مواد التنسيق النباتي.pdf

‫‪4‬‬ ‫التنسيق الكيميايئ لدى النبات‬ ‫أُالحظ ّ‬ ‫أن شجر التفاح يزهر في شهر آذار‪ ،‬وتنضج الثمار في‬...

‫‪4‬‬ ‫التنسيق الكيميايئ لدى النبات‬ ‫أُالحظ ّ‬ ‫أن شجر التفاح يزهر في شهر آذار‪ ،‬وتنضج الثمار في‬ ‫شهر آب‪ ،‬وتتساقط األوراق شتا ًء‪ ،‬وهكذا بشكل دائم من كل عام‪.‬‬ ‫؟ كيف يت ّم ضبط هذه العمليات؟‬ ‫ّ‬ ‫إن تنظيم العمليات الفيزيولوجية للنبات كالنمو‪ ،‬واالنجذابات‪ ،‬وعملية‬ ‫اإلزهار‪ ،‬وتثبيط النمو تخضع لتأثير‪:‬‬ ‫أضيف إىل معلومايت‬ ‫ƒ ƒعوامـل خارجيـة (الضـوء ‪ -‬الحـرارة ‪ -‬الجاذبيـة‬ ‫§ §تنتش البذرة لتعطي نباتا ً ذاتي التغذية‬ ‫األرضيـة)‪.‬‬ ‫يس ّمى‪ :‬بادرة‪ ،‬وقد أجرى العلماء‬ ‫ƒ ƒعوامل داخلية (المورثات ‪ -‬مواد التنسيق النباتية)‪.‬‬ ‫التجارب على بادرات نباتات الفصيلة‬ ‫النجيلية لسهولة العمل مثل‪( :‬القمح ‪-‬‬ ‫❚ ❚مواد التنسيق النباتية‪:‬‬ ‫الشعير ‪ -‬الشوفان)‪.‬‬ ‫مركبــات عضـويــة تنتجــها بعــض األنســجة النباتيـة‬ ‫§ §الكوليوبتيل‪ :‬غمد مسدود الذروة‬ ‫بتراكيـز ضئيلـة جـداً‪ ،‬وتنتقـل إلـى أماكن أخـرى غالباً‪،‬‬ ‫يحيط بالورقة األولى لنباتات الفصيلة‬ ‫لتقـوم بتأثيـرات فيزيولوجيـة (وظيفيـة)‪ ،‬ومورفولوجية‬ ‫النجيلية‪.‬‬ ‫(شكلية)‪.‬‬ ‫§ §اآلغــــار‪ :‬مـــادة جيالتينيـةـ سـكرية‬ ‫تسـتخرج من أحـد الطحالـب البحرية‬ ‫أهم مواد التنسيق النباتية‪:‬‬ ‫❚❚ ّ‬ ‫(محلـول مائـي)‪.‬‬ ‫األوكسينات ‪ -‬السايتوكينينات ‪ -‬الجبريلينات ‪-‬‬ ‫حمض األبسيسيك ‪ -‬اإليتلين‪.‬‬ ‫‪112‬‬  ‫أالحظ الصور السابقة‪:‬‬ ‫؟ أحدد جهة نمو السوق‪ ،‬ماذا أس ّمي هذه الظاهرة؟ وما تفسيرها؟‬ ‫ساعدت التجارب التي قام بها ك ٌّل من داروين وجونسون وفنت لتفسير هذه الظاهرة في اكتشاف األوكسينات‪.‬‬ ‫‚ ‚أنعم النظر في التجربتين اللتين أُجريتا على بادرات إحدى النباتات النجيلية‪ ،‬وأجيب عن األسئلة اآلتية‪:‬‬ ‫‪1.1‬عند تعريض البادرة لضوء‬ ‫جانبي أية جهة تنمو أكثر‪،‬‬ ‫الجهة المضاءة أم الجهة‬ ‫المظللة؟‬ ‫‪2.2‬أيُّ البادرات لم تنم باتجاه‬ ‫الضوء في تجارب العالم‬ ‫داروين وجونسون؟‬ ‫‪3.3‬ما الشروط الواجب توافرها‬ ‫لحدوث االستجابة؟‬ ‫‪4.4‬ما أهمية وجود بادرة النبات كتجربة شاهدة؟‬ ‫تستجيب بادرة النبات‬ ‫أستنتج‬ ‫للضوء عند وصوله‬ ‫إلــى قمتهــا النـاميـة‬ ‫نتيجـة لتكــون إشارة‬ ‫في القمة النامية‪.‬‬ ‫في التجربة السابقة اإلشارة الكيميائية (العامل المحرّض على النمو) المتكونة في القمة النامية تنفذ إلى‬ ‫األسفل خالل مواد معينة‪ ،‬كالجيالتين (اآلغار)؛ لتسرع من نمو الكوليوبتيل؛ فيستجيب النبات للضوء‪ ،‬وال‬ ‫تستطيع اإلشارة النفاذ من خالل مواد أخرى كالميكا‪ ،‬لذا لم تحدث استجابة النبات للضوء‪.‬‬ ‫‚ ‚أُالحظ الشكل اآلتي الذي يمثل تجربة العالم فنت‪ ،‬وأجيب عن األسئلة‪:‬‬ ‫‪113‬‬  ‫الوحدة األوىل‬ ‫ƒما اسم المادة الموجودة في القمة النامية والمسؤولة عن االنجذاب الضوئي؟‬ ‫ƒ‬ ‫ƒكيف وصل العامل المحرّض على النمو إلى ساق النبات الذي قُطعت قمته؟‬ ‫ƒ‬ ‫ƒما نوع الخاليا الموجودة في المنطقة النامية؟‬ ‫ƒ‬ ‫ƒما الخطوات التي قام بها العالم فنت؟ وما النتائج التي توصل إليها؟‬ ‫ƒ‬ ‫لقد استعاد النبات قدرته على النمو‪ ،‬بعد تثبيت قطعة اآلغار المحتوية على اإلشارة المستخلصة من القمة‬ ‫النامية‪ ،‬وبذلك توصل العالم فنت إلى ّ‬ ‫أن اإلشارة عبارة عن مادة كيميائية أطلق عليها اسم‪ :‬أوكسين ‪Auxin‬‬ ‫وهي كلمة يونانية تعني االستطالة أو الزيادة‪.‬‬ ‫أنّ األوكســيــن يتشــكــل‬ ‫وعنـد قيـام العالـم فنـت بتثبيـت قطعـة آغـار محتويـة علـى‬ ‫فـي القمـــة وينتقــل إلـــى‬ ‫أستنتج‬ ‫األوكسـين على إحدى جانبي السـاق العليا زادت سـرعة نموها‬ ‫المنطقـة التـي تليهـا بتأثير‬ ‫عاملـي الجاذبيـة األرضيـة‬ ‫مقارنـة بالجانـب اآلخـر مـن السـاق‪.‬لمـاذا؟‬ ‫واالنتــشار‪ ،‬ويسبب نموها‬ ‫واسـتطالتها‪.‬‬ ‫❚ ❚األوكسينات‪:‬‬ ‫حموض عضوية ذات وزن جزيئي مرتفع‪ ،‬تنتج بكميات قليلة‪،‬‬ ‫وتن ّشط النمو في النبات‪.‬ويع ّد حمض الخ ّل األندولي (‪ )IAA‬أهم هذه األوكسينات‪.‬‬ ‫؟ أتساءل أين تتركب األوكسينات؟ وما دورها؟‬ ‫أستعين بالشكل السابق وبالتعريف‪ ،‬وأجيب‪ :‬يتركب األوكسين في القمم النامية ذات الخاليا الميرستيمية‬ ‫(الجنينية) للساق واألوراق بشكل رئيس‪ ،‬وفي قمم الجذور بكميات أقلّ‪.‬‬ ‫وظائف األوكسينات‪:‬‬ ‫ƒ ƒتقوم بدور مهم في نمو خاليا النبات وتمايزها واستطالتها‪.‬‬ ‫ƒ ƒمسؤولة عن السيطرة القمية للبرعم االنتهائ ّي واالنجذابات الضوئية واألرضية‪.‬‬ ‫‚ ‚أُالحظ األشكال البيانية اآلتية‪ ،‬وأجيب عن األسئلة اآلتية‪:‬‬ ‫‪114‬‬  ‫‪1.1‬ما تأثير تغيّر تركيز األوكسين على نمو خاليا‬ ‫لك ّل نسيج نباتي تركيز أمثل من األوكسين‬ ‫الساق واستطالتها في الشكل البياني (أ)؟‬ ‫للنمو؛ فالتراكيز المناسبة لنمو البراعم تثبط‬ ‫نمو الجذور والسوق‪ ،‬ويعتمد معدل نمو‬ ‫أستنتج‬ ‫‪2.2‬أحدد التركيز األمثل لنمو كلٍّ من الساق والجذر‬ ‫واستطالة خاليا النبات على عاملين‪:‬‬ ‫والبراعم في الشكل البياني (ب)‪.‬‬ ‫التركيز المناسب لألوكسين ‪ -‬نوع النسيج‬ ‫‪3.3‬ما تأثير التركيز األمثل لنمو البراعم على نمو‬ ‫النباتي المتأثر‪.‬‬ ‫الساق والجذور؟‬ ‫❚ ❚آلية تأثري األوكسني عىل استطالة الخلية النباتية‪:‬‬ ‫‚ ‚أالحظ الصورة اآلتية‪ ،‬وأتتبع مراحل استطالة خلية نباتية بتأثير األوكسينات‪:‬‬ ‫ƒعندما يصل األوكسين إلى الخلية الهدف‪ ،‬تن ّشط األوكسينات مضخات البروتون في الغشاء السيتوبالزمي‬ ‫ƒ‬ ‫للخلية؛ فتعمل هذه المضخات على ضخ البروتونات من السيتوبالزما إلى الجدار الخلوي‪.‬‬ ‫ƒينتج عن ذلك انخفاض درجة (‪ )pH‬في الجدار الخلوي (وسط حمضي)‪.‬‬ ‫ƒ‬ ‫ƒالوسط الحمضي للجدار ينشط بروتين وتدي (شكل إسفين)‪ ،‬يعمل على فصل عديدات ال ّس ّكر عن ألياف‬ ‫ƒ‬ ‫السيللوز‪.‬‬ ‫ƒتصبح عديدات السكر معرّضة لتأثير أنظيم مفكك يعمل على تقطيع السكريات المتعددة‪ ،‬الرابطة بين‬ ‫ƒ‬ ‫ألياف السيللوز؛ فتزداد مرونة الجدار الخلوي‪.‬‬ ‫ƒيدخل الماء إلى داخل الخلية بتأثير الحلول‪ ،‬وتستطيل الخلية بتأثير الضغط االنتباجي‪ ،‬وتترسب ألياف‬ ‫ƒ‬ ‫سيللوز ومواد جدارية جديدة‪ ،‬تجعل استطالة الخلية غير قابلة للعكس‪.‬‬ ‫‪115‬‬  ‫الوحدة األوىل‬ ‫؟ كيف تنتقل األوكسينات في النبات؟ ولماذا ال تتراكم ضمنه؟‬ ‫تنتقل األوكسينات في اتجاه واحد داخل النبات من القمة إلى القاعدة‪ ،‬وهذا ما يعرف باالنتقال القطبي‪.‬‬ ‫تتحلل األوكسينات بطريقتين‪:‬‬ ‫‪1.1‬هدم ضوئي‪ :‬يتفكك األوكسين داخل الخاليا بتأثير الضوء إلى مركبات بعضها مثبّط للنمو‪.‬‬ ‫‪2.2‬هدم أنظيمي‪ :‬تحتوي معظم أنسجة النباتات على األنظيمات المؤكسدة لألوكسينات‪.‬‬ ‫ويزداد الهدم األنظيمي بتق ُّدم عمر النسيج‪ ،‬كما ّ‬ ‫أن هناك عالقة عكسية بين معدل النمو وتركيز األنظيم‪.‬‬ ‫❚ ❚دور األوكسني يف االنجذابات‪:‬‬ ‫‪1.1‬االنجذاب الضوئي‪:‬‬ ‫سر نمو النبات المزروع في المنزل باتجاه مصدر‬‫؟ أف ّ‬ ‫الضوء‪.‬‬ ‫أنظر إلى الصّورة‪ ،‬وأالحظ تغير تركيز األوكسين بين‬ ‫طرفي قمة الكوليوبتيل‪ ،‬ماذا ينتج عن ذلك؟‬ ‫إن تعريض ساق نبات أو كوليوبتيل إلى ضوء جانبي‬ ‫ّ‬ ‫أليام عدة يؤدي إلى نمو الساق باتجاه الضوء‪ ،‬نتيجة‬ ‫لزيادة تركيز األوكسين في الجانب المظلل مقارنة‬ ‫بالجانب المضاء؛ فينمو الجانب المظلل أكثر من نمو‬ ‫الجانب المضاء‪.‬ويفسّـر اخـتـالف تركيـز األوكســين‬ ‫بيـن الطــرف المضـاء والطرف المظلل ّ‬ ‫بأن األوكسينات في الطرف المضاء تتخرّب بفعل الضوء‪ ،‬وينتج‬ ‫عن ذلك مركبات تثبط النمو‪.‬‬ ‫‪2.2‬االنجذاب األرضي‪:‬‬ ‫ƒ ƒأقـوم بتثبيت بادرة نبات نامية‬ ‫في وضع أفقي لمدة يوميـن‬ ‫أو ثالثة‪ ،‬فأالحظ انحناء‬ ‫طرف الســاق نحـو األعلـى‪،‬‬ ‫وانحنـاء طـرف الجـذر نحو‬ ‫األسفل‪ ،‬ما سبب ذلك؟‬ ‫‪116‬‬  ‫ƒ ƒأعود إلى األشكال البيانية لتأثير تركيز األوكسين على نمو النسج النباتية لكلٍّ من الساق والجذر‪.‬‬ ‫ƒ ƒبما أن األكسينات ذات وزن جزيئي مرتفع؛ فإنها تنتقل لألسفل بتأثير الجاذبية األرضية‪.‬‬ ‫ƒ ƒأستنتج االنجذاب األرضي للساق والجذر لبادرة موضوعة أفقياً‪.‬‬ ‫❚ ❚دور مواد التنسيق النباتية يف بعض العمليات الحيوية‪:‬‬ ‫‪1.1‬تأثير مواد التنسيق النباتية في عملية اإلزهار‪:‬‬ ‫§ §تن ّشط الجبريلينات عملية اإلزهار‪ ،‬وتصنع في البراعم الورقية‪ ،‬وتنتقل إلى البراعم الزهرية التي تتفتح‬ ‫إلى أزهار‪.‬‬ ‫إن تعرض بعض النباتات المعمرة لدرجات الحرارة المنخفضة (‪ 4+‬درجة) لمدة ‪ 2-3‬أسابيع‬ ‫§ §التربيع‪ّ :‬‬ ‫تدفع معظم النباتات لإلزهار؛ بسبب ازدياد معدل الجبريلينات‪.‬‬ ‫؟ كيف يمكن تنشيط عملية اإلزهار؟‬ ‫‪2.2‬تأثير مواد التنسيق النباتية في نضج الثمار‪:‬‬ ‫إن هرمون اإليتلين المسؤول عن نضج الثمار ينتج في جميع الخاليا الحيّة للنبات وهو غاز له القدرة على‬ ‫ّ‬ ‫االنتشار خالل المسافات بين الخلوية للنبات‪ ،‬وتزداد كمية الهرمون المنتج كلّما ازدادت الثمار نضجاً‪.‬‬ ‫؟ ماذا ينتج عن تعرض النباتات لتيار هوائي‪ ،‬أو تعرضها لغاز ‪ CO2‬المثبّط لهرمون اإليتلين؟‬ ‫؟ عند شرائك المو َز غير الناضج‪ ،‬كيف تس ّرع عملية النضج في المنزل؟‬ ‫‪3.3‬دور مواد التنسيق النباتية في تكون الجذور العرضية‪:‬‬ ‫ّ‬ ‫إن وجود براعم ساقية على العقل النباتية ينشط تكوين الجذور العرضية في قواعدها بسبب انتقال األوكسين‬ ‫من البراعم إلى األجزاء السفلى لهذه العقل‪.‬‬ ‫سر‪ :‬تغمس قواعد العقل النباتية السيما صعبة التجذير بمحلول منخفض التركيز لألوكسين‪.‬‬ ‫أف ّ‬ ‫‪4.4‬دور مواد التنسيق النباتية في تكوين ثمار بال بذور‪:‬‬ ‫ƒ ƒتؤدي عملية اإلخصاب إلى تشكل البذور الفتية التي تنتج األكسينات؛ م ّما ين ّشط تح ّول المبيض إلى ثمرة‪.‬‬ ‫ƒ ƒوفي بعض األنواع تتشكل الثمار بدون بذور بشكل طبيعي كالموز‪ ،‬واألناناس‪ ،‬والعنب(تكون بكري طبيعي)؛‬ ‫ألن مبايـض أزهارها غير الملقحة تحوي كميات كافية من األوكسين لتشكل الثمرة‪.‬‬ ‫‪117‬‬  ‫الوحدة األوىل‬ ‫ƒ ƒعند رش األزهار غير المـلقـحــة باألوكســينـات‪ ،‬يؤدي إلى تك ّون‬ ‫بكري للثمرة (ثمار بال بذور) كالبندورة‪ ،‬والفريز المزروعة في البيوت‬ ‫البالستيكية (تكون بكري صناعي)‪.‬‬ ‫‚ ‚جدول بأه ّم مواد التنسيق النباتية‬ ‫مادة التنسيق‬ ‫أماكن إنتاجها‬ ‫الوظيفة األساسية‬ ‫النباتي‬ ‫ƒ ƒرشيم البذرة‬ ‫ƒ ƒتنشيط استطالة خاليا النبات‬ ‫ƒ ƒسيادة القمة النامية (السيطرة القمية للبرعم االنتهائي) ƒ ƒالقمم النامية‬ ‫األوكسينات‬ ‫ƒ ƒاألوراق الفتية‬ ‫ƒ ƒاالنجذاب الضوئي واألرضي‬ ‫ƒ ƒتنشيط انقسام الخاليا والنمو والتمايز‬ ‫ƒ ƒالجذور‬ ‫السايتوكينينات‬ ‫ƒ ƒتأخير شيخوخة األوراق‪.‬‬ ‫ƒ ƒاألوراق الفتية‬ ‫ƒ ƒتنشيط إنتاش البذور‬ ‫ƒ ƒالقمم النامية‬ ‫ƒ ƒتنشيط استطالة الساق ونمو األوراق‬ ‫الجبريلينات‬ ‫ƒ ƒالجذور بكميات ضئيلة‬ ‫ƒ ƒتنشيط عمليات اإلزهار ونمو الثمار‬ ‫ƒ ƒاألوراق‬ ‫ƒ ƒتثبيط نمو البراعم والبذور‪.‬‬ ‫حمض‬ ‫ƒ ƒالسوق‬ ‫ƒ ƒإغالق المسام في أثناء الجفاف‬ ‫األبسيسيك‬ ‫ƒ ƒالثمار الناضجة‬ ‫ƒ ƒاألوراق الهرمة‬ ‫ƒ ƒتسريع نضج الثمار وتساقطها‬ ‫اإليتلين‬ ‫ƒ ƒجميع الخاليا الحيّة النباتيّة‬ ‫ƒ ƒتساقط األوراق الهرمة‬ ‫عموماً‪.‬‬ ‫أضيف إىل معلومايت‬ ‫ƒ ƒ ّ‬ ‫إن رشّ أزهار العنب باألوكسينات يزيد طول السالميات (المسافات بين األزهار)؛‬ ‫م ّما يسمح بنمو الثمار بشكل أكبر‪.‬‬ ‫‪118‬‬  ‫التقويم النهايئ‬ ‫❚ ❚أوالً‪ :‬ما المقصود بكل م ّما يأتي‪ :‬األوكسينات ‪ -‬التربيع‪.‬‬ ‫❚ ❚ثانياً‪ :‬أختا ُر اإلجابة الصحيحة في ك ّل مما يأتي‪:‬‬ ‫‪1.1‬إحدى مواد التنسيق النباتية اآلتية مسؤولة عن تنشيط عملية اإلزهار‪:‬‬ ‫د ‪ -‬اإليتلين‪.‬‬ ‫ج‪ -‬حمض األبسيسيك‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الجبريلينات‪.‬‬ ‫أ‪ -‬األوكسينات‪.‬‬ ‫‪2.2‬إحدى هذه المواد مسؤولة عن تنشيط إنتاش البذور‪:‬‬ ‫د‪ -‬اإليتلين‪.‬‬ ‫ج‪ -‬حمض األبسيسيك‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الجبريلينات‪.‬‬ ‫أ‪ -‬األوكسينات‪.‬‬ ‫‪3.3‬تقوم قشرة الكظر لدى اإلنسان بإفراز هرمون الكورتيزول استجابة للتوتر الذي يحصل خالل‬ ‫مدة زمنية طويلة‪ ٬‬بينما يغلق النبات مساماته في أثناء الجفاف وإنتاج‪:‬‬ ‫د‪ -‬األوكسينات‪.‬‬ ‫ج‪ -‬اإليتلين‪.‬‬ ‫ب‪ -‬حمض األبسيسيك‪.‬‬ ‫أ‪ -‬السايتوكينينات‪.‬‬ ‫‪4.4‬مادة تنسيق نباتية تقوم بتأخير شيخوخة األوراق‪:‬‬ ‫د‪ -‬حمض األبسيسيك‪.‬‬ ‫ج‪ -‬السايتوكينينات‪.‬‬ ‫ب‪ -‬األوكسينات‪.‬‬ ‫أ‪ -‬الجبريلينات‪.‬‬ ‫❚ ❚ثالثاً‪ :‬أعطي تفسيراً علميا ً لك ّل م ّما يأتي‪:‬‬ ‫أ‪ -‬الجذور الموضوعة أفقيا ً تنمو نحو األسفل‪.‬‬ ‫ب‪ -‬استطالة الخاليا النباتية بتأثير األوكسينات غير قابلة للعكس‪.‬‬ ‫ج ‪-‬ال تحوي ثمار الموز بذوراً‪.‬‬ ‫د‪ -‬يختلف تركيز األوكسين على طرفي الكوليوبتيل المعرّض لضوء جانبي‪.‬‬ ‫‪119‬‬