بحث عن النباتات

تعريفها:
البلاستيدات عضيات سابحة في بروتوبلازم بعض الخلايا النباتية و لطحلبية يختلف عددها وشكلها حسب نوع الخلية.
وظيفتها:
تحويل الطاقة الضوئية إلى كيميائية مخزنة في المواد الغذائية.
صبغاتها:
تحتوي على صبغات تقتنص الطاقة الضوئية و هي أساساً:
1- الكلوروفيل أ. Chlorophyll a
2-الكلوروفيل ب. Chlorophyll b
و صبغات مساعدة مثل :
1-الكاروتين Carotene
2-الزانثوفيلZanthophyll
3-الفايكوسيانينPhycocyanin
شكلها وعددها:
قطرها:4-10ميكرون سمكها:1-4 ميكرون ويختلف عددها حسب نوع الخلية و يميز عددها و شكلها كل نوع من الكائنات الحية.
مكانها:
بالقرب من الجدار الخلوي و مركز الخلية غالباً لا توجد به بلاستيدات.
أنواعها:
1-البلاستيدات الخضراءChloroplasts:تقوم بعملية البناء الضوئي.
2- البلاستيدات الملونةChromoplasts:تساهم في الألوان المختلفة للثمار و الزهور.
3- البلاستيدات عديمة اللونLeucoplasts:تتحول لخضراء أو تخزينية.
4- البلاستيدات النشويةAmyloplasts:تحتوي على النشا.
5- البلاستيدات البروتينيةProteinoplasts:تخزن المواد البروتينية.
6- البلاستيدات الدهنيةElaioplasts:تخزن المواد الدهنية و الزيوت النباتية .
7- بلاستيدات نبات الظلEtoioplasts:توجد بكثرة في أوراق نبات الظل.
و يمكن أن تتحول البلاستيدات من نوع لآخر حسب الآتي :
التركيب الكيميائي للبلاستيدة الخضراء:
البروتينات 35-55% الدهون 20-30% الكلوروفيل 5-8% الكاروتينات حوالي 5% RNA 2% DNA 0.02-0.1% الكربوهيدرات بنسب متغيرة .
أماالتركيب الكيميائي للكلوروفيل:
تتكون من ذرات كربون و نيتروجين تتصل بحلقة Prophyrin ويحتوي على ذيل Phytoltail يربط الكلوروفيل بغشاء صائد الطاقة Thylakoid.
فصل البلاستيدات الخضراء:
يمكن الحصول عليها بكميات كبيرة من أوراق النباتات خاصة السبانخ عن طريق هرس الأوراق في محلول يحتوي على:
كلوريد الصوديوم0.33M سكروز0.3M أسه الهيدروجينيPH 8
فتتكسر الجدر الخلوية وباستخدام الطرد المركزي عند1000g لمدة15د يتم ترسيب الجدر الخلوية و أنوية الخلايا المهروسة ويتم غسلها بواسطة محاليل غسيل ثم استخدام جهاز طرد مركزي عالي السرعة Ultracentrifuge لفصل العضيات و التراكيب الخلوية الدقيقة و يمكن من هذه الأجهزة التحكم بدرجة الحرارة.
التركيب الدقيق للبلاستيدات الخضراء:
يحيط بها الغشاء الخارجي Outer membrane يليه الغشاء الداخلي Inner membrane بينهما فراغ غشائي Intermembrane space ويتصل الغشاء داخلي بنظام غشائي في بعض أجزائه ليكون عدد كبير من الحيزات و الأغشية في المادة الرائقة Stroma و الفراغ غشائي ذو عتامة إلكترونية منخفضة Electron translucent سمكه10نانوميتر و الغشاء خارجي منفذ و الغشاء الداخلي شبه منفذ و توجد تراكيب قرصية على هيئة أكياس غشائية مسطحه تدعى صائدات الطاقة و كل مجموعة منها تسمى سداة Granum وكل سداتين متجاورتين يتصلان عن طريق الصفيحة الإسترومية Stromal lamellae ( استروما صائد الطاقة Stroma thylakoid وهي على هيئة قناة في الصفيحة الإسترومية Channal of stroma lamellae الفجوات الداخلية لصائدات الطاقة تدعى التجاويف الداخلية Loculus
و تفصل أغشية البلاستيدة المحتوى الداخلي لها ثلاثة أجزاء مستقلة هي :
I. التجويف بين الغشائين Intermembrane space .
II. المادة الرائقة Stroma.
III. التجاويف الداخلية Loculus.
الضوء:
الضوء المرئي يتألف من إشعاعات كهرومغناطيسية Electromagnetic radiation تتراوح أطوالها بين 400-750 نانو متر و الطاقة الضوئية تكون على هيئة حزمة من الأشعة تسير في اتجاه محدد و تتألف من إلكترونات و كل إلكترون يشكل وحدة طاقة و الدفعة الواحدة من الطاقة الضوئية المكونة للحزمة الضوئية تدعى كونتا Quanta مفردها Quantum أو فوتونات Photons يحتوي على قدر من الطاقة يرتبط بطول الموجة الضوئية .
الكلوروفيل:
هو المادة الخضراء التي تميز النباتات و الطحالب و بعض أنواع البكتيريا و يتم عن طريقه و الصبغات المساعدة القيام بعملية البناء الضوئي.
"العلاقة بين محتوى الكلوروفيل و سرعة عملية البناء الضوئي طردية"
البناء الضوئي:
الخطوة الأولى:
امتصاص الكلوروفيل الفوتونات لاستخدامها كمصدر للطاقة لتحويل الإلكترونات إلى حالة مرتفعة الطاقة High energy state و هذه الإلكترونات تستغل في
الخطوة الثانية:
لاختزال Reduce أو تثبيت Fix مستقبل هذه الإلكترونات الغنية بالطاقة و هو غالباً جزيء غير عضوي CO2 يتحول لجزيئات عضوية.
ووجد أن الطحالب الخضراء المزرقة و النباتات و بعض أنواع البكتيريا تستخدم الماء كمصدر للإلكترونات و تثبت CO2 وينطلق الأكسجين .
بكتيريا البناء الضوئي الخضراء Green و البكتيريا الأرجوانية Purple الكبريتية تستخدم مركبات كيميائية عالية الاختزال عند مقارنتها بالماء كمصدر للطاقة و تنطلق مركبات مثل الكبريت و الهيدروجين بدلاً من الأكسجين .
معادلة البناء الضوئي العامة:
CO2+H2O by light and Chloroplasts=(CH2O)n+H2O+O2
CO2+2H2D by light and Chloroplasts=(CH2O)n+H2O+2D
حيث D المادة المانحة للإلكترونات Electron donor
يوجد نوعين من التفاعلات تعمل بتتابع لإتمام عملية البناء الضوئي:
أ***. مجموعة تفاعلات الضوء Light reactions:يعتمد على الضوء مباشرة وتتم داخل صائدات الطاقة.
ب***. مجموعة تفاعلات الظلام Dark reactions:يعتمد على نواتج تفاعلات الضوء وتتم داخل المادة الرائقة.
يتمثل الاختلاف بين الكائنات الحية في تفاعلات الضوء بينما تفاعلات الظلام متشابهه في جميع الكائنات القادرة على القيام بها و تختلف النواتج بين الكائنات فقد تتكون أحماض أمينية أو أحماض دهنية أو مركبات كربوهيدراتية
يوجد مركبات وسطية بينهما تعمل على هيئة أزواج مثل: NADP+/NADPH ADP/ATP
ATP و NADPH المختزل تنتج من تفاعلات الضوء و تستخدم كمصدر للطاقة في تفاعلات الظلام و تسمى القوة التمثيلية Assimilatory power و تتحول إلى ADP و NADP+ المؤكسد و تستمر الدورة.
الأنظمة الضوئية I و II :
يقترح أن هناك نظامين ضوئيين لامتصاص الطاقة الضوئية أثناء عملية البناء الضوئي يربط بينهما وسائط كيميائية وهذا النظام الكيميائي يسمى Z Pathway وهو عبارة عن سلسلة يرتبط بها نواقل الإلكترونات.
و يقترح أن الإلكترونات الناتجة من تحلل الماء تنقل إلى مركز التفاعل في النظام الضوئي II بعد مرورها بسلسلة قصيرة من النواقل الإلكترونية و الإلكترونات تكون في أدنى مستوى للطاقة فتدخل في الحالة المدارية الدنيا Ground state orbitals لجزيئات الكلوروفيل و تجمعات صائدات الطاقة في هذا النظام تمتص الطاقة و تنقلها إلى مراكز التفاعل و تؤدي إلى رفع طاقة الإلكترونات إلى الدارات المستحثة Excited orbitals ثم تنتقل الإلكترونات إلى المستقبل الأولي Primary acceptor في هذا النظام ثم تنتقل الإلكترونات عبر النواقل الإلكترونية و تفقد تدريجياً طاقتها حتى تصل إلى مركز التفاعل في النظام الضوئي I حيث تستحث الإلكترونات مرة أخرى و تنتقل إلى المستقبل الضوئي الأولي و عبر النواقل الإلكترونية تصل الإلكترونات إلى مركب NADP+ الذي يختزل إلى NADPH وتدفق الإلكترونات يتزامن مع تكوين ATP من ADP و الفوسفات غير العضوي و نطلق الأكسجين الناتج من تحلل الماء للهواء الخارجي كناتج من التفاعل .
مكونات الأنظمة الضوئية:
النظام الضوئي I:
a) عدة مئات من الكلوروفيل أ .
b) صبغة الكلوروفيل 700
c) حوالي 50 جزيء من الكاروتينات .
d) سيتوكروم F .
e) سيتوكروم 564b .
f) البلاستوكينون .
g) الفيرودوكسين .
النظام الضوئي II:
a) 200 من كلوروفيل أ و كلوروفيل ب .
b) صبغة الكلوروفيل 680 .
c) حوالي 50 جزيء من الكاروتينات .
d) الكيتون .
e) البلاستوكينون .
f) ذرات المنجنيز .
g) سيتوكروم 559b .
الأكسدة و الاختزال :
امتصاص الطاقة الضوئية يؤدي إلى إعطاء الإلكترونات طاقة إما تفقدها أو تنتقل الإلكترونات إلى مركبات جديدة حسب جهد الأكسدة و الاختزال Redox potential.المركب المعطي للإلكترونات يتأكسد Oxidized و المستقبل مختزل Reduced .
و بهذه الطريقة يستمر تدفق الإلكترونات عبر الأنظمة الضوئية إذا استمر وجود الضوءو يؤدي إلى الفسفرة الضوئيةPhotophosphorylation و اختزال NADP+ إلى NADPH.
الفسفرة الضوئية الدائرية وغير الدائرية:
Cyclic and noncyclic photophosphorylation:
الفسفرة الضوئية الدائرية:
عندما تنطلق الإلكترونات من النظام الضوئي P700 و تعود إليه مرة أخرى عن طريق:
1) الفيرودوكسين P430.
2) السيتوكروم b3.
3) السيتوكروم F.
4) البلاستوسيانين.
و الطاقة الناتجة من التفاعل تعرف أنها تفاعلات أكسدة و اختزال طاردة للطاقة Exergonic redox reactions تستخدم لفسفرة ADP إلى ATP.
الفسفرة الضوئية غير الدائرية: عندما تنطلق الإلكترونات من النظام الضوئي p680 إلى البلاستوكينون و السيتوكروم b3 و السيتوكروم F و من لبلاستوسيانين إلى النظام P700 و تستخدم الطاقة في هذه الحالة لإنتاج ATP من فسفرة ADP بطريقة غير دائرية .
الفسفرة الضوئية الكاذبة:
عندما ينقل الفيرودوكسين المختزل في النظام الضوئي I الكتروناته عبر سلسلة التفاعلات إلى الأكسجين و ينتج الماء و جزيء ATP .
تفاعلات الظلام:
1) يتفاعل CO2 مع الماء في خلايا الورقة لينتج حمض الكربونيك Carbonic acid ( و هو الشكل النشط من CO2 ) .
2) داخل البلاستيدة يتفاعل حمض الكربونيك مع سكر الـ(RuDP)
Ribulose diphosphat لينتج مركب سداسي الكربون غير ثابت يتحلل لجزئيين من مركب ثلاثي يدعى (PGA) Phosphoglyceric acid وينشط التفاعل بأنزيم Ribulose1,5-diphosphate carboxylase .
3) و الكربون المشع المشتق من CO2 يندمج في المجموعة الكربوكسيلية في PGA .
4) ويختزل PGA إلى (PGAL) 3-Phosphoglyceraldehyde على مرحلتين:
• يتفسفر PGA عن طريق ATP إلى (DPGA) diphosphoglyceric acid .
• (DPGA) يختزل بواسطة NADPH .
و لذلك فكل جزيء CO2 يثبت و يدخل في تركيب PGAL يستهلك جزيئين من ATP و NADPH لإنجاز التفاعل و تتم بتأثير Kinase و Dehydrogenase
5) بعض PGAL يحدث له أزمرة Isomerization بفعل Triose phosphate isomerase ليتكون (DHAP) Dihydroxyacetone ohosphate .
6) يتكاثف PGAL مع DHAP بتأثير أنزيم Aldolase و ينتج (FDP) Fructose1,6-diphosphate .
7) يعمل إنزيم Fructose diphosphat على فصل مجموعة الفوسفات من ذرة الكربون الأولى في (FDP) و ينتج (F6P) Fructose6-diphosphate الذي يتحول أو يتكثف إلى نشا أو Fructose أو Glucose .
و لإتمام الدورة في المادة الرائقة و استمرار تكوين الكربوهيدرات عن طريق تثبيت CO2 :
a) تحول F6P و PGAL إلى (E4P) Erythrose4-phosphate و (DHAP)
b) يعمل إنزيم Aldolase على تسريع تكاثف (E4P) و (DHAP) لينتج (S1,7P) Sedoheptulose1,7-diphosphate .
c) يتحول (S1,7P) إلى Sedoheptulose7-diphosphate (S7P) .
d) يتفاعل (S7P) مع PGAL ليتكون (R5P) Ribose-5-phosphate و (X5P) الذي يتحول إلى (Ru5P) Ribulose5-phosphate .
e) يمكن فسفرة (Ru5P) بفعل ATP لينتج RuDP الذي يعمل على استمرار الدورة .
وقد وجد أن تثبيت 3 جزيئات CO2 يكون 6 جزيئات (PGAL) و يستخدم 5 جزيئات لإعادة إنتاج RuDP و الجزيء الباقي يكون السكر و النشا.
ATP
(3ATP/CO2)
المسار الأيضي لهاتش و سلاك :
أظهرت الدراسات أن دورة كالفن التي تستخدم كربون ثلاثي ليست الطريقة الوحيدة لتثبيت CO2 فقد وجد أن CO2 يثبت أيضاً في مركبات رباعية الكربون بالتعاون مع دورة كالفن لزيادة فعالية البناء الضوئي و هي في نباتات مثل القمح و قصب السكر و معظم النباتات الصحراوية و تمتاز هذه النباتات بتغيرات في التركيب التشريحي و تسمى النباتات رباعية الكربون C4-Plant .
1. تمر جزيئات CO2 الآتية من الهواء الخارجي إلى خلايا الميزوفيل Mesophyll عن طريق الثغور .
2. يتكاثف CO2 مع (PEP) Phosphoenol-pyruvate الثلاثي الكربون و يتكون Oxaloacetate الرباعي الكربون و ينشط التفاعل يتأثر Phosphoenol pyruvate carboxylase .
3. و يتحول Oxaloacetate إلى Malate أو Aspartate حسب نوع النبات و يتم ذلك في خلايا غلاف الحزمة الوعائية ليحدث نزع CO2 Decarboxylation في بلاستيدات خلايا الغلاف الوعائي .
البناء الضوئي في الكائنات أولية النواة :
لا تحتوي هذه الخلايا على بلاستيدات خضراء و لكنها تحتوي على آلية للبناء الضوئي محمولة على الصفائح الغشائية Lamellar membrane system و تدعى Chromatophores التي تحتوي على أصباغ تفاعلات الضوء الكيميائية Photochemical و في البكتيريا يشكل الكلوروفيل البكتيري Bacteriochlorophyll الجزيء المحتجز النهائي للضوء .
و يوجد مجموعتين من البكتيريا القادرة على القيام بعملية البناء الضوئي :
المجوعة الأولى :
أ***. بكتيريا الكبريت الخضراء Green sulfer bacteria .
ب***. بكتيريا الكبريت الأرجوانية Purple sulfer bacteria .
تستهلك H2S و تؤدي لإنتاج الكبريت و الكربوهيدرات و أثناء عملية البناء الضوئي تتجمع حبيبات الكبريت و تدخل في عمليات أيضية فيما بعد .
المجموعة الثانية :
البكتيريا الأرجوانية غير الكبريتية تستهلك مركبات عضوية مثل حمض الخليك كمعطي للإلكترونات و يتم أكسدته لا هوائياً بدورة كربس و يمكن أن يختزل إلى Hydroxybutyric acid .
و يمكن لأفراد البكتيريا الأرجوانية الكبريتية و غير الكبريتية استخدام H2 لاختزال CO2 أو حمض الخليك
البناء الضوئي في الطحالب الخضراء المزرقة :
يشبه النظام في البلاستيدات الخضراء إلا أنه يوجد صبغة إضافية تدعى Phycobilins و هي تمتص الضوء و توجد أصباغ البناء الضوئي في تراكيب حبيبية الشكل تدعى Cyanosomes أو Phycobilisomes على صفائح البناء الضوئي
أنواع البلاستيدات
تحتوى الخلايا المرستيمية للنباتات الراقية على بلاستيدات صغيرة تشبه في بنيتها الميتوكوندريا ، ولا يمكن تمييزها إلا بواسطة المجهر الإلكتروني وتسمى بالبلاستيدة الأولية Proplasts ، وتعتبر هذه البلاستيدات منشأ أو أصل البلاستيدات الأخرى حيث يمكن أن تتحول إلى الأنواع المختلفة من البلاستيدات.
للبلاستيدات وظائف مختلفة في الخلايا البالغة ، وذلك حسب المواد التي تصنعها ويمكن أن نميز منها الأنواع التالية :
البلاستيدات عديمة اللون Leucoplasts :
توجد في الخلايا الجنينية والمرستيمية وتشمل الأولية Proplasts التي تتحول إلى بلاستيدات خضراء عند تعرضها للضوء أو قد تصبح بلاستيدات تخزينية لبعض النواتج الطبيعية للنبات.
البلاستيدات الخضراء Chloropastsوهى:
تحتوى على اليخضور"Chlorophyll a,b " وتوجد في الأعضاء الهوائية للنباتات مثل الأوراق والسيقان الخضراء وفي كثير من انواع الطحالب ، وتقوم بعملية البناء الضوئي.
البلاستيدات النشوية Amyloplasts
و تحتوي على النشا وتوجد غالباً في الأعضاء غير الظاهرة للنباتات كما في درنات البطاطس والثمار .
البلاستيدات البروتينية Proteinoplasts :
وهى تقوم بتخزين المواد البروتينية في الأعضاء غير المعرضة للشمس، مثل بذور الفول والنباتات البقولية.
البلاستيدات الدهنية Elaioplasts :
وهى تقوم بتخزين المواد الدهنية والزيوت النباتية كما في بعض البذور مثل الخروع، اللوز، الذرة وغيرها من النباتات .
البلاستيدات الملونة Chromoplsts :
تحتوى على الأصباغ الكاروتينية وهى تساهم في الألوان المختلفة التي تميز الأوراق والثمار والأزهار، وتوجد في بعض أنواع الجذور كما في الجزر، وتوجد هذه الأصباغ أيضاً في كثير من أنواع الطحالب.
بلاستيدات نباتات الظل Etoioplasts (نباتات الزينة):
توجد هذه البلاستيدات بكثرة في نباتات الظل ( النباتات التي تنمو في الظل ) وتركيبها غير منتظم وتحاط بغشاء مزدوج. تركيبها الداخلي يحتوى على واحد أو أكثر من الأجسام الصفحائية البدائية (Paracrtstalline) Prolamellar bodies ، وعلى حويصلات مسطحة Flattened vesicles تدعى الثايلوكيدات (صائدات الطاقة) الأولية Primary thylakiods.

الشروط الواجبة توفرها لإتمام عملية البناء الضوئي ، والعوامل البيئية المحددة لها :
علمنا سابقاً أن عملية البناء الضوئي من أهم العمليات الحيوية التي تتم على سطح الكرة الأرضية ، ولهذه العملية العديد من الشروط اللازم توفرها في البيئة الخارجية والداخلية للنبات حتى يقوم بعملية الضوئي ، كما توجد العديد من العوامل المحددة لمعدل حدوث العملية . وإذا غاب أحد الشروط توقفت العملية تماماً ، والعامل المحدِّد للعملية (Factor Limiting) هو أبطأ العوامل وأقلها .
وتقول نظرية العوامل المحددة : أتى معدل العملية المتحكم فيها أكثر من عامل يتحدد بأقل هذه العوامل ، أو بمعنى آخر عندما تتوقف سرعة عملية ما على عدد من العوامل فإن سرعة هذه العملية ، تتحدد بأبطأ هذه العوامل سرعة .
ومن الشروط الواجب توفرها لقيام النبات بعملية البناء الضوئي ، حيوية البروتوبلازم في الخلية ، ووجود اليخضور وتوفر ثاني أكسيد الكربون ، والماء ، والضوء ، ودرجة الحرارة المناسبة . أما العوامل المحددة للعملية فهي : شدة الإضاءة ، وتركيز ثاني أكسيد الكربون ودرجة الحرارة . ومن العوامل المؤثرة فيها تركيب الورقة,وتراكم المنتجات,والأنزيمات.
أولا الشروط اللازمة لعملية البناء الضوئي:
1-حيوية البروتوبلازم:
- لا بد من توفر الحيوية في بروتوبلازم الخلية الحية حتى تقوم البلاستيدات الخضراء فيها بعملية البناء الضوئي ،كما أن حيوية بروتوبلازم البلاستيدة المعزولة ضروري لقيامها بعملية البناء الضوئي مستقلة عن الخلية التي عزلت منها
- ولقد وجد أن البلاستيدات الخضراء الحية لها المقدرة على إتمام عملية البناء الضوئي خاصة في كل وجود جزيئات من الحمض النووي DNA فيها عند توفر البيئة الخارجية المناسبة لها .
- كما وجد أن محلول اليخضور بعيداً عن البلاستيده الخضراء ليس له أي قدرة على القيام بعملية البناء الضوئي حتى ولو توفرت لهذا المحلول جميع العوامل والشروط الأخرى ، كالضوء ، والحرارة ، وثاني أكسيد الكربون والماء.
2- اليخضور ( الكلوروفيل):
اليخضور هو العامل الأساسي في إتمام عملية البناء الضوئي في النبات ، والأجزاء من الورقة الخالية من اليخضور ليس لها أي مقدرة على القيام بعملية البناء الضوئي ، فاليخضور هو الذي يقتنص الطاقة الضوئية ويحولها إلى طاقة مخزنة في جزيئات ATP ، NADP (وهذا ما سنفصّله لاحقاً بإذن الله ) .
وقد أثبتت الدراسات أن اليخضور ليس من العوامل المحددة لعملية البناء الضوئي.
3- ثاني أكسيد الكربون :
ثاني أكسيد الكربون في البيئة المحيطة بالبنات ، أهم العوامل في إتمام عملية البناء الضوئي (خاصة في تفاعلات الظلام التي ستشرحها لاحقاً بإذن الله ) ، وبدونه لا تحدث العملية.
وتتحكم في كمية ثاني أكسيد الكربون في الجو ونسبته التي تصل إلى 0.3% العديد من العوامل مثل تركيز الكربونات في الماء والجد والجو وقيام النباتات بعملية البناء الضوئي .
فالحياة؟؟ الأرضية أحد مخازن ثاني أكسيد الكربون المهمة في النظم البيئية الأرضية، والمصدر الثاني لثاني أكسيد الكربون في البيئة الأرضية هو احتراق الوقود القصوى والذي يحرر آلاف الأطنان منه في الجو كل عام.
- وفي العصر الكربوني كانت نسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو من 200- 300 مرة قدر تركيزها الحالي ، وقد قامت النباتات بتثبيت ملايين الأطنان منه في الفحم والبترول .
- ومن أهم النظريات الخاصة بنسبة ثاني أكسيد الكربون في الجو تلك النظرية التي تقول أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الجو والمحيطات الأرضية في حاله اتزان ديناميكي فإذا زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الجو ذاب في مياه المحيطات ، ويعتقد أن هذا الاتزان من العامل الأساسي لثبات نسبة ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي في البيئة الأرضية.
- والتفاعلات الكيميائية وعملية البناء الضوئي أيضاً من العوامل المهمة في تثبيت نسبة ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوي .
4- الماء :
الماء الموجود في خلايا النبات شرط أساسي لحدوث عملية البناء الضوئي ، ولكنه ليس من العوامل المحددة لها ، نظراً لضآلة الكمية اللازمة منه لإتمام عملية البناء الضوئي ، ولكنه عامل محدد في فتح وغلق الثغور ، والتي من خلالها يتم تبادل ثاني أكسيد الكربون بين البيئة المحيطة بالنبات وأنسجة الورقة الداخلية .
5- الضوء :
الضوء شرط لتكوين البلاستيدات الخضراء في النبات ، ولا تتكون تلك اليلاستيدات عند تربية بعض البادرات في بيئة خالية من الضوء . والضوء شرط أساسي لقيام النبات بعملية البناء الضوئي وشدة الإضاءة من العوامل المحددة للعملية .
6- الحرارة :
الحرارة من الشروط اللازمة لإتمام عملية البناء الضوئي ، ولا بد من توفر درجة حرارة مناسبة لإتمام العملية وهذه الدرجة تختلف من نبات إلى أخر .
7- الأنزيمات :
حيث تتوقف عملية البناء الضوئي على توفر الأنزيمات الخاصة بها وكفاءتها .
8- تركيب الورقة الداخلية :
حيث تتوقف كفاءة العملية على التركيب الداخلي للورقة والذي يختلف في ذوات الفلقة عن ذوات الفلقتين.
ثانياً : العوامل المحددة (Limiting Factors) لعملية البناء الضوئي :
من العوامل المحددة لعملية البناء الضوئي في البيئة الخارجية للنبات، شدة الإضاءة ، وتركيز ثاني أكسيد الكربون ، ودرجة الحرارة .
1- شدة الإضاءة :
لشدة الإضاءة في البيئة الخارجية للنبات ومدة تعرضه للضوء تأثير على عملية البناء الضوئي ومعدل حدوثها فعندما تكون شدة الإضاءة منخفضة فإن سرعة عملية البناء الضوئي تتناسب طردياً مع شدة الإضاءة ، ولكن في شدة الإضاءة العالية لا تكون الزيادة في سرعة البناء الضوئي متناسبة مع نسبة شدة الإضاءة وزيادتها .
وإذا زادت شدة الإضاءة بدرجة كبيرة ، واستمر تعرض النبات للضوء العادي مدة طويلة ، فإن ذلك يؤدي إلى انخفاض نشاط البناء الضوئي .
2- تركيز ثاني أكسيد الكربون:
تركيز ثاني أكسد الكربون في البيئة المحيطة بالنبات من العوامل المحددة لسرعة عملية البناء الضوئي ، وعلى العموم إن زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى زيادة سرعة عملية البناء الضوئي ما لم يحدد أحد العوامل المحددة الأخرى لسرعة العملية .
- وإذا زاد تركيز ثاني أكسد الكربون في البيئة الخارجية بدرجة عالية انخفضت سرعة عملية البناء الضوئي ويعزى ذلك لأثرها السام على النبات وإغلاقه لثغوره حماية لنفسه من هذا التأثير ، وعند تملق الثغور ينخفض تركيز ثاني أكسد الكربون حول الخلايا الخاصة بالبناء الضوئي ومن ثم تتناقص سرعة العملية .
درجة الحرارة :
تتأثر الأنزيمات الخاصة بدورات البناء الضوئي بدرجات الحرارة زيادةً ونقصاناً وبذلك تتأثر العملية .
ثالثاً : من العوامل الأخرى المؤثرة على عملية البناء الضوئي :
- دلت التجارب على أن تراكم نواتج عملية البناء الضوئي في البيئة الداخلية للنبات من العوامل المؤثرة في سرعة عملية البناء الضوئي خاصة في الأوراق التي لا يتكون النشا في أوراقها كمعظم نباتات الفلقة الواحدة ، وإذا تحولت الموارد السكرية الناتجة إلى نشا فإن تراكمها لا يؤثر على العملية .

يطلق هذا المصطلح على كل المادة التي يحيط بها الغشاء الخلوي عدا النواة. ويحتوي سيتوبلازم كل الخلايا على ريبوسومات ومادة سائلة Cytosol وعضيات وهيكل داخلي في الخلايا حقيقية النواة. تمكن البروتينات المصنوعة على ريبوسومات الخلية المرتبطة بالشبكة الأندوبلازمية أو الحرة من النمو والتجدد وأداء آلاف العمليات الكيميائية المطلوبة طوال حياة الخلية.
تشمل العضيات المتقدرات وشبكة اندوبلازمية وميتوكندريا وجهاز جولجي. ولبعض الخلايا عضيات أخرى مثل الجسيمات الحالة lysosomes أو الفجوات أو الصانعات (البلاستيدات)الخضراء Chloroplast. وكل الخلايا حقيقية النواة تحتوي أيضًا على شبكة من البروتينات تسمى الهيكل الخلوي Cytoskeleton.
والميتاكوندريا (Mitochondria) هي محطات تكوين الطاقة (ATP) في الخلية. وقد تحتوي الخلية على مئات أو آلاف المتقدرات (الميتوكندريا). وتحول هذه التركيبات الطاقة الكيميائية المختزنة في الغذاء إلى شكل من الطاقة يفيد الخلية في النمو والانقسام وأداء الأعمال.
وشبكة الهيولي الباطنة (الشبكة الأندوبلازمية بنوعيها الناعمة والخشنة) شبكة معقدة من الأغشية، تشكل نظامًا من الجيوب لاختزان البروتينات وتوصيل المواد إلى أجزاء الخلية المختلفة. وبعض أجزاء شبكة الهيولي الباطنة ذات سطح أملس، ولكن بعضها يلتصق بسطحها عدد كبير من الريبوسومات. ويصنع الكثير من بروتينات الخلية في هذه الريبوسومات.
يتكون جهاز جولجي، من حزمة من الأكياس الغشائية المسطحة. وتعالج هذه الأكياس البروتينات وغيرها من المواد المنتجة في الخلية، حيث تبرز كرات صغيرة تسمى الحويصلات من عقدة جولجي وتحرك هذه المواد في اتجاه الغشاء الخلوي، ومن هناك يمكن نقلها عبر الغشاء إلى الخلايا الأخرى، وقد يستفاد منها في صنع غطاء الخلية. وتبقى حويصلات جولجي الأخرى داخل الخلية، حيث يلتحم بعضها ببعض مكونة حجيرات تختزن البروتينات وغيرها من المواد.
والجسيمات الحالة أجسام مكورة تحتوي على إنزيمات ذات قدرة على تكسير العديد من المواد. فالجسيمات الحالة داخل خلايا الدم الحمراء مثلاً يمكنها تدمير البكتيريا الضارة. وفي خلايا النباتات وبعض الكائنات الوحيدة الخلية تؤدي فجوات كبيرة مليئة بالسوائل وظيفة الجسيمات الحالة. وفي بعض النباتات قد تحتل فجوة واحدة معظم مساحة السيتوبلازم. والبلاستيدات الخضراء عضيات توجد في خلايا النياتات والطحالب وتحتوي على مادة خضراء تسمى اليخضور (الكلوروفيل). وفي أثناء العملية المسماة التركيب(البناء الضوئي) الضوئي يلتقط اليخضور طاقة ضوء الشمس، ثم تستخدم البلاستيدات الخضراء هذه الطاقة لصنع السكريات (من تثبيت جزيئات ثاني أكسيد الكربون) الغنية بالطاقة الكيميائية.
وتعتمد كل الكائنات الحية على هذه السكريات، بطريقة مباشرة أو غير مباشرة، لصنع كل المواد الكيميائية الأخرى في الخلية. فالحيوانات، على سبيل المثال تحصل على الطاقة بالتغذي على النباتات أو الحيوانات آكلة النباتات

أنواع البلاستيدات :
تحتوى الخلايا المرستيمية للنباتات الراقية على بلاستيدات صغيرة تشبه في بنيتها الميتوكوندريا ، ولا يمكن تمييزها إلا بواسطة المجهر الإلكتروني وتسمى بالبلاستيدة الأولية Proplasts ، وتعتبر هذه البلاستيدات منشأ أو أصل البلاستيدات الأخرى حيث يمكن أن تتحول إلى الأنواع المختلفة من البلاستيدات.
للبلاستيدات وظائف مختلفة في الخلايا البالغة ، وذلك حسب المواد التي تصنعها ويمكن أن نميز منها الأنواع التالية :-
البلاستيدات عديمة اللون Leucoplasts
توجد في الخلايا الجنينية والمرستيمية وتشمل الأولية Proplasts التي تتحول إلى بلاستيدات خضراء عند تعرضها للضوء أو قد تصبح بلاستيدات تخزينية لبعض النواتج الطبيعية للنبات.
البلاستيدات الخضراء Chloropastsوهى تحتوى على اليخضور"Chlorophyll a,b " وتوجد في الأعضاء الهوائية للنباتات مثل الأوراق والسيقان الخضراء وفي كثير من انواع الطحالب ، وتقوم بعملية البناء الضوئي.
البلاستيدات النشوية Amyloplastsتحتوى على النشا وتوجد غالباً في الأعضاء غير الظاهرة للنباتات كما في درنات البطاطس والثمار .
البلاستيدات البروتينية Proteinoplasts
وهى تقوم بتخزين المواد البروتينية في الأعضاء غير المعرضة للشمس، مثل بذور الفول والنباتات البقولية.
البلاستيدات الدهنية Elaioplasts
وهى تقوم بتخزين المواد الدهنية والزيوت النباتية كما في بعض البذور مثل الخروع، اللوز، الذرة وغيرها من النباتات .
البلاستيدات الملونة Chromoplsts
تحتوى على الأصباغ الكاروتينية وهى تساهم في الألوان المختلفة التي تميز الأوراق والثمار والأزهار، وتوجد في بعض أنواع الجذور كما في الجزر، وتوجد هذه الأصباغ أيضاً في كثير من أنواع الطحالب.
بلاستيدات نباتات الظل Etoioplasts
توجد هذه البلاستيدات بكثرة في نباتات الظل ( النباتات التي تنمو في الظل- نباتات الزينة ) وتركيبها غير منتظم وتحاط بغشاء مزدوج. تركيبها الداخلي يحتوى على واحد أو أكثر من الأجسام الصفحائية البدائية (Paracrtstalline) Prolamellar bodies ، وعلى حويصلات مسطحة Flattened vesicles تدعى الثايلوكيدات (صائدات الطاقة) الأولية Primary thylakiods.

عريفها : هي نواتج جانبية للنشاط الخلوي الفيزيولوجي النباتي وهي إما أن تخزن أو يستغني عنها النبات نهائياً وفي هذه الحالة تعرف بالفضلات الحقيقية أو يعاد استخدامها بعد تخزينها عند الحاجة فتعرف بالفضلات غيرالحقيقية .
** يتم تخزينها ضمن أماكن عدة ضمن النسج النباتية :
1- قد توجد ضمن النسيج البرانشيمي على اختلاف أنواعه : إدخاري ( قشري أو مركزي ) - فراغي ( حباكي أو متمعج ).
2- قد تكون ضمن الخلايا والألياف المتخشبة .
3- قد تكون منحلة ضمن سيتوبلاسما الخلية المدخرة على شكل شرسبات أو شرجبات أو متبلورة ضمن فجوات الخلية بأشكال عدة . يمكن لهذه الفضلات أن تتواجد ضمن النسج والأقنية المفرزة لتشكل النواة الأساسية للمواد المفرزة من قبل هذه النسج .
** تقسم الفضلات حسب طبيعتها الكيميائية إلى :
1- فضلات معدنية : مواد تتكون أساساً من عناصر معدنية قد توجد منحلة ضمن العصارة الفجوية أو قد تتبلور لتأحذ أشكالاً عدة
وهناك نمطين رئيسين لها :
أ - حماضات الكالسيوم أو أوكزالات الكالسيوم C2O4Ca + H2o :وبحسب نمط الارتباط مع الماء نميز :
إذا كان الارتباط مع جزئية ماء واحدة نحصل على نمط ثلاثي موشوري من حماضات الكالسيوم قاعدته معين أما إذا كان الارتباط مع ثلاث جزئيات ماء نحصل على نمط رباعي متوازي أضلاع مستطيل أو مربع .
* اشتقاقاً من هذين النمطين نميز أشكالاً عدة لبلورات أوكزالات الكالسيوم :
- بلورة موشورية مجردة : موشورية كاملة ( الصفصاف ) - موشورية مقطوعة الرأس - موشورية كروية - مثمنة .
- قنفذية أو نجمية : تتجمع عدة بلورات موشورية لإعطاء شكل نجمي ( الرواند) .
- إبرية أو وتدية : تستدق البلورة من الطرفين وتتطاول لتأخذ شكلاً وتدياً يشبه الإبرة ويمكن أن تبقى مفردة أو تتحد وتتراكم فوق بعضها مشكلة مجموعة من البلورات الوتدية . وينتشر هذا النموذج بكثرة في نباتات أحاديات الفلقة مثل جذورالسوسن - عنق ورق المكحلة .
- رملية : مجموعة من البلورات دقيقة الحجم صغيرة ذات حواف حادة ومدببة تنتشر في الخلية وكأنها كومة من الرمل مثل ورقة التبغ .
ملاحظة : يمكن لحماضات الكالسيوم أن تتواجد ضمن الألياف المتخشبة مثل الأوكزالات الموشورية الموجودة في ألياف جذمور نبات عرق السوس وتعرف الألياف التي تحوي البلورات داخلها بالألياف المغمدة .
ب - فحمات الكالسيوم : CaCO3
لها نمط شكلي واحد وهو البلورة العنقودية كما في نبات تين المطاط والقنب حيث :
- تتجمع فحمات الكالسيوم على شكل كتلة حجرية إما ضمن خلايا تحت البشرة أو ضمن الأوبار اللامسة وتكون هذه الكتلة خشنة السطح وناتئة ترتبط مع جدار الخلية الداخلي بعنق من طبيعة بكتوسللوزية بشكل يشبه العنقود لتعطي البلورة العنقودية (تين المطاط) ، وإذا تواجدت ضمن الوبرة اللامسة فإنها تحولها إلى وبرة حجرية ذات ملمس قاسي .
2- فضلات عضوية : هي نواتج استقلاب ثانوية من طبيعة عضوية يمكن لبعض هذه الفضلات أن يكون قابلاً لإعادة الإستخدام لذلك تعرف بالفضلات غير الحقيقية .
تختزن هذه الفضلات في أنماط عديدة من النسج مثل الفجوات الخلوية الداخلية أو أن تكون منحلة ضمن العصارة الفجويةأو في السيتوبلاسما.
نجدها بصورة خاصة في النسج المفرزة مشكلةً النواة الأساسية للمواد التي يتم إفرازها من قبل هذه النسج (الزيوت - الراتنجيات( .
* الفضلات النباتية العضوية وكيفية الكشف عنها :
1- قلويدات : يكشف عنها بترسبها باستخدام اليود اليودي .
2- مشتقات عفصية : تكشف بمعاملة المقطع النباتي بالفانيلين الغولي الذي يترك ليجف ثم يضاف إليه محلول حمض كلور
الماء الطبي فتتلون الخلايا الحاوية على العفص باللون الوردي .
3- اللعاب والصموغ : عبارة عن سكا كر رباعية وخماسية وسداسية .تتلون باللون الأحمر البنفسجي لدى معاملة المقطع بكاشف الهيماتوكسيلين .
4- الاينولين : يكشف بمعالجة المقطع بالغليسيرين حيث يتبلور على شكل بلورات كروية زاوية التوضع .
5- الدسم : يكشف بمعالجة المقطع بكاشف سودان -3 فيتلون بلون زهري أو أحمر .
6- الزيوت العطرية : تكشف بوضع المقطع في محلول الكلورال المائي حيث تذاب فيه .
7- الراتنجيات : يعالج المقطع النباتي بمحلول غليغولي بمقادير متساوية من كاشفين لونيين هما :
أزرق الأنيلين - الفوكسين. فتتلون باللون الأزرق .
دراسة القشور النباتية Bark Ecorce
دراسة القشور :
القشرة عبارة عن المنطقة المحيطية لسوق أو جذور النباتات الشجرية التي يحددها وجود النسيج المولد الثانوي الوعائي ( الكامبيوم ) . وبالتالي القشرة هي عبارة عن المنطقة من النبات التي تبدأ بالسطح الخارجي وتنتهي نحو الداخل بالكامبيوم
يجري استحصال القشور غالباُ في فصل الربيع حيث يكون النسيج المولد الثانوي نشيطاً ورخواً حيث يتم تجريح المنطقة المحيطية للجذر أو السوق أو الأغصان الفتية للنبات بالاتجاهين الطولي والعرضي .
تجفف القشور بتعريضها لأشعة الشمس أو بواسطة أفران تجفيف وذلك لطرد الماء المختزن في داخلها. تكون الطبقات الداخلية للقشرة أكثر غنىٍ بالماء من الطبقات الخارجية( التي تكون في معظم الأحيان متفلنة ) ، يؤدي فقد الماء بعملية التجفيف إلىانحناء القشور نحو الداخل نتيجة للتفاوت في كثافة الماء بين الطبقات الداخلية و الخارجية . تكون عملية الانحناء للقشرة نسبية بحسب درجة هذا التفاوت
من هنا و بحسب وجود الانحناء و درجته نميز بين أربعة أنماط شكلية للقشور :
1- مسطحة أو غير منحنية مثل قشور الأغصان الهرمة .
2- منحنية نحو الداخل من الطرفين بشكل بسيط مثل قشور القرفة الصينية .
3- ميزابية منحنية نحو الداخل بشكل كبير مما يعطيها شكلاً يشبه الميزابة مثل قشور العوسج Rhamnus frangula .
4- أسطوانية حيث تنحني أطراف القشرة نحو الداخل وتلتف وقد يلتف أحد الطرفين فيكون لدينا أسطوانة ملتفة من جانب واحد
أو قد يكون الالتفاف من الطرفين فتكون أسطوانة ملتفة من الجانبين وقد يكون لدينا أكثر من طبقة واحدة منحنية نحو الداخل وجميعها ذات نهايات ملتفة فيكون لدينا أسطوانة مركبة مثل قشور القرفة السيلانية .
* يختلف ملمس القشور باختلاف النباتات فلدينا فشرر ناعمة أو خشنة . و بحسب وجود الفلين نميز قشور متفلنة أي تحتوي على طبقات من الفلين مثل قشور الكينا أو قشور غير متفلنة أو مقشورة الفلين مثل قشور القرفة السيلانية .
* وبحسب غنى القشرة بالألياف المتصلبة نميز قشور سهلة الكسر تنكسر بسهولة أو متوسطة الكسر و ذلك لاحتوائها على مجموعة من الألياف السللوزية أو ألياف قليلة التخشب و لدينا أخيراً قشور صعبة الكسر غنية بالألياف والخلايا متخشبة.
ماذا نشاهد لدى دراستنا لمقطع عرضي في القشور :
- خلايا البشرة epiderme وهي صف من الخلايا البرانشيمية ذات الجدران الرقيقة .
- طبقة أو عدة طبقات من خلايا الفلين الميتة ذات لون بني محمر وذلك في القشور المتفلنة وتكون مصطفة فوق بعضها بشكل منتظم .
هذا كما يمكن أحياناً مشاهدة الطبقة المولدة للفلين والتي تبدو على شكل أقواس بلون بني محمر مثل ( قشور القرفة الصينية ) و تحتها طبقات من أدمة الفلين.
- خلايا النسيج القشري البرانشيمية الكبيرة والتي تكون على عدة صفوف وقد تحتوي هذه الخلايا على مدخرات نشوية ، مواد زيتية ، عفص نباتي ، بلورات حماضات الكالسيوم بأشكالها المختلفة ( إبرية ، قنفذية ، متعددة.... )
وقد نلاحظ أيضاً ضمن النسيج القشري خلايا متصلبة أو نصف متخشبة ذات أشكال مختلفة مثل المدورة ( القرفة ) أو المستطيلة ( الكينا ) . وأيضاً ألياف متصلبة تظهر في المقطع العرضي بشكل مضلع ويبدو شكلها المتطاول واضحاً في المقاطع الطولية .
- خلايا المحيط الدائر التي تبدو كشريط من الخلايا الصغيرة المتصلبة أو بشكل جزر خلوية صغيرة متقطعة .
- خلايا اللحاء المضلعة صغيرة الحجم تتخللها صفوف من خلايا الأشعة المخية .
أما عند دراستنا لمسحوق القشور فنلاحظ :
- قطع من خلايا البشرة البرانشيمية التي تصطف على طول واحد .
- قطع من النسيج الفليني والتي تبدو بالمنظور الجانبي على شكل خلايا متطاولة مطبقة فوق بعضها البعض أما بالمنظور الجبهي فتبدو على شكل مضلعات خماسية أو سداسية ، وتأخذ كل خلايا الفلين اللون البني المحمر في أغلب الأحيان .
- قطع من خلايا النسيج القشري البرانشيمية الكبيرة و ما قد تحتويه من مدخرات مختلفة .
- قطع من خلايا اللحاء والأشعة المخية والتي تبدو بالمنظور الشعاعي كخلايا لحاء مضلعة متعامدة مع خلايا الأشعة المخية ، أما بالمنظور المماسي فتكون خلايا اللحاء محاطة من طرفيها بخلايا الأشعة المخية .
- الخلايا والألياف المتصلبة و التي تعد من العناصر التشخيصية النباتية وقد تترافق الألياف مع خلايا حاوية على حماضات
الكالسيوم أو قد تكون البلورات داخل هذه الألياف فتعرف عندئذ بالألياف ذات الغمد البلوري .

الــورقــة
هي أحد الأعضاء الرئيسية الهوائية المهمة المكونة للنبات وبجزئه الهوائي, وتعتبر مصدر الغذاء الحياتي للإنسان والحيوان والنبات نفسه قبل ذلك. وتعتبر مصفاة الهواء والجو الطبيعية، وفيها تتم غالبية عملية التمثيل الضوئي .
فالجذر يمتص والساق ينقل والورقة تصنع.
و يعتقد أن عمر الأوراق يعود إلى 400 مليون سنة فالطحلبيات وهي صيغة النباتات القديمة لم تك تملك أوراقاً ولم تك تحتاج إليها .
ولنعلم أن أوراق الشجرة الواحدة ليست متماثلة بالضرورة فهناك فروق دقيقة تميز كل ورقة عن الأخرى وهذا ينطبق على باقي أعضاء النبات.
والشجرة الواحدة تحمل عدداً من الأوراق كبير جداً, فشجرة جوز بجذع قطره 75سم تحمل 250 ألف ورقة أو ما يساوي مساحة 800م2 أي مساحة 3 ملاعب لكرة المضرب. وكذلك حقل القمح ينتج أوراقاً تصل مساحتها إلى 5 أضعاف مساحة الحقل.
من أهم وظائف هذا العضو الحيوي:
البناء الضوئي بواسطة الصانعات.
التخزين للغذاء في النسيج البرانشيمي .
نقل الغذاء عبر الأوعية الناقلة.
تبادل الغازات والماء بفتحات السم.
إنتاج الزيوت العطرية: النعناع- الصابون- الريحان- الغار.
كوحدات للتكاثر. جلد النمر .
إنتاج الصباغات النباتية: المكحلة الحنة.
للعلاجات الطبية النباتية.
نباتات الكيف الدخان أو التبغ والشاي- والمليسة و المتة وغيرها.
إنتاج الغذاء المباشر: سبانخ- سلق- ملفوف.
إنتاج الشموع.
طبيعة ومنشأ الأوراق :
هناك عدة نظريات في نشوء الأوراق. وأفضلها :
هو أن الأوراق نتجت عن سلسلة طويلة من التحولات البطيئة للأغصان، فلقد تقاربت أغصان صغيرة من بعضها البعض وتحولت من الشكل المستدير إلى الشكل المسطّح ثم اتحدت، وجاءت العروق لتشد هذه الأغصان لبعضها ثم تفرعت عن العروق قنوات دقيقة هي العروق الثانوية. أي وبجملة واحدة الورقة :هي أكثر زوائد السوق الهوائية تمايزاً, فهي زوائد عريضة ومنبسطة من السيقان .
وتنشأ الورقة عموماً على الساق من منطقة تسمى العقدة والمسافة بين العقدتين تسمى سلامية. والسلامية قد تكون قصيرة جداً كما في التفاح. وقد تكون طويلة ولعدة سنتيمترات كما في عباد الشمس والصفصاف.
وبشكل عام فإن البراعم تقع في الزاوية العليا بين نقطة اتصال عنق الورقة مع الساق وهذه المنطقة تسمى إبط الورقة والبرعم هنا إذاً برعم إبطي.
والبرعم هذا يحتوي على عقد وسلاميات أي أنه قمة فرع محكم قصير وغير ناضج.
خلاصة القول: فالأوراق تنشأ كبروزات جانبية للميرستيمات القمية في البراعم.
ويعتقد بعد ذلك بأن الورقة تكون كاملة وهي في برعم الورقة وعند اكتمال نموها فإن ما نلاحظه من نمو ظاهر في حجمها إنما هو نمو في حجم الخلايا لا في عددها.
ما هي أقسام الورقة الخارجية :
1. النصل (المسطح الأخضر)
2. العنق
3. الغمد
4. الأذينات
5. اللسين
النصل (المسطح الأخضر): سماكته متباينة من نبات إلى آخر. ويحتوي النصل على العروق الرئيسي منها والثانوية.
مهمته :
1) التقاط أشعة الشمس.
2) تجميع CO2 .
3) إفراز الماء على شكل بخار عبر المسام أو قطرات عبر الثغور الدمعية .
4) إطلاق O2 .
5) تخزين الغذاء.
العنق: وهو الذي يحمل النصل ويصله بالساق. وهو عادة رفيعاً أسطوانياً وفي بعض الأنواع يكون مسطحاً مثل الأكاسيا أو مقعراً كما في عبّاد الشمس أو مضلعاً كما في الكزبرة والبقدونس .
وعادة تحتوي الأعناق كافة الأوعية اللازمة لنقل النسغ في الاتجاهين
وكذلك فإن هناك أعناق تحتفظ بقدرتها على النمو في الاتجاه المناسب ليحصل النصل على تركيز الضوء المناسب (عبّاد الشمس).
وهناك أعناق مرنة تسمح للأوراق بالتحرك الكامل أثناء هبوب الريح كيلا تصاب بضرر.
الغمد: ويقع قرب القاعدة ومكان الاتصال.
الأذينات: وهما زائدتان ورقيقتان تتشكلان في قاعدة الورقة ولا تتواجدان في أغلب النباتات وتسقط باكراً في نباتات أخرى ولا أهمية لها ولكنها توفر الحماية للبراعم النامية في إبط الأوراق مثل الزيزفون والزان والتوليب. وقد تشاهد أذينات خضراء كبيرة تستمر مدى الحياة وتساهم في البناء الضوئي كما في بنات بازلاء الزهور.
اللسين: لحماية البرعم الإبطي مثال: النجيليات.
صفة ترتيب الأوراق على الساق :
هي صفة تصنيفية تفيدنا في التعرف على النباتات. فنظراً لوجود البرعم في إبط كل ورقة فترتيب الأوراق على الساق يكون حسب ترتيب البراعم.
عادة ً توجد ورقة واحدة عند العقدة ولذلك:
1) تكون البراعم متبادلة وحلزونية كما في نبات الدردار والزيزفون والتفاح.
2) أو تكون متقابلة فتكون هنا ورقتان عند كل عقدة كما في القرنفل والاسفندان.
3) أو تكون سوارية فتنشأ 3 أوراق عند العقدة كما في نبات الكاتلبا و بعض العشبيات.
عموماً فإن ترتيب الأوراق يكون بحيث يتوزع وزن الأوراق بالتساوي على جوانب الساق وبالتالي يتحدد أقل مستوى تظليل.
وعموماً فالنجيليات أوراقها متبادلة والبقوليات تحتوي الأشكال الثلاثة.
نظام تعريق الأوراق :
العرق هو جملة من الحزم الوعائية الناقلة ووظائفها هي:
نقل الماء والغذاء في الاتجاهين.
تكسب النصل قوة ومتانة.
تحمي النصل من التمزق بفعل الرياح.
وحسب نظام التعرق فإننا نميز نوعين من التعرق هما:
- التعرق المتوازي: السوسن والزنبق والذرة والقمح. وتمتاز به أحاديات الفلقة وفيه يجتاز نصل الورقة عدة عروق متشابهة غير متفرعة. وترتبط هذه العروق الحزم بحزم رفيعة تمتد بينها بعرض النصل كما في القمح والشعير أحيانا.
- التعرق الشبكي: مثل الخس والقطن والفاصولياء والبندورة والدردار. وتمتاز به ثنائيات الفلقة. وفيه نلاحظ عرق رئيسي أو عدة عروق رئيسية متفرعة لعروق ثانوية.
ومن أنواع التعرق الشبكي:
1) تعرق شبكي ريشي: كما في الدردار والبلوط والكينا.
2) تعرق شبكي راحي: كما في الخيار والعنب والتين فهنا توجد عروق رئيسية تتفرع خلال نصل الورقة من طرف العنق.
3) تعرق راحي
ويجب أن نضيف أننا نلاحظ وجود تعرق راحي مركب وتعرق شبكي مركب. أي الوريقات تتبع نفس النظام .
أنواع الأوراق :
تصنف الأوراق بطرق عديدة ومختلفة حسب نصلها وعروقها وأعناقها.
فالورقة مركبة في البرسيم والورد والجوز والكستناء. فالنصل هنا ليس تركيباً واحداً بل مقسم إلى عدد من الوريقات المنفصلة. علماً بأنه لا توجد مع الوريقات براعم.
والورقة مركبة ريشية مفردة وهنا ينتهي معلاق الورقة بوريقة واحدة مثل الورد و الجوز.
والورقة مركبة ريشية مزدوجة وهنا ينتهي المعلاق الورقي بوريقتين مثل الغلاديشيا أو زهر العنقود.
والورقة مركبة راحية. وهنا يحمل المعلاق الورقي في نهايته عدة وريقات في مستوى واحد مثل البرسيم.
والورقة بسيطة: وهنا نصلها قطعة واحدة كما في العشبيات مثل الذرة والقمح والسوسن والعروق كما أسلفنا متوازية.
والورقة تصنف حسب شكل الحافة الخارجية للنصل :
كاملةالحواف: قمح – رز- شعير- ذرة.
غير كاملة الحواف : المرجان ----------- وتقسم إلى :
1. مسننة: المشمش.
2. منشارية: الورد.
3. ملساء: مثل العشبيات.
4. مفصصة: البلوط والعنب.
5. مفصصة عميقة: مثل التين فيصل السن إلى العرق الرئيسي
تصنف الأوراق حسب الشكل الكلي للنصل :
- شريطية: قمح- شعير
- قلبية: مشمش.و قلبية مقلوبة
- دائرية: أبو خنجر- الجنازة المزهرة.
- بيضية: تفاح.
- رمحية: السبانخ- صفصاف.
- شوكية: صبار.
- سهمية: رجل الوزة.
- إبرية: كما الصنوبر.
-انبوبية : كما في البصل
ما هي الظلة : هي ترتيب وشكل ومساحة المسطح الخضري لجميع نباتات الحقل وتتأثر بما يلي:
- حجم الورقة.
- ترتيب الأوراق على الساق.
- زاوية اتصال الورقة مع النبات.
- المسافات بين النباتات.
- شكل الورقة.
ومن هنا نعرف دليل المسطح الورقي = المسطح الورقي لنباتات الحقل
مساحة الأرض التي تنمو فيها
فإذا كانت القيمة للدليل لمحصول ما = 5 فهذا يعني أن هناك ما مساحته 5 متر مربعة من الأوراق فوق كل متر مربع.
وكلما قلّت القيمة يكون هناك هدر في الضوء. وكلما زادت القيمة يكون هناك استفادة من قبل الأوراق العليا فقط .
ويلعب الدليل دوراً في: - معدل البذار.
- تقارب مسافات الزراعة
سقوط واصفرار الأوراق :
إن هذا الأمر ضروري مثل اخضرار الأوراق فالأوراق مليئة بالمواد الضرورية لحياة النبات والشجرة تسترد ما في الأوراق من مواد مفيدة حتى اليخضور الذي تحله بمواد معينة قبل أن تسقط الورقة وهذا يحصل في فصل اختلال توازن الاستهلاك مع النتح والامتصاص (الفصل البارد) فيتجمع الغذاء في اللحاء أو الدرنات أو البصلات فتتساقط الأوراق لعدم نفعها ويبقى مكانها ندبة ونسيج يمتلئ بالفلين.
أما الأشجار دائمة الخضرة فمع ظهور الأوراق الجديدة تتساقط القديمة وبالتالي يتخلص النبات من فضلاته والأوراق الباقية الخضراء يتحول نشاءها لسكروز وهو سكر مقاوم للبرودة.
تساقط الأوراق : يحدث في فصل الخريف , عند نقص الماء أو البرودة أو قلة الاضاءة أو في حالة الاصابة المرضية .
ومكان حدوثه هو منطقة قواعد الأعناق و تسمى :
بمنطقة الانفصال . تتكون إما باكراً أو يكتمل نموها مع نضج الورقة. وهي خلايا بارانشيمية صغيرة رقيقة الجدران. والحزم المارة بهذه المنطقة لا تغلف بخلايا متخشبة.
قبل سقوط الأوراق تنقسم هذه المنطقة إلى منطقتين :
- طبقة واقية: عدة صفوف من الخلايا باتجاه الساق.
- طبقة فاصلة: صفين من ناحية نصل الورقة.
ويتم التساقط كما يلي:
تحلل الصفائح الوسطى لخلايا الطبقة الفاصلة. من صيغة بكتات الكالسيوم إلى حمض بكتيك إلى بكتين يذوب في الماء ليعطي هلام.
وبعد التساقط: يحدث ترسب فليني على جدر خلايا الطبقة الواقية.
والحزم الوعائية تنسد بمواد صمغية لمنع الإصابة بالأمراض
تحورات الأوراق ( أو الأوراق المتخصصة) :
تقوم الأوراق في عدة أنواع نباتية بوظائف أخرى غير تجهيز الغذاء وبالتالي فإنها تحتوي بنية خاصة. وهذه التحورات منها نذكر ما يلي:
الأعضاء الزهرية: السبلات والتيلات والأسدية (التكاثر).
الأوراق الشوكية: في الصبار وظيفتها التقليل من النتح وحماية النبات من الرعي ودليلي هو أنها تحتوي على براعم في إبطها.
الأوراق الحرشفية الخازنة: في البصل والزنبق. وتحديداً للغذاء.
أوراق خازنة للماء: في نبات السيدوم والبريين وهي سميكة وعصيرية.
أوراق محاليق: فقد تتحور كل الأوراق أو بعضها لمحاليق تساعد على الالتفاف حول الدعامات نظراً لضعف ساق النبات في نبات زهرة الساعة.
أو وريقات محاليق: كما في البازلاء.
أوراق تكاثرية: وذلك بالتكاثر الخضري. كما في نبات Bryophyllum نبات جلد النمر. فتخرج نباتات صغيرة من النسيج المريستمي الموجود عند الأجزاء الغائرة من حافة الورقة في التربة وقد تحدث هذه العملية عندما تنفصل هذه النباتات و تسقط على التربة فتنمو كنبات مستقل.
أوراق ضامرة :
أوراق آكلة الحشرات: تنمو في المستنقعات الفقيرة للـ N فتحصل عليها من هضم البروتين الحيواني وهي أوراق لنباتات كلوروفيلية. واستعمالها للغذاء الحيواني هو تكميلي. مثل نبات الجرة ونبات الساراسينيا والبابايا.
بنية الأوراق التشريحية
تتركب الورقة من نفس الأنسجة الموجودة في الجذر والساق ولكن توزيعها يختلف بشكل يتلاءم مع وظائف الورقة (تمثيل ضوئي وتنفس ونتح وما غير ذلك)
وإن تشريح عنق الورقة هو أقرب إلى تشريح الساق منه إلى تشريح الورقة
التركيب التشريحي لورقة ثنائية الفلقة
العنق: يتكون النسيج الأساسي من قشرة خارجية ومخ مركزي وبشرة مزودة بأوبارأو ملساء والحزم الوعائية لا تكون في حلقة كاملة . والحزم محاطة بغمد من خلايا متخشبة والخشب للأعلى واللحاء للأسفل والمقطع إما دائري أو مثلث أو مجوف.
النصل : ويتألف من :
- 1- بشرة عليا
- 2- بشرة سفلى
- 3- نسيج متوسط mesophyll
- 4- والذي تمر فيه العروق venis
البشـــــــــــــــــــــ رة:
هي صف واحد من الخلايا الشفافة والخالية من الملونات في الأوراق العادية . وأكثر من صف من الخلايا في الأوراق الشاذة المتحورة بيئياً (دفلة، تين المطاطا) وهي عليا وسفلى .
من أهم وظائفها:
- حماية الأنسجة الداخلية من فقدان الماء الزائد (المسام) .
- السماح بمرور O2 , Co2 من و إلى الأنسجة الداخلية.
- توفر الحماية من دخول الطفيليات (أوبار- أشعار- طبقة من القشرين الشحمية وهذه الطبقة تفرز من قبل خلايا متخصصة من داخل البروتوبلاسم وتحافظ على الرطوبة أيضاً وتعكس أشعة الشمس) .
خلايا البشرة للورقة قد تحوي شعيرات hairs كما في التبغ والبندورة.
أوقد تفرز مادة لزجة، أو نلاحظ أشعار جافة كما في نبات أذن الدب لتحميه من الرعي , ولهذه الشعيرات وظيفة الإقلال من سرعة الهواء فتبطئ من معدل فقدان الماء وتعكس الشمس
وقد تتحول هذه الشعيرات لأشواك مثل نبات الحسك لتحميه من الرعي الحيواني .
إن خلايا البشرة لا تحتفظ بالكلورفيل ولكن قد تشاهد في حالات خاصة مثل بشرة نبات الكرنب صبغة الانثوسيانين في العصير الخلوي لخلايا البشرة.
لكن هناك خلايا متخصصة في البشرة (الخلايا الحارسة) تحتوي على الصانعات الخضراء.
وتوجد بصورة رئيسية على السطح السفلي لأوراق لثنائيات الفلقة والزهرية وعلى السطحين في أحادية الفلقة.
وإن عدد الثغور يختلف على سطحي الورقة فقد نشاهدها كما ذكرنا على السطح السفلي وقد يزيد عددها فقط على السطح السفلي مثل الذرة والصويا وقد نشاهدها متوازنة على السطحين كما في القمح أو على السطح العلوي فقط كما في زنبق الماء. ومساحة الثغر عند فتحة تصل 0.0001 مليمتر .
النسيج المتوسط :
وهو الواقع بين البشرتين والحاوي على الغذاء والكلوروفيل وخلاياه رقيقة الجدران وهو مؤلف من نسيجين هما:
أ- العمادي :
وهو الأقرب إلى البشرة العلوية. خلاياه متراصة اسطوانية بلا إحكام عمودية على سطح الورقة وقد يكون مكون من طبقة أو طبقتين تحت البشرة العلوية وفي بعض الحالات الشاذة نصادفه أيضاً ملاصقاً للبشرة السفلية في نبات السنتوريا Centoiurea والدفلة، وفي النباتات الصحراوية يصل عدد طبقات خلاياه إلى 3 صفوف.
وفي بعض النباتات يشغل النسيج العمادي فقط منطقة النسيج المتوسط مثل نبات الكافور.
وفي بعض النباتات يستدير شكل خلايا النسيج العمادي مثل نباتات الظل والمائية.
ب- الاسفنجي:
تلي الخلايا العمادية وهي صف أو صفين أو أكثر من الخلايا رقيقة الجدران الغير منتظمة الشكل وتمتاز بأنها ذات فراغات بينية أكبر وأقل احتواءاً على الكلوروفيل من خلايا النسيج العمادي. وهذه الفراغات تلعب دوراً في تسهيل انتشار الغازات خلال أنسجة الورقة لأنها تتصل بالفراغات الهوائية تحت الثغور.
العروق :
تظهر العروق بارزة على السطح السفلي للأوراق. وتعرف بأنها نهايات النسيج الوعائي النباتي وهي مغمورة في النسيج المتوسط.
ويحيط بهذه العروق غالباً نسيج خشبي لدعمها بهيئة غمد. وتقوم العروق بتوصيل الماء والأملاح والأغذية المجهزة فيما بعد إلى الورقة ومنها. ولنعلم أن كل خلايا النسيج المتوسط تصلها نهايات العروق لضمان التغذية.
إن اللحاء في العروق هو من ناحية البشرة السفلية أما الخشب فهو ناحية البشرة العلوية. والخشب مرتب في صفوف بحيث يكون الخشب التالي لجهة اللحاء. والخشب الأولي جهة البشرة العليا.
أشكال الحزم الوعائية في العروق الكبيرة لأنصال ذات الفلقتين:
مرتبة في دائرة كما في أوراق العنب.
غير منتظمة كما في أوراق عبّادة الشمس.
دائرية (حزمة واحدة) تين المطاط .
اللحاء يتكون من أنابيب غربالية + خلايا مرافقة بارانشيمية لحائية.
والخشب يتكون من أوعية خشبية قطرها كبير + قصيبات قطرها صغير+ خلايا برنشيمية خشبية.
قد تحتوي أوراق الأشجار المستديمة الخضرة في حزمها على كامبيوم بين اللحاء والخشب وفي العروق الوسطى حصراً.
قد نشاهد في بعض النباتات مثل نباتات الفصيلة القلقاسية ورق الصالون وكف الدب وقلب عبد الوهاب تفتحات تسمى الثغور المائية (فتحات الإدماع) وذلك لخروج المحلول المائي الزائد الموجود في الخشب .
التركيب التشريحي لورقة ثنائية الفلقة شاذة في نبات الدفلة
البشرة العلوية والسفلية مضاعفة (3 عليا +2 سفلى).
النسيج العمادي العلوي 2-3 طبقات والسفلي طبقة.
الاسفنجي موجود.
الثغور غائرة ومحاطة بأهداب لتلطيف الجو المحيط بالثغر.
الحزم الوعائية ذاتها كما في السابق
التركيب التشريحي لورقة أحادية الفلقة في الذرة الصفراء
إن تشريح ورقة أحادية الفلقة يتشابه مع ساقها.
الحزم مبعثرة ومحاطة بغمد.
البشرة عليا وسفلى.
النسيج المتوسط غير متمايز.
الخلايا الحارسة موزعة بانتظام على السطحين .
البشــــرة : صف من الخلايا المتراصة وفي البشرة العلوية توجد خلايا كبيرة الحجم (الخلايا المحركة) تتحكم بالتفاف الأوراق الطولي وللداخل حسب رطوبة الجو.
والثغور موزعة بانتظام على السطحين. وكل خليتين حارسة تحاطان بخليتين مساعدتين.
النسيج المتوسط :
كما ذكرنا خلاياه مليئة بالصانعات الخضراء وغير متمايزة مضلعة والمسافات البينية كبيرة. ولكنها أقل من تلك في ثنائيات الفلقة.
وتحيط بالحزم الوعائية المارة به خلايا متخشبة قد تصل لإحدى البشرتين للتقوية والدعم.
العــروق : متوازية طولياً وتتدرج أحجامها فهي في الوسط كبيرة وإلى الأطراف صغيرة.
اللحاء في الحزم للسطح السفلي والخشب للسطح العلوي.
الخشب بشكل حرف Y مقلوب بحيث ذراعي الحرف Y هما خشب تالي وهو أقرب للحاء. والخشب الأولي هو ساق الحرف Y ويتجه للبشرة العليا.
وتحاط الحزمة بغلاف حزمة بارانشيمي الخلايا. وبنطاق من الخلايا المتخشبة يسمى غمد الحزمة.
التركيب التشريحي لورقة معراة البذور في الصنوبر الحلبي
بشرة خارجية مغطاة بالكيوتين
والثغور غائرة.
نسيج متوسط غير متمايز مليء بالقنوات الراتنجية.
بشرة داخلية.
نسيج تحويلي لا يحتوي قنوات راتنجية .
حزمتين أو حزمة واحدة حسب النوع النباتي
والخشب في صفوف.
أمثلة هامة عن بعض أوراق النباتات المختلفة
الملفوف
هناك 11 – 28 ورقة تحيط بالرأس .
الخارجية سميكة وأعناقها قصيرة وأوراق القمة بدون عنق .
ناعمة مغطاة بالشمع ولونها أبيض أخضر , أحمر
القرنبيط
الأوراق الأولى معنقة أما التالية جالسة .
هي أطول من أوراق الكرنب وأضيق .
تميل الأوراق الداخلية الصغيرة للانحناء نحو الداخل لتحمي الرأس من الشمس
اللفت
مطاولة بيضاوية .
كاملة الحواف أو منشارية
مفصصة أو غير مفصصة
لونها فاتح وخشنة .
الفجل
طول الورقة 10- 15 سم في الأصناف الحولية .
45 سم في الأصناف ذات الحولين ( الياباني ) .
ملساء أو مغطاة بالشعر .
الشوندر المنزلي
متزاحمة ,عنقها طويل .
النصل مثلث أو بيضاوي والحافة مسننة .
عند البرد يشتد سمك العنق ويعرض النصل .
اللون أخضر إلى قرمزي .
السبانخ بسيطة متزاحمة .
سهمية أو عريضة .
مفصصة أو غير مفصصة
ملساء أو مجعدة . سبب التجعد يعود للنمو الزائد للأنسجة البارانشيمية بين العروق .
الخس
متزاحمة ومتبادلة على الساق القصيرة .
الأوراق الأولى كبيرة وغيرة ملتفة أما التالية ملتفة .
في إبط كل ورقة برعم ينموفي الموسم التالي ليعطي شمراخاً زهرياً .
الخرشوف
متزاحمة كبيرة .
مفصصة عميقة .
الجزر
مركبة مفردة .
2-3 أزواج من الوريقات تنتهي بوريقة طرفية .
البطاطا الحلوة
قلبية مفصصة .
عليها شعيرات من السطح العلوي .
ترتيبها على الساق حلزوني .
التعريق راحي .

الثمار والبذور
أولاً : الثمار
تنشأ أغلة الثمرة عن تحول أغلفة المبيض 0ويتكون غلاف الثمرة من :
- غلاف خارجي exocarp وهو أما أن بكون أملس أو أوبار أو شعيرات أو زغب .
- غلاف متوسط mesocarp قد يكون رقيق وقد يكون سميك ومنه ينشأ معظم حجم الثمرة وفيه تمر الحزم الوعائية .
- غلاف داخلي endocarp وهو إما أن يكون صف واحد من الخلايا أو عدة صفوف.
أنواع الثمار :
ثمار بسيطة 0 ثمار متجمعة 0 ثمار مركبة 0 أو قد تقسم إلى ثمار صادقة تنتج عن تمايز المبيض فقط أ وثمار كاذبة تنتج عن تمايز المبيض وأجزاء زهرية أخرى .
1- الثمار البسيطة وتقسم إلى :
- ثمار بسيطة طر ية : الغلاف الثمري ذو طبيعة طر دية غضة وتقسم إلى : 1- ثمرة عنبة : فيها يكون الجدار الثمري جلدي أما الجداران الداخليان عصيريان وقد تحتوي على بذرة واحدة كما في البلح أو قد تحتوي على بذور عديدة كما في البندورة والعنب والكوسا والبرتقال .
- ثمرة البرتقال : ثمرة عنبة تنشأ من مبيض علوي ملتحم بالكربل الجدار الخارجي سميك يمتاز بوجود الغدد المفرزة الجدار الثمري المتوسط هو نسيج ليفي مكون لباقي قشرة الثمرة 0 أما الجدار الداخلي فهو غشائي يقسم الثمرة إلى فصوص تحتوي على شعيرات عصيرية .
- ثمرة القرع أو الكوسا : تنشأ من مبيض سفلي من ثلاثة كرابل ملتحمة قشرة الثمرة في الجدار الثمري الخارجي ومعه جزء من التخت الزهري أما الجزء اللحمي فيقع بين الجدارين المتوسط والداخلي .
2- ثمرة بسيطة طرية حسلة : تنشأ من مبيض علوي أو سلفي عند النضج لها بذرة واحدة الجدار الخارجي رقيق الجدار المتوسط لحمي وسميك الجدار الداخلي صلب متخشب ويحتوي بداخله بذرة 0 من أمثلته جوز الهند والخوخ .
3- ثمرة بسيطة طرية تفاحية : تعتبر من الثمار الكاذبة لان جزئها اللحمي ينشأ من أجزاء أخرى غير المبيض مثالها التفاح .
2- ثمار بسيطة جافة
تتميز بأن أغلفتها الثلاث قاسية وجافة وقد تكون متخشبة وتقسم إلى :
1- بسيطة جافة متفتحة : تنشأ من مبيض علوي وتتكون البذور من الشق البطني وعند النضج ينفتح الشق الظهري وقد نصادف انفتاحها من الخطين البطني والظهري مثال الغول 0 نبات البسلة
2- بسيطة جافة جرابية : تشبه القرنية مبيضها علوي لكنها تنفتح من الدرز البطني فقط ومن أمثلتها ثمار نبات العايق
3- بسيطة جافة خردلة : ثمرة طويلة ضيقة ذات حجرتين وتنفتح من أسفل بمصراعين تاركة حاجزاً شفافاً بين المصراعين وعلى هذا الحاخز الشفاف تتوضح البذور مثال المنثور
4- بسيطة جافة خريدلة : تشبه الخردلة لكنها أقصر وأعرض ويمثلها ثمار نبات كيس الراعي
5- بسيطة جافة علبة: تحتوي على مسكنين أو أكثر تنفتح بعدة طرق :
(1) _ انفتاح بالثقوب كما في ثمرة الخشخاش
(2 )_ انفتاح بالأسنان : وذلك بأن تتشق العلبة من أعلى إلى منتصف الثمرة تقريباً كما في ثمرة القرنفل
(3)_ انفتاح عرضي : حيث تنقسم العلبة إلى نصفين في مستوى أفقي فيصبح الجزء العلوي كغطاء وتبقى البذور في القسم السفلي كما في ثمرة نبات الرجلة
(4)- انفتاح طوي: وذلك بأن تنفتح العلبة إلى أكثر من جزء بعدة مستويات رأسية مثالها ثمرة نبات الدخلة والداتورا
6- ثمار بسيطة جافة (( غير متفتحة ))
بذورها لا تتفتح عند النضج ثمارها بل تنتقل مع الثمار ولابد من تحلل الحذر الثمرية سواء كلها أو بعضها 0 وهناك عدة أنواع :
1 0 ثمرة فقيرة : ثمرة جافة صغيرة وحيدة البذرة غلافها غشائي أو جلدي كما في الفريز وشقائق النعمان
2 0 ثمرة سبسلاء :تتميز ثمار العائلة المركبة فيها بذرة واحدة فقط
3 0 ثمرة برة : الجدار الثمري يلتحم بقوة مع قصيرة البذرة 0 وبذلك يصعب انفصاله مثالها حب القمح أو كل النجليات
4 0 ثمرة بندقة : تحتوي بذرة واحدة منفصلة عن الجدار الثمري ومثلها الجوز 0 البندق 0 الكستناء
5 0 ثمرة مجنحة : ثمرة جافة امتد جدارها الثمري ليشكل جناح مزدوج أو مفرد ليعطي البذرة قدرة على التنقل مسافات بعيدة في الهواء 0 نبات تيبو
6 0 ثمرة منشقة : تنشق هذه الثمار فقط عند النضج وحيدة البذرة كما في نبات القرظة ونبات المستحية
3- الثمار المتجمعة :تنشأ من متاع زهرة واحدة تنشأ عن كل كربلة فيها ثميرة كما في الفريز
4- الثمار المركبة : تنشأ من عدد من المبايض لعدد من الأزهار متجمعة من أجزاء من النورة التي تحمل هذه النورة 0 مثال التوت 0 التين
ثانياً البذور : هي بويضة مخصبة تامة التمايز وهي تركيب محكم للتكاثر وحفظ النوع 0 أهم أجزائها هو الجنين الذي يعرف على أنه نبات كامل أو باردة كاملة في طور السكون تنشأ أغلفة البذرة من تمايز أغلفة البويضة نفسها وعادة هناك غلافان للبذرة : الخارجي سميك ويسمى القصرة والداخلي رقيق ويسمى الشفاف
وتختلف البذور عن بعضها البعض بالشكل والحجم واللون تصنف البذور حسب الشكل إلى
1- بيضوية كما في القمح والشعير
2- مستديرة كما في فول الصويا
3- اسطوانية كما في الشوفان والرز
4- مغلطمة كما في الذرة الصفراء
5- متوسطة كما في الفاصولياء والفصة
6- متطاولة كما في الرز
- تصنف البذور حسب الحجم إلى 1- كبيرة كما في جوز الهند
2-متوسطة كما في الجوز والفول اللوزيات
3- صغيرة كما في السمسم والكتان والبندورة - الباذنجان
4- صغيرة جداً كما في التبغ والبصل وحبة البركة
5- بذور ناعمة ( رهيفة ) بذور التين – التوت
- تصنف البذور حسب اللون إلى
1- حمراء كالفاصولياء
2-بنية كما في الفول
3- صفراء كالقمح
4- بيضاء كالرز
5- خضراء كالبازلاء
6- سوداء كما في التبغ وحبة البركة
أهم طرق انتشار البذور
1-يتم بواسطة آليات عديدة مثل الهواء شريطة أن تكون خفيفة أو مزودة بآليات تسمح لها بالطيران كامتلاك أجنحة أو زغب
2-انتشار بواسطة الماء :كما في بذور جوز الهند
3-انتشار بواسطة الحيوان شريطة أن تكون تمتلك هذه البذور أشواك وخطا طيف تسمح لها بأن تعلق بفراء أوجلد الحيوان وكذلك عبر معابرها حيث تتحلل
أي يصيب غلافها البذري نوع من التحلل وفي حال سقوطها مع الروث فإنها تجد بيئة ملائمة للانتاش .
4-بواسطة الإنسان : يعتبر الإنسان يعتبر الإنسان أول وأهم عامل في نقل وانتشار البذور عبر العالم
ما أنواع البذور حسب الفلقات ؟
1- وحيدة الفلقة النخيل القمح 2- ثنائية الفلقة الحمضيات البقوليات
ما هي أنواع البذور حسب طبيعة الإنبات ؟
1- بذور ذات أنبات أرضي تبقى فيها الفليقات بعد الإنبات تحت سطح التربة مثال بذور الفول بسب عدم اسطالة السويقة الجنبية السفلى
2- بذور ذات أنبات هوائي تصعد الفليقات فوق سطح التربة مثال الفاصولياء بسب إسطالة السويقة الجنبية السفلى كثيراً وترفع الفليقات خارج سطح التربة لذلك في هذا النوع من الإنبات يراعى عدم طمر البذور لمسافات بعيدة كي لا يفشل النبات
ما هي أنواع البذور بحسب عدد الأجنة ؟
1- وحيدة الجنين تعطى عند انباتها بادرة واحدة أو جنين واحد وهو الناتج عن اتحاد النوية الذكرية مع البويضة فتشكل الزيجوت
2- متعددة الأجنحة كالحمضيات التي تعطي البذرة عند إنباتها عدد من الأجنة أحدهما جنس ناتج عن الزيجوت والبقية عبارة عن أجنة خضرية
ماهي أنواع البذور حسب القدرة على التخزين بعد الاستخراج ؟
1 0 بذور يمكن تخزينها فترات طويلة دون أن تفقد حيويتها مثل الكثير من بذور الخضار والفواكه والقمح
2 0 بذور لايمكن تخزينها ولو لفترة قصيرة بسب جفافها وموت المبين كالحمضيات لذلك تزرع مباشرة بعد استخراجها
ماهي أنواع البذور حسب قدرتها على الإنبات بعد الاستخراج؟
1- بذور يمكن زراعتها فوراً بعد الاستخراج مباشرة وبامكانها الإنبات بتوافر الظروف الملائمة ( حرارة رطوبة ) أي ليس لها طور سكون
2- بذور لايمكن زراعتها بعد الاستخراج إلا بعد التأكد من كسر طور السكون فيها مثال بذور اللوزيات
ٍماهي صفات البذور الجيدة ؟
1 0 أن تكون ممتلئة ومتجانسة وكبيرة الحجم وناضجة
2 0 جيدة المظهر واللون
3 0 خالية من الأمراض والآفات
عرف إنبات البذور وعلى ماذا تعتمد كفاءة الإنبات؟
إنبات البذور : هو عبارة عن سلسلة من التطورات تجتازها البذرة ابتداء من السكون وحتى مرحلة البادرة النامية
تعتمد كفاءة الإنبات على حيوية البذور وكسر سكونها وعلى مدى توفر البيئة المناسبة للإنبات وكذلك قرة البذور على مقاومة أمراض البذور
عرف حيوية البذرة وماهي اختبارات تقديرها ؟
حيوية البذرة هي النسبة المئوية للبذور التي تمتلك القدرة على الإنبات عند توفر كل العوامل الضرورية للإنبات
هناك عدة اختبارات لتقدير حيوية البذور وهي
1- نسبة الإنبات = عدد البذور النابتة
البذور الكلية
2- سرعة الإنبات : ويعبر عنها بمتوسط عدد الأيام التي تأخذها البذرة حتى تنبت
3- اختبار تترازليم ويتم عن طريق غمس البذور المنقوعة بالماء مدة 12 إلى 24 ساعة بعد استخراجها في محلول تركيزه 1 إلى 2% بمادة( 2, 3, 5 تراي فينا يل تترازوليم كلوريد )وهي مادة كاشفة لحيوية البذور فإذا تلونت البذور بلون أحمر فهذا دليل على حيويتها أما إذا لم تتلون باللون الأحمر فهي غير حيوية
عرف سكون البذرة وماهي أسبابه وكيف يتغلب عليها
سكون البذرة :هو عدم قدرة البذور الحية على الإنبات بحالة طبيعية وعند توفر الشروط اللازمة للإنبات
أسباب سكون البذرة : لسكون البذور أسباب ثلاثة رئيسية هي
(1)سكون غلافي عائد إلى طبيعة الأغلفة المحيطة بالجنين حيث تعتبر عدم نفادية أغلفة البذرة للماء وكذلك عدم نفادية للغازات مشكلة تحقق سكون البذرة كما أنه يمكن أن تكون هذه الأغلفة صلبة قاسية فتمنع بالتالي تمدد استطالة الجنين يمكن التغلب على هذه الأسباب بمايلي
1- نقع البذور بالماء 2- عمليات ميكانيكية ( حك ) 3 - نقع في الأحماض المددة
(2)سكون كيميائي عائد إلى وجود مواد معيقة للإنبات مثل الأمونيا سيانيد الهدروجين الأحماض العضوية وتكون مرتكزة على أغلفة البذرة الداخلية أو الخارجية
يمكن التغلب على الأسباب بمايلي
1 الغسيل بالماء 2 النقع بالماء وتغير هذه الماء كل فترة 3 إزالة العصرة وهي الغلاف الخارجي للبذرة
(3) سكون جنيني عائد لطبيعة الحنين حيث تكون الأجنة غير ناضجة وتستكمل نضجها عن طريق عملية التنضيد
كيف تتم عملية تنضيد البذور
يتم وضع البذور في طبقات متناوبة (رمل , بذور ، رمل ،بذور 000ألخ ) مع الترطيب ودرجات حرارة +2 ، +4 درجة مئوية ولمدة تختلف طبيعة البذور من 2 إلى20أسبوع تقريباً
ماهي مواعيد زراعة البذور
1 بذور الخضراوات ولها موعدين خريفي ربيعي
بذور أشجار كفاكهة
1 0 البذور التي لاتفقد حيويتها بالتخزين تزرع مع بداية الربيع
2 0 بذور التي تفقد حيوتها بالتخزين تزرع بعد استخراج البذور من الثمرة مباشرة
ملاحظة يجب معاملة البذور بمواد مطهرة مبيدات حشرية قبل زراعتها
ماهي طرق زراعة البذور
أولاً : في المشتل : تزرع بشكل مكثف وعندما تصل الباردة إلى حالة جيدة تنقل إلى
1- أصص صناعية مختلفة الأحجام 2- أكياس بلاستيكية 3- صناديق خشبية وبلاستيكية
ثانياً في الأرض : إما نثراً أو على سطور
ثالثاً في المكان الدائم في الجور أو الحفر أو في أحواض إما نثراً أو على سطور

الأنسجة النباتية
في الطبيعة هناك نباتات مختلفة في الطول والحجم وقطر سيقانها .
• هل يختلف تركيب أجسام هذه النباتات عن بعضها ؟
لقد أثبتت الدراسات التي تهتم بالتركيب الداخلي للنبات أنه بالرغم من وجود الاختلاف الظاهري في الشكل والحجم بين النباتات التي نشاهدها إلا أن أجسامها تتركب من خلايا متشابهة . تختلف عن بعضها في معلوماتها الجينية ( الوراثية ) فقط ، وتنتظم هذه الخلايا مع بعضها وتتصل فيما بينهما بروابط بروتوبلازمية لنتمكن من تأدية وظائفها الحيوية ولتكون أنسجة نباتية مختلفة .
والاختلاف بين هذه النباتات في وجود أو عدم وجود بعض أنواع هذه الأنسجة النباتية وبالدراسات التشريحية أمكن التعرف على أنواع الأنسجة النباتية .
• يمكن تقسيم الأنسجة النباتية من حيث مرحلة النمو والأصل إلي نوعين رئيسيين هما :
1 – أنسجة إنشائية .
2 – أنسجة مستديمة .
أولا: الأنسجـــــة الإنشائيــــــــة
هي المسؤله عن منشأ بقية الأنسجة النباتية الأخرى بأنواعها المختلفة وتتكون هذه الأنسجة من خلايا تتميز بخصائص تلائم وظيفتها ودورها في نمو الجسم النباتي . وهذه المميزات هي :-
1. أشكالها المكعبة .
2. جدار خلوي رقيق.
3. أنويتها كبيرة .
4. الفجوات في سيتوبلازمها صغيرة .
5. سيتوبلازمها كثيف .
وظيفتها
الانقسام المستمر .
س : من أي الأماكن يمكن الحصول على الأنسجة الإنشائية من أجزاء نباتية ؟
1. جنين البذرة
2. القمم النامية للجذور والسيقان .
3. داخل الحزم الوعائية الكامبيوم ( بين نسيجي الخشب واللحاء ) .
4. براعم الأوراق والأزهار .
س : كيف يلائم التركيب الوظيفة في الخلايا الإنشائية ؟
خلايا الأنسجة الإنشائية مكعبة ذات جدران رقيقة مما يسهل انقسامها بسرعة لذلك وجودها في القمم النامية في جسم النبات وهذا يبين مدي التلائم بين تركيب هذه الخلايا ووظيفتها . الانقسام لتكوين خلايا جديدة للجسم النباتي متخصصة في وظائف النبات المختلفة .
تقسم الأنسجة الإنشائية إلي نوعين :
أ***- أنسجة إنشائية ابتدائية :- توجد في
1. في جنين البذرة .
2. القمم النامية للجذور والسيقان .
3. في براعم الأوراق والأزهار .
عند فحص قطاع طولي قي قمة نامية لجذر – نلاحظ أنه يتميز إلي :
منشئ البشرة :
وهو طبقة محيطة بقمة الجذر أو الساق تتكون من صف واحد من الخلايا ومن هذه الطبقة تتكون البشرة في الساق والجذر.
منشئ القشرة :
تتكون من عدة طبقات تكون فيما بعد القشرة في الساق والجذور .
منشئ الحزمة الوعائية :
وتتكون من عدة طبقات ، ينتج عن انقسامها تكوين الخشب واللحاء في الحزمة الوعائية .
منشئ القلنسوة :
وهي منطقة خاصة بتكوين خلايا القلنسوة التي تحيط بالقمة النامية للجذور فقط .
ب***- أنسجة إنشائية ثانوية
تقسم هذه الأنسجة إلي نوعين هما :
أ – أنسجة إنشائية ابتدائية ب – أنسجة مستديمة
§ هي خلايا إنشائية ولكنها توقفت عن الانقسام لفترة معينة من نمو النبات ثم عادت للانقسام .
§ من الأمثلة :
§ نسيج الكامبيوم الحزمي في السيقان البالغة .
§ تنقسم خلاياه لتكوين الخشب واللحاء الثانويين في مرحلة التغلظ الثانوي . § هي خلايا مستديمة فقدت قدرتها على التخصص ثم عادت إلي حالتها الجينية الأولي .
§ من الأمثلة :
§ الكامبيوم بين الحزمي الذي ينشأ من الخلايا المستديمة في الأشعة النخاعية للسيقان البالغة .
§ تنقسم خلاياه لتكون الخشب واللحاء الثانويين في مرحلة التغلظ الثانوي .
ثانيا : الأنسجة مستديمة
تنتظم خلايا هذه الأنسجة في مجموعات لتشكل الأنسجة المستديمة وتختلف النباتات عن بعضها من حيث وجود بعض هذه الأنسجة فنجد أن النباتات غير الوعائية لا يوجد فيها أنسجة التوصيل ( الخشب واللحاء ) .
ويمكن أن نفرق بين :
أنسجة مستديمة أنسجة إنشائية
• خلايا كبيرة
• فجوات عصارية كبيرة
• جدرها سميكة
• بروتوبلازم قليل
• تتخصص في وظائف حيوية متعددة • خلايا صغيرة
• فجوات عصارية صغيرة
• جدرها رفيعة
• بروتوبلازم كثير
• لا تتخصص
بناء على الشكل والوظيفة يمكن تقسيم الأنسجة المستديمة إلي :-
أنسجة مستديمة بسيطة
وتتكون من خلايا ذات تركيب وعمل متشابهة ومن أنواع هذه الأنسجة .
1) الأنسجة البشرة
1. يغطي نسيج البشرة الجذور والسيقان والأوراق والأزهار .
2. يتكون من طبقة واحدة من خلايا عدسية الشكل ذات فجوات كبيرة .
3. لا تحتوي على بلاستيدات خضراء إلا في نباتات الظل والنباتات المائية ( طبقة البشرة في أعضاء النبات ) .
4. طبقة البشرة وأعضاء النباتات تتكون من مادة شمعية تقلل تبخر الماء .
5. يحتوي نسيج البشرة على ثغور توجد بين خليتين حارستين ذواتي .
6. يحتوي نسيج البشرة على زوائد قد تكون شعيرات جذرية تقوم بوظيفة الامتصاص وقد تكون أشواك موجودة على الساق أو الأوراق أو الثمار للحماية .
ٍ 2 ) الأنسجة البرنشيمية :
1) تعتبر خلايا هذه الأنسجة أكثر الخلايا انتشاراً في النباتات .
2) حيث توجد في منطقة القشرة والنخاع للجذر والساق وفي النسيج الداخلي للورقة وفي الثمار .
3) يتألف النسيج البرنشيمي من خلايا ( مميزاتها ) :
1. ذات جدر أولية رقيقة .
2. بينها مسافات بينية .
3. بها فجوات عصارية كبيرة .
4. محاطة بطبقة رقيقة من السيتوبلازم الذي يحتوي على بلاستيدات خضراء أو ملونة وعديمة اللون .
4) يلاحظ أن الخلايا لها أشكل مختلفة تتناسب مع وظائفها :
* حيث تكون مضلعة الشكل غالباً ، وقد تستطيل أحياناً بسبب ضغط الخلايا المجاورة مثل الخلايا البرنشيمية في الخشب واللحاء .
* أولا داء وظيفة معينة مثل الخلايا العمادية في الورقة حيث تقوم بعملية البناء الضوئي لاحتوائها على كمية كبيرة من البلاستيدات الخضراء .
* من وظائف النسيج البرنشيمي أيضاً تخرين الماء والغذاء كما في الجذور ما حيث تكون الخلايا ذات فجوات كبيرة ممتلئة بالعصارة مما يساعد على جمع الماء وتخزينة للحاجة إليه .3 ) الأنسجة الكولنشيمية :
• يعتبر هذا النسيج أحد الأنسجة الدعامية في النبات .
• حيث تمتلك خلاياها خصائص تساعدها في أداء وظيفتها .
• تكون خلايا هذا النسيج غليظة الجدر وخصوصاً عند الزوايا .
• يبدأ هذا التغلظ تدريجياً في الخلايا أثناء نموها .
• مما يلاحظ عند فحص قطاعات في النباتات التي تتعرض للرياح الشديدة أثناء نموها زيادة التغلظ مما يوفر قدراً أكبر من الدعم والحماية .
• الوظيفة الأساسية لهذا النسيج هي توفير الدعامة لأجزاء النبات التي مازالت تنمو.
• عند إمعان النظر في تركيب النسيج الكولنشيمي تتجلي قدرة الخالق جل وعلا في ملائمة تركيب هذا النسيج مع وظيفته الدعامية ليس فقط في تغلظ الجدرو ولكن لكون خلاياها متراصة إلي حد كبير مما يوفر دعماً أكبر للنبات .
4 ) الأنسجة السكلرنشيمية .
1 ) خلايا هذه النسيج ذات جدر ثانوية متغلظة ( علل ) نتيجة لترسب مادة اللجنين
2) بروتوبلازم هذا الخلايا تموت ( علل ) نتيجة لهذا التغلظ .
ولذا فإن الخلايا البالغة لا تحتوي على آية مادة حية .
من معرفتنا لتركيب هذا النسيج نستنج أن الوظيفة الأساسية له هي تدعيم النبات .
هناك نوعان من الخلايا السكلارنشيمية :
أ ) الألياف :
التعريف : هي عبارة عن خلايا ميتة ذات جدر سميكة مستطيلة أسطوانية الشكل مدببة الأطراف .
توجد على شكل :
* حزم في الساق النباتي .
* في أنسجة الخشب واللحاء .
وظيفتها :
• الدعامة للنبات ( علل ) لكي تتحمل مختلف المؤثرات الميكانيكية .
• وتكتسب بعض النبات أهمية اقتصادية بسبب وجود هذه الألياف مثل نبات القنب الذي تستعمل أليافه في صنع الحبال وبعض أنواع الأكياس ( الخيش ) .
ب ) خلايا حجرية
أ - خلاياه صلبة جداً غير منتظمة وهي تشبه الألياف من حيث القوة ولكنها أكثر تغلظاً في الجدر.
ب***- توجد في لب الثمار الطرية مثل الكمثري ، والجوافة ، وفي قشرة الجوز وفي الفستق وفي أجزاء البذور الصلبة .
وظيفتها :
تكتسب أغلفة البذور وبعض الثمار الجافة صلابتها من وجود هذه الخلايا .
5 ) الأنسجة الفلينية
* أنسجة وقائية ثانوية تحل محل البشرة الممزقة في جذور وسيقان بعض النباتات المسنة .
* تتكون من خلايا ذات جدر ثانوية سميكة مشبعة بمادة السوبرين وهي غير منفذه للسوائل والغازات مما يؤدي إلي موت الخلايا عند بلوغها .
* خلايا تأخذ أشكال مفلطحة ومنضغطة .
وظائفها :
1 ) التقليل من تبخر الماء
2 ) كطبقة عازلة تقلل من أثر تغير درجات الحرارة
3 ) كطبقة مقوية للأعضاء الداخلية للنبات .
الأنسجة متسديمة مركبة
تسمي أحيانا الأنسجة الوعائية ( علل )
تكون على شكل أوعية أو قنوات تقوم بوظيفة النقل داخل النبات .
وتوجد في النباتات الوعائية ( كالسرخسيات ، وعاريات البذور ، ومغطاة البذور كالنباتات الزهرية ) .
ويتكون هذا النسيج من :-
• نسيج الخشب
• نسيج اللحاء
أولاَ : نسيج الخشب :
وظيفته : 1 ) نقل الماء والأملاح المعدنية من الجذر إلي الساق والأوراق والأزهار والثمار
2 ) تدعيم الجسم النباتي .
يتكون من :
أ – الأوعية الخشبية :
خلايا فقدت أنويتها وزاد سمك جدراتها بسبب ترسب مادة اللجنين .
وظيفتها : توصيل الماء والأملاح المعدنية لأجزاء النباتات .
تكون على شكل أنبوبة قد يبلغ طوله عدة أمتار ( علل ) لتوصيل الماء والأملاح إلي جميع أجزاء النبات .
ب - القصيبات :
خلايا ميتة مستطيلة الشكل مدببة الطرفين ذات جدر متغلظة نتيجة لترسب مادة اللجنين .
وظيفتها : النقل .
جـ - الياف الخشب :
خلايا ميتة ذات جدر سميكة أسطوانية مستطيلة ومدببة الطرفين .
وظيفتها : الدعامة للنبات .
هي في الأصل نوع من أنواع الخلايا السكلارنشيمية .
د – الخلايا البرنشيمية :
منتشرة بين أنسجة الخشب .
وظيفتها : تخزين المواد الغذائية التي يحتاجها النبات للنمو .
ثانيا : اللحاء
وظيفته : 1 ) نقل الغذاء الجاهز في الأوراق أو أي جزء في النبات تتم فيه عملية البناء الضوئي
2 ) تدعيم الجسم النباتي .
يتكون من الأنسجة التالية :
أ ) الأنابيب الغربالية :
خلايا حية مستطيلة الشكل تتميز جدرها الفاصلة بينها بوجود ثقوب تشبه الغربال .
وظيفتها : النقل .
تفقد الخلايا الغربالية البالغة أنويتها ، ويتمد بين الخلايا من خلال الثقوب روابط بروتوبلازمية تربط الخلايا ببعضها .
ب ) الخلايا المرافقة :
خلايا حية تقع ملاصقة للأنابيب الغربالية وترتبط بينهما بروابط سيتوبلازمية .
وظيفتها : تمد الأنابيب الغربالية بالطاقة كذلك تساعد على ضبط حركة التوصيل داخلها .
جـ ) ألياف اللحاء : خلايا ذات جدر سميكة ، البالغة منها ميتة .
وظيفتها : الدعامة
وهي في الأصل نوع من الخلايا السكلارنشيمية .
د ) الخلايا البرنشيمية :
تنتشر هذه الخلايا بين أنسجة اللحاء .
وظيفتها : تخزين الغذاء الذي يحتاجه النبات للنمو .

الجذر
ساكن الأرض والهواء والماء
النباتات بدون جذورها لا تعيش و كذلك نحن
الجذر :
هو واحد من خمسة أعضاء مهمة موجودة في النبات الجذر وهو أول الأعضاء ظهوراً وينمو مثالياً تحت التربة واستثنائياً فوقها وقمة الجذر النهائي تنمو تحت الأسفل ولا يتشكل عليه أوراق ولا براعم متخصصة.
ونتيجة تواجده تحت سطح التربة و ارتفاع كلفة الدراسات والأجهزة التي يجرى بها الدراسة وصعوبة تطبيق فاعلية الأجهزة باختلاف أنواع الترب لم ينل حظه الوافر من الدراسات .
ولذلك أكثر من يهتم بالجذر هم دارسي علم الفيزيولوجيا (علم وظائف الأعضاء) من أجل ذلك وجدت البيئات المخبرية السهلة مثل (الرمل والماء والهواء) . والقراءات التي تؤخذ للجذر بعد انتهاء الدراسة هي عديدة مثل: الطول ـ الشكل ـ اللون ـ درجة الافتراش العرضي - مريض أم لا – نوع التفرعات الجذرية – المساحة التي يشغلها – الوزن الجاف له .
أهم وظائف الجذر :
النقل .
الامتصاص .
اصطناع المواد العضوية .
خزن الغذاء .
إيجاد صلة بين النباتات و المتعضيات الحيوية .
التكاثر.
النقل للماء و الغذاء بواسطة الأنسجة المتخصصة( الخشب –اللحاء).
الامتصاص للأملاح المعدنية و الماء و المتحلل من العضويات عن طريق الالتصاق بهذه المواد و يكون الدخول إلى الجذر عبر فرق التركيز بين خلايا الجذر و البيئة التي ينمو فيها الجذر (ظاهرة الامتصاص ) و هذه الوظيفة تقوم بها بشكل عام الأجزاء الفتية من الجذر و ليس الأجزاء الهرمة ويكون المسؤول عنها إما خلايا البشرة أو الأوبار الماصة الناشئة من خلايا البشرة .
ويجب أن نعرف أن النبات يحصل على نسبة كبيرة من مائه و غذائه عن طريق الجذر وفق الترتيب التالي من ألأسفل للأعلى:
40% من الربع الأول من الجذر
30% من الربع الثاني من الجذر
20% من الربع الثالث من الجذر
10% من الربع الرابع من الجذر
وهذا التقسيم يفيدنا جداً في معرفة كيفية التعامل مع عملية تسميد التربة والري.
خزن الغذاء حيث يتحور الجذر إلى وظيفة تخزينية ففي ثنائيات الفلقة فإن كامل الغذاء المرسل إليه عبر اللحاء يستهلك جزء صغير منه ويخزن الباقي. مثل: اللفت والشوندر
أما في أحاديات الفلقة فإن الغذاء يستهلك ولا حاجة له لتخزينه لأنها نباتات حولية حيث يستعمل الغذاء فيها للنشاط الانقسامي مثل القمح والشوفان والشعير.
وفي ثنائيات الحول مثل: البقدونس والشوندر والجزر فإن الغذاء المخزن في الجذر خلال العام الأول يستهلكه النبات في العام التالي لإنتاج بذور أو وحدات تكاثرية.
إيجاد صلة بين النباتات و المتعضيات الحيوية الأخرى الموجودة في التربة : مثال: بكتريا العقد الجذرية المثبتة للآزوت الجوي في جذور البقوليات مثل العدس وفول الصويا والفول العادي حيث أن هذه الجذور تقوم بإفراز مواد خاصة تتغذى عليها هذه البكتريا فتقوم هي بدورها بتثبيت الآزوت الجوي محققة الفائدة للتربة والنبات معاً.
للجذر وظيفة تكاثرية كما في نباتات البطاطا الحلوة و الهليون و الفصة التي تعتمد على جذورها في التكاثر بعد رعيها من قبل الحيوانات .
طبيعة نمو وتعمق الجذور في التربة :
وزن الجذر يشكل ربع أو ثلث أو نصف وزن المجموع الخضري.
أما المساحة فإنها تصل إلى 20ــــــ30 ضعف مساحة المسطح الورقي و لو أخذنا بعين الاعتبار الشعيرات الماصة التي كانت و زالت لبلغت المساحة 100ضعف و هذه الصفة تساهم كثيراََ في زيادة مساحة التلامس مع الماء والأملاح المعدنية الموجودة في التربة .
وأما معرفة نمط ودرجة تعمق الجذر فإنها تحدد في كثير من الأحيان طريقة السقاية و طريقة التسميد وهي متعلقة غالباً بالعوامل الوراثية وظروف التربة الرطوبية فمثلاً :
أعماق الجذر : الفصة من 5ــ7 م - الذرة من 1.5-2م - الصباريات 20 – 30 سم – أما الأشجار تصل لأعماق 15 م – التبغ 2-2.5 م
جدول ( 1) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول
المحصول- نوع المجموع الجذري - المدى الفعال للامتصاص
قمح ليفي 115 سم
شوفان ليفي 75 سم
ذرة صفراء ليفي 105 سم
شوندرسكري وتدي 30 سم
فول صويا وتدي 30 سم
فصة وتدي 120 سم
جدول (2) يوضح التباين في مواصفات الجذور حسب اختلاف المحصول
المحصول أقصى عمق تصل إليه الجذور الانتشار الجانبي
قمح 210 سم 20-30 سم
شوفان 120 سم 20 -30 سم
ذرة صفراء 180 سم 105 سم
شوندرسكري 60 سم 30 - 60 سم
فول صويا 60 سم 60 سم
فصة 70 سم 60 سم
العوامل المؤثرة على نمو الجذور :
1. الانتحاء
2. العوامل الو راثية
3. مستوى الرطوبة الأرضية
4. درجة الحرارة
5. خصوبة التربة
6. طبيعة التربة
7. تهوية التربة ووجود الأوكسجين.
أنواع الانتحاء :
الانتحاء و يعرف بأنه استجابة الجذر للظروف البيئية السائدة ويحدد شكل واتجاه الجذر.
أنواعه : a- انتحاء أرضي موجب يستجيب الجذر للجاذبية الأرضية .
b - انتحاء مائي موجب ويستجيب الجذر بأن يتوجه إلى أماكن الرطوبة العالية.
C- انتحاء ضوئي سالب يخالف فيه الجذر مصدر الضوء .
العوامل الو راثية هي التي تحدد شكل الجذر و طبيعة نموه ففي ثنائيات الفلقة هو وتدي و في أحاديات الفلقة شكله ليفي و معلوم أن الجذر الوتدي ينشأ من البذرة ويخرج منه مجموعة من التفرعات كما في ثنائيات الفلقة مثل: الفول وفول الصويا والفصّة وقد لا يتفرع كما في الجزر والشوندر المنزلي الأحمر. أما في أحاديات الفلقة فإن المجموع الجذري الليفي تكون الجذور فيه عارضة (عرضية) مثل القمح والبصل.
مستوى الرطوبة الأرضية : كلما انخفض معدل الرطوبة في طبقة من التربة ازداد تعمق الجذور. نبات العاقول 15م طول جذره أما الصبار جذوره سطحية لأنه ينمو في بيئات رملية خفيفة لذلك مجموعه الجذري سطحي حيث أن أي هاطل مطري إما أن يتبخر او يبقى في السطح لذلك لابد من الاستفادة منه. أيضا َيجب أن نعلم أن ازدياد الرطوبة في التربة (التربة الغدقة) يؤدي إلى أن نمو الجذور يتوقف نهائياََ بسبب عدم توفر الأكسجين و يتوقف نمو الجذور على معدل الأمطار السنوي وبطبيعة توزيعه أثناء العام فقلته توسع المجموع الجذري والعكس صحيح .
درجة الحرارة :عموما الجذور تنمو في أوساط حرارية أدنى في تلك التي ينمو فيها الساق و الأوراق وحرارة التجمد المنخفضة تؤدي إلى تثبيط كثير من العمليات الكيميائية او تخريب النظام الأنزيمي للجذر و تؤدي إلى تقطع الجذور .
طبيعة التربة :في الترب الكتيمة الثقيلة نمو الجذور فيها ضعيف وذو بنية قاسية خاصة , أما في الترب الخفيفة فهو ينتشر بسهولة.
خصوبة التربة :كلما زادت زاد النمو والعكس صحيح .
أوكسيجين التربة: إن الهواء يشكل من 20ـ25%من حجم التربة و لدينا منه 20% O2 وهو ضروري لتنفس الجذور والنبات ككل وعند نقص الأوكسجين فإن الجذور وكائنات التربة الأخرى يتوقف نشاطها وتزداد كمية ثاني أكسيد الكربون CO2 .
تصنيف الجذور :
• تصنيفها حسب بيئة النمو والتي تمتص منها ماؤها وغذاؤها .
1. بيئة ترابية: قد تنمو الجذور كلياََ تحت سطح التربةمثل نبات القطن والشوندرأ و جزئياََ كما في نبات الذرة الصفراء أو كف مريم أو تين المطاط
2. بيئة مائية: كما في نبات عدس الماء و ابن سينا بحيث تنمو جذوره في الطبقة العليا من سطح الماء , ولا تبلغ قاعه.
3. بيئة هوائية : كما في جذور نبات تين المطاط و قلب عبد الوهاب الجذور العارضة ذاتية التغذية و شرهة للرطوبة و عندما تصل للتربة تمتص الغذاء و عادة ما تقوم هذه الجذور بالتمثيل الضوئي
4. بيئة نباتية : كما في نبات الحامول و الدبق الأبيض حيث يرسل النبات ممصاته ليخترق نسيج اللحاء في ساق بعض النباتات المجاورة ليمتص منها الغذاء الجاهز من النسغ الكامل
5. بيئة ترابية متحركة : أي جذور شادة متقلصة تعمل على شد النبات إلى أسفل التربة و أشهرها الأبصال كما في السوسن و الكورمات كما في الزعفران الذي تنشأ جذوره من قاعدة الساق (عارضة) وتشده إلى الأسفل لحمايته من العوامل البيئية. إذاً كلها تقوم جذورها بحركة شد البصلة أو الساق لتبقيها تحت سطح التربة حفاظاً على النبات من العوامل البيئية الخارجية.
• تصنيف الجذور بطريقة المجاميع :
1. مجموع جذري ليفي : وهي جذور عرضية وتنشأ من أي جزء ما عدا الجذر الأولي الذي يموت مبكراً أو ينمو ضعيفاً. ويلاحظ تفرع هذه الجذور العارضة في بعض الأحيان إلى ثانوية وثالثية. كما في الأقماح.
2. مجموع جذري وتدي : قد يكون مغزلياََ كما في الشوندر أو مخروطياََ كما في الجزر أو وتدي متكور كما في اللفت و هذا الجذر ينشأ و يتضخم انطلاقاََ من الجذير الأولي وتختص به ثنائيات الفلقة وعريانات البذور ويمتاز بسيطرة الجذر الرئيسي مدى حياة النبات.
3. مجموع مختلط : كما في نبات الفريز الحراجي أي نميز فيه ليفي و وتدي معاََ
أهم تحورات الجذر :تتغير الجذور بشكلها و وظيفتها تبعاََ للظروف البيئية المحيطة و لما هو مطلوب منها من قبل النبات، فقد تتحور إلى وظيفة ادخارية أو وظيفة تكاثرية أو وظيفة شدّ تبعاً لغنى وفقر التربة بالماء، أو لتتعايش مع الفطور، فكل هذه هي تحورات أهمها:
جذور ادخارية ( برانشيم القشرة أو برانشيم الخشب ) : وتقسم إلى
1- ادخارية لحمية هي جذور وتدية رئيسية التراكم فيها يكون في برانشيم القشرة كما في الجزر أو في برانشيم الخشب كما في الفجل.
2-ادخارية درنية هنا يوجد للجذر تفرع يتضخم ليقوم بعملية التخزين كما في نبات البطاطا الحلوة و الأضاليا و زهر الهواء الخشن .
فطور جذرية: مثل نبات قرن الغزال أي أن هناك نباتات تحقق تغذيتها على حساب فطور تتغذى على الشعيرات الماصة في النبات و الجذر يمتص غذاءه عن طريق تلك الفطريات.
جذور شادة عرضية مثل الأبصال نبات الزعفران والبصل العادي.
جذور هوائية : وتقسم إلى:
أ- جذور داعمة عرضية: تنمو من عقد الساق كما في الذرة الصفراء والقصب.
ب- جذور مساعدة عرضية: تنمو من أفرع الساق الطولية ولها وظائف مختلفة في التنفس والتغذية وامتصاص الرطوبة الجوية كما في نبات تين المطاط.
ج- جذور تنفسية عرضية: كما في نبات ابن سينا حيث تخرج الجذور التنفسية خارج سطح الماء انطلاقاً من الجذر الرئيسي لتتنفس هوائياً. وتغطى هذه الجذور التنفسية بالفلين ويتم التنفس عن طريق فتحات تدعى بالعديسات داخل الماء أحياناً.
د- جذور متسلقة عرضية: تخرج من السوق الضعيفة لبعض النباتات فتؤمن لها فرصة الصعود والالتصاق بالجدران وأفرع الأشجار لنيل حصتها من الضوء وهي غالباً نباتات غابوية كنبات اللبلاب حيث أن هذا النبات لا يقوى على الالتصاق لذلك تخرج من ساقه جذور متسلقة عرضية وهذه الجذور تؤمن تغذية ضعيفة لأنها فقيرة بالأوعية وغنية بالخشب. وبشكل عام تساهم الجذور الهوائية في التمثيل الضوئي.
جذور ليفية عرضية: مثل نباتات الفصيلة النجيلية – القمح والشعير
جذور ممصية عرضية:
كما في نبات الحامول والهالوك، في نبات الحامول يُرسل النبات جذوره خارج التربة لتلتصق بممصاتها على سوق النباتات المجاورة، وفي نبات الهالوك مع الباذنجانية يُرسل النبات جذوره داخل التربة لتلتصق بممصاتها على جذور النباتات المجاورة.
أهمية الجذور :
1. التغذية الإنسانية مثل( الجزر- الفجل) و التغذية الحيوانية مثل( الشوندر العلفي- اللفت العلفي)
2. زيادة خصوبة التربة ( البقوليات )
3. المحافظة على تماسك و ثبات التربة
4. تهوية التربة
5. لها فوائد طبية عديدة كنبات البقدونس و الفجل و الجزر
6. فوائد عطرية فتستعمل في التوابل كما في نبات (الفجل البلدي)
7. تستخدم في صناعة الأصبغة النباتية الصحية الغذائية مثل (جناء الفول ) المكحلة الغنية بالأنثوسيانين
ختاماً من المستحيل أن تنمو النباتات الراقية دون جذورها أما النباتات الدنيا فليس لها مجموع جذري .
البنية التشريحية للجذر
البنية التشريحية للمقطع الطولي :
1. القلنسوة
2. منطقة خلايا المركز الهامد
3. منطقة النسج غير المتمايزة
4. منطقة الأوبار الماصة
5. المنطقة الفلينية
القلنسوة :
هي - مجموعة من الخلايا البارانشيمية الحية وتكثر فيها الفجوات وتتآكل باستمرار - في النوع النباتي الواحد حجمها دائما ثابت ولكن الحجم متغير بين الأنواع - طولها لا يزيد عن (1مم)
- مكان تواجدها في قمة الجذر من الأسفل بشكل عام في كل النباتات ما عدا النباتات المائية إلا في حالة نبات الياسنت المائي الذي تحيط بجذوره الطافية قلنسوة طولها 1 سم لتحميه من الحشرات وعادة ماتحيط إحاطة كاملة بمخروط قمة النمو الميريستيمي للجذر .
منشأها : - ميرستيم الكاليبتروجين الذي يقع بين مخروط النمو والقلنسوة في أحاديات الفلقة مثل القمح .
- ميرستيم الكاليبتروجين والديرماتوجين في ثنائيات الفلقة مثل الفول .
وظائفها :
1- حماية القمة النامية.
2- مركز للانتحاء الارضي الموجب.
3- مصدر غني بالطاقة للخلايا الجنينية.
4- تسهل اختراق الجذر للتربة بفضل الإفرازات المخاطية الناتجة عن خلاياه.
منطقة خلايا المركز الهامد :
وظيفتها: تلوين المواد المشجعة على الانقسام مثل الهرمونات أو أنها تقوم بتصنيع تلك الهرمونات .
خلاياها تتصف بما يلي:
1- البروتين فيها تركيزه منخفض.
2- الDNA وال RNA كميتها قليلة.
3- السيتوبلاسم فيها قليل.
4- الشبكة الإندوبلاسمية(البلاسما الداخلية) كميتها قليلة.
5- كمية الميتاكوندريا فيها قليلة .
ووجد أن عدم نشاطها يعود لموقعها وليس لصفات خاصة بالنسيج فمثلاً لو زرع هذا النسيج في بيئة ملائمة فإنه ينشط وينقسم .
منطقة النسج غير المتمايزة :
وظيفتها: مسؤولة عن نمو الجذور طولاََ ويعود ذلك إلى :
1- الانقسام المتكرر
2 - تطاول هذه الخلايا
أقسامها : 1- منطقة الميرستيم القمي .
2- منطقة الاستطالة .
وهي منطقة مخروطية خلاياها تنقسم باستمرار وذلك لتعويض الخلايا التي فقدت بالاستطالة أو بالتمايز .
وتتصف خلاياها بما يلي :
_طولها لا يتجاوز(1مم).
_فجواتها معدومة( لقلة الفضلات).
_البروتوبلاسم كثيف ومركز.
_لونها أصفر.
_أنويتها ضخمة.
جد رها رقيقة.
_وهذه المنطقة إما أن تكون ثلاث خلايا منقسمة أو ثلاث صفوف في كل صف ثلاث خلايا منقسمة أو من خلية واحدة نشيطة منقسمة.
منطقة الاستطالة ( منطقة الأوبار الماصة ):
• طولها(1ـ10مم) خلاياها لا تنقسم بل تستطيل ويختلف معدل الاستطالة من(2-10مم) يومياََ حسب كل نبات. وتضم :
1- منطقة الأوبار الماصة :
طولها من(1.5ـــ 2مم) وتمتاز بأنها تتقدم باستمرار مع نمو الجذر وهي في حالة تجدد مستمر أي تنشأ أوبار فتية دائماََ من استطالة خلايا البشرة وبالتالي فإن الأوبار تلامس تربة جديدة دائماََ مع كل اندفاع جديد نحو الأسفل من قبل الجذر وهذا يفيدنا في معرفة أهمية الأوبار الماصة في اختيار النباتات المتحملة للجفاف ومعدل الاستطالة اليومي يختلف من نبات إلى آخر فهو من 2 – 10 ملم يومياً .
أصل الو برة الماصة: خلية بشرة تطاول جدارها الخارجي وشكل نتوءاََ هاجر إليه كل من السيتوبلاسما والنواة. ولهذه الوبرة إفرازات مخاطية و تفيد في:
1- التصاقها بحبيبات التربة.
2- تفكيك المركبات الكيميائية وخاصة الفوسفورية منها.
3- تقوم الوبرة بامتصاص محلول التربة وبالتحديد شوا رده وإذا غابت الشوارد المعدنية من الوسط أو لم تتوفر في منطقة الامتصاص فبعض النباتات تعتمد على الفطور في عملية التغذية.
طول الوبرة يصل إلى(1مم) ففي(1مم2) من جذور الذرة مثلاَََََََ يوجد(1900وبرة) . والطول الكلي للأوبار الماصة يصل إلى (4 كم) لنبات الذرة.
أوبار جذور نبات الكوسا خلال كامل موسم النمو يصل طولها إلى (25كم).
ويمتد عمر الوبرة من (10ــ20 يوم) وقد تتخشب الوبرة في الظروف الجافة أو الرطبة فتكتسب صفة الديمومة كما في نبات الغلاديتشيا.
المنطقة الفلينية :
وهي منطقة الجذور الجانبية وهي المنطقة الأقرب إلى سطح التربة وتحاط بطبقة من الفلين وفيها تكون النسج قد أكملت تمايزها وتشكل المساحة العظمى من الجذر، ومنها نلاحظ نشوء جذور جانبية.
• البنية التشريحية للمقطع العرضي للجذر
تقسم بنية الجذر إلى :
بنية ابتدائية
بنية ثانوية
1- البنية الابتدائية للجذر:
إن جميع جذور النباتات تحتوي على نفس البنية الابتدائية وخاصةً في منطقة الأوبار الماصة وما يعلوها.
وتتألف هذه البنية من مجموعة من النسج الأولية والتي تمايزت عن نشاط النسيج الجنيني الأولي وفي حال قمنا بعمل مقطع عرضي في جذر نبات فإننا سوف نلاحظ أسطوانتين لهما نفس المركز:
- تسمى الخارجية منها بالـ (Cortex) أي القشرة الأولية - أما الداخلية فهي الاسطوانة الوعائية المركزية.
• لتوضيح مفهوم القشرة الأولية:
فإنها تقسّم إلى عدة طبقات من الخلايا وهي من الخارج إلى الداخل:
أدمة خارجية - أدمة متوسطة - أدمة داخلية.
وفي عريانات البذور مثل الصنوبر وثنائيات الفلقة يكون عمر هذه القشرة قصير نسبياً لأن الكامبيوم يتمايز وبسرعة ليشكل البنية الثانوية والتي تحلّ مكانها.
أما في أحاديات الفلقة فإن القشرة الأولية تستمر طيلة حياة النبات ولكن تساندها نسج متفلنة داعمة تلي البشرة الخارجية تماماً، ومن الطبيعي أن يزداد قطر الجذر في الحالة الأولى ولا يزداد في الحالة الثانية .
أقسام القشرة الأولية :
أ- الأدمة الخارجية:
وهي طبقة واحدة أو عدة طبقات، وهي نسيج واقي، وفي منطقة الأوبار الماصة تستطيل خلاياها ومع نمو الجذر تتمزق الشعيرات ويحلّ مكانها الطبقة الخارجية للأدمة المتوسطة ويتم هذا عادةً في منطقة النضج وتغدو الخلايا متفلنة الجدران ما عدا بعض الخلايا التي تخلو من التفلن لتسمح بمرور الماء والغازات.
ب- الأدمة المتوسطة:
خلاياها كبيرة ضخمة مستديرة رقيقة الجدار تحتوي على النشاء أحياناً. ولا تحتوي على اليخضور باستثناء:
- الجذور التي تنمو في الضوء كما في جذور النباتات المائية (نبات ابن سينا).
- جذور تنفسية كما في تين المطاط.
ج- الأدمة الداخلية (البشرة الداخلية):
وهي صف واحد من الخلايا المتراصة وتمتاز خلاياها بأنها وفي مراحل متقدمة يحصل عليها ترسب عندئذٍ تسمى بشريط كاسبار، ويختلف شكل الترسب ما بين أحادي الفلقة وثنائي الفلقة فهو في أحادي الفلقة يكون بشكل حرف (U) وفي ثنائي الفلقة يكون بشكل مماسي.
شريط كاسبار و خلايا العبور :
هو خاصية البشرة الداخلية للجذر. إن وظيفة البشرة الداخلية حتى الآن غير أكيدة إلا أنه يعتقد أن الترسبات الآنفة الذكر تمنع مرور الماء والذائبات خلال جدران الخلايا وتحصره فقط ضمن البروتوبلازم الحيّ لخلايا البشرة الداخلية حيث تحدث عملية انتقاء واختيار وترتيب الدور.
في أحاديات الفلقة تبقى بعض خلايا البشرة الداخلية بدون تغلظ وتدعى بخلايا المرور أو العبور (Passage cell) ومن خلالها يتم تأمين كل التبادل المائي والغذائي ما بين الاسطوانة المركزية والقشرة وما يليها (أي التربة).
بينما في ثنائيات الفلقة لا توجد مثل هذه الخلايا لأن طبيعة التغلظ تسمح بأن تكون هذه الخلايا قابلة للتبادل بدون أي عائق.
دور طبيعة التغلظ :
إن طبيعة التغلظ تفرض حقيقة هامة :
1. وهي أن البشرة الداخلية في ثنائيات الفلقة هي عبارة عن نسيج مولد يمكن أن يتحول إلى نسيج قسوم يؤدي بانقسامه الطولي إلى زيادة ثخانة قطر البشرة الداخلية التي تتماشى مع زيادة ثخانة قطر الاسطوانة المركزية الناجم عن نشاط الكامبيوم.
2. بينما في أحاديات الفلقة فإن طبيعة التغلظ تعيق عملية الانقسام من جهة ولا داعي أصلاً لانقسام البشرة الداخلية لعدم وجود نمو ثانوي من جهة أخرى.
وإن هذا يفسر أن الجذور الجانبية في أحاديات الفلقة تنشأ من المحيط الدائر. وليس من النشاط الانقسامي للبشرة الداخلية + المحيط الدائر كما في ثنائيات الفلقة.
وظائف نسيج القشرة :
1- هي مسالك لانتشار الماء والغازات بفضل كثرة المسافات البينية بين خلاياها.
2- تخزين الغذاء كما في ثنائيات الفلقة .
3- نقل الماء والأملاح الممتصة من قبل الشعيرات الجذرية إلى خلايا الأوعية الناقلة التي هي داخل الاسطوانة المركزية.
وينتقل الماء والأملاح عادة بالآليات التالية:
1- نتيجة الاختلافات الحادثة في الجهود الأسموزية ما بين الخلايا.
2- نتيجة الفروق في تراكيز الأيونات بين الشعيرات وخلايا القشرة.
3- نتيجة فقد الماء من الأجزاء الهوائية.
ويجب أن تتصادف الخلايا الغير متفلنة مع خلايا العبور وهذه الخلايا بدورها يجب أن تلتقي دائماً مع أوعية خشبية ناقلة في أحاديات الفلقة.
إن القشرة نسيج سميك في ثنائيات الفلقة وخلاياه أصغر وقليل السماكة في أحاديات الفلقة. والسبب يعود لميزة التخزين كما في الشوندر السكري والجزر و البقدونس .
الأسطوانة المركزية :
إن جميع البذريات تمتاز بوضوح الاسطوانة المركزية التي تستقل وتنفصل عن القشرة.
- تمتاز الجذور أيضاً بوضوح اسطوانتها أكثر من السوق لأنها متصلة في أكثر امتداداتها في الجذور بينما في الساق فإن الاسطوانة المركزية تفاجئ دوماً بانقطاعات بسبب أماكن خروج الأوراق.
وتتألف الاسطوانة المركزية من:
الحزم الوعائية الناقلة (الجهاز الناقل)
الكامبيوم
المحيط الدائر
المخ
المحيط الدائر:
وهو صف واحد من الخلايا، يحيط بالحزم الوعائية، وهو يلي البشرة الداخلية، خلاياه برانشيمية ، جدرانه رقيقة.
ولكن نصادفه في عريانات البذور مؤلف من أكثر من صف من الخلايا أو في بعض أحاديات الفلقة مثل النخيل والآجاف وبعض ثنائيات الفلقة مثل الفول العادي والعدس.
وقد نشاهد نباتات مائية لا تحتوي على هذا المحيط الدائر أبداً (لأنها ليست بحاجة إلى جذور جانبية)،وفي ثنائيات الفلقة تتخشب خلايا هذا المحيط الدائر لأنها تمتلك بنية ثانوية داعمة إذاً هو ذو نشاط انقسامي عالي لذلك يعتبر من النسج الميرستيمية .
وينشأ عن نشاط المحيط الدائر جذور جانبية في عريانات ومغلفات البذور لذلك نسميه طبقة مولدة للجذور
ويساهم أيضاً في تشكيل الكامبيوم الوعائي والعكس صحيح أي أنه يمكن أن ينشأ المحيط الدائر عن نشاط الكامبيوم.
لذلك تكون وظيفة المحيط الدائر المساهمة في تشكيل الكامبيوم الوعائي والمساهمة في تشكيل الجذور الجانبية.
الحزم الوعائية الناقلة (الجهاز الناقل) :
وهي حزم متناوبة من الخشب واللحاء وعدد الحزم يختلف من نبات إلى آخر فهي حزمة واحدة من نبات كمأة الماء أو من حزمتين في نبات الملفوف أو رباعية الحزم في نبات الفول وخماسية الحزم في الحوذان وسداسية الحزم في البصل.
إن أول الأوعية الخشبية تشكلاً يكون قريباً من المحيط الدائر ويدعى بالخشب الابتدائي بينما الأوعية الأقرب إلى المركز هي خشب تالي .
في كل من أحاديات الفلقة وثنائيات الفلقة يكون الخشب الابتدائي ناجم عن انقسام وتمايز خلايا النسج الجنينية الأولية ولذلك يكون تمايز الخشب من المحيط نحو المركز .
ويمتاز الخشب الابتدائي بأنه أوعية قابلة للاستطالة وتحدث فيها ترسبات للخشب (حلزوني- حلقي) أما الخشب التالي تحدث فيها ترسبات للخشب (سلمي- شبكي- منقر).
أما بالنسبة للحاء ينطبق عليه نفس الكلام ما عدا موضوع التغلظ أو الترسب، وفي الجذر تكون كتلة الخشب أكبر من كتلة اللحاء وينتشر بين الخشب واللحاء خلايا برانشيمية.
وظيفة الأوعية الخشبية :
1- توصيل المغذيات نحو الساق والأوراق باتجاه علوي.
2- إكساب الجذر صلابة.
3- تلعب دوراً في توصيل الأغذية المخزنة في الجذر.
وظيفة اللحاء هي نقل الغذاء من الأوراق إلى باقي خلايا النسج النباتية.
إن التواجد التبادلي بين الخشب واللحاء في الجذر يجعلهما على اتصال مباشر كلاهما مع قشرة الجذر. بحيث يمركل من الماء والأملاح إلى الاسطوانة الوعائية بدون عائق , أو يمر الغذاء إلى القشرة (أي بالعكس) لتخزنه وبدون عائق أيضاً سواء أحادي أو ثنائي الفلقة.
لنوضح الآن مفهوم البنية الثانوية:
إن جميع الأنسجة التي ذُكرت سابقاً هي نسج ابتدائية تنشأ من نشاط النسيج الجنيني الموجود في قمة الجذر.
جذور أحاديات الفلقة بنيتها الابتدائية دائمة لا تحصل فيها أية تغيرات ما عدا الجذور الجانبية.
أما في ثنائيات الفلقة وعريانات البذور فخلال تطور الجذر تتمايز البنية الثانوية بعد تشكل الكامبيوم الوعائي .
و يتشكل الكامبيوم الوعائي بفضل ظهور أقواس خلوية داخل الاسطوانة المركزية وإلى أسفل حزم اللحاء، وتنمو هذه الأقواس عرضاً وذلك بتحول الخلايا البرانشيمية الموجودة بين الخشب واللحاء إلى خلايا قسومة، تحيط هذه الأقواس باللحاء وترتكز بطرفيها على المحيط الدائر والذي تبدي خلاياه نشاط انقسامي إضافة إلى خلايا الأقواس فتنضم الخلايا الناجمة عن نشاط المحيط الدائر إلى خلايا الأقواس فتتشكل أسطوانة متكاملة من خلايا الكامبيوم التي تقع بين الخشب واللحاء.
لذلك تعتبر حلقة الكامبيوم حلقة غير متجانسة التركيب لأنها نشأت من نشاط الخلايا القسومة الناجمة عن نشاط الخلايا البارانشيمية الموجودة بين الخشب واللحاء عن نشاط خلايا المحيط الدائر.
وأما نشاط الكامبيوم فإلى المركز يتمايز الخشب الثانوي وإلى المحيط الخارجي يتمايز اللحاء الثانوي وأيضاً ينشأ عن نشاطه خلايا برانشيمية تشكل الأشعة المخية الواصلة ما بين مركز المقطع والقشرة.
ويكون نشاط الكامبيوم مستمراً طيلة حياة الجذر ولكن يختلف من فصل إلى آخر.
ويكون تراكم الخشب الثانوي أكثر من تراكم اللحاء الثانوي.
أما الكامبيوم الفليني في ثنائيات الفلقة فينشأ إما عن تمايز ونشاط البشرة الداخلية أو عن المحيط الدائر أو عن طبقات عميقة من الاسطوانة المركزية.
ويتشكل هذا النسيج الواقي بعد تموّت القشرة الأولية عندها يتوضع الفلين المتراكم على مستوى المحيط الدائر فيفصل بذلك القشرة الأولية كاملاً.
جذر أحادي الفلقة (كنا هندية)
1. - تغلظ شريط كاسبار بشكل حرف (U).
2. - وجود خلايا العبور.
3. - الحزم عديدة والأوعية في كل حزمة قليلة.
4. - مقطع الأوعية دائري.
5. - عدم وجود الكامبيوم.
6. - الاسطوانة المركزية كبيرة.
7. - القشرة قليلة السماكة.
8. - المخ موجود.
9. - الخشب واللحاء أوليان (ابتدائي وتالي).
10. - وجود طبقة متفلنة تحت البشرة الخارجية مباشرة.
11. - البشرة الخارجية موجودة وعليها أوبار ولا يوجد فيها خلايا حارسة ولا براعم متخصصة.
12. المحيط الدائر هو مصدر للجذور الجانبية
جذر ثنائي الفلقة ( فيكاريا )
1. -تغلظ شريط كاسبار بشكل مماسي.
2. - عدم وجود خلايا العبور.
3. - الحزم قليلة والأوعية في كل حزمة عديدة.
4. - مقطع الأوعية مضلع.
5. - وجود الكامبيوم على شكل الأقواس.
6. - الاسطوانة المركزية صغيرة.
7. - القشرة سميكة.
8. - المخ مختزل.
9. - الخشب واللحاء أوليان وثانويان.
10. - عدم وجود الطبقة المتفلنة.
11. - البشرة الخارجية موجودة وعليها أوبار ولا توجد عليها خلايا حارسة ولا براعم متخصصة
12. المحيط الدائر هو مصدر لخلايا الكامبيوم بنوعيه و اجذور الجانبية.
أمثلة عن جذور النباتات المتداولة
1- الملفوف
ليفي عند الزراعة في المشتل .
يقطع الجذر الأولي ويحل محله أحد الأفرع القوية .
تنتشر الجذور جانبياً لمسافة متر وعامودياً متر ونصف .
2- القنبيط
يقطع الجذر الرئيسي عند التشتيل .
وتنمو جذور كثيفة .
جانبياً تصل ل 65-70 سم وعامودياً ل 60-90 سم
3- اللفت
ينمو الجذر الرئيس بسرعة كبيرة بمعدل 3 سم يومياً خلال الأسابيع الأولى.
ينمو جانبياً 60-75 سم وعامودياً .
تظهر الجذور بعد 30 سم من منطقة سطح التربة .
تتضخم السويقة الجنينية والجزء العلوي من الجذر .
الشكل النهائي كروي – مخروطي .
4-الفجل
عامودياً يصل ل 60-90 سم و أفقياً ل 30-40 سم .
السطح الجذري النشط على عمق 5-20 سم .
يتضخم منه جزء من السويقة الجنينية السفلى والجزء العلوي للجذر .
يصل طوله إلى 2.5 – 12.5 سم يقطر 2.5 سم .
5- الشوندر المنزلي
لمدة 3 أشهر يتعمق الجذر كل يوم تقريباً 2.5 سم يومياً .
في ال 60 سم العلوية من التربة ينمو نوعان من الجذور الجانبية : شديدة التفرع و أفرع قوية ثم ينمو الجذر رأسياً .
اللون من أحمر إلى برتقالي .
في المقطع العرضي نرى ( بشرة – قشرة رقيقة – حلقات نمو تتألف من نسج خازنة عريضة داكنة وأوعية ناقلة رفيعة فاتحة وهذا الاختلاف يسمى التمنطق .
الشكل كروي – مطاول – مستدق – مغزلي .
6- السبانخ
الجذر وتدي يتفرع في الطبقة السطحية بعد عمق 15 -25 سم .
7- الخس
الجذر يصل لعمق 150 سم , معظم جذوره تنتشر في ال 60 سم الأولى .
عند الشتل يقطع الجذر الأولي .
8- الأرضي شوكي
الجذور نوعان :
1. ليفية غنية بالشعيرات الجذرية .
2. لحمية خازنة للماء والغذاء قطرها 2.5 سم .
9- الجزر
الجذر الأولي قوي يتعمق بسرعة , وعند الورقة الخامسة يصل لعمق 75 سم .
على عمق 5 – 10 سم تنشأ جذور جانبية .
الجزء المأكول هو نهاية السويقة الجنينية السفلى + و الجزء العلوي من الجذر .
9- البطاطا الحلوة
تنتشر الجذور بكثافة بعد 45 يوم من الزراعة 60 – 90 سم جانبياً و60 سم عامودياً .
يحوي النبات الواحد 10 جذور لحمية خازنة .
جذورها عرضية تخرج من عقد الساق تحت سطح التربة عند الاكثار بالعقلة الساقية أو بملامسة التربة
في البداية ليفية ليس لها عيون وتمتلىء بعد شهرين
قد تتكون عليها براعم عرضية تعطي نموات هوائية وجذور عرضية ليفية .
مقطعها : بشرة –قشرة سميكة-محيط دائر-بشرة داخلية-حزموعائية.
ثم تختفي البشرةويحل مكانها الفلين والممتلىء بالعديسات.

الورقة النباتية هي أحد الأعضاءالرئيسية الهوائية المهمة المكونة للنبات وبجزئه الهوائي, وتعتبر مصدر الغذاء الحياتي للإنسان والحيوان والنبات نفسه قبل ذلك. وتعتبر مصفاة الهواء والجو الطبيعية، وفيها تتم غالبية عملية التمثيل الضوئي . فالجذر يمتص والساق ينقل والورقة تصنع.

ويعتقد أن عمر الأوراق يعود إلى 400 مليون سنة فالطحلبيات وهي صيغة النباتات القديمة لم تك تملك أوراقاً ولم تك تحتاج إليها.

إن أوراق الشجرة الواحدة ليست بالضرورة متماثلة فهناك فروق دقيقة تميز كل ورقة عن الأخرى وهذا ينطبق على باقي أعضاء النبات.

والشجرة الواحدة تحمل عدداً من الأوراق كبير جداً, فشجرة جوز بجذع قطره 75سم تحمل 250 ألف ورقة أو ما يساوي مساحة 800 م2 أي مساحة 3 ملاعب لكرة المضرب. وكذلك حقل القمح ينتج أوراقاً تصل مساحتها إلى 5 أضعاف مساحة الحقل.





وظائف الورقة
البناء الضوئي بواسطة الصانعات.
نقل الغذاء عبر الأوعية الناقلة.
تبادل الغازات والماء بفتحات السم.
إنتاج الزيوت العطرية: النعناع- الصابون- الريحان- الغار.
إنتاج الصبغات النباتية: المكحلة-الحنة.
للعلاجات الطبية النباتية.
إنتاج الغذاء المباشر: سبانخ- سلق - ملفوف .

طبيعة ومنشأ الأوراق

هناك عدة نظريات في نشوء الأوراق. وأفضلها: هو أن الأوراق نتجت عن سلسلة طويلة من التحولات البطيئة للأغصان، فلقد تقاربت أغصان صغيرة من بعضها البعض وتحولت من الشكل المستدير إلى الشكل المسطّح ثم اتحدت، وجاءت العروق لتشد هذه الأغصان لبعضها ثم تفرعت عن العروق قنوات دقيقة هي العروق الثانوية. أي وبجملة واحدة الورقة :هي أكثر زوائد السوق الهوائية تمايزاً, فهي زوائد عريضة ومنبسطة من السيقان . وتنشأ الورقة عموماً على الساق من منطقة تسمى العقدة والمسافة بين العقدتين تسمى سلامية. والسلامية قد تكون قصيرة جداً كما في التفاح. وقد تكون طويلة ولعدة سنتيمترات كما في عباد الشمس والصفصاف.

وبشكل عام فإن البراعم تقع في الزاوية العليا بين نقطة اتصال عنق الورقة مع الساق وهذه المنطقة تسمى إبط الورقة والبرعم هنا إذاً برعم إبطي. والبرعم هذا يحتوي على عقد وسلاميات أي أنه قمة فرع محكم قصير وغير ناضج. خلاصة القول: فالأوراق تنشأ كبروزات جانبية للميرستيمات القمية في البراعم. ويعتقد بعد ذلك بأن الورقة تكون كاملة وهي في برعم الورقة وعند اكتمال نموها فإن ما نلاحظه من نمو ظاهر في حجمها إنما هو نمو في حجم الخلايا لا في عددها.

التنفس

Respiration

تستمد الكائنات الحية الطاقة المخزونة فى المركبات العضوية وذلك اثناء اكسدتها وتفتيتها فتنطلق الطاقة المخزنة على حالة طاقة نشطة تستغل فى العمليات الحيوية المختلفة وكذلك فى تنشيط بعض المركبات الكيماوية لتكوين مركبات جديدة تساهم فى زيادة كمية البروتوبلازم وبالتالى نمو الكائن الحى وتعرف عملية تفتيت وأكسدة المركبات العضوية وانطلاق الطاقة المخزنة بها على حالة طاقة حرة بعملية التنفس وعلية فالتنفس هو عملية أكسدة واختزال تحدث فى جميع الخلايا الحيه فتسبب انطلاق الطاقة الكامنة فى المواد المتفاعلة على حالة طاقة نشطة وبالتالى فهى عكس عملية البناء المعروفة بالتمثيل الضوئى وتعطى نواتج عكسية كما فى البيان التالى .

عملية نقل الطاقة داخل النباتات

الطريقةالعامة لنقل الطاقة في الكائنات الحية تعتمد علي وجود مركبات مفسفرة Phosporylated Compounds مثل مركبات ATP) diphosphate (ADP) , ( Adenosine triphosphate Adenosine تستطيع تخزين الطاقة ونقلها . الشق الأساسي في هذه المركبات هو مركب الادينوزين الذي يتكون من مركب Purines المرتبط بسكر الريبوز وثلاث مجموعات من حمض الفوسفوريك كما فى حالة ATP ومجموعتين من الحمض فى حالة ADP ويتم الأرتباط برابطة استر .
وعند تحلل ATP بتأثير الانزيم المناسب ينتزع شق الفوسفات الطرفي وينتج عن ذلك كمية من الطاقة تعادل000,12سعر لكل جزئ وهي نفس الكمية من الطاقة التي تنتج من تحلل ADP لينتج AMP , أما شق الفسفور في AMP عند تحلله الي حمض ادينليك ينتج عنة طاقة أقل نسبيا من الطاقة السابقة تقدر ب 3000 سعر لكل جزئ
من المفيد ان نسأل أنفسنا عن سبب الفرق الكبير نسبيا في الطاقة الحرة المنفردة من تحلل ATP عن المنفردة من تحللAMP والسبب يرجع الي أن ذرات الأوكسجين في جزئ البيروفوسفات فى ATP و ADP تحمل شحنات سالبة جزيئية كما تحمل ذرات الفوسفور شحنات موجبة وبذلك تلزم وجود كمية كبيرة من الطاقة للتغلب على التنافر بين الشحنات الكهربية المتماثلة على ذرات الأوكسجين وذرات الفوسفور وتنطلق الطاقة عند تحلل تلك المركبات وتعرف الرابطة بين جزيئات البيروفوسفات السابقة الذكر بالروابط الغنية بالطاقة energy- rich phosphate bond ويمكن لمركب مثلADP من تخزين الطاقة عن طريق ربطة مجموعة فوسفات اليه ليكون ATP أثناء عملية التنفس ليقوم هو مرة آخري الي منحها الي مركب آخر في تفاعل حيوي آخر

مكان حدوث التنفس
يحدث التنفس فى عضويات صغيرة تعرف بالميتاكوندريا هى بمثابة بيت الطاقة حيث تحتوى على انزيمات التنفس وهى أجسام محاطة بوحدتين غشائيتين يضمان بداخلهما الحشوة و أنزيمات دورة كربس ومركبات عديدة من نواتج التفاعلات الأنزيمية والسيتوكرومات ويلاحظ كثافة الميتوكوندريا في الخلايا النشطة مثل الخلايا الميرستيمية حيث تسود بها الميتوكوندريا . ونظرا لاحتواء الميتوكوندريا علي DNA فان لها القدرة علي الانقسام دون الأعتماد علي النواة .


التحولات التي تحدث اثناء عملية التنفس :
أثبتت الأبحاث تشابة عملية التنفس في جميع الكائنات الحية. ويقسم التنفس الي نوعين من التنفس اللاهوائي في غياب الأوكسجين والتنفس الهوائي .



التنفس الهوائى
وتقسم الخطوات التي يمر بها نوعي التنفس الي مرحلتين رئيستين هما :-
1) الجلكزهGlycolysis وفيها تتحول السكريات السداسية (الهكسوزات) الي حامض البيروفيك Pyruvic acid و تتم هذة المرحلة في كلا من التنفس الهوائي واللاهوائي . علي أن هذة المرحلة غير هوائية .
2) المرحلة الثانية يتحول حامض البيروفيك الي :
 كحول ايثايل وثاني اكسيد الكربون كما في الخميرة ويطلق علي هذة العملية عملية التخمر وتتم في غياب الأوكسجين
 يتحول حمض البيروفيك الي حمض اللاكتيك كما في عضلات الحيوان
 يتحول حمض البيروفيك الي ثاني اكسيد الكربون والماء وذلك في وجود الأوكسجين وفي جميع الاحوال تنفرد الطاقة

آولآ : الجلكزة Glycolysis
تبدأ تفاعلات تحليل الجليكوجين والنشا بالتحلل الفوسفورى بواسطة انزيم الفوسفويليز الذي يحلل الرابطة الجليكوسيدية 1-4 عند الطرف الغير مختزل بجزئ النشا أو الجليكوجين . ويقوم انزيم الفوسفوريليز بتحلل سلسلة الاميلوبكتين المتفرعة بنسبة 55 % لعدم امكان تخطي الرابطة 1-6 وينتج عن ذلك الدكسترين الحدي . ثم يتحول فوسفات 1- جلوكوز الي فوسفات – 6 – جلوكوز بواسطة انزيم Phosphoglucomutase في وجود المغنسيوم اما الجلوكوز الغير مفسفر فلابد لة من الفسفرة باستخدام ATP عن طريق انزيم Hexokinase ثم يتحول فوسفات6–فركتوز بواسطة انزيم Phosphohexoisomerase ثم يقوم انزيم Phosphofructokinase بفسفرة فوسفات 6- فركتوز الي فوسفات 1، 6 فركتوز , عندئذ يتفكك ثنائي فوسفات الفركتوز الي مركبين كل منهما يتكون هيكلة الكربونس من ثلاث ذرات كربون هي : فوسفات ثنائي هيدروكسى اسيتون وفوسفات الدهيد الجليسرول بواسطة انزيم Aldolase يقوم انزيم Phosphate triose isomerase بتحول فوسفات هيدروكس الاسيتون الي 3 فوسفو الدهيد الجليسرول .
ثم يحدث اول تفاعل بة اكسدة حيث يتأكسد فوسفات الدهيد الجليسرول و يختزل NAD وتتحول مجموعة الالدهيد نتيجة للأكسدة الي حمض ويستخدم جزء من الطاقة التي تنطلق في تكوين ATP .
يقوم انزيم Phosphoglyceromutase بتحول 3 فوسفوالجليسريك الي 2 فوسفوالجليسريك في وجود المغنسيوم .
ويتم نزع الماء من المركب السابق في وجود انزيم enolase فيتكون فوسفواينول البيروفيك . ثم يقوم أنزيم Pyruvic kinase بدور العامل المساعد في تحو ل الصورة الاينولية لحمض البيروفيك الي الصورة الكيتونية الاكثر ثباتا و يستخدم جزء من الطاقة الناتجة في فسفرة ADP الي ATP .


وبذلك تنتهي الجلكزة وينتج عنها 4 جزيئات منATP في حين يستهلك خلالها جزيئان فتكون المحصلة جزيئان فقط من ATP . بعد ذلك يدخل حمض البيروفيك في التخمر الكحولي أو التخمر اللاكتيك ليتم التنفس اللاهوائي أو يدخل حمض البيروفيك في دورة السترات ليتتم التنفس الهوائي .

ثانيا : المرحلة الثانيــة

أ***- التخمر : Fermentation

كثير من الكائنات الدقيقة كذلك بعض النباتات الراقية تستطيع تفتيت السكريات في غياب الأوكسجين وتستعمل الطاقة الناتجة في هذة الحالة في نمو تلك الكائنات. أبسط صور التخمر هو التخمر اللاكتيكي Lactic fermentation حيث يتحول حمض البيروفيك الي حمض لاكتيك . ولا يعرف هذا النوع من التخمر في النباتات الراقية ولكنة منتشر في الكائنات الدقيقة وتستطيع كثير من انسجة النباتات الراقية بعملية التخمر الكحولي alcoholic fermentation و فية يتحول البيروفات الي استيالدهيد و ينفرد CO2 بتأثير انزيم Carboxylase ثم يختزل الاستيالدهيد الي كحول ايثانول في وجود انزيم Alcohol dehyrogenase


ولا ينتج عن ذلك طاقة اي لا تتكون مركبات ATP و بذلك بعملية التنفس اللاهوائي بداية من تفتيت السكر حتي تكون حمض اللاكتيك و كحول الايثانول لا نتج عنها سوي جزيئان من ATP و هي الناتجان اثناء عملية الجلكزة و يتم التنفس اللاهوائي في عدم وجود الاكسجين كما سبق الاشارة وعادة في الكائنات الدقيقة التي يطلق عليها anaerobes



ب***- الخطوة الثانية فى التنفس الهوائى
يتم ذلك عن طريق سلسلة من التفاعلات تبدأ أولا بتكوين acetyl coenzyme A وهي عملية معقدة . وتحتاج الي خمس مساعدات ضرورية thiamine pyrophosphate ( TPP ) ، المغنسيوم ، NAD ،Coenzyme A و اخيرا Lipoic acid وقد اقترح Gunsalus أربع خطوات لتكوين Acetyl Co A
ومن التفاعل نجد تكوين Acetyl CoA وثاني اكسيد الكربون أول مجموعة تخرج من حمض البيروفيك وفي اثناء هذا التحول السابق الاشارة الية يتم نقل الكترونان لل NAD لتكوين NADH واثناء نقل هذا الالكترونان ينتج عن ذلك ثلاث جزيئات من ATP و يمكن تلخيص التفاعل كالآتي :
Pyruvate + Co A + NAD Acetyl Co A +CO2 + NADH +3ATP
دورة كربس Krebs cycle
يعتبر Acetyl CoA حلقة الوصل بين عملية الجلكزة ودورة كرب ( أو دورة السترات أاو دورة الاحماض ثلاثية الكربون ). أاول تفاعل في تلك الدورة هو تكثيف Acetyl COA مع حمض الاوكسالوخاليك لتكوين حمض الستريك . لاعادة تكوين حمض الاوكسالوخاليك مرة آخري تتم سلسلة من التفاعلات يتم خلالها اربع خطوات أكسدة وثلاث جزيئات ماء وجزيئين من ثاني أكسيد الكربون وبذلك يكون تفتيت كل ذرات الكربون التي كونت حمض البيروفيك وثمان ذرات ايدروجين كما بالرسم التالي .


في خلال هذة الدورة يتم تكوين حمض الالفا كيتوجلوتاريك Ketoglutaric acid & ويعتبر هذا الحمض هو مفتاح عمليات التمثيل داخل النبات. فهو يلعب دورآ هاما في تمثيل كلا من الكربوهيدرات والدهون و كذلك الأحماض الامينية

نظام نقل الالكترون :
مما تقدم نجد في دورة الأحماض الثلاثية أنة تم اختزال كلا من المرافقين الانزيمي NAD ، FAD وحملوا بأيونات الايدروجين . لذلك وجب اعادة اكسدتهم وتسمي تلك الاكسدة بالاكسدة النهائية أو الطرفية Terminal oxidation وفيها يتم اتحاد الأيدروجين المحمل علي قرائن الانزيمات مع أوكسجين الهواء الجوي وبذلك ينتج الماء وهو الناتج الثاني من نواتج التنفس وتقوم عدة انزيمات باتمام هذة العملية كما بالرسم


ويعبر أهم تلك الانزيمات Cytochrome a3 (Cytochrome oxidase (والذي يعتبر الانزيم الطرفي أو النهائي والذي ينقل الالكترون الي الأوكسجين ليحولة الى أيون يتحد مع أيونات الأيدروجين ليكون الماء . و قد وجد أن أثناء هذه العملية يتم أكسدة المرافقات الانزيمية المختزلة ويصاحب هذه الأكسدة انفراد طاقة في صورتين احدهما منفردة في صورة حرارة والأخري مرتبطة في صورة ATP حيث يتم انتاج 3 جزيئات ATP من كل دورة ونظرا لوجود جزيئان من الجليسرالدهيد ناتجان من الجلوكوز في أول تفاعل فأن هذا يعني أن هناك مجموعات من ATP لكل جزئ فتكون المحصلة 34 جزئ ATP فاذا أضفنا 2 جزئ ATP ناتجين من عملية الجلكزة كما سبق الاشارة اليهم فيكون المجموع 36 جزئ بقي ان نعلم انه عند تحول Succinyl COA الى Succinic acid ينتج عن هذا التفاعل مركب غني أيضا بالطاقة والمعروف بأسم GTP والذي ينقل ما يحملة من طاقة الي مركب ADP ليكون ATP واحدة وبذلك ينتج جزيئن من ATP من هذا التفاعل الأخير فيكون الناتج 38 جزئ ATP من الاكسدة الكاملة لجزيئ السكر

التأكسد المباشر :
لوحظ أن بعض الأنسجة النباتية يتم بها التنفس رغم استعمال المعيقات أو المثبطات الخاصة بعملية الجلكزة مثل خلات الايودين والفلورين وباستعمال المواد المشعة تم التأكد من وجود دورة آخري لاكسدة الجلوكوز تختلف عن دورة الجلكزة اطلق عليها دورة فوسفات البنتوز أو دورة الهكسوزات احادية الفسفرة وقد تم توضيحها العالمان Horecher & Rack وفيها يتأكسد سكر الجلوكوز- 6- فوسفات مباشرة دون عملية الجلكزة اللاهوائية بنزع ذرات الأيدروجين ليتحول لحمض الجلوكونيك الذي يتأكسد بدورة وينفرد ثاني أكسيد الكربون لينتج سكر الريبولوز كما بالشكل.



ويلاحظ ان المرافق الانزيمي NADPH يتم أكسدته بواسطة الأكسجين الجوي عن طريق الانزيمات الطرفية المعروفة بالسيتوكروم a3 . وتتم هذه الدورة جنبا الي جنب مع الجلكزة ولكن بنسب تختلف تبعا لنوع وعمر النسيج حيث تزداد نسبة حدوث تلك الدورة عند تقدم النسيج في العمر وتعتبر هذه الدورة مصدرا مثاليا لانتاج الكربوهيدرات الثلاثية والرباعية والخماسية والسداسية والسباعية لاستغلالها في عمليات حيوية آخري .

العوامل المؤثرة علي معدل التنفس :

1- الاكسجين :
من الواضح ان نقص الأكسجين بالجو المحيط بالنباتات التي تتنفس عادة تنفسا هوائيا يكون لة تأثيرات ضارة بهذة النباتات ويختلف مدي الضرر باختلاف نوع النبات أو النسيج وعمره ومدة التعرض لهذة الظروف اللاهوائية ويرجع حدوث هذه الأضرار الي العديد من العوامل ومنها نقص الطاقة المتحصل عليها عن طريق التنفس اللاهوائي وتراكم بعض النواتج الضارة أو السامة بالكائن الحي .
وعموما لا يعتبر الأكسجين عاملا محددا للتنفس تحت الظروف الطبيعية حيث ان تركيزه بالجو يعتبر كافيا جدا للتنفس الهوائي ويعتبر ثابتا الي حد ما . اما الأجزاء النباتية بالتربة أو كائنات التربة فقد تتأثر نتيجة لقلة الأكسجين اذا كانت التربة سيئة التهوية لثقلها او لغمرها بالماء .

2- الحرارة :
decarboxyaltion .

3- تركيز ثاني اكسيد الكربون :
بزيادة تركيز ك أ2 بالخلايا يقل أو يبطل عمل الانزيمات الخاصة بنزع جزيئات ك أ2 من المركبات الكربوهيدراتية وغيرها decarboxylases وذلك طبقا لقانون نقل الكتلة Moss action كذلك فأن زيادة تركيز ك أ2 يؤدي الي ارتفاع الحموضة بالعصير الخلوي وبسيتوبلازم الخلية مما له ابلغ الاثر علي تراكم و نوع التفاعلات الانزيمية المختلفة وسرعة اتمامها . ولكن نظرا لثبوت تركيز ثاني اكسيد الكربون نسبيا في الهواء فان تأثيرة السام يتركز اساسا علي الأجزاء الارضية من النبات وكذلك الكائنات الحية الدقيقة حيث أنة بالأرض سيئة التهوية يزداد تركيزه ويقل الأكسجين مما يبطئ عمل الجذور في الامتصاص النشط للعناصر الغذائية .

4- العناصر الغذائية :
لوحظ من التفاعلات السابق ذكرها بالنسبة للتنفس اللاهوائي والهوائي أن أغلب الانزيمات المتحكمه فى هذه التفاعلات يلزم لها مساعدات انزيمية من بعض العناصر المعدنية مثل Mn ، Mg، Cl ، Fe وغيرها . فالمغنسيوم يلزم لتفاعلات الفسفرة وتفاعل نزع ك أ2 في حيث البوتاسيوم يعمل كمساعد انزيمي في تفاعل انتاج حمض البيروفيك في حين ان الحديد يقوم بنفس العمل في تفاعل تحول حمض الستريك الي الايزوستريك في التنفس الهوائي بل ويقوم المنجنيز كعامل مساعد للانزيم المتحكم في انتاج حمض الاوكسال سكسينيك

5- الضوء :
يعتبر الضوء من العوامل المؤثرة تأثيرا مباشرا أو غير مباشر علي التنفس فالضوء يزيد من حرارة الانسجة مما يؤدي الي زيادة عملية التنفس كما وان ارتفاع الكثافة الضوئية يشجع عملية البناء الضوئي وبالتالي تزداد تركيزات السكريات الناتجة واللازمة كمادة تفاعل لعلملية التنفس .

6- درجة تبلل الانسجة :
كلما ارتفعت درجة رطوبة الأنسجة كلما ارتفع معدل التنفس عادة يرجع ذلك اساسا لزيادة احتياج الانزيمات الي محتويات مائية مرتفعة وقد لوحظ أنة كلما قل المحتوي المائي يقل معدل التنفس كما في البذور الجافة . كذلك فأن قلة الرطوبة تؤثر علي درجة نفاذية الأغشية البلازمية للغازات وبالتالي فان نقص الأكسجين سيكون عاملا محددا في حين ان زيادة ثانى أكسيد الكربن سيصبح عاملا ضارآو معيقا لعملية التنفس .