2:25 ص المكتبة الزراعية الشاملة

كتاب : علم أحياء النبات العملي

عدد صفحات الكتاب : 356 صفحة

النباتات: نأكلها، ونستخدمها للزينة، بل ونعتبر بعضها علامات على الحظ السعيد. وبدونها، سيكون الهواء الذي نتنفسه غير صالح لنا، لأنها تضخ الأكسجين الذي نحتاج إليه بشدة في الغلاف الجوي. لا شك أن النباتات توفر لنا العديد من الاستخدامات، فلماذا لا يكون هناك فرع كامل من علم الأحياء مخصص لها؟

مقدمة عن علم الأحياء النباتية

يلعب علماء الأحياء النباتية أدوارًا عديدة. يدرس البعض الإشارات الكيميائية التي تستخدمها النباتات للدفاع عن نفسها، وقد يدرس آخرون الطريقة التي يؤثر بها المناخ على قدرة النبات على التكاثر. علم الأحياء النباتية هو فرع كبير من العلوم يركز على النباتات بما في ذلك، على سبيل المثال لا الحصر، تطورها وتاريخ حياتها وبنيتها ووظيفتها. علم الأحياء النباتية هو موضوع واسع النطاق، ولكن بعض الفئات تحظى باهتمام أكبر بناءً على أهميتها بالنسبة لنا واهتماماتنا. انظر أدناه لمزيد من المعلومات حول الفئات المختلفة لعلم الأحياء النباتية:

• التطور: ندرس التكيفات التي اكتسبتها النباتات والتي ساعدتها على التنوع واحتلال بيئات جديدة.
• تاريخ الحياة: ندرس طول عمر النبات وأسلوب التكاثر.
• بنية النبات: من البلاستيدات الخضراء إلى النبات بأكمله، يمكن لبنية النبات أن تخبرنا بما يجعل النبات فريدًا وكيف يبقى على قيد الحياة في بيئته.
• الوظيفة: ندرس وظيفة النبات لفهم كيفية عمل النباتات.

تعريف النبات في علم الأحياء

النباتات كائنات حية حقيقية النواة متعددة الخلايا، تحتوي على بلاستيدات خضراء لعملية التمثيل الضوئي. يعتقد العلماء أن بداية النباتات حدثت عندما التهمت حقيقية النواة بكتيريا زرقاء. البكتيريا الزرقاء هي بكتيريا يمكنها التمثيل الضوئي، وبالتالي يُعتقد أن هذا أدى إلى تطور البلاستيدات الخضراء في النباتات. تسمى هذه النظرية بالتعايش الداخلي الأولي. ولأغراض علم الأحياء المتقدم، سنهتم بالنباتات الأرضية، وهي مجموعة رئيسية ضمن "النباتات الخضراء" التي طورت عددًا من التكيفات للبقاء على الأرض. وتنقسم هذه النباتات عادةً إلى نباتات غير وعائية (الطحالب، والنباتات القرنية، والنباتات الكبدية) ونباتات وعائية (الأشجار، والسراخس، وذيل الحصان، والعديد غيرها).

الخلية النباتية: الرسم البياني وعلم الأحياء الخاص بها

تحتوي الخلية النباتية، لأنها حقيقية النواة، على نواة محاطة بغشاء وعدد من العضيات. فيما يلي، يتم تسليط الضوء على أجزاء مهمة من الخلية النباتية. قد تلاحظ أن العديد من العضيات مشتركة أيضًا مع الخلايا الحيوانية.

العضيات الخاصة بالنباتات

• البلاستيدات الخضراء: البلاستيدات الخضراء هي موقع التمثيل الضوئي. وهي تساعد الخلايا النباتية على التقاط طاقة الشمس لاستخدامها في صنع السكريات. ويمكن للنبات بعد ذلك استخدام تلك السكريات كغذاء.
• الفجوات: الفجوات هي مواقع تخزين في الخلايا للمياه والمغذيات وبعض المواد الكيميائية الثانوية من العمليات الخلوية. في الخلية النباتية، تمتلئ الفجوات الكبيرة في مركز الخلية بالماء وتساعد في توفير الاستقرار للخلايا النباتية.
• جدار الخلية: على عكس الخلايا الحيوانية، تحتوي الخلايا النباتية على جدار خلوي محصن بالسليلوز، والذي يوفر الدعم لبنية النبات. لا تحتوي النباتات على هياكل عظمية مثل بعض الحيوانات، لذا فإن وجود جدران خلوية يوفر بعض الصلابة للنباتات.
• البلازموديسماتا: البلازموديسماتا هي وصلات صغيرة في جدران الخلايا النباتية تربط سيتوبلازم الخلايا المجاورة.

العضيات المشتركة مع الخلايا الحيوانية

• البيروكسيسومات: تساعد هذه العضيات على تحليل المواد الكيميائية السامة، والمعروفة باسم البيروكسيدات. وهي أكثر شيوعًا في النباتات، ولكنها توجد أيضًا في الخلايا الحيوانية.
• الريبوسومات:الريبوسومات هي نقاط تخليق البروتين، وتحتوي الخلايا على ريبوسومات حرة في السيتوبلازم، وريبوسومات متصلة بالشبكة الإندوبلازمية الخشنة.
• الشبكة الإندوبلازمية الخشنة والناعمة: تحتوي الشبكة الإندوبلازمية الخشنة على ريبوسومات حيث يتم تصنيع البروتينات. وللشبكة الإندوبلازمية الملساء عدد من الوظائف، بما في ذلك صنع المنتجات التي تحتاجها الخلية (أي الدهون).
• جهاز جولجي:تساعد الريبوسومات في صنع البروتينات للخلية، بينما يقوم جهاز جولجي بتغليف ومعالجة هذه البروتينات لاستخدامها داخل الخلية أو خارجها.
• الميتوكوندريا: تساعد الميتوكوندريا في إنتاج الطاقة من السكريات التي يصنعها النبات في البلاستيدات الخضراء.
• النواة والنوية: النواة هي موقع تخزين الحمض النووي على شكل كروماتين. في النواة، تكون النوية هي الموقع الذي تبدأ فيه عملية بناء الريبوسومات، قبل أن تنتهي في السيتوبلازم.

بيولوجيا النبات: دورات الحياة والتكاثر

إن إحدى صفات جميع النباتات الأرضية (النباتات الوعائية وغير الوعائية) هي آلية دورة الحياة، والمعروفة باسم تناوب الأجيال. في دورة حياة تناوب الأجيال، يمر النبات بمرحلة ثنائية الصبغيات متعددة الخلايا ومرحلة أحادية الصبغيات متعددة الخلايا.

فيما يلي، يتم تسليط الضوء على الخطوات الأساسية لتناوب الأجيال، بدءًا من النبات ثنائي الصبغيات:

• النبات متعدد الخلايا ثنائي الصبغيات، المسمى الطور البوغي، ينتج الأبواغ عن طريق الانقسام الاختزالي.
• تنمو الأبواغ إلى نبات أحادي الصبغيات، يسمى الطور المشيجي.
• ينتج الطور المشيجي الأمشاج عن طريق الانقسام المتساوي (وليس الانقسام الاختزالي).
• عندما يتم جمع الأمشاج معًا أو تخصيبها، فإنها تشكل بويضة مخصبة ثنائية الصبغيات والتي ستبدأ العملية مرة أخرى.

علم الأحياء النباتية: البنية والوظيفة والتكيفات

تحظى النباتات الأرضية باهتمام خاص بالنسبة لنا وعلماء الأحياء لأنها اضطرت إلى التطور حتى تتمكن من البقاء على الأرض، وهذا يعني أنها تمتلك العديد من التكيفات للمشاكل الجديدة التي تواجهها على الأرض، مثل الجفاف، والاحتفاظ بالبنية، والحصول على الماء والمغذيات من التربة.

تطور النباتات الأرضية: التكيفات وأهميتها

يمكن تقسيم النباتات الأرضية إلى مجموعتين رئيسيتين: النباتات غير الوعائية والنباتات الوعائية. التكيف الرئيسي الذي يربط بين جميع النباتات الأرضية هو أن أجنتها تتمتع بحماية من الجفاف من الأنسجة الأمومية. سمح هذا التكيف للنباتات بالقدرة على التكاثر على الأرض، وبالتالي كان خطوة أولى مهمة للأنواع النباتية الأرضية. لا تحتوي النباتات غير الوعائية على أنظمة وعائية وبالتالي لا يزيد ارتفاعها عن بضع بوصات. تحتوي جميع النباتات الوعائية على أنظمة وعائية تعمل على نقل الماء والعناصر الغذائية في جميع أنحاء النباتات.

إن بنية النباتات ووظيفتها فئتان وثيقتا الصلة من علم الأحياء النباتية. قد يقول علماء الأحياء الذين يدرسون بنية النباتات ووظيفتها إنهم يدرسون "فسيولوجيا النبات"، وهو مصطلح رسمي لهذه الفروع من علم الأحياء النباتية. غالبًا ما ينقسم هيكل النباتات إلى نظام الجذر ونظام البراعم. يتضمن نظام الجذر الجذور ويتضمن نظام البراعم الساق والأوراق.

الجذور

تطورت الجذور للمساعدة في تثبيت النبات وامتصاص الماء والعناصر الغذائية. وهي تختلف بشكل كبير من نبات إلى آخر، ولكنها يمكن أن تنمو لأطوال كبيرة للمساعدة في إبقاء النباتات مثبتة في التربة. تحتوي الجذور أيضًا على امتدادات خاصة لخلاياها تسمى شعيرات الجذر. تساعد شعيرات الجذر في زيادة مساحة سطح الجذر بحيث يمكن امتصاص المزيد من الماء والعناصر الغذائية بكفاءة أكبر. تحتوي الجذور أيضًا على أنسجة وعائية (الخشب واللحاء) تسمح لها بنقل الماء والمعادن مباشرة من التربة إلى النبات. بالإضافة إلى ذلك، فإن طرف الجذر هو مكان للانقسام المتساوي - مما يعني أن نظام جذر النباتات يمكن أن ينمو مع نمو النباتات.

السيقان

سيقان النبات هي الجسم المركزي الطويل للنبات. على سبيل المثال، جذع الشجرة هو الجسم المركزي للنبات. تتكون السيقان من أنسجة وعائية (الخشب واللحاء) وأنواع أخرى من الأنسجة، بعضها معزز بالبروتينات التي توفر الدعم للنبات ضد القوى الخارجية (الرياح والأمطار وما إلى ذلك).

الأوراق

تحتوي الأوراق على أنسجة وعائية (أوردة) وأنسجة ضوئية (الوسطى). تحتوي أنسجة الوسطى للأوراق على البلاستيدات الخضراء، مما يجعلها موقعًا للتمثيل الضوئي، أو إنتاج السكر. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تكون الأوراق رقيقة وعريضة، مما يسمح بمساحة سطح كبيرة يمكن للنبات أن يلتقط فيها طاقة الضوء من الشمس (في شكل فوتونات). تحتوي الأوراق أيضًا على ثغور، والتي توجد عادةً على الجانب السفلي منها. الثغور هي فتحات خلوية يتم التحكم فيها بواسطة خلايا حارسة. تعمل خلايا الحارس عن طريق الفتح للسماح لثاني أكسيد الكربون بالدخول إلى النبات من أجل التمثيل الضوئي ثم إغلاقها مرة أخرى للحماية من تسرب الكثير من الماء.

علم الأحياء النباتية - أهم النقاط المستفادة

• علم الأحياء النباتية هو فرع من فروع علم الأحياء يتعامل بشكل خاص مع النباتات بما في ذلك تطورها وتاريخ حياتها وبنيتها ووظيفتها. ونتيجة لذلك، يدرس علماء الأحياء النباتية جزءًا محددًا من أحد هذه الأجزاء من علم الأحياء النباتية أو مزيجًا من اثنين أو أكثر.
• النباتات هي كائنات حقيقية النواة متعددة الخلايا يمكنها إنتاج غذائها عن طريق البلاستيدات الخضراء أو العضيات حيث يحدث التمثيل الضوئي.
• تحتوي النباتات على جيلين ثنائي الصبغيات (الطور البوغي) وأحادي الصبغيات (الطور المشيجي)، والجيل السائد في النباتات غير الوعائية هو الطور المشيجي أحادي الصبغيات، والجيل السائد في النباتات الوعائية هو الطور البوغي ثنائي الصبغيات.
• تنتج النباتات الأمشاج عن طريق الانقسام المتساوي وليس الانقسام الاختزالي.
• تحتوي النباتات الوعائية على جذور وسيقان وأوراق تساعد في تنفيذ وظائف محددة مثل تثبيت النباتات وامتصاص العناصر الغذائية ونقل العناصر الغذائية وإجراء التمثيل الضوئي على التوالي.

-------------------

تنزيل الكتاب :

تحميل

رابط التحميل جاهز! انقر على الزر أسفله للتحميل

تحميل

مشاركة