الفصل الأول: التغذية والهضم
التغذية من أهم مظاهر الكائن الحىالتغذية: هى الدراسة العلمية للغذاء والطرق المختلفة التى تتغذى بواسطتها الكائنات الحية
أهمية الغذاء للكائن الحى
1- مصدر الطاقة اللازمة لاتمام جميع العمليات الحيوية فى جسم الكائن الحى
2- الغذاء هو المادة الخام لنمو الجسم وتعويض ما يتلف من أنسجة
أنواع التغذية
*أولا : التغذية الذاتية : وذلك فى الكائنات ذاتية التغذية مثل النباتات الخضراء التى تقوم باستغلال المواد الاولية غير العضوية بسيطة التركيب منخفضة الطاقة (ثانى اكسيد الكربون – الاملاح المعدنية – الماء) التى تحصل عليها من البيئة المحيطة وتحولها عبر عملية تسمى البناء الضوئى الى مواد عضوية معقدة التركيب عالية الطاقة (السكر – النشا – الدهون – البروتين )
*ثانيا : التغذية غير الذاتية : وذلك فى الكائنات غير ذاتية التغذية التى تحصل على غذائها من المواد عالية الطاقة من خلال النباتات او الحيوانات
تقسيم الكائنات غير ذاتية التغذية
1- اساسية مثل اكلات العشب – اكلات اللحوم – متنوعة الغذاء
2- رمية مثل البكتيريا الرمية – بعض الفطريات
3- طفيلية مثل االبلهاريسيا
التغذية الذاتية فى النباتات الخضراء
تتم التغذية الذاتية فى النباتات الخضراء من خلال عمليتان اساسيتان هماأولا: عملية امتصاص الماء والاملاح
ثانيا : عملية البناء الضوئى
عملية امتصاص الماء والاملاح
تتم فى النباتات الراقية عن طريق الشعيرات الجذرية ثم تنتقل منخلية الى اخرى فى اتجاه الاوعية الناقلة
*الشعيرة الجذرية: هى امتداد لخلية واحدة من خلايا البشرة
ويصل طولها الى 4 مم
وهى مبطنة من الداخل بطبقة رقيقة من السيتوبلازم
وبها نواة وفجوة عصارية كبيرة
وتركيز العصارة بها اكبر من تركيز محلول التربة
عمر الشعيرة الجذرية لا يتجاوز بضعة ايام او اسابيع
لأن خلايا البشرة تتمزق بين حين واخر وتعوض باستمرار من منطقة الاستطالة
* ملائمة الشعيرات الجذرية لوظيفتها
1- كثرة عددها وامتدادها للخارج يزيد من مساحة سطح الامتصاص
2- جدرها رقيقة لتسمح بنفاذ الماء والاملاح خلالها
3- تفرز مادة لزجة تساعدها على التغلغل والانزلاق بين حبيبات التربة والالتصاق بها لتثبيت النبات
4- تركيز المحلول داخل فجوتها العصارية اكبر من تركيز محلول التربة مما يساعد على انتقال الماء من التربة اليها.
ألية امتصاص الماء : تعتمد الية امتصاص الماء على الظواهر الفيزيائية التالية:
1- خاصية الانتشار
2- الخاصية الاسموزية
3- خاصية النفاذية
4- خاصية التشرب
اولا خاصية الانتشار:هى حركةالجزيئات او الايونات من وسط ذو تركيز عالى الى وسط ذو تركيز منخفض نتيجة الحركة الذاتية المستمرة لجزيئات المادة المنتشرة
مثل انتشار نقطة حبر فى كأس ماء
ثانيا الخاصية الاسموزية: هى انتقال الماء خلال الاغشية شبه المنفذم من وسط ذو تركيز مرتفع لجزيئات الماء (أقل تركيزا للاملاح)الى وسط ذوتركيز منخفض لجزيئات الماء (أعلى تركيزا للأملاح) على جانبى الغشاء
الضغط الاسموزى : هو الضغط المسبب لانتقال الماء خلال الاغشية شبه المنفذة والذى ينشأ من وجود فرق فى تركيز المواد المذابة على جانبى الغشاء
ثالثا خاصية النفاذية :هى القدرة على انفاذ المواد عبر جدر وأغشية الخلايا
· تختلف جدر واغشية الخلايا على قدرتها على النفاذية فهناك
جدر منفذة تنفذ الماء وايونات الاملاح المعدنية مثل الجدر السيليلوزية
جدر شبه منفذة تنفذ الماء وتحدد نفاذ الاملاح وقد تمنع نفاذ الجزيئات كبيرة الحجم مثل السكر والاحماض الامينية وذلك بسبب ثقوبها الدقيقة جدا مثل الاغشية البلازمية
جدر غير منفذة للماء او الاملاح مثل الجدر المغطاة بالسيوبرين والكيوتين واللجنين
رابعا خاصية التشرب :هى قدرة بعض الدقائق الصلبة وخاصة الغروية منها على لامتصاص الماء فتزداد فى الحجم وتنتفخ مثل السليلوز والبكتين وبروتينات البروتوبلازم
س كيف يمتص الجذر الماء ؟
ج- تحيط بالشعيرات الجذرية طبقة غروية تلتصق بها حبيبات التربة بما عليها من أغشية مائية وذائبات فتمتص الجدر السيليلوزية الماء بخاصية التشرب
وبما ان تركيز العصير الخلوى للشعيرة الجذرية اكبر من تركيز محلول التربة لذلك ينتقل الماء بالخاصية الاسموزية الى داخل الفجوة العصارية
ثم ينتقل الماء بنفس الطريقة الى خلايا القشرة وهكذا حتى يصل الى اوعية الخشب فى مركز الجذر
*ملحوظة:
النباتات الصحراوية والملحية تتميز بارتفاع الضغط الاسموزى بشعيراتها الجذرية من 50 الى 200 ضغط جوى لامتصاص اكبر قدر من الماء بينما الضغط الاسموزى فى نباتات المناطق العادية يتراوح من 5 الى 50 ضغط جوى
الطرق التى يمر فيها الماء الممتص عبر خلايا الجذر حتى يصل للاوعية الخشبية
1- طريق الفجوات العصارية بالخاصية الاسموزية ويتطلب ذلك انحدارا اسموزيا عبر خلايا الجذر
2- خلال السيتوبلازم من خلية الى اخرى خلال خيوط البلازموديزما التى تربط الخلايا ببعضها
3- على جدران الخلايا وخلال المسافات البينية الصغيرة حيث يتدفق الماء بخاصية التشرب
دور الاندودرمس فى تنظيم مرور الماء والاملاح
يحتوى الاندودرمس المواجه للخشب على خلايا تكون
جدرها مغلظة بمادة السيوبرين غير المنفذة للماء
وذلك على شكل شريط يسمى شريط كاسبرى
لا يمر الماء خلال الجدر المغلظة
بشريط كاسبرى بخاصية التشرب
وانما يمر خلال الغشاء البلازمى بالخاصية الاسموزية
وتحت سيطرة البروتوبلازم
خلايا المرور:خلايا الاندودرمس المواجهة للخشب والتى يمر فيها الماء خلال الغشاء البلازمى بالخاصية الاسموزية وتحت سيطرة البروتوبلازم
إمتصاص الأملاح المعدنية
يحتاج النبات إلى عناصر ضرورية غير الكربون والهيدروجين والأوكسجين يمتصها عن طريق الجذر .
ويؤدى نقص هذه العناصر إلى :
أ ) إختلال نمو النبات الخضرى أو توقفه .
ب) عدم تكوين الأزهار أو الثمار .
وتنقسم هذه العناصر إلى قسمين هما :
1) مغذيات كبرى : يحتاجها النبات بكميات غير قليلة وتشمل سبعة عناصر هى ( نيتروجين , فوسفور , بوتاسيوم , كالسيوم , ماغنسيوم , كبريت , حديد ) .
2) مغذيات صغرى ( العناصر الأثرية )
يحتاجها النبات بكميات صغيرة جدا لا تزيد عن بضع ملليجرامات فى اللتر وتسمى لذلك بالعناصر الأثرية , وهى ( المنجنيز , الخارصين , البورون , الألمونيوم , الكلور , النحاس , اليود , المولبيدنيم )
أهميتها : تعمل كمنشطات للأنزيمات .
آلية إمتصاص الأملاح
تنتشر دقائق الذائبات ( الأملاح ) مستقلة عن الماء وعن بعضها البعض إلى النبات على صورة أيونات :
- موجبة ( كاتيونات ) مثل K++ , Ca++ .
- سالبة ( أنيونات ) مثل CL- , NO3- , SO4- .
ويتم ذلك بالطرق الأتية :
1) الانتشار : من محلول التربة وتنفذ إلى داخل الجدران السليلوزية المبتلة .
2) التبادل الأيونى : مثل خروج Na+ من الخلية ودخول أيون البوتاسيوم K+ بدلا منه .
*** يحدث التبادل بين كاتيون وكاتيون أو أنيون وأنيون ولا يتم التبادل بين كاتيون وأنيون والعكس .
3) النفاذية الإختيارية :
عندما تصل الأيونات إلى الغشاء البلازمى ينتخب النبات ما يحتاجه من أيونات بصرف النظر عن حجمها أو تركيزها أو شحنتها وينفذها دون غيرها .
4) النقل النشط :
هو حركة أى مادة خلال غشاء الخلية عندما يلزمها طاقة كيميائية ويحدث هذا ضد التدرج فى التركيز لذلك يلزم طاقة لإجبار الأيونات على الإنتشار داخل الخلية ضد التدرج فى التركيز
مصدر الطاقة اللازمة للنقل النشط : الطاقة الكيميائية الناتجة عن تنفس الجذر
تجارب لإثبات حدوث عملية النقل النشط
تجربة طحلب النيتلا :
وهو طحلب يعيش فى ماء البرك , نلاحظ :
1) تركيز أيونات العناصر المختلفة المتراكمة فى العصير الخلوى لخلايا الطحلب أعلى من تركيز ماء البرك .
2) تركيز بعض الأيونات المتراكمة فى خلايا الطحلب تختلف عن الأخرى .
الإستنتاج :
1) مما يدل ذلك على أن الأيونات تمتص إختياريا حسب حاجة الخلية .
2) حدوث نقل نشط واستدعى ذلك أن تستهلك الخلية طاقة لإمتصاص هذه الأيونات التى أجبرت على الإنتشار ضد التدرج فى التركيز .
تجربة نبات الشعير لإثبات أن التنفس الهوائى هو مصدر الطاقة اللازمة للنقل النشط
تركت نبات الشعير لتمتص أملاح الكبريتات SO4 وبها كبريت مشع S35 قدرت الكمية الممتصة بواسطة عداد جيجر فى حالة :
أ ) تعريض الجذر للظروف الهوائية .
ب) تعريض الجذر للظروف غير الهوائية .
الملاحظة: الإمتصاص يقل فى حالة الظروف غير الهوائية .
الاستنتاج :
1) الأوكسجين لازم لإمتصاص الأملاح بالنقل النشط .
2) أيونات الأملاح تتراكم فى خلايا النبات بفضل استهلاك الطاقة المنطلقة خلال التنفس الهوائى .
*** يتأثر النقل النشط بتوفر الظروف الهوائية واللاهوائية .
ثانيا : البناء الضوئى فى النباتات الخضراء
أهمية عملية البناء الضوئى : مصدر1)الغذاء مثل المواد الكربوهيدراتية والبروتينية والدهنية والفيتامينات .
2)الطاقة حيث تمد جميع الكائنات الحية بالطاقة اللازمة لنموها وتكاثرها والحفاظ على حياتها .
3) الأكسجين الذى تقدر نسبته فى الجو حوالى 21% من حجم الهواء
4) الوقود اللازم للالات ووسائل المواصلات كالفحم والبترول والغاز الطبيعى ( تم تخزينها فى النباتات من الطاقة الشمسية خلال العصور الجيولوجية القديمة ) .
5)المنتجات الصناعية والاقتصادية مثل الألياف النباتية والحيوانية المستعملة فى صناعة الأنسجة والأخشاب والأوراق والمنتجات الصناعية الأخرى كالدهون والكحول والخل وغيرها وذلك بعد إجراء تغييرات كيميائية على المواد الوسيطة أو النهائية لهذه العملية .
أولا الناتج الرئيسى هو السكر أحادى ( الجلوكوز )
- كلوروفيل ب
- زانثوفيل
- كاروتين
لونه أخضر مصفر
لونه أصفر ليمونى
لونه أصفر برتقالى
نسبتهما حوالى 70 ٪
نسبته حوالى 25 ٪
نسبته حوالى 5 ٪
- نصل الورقة رقيق ومفلطح مما يساعده على استقبال الضوء .
- النصل مدعم بعرق وسطى يتفرع إلى شبكة تعمل على تزويد الورقة باحتياجاتها من الماء والأملاح كما تنقل المواد الغذائية عالية الطاقة التى تجهزها الورقة .
- تغطى السطحان العلوى والسفلى للورقة طبقة من الكيوتين فيما عدا ثقوب صغيرة ضيقة تسمى الثغورلتقليل فقد الماء , وتقوم بالتبادل الغازى , وتتحكم فى كمية تبخر الماء من النبات حيث تفتح فى الضوء وتقفل فى الظلام وتتأثر بدرجة الرطوبة .
يتكون من عدة حزم وعائية ممتدة داخل العروق والعريقات ويحتوى العرق الوسطى على الحزمة الرئيسية فى الورقة ويدعم الحزمة من الخارج ثلاث أنواع من الأنسجة هى :
نسيج كولنشيمى – نسيج بارنشيمى – نسيج اسكلرنشيمى .
2) تعيش فى طين البرك والمستنقعات :
أولا : التفاعلات الضوئية
[ltr]ADP + P ATP[/ltr]
النشط
2) يمكن أن يستعمل لبناء الجلوكوز والنشا والبروتينات والدهون .
3) يمكن أن يستعمل كمركب عالى الطاقة فى التنفس الخلوى ( فى الميتوكندريا ) .
أسئلة للمراجعة
- لا يمكن أن تحدث عملية البناء الضوئى كاملة أثناء الظلام ؟
س2) الرسم المقابل ملخص للتفاعل الضوئى .
* ما العامل المحدد لهذا النوع من التفاعل .
س4) ما التفاعلات اللاضوئية , أين تحدث وماذا يتم فيها ؟
س7) أكتب المصطلح العلمى :
1) مركب يحمل الطاقة ويتكون فى الجرانا .
2) مجموعة من الخلايا والأوعية تنقل المواد عالية الطاقة فى النبات .
3) الضغط الذى يسبب إنتشار الماء خلال الأغشية شبه المنفذة .
* لاحظ مكونات التجربة الموضحة بالشكل ثم أجب :
1) إسم العالم الذى قام بهذه التجربة وما الهدف منها .
2) الغرض من استعمال طحلب الكلوريلا فى هذه التجربة .
3) الغرض من إستعمال نظير الكربون المشع .
4) بعد مضى ثانيتين فقط من بداية التجربة ماذا يتكون , وفيما يستعمل ؟
النشا مائيا إلى سكر ثنائى هو المالتوز ( سكر الشعير ) . الأميليز وسط قلوى
نشا + ماء سكر ثنائى مالتوز
وسط قلوى
[ltr] HCL[/ltr]
أ ) مجموعة إنزيمات الببتيديز :
ب) مجموعة الإنزيمات المحللة للسكريات الثنائية إلى السكر الأحادى .
- إنزيم المالتيز :
إنزيم السكريز
سكروز + ماء جلوكوز + فركتوز
- إنزيم اللاكتيز :
إنزيم اللاكتيز
سكر لاكتوز + ماء جلوكوز + جالاكتوز
- إنزيم أنتيروكينيز :
هو ليس من الإنزيمات الهاضمة بل هو منشط فقط لإنزيم الببسينوجين .
العلم والايمانالسبت 28 فبراير 2015, 9:28 pm