توصيل المادة العضوية في النبات. حركة المادة العضوية في النبات. ما هي السمات الهيكلية لخلايا هذه الأنسجة

كيف تحدث حركة المواد في النبات أي الماء الذي يحتوي على أملاح معدنية ذائبة فيه؟

من خلال عملية الامتصاص ، يدخل الماء والأملاح المذابة فيه من التربة إلى نظام الجذر. بالإضافة إلى ذلك حركة محاليل الأملاح المعدنيةعلى طول الساق من الجذر إلى أوراق النبات. من الضروري معرفة أقسام جذع النبات التي تشارك بنشاط في نقل المياه والأملاح: اللب أو الخشب أو اللحاء. يمكنك إجراء تجربة بسيطة ووضع فرع من شجرة تفاح أو شجرة أخرى في الماء حيث تمت إضافة الحبر مسبقًا. إذا قمت بعد يوم بسحب الفرع من الماء وقطع الجذع بالطول ، فستلاحظ أن طبقة الخشب فقط هي التي تغير لونها. بقي اللحاء واللب دون تغيير. وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أنه من خلال الخشب يتحرك الماء بمحلول الملح من الجذر إلى الأوراق.

تشتمل تركيبة الخشب على تجاويف طويلة على شكل أنابيب تسمى أوعية النبات. وهي مصممة للتحرك على طول جذع الماء والأملاح المعدنية.
مبدأ الحركة على طول جذع المركبات العضويةتختلف إلى حد ما عن تلك الموصوفة أعلاه. من المعروف أنه بسبب احتياطيات المواد العضوية ، يتم نمو وتغذية البذور النابتة. يمكنك أن تلاحظ كيف أن أغصان أي شجرة موضوعة في وعاء به ماء "تخرج" براعم الأوراق ، كما أنها تشكل بسرعة جذورًا عرضية تحت الماء. من الواضح أن ظهور الهياكل الجديدة يرجع إلى وجود مادة عضوية في الفروع.
تحدث حركة المواد العضوية على طول لحاء الساق. من السهل إثبات ذلك إذا قمت بإزالة اللحاء من فرع حديث القطع من أكاسيا أو كستناء في منطقة صغيرة أقرب إلى الحافة السفلية ، ثم وضع الفرع في الماء. بعد مرور بعض الوقت ، ستظهر سماكة أو تدفق فوق اللحاء المقطوع ، حيث تظهر الجذور الصغيرة العارضة. أسفل المكان الذي تمت إزالة اللحاء منه ، إما أن الجذور لا تظهر على الإطلاق أو تكون رفيعة وصغيرة جدًا. الاستنتاج يقترح نفسه: يمنع قطع اللحاء انتقال المادة العضوية من الأوراق إلى جذور النبات.في هذا الصدد ، يتشكل تدفق ذو جذور عرضية فوق القطع. وبالتالي ، فإن هذا بمثابة دليل قاطع على البيان أعلاه بأن نقل العناصر الغذائية العضوية يحدث على طول لحاء جذع النبات.
يتم توزيع هذه المواد بطريقة تضمن أولاً وقبل كل شيء نمو الأجزاء الصغيرة من النبات. علاوة على ذلك ، ينتقلون إلى نظام الجذر وإلى براعم وأزهار وثمار النبات.

في كل كائن حي ، تحدث بالضرورة حركة المواد المختلفة (المغذيات ، الأكسجين ، منتجات الاضمحلال ، إلخ.) تمتلك النباتات نظام توصيل للنقل. يربط أجزاء النبات المختلفة ويضمن نقل المواد من جزء إلى آخر. في النباتات السفلية - الطحالب - لا توجد أنسجة ومواد تنتقل من خلية إلى أخرى. في النباتات العليا ، تتحرك المياه والمعادن والمواد العضوية الأنسجة الموصلة(الشكل 55).

أرز. 55. مخطط حركة المواد المعدنية والعضوية عبر المصنع

من المعروف أن الجذور تمد النبات بالماء والمعادن. والأوراق بدورها تزود الجذور بمواد عضوية تتشكل أثناء عملية التمثيل الضوئي. كيف تتم حركة المواد؟

تنتقل المياه والمعادن عبر الأوعية التي تبدأ من الجذر ، وتمتد عبر الجذع إلى الورقة وتصل إلى كل خلية من خلاياه. أوعية - أنابيب طويلة ، وهي خلايا ميتة ، وقد تلاشت الأقسام المستعرضة بينها.

تتشكل المواد العضوية في الأوراق وتنتقل إلى أعضاء أخرى - الجذور والزهور والفواكه من خلال أنابيب الغربال. أنابيب الغربال- خلايا مستطيلة حية ، يتم اختراق أقسامها المستعرضة بواسطة أصغر المسام. توجد أنابيب الغربال في القشرة - في الداخل.

لا يتم استخدام جميع المواد العضوية التي تشكلت أثناء عملية التمثيل الضوئي للحياة النباتية. يتم إيداع جزء من المادة العضوية في الاحتياطي. في القمح والشوفان والجاودار ، تترسب المواد العضوية في البذور والجزر والبنجر والفجل - في المحاصيل الجذرية ، وفي زنبق الوادي وعشب القمح - في الجذور. في البذور ، تعمل المواد العضوية على تغذية الجنين النامي ، وتستخدم تلك التي تتراكم في الفروع والجذور والمصابيح لتشكيل أعضاء جديدة.

الإجابة على الأسئلة

1. ما هي أهمية حركة المواد في حياة الكائن النباتي؟
2. قارن مسارات حركة المعادن والمواد العضوية عبر النبات.
3. ما هي اهمية ترسيب المادة العضوية في المخزون؟

مفاهيم جديدة

الأنسجة الموصلة. أوعية. أنابيب الغربال.

فكر في!

كيف يمكنك إنقاذ شجرة تالف لحائها؟

مختبري

تجربة 1. قاموا بقطع لقطة من الزيزفون ووضعوها في ماء ملون بالحبر (الشكل 56 ، أ). بعد أربعة أيام ، تم عمل مقطع عرضي من الجذع. على القطع ، كانت الألياف الملونة مرئية بوضوح - الخشب الذي توجد فيه الأوعية. توصل إلى استنتاج حول حركة الماء مع المعادن المذابة فيه في جميع أنحاء النبات.

أرز. 56. حركة المواد على طول الجذع للنبات

إذا وضعت غصنًا من نبات البلسم المنزلي في ماء ملون ، يمكنك أن ترى كيف يرتفع الماء على طول الساق إلى الأوراق ، ويلون عروقها (الشكل 56 ، ب).

تجربة 2. قطع حلقة من اللحاء العلوي لفرع الشجرة. ضع الفرع في الماء. بعد فترة ، يتشكل تدفق على الانقطاع. هذا هو تراكم للمواد العضوية التي لا يمكن أن تتحرك لأسفل خلال الحلقة المقطوعة من اللحاء. تتطور الجذور العرضية من التدفق (الشكل 57).

أرز. 57. تكوين تدفق على فرع بعد قطع حلقي من اللحاء

ماذا تشير هذه التجربة؟ تقديم استنتاج.

الجذوع مغطاة باللحاء من الخارج ، مما يحميها من التبخر ، والسخونة الزائدة ، والتجمد ، وحروق الشمس ، واختراق الكائنات الدقيقة الضارة. على جذوع أشجار البتولا القديمة والحور الرجراج والألدر ، فإن أنسجة اللحاء الميتة غير قادرة على التمدد وغالبًا ما تشكل تشققات.

من خلال هذه الشقوق ، تخترق جراثيم البكتيريا والفطريات الجذع مسببة تلف الشجرة وموتها. تسبب فطر الاشتعال ضررًا بالغًا للغابات (الشكل 58). تتغذى على عصارة الشجرة ، فتتلف الخشب وتجعله هشًا وهشًا. هذا يؤدي إلى موت الشجرة.

أرز. 58. فطر Tinder على شجرة

من بين الفطريات tinder ، تنتشر الفطريات - فطر حقيقي. يتطور على الأخشاب الميتة من خشب البتولا والحور الرجراج والألدر. ترتبط أجسامها المثمرة بجذوع الأشجار ذات القاعدة العريضة وتكون على شكل حافر. تعيش من 12 إلى 15 عامًا ، ويصل قطرها إلى متر واحد ويصل وزنها إلى 10 كجم. على الجانب السفلي من أجسام الثمار ، في الأنابيب ، تنضج الجراثيم. تخترق الشجرة من خلال العديد من الأضرار: الشقوق ، وكسر الأغصان ، وما إلى ذلك. هذه الفطريات يمكن أن تفسد الخشب المقطوع وحتى المباني الخشبية.

تشكل بعض فطريات الاشتعال ، مثل فطر البتولا ، نموًا (تشاجا) على جذوع البتولا الحية. تم استخدام شاجا في الطب الشعبي منذ عهد فلاديمير مونوماخ. له تأثيرات مضادة للالتهابات ومنشط ومسكن. لذلك ، يتم حصادها كمادة خام طبية (يتم الحصول عليها من مادة الباذنجان). في سيبيريا ، يستخدم شاجا كبديل للشاي.

من بين الفطريات tinder هناك أيضا فطر صالح للأكل. أنها تشكل أجسامًا ثمرية سنوية برتقالية زاهية ناعمة على جذوع الأشجار المتساقطة. يقع هذا الفطر واحدًا فوق الآخر في مجموعات كبيرة ولا يصلح للأكل إلا في سن مبكرة. تُستخدم أجسام الفاكهة للعديد من الفطريات الحارقة في العديد من الحرف اليدوية: الوقايات والمزهريات. تم استخدام الفطريات المجففة ذات مرة مع الصوان والصوان لإشعال النار.

يتميز الكائن النباتي ، على عكس الحيوان ، بالاقتصاد الكبير في استخدام العناصر الغذائية ، ويتجلى ذلك في قدرة النباتات على إعادة استخدام (إعادة استخدام) العناصر الرئيسية للتغذية المعدنية. تمر كل "ورقة من أوراق النبات خلال دورة تطورها. تنمو الورقة وتصل إلى أقصى حجم لها ، ثم تبدأ عملية الشيخوخة ، و أخيرًا ماتت الورقة. طوال عمر الورقة ، تدخل العناصر الغذائية إليها. في الوقت نفسه ، تتدفق كمية من المادة منه. خلال فترة الشباب الفسيولوجي للورقة ، تزداد كمية المواد التي تحتوي على عناصر التغذية المعدنية فيها ، منذ معدل تدفق المادة. يتجاوز بشكل كبير معدل التدفق. ثم ، لفترة قصيرة ، هاتان العمليتان (التدفق الداخلي و تدفق) موازنة بعضها البعض. أخيرًا ، مع تقدم الورقة في العمر ، يبدأ التدفق الخارجي في السيطرة. أثناء الإزهار وسقوط الأوراق ، يكون تدفق العناصر الغذائية مكثفًا من جميع الأوراق. وبالتالي مغذية. تنتقل المواد من نظام الجذر إلى الأعضاء الموجودة فوق سطح الأرض ، خاصة على طول نسيج الخشب ، ثم تتدفق من الأوراق على طول اللحاء إلى أنسجة الساق. تنتشر العناصر الغذائية في الاتجاه الشعاعي من العناصر الموصلة للحاء ، وتنتقل مرة أخرى إلى أوعية نسيج الخشب ويتم توجيهها بتيار تصاعدي إلى الأعضاء والأوراق الأصغر سنًا. وبالتالي ، فإن المغذيات تدور عبر النبات. يمكن أن يحدث الانتقال من التيار التنازلي (على طول اللحاء) إلى التيار الصاعد (على طول نسيج الخشب) في نقاط مختلفة من الجذع. بالنسبة لمركبات النيتروجين ، فقد تبين أن الحركة في الاتجاه الهابط تسير على طول اللحاء إلى نظام الجذر. في نظام التوصيل للجذر ، تمر مركبات النيتروجين بتيار تصاعدي وتتحرك عبر أوعية نسيج الخشب. يؤثر الاستخدام المتكرر للعناصر الفردية من قبل الكائن النباتي على توزيعها. في هناك نوعان من التدرجات الواضحة في توزيع المواد المعدنية في النبات. العناصر التي يعاد استخدامها تتميز بـ التدرج القاعديالتوزيع ، أي كلما كانت الورقة أعلى ، كانت أصغر ؛ كلما زاد النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم. هذا واضح بشكل خاص مع نقص هذا العنصر في التربة. للعناصر التي لم يتم إعادة استخدامها (البوتاسيوم ، البورون ، الحديد) ، التدرج acropetalتوزيع. كلما كان العضو أقدم ، زاد محتوى هذه العناصر فيه. فيما يتعلق بالعناصر المعاد تدويرها ، ستظهر علامات الجوع بشكل أساسي على الأوراق القديمة ، بينما فيما يتعلق بالعناصر التي لم يتم إعادة تدويرها ، ستظهر علامات المعاناة أولاً وقبل كل شيء على الأعضاء الشابة.

ملامح حركة المواد العضوية عبر النبات

تزود الأوراق ، أو بالأحرى البلاستيدات الخضراء ، جميع أعضاء الكائن الحي بالمواد العضوية المتكونة فيها. طرق حركة هذه المواد غير متجانسة. يجب أن تدخل المواد المتكونة في البلاستيدات الخضراء أولاً إلى السيتوبلازم ، ثم من خلال الخلايا المتنيّة إلى أنابيب غربال اللحاء ومن خلالها إلى أعضاء النبات المستهلكة المختلفة. هناك نقل المواد المتني واللحاء داخل الخلايا ، بين الخلايا.

1. النقل داخل الخلايا. الافراج عن المستوعبات من البلاستيدات الخضراءالرفيقفي كل بلاستيدات خضراء ، تتجاوز كمية المنتجات المتكونة أثناء عملية التمثيل الضوئي في اليوم كتلتها. في هذا الصدد ، فإن تدفق المواد المقلدة إلى أجزاء أخرى من الخلية ، أي النقل داخل الخلايا ، له أهمية كبيرة. تخترق ثلاثي الفوسفات (PHA ، FDA) بسهولة أكبر خلال أغشية البلاستيدات الخضراء ، والتي يمكن أن تترك البلاستيدات الخضراء وتدخلها مرة أخرى. من الصعب اختراق سداسي الفسفرة عبر غشاء البلاستيدات الخضراء. من المفترض أن الكربوهيدرات الأكثر تعقيدًا المتكونة في البلاستيدات الخضراء تتحلل إلى ثلاثي الفوسفات وفي هذا الشكل تنتقل إلى السيتوبلازم ، حيث يمكن أن تكون بمثابة مادة لإعادة تركيب الهيكسوز والسكروز والنشا. بسبب هذه التحولات ، يتناقص تركيز ثلاثي الفوسفات في السيتوبلازم باستمرار ، مما يساهم في تدفقها على طول تدرج التركيز. تتفكك البروتينات المتكونة في البلاستيدات الخضراء وتتدفق إلى السيتوبلازم على شكل أحماض أمينية. في الضوء ، تزداد نفاذية أغشية البلاستيدات الخضراء ، مما يساهم في تدفق المواد المختلفة منها.

2. متني النقل بين الخلايا.لا تُستخدم المركبات العضوية التي دخلت إلى البيتوبلازم لتلبية احتياجات هذه الخلية فحسب ، بل تتحرك أيضًا في اتجاه أنابيب الغربال. يمكن إجراء النقل المتني بين الخلايا بطريقتين - من خلال plasmodesmata (symplast) أو من خلال الفضاء الحر (أغشية الخلايا والمسافات بين الخلايا لحمة الأوراق). اعتمادًا على كثافة العناصر الموصلة في الورقة (شبكة الأوردة) ، يمكن أن تكون المسافات من الخلية المتنيّة المنتجة لاستيعاب عناصر غربال اللحاء مختلفة. ومع ذلك ، في المتوسط ​​، لا يتجاوز 3-4 خلايا ويمثل جزء من المئات من المليمتر. تبلغ سرعة حركة المستوعبات في الأنسجة المتني حوالي 10-60 سم / ساعة. هذا أعلى بشكل ملحوظ من معدل الانتشار. عندما تتحرك المواد على طول Plasmodesmata ، لا يمكن تحقيق هذه السرعة إلا من خلال إنفاق إضافي كبير للطاقة. ومع ذلك ، ليست كل النباتات لديها موديمات وصفية متطورة بشكل جيد. كل هذا يشير إلى أن النقل المتني لا يتم فقط من خلال البيانات الوصفية. في ورقة mesophyll ، يمكن أن تشمل المساحة الحرة (المفتوحة للانتشار الحر) مسافات بين ألياف السليلوز في جدران الخلايا ، وكذلك نظام nixv. لقد ثبت أن خلايا الورقة المتوسطة لديها هذه القدرة الإفرازية وتطلق السكريات بسهولة في الفضاء الحر. تمتص خلايا نهايات اللحاء (المرسلات) السكريات والأحماض الأمينية بشكل مكثف. السمة المميزة لخلايا النقل هي نواتج عديدة لجدران الخلايا. بفضل هذه النواتج (الموجهة داخل الخلايا) ، يزداد سطح البلازما ، وفي نفس الوقت يزيد من سعة المساحة الحرة - ويخلق ظروفًا مواتية لإطلاق المواد في اللحاء.

3. حركة المواد على طول اللحاء هو نقل اللحاء.يتم نقل المغذيات العضوية لمسافات طويلة في اتجاه هبوطي بشكل أساسي من خلال اللحاء. على عكس نسيج الخشب يشمل تركيبها أنابيب الغربال المناسبة ، والخلايا المصاحبة ، وخلايا لحمة اللحاء وألياف اللحاء. أنابيب الغربال عبارة عن صفوف عمودية من خلايا أسطوانية ممدودة في الغالب بأغشية خلوية رفيعة. يتم فصل الخلايا الفردية (المقاطع) عن بعضها البعض بواسطة صفائح غربالية مثقوبة بمسام عديدة تمر من خلالها خيوط السيتوبلازم. كل خلية من الأنبوب الغربالي مجاورة لخلية ساتلية غنية بالسيتوبلازم. على عكس نسيج الخشب اللحاء عبارة عن مجموعة من الخلايا الحيةيشمل تركيبها أنابيب الغربال المناسبة ، والخلايا المصاحبة ، وخلايا لحمة اللحاء وألياف اللحاء. أنابيب الغربال عبارة عن صفوف عمودية ممتدة في معظم الحالات إلى خلايا أسطوانية ذات أغشية خلوية رفيعة. يتم فصل الخلايا الفردية (المقاطع) عن بعضها البعض بواسطة صفائح غربال مثقوبة بمسام عديدة تمر من خلالها خيوط السيتوبلازم. تتكون أنابيب الغربال من الخلايا القشرية ولا تختلف في البداية عن خلايا اللحاء الأخرى. أنها تحتوي على السيتوبلازم المحمول مع العديد من الريبوسومات والبلاستيدات والميتوكوندريا. يوجد في الوسط فجوة محاطة بغشاء - تونوبلاست. مع تقدم التطوير ، يخضع هيكل الأنابيب لتغييرات كبيرة. النواة تتفكك. البلاستيدات والميتوكوندريا يتناقصان في الحجم. تونوبلاست يختفي. بدلاً من الفجوة ، يتم تشكيل تجويف مركزي. يقع السيتوبلازم في الطبقة الجدارية. تخترق خيوط طولية منفصلة من السيتوبلازم التجويف المركزي. يحتوي التجويف على جلطات مستديرة الشكل ، على ما يبدو ، هذه تراكمات من الأنابيب الدقيقة. بالتزامن مع هذه التغييرات ، تتشكل المسام في ألواح الغربال التي تمر من خلالها خيوط رفيعة من السيتوبلازم (خيوط) ؛ في بعض الحالات تأخذ شكل الأنابيب الدقيقة. يبدو أنه في خلال هذه الفترة ، تعمل الأنابيب الغربالية كمكان لنقل المواد. مع تقدم العمر ، تترسب كربوهيدرات الكالوز في مسام ألواح الغربال. الكالوز ، الذي يضيق فجوات المسام ، يجعل من الصعب على حركة المواد. في النباتات الخشبية ، تعمل العناصر الفردية للوظيفة اللحاء لمدة عام واحد فقط. عندما تتشكل أوراق جديدة ، فإن التدفق الخارج منها يسير على طول عناصر الغربال المنظمة حديثًا. كان من الأهمية بمكان تطوير طريقة للحصول على عصير اللحاء باستخدام الحشرات الماصة التي تغمر الخرطوم في أنبوب غربال. إذا تم قطع جسم الحشرة ، سيتدفق عصير اللحاء من الخرطوم الذي يتم تحليله. أتاح استخدام 14 CO 2 إجراء تحليل للمركبات الموصوفة في العناصر الموصلة للحاء. أظهرت الدراسات أن 90٪ أو أكثر من جميع المواد التي تتحرك عبر اللحاء عبارة عن كربوهيدرات. شكل النقل الرئيسي للكربوهيدرات هو السكروز (C 12 H 22 O 11). ومع ذلك ، في من بعض الأنواع ، جنبًا إلى جنب مع السكروز ، تعمل السكريات القليلة (رافينوز ، ستاكيوز) كشركة نقل للكربوهيدرات ، و كما أن بعض الكحوليات (المانيتول ، السوربيتول) ، السكريات الأحادية (الجلوكوز والفركتوز) تشكل نسبة صغيرة من الكربوهيدرات المتحركة. يبدو أن الجزء الأكبر من السكروز يحدث في الخلايا المتنيّة في اللحاء ، من حيث تدخل الأنابيب الشبكية ، الخالية من الإنزيمات التي تتحلل من السكروز (اللحاء) ، والتي تحدد سلامة هذه المركبات طوال مسار نقلها بالكامل. في اللحاء في اتجاه نزولي: قد تكون هناك حركة لمغذيات أخرى ، مثل في شكل مركبات معدنية وعضوية أثناء تدفقها من أعضاء الشيخوخة في عملية إعادة التدوير. المواد النيتروجينية ، عند إعادة استخدامها ، تتحرك على طول اللحاء في شكل أحماض أمينية وأميدات. يمكن أن يسير النقل على طول اللحاء في اتجاهين متعاكسين ، حيث تتحرك المواد المقلدة المتكونة في الأوراق للأعلى - إلى نقاط النمو والزهور والفاكهة ، ولأسفل - إلى الجذور ، أوعية العناصر الغذائية الاحتياطية. تم تحديد سرعة حركة المواد على طول اللحاء من خلال مراقبة سرعة توزيع المركبات المصنفة. اتضح أن سرعة الحركة في أنابيب الغربال عالية جدًا ومتوسطها 50-100 سم / ساعة. تختلف سرعة الحركة إلى حد ما في مجموعات النباتات المختلفة. في نفس النبات ، يمكن أن تتحرك المواد العضوية المختلفة بسرعات مختلفة. تأثير كبير على سرعة الحركة الظروف البيئية.على عكس الحركة عبر نسيج الخشب ، يتأثر نقل المواد عبر اللحاء بجميع العوامل التي تغير شدة عمليات التمثيل الغذائي. الحركة في اللحاء يعتمد من درجة الحرارة.اتضح أن درجة الحرارة المثلى تتقلب بين 20 و 30 درجة مئوية ، وزيادة أخرى في درجة الحرارة تمنع بالفعل تدفق المواد المستوعبات من نصل الورقة. الموقف من التبريد الحاد للحاء في النباتات المختلفة ليس هو نفسه. لذلك ، توقف النباتات الجنوبية (الفاصوليا) تمامًا عن النقل عند درجة حرارة 1-2 درجة مئوية ، بينما في بنجر السكر ، يؤدي هذا التبريد فقط إلى إبطاء الحركة. شروط التغذية المعدنيةلها تأثير كبير على انتقال المواد عبر اللحاء. هذا البحث مخصص بشكل خاص لتأثير البورون. لقد ثبت أنه تحت تأثير البورون ، يزداد معدل حركة السكروز بشكل ملحوظ. ربما يكون هذا بسبب تكوين مركبات معقدة من البورون مع الكربوهيدرات. يتم تسريع سرعة استيعاب الحركة ، أيضًا تحت تأثير الفوسفور.وتتحرك أشكال السكريات المفسفرة بشكل أسرع. تتغير سرعة الحركة تحت تأثير البوتاسيوم. يمكن البوتاسيوميحافظ على إمكانات الغشاء في ألواح الغربال وبالتالي يعزز حركة المواد عبر اللحاء. أصعب سؤال هو آلية نقل اللحاء.القوة الدافعة وراء هذا التدفق هي ضغط التورغ. تتميز الخلايا التي تتشكل فيها السكريات (المتبرع) بارتفاع ضغط التورغ ، والتي يتم فيها استهلاك السكريات - ضغط منخفض (متقبل). إذا كانت هذه الخلايا مترابطة ، فيجب أن تتدفق من الخلايا ذات الضغط العالي إلى الخلايا ذات الضغط المنخفض. لا تتبع الحركة دائمًا تدرج ضغط التمزق (في اتجاه انخفاضه). وبالتالي ، من المستحيل تفسير الانتقال المكثف للممتلكات من الأوراق المتساقطة أو ذبول بتلات الزهور ، والتي تمتلك بشكل طبيعي ؛ ضغط تورغ منخفض. تشير الحسابات إلى أنه من أجل تحريك محلول السكروز بالسرعة التي لوحظت في أنابيب الغربال ، هناك حاجة إلى قوة تتجاوز بشكل كبير قوة ضغط التورغ المطورة في الخلايا المانحة. الفرضية البديلة هي الفرضية التي بموجبها تسير حركة المواد العضوية على طول خيوط السيتوبلازم مع إنفاق الطاقة. هناك علاقة بين نقل اللحاء وكثافة التمثيل الغذائي للطاقة. يمكن أن يكون مصدر الطاقة لنقل المواد هو ATP ، والذي يتكون في كل من الخلايا الغربالية نفسها وبشكل رئيسي في الخلايا الساتلية. لقد ثبت أن الخلايا المصاحبة تتميز بكثافة عالية للغاية من التنفس والفسفرة.

يمكن للتقلصات الدورية لخيوط البروتين في أنابيب الغربال أن تعزز حركة المواد في اتجاه معين. أظهرت الدراسات المجهرية الإلكترونية وجود خيوط بروتينية وداخلية مسام لوحات الغربال. من الممكن أن تكون خيوط البروتين هذه قادرة على الانقباضات التمعجية ، مما يجعلها تدفع من خلال المحلول أو الحبيبات الحاملة الخاصة التي تتركز عليها المواد المقلدة. بالطبع ، تتطلب هذه الانقباضات التمعجية إنفاقًا للطاقة. وبالتالي ، يتم نقل المواد المقلدة من خلال اللحاء باستخدام عدة آليات. تعلق الأهمية الرئيسية على تلك الآليات المرتبطة بالانكماش التمعجي لخيوط البروتين. مهم لنمو الكائنات الحية النباتية حركة الاستيعاب.يتم تحديده إلى حد كبير من خلال كثافة استخدام المواد ، واحتياجات عضو معين ، وشدة نموه. للهرمونات النباتية أهمية كبيرة في توزيع العناصر الغذائية في النبات ، حيث يتم توجيه نقل المغذيات نحو تلك الأعضاء التي تتميز بنسبة عالية من الهرمونات النباتية ، ولا سيما الأكسينات. تؤدي معالجة النباتات الفردية بالأوكسين إلى زيادة تدفق المواد العضوية المختلفة إليها. يرتبط تأثير الهرمونات النباتية على حركة المندوبين بزيادة في كثافة التمثيل الغذائي للطاقة. اتجاه حركة المستوعبات مقيد إلى حد ما بموقع الأعضاء التي تنتجها ، أي الأوراق. من المهم أن الأوراق الموجودة على جوانب مختلفة من الساق ، وكذلك مختلفة في الطبقة (العلوية والسفلية) تزود منتجات التمثيل الضوئي لأجزاء مختلفة من أعضاء النبات.

الفصل 7

الخلية الحية هي نظام طاقة مفتوح ، فهي تتبادل الطاقة مع البيئة الخارجية وتعيش بسبب تدفق الطاقة من الخارج. الخلية ، الكائن الحي يمكن أن يحتفظ بشخصيته فقط بتدفق الطاقة الحرة من البيئة. بمجرد توقف هذا التدفق ، يبدأ عدم التنظيم وموت الكائن الحي.

يتم إطلاق طاقة ضوء الشمس ، المخزنة أثناء عملية التمثيل الضوئي في المواد العضوية ، مرة أخرى واستخدامها في مجموعة متنوعة من عمليات الحياة. يتم إطلاق طاقة الكميات الخفيفة ، المتراكمة في الكربوهيدرات ، بسرعة مرة أخرى في عملية اضمحلالها (التبديد). في الشكل الأكثر عمومية ، يمكن ملاحظة أن جميع الخلايا الحية تتلقى الطاقة من خلال التفاعلات الأنزيمية ، والتي تنتقل خلالها الأقطاب الكهربائية من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى أقل.

في الطبيعة ، هناك عمليتان رئيسيتان يتم خلالها تخزين طاقة ضوء الشمس مادة عضوية يتم تحريرها - هذا يتنفسو التخمير.التنفس هو الانهيار التأكسدي للمركبات العضوية إلى مركبات بسيطة مصحوبة بإطلاق الطاقة. التخمير هو عملية نثر المركبات العضوية في مركبات أبسط ، مصحوبة بإطلاق الطاقة. أثناء التخمير ، لا تتغير درجة أكسدة المركبات. في حالة التنفس ، يعمل الأكسجين كمستقبل للإلكترون ، في حالة التخمير ، المركبات العضوية. العمليات المدرجة في دورة الطاقة مهمة للغاية لدرجة أن علم الطاقة الحيوية قد نشأ في الوقت الحاضر ، والذي يدرس الأسس الجزيئية وشبه الجزيئية لتحويل الطاقة.

حركة المواد
حسب النبات
1 المقدمة. تنظيم النظام
النقل في النباتات.
2. حركة العناصر المعدنية
تغذية النبات.
3. نقل المواد العضوية.

أولا: دور دراسة نقل المواد:
القيمة النظرية كواحد من
مشاكل في علم وظائف الأعضاء
قيمة عملية
الترابط بين الأجهزة الفردية في
نظام فسيولوجي موحد
اتصالات المتبرع والمتقبل بين الأعضاء:
أعضاء تزويد المغذيات
المتبرعين
الأعضاء المستهلكة هي متقبلات.
اسم المتبرعين
الغذائية المعدنية
المواد والعضوية
مواد.

مارسيلو مالبيغي
1628-1694
تجربة Malpighi مع الانسحاب
قطعة من اللحاء على شكل حلقة
الجذعية (أ). تورم الأنسجة
خاتم (ب)
دور كبير في معرفة طرق الحركة
لعبت المغذيات الفردية استقبال
رنين النبات.
تم تطبيق هذه التقنية في نهاية القرن السابع عشر. (1679)
الباحث الإيطالي M. Malpighi ،
الذي اقترح أن
تربتهم تذهب إلى الجذور ، ثم على طول
الخشب في الأوراق والسيقان (النسغ الخام) ، وبعد ذلك
المعالجة - في الاتجاه المعاكس على طول اللحاء.

تنظيم نظام النقل

داخل الخلايا
الوسط: داخل عضو واحد بحسب
أنسجة غير محددة ، باختصار
المسافات.
بعيد: بين مختلف الاعضاء حسب
أقمشة متخصصة. النقل عن طريق
نسيج الخشب واللحاء.

ثانيًا. حركة المغذيات المعدنية في جميع أنحاء النبات

اسم متقبلات المعادن
كيف يتم النقل داخل الخلايا؟
اسم أنظمة النقل
على أي نسيج هو بعيد
نقل المعادن

دورة المعادن في النبات. إعادة التدوير

يتميز الكائن النباتي
الاقتصاد في استخدام المغذيات
المواد ، والتي يتم التعبير عنها في القدرة على
إعادة التدوير (إعادة الاستخدام)
العناصر الرئيسية للتغذية المعدنية.
قابلة لإعادة الاستخدام
معظم عناصر التغذية المعدنية ، في
بما في ذلك P ، N ، K ، Mg ، إلخ.
العناصر التي هي عمليا
reutilized - Ca و B ، والتي ترتبط مع صغير
التنقل وضعف الذوبان
المركبات التي تحتوي على هذه
عناصر.
إعادة التدوير

هناك نوعان من تدرجات توزيع المواد المعدنية في النبات:
العناصر التي يعاد استخدامها تتميز بـ
التدرج اللوني للتوزيع القاعدية ، أي كلما كانت الورقة أعلى و
كلما كان أصغر ، كلما احتوى على النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم.
للعناصر غير القابلة لإعادة التدوير (الكالسيوم ،
البورون) ، يعتبر تدرج توزيع أكروبيتال سمة مميزة. كبار السن
الجهاز ، كلما زاد محتوى هذه العناصر فيه.
الأهمية العملية لدراسة توزيع المغذيات في
أعضاء النبات:
- فيما يتعلق بالعناصر التي يمكن إعادة استخدامها ،
ستظهر علامات الجوع ، أولاً وقبل كل شيء ، على كبار السن
اوراق اشجار،
- فيما يتعلق بالعناصر التي لا تخضع لإعادة التدوير ، العلامات
تظهر أوجه القصور في المقام الأول على الأوراق الصغيرة.
لذلك ، فإن تدرج معاناة النبات يتم توجيهه في الاتجاه المعاكس.
جانب من تدرج التوزيع.

ثالثا. نقل المواد العضوية

1.
2.
3.
4.
توزيع المواد المندمجة في النبات.
طرق حركة المندوبين.
آلية النقل.
تنظيم النقل.

1. توزيع المندمجين في النبات

حركة المستوطنين
يطيع نمط المتلقي المانح
أنسجة التمثيل الضوئي
أماكن الاستهلاك
(مراكز النمو:
meristems ،
الأوراق ، وما إلى ذلك)
أماكن التخزين
(فواكه ، بذور ،
تخزين
حمة ، وما إلى ذلك)
الجهات المانحة (المصادر)
يستوعب التمثيل الضوئي
مناديل التخزين
(أجهزة).
المتقبلون (المستهلكون)
الأعضاء (الأنسجة)
قادر
على المرء
إرضاء
الاحتياجات الغذائية.
متفاوتة
توزيع
يستوعب

الحركة على طول اللحاء غير مؤكد
الاتجاه ، على عكس نسيج الخشب ، يعتمد
على موقع المتبرع والمقبل.

2. طرق تنقل المندوبين

2.1. النقل داخل الخلايا

هذا هو نقل المستوعبات من البلاستيدات الخضراء إلى السيتوبلازم.
النشا ← الجلوكوز ← ثنائي فوسفات الفركتوز ← ثلاثيات.
يتم تحرير التثليث من البلاستيدات الخضراء بمساعدة نقل البروتينات
نفقات الطاقة.
في السيتوبلازم ، يتم استخدام ثلاثيات للتنفس ، وتوليف الهيكسوسيس ،
السكروز والنشا. هذا يسمح لك بتقليل التركيز
ثلاثي الفوسفات في السيتوبلازم ، مما يساهم في تدفقها على طول
تدرج التركيز.
لا يتراكم السكروز الناتج في السيتوبلازم ، ولكن
المصدرة أو المتراكمة مؤقتًا في الفجوات ،
تشكيل حوض احتياطي

2.2. النقل المتني بين الخلايا

يمكن إجراء النقل القريب بطريقتين - على طول رابطات البيانات
(سيمبلاست) أو أبوبلاست.
سرعة حركة المستوعبات في الأنسجة المتني هي 10-60 سم / ساعة

من أبوبلاست و سيمبلاست يستوعب
أدخل المصاحب
(يحيل) الخلايا (الوسطاء
بين خلايا حمة الأوراق
وأنابيب الغربال)
لديهم ثمار عديدة
جدران الخلايا. بفضل الثمرات
يزيد سطح غشاء البلازما.
في نفس الوقت يزيد
سعة مساحة حرة و
يخلق الظروف المواتية ل
امتصاص المادة

دليل على نقل اللحاء

2.3 نقل اللحاء
دليل على نقل اللحاء
1) رنين ، 1679
مائل. مارسيلو
مالبيغي.
2) الاستعمال
المشعة
14 تسميات CO2.
3) طريقة الاستلام
عصير اللحاء مع
المصاصون
الحشرات.
تلقت هذه التقنية
اسم أفيدنايا (من اللات.
حشرات المن - Aphidoidea)
يبرز المن - وسادة

هيكل اللحاء

على عكس نسيج الخشب ، يكون اللحاء
عبارة عن مجموعة من الخلايا الحية.
يتكون اللحاء من عدة أنواع من الخلايا ،
متخصص في التمثيل الغذائي و
هيكليا:
أنابيب الغربال (خلايا الغربال) وظيفة النقل
الخلايا الساتلية - دور نشط
نقل الخلايا.

ملامح الأنابيب الغربالية

بروتوبلاستس محدودة
النشاط الأيضي؛
نظام الاتصال بين الخلايا
من خلال حقول الغربال في المشروع المشترك ؛
الصفوف العمودية ممدود
خلايا أسطوانية رقيقة
أغشية الخلايا.
يتم فصل الخلايا (الأجزاء) عن بعضها البعض
لوحات الغربال الأخرى،
مليئة بالعديد
المسام التي يمرون من خلالها
خيوط السيتوبلازم.

مع تطور هيكل ST
يخضع للتغييرات:
النواة تتفكك.
مخفضة في الحجم و
عدد البلاستيدات و
الميتوكوندريا؛
تونوبلاست يختفي في مكانه
فجوات تشكل تجويف
EPR سلس ، في شكل مكدسات.
يقع السيتوبلازم في
طبقة الجدار.
يتم الحفاظ على البلازما في النضج
الخلايا
في مسام لوحات الغربال تترسب
كربوهيدرات الكالوز وبروتين اللحاء (بروتين P)

الخلايا المصاحبة

تعلق على كل خلية
أنبوب غربال.
غني بالسيتوبلازم
نواة ونواة كبيرة
العديد من الميتوكوندريا و
الريبوسومات
لديك عالية
النشاط الأيضي،
أنابيب غربال الإمداد
ATP.
رفيق وخلايا غربال
الأنابيب متصلة
روابط بلازمية.

تكوين إفرازات اللحاء

تركيب ترمس أبيض Xylem & Phloem Sap
زيليم ساب (ملغ
ل -1)
اللحاء النسغ (ملغ
ل -1)
السكروز
*
154,000
أحماض أمينية
700
13,000
البوتاسيوم
90
1,540
صوديوم
60
120
المغنيسيوم
27
85
الكالسيوم
17
21
حديد
1.8
9.8
المنغنيز
0.6
1.4
الزنك
0.4
5.8
نحاس
تي
0.4
نترات
10
*
الرقم الهيدروجيني
6.3
7.9
مستوى
يتقلب تركيز عصارة اللحاء في
تتراوح من 8 إلى 20٪. 90٪ أو أكثر
يتكون عصير اللحاء من الكربوهيدرات بشكل أساسي
من السكروز ثنائي السكاريد (C12H22011).
في بعض الأنواع ، جنبا إلى جنب مع السكروز
شكل نقل الكربوهيدرات هي:
قليل من السكر (رافينوز ، فيرباسكوز ، ستاكيوز)
- البتولا ، Malvaceae ، الدردار ، القرع
بعض الكحوليات (مانيتول - زيتون ،
السوربيتول - الوردية ، dulcite Euonymous). السكريات الأحادية (الجلوكوز و
الفركتوز) تشكل نسبة صغيرة
تحريك الكربوهيدرات.
يتم نقل المواد النيتروجينية من خلال
اللحاء على شكل أحماض أمينية وأميدات. في
وجدت عصارة اللحاء وزنًا جزيئيًا منخفضًا
البروتينات والأحماض العضوية والهرمونات النباتية ،
الفيتامينات والأيونات غير العضوية.
سمة مميزة
النسغ اللحاء هو
تفاعل قلوي طفيف (pH = 8.08.5) ، تركيز عالٍ من ATP
و K + أيونات.

ملامح الحركة على طول اللحاء

سرعة عالية - 50-100 سم / ساعة (حسب
6 سم / ساعة).
الكثير من المواد لتحملها.
خلال موسم النمو أسفل الجذع
يمكن أن تمر 250 كجم من السكر.
نقل لمسافات طويلة - حتى 100 متر.
الكتلة النسبية للحاء ليست كبيرة.
الأنابيب الغربالية رفيعة للغاية - قطرها 30
ميكرون (سماكة الشعر - 60-71 ميكرون).

تأثير الظروف البيئية

يعتمد نقل المواد عبر اللحاء على:
من درجة الحرارة. درجة الحرارة المثلى هي 20 و 30 درجة مئوية.
ظروف التغذية المعدنية (البورون ، الفوسفور ، البوتاسيوم
تسريع حركة السكروز).
ماء
الارتباط مع التمثيل الغذائي: يمنع في وجود الجميع
مثبطات التمثيل الغذائي (أزيد الصوديوم ، يودواسيتات ،
ثنائي نتروفينول ، وما إلى ذلك) ويتم تسريعه بإضافة ATP.

آلية نقل اللحاء

فرضية "الكتلة الحالية"
طرح في عام 1930 من قبل إي مونش.
يتم نقل المندوبين من
المصدر (أ) إلى المكان
الاستهلاك (ب) الانحدار
ضغط تورغ ،
الناتج
التنافذ.
بين B و A يتم إنشاؤه
التدرج الأسموزي ، الذي
في ST يتحول إلى التدرج
الضغط الهيدروليكي. في
نتيجة لذلك ، في اللحاء ينشأ
قمع التيار السائل من
ورقة إلى الجذر.

فرضية التدفق الكهربي

رشحها د. سبانر عام 1979
يوجد على كل لوحة غربال
الجهد الكهربائي المرتبط
تداول أيونات K +.
K + نشط (مع إنفاق طاقة ATP)
يمتص فوق المنخل
الحاجز ويخترق من خلاله
الجزء السفلي.
على الجانب الآخر من القسم ، K + أيونات
اذهب إلى المرافق بشكل سلبي
خلية - زنزانة. المدخول النشط من K + مع
جانب واحد من أنبوب الغربال
تأكد من ذلك
يثري تدفق الاستيعاب
أنبوب غربال من ATP.
يحدث على كل منخل
لوحة الجهد الكهربائي و
هي القوة الدافعة للتدفق
السكروز عن طريق اللحاء.

تفريغ اللحاء

تعمل مضخة H + في جذر البلازما المستقبِل. يتم ضخ H + للخارج (apoplast
محمض) ، مما يساهم في عودة K + والسكروز. يحدث Δр مما يؤدي إلى
إلى تناول H + في الرمز مع السكروز (H + على طول التدرج ، السكروز ضد).
مقبول
مجانا
الفضاء
H + -مضخة
رفيق الخلية
ح +
ح +
السكروز
ك +
السكروز

يعتبر الدوران المستمر لبيئة المياه الداخلية سمة أساسية للحياة

العلاقات الهيكلية والوظيفية بين التصاعدي
و
تنازلي
ماء
تيارات
تزود
عمل نظام هيدروديناميكي موحد في
النباتات.
التشابه مع الدورة الدموية المفتوحة للحيوانات

نظرًا لأن المجموعات الرئيسية الثلاث للمواد العضوية مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بعملية التمثيل الغذائي ، يمكن التمييز بين نقطتين رئيسيتين في تحويلها البيني. إنه التعليم في المقام الأول حمض البيروفيكو حمض الاسيتيك. هاتان المادتان هما حجر الزاوية الذي تقوم عليهما دورات الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.

من حمض البيروفيكتنطلق مسارات تكوين الجلوكوز ، وبالتالي الجلوكوز -1 الفوسفات ، كأساس لتكوين الكربوهيدرات ، وتكوين الأحماض العضوية (أحماض كيتو) ، والتي تبدأ مسار تخليق الأحماض الأمينية. .

حمض الاسيتيكتشكلت بالتوازي مع تخليق الأحماض العضوية من حمض البيروفيك ، وهي بداية الطريق لتكوين الدهون ، وتماشياً مع تكسير الأحماض الدهنية نتيجة الأكسدة ، فهي حلقة وصل بين عملية التمثيل الغذائي للدهون. والكربوهيدرات.

يعتمد تكوين الأحماض النووية والمركبات العضوية الثانوية المختلفة على مواد تم تصنيعها في المراحل الوسيطة لتركيب هذه المجموعات الثلاث من المواد.

حركة المواد العضوية في النبات

في النبات ، تعتبر الورقة العضو الرئيسي في عملية التخليق الحيوي. يتم تخزين منتجات التمثيل الضوئي في شكل نشا في البلاستيدات الخضراء والبلاستيدات الخضراء ، وتحدث إعادة توزيع الكربوهيدرات عندما ينتقل النشا إلى سكريات بسيطة قابلة للذوبان.

في النبات نسيجيعمل على نقل المياه والمعادن من التربة إلى الجزء الموجود فوق سطح الأرض ، و اللحاءيعمل على توصيل السكروز من الأوراق إلى أجزاء أخرى من النبات.

بواسطة اللحاءيتم ملاحظة تدفق المواد من المتبرع (مركب العضو) اعلى واسفل- إلى أي عضو متقبل حيث يتم تخزين هذه المواد أو استهلاكها. الأعضاء التي تقبل المواد هي ، كقاعدة عامة ، أعضاء التخزين (المحاصيل الجذرية ، الجذور ، الدرنات ، المصابيح).

بواسطة نسيجالمواد تتحرك فقط صعودا.

يتم توفير جميع الأعضاء المستهلكة ، كقاعدة عامة ، من قبل أقرب متبرع. توفر الدشات العلوية المزودة بالتمثيل الضوئي البراعم النامية والأوراق الأصغر سنًا. توفر الأوراق السفلية الجذور. يتم توفير الثمار من الأوراق الأقرب لهم.

يمكن أن يحدث النقل على طول اللحاء في وقت واحد في اتجاهين. هذه " ثنائية الاتجاه"هي النتيجة التيار من جانب واحد في منفصلة ولكن متجاورةأنابيب الغربال متصلة بمانحين وقابلين مختلفين.

أنابيب الغربال عبارة عن خلايا مستطيلة رقيقة الجدران متصلة في نهاياتها وتشكل أنبوبًا مستمرًا. يتم ثقب جدران الخلايا عند نقاط الاتصال غربال المساموهذا هو سبب تسميتهم لوحات الغربال. على عكس نسيج الخشبخلايا الغربال خلايا اللحاء - حية، على الرغم من أنها تختلف عن الخلايا الحية العادية. لا تحتوي على نواة ، ولكنها تحتوي على بعض العضيات الأخرى والبلازما التي تلعب دورًا مهمًا في حفظ السكريات في أنابيب الغربال. يمكن أن تكون قدرة خلايا اللحاء على تحلل البلازما بمثابة دليل. تتميز أنابيب الغربال بعمر قصير ويتم استبدالها باستمرار بأخرى جديدة تتشكل أثناء تقسيم الكامبيوم.

تحدث حركة المواد عبر اللحاء بسرعة عالية: تصل إلى 100 سم / ساعة. يتم النقل على طول اللحاء من خلال تدفق الحلول. يؤدي الضغط الهيدروستاتيكي المرتفع الناجم عن انتقال الماء إلى المناطق الغنية بالسكر مع وجود إمكانات مائية سالبة عالية إلى تدفق المحاليل إلى مناطق الضغط المنخفض. تضمن إزالة السكر منها أن يكون هناك دائمًا تدرج وبالتالي تدفق للحل. يشمل التحميل المذاب النقل المشترك ( cotransport)السكروز وأيونات الهيدروجين بمشاركة تصريح محدد. هذه العملية مدفوعة بتدرج حموضة وتدرج كهروكيميائي. يتم بعد ذلك إطلاق أيونات الهيدروجين الممتصة باستخدام ناقل بروتون يستخدم طاقة ATP.

بالإضافة إلى السكروز ، يتم نقل الأحماض الأمينية والأميدات (الأسباراجين ، الجلوتامين) في تيار اللحاء ؛ أثناء الشيخوخة ، يتم أيضًا إضافة المواد العضوية والمعدنية من الأعضاء المحتضرة.

تشارك ثلاثة أنظمة بشكل رئيسي في النقل الموجه للمواد المندمجة في المصنع:

دفع أو إجبار (ورقة) ،

موصل (اللحاء) ،

جذب أو جذب (الأنسجة المرئية والتخزينية).

وبالتالي ، فإن حركة المواد في النبات تتضمن مجموعة معقدة من عمليات حركة المنحل من خلال نسيج الخشب واللحاء ، والتي ينظمها النبات وتعتمد على العوامل الخارجية وعلى مرحلة تطور النبات.