3:54 ص
الانتاج النباتي -
البيولوجيا -
كتب الزراعة
كتاب : المرشد في التحليلات الفسيولوجية النباتية
عدد صفحات الكتاب : 239 صفحة
علم وظائف الأعضاء النباتية هو دراسة مجموعة متنوعة من العمليات
البيولوجية والأنشطة الوظيفية التي تحدث في النباتات. وتشمل هذه العمليات
العديد من الجوانب مثل التمثيل الضوئي، وتغذية النبات، والتنفس، ووظيفة
الهرمونات النباتية والأصباغ، والتكوين الضوئي، والإيقاعات اليومية،
والإجهاد البيئي، وإنبات البذور، والنتح، وعلاقات النبات
بالماء. تتمتع النباتات بالقدرة على تحويل طاقة الشمس إلى مركبات
عضوية، والتي تعد المصدر الأساسي للغذاء في جميع النظم البيئية. يعد فحص
الأصناف النباتية ذات التحمل المعزز ضد الضغوط الحيوية (مثل الأمراض) وغير
الحيوية (البرد والجفاف والملح) أحد الأهداف المهمة لتربية النباتات. تعد
دراسة عملية فسيولوجيا النبات ضرورية لتربية النباتات، حيث تعمل على تسريع
اختيار وتحقيق الأصناف ذات الغلة العالية والقيم الغذائية الكبيرة، والتي
تلعب دورًا لا غنى عنه في تحسين المحاصيل.
ما هي فسيولوجيا النبات ولماذا هي مهمة؟
فسيولوجيا النبات هي فرع من علم النبات يركز على دراسة وظيفة النبات وكيف
ينمو ويتطور ويتكاثر. وهي تشمل جميع جوانب حياة النبات، من المستوى الجزيئي
والخلوي إلى تفاعلات النباتات مع بيئتها. إن فهم فسيولوجيا النبات أمر
ضروري لتحسين إنتاج المحاصيل وتطوير منتجات نباتية جديدة. يشير النمط
الظاهري للنبات إلى تقييم وتحليل السمات والخصائص المختلفة التي يمكن
ملاحظتها للنباتات. يمكن أن تشمل هذه السمات السمات الفيزيائية للنبات، مثل
الارتفاع ومساحة الورقة واللون والشكل، بالإضافة إلى الخصائص الفسيولوجية
والكيميائية الحيوية، مثل كفاءة التمثيل الضوئي ومحتوى المغذيات ومقاومة
الأمراض. يلعب النمط الظاهري للنبات دورًا حاسمًا في فهم نمو النبات وتطوره
واستجابته للعوامل البيئية، مما يساعد في النهاية في تحسين المحاصيل
والممارسات الزراعية والدراسات البيئية.
ما هي الفوائد الرئيسية لفسيولوجيا النبات؟
أحد المجالات الرئيسية في فسيولوجيا النبات هو التمثيل الضوئي. التمثيل
الضوئي هو عملية بيولوجية أساسية تمكن النباتات والطحالب وبعض البكتيريا من
تحويل ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز (سكر بسيط)
وأكسجين. تلعب هذه العملية دورًا حاسمًا في دعم الحياة على الأرض، حيث تعمل
كآلية أساسية لالتقاط وتخزين الطاقة، بينما تولد أيضًا الأكسجين الذي
نتنفسه. تحدث عملية التمثيل الضوئي داخل عضيات متخصصة تسمى البلاستيدات
الخضراء، وتقع في المقام الأول في خلايا أوراق النبات. تحتوي البلاستيدات
الخضراء على صبغة تسمى الكلوروفيل، والتي تعطي النباتات لونها الأخضر
المميز. يمكن تقسيم العملية إلى مرحلتين رئيسيتين: التفاعلات المعتمدة على
الضوء والتفاعلات المستقلة عن الضوء (المعروفة أيضًا بدورة كالفن).
ما هي التفاعلات المعتمدة على الضوء؟
أثناء التفاعلات المعتمدة على الضوء، تمتص جزيئات الكلوروفيل في
البلاستيدات الخضراء طاقة الضوء، عادةً في المناطق الزرقاء والحمراء من
الطيف الكهرومغناطيسي. تثير هذه الطاقة الإلكترونات داخل الكلوروفيل، مما
يؤدي إلى بدء سلسلة من تفاعلات نقل الإلكترون المتسلسلة. عندما تتحرك
الإلكترونات عبر السلسلة، يتم إطلاق الطاقة واستخدامها لتوليد ثلاثي فوسفات
الأدينوزين (ATP)، وهو جزيء يخزن وينقل الطاقة داخل الخلايا. وفي الوقت
نفسه، يتم تسخير الطاقة المنبعثة أثناء سلسلة نقل الإلكترون لتقسيم جزيئات
الماء، وإطلاق الأكسجين كمنتج ثانوي. تُعرف هذه العملية بالتحلل الضوئي. ثم
تُستخدم الإلكترونات من الماء لاستبدال تلك المفقودة من جزيئات الكلوروفيل،
مما يضمن نشاطها المستمر.
ما هي التفاعلات المستقلة عن الضوء؟
تحدث التفاعلات المستقلة عن الضوء، أو دورة كالفن، في سدى البلاستيدات
الخضراء. في هذه المرحلة، يتم استخدام الطاقة الملتقطة أثناء التفاعلات
المعتمدة على الضوء لتحويل جزيئات ثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز. تبدأ
العملية بتثبيت ثاني أكسيد الكربون، حيث يحفز إنزيم روبيسكو
(ريبولوز-1،5-بيسفوسفات كاربوكسيلاز/أوكسجيناز) دمج ثاني أكسيد الكربون في
مركب يسمى ريبولوز-1،5-بيسفوسفات (RuBP). الجزيء الناتج غير مستقر ويتحلل
إلى جزيئين من فوسفوجليسيرات (PGA). من خلال سلسلة من التفاعلات المحفزة
بالإنزيم، يتحول PGA إلى جليسيرالدهيد-3-فوسفات (G3P)، وهو مركب ثلاثي
الكربون. تُستخدم بعض جزيئات G3P لتجديد RuBP، مما يسمح باستمرار دورة
كالفن، بينما تُستخدم جزيئات أخرى لتخليق الجلوكوز والكربوهيدرات الأخرى.
تتطلب عملية تخليق الجلوكوز طاقة في شكل ATP وإلكترونات يتم توفيرها بواسطة
الإنزيم المساعد NADPH (فوسفات النيكوتيناميد الأدينين ثنائي
النوكليوتيد).
يعمل الجلوكوز الناتج أثناء عملية التمثيل الضوئي كمصدر أساسي للطاقة
للنباتات والكائنات الحية الأخرى التي تستهلك النباتات. يمكن تخزينه في
أشكال مختلفة، مثل النشا في خلايا النباتات، مما يوفر خزانًا للطاقة يمكن
استخدامه خلال أوقات ضوء الشمس المحدود، مثل الليل أو خلال أشهر الشتاء.
بالإضافة إلى إنتاج الجلوكوز، تلعب عملية التمثيل الضوئي دورًا حيويًا في
دورة الكربون العالمية. من خلال امتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف
الجوي، تساعد النباتات في تنظيم تركيزه، وتخفيف آثار تغير المناخ. تساهم
عملية التمثيل الضوئي أيضًا في إنتاج الأكسجين، حيث يعمل إطلاق الأكسجين
أثناء التفاعلات المعتمدة على الضوء على دعم مستويات الأكسجين الجوي
اللازمة للتنفس الهوائي في الكائنات الحية.
باختصار، التمثيل الضوئي هو عملية كيميائية حيوية معقدة تمكن النباتات
والطحالب وبعض البكتيريا من تحويل ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء
إلى جلوكوز وأكسجين. توفر هذه العملية للكائنات الحية الطاقة اللازمة للنمو
والبقاء، بينما تنظم أيضًا مستويات ثاني أكسيد الكربون وتنتج الأكسجين في
الغلاف الجوي. تمتد أهمية التمثيل الضوئي إلى ما هو أبعد من الكائنات الحية
الفردية، حيث تلعب دورًا مركزيًا في الحفاظ على توازن الحياة على الأرض.
مجال مهم آخر في فسيولوجيا النبات هو التنفس.
ما هو دور تنفس النبات؟
التنفس النباتي هو عملية بيولوجية حيوية تحدث في الخلايا النباتية،
وتمكنها من تحليل الجزيئات العضوية وإطلاق الطاقة لمختلف الأنشطة الخلوية.
وعلى غرار التنفس في الحيوانات، يتضمن تنفس النبات تحويل الجلوكوز
والأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة في شكل أدينوسين ثلاثي
الفوسفات (ATP). يمكن تقسيم تنفس النبات إلى نوعين رئيسيين: التنفس الهوائي
والتنفس اللاهوائي. التنفس الهوائي هو الشكل الأكثر شيوعًا ويتطلب وجود
الأكسجين، بينما يحدث التنفس اللاهوائي في غياب الأكسجين......
-----------------
تنزيل الكتاب :
ليست هناك تعليقات: