة في القائمة لأنها أكثر أهمية للحياة النباتية. تسمى هذه العناصر الثلاثة أيضًا عناصر الإطار. تشارك هذه العناصر في تركيب مركبات مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والإنزيمات والأحماض العضوية والأحماض النووية والهرمونات وما إلى ذلك. تمتصها النباتات من الهواء والتربة على شكل ثاني أكسيد الكربون والماء. يؤدي نقص الماء أو ثاني أكسيد الكربون إلى تراجع النمو وموت النبات في النهاية. 2. النيتروجين: مصادر النيتروجين هي التربة والجو. يتم امتصاص النيتروجين من التربة على شكل نترات ونتريت وأملاح أمونيوم. يمكن تثبيت نيتروجين الغلاف الجوي وإتاحته للنبات بواسطة بكتيريا معينة. دور محدد: • مكون مهم للبروتينات والأحماض النووية والبورفيرينات والقلويدات وبعض الفيتامينات والإنزيمات المساعدة والكلوروفيل. البورفيرينات هي جزء مهم من الكلوروفيل والسيتوكرومات. وبالتالي فإنه يلعب دورًا مهمًا جدًا في التمثيل الغذائي والنمو والتكاثر والوراثة. أعراض النقص: • يسبب نقص النيتروجين اصفرار الأوراق ، أي اصفرار الأوراق. تتأثر الأوراق القديمة أولاً. • في بعض الحالات تم العثور على إنتاج وتراكم صبغة الأنثوسيانين. ونتيجة لذلك ، يظهر لون أرجواني في السيقان والأعناق وأسطح الأوراق السفلية.

424 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I • تم منع الإزهار أو تأخيره. • نمو النبات لا يزال متوقفا. 3. الفوسفور: موجود في التربة بشكل عضوي وغير عضوي. يتم امتصاصه بشكل أساسي كأنيونات الفوسفات غير العضوية أحادية التكافؤ. دور محدد: • مكون من الأحماض النووية ، الفوسفوليبيد ، NADP ، ATP الخ. • من خلال الأحماض النووية و ATP ، يلعب دورًا مهمًا في تخليق البروتين. • تشكل الدهون الفوسفورية مع البروتينات مكونات مهمة لأغشية الخلايا. • الفوسفور هو أيضا جزء أساسي من كل فوسفات السكر في عملية التمثيل الضوئي وغيرها من عمليات التمثيل الغذائي. • توجد كميات عالية من الفوسفور في الأنسجة البائسة. أعراض النقص: • قد يتسبب نقص الفوسفور في تساقط الأوراق قبل الأوان. • قد تظهر مناطق نخرية ميتة على الأوراق أو الأعناق أو الثمار. • تظهر النباتات بشكل عام متقزم مع لون أخضر داكن في كثير من الأحيان. 4. البوتاسيوم: يمتص من التربة على شكل أيونات البوتاسيوم. + دور محدد: • يعمل هذا العنصر في الغالب كعامل محفز في العديد من التفاعلات الأنزيمية ، على سبيل المثال ، بيروفات كيناز. • ضروري لنقل السكريات. • يتطلب فتح الثغور في النباتات العليا البوتاسيوم. • لها دور محدد في تنظيم العلاقات المائية للخلايا النباتية. • يساعد في نقل الأيونات عبر أغشية الخلايا. • يحافظ على الترطيب والنفاذية والحالة التفاعلية للبروتوبلازم. أعراض النقص: • حدوث اصفرار مرقش في الأوراق. • لا يزال نمو النبات متوقفًا مع تقصير ملحوظ في السلاسل الداخلية.

التغذية المعدنية y 425 • الحبوب التي تعاني من نقص البوتاسيوم تتطور إلى سيقان ضعيفة وتصبح جذورها عرضة للكائنات الحية المتعفنة. 5. الكالسيوم: يمتص كالكالسيوم ثنائي التكافؤ من التربة. 2+ دور محدد: • مطلوب لتكوين بكتينات الكالسيوم ، وهو المكون المهم للصفيحة الوسطى في جدار الخلية. • ملح الكالسيوم من الليسيثين ، وهو مركب دهني ، يشارك في تنظيم غشاء الخلية. • تحمي أيونات الكالسيوم النباتات من التأثيرات الضارة لأيونات الهيدروجين ، وارتفاع تركيز الملح في البيئة ، والتأثيرات السامة للأيونات الأخرى في البيئة. • يعمل كعامل مساعد أو قد يعمل كمنشط لبعض الإنزيمات مثل الأميليز ، ATPase وما إلى ذلك. ++ • Calmodulin ، وهو بروتين رابط لـ Ca ، له دور تنظيمي في الخلايا. أعراض النقص: • يسبب نقص الكالسيوم انهيار الجذع والانتهاء اللاحق للنمو في المناطق الإنشائية القمية للساق والأوراق والجذور. • تصبح الجذور قصيرة وعنيدة وبنية اللون. • تظهر البقع الكلورية بالقرب من حواف الأوراق الصغيرة. • تشوه أطراف الفروع النامية هو سمة مميزة للنباتات التي تعاني من نقص الكالسيوم. • تصبح جدران الخلايا صلبة وهشة في النباتات التي تعاني من نقص الكالسيوم. 6. المغنيسيوم: موجود في التربة في الماء القابل للذوبان ، والتبديل والثابت من. يتم تناوله بواسطة نباتات ++ كـ Mg. دور محدد: • المغنيسيوم هو أحد مكونات بنية الكلوروفيل. • يلعب دورًا مهمًا في ربط جزيئات الريبوسوم أثناء تخليق البروتين. • إن إطلاق الطاقة في التحلل المائي للمركبات عالية الطاقة مثل ATP يتأثر بشكل كبير بالمغنيسيوم. إنه عامل مساعد في جميع تفاعلات كيناز. 2+ أعراض النقص: • نقص المغنيسيوم يسبب داء الاخضرار بين الأوردة. • ظهور بقع نخرية ميتة على الأوراق. • يسبب نقص المغنيسيوم تشريحيًا تطورًا واسعًا للكلورانشيما وتكوينًا ضئيلًا لللب.

426 سنة الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I 7. الكبريت: يتم أخذ الكبريت من التربة بواسطة النباتات على شكل أنيونات كبريتات ثنائية التكافؤ (SO 2–). 4 دور محدد: • الكبريت مكون مهم لبعض الأحماض الأمينية (السيستين ، السيستين ، الميثيونين). • مكون من البيوتين ، الثيامين ، الإنزيم المساعد A وحمض الليبويك التي تشارك في التمثيل الغذائي الخلوي. • هو أحد مكونات الزيوت الطيارة التي تعطي خصائص لاذعة للنباتات الصليبية. • تساعد روابط الكبريتيد على استقرار بنية البروتين. • مجموعات سلفهيدريل ضرورية لنشاط العديد من الإنزيمات. أعراض النقص: • يؤدي نقص الكبريت إلى الإصابة بالكلور أو اصفرار الأوراق. تتأثر الأوراق الصغيرة أولاً. • تتدحرج أطراف الورقة وهوامشها إلى الداخل. • ينتج عن نقص الكبريت انخفاض ملحوظ في السدى الصفيحي وزيادة تكديس الجرانا 11.1.2. المغذيات الدقيقة أو العناصر النزرة: 1. المنغنيز: يوجد المنغنيز في التربة كأشكال ثنائية التكافؤ وثنائية التكافؤ ورباعية التكافؤ ، إلا أنه يُمتص إلى حد كبير على شكل كاتيون المنغنيز ثنائي التكافؤ (Mn). 2+ وظائف محددة: • يشارك المنغنيز في عمليات تقليل الأكسدة جنبًا إلى جنب مع نزع الكربوكسيل والتفاعلات المائية. • يحتوي النظام الضوئي الثاني في البلاستيدات الخضراء على بروتين المنغنيز. • بوليميراز الحمض النووي الريبي له مطلب مطلق للمنجنيز. • المنغنيز هو الأيون المعدني السائد في تفاعلات دورة كريبس. يعمل كمنشط لإنزيمات اختزال النتريت ، واختزال هيدروكسيل أمين ، وحمض الأسيتيك الإندول -3 (أوكسين) أوكسيديز. أعراض النقص: • يتسبب نقص المنغنيز في ظهور بقع نخرية ونخرية في المناطق الورقية من الورقة.

التغذية المعدنية y 427 2. البورون: تمتص النباتات البورون من التربة على شكل حمض البوريك غير المصاحب (H BO). 3 3 أساسيات البورون لجميع النباتات الخضراء ليست مطلقة. وظائف محددة: • في النباتات العليا ، يعتبر البورون ضروريًا لنقل السكر. • يساعد البورون في إنبات حبوب اللقاح ونموها. • البورون يهتم بعملية التمثيل الغذائي لجدار الخلية. • البورون ضروري لتخليق الحمض النووي. أعراض النقص: • يمنع استطالة طرف الجذر. • تبادل لاطلاق النار القرود يموت. • يمنع تكوين العقيدات في البقوليات. • تشكل الفروع الموجودة في نهاية الغصين وردة. 3. الموليبدينوم: تمتصه النباتات مثل أيونات الموليبدات. وظائف محددة: • وجد أن الموليبدينوم أساسي في تثبيت النيتروجين بواسطة البقوليات. • الموليبدينوم هو أحد مكونات إنزيم اختزال النترات والنيتروجينيز وما إلى ذلك. أعراض النقص: • يسبب نقص الموليبدينوم التبقع الكلوري بين الأوردة مع نخر هامشي وحشو الأوراق. • يسبب مرض "الذيل الأبيض" في القرنبيط. • الزهور تتلاشى قبل أن تثمر. 4. الزنك: الزنك يمتص مثل أيون الزنك ثنائي التكافؤ. 2+ وظائف محددة: • يرتبط الزنك بالتخليق الحيوي لحمض الإندول 3-أسيتيك (أوكسين). • Zn 2+ مطلوب لنشاط إنزيم فسفودايستيراز وكحول ديهيدروجينيز. • الزنك يحث على تخليق السيتوكروم. 2+

428 سنة الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I أعراض النقص: • توقف النمو في حالة النقص الحاد في الزنك. • تصبح الأوراق أصغر ويتم تقصير الأجزاء الداخلية لإعطاء شكل وردة. 5. الحديد: يمتص النبات الحديد بشكل رئيسي في صورة حديدية ، ولكن يمكن أيضًا امتصاص أيون الحديديك. تفضل التربة الحمضية توافر أشكال الحديد القابلة للذوبان. دور محدد: • يعمل كمكون هيكلي وكعامل مساعد للتفاعلات الأنزيمية. • يعتبر مكونًا هامًا من مكونات الحديد - البورفيرين التي تحتوي على بروتينات مثل بيروكسيديز السيتوكروم والكتالازات وكذلك في بروتينات الحديد والكبريت ، وهي ضرورية للتخليق الحيوي للكلوروفيل. • مكون مهم للغاية من فيرودوكسين (بروتين الحديد والكبريت) والذي يلعب دورًا مهمًا في التثبيت البيولوجي للنيتروجين والتفاعل الكيميائي الضوئي الأولي في عملية التمثيل الضوئي. أعراض النقص: • يتسبب نقص الحديد في الإصابة بالكلور السريع للأوراق الموجودة بين الأوردة. تظهر الأعراض الناقصة لأول مرة في الأوراق الصغيرة. 6. النحاس: يتم امتصاصه على شكل كاتيونات أحادية التكافؤ وثنائية التكافؤ. وظائف محددة: • النحاس هو أحد مكونات السيتوكروم سي أوكسيديز والذي يوجد في مكون سلسلة نقل الإلكترون الطرفي في الميتوكوندريا. وهو أيضًا أحد مكونات البلاستوسيانين (المتبرع بالإلكترون المتنقل لـ PSI) وفيتامين سيانوكوبالامين. • يوجد النحاس في مجموعة من الإنزيمات التي يستخدم فيها الأكسجين مباشرة في أكسدة الركيزة. أعراض النقص: • يؤدي نقص النحاس إلى الطفح الجلدي ، وهو مرض يصيب أشجار الفاكهة. • اسوداد البطاطس ناتج أيضًا عن نقص النحاس. 7. الكلور: الكلور يمتص كما Cl. - وظيفة محددة: • الكلور يساعد في الأكسدة الضوئية للماء في عملية التمثيل الضوئي. • مطلوب للإنتاج الطبيعي للفاكهة. أعراض النقص: • ذبلت الأوراق. • تتطور الأوراق إلى اللون البرونزي. • تأخر تكوين الفاكهة.

التغذية المعدنية y 429 8. النيكل: تمتص النباتات النيكل في شكل أيوني مثل نيكل. 2+ وظيفة محددة: • النيكل هو أحد مكونات الإنزيمات مثل اليورياز في النباتات العليا وهيدروجينيز امتصاص الهيدروجين في الكائنات الحية الدقيقة. أعراض النقص: • يتسبب نقص النيكل في تراكم اليوريا في أطراف الأوراق ويحدث نخر في أطراف الأوراق. • بذور النيكل غير قادرة على الإنبات. 11.2. علم المياه المائية بسبب الطبيعة المعقدة للتربة ، من الصعب إجراء تجارب لتحديد العناصر الأساسية للنباتات. تستخدم الزراعة المائية لتحديد العناصر الأساسية بسهولة ودقة أكبر. تسمى تقنية زراعة النباتات مع غمر جذورها في محلول مغذي بالزراعة المائية. تم تطويره لأول مرة واستخدامه على نطاق واسع بواسطة Julius von Sachs في عام 1860. يجب تهوية المحلول المائي جيدًا لتوفير الأكسجين لتنفس الجذور. يجب الحفاظ على الرقم الهيدروجيني لمحلول المغذيات لأنه يتغير كثيرًا مع امتصاص الجذور للأيونات. غالبًا ما يستخدم محلول Hoagland & # 39s ومحلول Evan & # 39s في الزراعة المائية ، حيث يكون تركيز العناصر الغذائية أكبر من تركيز التربة ، مما يعزز النمو السريع للنباتات مع استنفاد العناصر الغذائية بسرعة. لذلك يجب إضافة العناصر الغذائية على فترات للحفاظ على نمو النباتات باستمرار. الشكل 11.1: زراعة النباتات في محلول المغذيات بتقنية الغشاء المغذي.

430 سنة الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I نظرًا لأن المحلول المائي له قوة معروفة ، فإن التخلص من عنصر غذائي معين منه يمكن استخدامه لمعرفة الدور الذي يلعبه هذا العنصر المحدد في جسم النبات. يساعد هذا أيضًا في تحديد أعراض النقص أو هذا العنصر المحدد. في أيامنا هذه ، تُستخدم الزراعة المائية لزراعة محاصيل السلطة مثل الخيار والخس والطماطم. يتم استخدام تقنية فيلم المغذيات كما هو موضح في الشكل 11.1 حيث يتم تعميم المغذيات باستمرار مما يسمح بمراقبة الأس الهيدروجيني وتكوين المحلول. 11.3. النيتروجين الأيض النيتروجين هو عنصر أساسي أساسي لنمو النبات. وهو المكون الرئيسي للبروتينات والإنزيمات والأحماض النووية والهرمونات والقلويدات وما إلى ذلك ، والتي تستخدم في تكوين ووظائف المكونات الخلوية. المصدر الرئيسي للنيتروجين هو الهواء الذي يحتوي على 78 في المائة من النيتروجين من حيث الحجم. لا تستطيع معظم النباتات الاستفادة من النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي في شكله الغازي. يمكن فقط لبعض البكتيريا ، بما في ذلك البكتيريا الزرقاء استخدام النيتروجين في الغلاف الجوي. تسمى هذه الكائنات بالكائنات الحية المثبتة للنيتروجين. تستخدم النباتات النيتروجين فقط عندما يكون النيتروجين + ثابتًا ، أي يتم تحويله إلى أيونات النترات (NO) والأمونيوم (NH). تثبيت النيتروجين الجوي (N) في NO - و NH + بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة لجعله متاحًا للامتصاص بواسطة النباتات يسمى التثبيت البيولوجي للنيتروجين. 11.3.1. التثبيت البيولوجي للنيتروجين التثبيت البيولوجي للنيتروجين من نوعين - تثبيت النيتروجين غير المتكافئ وتثبيت النيتروجين التكافلي. 11.3.1.1. تثبيت النيتروجين غير المتكافئ تثبيت N بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش بحرية أييسمى خارج الخلية النباتية 2 تثبيت النيتروجين البيولوجي غير التكافلي أو غير التكافلي. يمكن للبكتيريا الحية والبكتيريا الزرقاء أن تثبت النيتروجين في التربة. البكتيريا الزرقاء المثبتة للنيتروجين هي Anabaena و Nostoc و Spirulina و Stigonema و Scytonema وما إلى ذلك. تحتوي هذه البكتيريا الزرقاء على بعض الخلايا السميكة الجدران تسمى غير المتجانسة والتي تثبت النيتروجين في الغلاف الجوي. بعض البكتيريا الهوائية الحية الحرة مثل Azotobacter و Derxia والبكتيريا اللاهوائية مثل Clostridium و Desulphovibrio و Methanobacterium قادرة على تثبيت النيتروجين. إلى جانب ذلك ، يمكن للخميرة أن تثبت النيتروجين الجوي في التربة. آلية تثبيت النيتروجين غير المتكافئ: أبلغ JE Carnahan في عام 1960 لأول مرة عن تحويل النيتروجين الجوي إلى أمونيا بواسطة بكتيريا تثبيت النيتروجين الحية الحرة ، Clostridium pasteurianum. يتم تثبيت النيتروجين على النحو التالي: ينتج عن التحلل الفوسفوري للبيروفات إنتاج الإلكترونات وفوسفات الأسيتيل والهيدروجين. يقبل الفيروكسين الإلكترونات القادمة من البيروفات ويتم تقليلها بنفسها. يتفاعل أسيتيل فوسفات مع ADP لتوليد ATP. في وجود الفيروكسين المختزل و ATP ، يتم امتصاص النيتروجين الجزيئي على سطح إنزيم النيتروجيناز. يُعد التخلص من N إلى 2NH تفاعلًا لنقل الإلكترونات من ستة إلى 2 3 والذي يتم توفيره في نهاية المطاف عن طريق انخفاض فيرويدوكسين عبر إنزيم النيتروجيناز المُنشط بواسطة التحلل المائي لـ ATP (الشكل 11.2). تظهر تفاصيل عمل النيتروجيناز في الشكل 11.5.

التغذية المعدنية y 431 الشكل 11.2: تثبيت النيتروجين غير المتكافئ في البكتيريا التي تعيش بحرية. (Fp - flavoprotein Fd - ferroxin N ase - nitrogenase) 2 11.3.1.2. تثبيت النيتروجين التكافلي: يسمى تثبيت النيتروجين الحر للهواء بواسطة الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش بشكل تكافلي داخل النباتات (الجذور) بتثبيت النيتروجين التكافلي. يتكون النظام التكافلي من بكتيريا من جنس Rhizobium التي تصيب جذور العديد من أفراد عائلة Leguminosae ، مثل البازلاء والفاصوليا وما إلى ذلك لتشكيل تعاونية تثبيت النيتروجين. الموقع الفعلي لتثبيت النيتروجين هو العقيدات المتكونة على جذور النباتات البقولية نتيجة لاختراق Rhizobium. الشكل 11.3: تشكيل خيط العدوى وعقيدات الجذر.

432 سنة الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - أنا لا يستطيع أي من الكائنات الحية وحدها إصلاح النيتروجين. في المرحلة الأولية ، تتعرف الخلايا المضيفة على السلالة الصحيحة من البكتيريا التكافلية. تفرز جذور النباتات البقولية بعض عوامل النمو. نتيجة لذلك ، تتراكم البكتيريا بالقرب من جذور النباتات (الشكل 11.3). إذن ، إما أن تخترق البكتيريا طرف شعر الجذر الناعم نسبيًا أو تغزو شعر الجذور التالف أو المكسور وتتقدم في شكل خيط عدوى. يتسلل خيط العدوى ويستقر ويحرر محتوياته في خلية قشرية ، ويتم تحرير Rhizobia إما بشكل فردي أو في مجموعات صغيرة محاطة بحويصلات مرتبطة بغشاء وتدخل إلى الخلية النباتية. تسمى الحويصلات بالتكافل. تحفز الخلايا البكتيرية الخلايا القشرية على تقسيم أي شكل 11.4: نبات البازلاء يظهر عقيدات الجذر. يؤدي في النهاية إلى تكوين العقيدات. تنقسم الخلية البكتيرية وتتضخم لتصلح النيتروجين في هذه المنطقة. في هذه المرحلة ، تسمى البكتيريا تعايشات داخلية أو بكتيرية. تنمو العقيدات بسرعة ، وتشق طريقها إلى سطح الجذر (الشكل 11.4). تحتوي العقدة على صباغ أحمر ليغيموغلوبين. إنزيم النيتروجيناز حساس لـ O. يتحد Leghemoglobin مع O ويمنعه من الوصول إلى 2 2 nitrogenase. إن تطوير قدرة Leghaemoglobin وقدرة تثبيت النيتروجين هي نتيجة التفاعل التكافلي. تظل العقيدات الناضجة متصلة بالجذر عبر الأنسجة الوعائية التي يتم من خلالها تبادل النيتروجين الثابت للبكتيريا والمغذيات للمضيف. آلية تثبيت النيتروجين التكافلي للعقيدات الجذرية للنبات البقولي صبغة حمراء تسمى leghemoglobin. وهي صبغة حمراء توجد في سيتوبلازم الخلايا المضيفة. Leghemoglobin عن طريق الدمج مع O ليس فقط 2 يحمي النيتروجيناز من التلف الناتج عن O بل يحافظ أيضًا على الإمداد الثابت من O إلى بكتيريا تثبيت النيتروجين 2 2 للتنفس. يتم استخدام ATP المتولد في عملية تنفس البكتيريا لتثبيت النيتروجين. تحتوي البكتيريا على إنزيم النيتروجيناز. يرتبط النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي أولاً بسطح الإنزيم ولا يتم إطلاقه حتى يتم اختزاله بالكامل إلى الأمونيا. يتكون مركب إنزيم النيتروجيناز من بروتينين (1) بروتين الحديد (بروتين الحديد) و (2) بروتين موليبدينوم الحديد (بروتين MoFe). يحتوي بروتين Fe على نشاط اختزال بينما يحتوي بروتين MoFe على نشاط نيتروجيناز. يتم نقل التمثيل الضوئي إلى نسيج العقيدات ، حيث يتم استقلابه ويقلل في النهاية من الفيروكسين. ينقل الفيروكسين المنخفض الإلكترون إلى بروتين الحديد الذي يتم تقليله. ينقل التحلل المائي ATP داخل بروتين Fe الإلكترون بكفاءة إلى بروتين MoFe. يقلل بروتين MoFe المخفض الذي يحتوي على نشاط نيتروجيناز من N إلى 2 NH. (الشكل 11.5). 3

التغذية المعدنية y 433 الشكل 11.5: تثبيت النيتروجين التكافلي في العقيدات الجذرية للبقوليات. 1. نازعة هيدروجين الجلوكوز 6-P 2. NADPH-ferroxin oxidoreductase 3- ينقل الفيروكسين الإلكترون إلى بروتين Fe 4. اختزال حامض النيتروجيناز 5. نشاط النيتروجيناز لمركب النيتروجيناز. ردود الفعل من 2 إلى 5 شائعة لتثبيت النيتروجين غير التكافلي بواسطة بكتيريا التربة الحية الحرة. كما بدأ سابقًا ، فإن اختزال N إلى NH هو عملية نقل ستة إلكترونات. المصدر النهائي 2 3 للإلكترون والبروتونات (H) هو الكربوهيدرات المنقولة من الأوراق إلى نسيج العقيدات. + يظهر أدناه الخفض التدريجي لـ N إلى NH المحفز بواسطة النيتروجين. 2 3 2H + 2H + 2H + N N NH = NH NH - NH 2NH 2e - 2e - 2 2 2e - 3 نيتروجين ديميد هيدرازين أمونيا (ثنائي النيتروجين) 11.3.1.3. النترجة: تستخدم الكائنات الحية ، سواء كانت تعيش بحرية أو في جمعيات تكافلية ، والتي تنفذ التثبيت البيولوجي للنيتروجين لتكوين NH من N ، NH لإنتاج مكونات النيتروجين الخاصة بها. قد يفرز NH3 الزائد في التربة ، ولكن يوجد القليل جدًا من NH3 في التربة. يتأكسد NH4 في التربة بسرعة إلى أيون نترات (NO) وهذا NO هو - - 3 3 3 المصدر الرئيسي للنيتروجين للنباتات غير المثبتة للنيتروجين. تقوم مجموعتان من البكتيريا التي تعيش في التربة والمعروفة باسم البكتيريا الآزوتية بأكسدة NH إلى NO. مجموعة واحدة ، Nitrosomonas تؤكسد NH إلى NO بينما المجموعة الأخرى ، Nitrobacter ، - - 3 3 3 2 - أكسدة NO إلى NO. - 2 3 H O + H + Nitrosomonas 2 Nitrobacter - NH + 1/2 O NO +1/2 O 2 NO 3 - 3 2 2

434 سنة ثانوية للمكتب (+2) بيولوجيا - I 11.3.1.4. استيعاب النترات والأمونيا كل من NO - و NH + (شكل بروتوني من NH) هي مصادر النيتروجين للنباتات الأعلى 3 4 3. على الرغم من أن النباتات تفضل NO. تمتص جذور النباتات 3 3 أكسيد النيتروجين - ويتم استيعابها في كل من الجذور والبراعم. يتم تقليل NO أولاً إلى NO بواسطة نترات الإنزيم - 3 2 + اختزال (NR) الذي يتم تقليله بعد ذلك إلى NH بواسطة إنزيم اختزال النتريت (NiR) وفقًا للتفاعلات الأربعة التالية: NO + NAD (P) H + H + 2e NR NO + NAD (P) + H O - + - + - 3 2 2 - NiR + NO + 6 Fd (أحمر) + 8H + 6e NH + 6 Fd (ox) + 2H O + - 2 4 2 NH سامة ويفعل لا تتراكم في الأنسجة. يتكون NH بهذه الطريقة أو عن طريق التثبيت البيولوجي + 4 4 يتم تحويله إلى حمض أميني ثم إلى مركبات نيتروجينية أخرى داخل الخلايا النباتية. 11.3.1.5. نزع النتروجين تقوم بعض بكتيريا التربة اللاهوائية ، مثل Pseudomonas و Denitrobacillus ، بتحويل النترات (NO) إلى N وأنواع النيتروجين الغازية الأخرى (على سبيل المثال ، NO و N O) من خلال عملية تعرف باسم - 3 2 2 نزع النتروجين. يحدث نزع النتروجين عندما تستخدم بكتيريا التربة NO كمتقبل للإلكترون - 3 بدلاً من O أثناء التنفس. تتم عملية نزع النتروجين من خلال تسلسل التفاعل التالي 2 بواسطة بكتيريا إزالة النتروجين من التربة: NO ® NO ® NO ® NO ® N - 3 2 2 2 نترات نتريت أكسيد النيتريك أكسيد النيتروجين النيتروجين في هذه العملية يعود النيتروجين الثابت في التربة مرة أخرى إلى الغلاف الجوي في الأشكال الغازية للنيتروجين (NO ، NO ، N). 2 2 11.4. دورة النيتروجين - يوجد النيتروجين في بيئتنا بعدة أشكال مثل N و NH و NO و NO و NO و N O و -2 3 3 2 2 كنيتروجين عضوي. يُعرف التحويل البيني المستمر لهذه الأشكال من النيتروجين عن طريق العمليات الفيزيائية والبيولوجية باسم دورة النيتروجين. يتم وصف الخطوات الرئيسية في دورة النيتروجين أدناه. تثبيت النيتروجين - هو تحويل غاز النيتروجين الجوي (N) لتكوين مركب نيتروجين بيولوجي 2. يمكن أن يحدث هذا من خلال العمليات الفيزيائية والبيولوجية. التثبيت الكهروكيميائي والضوئي الكيميائي عن طريق تفتيح أشكال NO بأكسدة N بواسطة - 3 2 O أو O. في التثبيت الصناعي ، يتم تحويل N إلى أملاح الأمونيا والنترات ويستخدم كأسمدة 2 3 2. أشكال التثبيت البيولوجي للنيتروجين NH + (شكل بروتوني من NH) كما تم وصفه بالفعل 2 4 3. النترجة - في هذه العملية يتأكسد NH إلى NO ثم إلى NO عن طريق البكتيريا الآزوتية - - 3 3 2 كما تمت مناقشته سابقًا.

التغذية المعدنية y 435 الشكل 11.6: دورة النيتروجين. - + - الاستيعاب - في هذه العملية يتم امتصاص NO و NO و NH بواسطة النباتات ويستخدم 2 3 4 لتكوين المركبات النيتروجينية مثل الأحماض الأمينية والبروتينات والأحماض النووية والكلوروفيل وما إلى ذلك. تثبيت الأمونيا - هذه عملية تحلل الكائنات الحية الميتة أو أجزائها التي يتم إجراؤها بواسطة المُحلِّلات مثل البكتيريا والفطريات. يتم تحويل مركبات النيتروجين العضوية إلى NH بحيث يمكن إعادة إدخالها في الدورة. 3 نزع النتروجين - هذه عملية يتم من خلالها تقليل أكسيد النيتروجين بواسطة بكتيريا التربة لتشكيل 3 أنواع من النيتروجين الغازي ، بشكل عام N أو N O ، والتي تهرب بعد ذلك إلى الغلاف الجوي إلى 2 2 لإكمال الدورة. خطوات دورة النيتروجين الموضحة أعلاه موضحة في الشكل 11.6. –––––

436 سنة ثانوية عليا للمكتب (+2) بيولوجيا - أنا عينة من الأسئلة أ. اختر إجابة التصحيح: 1. تمتص معظم النباتات النيتروجين من التربة في شكل. (أ) النيتريت الحر (ب) النيتريت 2 (ج) النترات (د) HNO 3 2. اختر المغذيات الدقيقة (أ) الكبريت (ب) المنغنيز (ج) الكالسيوم (د) النيتروجين 3. اختر المغذيات الكبيرة (أ) المنغنيز (ب) الفوسفور (ج) الزنك (د) الموليبدانوم 4. يتم تثبيت النيتروجين التكافلي عن طريق (أ) ريزوبيوم (ب) كلوستريديوم (ج) نوستوك (د) بكتيريا الآزوتوباكتر 5. يتطلب الإنزيم المسؤول عن تثبيت النيتروجين. (أ) الحديد والمودي (ب) الموليبدنم والكالسيوم (ج) الزنك والنحاس (د) الزنك والمنغنيز 6. تؤثر الكائنات الدقيقة على خصوبة التربة عن طريق (أ) تثبيت النيتروجين (ب) إنتاج التكسينات (ج) التدمير الضار بكتيريا. (د) الاحتفاظ بالرطوبة 7. يرجع الحفاظ على خصوبة التربة دون إضافة مغذيات إلى (أ) نشاط الكائنات الدقيقة (ب) الفيضانات (ج) درجة الحرارة الملائمة (د) المحاصيل الدائمة 8. العقيدات الجذرية المتكونة في النباتات البقولية لها صبغة حمراء تسمى (أ) الهيموغلوبين (ب) فيكوسيانين (ج) ليغيموغلوبين (د) الكلوروفيل 9. تسمى عملية تحويل الأمونيا إلى نترات. (أ) النترجة (ب) Ammonification (ج) النسخ (د) الترجمة 10. يسمى الإنزيم المسؤول عن تثبيت النيتروجين. (أ) اختزال النترات (ب) اختزال النتريت (ج) إنزيم النيتروجين (د) إنزيم الأحماض الأمينية.

التغذية المعدنية y 437 ب. اكتب ملاحظات قصيرة عن: 1. العناصر الأساسية 2. الزراعة المائية 3. التثبيت البيولوجي للنيتروجين 4. المغذيات الكبيرة المقدار 5. المغذيات الدقيقة. 6. تثبيت النيتروجين غير المتكافئ. 7. تثبيت النيتروجين التكافلي. 8. Leghemoglobin C. التفريق بين. 1. العناصر الكلية والعناصر الدقيقة. 2. تثبيت النيتروجين التكافلي وغير المتكافئ. ف ف ف

438 سنة ثانوية عليا للمكتب (+2) بيولوجيا - أنا الفصل PHTOSYNTHESIS 12 تعتمد جميع أشكال الحياة في هذه الأرض على النباتات ، بشكل مباشر أو غير مباشر ، لاحتياجاتها الغذائية. تقوم النباتات بإعداد طعامها وخدمة الكائنات الحية الأخرى. تعتمد الكائنات غيرية التغذية على النباتات في الغذاء والتي توفر لها كلاً من الكربون العضوي والطاقة للنمو والتطور. تعتبر النباتات فريدة من نوعها في إجراء عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي يتم فيها تقليل ثاني أكسيد الكربون بمساعدة الماء إلى كربوهيدرات عن طريق إدخال الطاقة الشمسية. التمثيل الضوئي هو العملية التي يتم من خلالها توجيه الطاقة الشمسية إلى العالم الحي. إنه الأكثر أهمية لسببين ، حيث أن مصدر الغذاء للجميع والأكسجين المنطلق في الغلاف الجوي يجعل التنفس الهوائي ممكنًا. رواسب الفحم ، المنتجات البترولية ، الغذاء ، الوقود ، الألياف ، العلف ، كل كتلة حيوية نتحدث عنها هي نتاج عملية التمثيل الضوئي. 12.1. التاريخ المبكر: في عام 1771 ، أجرى جوزيف بريستلي ، الكيميائي الإنجليزي ، تجارب تظهر أن النباتات تطلق نوعًا من الهواء يسمح للشمعة بالاحتراق. أظهر ذلك من خلال وضع غصن من النعناع في إناء مغلق شفاف به شمعة مشتعلة حتى انطفأ اللهب. بعد عدة أيام أطفأ الشمعة مرة أخرى واحترقت جيدًا في الهواء الذي لم يكن يدعمها في السابق. في تجربة أخرى ، أجريت عام 1772 ، لاحظ بريستلي أن فأرًا كان في جرة شفافة من الهواء انهار بينما بقي فأر مع نبات في نفس الجرة الشفافة على قيد الحياة. قادت هذه الملاحظات بريستلي إلى تقديم فرضية مثيرة للاهتمام مفادها أن النباتات تعيد إلى الهواء ما تزيله الحيوانات المتنفسة أو الشموع المشتعلة. وأطلق على هذا الاسم "الهواء النفاث" الذي سمي فيما بعد باسم "الأكسجين". وهكذا أظهر عمل بريستلي أن النباتات تطلق الأكسجين في الغلاف الجوي. قام الطبيب الهولندي يان إنجينهاوس بتطوير أعمال بريستلي وأظهر في عام 1779 أن ضوء الشمس ضروري لعملية التمثيل الضوئي وأن الأجزاء الخضراء فقط من النباتات يمكنها إطلاق الأكسجين. خلال هذه الفترة اكتشف عالم النبات وعالم الطبيعة السويسري جان سنيبير أن ثاني أكسيد الكربون ضروري لعملية التمثيل الضوئي. أظهر نيكولاس ثيودور 2 دي سوسور ، الكيميائي السويسري وعالم فيزيولوجيا النبات ، أن الماء ضروري أيضًا لعملية التمثيل الضوئي. اقترح جوليوس روبرت فون ماير Julius Robert von Mayer ، وهو طبيب وعالم فيزيائي ألماني ، في عام 1845 أن تقوم الكائنات الحية الضوئية بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة خالية من المواد الكيميائية. بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، كانت السمات الرئيسية لعملية التمثيل الضوئي للنبات معروفة. يمكن للنباتات استخدام الطاقة الضوئية لإنتاج الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء. غالبًا ما يُعتبر الجلوكوز ، وهو سكر كربون 2 ستة ، منتجًا وسيطًا لعملية التمثيل الضوئي ، وكثيرًا ما تتم كتابة المعادلة الصافية لعملية التمثيل الضوئي على النحو التالي:

التمثيل الضوئي y 439 6CO + 12H O + طاقة ضوئية C H O + 6O + 6H O 2 2 6 12 6 2 2 خلص العلماء الأوائل الذين درسوا التمثيل الضوئي إلى أن O الصادر عن النباتات جاء 2 من ثاني أكسيد الكربون ، والذي يُعتقد أنه ينقسم بواسطة الطاقة الضوئية. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، كان في.ب.فان نيل مدركًا 2 أن بعض بكتيريا التمثيل الضوئي يمكن أن تستخدم كبريتيد الهيدروجين (H S) بدلاً من الماء في عمليتي التمثيل الضوئي وأن هذه الكائنات تطلق الكبريت بدلاً من الأكسجين. استنتج فان نيل ، من بين آخرين ، أن عملية التمثيل الضوئي هي عملية الأكسدة بالاختزال (الأكسدة) اعتمادًا على تفاعلات مانح الإلكترون والمقبول وأن O المنطلق أثناء عملية التمثيل الضوئي يأتي 2 من الأكسدة الضوئية للماء. يمكن كتابة المعادلة المعممة لعملية التمثيل الضوئي على النحو التالي: 6CO + 12H A + طاقة ضوئية CHO + 12A + 6H O 2 2 6 12 6 2 في التمثيل الضوئي الأكسجين ، 12A هي 6O ، بينما في التمثيل الضوئي غير المؤكسد ، والذي يحدث 2 في بعض بكتيريا التمثيل الضوئي ، يمكن أن يكون المتبرع بالإلكترون مانحًا غير عضوي للهيدروجين ، مثل HS (في هذه الحالة يكون A هو عنصر الكبريت) أو مانح هيدروجين عضوي مثل السكسينات 2 (في هذه الحالة ، A هو فومارات). تم تقديم دليل تجريبي على أن الأكسجين الجزيئي يأتي من الماء وليس من ثاني أكسيد الكربون بواسطة روبرت هيل في عام 1937. أظهر تطور O 2 2 المعتمد على الضوء في غياب ثاني أكسيد الكربون في ثايلاكويدات البلاستيدات الخضراء المعزولة باستخدام مستقبلات الإلكترون الاصطناعية 2 مثل أملاح الحديد. وقد عُرف هذا منذ ذلك الحين باسم تفاعل هيل ومتقبلات الإلكترون الاصطناعية كمؤكسدات هيل. عادة ما يتم كتابة تفاعل التل ، مع ملح الحديد كأكسدة هيل ، على النحو التالي: البلاستيدات الخضراء المعزولة ثايلاكويد 2+ 3+ 4 Fe + 2H O 4 Fe + O + 4 H + 2 طاقة ضوئية 2 مزيد من الأدلة المباشرة على تطور الأكسجين الجزيئي من الماء أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تم توفيرها بواسطة Ruben et al (1941) الذين استخدموا الماء المخصب O لدراستهم 18 2 حول التمثيل الضوئي وأظهروا تطور O. 18 2 12.2. الكائنات العضوية الضوئية: تسمى الكائنات الحية القادرة على تصنيع الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والمواد الخام غير العضوية الأخرى باستخدام الطاقة على أنها ذاتية التغذية. في المقابل ، تفتقر الحيوانات والبشر إلى القدرة على القيام بذلك ويطلق عليهم اسم الكائنات غيرية التغذية. اعتمادًا على مصدر الطاقة الذي يستخدمه autotrophs لتوليفها العضوي ، يتم تقسيمها أيضًا إلى autotrophs (أو photoautotrophs) و autotrophs التخليق الكيميائي (أو chemoautotrophs). تستخدم الضوئية الطاقة الشمسية كمصدر أساسي للطاقة. يقومون بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية أو طاقة رابطة للكربوهيدرات من خلال عملية التمثيل الضوئي. تستخدم البكتيريا الزرقاء والطحالب والطحالب وجميع النباتات الوعائية الماء كمصدر للإلكترون لتقليل ثاني أكسيد الكربون وإطلاق الأكسجين إلى

440 سنة ثانوية للمكتب (+2) بيولوجيا - بيئة تجعلها هوائية. يُعرف هذا النوع من التمثيل الضوئي باسم التمثيل الضوئي الأكسجين (أي ، الأكسجين المتطور) ، وتعرف الكائنات الحية التي تقوم بذلك باسم كائنات التمثيل الضوئي الأكسجين. تستخدم البكتيريا الخضراء وبكتيريا الكبريت الأخضر الطاقة الضوئية لاستخراج الإلكترونات والبروتونات من جزيئات أخرى غير H O واستخدامها لتقليل ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن H O هو 2 2 2 غير مستخدم كمختزل ، فلا يتطور O أثناء عملية التمثيل الضوئي. يُعرف هذا النوع من التمثيل الضوئي 2 باسم التمثيل الضوئي غير المؤكسد (أي غير المتطور للأكسجين). لذلك ، تُعرف بكتيريا التمثيل الضوئي أيضًا باسم كائنات التمثيل الضوئي غير المؤكسدة. تحصل المركبات الكيميائية (التي لا يحتوي أي منها على الكلوروفيل) على طاقتها لتخليق الكربوهيدرات من مجموعة متنوعة من المركبات غير العضوية التي تحتوي على الهيدروجين والحديد والكبريت والنيتروجين. في معظم الحالات تتحد هذه المركبات مع الأكسجين في الخلايا مما يؤدي إلى إنتاج الطاقة. مجموعتان من البكتيريا ، تسمى البكتيريا الآزوتية ، هي أمثلة مدروسة جيدًا على المواد الكيميائية. تقوم مجموعة واحدة ، Nitrosomonas ، بتحويل الأمونيا إلى نتريت مع O كعامل مؤكسد 2. NH + ½ O ® NO + H O + H + طاقة - + 3 2 2 2 المجموعة الأخرى ، Nitrobacter ، تؤكسد النتريت إلى نترات. - NO + ½ O ® NO + طاقة - 2 2 3 يتم استخدام الطاقة المنبعثة أثناء أكسدة NH و NO لتقليل - 3 2 CO إلى الكربوهيدرات ومركبات الكربون الأخرى. 2 12.3. أصباغ PHOTOSYNTHETIC: الكلوروفيل والكاروتينات هي أصباغ التمثيل الضوئي الرئيسية في النباتات. يوجد كل من الكلوروفيل أ والكلوروفيل ب في النباتات والطحالب الخضراء. نظرًا لأن الكلوروفيل-أ يشارك في التفاعل الضوئي ويوجد في جميع التأثيرات الضوئية المؤكسجة ، فإنه يطلق عليه الصبغة العامة. يقوم الكلوروفيل ب والكاروتينات بنقل طاقتهما الممتصة إلى مركز التفاعل (chl-a) لاستخدامها في عملية التمثيل الضوئي. لهذا السبب ، تعتبر هذه أصباغ ملحقة. البروتينات النباتية ، وهي phycoerythrin و phycocyanin ، هي أصباغ التمثيل الضوئي في الطحالب الحمراء والبكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) بالإضافة إلى الكلوروفيل. الكاروتينات على نطاق واسع نوعان - كاروتين وزانثوفيل. ب-كاروتين هو الكاروتين الوفير الموجود في جميع الكائنات الحية الضوئية بينما يوجد الكاروتين فقط في النباتات العليا ونباتات الأوعية الدموية السفلية والنباتات الطحلبية.توجد الزانثوفيل ، مثل اللوتين والفيولوكسانثين والنيوكسانثين ، في النباتات العليا. في مجموعات أخرى من كائنات التمثيل الضوئي ، توجد أيضًا أشكال أخرى مختلفة من الزانثوفيل. تظهر الصيغ التركيبية لبعض أصباغ التمثيل الضوئي في الشكل 1. التركيب الأساسي للكلوروفيل هو رأس البورفيرين وذيل فيتول طويل. البورفيرين هو ++ رباعي بيرول دوري يتكون من أربعة بيرول مرتبة بطريقة دورية. Mg هو مخلّب في المركز حيث يتم ربطه تساهميًا مع ذرتين من N-n ويتم ربطه بشكل منسق بذرتين من N-atom من

التمثيل الضوئي y 441 الكلوروفيل أ - C H O N Mg 55 72 5 4 الكلوروفيل ب - C H O N Mg 55 70 6 4 الشكل 12.1: الصيغ الهيكلية للكلوروفيل والكاروتينات. الحلقة الرباعية. ذيل فيتول متصل بالحلقة IV. يوجد في الكلوروفيل-أ بقايا ميثيل (-CH) في الحلقة الثانية والتي يتم استبدالها بمجموعة فورميل (-CHO) في الكلوروفيل- ب. 3 الكلوروفيل مع ذيلهم وضعوا أنفسهم في غشاء الثايلاكويد. تحتوي جزيئات الكاروتينات على هياكل حلقية في كلا الطرفين مرتبطين بنوع مماثل من القطعة المركزية (الشكل 12.1). تختلف الكاروتينات المختلفة فقط في بنية الحلقات. 12.4. عملية التركيب الضوئي - نظرة عامة: تحدث عملية التمثيل الضوئي في النباتات والطحالب في العضيات الصغيرة ، المعروفة باسم البلاستيدات الخضراء ، والتي توجد داخل الخلايا. تبدو المعادلة الأساسية لعملية التمثيل الضوئي بسيطة للغاية. يتحد الماء وثاني أكسيد الكربون لتكوين الكربوهيدرات والأكسجين الجزيئي ، وهذا التفاعل مدفوع بالطاقة الضوئية: الطاقة الضوئية 6CO + 6H O C H O + 6O 2 2 6 12 6 2

442 y الثانوية العليا للمكتب (+2) علم الأحياء - I ومع ذلك ، فإن عملية التمثيل الضوئي ليست بسيطة كما تبدو. يتم تنفيذه من خلال سلسلة معقدة من التفاعلات بكفاءة عامة عالية. يبدأ التمثيل الضوئي بامتصاص الطاقة الضوئية بواسطة أصباغ خضراء ضوئية ، تسمى الكلوروفيل ، موجودة في شكل غشائي 12.2: عرض تخطيطي للضوء والبنى الداكنة ، الثايلاكويدات ، في تفاعلات البلاستيدات الخضراء في عملية التمثيل الضوئي. يتم نقل الطاقة الضوئية التي تمتصها الأصباغ الإضافية إلى جزيئات الكلوروفيل لاستخدامها في عملية التمثيل الضوئي. تُستخدم الطاقة الضوئية الممتصة لأكسدة الماء وبالتالي إطلاق الأكسجين. تمر الإلكترونات والبروتونات الناتجة عبر سلسلة من جزيئات نقل الإلكترون مما يؤدي إلى إنتاج NADPH و ATP. تشكلت NADPH و ATP بفعل الضوء الممتص ثم تقلل ثاني أكسيد الكربون وتحوله في النهاية إلى كربوهيدرات من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث في سدى البلاستيدات الخضراء. تنقسم خطوات التفاعل لعملية التمثيل الضوئي ، الموضحة بشكل تخطيطي في الشكل 12.2 ، تقليديًا إلى نوعين من التفاعلات لتسهيل المناقشة: (1) تفاعلات الضوء (وتسمى أيضًا التفاعلات المعتمدة على الضوء) و (2) التفاعلات المظلمة (تسمى أيضًا تفاعلات الضوء المستقلة تفاعلات). 12.5. تفاعلات الضوء: 12.5.1 امتصاص الضوء: يبدأ التمثيل الضوئي في النباتات بامتصاص الضوء في النطاق المرئي (الطول الموجي 400 إلى 700 نانومتر) بواسطة جزيئات الصبغة ، وخاصة الكلوروفيل والكاروتينات. ليست كل الأطوال الموجية للضوء في النطاق المرئي فعالة في عملية التمثيل الضوئي. يشير طيف الامتصاص (انظر الإطار الأول) للكلوروفيل (الشكل 12.3) إلى أن الضوء يُمتص بشكل أساسي في الأجزاء الحمراء والزرقاء من الطيف. لذلك ، الضوء في الأجزاء الزرقاء والحمراء من الطيف فعال في عملية التمثيل الضوئي. يتحرك الضوء في جسيمات منفصلة تسمى الفوتونات. يُطلق على محتوى الطاقة في الفوتون اسم الكم. يختلف محتوى طاقة الفوتون باختلاف طوله الموجي ، حيث تكون طاقة الفوتون أعلى عندما يكون طوله الموجي أقصر والعكس صحيح. عندما يمتص جزيء الكلوروفيل في أقل طاقته أو حالته الأرضية فوتونًا (يمثله hv) ، يتم نقل طاقة الفوتون إلى أحد الإلكترونات في المدار الخارجي لجزيء الكلوروفيل. هذا الإلكترون ، الذي يتمتع بمستوى طاقة أعلى ، يرتفع إلى مدار أعلى يعادل مستوى طاقته. يُقال بعد ذلك أن جزيء الكلوروفيل في حالة طاقة أعلى ، أو في حالة مثارة كما هو موضح أدناه: Chl + hv Chl * فوتون الحالة الأرضية المثار للكلوروفيل (الكم) الكلوروفيل


حركة

من المهم أن يتم تزويد الخلية بجميع المواد التي تحتاجها (مثل الأكسجين) وأن تترك النفايات (مثل ثاني أكسيد الكربون) ، أو المواد المعدة للتصدير ، الخلية. هناك العديد من العمليات التي يمكن أن يحدث بها هذا.

تعريف

هذه هي العملية المستخدمة في دخول الأكسجين إلى الخلية وترك ثاني أكسيد الكربون.

ستنتقل هذه الجزيئات من مكان وجودها بتركيز عالٍ إلى حيث تكون بتركيز أقل. أي أنها منتشرة لأسفل أ تدرج التركيز.

يجلب نظام الدم لدى البشر باستمرار المزيد من الأكسجين إلى الخلية ويزيل ثاني أكسيد الكربون. هذا يحافظ على تدرج تركيز عالي.

نظرًا لأن الحركة تكون دائمًا أسفل تدرج التركيز ، فهي تتطلب ذلك لا طاقة. تنتقل الجزيئات الصغيرة من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر عن طريق الانتقال بين جزيئات الدهون.

قانون Fick & # 39s

يستخدم قانون Fick & # 39s لقياس معدل الانتشار. إنها تنص على أن:

(الرمز α يعني & # 39 متناسب مع & # 39)

كلما كبرت المساحة والاختلاف في التركيز وكلما كان السطح أرق ، كان المعدل أسرع.

لذلك ، على سبيل المثال ، تصبح مساحة السطح في الرئة كبيرة جدًا بسبب وجود العديد من الحويصلات الهوائية. يتم الحفاظ على الاختلاف في التركيز عن طريق التنفس ، والذي يجلب الهواء الذي يحتوي على تركيز عالٍ من الأكسجين ويزيل الهواء الذي يحتوي على نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون وعن طريق إمداد الدم الجيد. تقوم الشعيرات الدموية المحيطة بالحويصلات الهوائية بسحب الدم المؤكسج واستبداله بالدم الذي يحتوي على نسبة عالية من ثاني أكسيد الكربون. تكون جدران الحويصلات الهوائية بسماكة خلية واحدة فقط ، وبالتالي فإن السطح الذي يحدث فيه الانتشار يكون رقيقًا والمعدل مرتفعًا.

في النباتات ، من الأمثلة الجيدة على ذلك خلايا الشعر الجذرية. لديهم مساحة كبيرة جدًا بسبب سحب السيتوبلازم لإنتاج شعر جذر ناعم جدًا. يستمر الماء في دخول الجذر عن طريق التناضح لأن هناك تركيزًا عاليًا من الأملاح المعدنية في الخلايا ويتم نقل الماء إلى أعلى النبات بواسطة نسيج الخشب. يجب أن يخترق الماء خلية واحدة فقط من أجل دخول النبات ، ومرة ​​أخرى يكون معدل الانتشار مرتفعًا.

التنافذ

هذه حالة خاصة من الانتشار لا نهتم فيها إلا بحركة الماء.

إذا تم فصل حلين بواسطة a غشاء نصف نافذ، والذي يسمح فقط لجزيئات ذات أحجام معينة بالمرور (كما هو الحال في غشاء البلازما) ، سيكون هناك حركة صافية (شاملة) لجزيئات الماء ، من المحلول الأقل تركيزًا (الذي يحتوي على جزيئات ماء أكثر) ، إلى المحلول الأكثر مركزة (بها جزيئات ذائبة أكثر). هذا لأنه كما هو الحال في الانتشار العادي ، تتحرك الجزيئات لتساوي أي اختلاف في التركيز.

ومع ذلك ، بسبب الغشاء شبه المنفذ ، والذي لا يسمح بمرور الجزيئات الذائبة الكبيرة ، يمكن فقط لجزيئات الماء التحرك. ستستمر جزيئات الماء في عبور الغشاء شبه المنفذ حتى يتم الوصول إلى التوازن ، حيث يكون المحلولان متساويان في التركيز.

إمكانات المياه

هذا مقياس لميل جزيئات الماء إلى الانتقال من مكان إلى آخر. الرمز المستخدم لإمكانات المياه هو الحرف اليوناني psi ، Ψ

ينتقل الماء دائمًا من منطقة ذات إمكانات مائية أعلى إلى منطقة ذات إمكانات مائية منخفضة ، أو أسفل تدرج التركيز. لذلك يمكننا تعريف التناضح على أنه حركة جزيئات الماء من منطقة ذات قدرة مائية أعلى إلى منطقة ذات جهد مائي منخفض من خلال غشاء شبه منفذ.

جهد المذاب وإمكانات الضغط

تعتمد إمكانات الماء للخلية على توليفة إمكانات المذاب والضغط. إمكانات الماء للمياه النقية هي صفر ، وبما أن إضافة المواد المذابة تقلل من إمكانات الماء ، فإنها تجعل إمكانات الماء أقل من الصفر ، أي سلبية. كلما زادت نسبة الذوبان ، أصبحت إمكانية الماء أكثر سلبية. تسمى الكمية التي تقلل فيها جزيئات الذائبة من إمكانات الماء جهد المذاب. دائمًا ما يكون له قيمة سالبة ويُعطى الرمز Ψس

للضغط أيضًا دور يلعبه في تحديد إمكانات المياه. كلما زاد الضغط داخل الخلية ، زاد ميل الماء إلى تركها. هذه المساهمة في إمكانات المياه تسمى جهد الضغط. دائمًا ما يكون له قيمة موجبة لأنه يزيد من إمكانات المياه ويُعطى الرمز Ψص

التناضح في الخلايا الحيوانية والنباتية

إذا كانت إمكانات الماء المحيطة بخلية حيوانية أعلى من تلك الموجودة في الخلية ، فسوف تكتسب الماء وتنتفخ وتنفجر. إذا كانت احتمالية المحلول المائي المحيط أقل من تلك الموجودة في الخلية ، فسوف تفقد الماء وتتلاشى. هذا هو السبب في أنه من المهم للغاية الحفاظ على إمكانات مائية ثابتة داخل أجسام الحيوانات.

في الخلايا الحيوانية:

جهد الماء = جهد المذاب

جهد الضغط مهم في الخلايا النباتية لأنها محاطة بجدار خلوي قوي وصلب. عندما يدخل الماء إلى خلية نباتية ، يزداد حجمها ويضغط الجزء الحي من الخلية على جدار الخلية. يعطي جدار الخلية القليل جدًا وبالتالي يبدأ الضغط داخل الخلية. يميل هذا إلى منع دخول المزيد من الماء إلى الخلية وأيضًا منع الخلية من الانفجار. عندما يتم نفخ خلية نباتية بالكامل بالماء ، يتم استدعاؤها متورم.

لذلك في الخلايا النباتية ، المعادلة المستخدمة لحساب الجهد المائي للخلية هي:

جهد الماء = جهد المذاب + جهد الضغط

إذا تم وضع خلية نباتية في محلول ذي إمكانات مائية منخفضة ، فإنها ستفقد الماء. سيتقلص الجزء الحي من الخلية أو البروتوبلاست ويبتعد عن جدار الخلية. عند هذه النقطة ، يكون جهد الضغط صفراً وبالتالي فإن جهد الماء للخلية يساوي جهدها المذاب. هذه العملية تسمى تحلل البلازما ويقال أن الخلية كذلك متحلل . تسمى النقطة التي يكون عندها البروتوبلاست على وشك الانسحاب بعيدًا عن جدار الخلية تحلل البلازما الأولي .

نشر الميسر

إذا كانت الجسيمات المشحونة أو الجزيئات الكبيرة تتحرك عبر الغشاء ، فيجب إيجاد عملية أخرى ، لأنها أقل قابلية للذوبان (أو حتى غير قابلة للذوبان) في الدهون. ينتقلون عبر المسام المبطنة بالبروتين.

بروتينات القناة

تبطن هذه المسام المملوءة بالماء في الغشاء بحيث يمكن للجزيئات القابلة للذوبان في الماء المرور بسهولة.

تسمح القنوات المختلفة لمواد مختلفة بالمرور (القنوات انتقائي). بعض القنوات مسور (سيتم فتحها فقط عندما يتم تحفيزها بشكل مناسب).

بروتينات الناقل

في هذه الحالة ، تتحد المادة فعليًا مع البروتين ويتم نقلها من جانب واحد من الغشاء إلى الجانب الآخر. (لا تزال التفاصيل الدقيقة لهذه العملية غير واضحة.) هذه البروتينات خاصة بمادة معينة.

في كلتا الحالتين ، تتحرك المواد أسفل تدرج التركيز هكذا لا طاقة مطلوب.

النقل النشط

في بعض الأحيان تحتاج المواد إلى نقلها من حيث تكون بتركيز أقل إلى حيث تكون عند تركيز أعلى - مقابل تدرج التركيز. هذا يسمح للخلايا بأخذ الجزيئات الأساسية حتى عندما تكون بتركيز منخفض بالخارج.

لأن الجزيئات تتحرك عكس التدرج التركيزي ، هو يتطلب طاقة.

يُعتقد أن النقل النشط يستخدم بروتينات حاملة مماثلة لتلك المشاركة في الانتشار الميسر.

الإلتقام والإفراز الخلوي

إذا احتاجت جزيئات كبيرة جدًا أو مجموعات من الجزيئات إلى الدخول إلى الخلية أو الخروج منها ، فإنها تفعل ذلك باستخدام حويصلات.

المادة المراد نقلها خارج الخلية محاطة بغشاء. سوف تندمج الحويصلة مع غشاء سطح الخلية وتغادر المحتويات. هذا يسمي طرد خلوي (انظر جهاز جولجي سابقًا).

يمكن للمواد التي تدخل الخلية أن تفعل ذلك عندما يغزو غشاء البلازما ليحيط بالمادة. يغلق الغشاء ليشكل حويصلة ، والتي يمكن أن تنتقل بعد ذلك إلى الخلية. هذا هو الالتقام .

إذا كانت المادة سائلة ، تتشكل حويصلات دقيقة. يسمى هذا النوع من الالتقام كثرة الكريات .

إذا كانت المادة كبيرة نسبيًا ، وتم هضمها بواسطة الإنزيمات بعد اندماج الحويصلة مع الجسيم الحال ، فإنها تسمى البلعمة. يحدث هذا في خلايا الدم البيضاء التي تبتلع البكتيريا والأجسام الغريبة الأخرى.


ملخص القسم

الاستتباب هو توازن ديناميكي يتم الحفاظ عليه في أنسجة الجسم وأعضائه. إنه ديناميكي لأنه يتكيف باستمرار مع التغييرات التي تواجهها الأنظمة. إنه توازن لأن وظائف الجسم تبقى ضمن النطاق الطبيعي ، مع بعض التقلبات حول نقطة محددة. الكلى هي أعضاء التنظيم التناضحي الرئيسية في أنظمة الثدييات ، فهي تعمل على تصفية الدم والحفاظ على تركيزات الأيونات المذابة لسوائل الجسم. تتكون داخليا من ثلاث مناطق متميزة - القشرة ، النخاع ، والحوض. تنشأ الأوعية الدموية التي تنقل الدم من وإلى الكليتين وتندمج مع الشريان الأورطي والوريد الأجوف السفلي ، على التوالي. النيفرون هو الوحدة الوظيفية في الكلى ، والتي تعمل على ترشيح الدم وتوليد البول بشكل فعال. يخرج البول من الكلية عبر الحالب ويتم تخزينه في المثانة البولية. يفرغ البول من الجسم عبر مجرى البول.


13.10: التناضح - لماذا يسبب شرب الماء المالح الجفاف

قبل أن نقدم الخاصية التجميعية النهائية ، نحتاج إلى تقديم مفهوم جديد. أ غشاء نصف نافذ عبارة عن غشاء رقيق سيمرر جزيئات صغيرة معينة دون غيرها. ورقة رقيقة من السيلوفان ، على سبيل المثال ، تعمل كغشاء نصف نافذ. ضع في اعتبارك النظام الموجود في الشكل ( PageIndex <1> ).

  1. يفصل غشاء شبه نافذ بين محلولين لهما تركيزات مختلفة محددة. الغريب أن هذا الوضع غير مستقر ، فهناك ميل لجزيئات الماء للانتقال من الجانب المخفف (على اليسار) إلى الجانب المركز (على اليمين) حتى يتم معادلة التركيزات ، كما في الشكل ( PageIndex <1b>. ).
  2. هذا الميل يسمى التنافذ. في التناضح ، يبقى المذاب في جانبه الأصلي من النظام فقط جزيئات المذيب تتحرك عبر الغشاء شبه القابل للنفاذ. في النهاية ، سيكون لجانبَي النظام أحجام مختلفة. نظرًا لأن عمود السائل يمارس ضغطًا ، يوجد فرق ضغط (& Pi) على جانبي النظام يتناسب مع ارتفاع العمود الأطول. هذا الاختلاف في الضغط يسمى الضغط الاسموزي، وهي خاصية جماعية.

من السهل حساب الضغط الاسموزي للمحلول:

حيث (& Pi ) هو الضغط الاسموزي لمحلول ما ، م هي مولارية المحلول ، ص هو ثابت قانون الغاز المثالي ، و تي هي درجة الحرارة المطلقة. تذكرنا هذه المعادلة بقانون الغاز المثالي الذي درسناه في الفصل السادس.

مثال ( PageIndex <5> ): الضغط الاسموزي

ما هو الضغط الاسموزي لمحلول 0.333 M من C 6 ح 12 ا 6 عند 25 درجة مئوية؟

نحتاج أولاً إلى تحويل درجة حرارتنا إلى درجة كلن:

يمكننا الآن التعويض في معادلة الضغط الاسموزي ، مع تذكر قيمة ص:

[& Pi = (0.333M) يسار (0.08205 frac right) (298K) nonumber ]

قد لا تكون الوحدات منطقية حتى ندرك أن المولارية يتم تعريفها على أنها مولات لكل لتر:

[& Pi = left (0.333 frac يمين يسار (0.08205 فارك right) (298K) nonumber ]

نرى الآن أن المولات واللترات والكلفين تلغي ، تاركة الغلاف الجوي ، وهي وحدة ضغط. حل ،

هذا ضغط كبير! وهو ما يعادل ارتفاع عمود الماء 84 مترًا.

ما هو الضغط الاسموزي لمحلول 0.0522 M من C 12 ح 22 ا 11 عند 55 درجة مئوية؟

الضغط التناضحي مهم في النظم البيولوجية لأن جدران الخلايا عبارة عن أغشية شبه منفذة. على وجه الخصوص ، عندما يتلقى الشخص سوائل في الوريد (IV) ، يجب أن يكون الضغط الاسموزي للسائل هو نفسه تقريبًا مثل مصل الدم لتجنب أي عواقب سلبية. يوضح الشكل ( PageIndex <3> ) ثلاث خلايا دم حمراء:

  • خلية دم حمراء صحية.
  • خلية دم حمراء تعرضت لتركيز أقل من مصل الدم الطبيعي (أ نقص الضغط المحلول) تمتلئ الخلية مع انتقال المذيب إلى الخلية لتخفيف المواد المذابة بالداخل.
  • خلية دم حمراء معرضة لتركيز أعلى من مصل الدم الطبيعي (مفرط التوتر) الماء يترك خلايا الدم الحمراء ، لذلك تنهار على نفسها. فقط عندما تكون الحلول داخل الخلية وخارجها متشابهة (مساوي التوتر) هل ستكون خلايا الدم الحمراء قادرة على أداء وظيفتها.

الضغط الاسموزي هو أيضًا السبب الذي يجعلك لا تشرب مياه البحر إذا كنت تقطعت بهم السبل على قارب نجاة في مياه البحر المحيط بها ضغط تناضحي أعلى من معظم السوائل في جسمك. أنت علبة اشرب الماء ، لكن تناوله سيسحب الماء من خلاياك لأن التناضح يعمل على تخفيف مياه البحر. ومن المفارقات أن خلاياك ستموت من العطش وستموت أيضًا. (لا بأس من شرب الماء إذا تقطعت بهم السبل على جسم من المياه العذبة ، على الأقل من منظور الضغط الاسموزي.) يُعتقد أيضًا أن الضغط الاسموزي مهم بالإضافة إلى الحركة الشعرية و mdashin وصول الماء إلى قمم الأشجار الطويلة.


شاهد الفيديو: Besplatna kontrola krvnog pritiska i šećara u krvi (ديسمبر 2022).