الخاصية الاسموزية والنقل في النبات
النقل في النبات ( امتصاص الماء ونقله )
ما أهمية الماء في حياة النبات ؟
1- مذيب جيد .
2- تتم فيه معظم تفاعلات الخلية .
3- يعمل دعامة للنبات عن طريق ضغط الامتلاء
4- وسطاً ناقلاً تنتقل فيه نواتج عملية البناء الضوئي والاملاح الممتصة
5- يعمل كمنظم لدرجة حرارة النبات .
مستويات النقل في النبات :
شكل الممرات الثلاثة للنقل لمسافة قصيرة
ويتم على ثلاثة مستويات هي :
أ- النقل على المستوى الخلوي :
ويتم فيه امتصاص الماء والأملاح من التربة إلى خلايا البشرة باليات النقل عبر أغشية الخلايا ( الانتشار البسيط ـ الخاصية الاسموزية )
ب- النقل لمسافة قصيرة ( النقل الجانبي ) :
وهي نقل الماء والأملاح من نخلايا البشرة إلى أوعية الخشب وتتم بثلاثة ممرات :
الممر الأول : ينتقل الماء والأملاح الذائبة من خلية لأخرى عبر الجدر الخلوية والأغشية البلازمية .
الممر الثاني ( الممر الخلوي الجماعي ) : انتقال الماء والأملاح من أو خلية إلى الخلايا المجاورة عبر الروابط البلازمية .
الممر الثالث ( الممر خارج خلوي ) : ويتم الانتقال من جدر خلايا البشرة في القشرة خارج الخلايا .
ملاحظة : تستطيع الماء والأملاح الذائبة تغيير الممر الذي تسلكه ، إذ يمكنها أن تمر بالممر الخلوي الجماعي لفترة قصيرة ، ثم تغير إلى الممر خارج خلوي أو بالعكس .
ج-النقل لمسافة بعيدة على مستوى النبات جميعه :
وهو نقل الماء والأملاح من خلايا البشرة إلى أوعية الخشب وتتم بثلاثة ممرات :
الممر الأول : ينتقل الماء والأملاح في الخشب من الجذر إلى الساق إلى الأوراق ونقل الغذاء الجاهز في اللحاء من اللأوراق إلى جميع أجزاء النبات .
طرق حصول النباتات على الماء ؟
1- النباتات اللاوعائية (مثل الحزازيات) : تمتص الماء عن طريق أشباه الجذور.
2- النباتات الراقية : تحصل على الماء عن طريق الشعيرات الجذرية بعملية الامتصاص ( كيف ؟ )
أ- إذ تحتوي الفجوة العصارية على فجوة عصارية كبيرة تزيد في الضغط الأسموزي للخلية .
ب- الشعيرات الجذرية كثيرة العدد .
ج- ذات جدر سيليلوزية رقيقة
امتصاص الجذر للماء والأملاح :
1- لو تتبعنا على الرسم مسار الماء والأملاح سنجده حسب الترتيب الحالي :
خشب Ü
محيط دائر Ü
اللبشرة الداخلية Ü
قشرة Ü
بشرة Ü
شعيرات جذرية Ü
تربة
- تتم معظم عمليات الامتصاص عند قمم الجذور ـ لماذا :
لأن البشرة منفذة للماء .
لأنه يوجد عدد كبير من الشعيرات تاجذرية ذات الجدر السليلوزية الرقيقة .
لأن الجذر يعمل على تراكم الأملاح في الأسطوانة الوعائية وهذا يزيد في تركيزها مقارنة بتركيزها في محلول التربة فيولد ضغطاً اسموزياً يسبب عملية النقل .
عند وصول الأملاح المنقولة عن طريق الممرالخلوي الجماعي إلى البشرة الداخلية فإنها تتابع طريقها خلال الروابط البلازمية إلىالأسطوانة الوعائية .
2- أما الأملاح التي تصل إلى البشرة الداخلية عن طريق الممر خارج خلوي فإنها تواجه ممراً مغلقاً ( شريط كاسبار ) يمنع مرورها إلى الأسطوانة الوعائية فتغير طريقها إلى الممر الخلوي الجماعي { تعمل خلايا البشرة الداخلية ممراً انتحابياً بسبب وجود شريط كاسبار }
وهذا يزيد في تركيزها مقارنة بتركيزها في محلول التربة فيولد ضغطاً اسموزياً يسبب عملية النقل .
1- عند وصول الأملاح المنقولة عن طريق الممرالخلوي الجماعي إلى البشرة الداخلية فإنها تتابع طريقها خلال الروابط البلازمية إلىالأسطوانة الوعائية .
2- أما الأملاح التي تصل إلى البشرة الداخلية عن طريق الممر خارج خلوي فإنها تواجه ممراً مغلقاً ( شريط كاسبار ) يمنع مرورها إلى الأسطوانة الوعائية فتغير طريقها إلى الممر الخلوي الجماعي { تعمل خلايا البشرة الداخلية ممراً انتحابياً بسبب وجود شريط كاسبار }
ما فائدة شريط كاسبار ؟
1- يعمل ممراً انتخابياً .
2- يعمل على منع عودة الماء والاملاح من الاسطوانة الوعائية الى القشرة .
3- يستلزم دخول الماء والاملاح اوعية الخشب والقصيبات ، نقلها من الممر الخلوي الجماعي الى الممر خارج خلوي ، ويتم ذلك بعمليتي الانتشار
النقل في النبات
طرق نقل الماء والأملاح عبر الخشب إلى قمم الأشجار
يتم ذلك بالطرائق الآتية :
أ- الخاصية الشعرية :
تعريفها : وفيها يرتفع الماء في الأنابيب بالخاصية الشعرية حسب اتساع اقطارها والعلاقة بينهما عكسية فكلما زاد قطر الانبوب قل ارتفاع الماء فيه والعكس صحيح .
عيوبها : لا تكفي هذه الخاصية لتفسير ارتفاع العصارة مسافات شاهقة .
ب- الضغط الجذري :
تعريفها : هو الضغط المتكون في الجذر بسبب الخاصية الاسموزية .
كيف يتولد الضغط الجذري ؟
اثناء الليل ، تنعدم عملية النتح تقريباً ، وتستمر خلايا الجذر في ضخ الاملاح الى الخشب ، تعمل خلايا البشرة الداخلية بواسطة شريط كاسبار على عدم عودة الاملاح خارج الاسطوانة الوعائية فيؤدي تراكمها الى تولد قوة تدفع الماء مسافة قصيرة الى الاعلى .
عيوبها : لا تكفي هذه القوة لتفسير ارتفاع العصارة مسافات كبيرة .
جـ- القوة السالبة الناتجة من النتح :
- عند حدوث عملية النتح وخروج الماء على شكل بخار من الأجزاء النباتية المعرضة للجو وخصوصاً الأوراق .
- ونظراً لكون عمود الماء متصلاً من النسيج المتوسط في الورقة الى الخشب في الورقة والساق والجذور حتى التربة .
- وتماسك جزيئات الماء لوجود قوى تماسك ناتجة من وجود روابط هيدوروجينة .
- وقوى تلاصق بين جزيئات الماء وجدران الخشب هذه القوى تعمل على منع نزول الماء بفعل الجاذبية الارضية .
كيف تتولد قوة الشد التي تسبب سحب الماء من الخشب إلى النسيج المتوسط إلى الثغور ؟
عند تبخر الماء في عملية النتح ، فإن الماء المتبقي حول خلايا النسيج المتوسط المحيطة بالفراغات البينية يصبح سطحه مقعراً ، ويزداد التقعر بزيادة الماء المفقود مما يولد قوة شد تسبب سحب الماء .
الشروط الواجب توافرها حتى تكون للماء قوة شد عالية :
1- أن تكون الأنابيب شعرية .
2- أن يكون لجدران الخشب خاصية التصاق مع الماء .
3- أن تخلو الأنابيب من الفقاقيع الهوائية .
العوامل المؤثرة في عملية النتح :
أ- العوامل الداخلية :
1- مدى اتساع الثغور .
2- المحتوى المائي للخلايا .
ب- العوامل الخارجية :
1- الرطوبة النسبية . 2- درجة الحرارة .3- الضوء .
. 4- حركة الهواء .5- ملوحة التربة .6- درجة حرارة التربة .
هل هناك طرق أخرى يتم بواسطتها التخلص من الماء الزائد عن حاجة النبات ؟
الإدماع :
تعريفه : هو عملية فقدان النبات للماء على شكل سائل ، عن طريق فتحات خاصة تسمى فتحات الإدماع ( تسمى أحياناً الثغر المائي ).
أين توجد فتحات الإدماع ؟
توجد على حواف الأوراق في نهاية العرق الوسطي وتفرعاته .
متى تتم عملية الإدماع ؟ تتم ليلاً . لماذا؟؟
1- لأن الثغور تكون مغلقة .
2- نتيجة لذلك يستمر تراكم الأملاح في الجذر مما يزيد ضغطه الجذري .
3- يندفع للأعلى كميات من الماء أكبر من التي يفقدها عن طريق النتح .
4- هذه الكمية تجبر الماء والأملاح على المرور في فتحات الإدماع التي تعمل صمامات أمان عند النبات .
نقل الغذاء الجاهز :
تقوم الأوراق بعملية البناء الضوئي وتتكون السكريات البسيطة ، وينتج عن عمليات الأيض مواد أخرى ... فكيف يتم نقل الغذاء المصنع إلى أجزاء النبات الأخرى ؟؟
1- آلية النقل في اللحاء
شكل آلية النقل في اللحاء
فرضية ضغط التدفق لمنش وتتم كما في الخطوات التالية :
1- يحمل السكروز من مكان تكوينه إلى الأنابيب الغربالية في اللحاء بعملية النقل النشط ، يؤدي ذلك إلى رفع الضغط الأسموزي فيها ، يؤدي ذلك إلى دخول الماء إليها بالخاصية الأسموزية .
2- يتولد ضغط في الأنبوب الغربالي ن يدفع بمحتويات اللحاء إلى مكان الاستهلاك أو التخزين بالنقل النشط .
3- عند خروج السكروز من الأنابيب الغربالية يقل الضط الأسموزي فيها .
4- يخرج الماء من الأنابيب حسب الخاصية الأسموزية ويتم ستهلاك السكروز وتخزينه في الخلايا التي ينقل إليها .
5- يعود الماء إلى الخشب .
{ تلاحظ أن عمليتي التحميل والتفريغ للسكروز يلزمها طاقة أما النقل داخل الأنبوب فلايلزمه طاقة ، يتم النقل في اللحاء في جميع الاتجاهات }
ما الدلالة التيي تثبت أن خلايا اللحاء هي المسؤولة عن عمليات نقل الغذاء الجاهز :
أ- التجارب التي أجريت على حشرة المن :
تتغذى حشرة المن على عصارة النبات بواسطة فمها الثاقب الماص ، فتدخل هذه الحشرة فمها إلى أنسجة النبات ويصل إلى الأنابيب الغربالية ن فتدفق المواد إلى فمها ، وعند فصل فم الحشرة وفحصها أمكن جمع محتويات النابيب الغربالية فتبين انها المواد المصنعة نفسها في الأوراق .
ب- استخدام النظائر المشعة :
عند تعرض النبات لثاني أوكسيد الكربون المشع المحتوى على نظير الكربون وقيامها بعملية البناء الضوئي ، تتكون مواد كربوهيدراتية مشعة يمكن تتبعها بواسطة جهاز خاص وتظهر هذه المواد وهي تنتقل إلى الأعلى وإلى الأسفل في داخل النبات عبر أوعية اللحاء .
رد مع اقتباس