التغذية: الدراسة العلمية للغذاء والطرق المختلفة التي تتغذي يواسطتها الكائنات الحية
أهمية الغذاء:
1- مصدر الطاقة اللازمة لجميع العمليات الحيوية.
2- المادة الخام اللازمة للنمو وتعويض خلايا الجسم.
أنوع التغذية
1- تغذية ذاتية:
تستطيع الكائنات الحية أن تصنع غذائها بنفسها- بعملية البناء الضوئي- مثال النبات الأخر.
تحول المواد الأولية المنخفضة في الطاقة (بالماء- CO2- االأملاح المعدنية) إلي مواد عالية الطاقة (سكر- نشا- دهون- بروتينات) باستخدام الطاقة الضوئية.
ب- تغذية غير ذاتية:
تحصل الكائنات الحية علي غذائها من الكائنات الأخرى كالنباتات الخضراء أو الحيوانات التي تغذت علي النباتات
تقسم إلي: 1- أساسية: مثل أكلات اللحوم- أكلات الأعشاب- متنوعة الغذاء
2- طفيلية: مثل البلهارسيا
3- رمية: مثل بعض أنواع من البكتريا وبعض الفطريات
التغذية الذاتية: التغذية في النباتات الخضراء
تتم من خلال عمليتين هما:
1- عملية امتصاص الماء والأملاح ب- عملية البناء الضوئي
أولاً: عملية امتصاص الماء والأملاح
يقوم النبات بامتصاص الماء والأملاح من التربة عن طريق الشتعيرات الجذرية
]
تركيب الشعيرة الجذرية هي امتداد خلية من خلايا البشرة.
- يصل طولها حولي 4 مم.
- مبطنة من الداخل بسيتوبلازم وبها نواة وفجوة عصارية.
- عندما تتمزق خلايا البشرة تعوض من منطقة الاستطالة في الجذر.
ملاءمة الشعيرات الجذرية لوظيفتها:-
1- جدرها رقيقة- لتسمح بنفاذ الماء والأملاح خلالها
2- كثيرة العدد- لزيادة مساحة سطح الامتصاص
3- تركيز المحلول في فجوتها العصارية أعلي من تركيز محلول التربة- مما يساعد علي انتقال الماء من التربة إليها.
4- تفرز مادة لزجة تساعد علي - الانزلاق بين حبيبات التربة
- الالتصاق بحبيبات التربة فتعمل علي تثبيت النبات في التربة.
آلية امتصاص الماء
تعتمد هذه الآلية على عدة ظواهر فيزيائية هي:-
1- خاصية الانتشار:
تحرك الجزيئات أو الأيونات من منطقة ذات تركيز عال إلي منطقة ذات تركيز منخفض بسبب الحركة الذاتية لجزيئات المادة المنتشرة (مثل انتشار نقطة حبر في كوب به ماء)
2- خاصية النفاذية:
تختلف جدر الخلايا وأغشيتها في قدرتها علي النفاذية
* الجدر السليولوزية: منفذة للماء وأيونات الأملاح المعدنية
الجدر المغطاة بالسيوبرين والكيوتين واللجنين: غير منفذة
الأغشية البلازمية: هي أغشية شبه منفذة، رقيقة بها ثقوب دقيقة جدًا تمر من خلالها بعض المواد بصورة حرة ومواد تمر ببطء وتمنع نفاذ مواد أخرى (النفاذية الاختيارية)
فمثلاً تسمح بنفاذ الماء وبعض الأملاح وتمنع نفاذ السكر والأحماض الأمينية ذات الجزيئات كبيرة الحجم.
3- الخاصية الاسموزية
انتشار الماء خلال الأغشية شبه المنفذة من منطقة ذات تركيز عال للماء (تركيز منخفض للأملاح) إلي منطقة ذات تركيز منخفض للماء (تركيز عال للأملاح) بالضغط الأسموزي
* الضغط الاسموزي
هو ضغط ينشأ عن تركيز المواد المذابة في الماء ويؤدي إلي انتشار الماء خلال الأغشية شبه المنفذة
يزداد الضغط السموزي بزيادة تركيز المواد المذابة في المحلول.
4- خاصية التشرب
- قدرة بعض المواد (الغروية) علي امتصاص الماء فتزداد في الحجم وتنتفخ.
- من المواد الغروية المحبة للماء: السليلوز- المواد البكتينية- بروتينات البروتوبلازم
تفسير امتصاص الجذر للماء:
1- تحيط بالشعيرات الجذرية طبقة من حبيبات التربة تحتوي الماء.
2- تتشرب الجدر السليلوزية بالماء (خاصية التشرب)
3- تركيز العصير الخلوي في الفجوة العصارية أعلى من تركيز محلول التربة، لذا ينتقل الماء من التربة غلي الشعيرات الجذرية (خاصية الاسموزية).
4- ينتشر الماء من البشرة إلى خلايا القشرة ثم إلي أوعية الخشب بالخاصية الاسموزية.
* تتميز الشعيرات الجذرية في النباتات الصحراوية والمزروعة في الأراضي الملحية بضغوط اسموزية عالية تسمح بامتصاص أكبر قدر من الماء.
* الضغط الاسموزي في النباتات الصحراوية 50-200 ض جو.
* الضغط الاسموزي في النباتات العادية 5-20 ض جو.
الطرق التي يمر فيها الماء عبر خلايا القشرة:
1- طريق الفجوات العصارية: يعتمد انتقال الماء علي اختلاف تركيز الأملاح في الخلايا (منحدر اسموزي).
2- طريق السيتوبلازم: ينتقل الماء من خلال خيوط البلازموديزما (عبارة عن خيوط سيتوبلازمية تصل بين الخلايا وبعضها.
3- طريق جدران الخلايا والمسافات البينية بين الخلايا: يتم انتقال الماء بالتشرب.
دور الاندودرمس في تنظيم مرور الماء والذائبات
يوجد نوعان من خلايا الاندودرمس:
* خلايا الاندودرمس المواجهة لمجموعة اللحاء:
تكون ددرانها تامة التغلظ بمادة السيوبرين فلا تسمح بمرور الماء من خلالها.
* خلايا الاندودرمس المواجهة لأوعية الخشب: تكون مغلطة بشريط من السيوبرين يسمى شريط كاسبري لذا يمر الماء من خلال هذه الخلايا بالخاصية الاسموزية وليس بالتشرب ويكون تحت سيطرة البروتوبلازم ويطلق على هذه الخلايا اسم خلايا المرور.
امتصاص الأملاح المعدنية
العناصر الغذائية الضرورية للنباتات الخضراء
1- العناصر الأساسية: الربون- الهيدروجين- الأكسجين.
2- المغذيات الكبرى: يحتاجها النبات بكميات كبيرة مثل K-Ca- Mg- N- S- P- Fe.
3- المغذيات الصغرى: يحتاجها النبات بكمياتضئيلة لذا تسمى بالعناصر الأثرية وتستخدم كمنشطات للإنزيمات وهي: Zn- B- Cu- Mn- Al- Cl- I.
يؤدي نقص هذه العناصر إلى:
1- اختلال النمو الخضري أو توقفه.
2- عدم تكون الأزهار أو الثمار.
3- عدم حدوث بعض التفاعلات التي تعمل فيها هذه العناصر كمنشطات للإنزيمات.
آلية امتصاص الأملاح المعدنية
يتم امتصاص الأملاح المعدنيةحسب النظريات التالية:
1- الانتشار:
" انتقال أيونات العناصر من الوسط الأعلى تركيز إلى الوسط الأقل تركيز، ححيث تنتشر الأيونات السالبة مثل أو الأيونات الموجبة مثل مستقلة عن بعضها.
" قد يحدث تبادل للأيونات مثل خروج أيونات مثل ودخول أيونات
2- النفاذية الاختيارية:
يسمح الغشاء البلازمي بمرور بعض العناصر دون غيرها حسب حاجة النبات، وليتوقف ذلك علي حجم أو تركيز أو شحنة هذه الأيونات.
3- النقل النشط:
انتقال الأيونات من التربة (الأقل تركيزًا) إلى خلايا النبات (الأعلى تركيزًا) ويتطلب ذلك طاقة لنقل هذه الأيونات- لأنه نقل ضد تدرج التركيز.
تجارب اثبات نقل أيونات الأملاح بالنقل النشط
1- طحلب النيتللا
" تركيز الأملاح في خلايا الطحلب أعلى من تركيز نفس الأملاح في مياه البركة التي يعيش فيها الطحلب.
" يتم انتقال هذه الأيونات من البركة إلي الطحلب بالنقل النشط حيث يلزم لنقلها طاقة.
" نلاحظ اختلاف تركيز الأيونات في خلايا الطحلب وهذا دليل على النفاذية الاختيارية.
2- نبات الشعير
" اعطيت لبادرات الشعير أملاح الكبريتات (بها كبريت مشع ).
" قسمت البادرات إلي مجموعتين، وضعت مجموعة في ظروف هوائية (توافر الأكسجين) والمجموعة الأخرى وضعت في ظروف لا هوائية (غياب الأكسجين) ثم قدرت كمية الكبريت الممتصة بعداد جيجر.
نلاحظ أن:
الكمية الممتصة من هذه الأملاح في حالة التنفس الهوائي أكبر من الكمية الممتصة في حالة التنفس اللاهوائي وهذا دليل على حدوث النقل النشط الذي يتطلب طاقة يوفرها التنفس الهوائي.
ثانيًا: عملية البناء الضوئي
أهمية عملية البناء الضوئي:
تعتبر عملية البناء الضوئي من أهم العمليات الكيميائية بالنسبة للإنسان فهي:
1- تنتج الغذاء
2- تنتج الأكسجين
3- مصدر الألياف ا
4- مصدر الوقود العضوي
لذا فالحياة ظاهرة ضوء كيميائية: حيث يتم امتصاص الطاقة الضوئية وتحويلها إلي طاقة كيميائية في النباتاتالخضراء أثناء عملية البناء الضوئي فينتج الغذاء ويتحرر الأكسجين فلولاها لمااستمرت الحياة على سطح الأرض.
المواداللازمة لعملية البناء الضوئي:
1- الماء: مصدر الهيدروجين اللازم لاختزال غاز ثاني أكسيد الكربون.
2- ثاني أكسيد الكربون: مصدر الكربون (العنصر الأساسي في الكربوهيدرات).
3- الأملاح المعدينة مثل:
" الفسفور: يدخل في تركيب المركبات الناقلة للطاقة (ATP) أثناء عملية البناء الضوئي.
" الماغنسيوم: يدخل في تركيب جزئ الكلوروفيل
" النترات والفوسفات والكبريتات: تحول الكربوهيدرات إلي بروتين.
" الحديد: يدخل في بناء الإنزيمات المساعدة.
نواتج البناء الضوئي:
1- سكر أحادي التسكر (ناتج رئيسي)
" يتحول إلي بروتينات (عملية بناء).
" مصدر للطاقة (عملية هدم).
" يتحول إلي نشا (عملية التخزين).
2- غاز الأكسجين: (ناتج ثانوي) يتحرر.
تمنياتي بالنجاح والتفوق بنت الصعيد
