تاثیر موسیقی بر رشد گیاهان

نتایج تحقیقات نشان میدهد موسیقی بر روی این پدیده ها در گیاهان موثر است:

جوانه زدن

رشد، نمو و تکوین گیاهان

 پدیده‌های فیزیولوژیک مثل فتوسنتز

زمان و میزان گل دهی 

 عملکرد گیاهان

 

آزمایش "جاگداش چاندرا بوس"

استفاده از اختراعش گراف cresco، برای اندازه گیری و سنجش پاسخ گیاهان به چندین محرک

نتیجه:اثبات یک رابطه موازی بین بافت های جانوری و گیاهی

 

آزمایش "دوروتى رتالاک "به همراه "'فرانسيس برومن"

شرح آزمایش :

انجام آزمایش روی چند نمونه گیاه :قرار دادن يک نمونه از گياهان در مقابل بلندگوئى با صدای تند موسيقى 'راک'

 قرار دادن نمونه‌هاى مشابه ديگر در مقابل موسيقى ملايم کلاسيک

نتیجه:

گياهان دستهٔ اول سعى داشتند تا آنجا که ممکن است خود را از منبع صدا دور کنند تا آنجا که زاويهٔ انجراف و خمش گياه تا ۸۰ درجه رسيد، ساقه‌ها باريک و شکننده شد و چندى بعد بعضى از آنها به کلى خشکيد.

گياهان دستهٔ دوم عکس اين حالت مشاهده شد، ساقه‌ها خود را به بلندگو نزديک ساخته و به دور آن پيچيدند ريشه‌ها قوت گرفت، شکوفه‌ها زودتر از موعد شکفتند و گياه درشت و استوار گرديد. 

 

نتایج  "دکتر ديل کوچمن" از آزمایش "دوروتى رتالاک"و تحقیقات خودش

1. در صورت تغذيه  گياه با موسيقى مطبوع خود :در يک سوم زمان طبيعى لازم، شکفته مى‌شود و به ثمر مى‌رسد. 

 2. چنانچه شدت و ارتفاع صوت و يا زمان 'تغذيهٔ صوتى گياه' بيش از حد لازم باشد، در اين‌صورت واکنش منفى نشان مى‌دهد و نتيجه معکوس مى‌شود. 

۳. تأثيرهاى متفاوت انواع آلات موسيقى بر روى گياهان

نوع موسيقى و زمان تغذيهٔ صوتى هر گياه بايد بر حسب تجربه مشخص شود. 

 4. هر گياه آهنگ و موسيقى خاص خود را دوست دارد و در مقابل آن بيشترين حساسيت را نشان مى‌دهد. عکس‌العمل بسيارى از گياهان به نواى 'فلوت' يا 'ويلون' بيش از سازهاى ديگر

 

آزمایش Singh""و"Ponniah"

شرح:نواختن قطعات ناشناخته ای را توسط ویالون طی زمان های خاصی در طول روز به طور متناوب

وگاهی اوقات استفاده از دیاپازون به عنوان منبع صوتی 

نتایج:

1.موسيقى موجب مى‌شود که گياه به مقدار ۶۰% الى ۱۰۰% درصد اکسيژن بيشتر از حد متعارف آزاد کند و چون مقدار اکسيژن آزاد شده دقيقاً متناسب با مقدار کربن جذب شده از گازکربنيک موجود در هوا است، در نتيجه گياه مقدار بيشترى رشد مى‌کند و مقدار فراوان‌ترى گل يا ميوه مى‌دهد. 

2. تحريکات مکرر موسيقى موجب ايجاد تغييرات مثبت در کروموزم‌هاى سلولى پاره‌اى از گياهان مى‌گردد و به دگرگونى ماهيت و اصل آن منتهى مى‌شود (کروموزم: رشته‌هاى موجود در سلول‌هاى جنسى که عامل انتقال صفات وراثتى هستند).

۳. تأثير صدا در متابوليسم گياهان نه يک افسانهٔ موهوم، بلکه يک پديدهٔ فيزيکى مشخص و قابل اندازه‌گيرى است که همانند نور و حرارت، از عوامل مؤثر و قطعى به شمار مى‌رود. 

 

چند نکته در مورد تاثیر موسیقی بر گیاهان

-روش درست و غلط بسیاری برای نواختن موسیقی برای گیاهان وجود دارد. برای مثال، ولوم باید در نظر گرفته شود و نوع موسیقی نواخته شده نیز مد نظر است مانند موسیقی با صدای نرم ملودی.

-انواع خاص موسیقی می توانند باعث خراب شدن گیاهان شوند. برخی انواع موسیقی نیز وجود دارد که موجب رشد گیاه می شوند.

-موسیقی ها ی سنگین ((heavy metal music را هیچ گاه اطراف گیاه روشن نکنید. می تواند اثرات مخربی داشته باشد. موسیقی سنگین  حتی با ولوم پایین نیز می تواند برای گیاهان حساس بسیار آسیب زننده باشد.

-گیاهان خیلی تمایل به موسیقی پاپ ندارند. گیاهانی که در معرض موسیقی راک قرار گیرند کوتوله می شوند. اگر پیوسته به مدت بیش از 10 روز در معرض موسیقی راک باشند در نهایت می میرند و از طرف دیگر موسیقی کلاسیک دستی و یا اختصاصی (devotional) می تواند رشد گیاهان را افزایش دهد و افزایش عملکرد مشاهده می شود.

-موسیقی کلاسیک دارای ارتعاش آرامی است و برای گیاهان آرام بخش است و هیچ صدای خشنی ندارد. آنها عمدتاً با آن می رقصند. شاخ و برگ ها به طرف آن متمایل می شوند گویی که به آسمان نگاه می کنند.

 

زهرا ایران نژاد-سماء پیرکلخوران

جلسه هفتم

چرخه احیای کربن فتوسنتزی یا چرخه کالوین یا چرخه PCR

Photosynthetic carbon reduction

یک ملکول CO₂ با یک قند پنج کربنه ترکیب می‌شود و دو ملکول قند سه کربنه تولید می‌شود.

این مسیر که از طریق آن تمام موجودات فتوسنتزکننده یوکاریوت به نحوی دی‌اکسیدکربن را به کربوهیدرات احیا می‌کنند مسیر احیای کربن فتوسنتزی گفته می‌شود که به افتخار شناسایی‌کننده این مسیر تحت عنوان چرخه کالوین معروف است.

اولین ماده تولیدی یک ترکیب سه کربنه است ← به مسیر C₃ معروف است.

چرخه آسیمیلاسیون کربن فتوسنتزی (C₄) و چرخه اکسیداسیون کربن تنفس نوری (C₂)، وابسته به چرخه کالوین یا نقش کمکی دارند.

این چرخه در استروما کلروپلاست، طی سه مرحله انجام می‌شود:

1-    کربوکسیلاسیون              Carboxylation

2-    احیا              Reduction                     

3-    بازسازی         Regeneration               

1-    کربوکسیلاسیون

ریبولوز 1و5 بیس فسفات + دی اکسید کربن یک  ترکیب 6 کربنه ناپایدار میدهد

که به دو عدد 3 فسفوگلیسرات تبدیل می شود

ویژگی آنزیم روبیسکو یا ریبولوز 1 و 5 بیس فسفات کربوکیسلاز – اکسیژناز

-         فراوان‌ترین pro موجود در دنیاست.

-         حدودا نیمی از pro محلول در بیشتر برگ‌ها را تشکیل می‌دهد.

-         میل ترکیبی زیاد با CO₂ دارد، به این صورت که با غلظت زیاد این آنزیم در استروما، با وجود غلظت کم CO₂  در جو، واکنش کربوکسیلاسیون با سرعت بالایی انجام می‌شود.

برای فعالیت این آنزیم حضور نور و وجود یون منیزیم ضروری هستند.

برای ادامه جذب CO₂ توسط کلروپلاست باید :

1-    3PGA  مرتبا برداشته شود.

2-    شرایط برای حفظ مقدار کافی از RUBP فراهم باشد.

که هر دو شرط نیازمند انرژی در دو فرم ATP  و NADPH است که از مرحله روشنایی حاصل می‌شود.

2-   احیا :

دو مرحله است :

3 فسفوگلیسرات طی مصرف 1 ATP به 1و3 فسفوگلیسرات تبدیل شده و

1و 3فسفوگلیسرات طی مصرف 1 NADPH به گلیسرآلدهید 3 فسفات تبدیل می شود.⁺                                                                                                                                                                                     

برای ادامه احیا CO₂، پذیرنده باید به طور دائم احیا شود یعنی RUBP.

3-  بازسازی :

5 عدد گلیسرآلدهید3 فسفات به 3 عدد ریبولوز 5 فسفات تبدیل شده که با مصرف 1 ATP به 5 عدد ریبولوز 1و 5 بیس فسفات تبدیل می شود.

  * خلاصه واکنش‌های چرخه PCR

3 عدد ریبولوز 1و 5 بیس فسفات با 3 عدد دی اکسید کربن ترکیب شده و به 3عدد ریبولوز 1و 5 بیس فسفات و 1 عدد گلیسر آلدهید 3 فسفات تبدیل می شود.

به ازای3 بار چرخش (جذب 3 ملکول CO₂ ) ← یک قند گلیسرآلدهید 3فسفات (G3P)

 6 بار چرخش ← 6ملکول ریبولوز 1 و 5 بیس‌فسفات و یک قند هگزوزفسفات (6کربنه).

12 بار چرخش ← یک ملکول ساکارز که قند انتقالی و قابل استفاده در گیاهان است.

برای جذب یک CO₂ ، 2 تا NADPH و 3 تا ATP نیاز است.

درنهایت یعنی 3 بار چرخش و جذب 3 تا CO₂  جمعا به 6 تا NADPH و 9 تا ATP نیاز است.

با توجه به اینکه آنزیم روبیسکو و حداقل 5 آنزیم اساسی به نور نیاز دارند. پس از دیدگاه سنتی که به این واکنش‌ها، واکنش تاریکی می‌گویند منطقی نمی‌باشد.

تنفس نوری وچرخه اکسیداسیون فتوسنتزی کربن :

در این فرآیند محصولاتی که به تازگی طی فتوسنتز تولید شده‌اند دوباره اکسید می‌شوند.

وابسته به نور و O₂ بوده و CO₂ آزاد می‌کند یعنی عکس فتوسنتز است.

متشکل از فعالیت سه اندامک سلولی؛ کلروپلاست، پراکسیزوم و میتوکندری است.

در واقع آزادسازی CO₂ در طی تنفس نوری بعلت دوگانگی عمل آنزیم روبیسکو است.

  *مرحله اکسیداسیون RUBP :                                         

یک ملکول اکسیژن + RUBP ←

1 = 3فسفوگلیسرات ← چرخه کالوین                 2 = فسفوگلیکولات

فسفوگلیکولات (وارد کلروپلاست شده و فسفات از دست می‌دهد) ← گلیکولات(پراکسی‌زوم)  ←+ H₂O₂ گلی‌اکسالات

H₂O₂  ← سمی ←تجزیه توسط کاتالاز

گلی‌اکسالات (واکنش‌ترنس‌آمیناسیون) ← گلایسین (2 تا گلایسین وارد متوکندری) ←CO₂ + سرین  

اسیدآمینه‌سرین (در پراکسی‌زوم  آمین از دست می‌دهد) ← هیدروکسی‌پیروات (با مصرف NADH) ← گلیسرات (در کلروپلاست با مصرفATP) ← 3فسفوگلیسرات ← چرخه کالوین

 

-         منبع مستقیم CO₂ در تنفس نوری ← گلایسین

-         برای آزاد شدن یک ملکول CO₂نیاز به دو ملکول O₂ است.

-         مسیر گلیکولات پر هزینه است چون ATP و NADH مصرف می‌شود.

-         اما دلیل استفاده این فرآیند : تکامل آنزیم روبیسکو ← محیط دارای مقدار زیادی  CO₂و مقدار ناچیزی  O₂ ← دوگانگی عمل روبیسکو ← مشکل چندانی ندارد.

-         اما وقتی اکسیژن در جو زیاد← دو عمله بودن روبیسکو ← تنفس نوری  ← نقش اکسیژنازی روبیسکو بی‌فایده است.

-         اما محققان دریافت‌اند که در غیاب CO₂ در شرایط نوری شدید در اثر تنش خشکی←بسته شدن روزنه‌ها←افزایش O₂ در گیاه←فعالیت اکسیژنازی روبیسکو←تولید CO₂ در گیاه←ادامه سیستم انتقال الکترون در داخل گیاه←مانع خسارت اکسیداسیون نوری  به برگ و کلروپلاست می‌شود.

 

الهه حسین زاده

مریم عباسی فر

جلسه ششم 07/08/1392

به نام او

جلسه ششم 07/08/1392

حرکات روزنه ای:

روزنه ها تحت تأثیر عوامل محیطی باز و بسته می شوند و در غلظت پائین co2 روزنه ها باز می شوند.

2 نوع بسته شدن روزنه داریم: 

الف)بسته شدن فعال

ب)بسته شدن غیر فعال

بسته شدن فعال: این نوع تحت تأثیر شرایط تنش خشکی گیاه است که با درک

 کمبود آب به صورت فعال کار ویژه ای  انجام میدهد، به کمک هورمون آبسزیک اسید

بسته شدن غیر فعال: سلول ها به طور مستقیم در معرض اتمسفر هستند و آب خودشان را به صورت تبخیر از دست می دهند، که در نتیجه روزنه بسته می شود.

کلروپلاست:

اندامکی است که فتوسنتز درون آن انجام میگرد.

کلروپلاست دارای یک جفت غشای خارجی ، ماده زمینه ای، تیلاکوئید یا سیستم غشای داخلی، فضای داخلی تیلاکوئید یاLUMEN   است.

فتوسنتز:

مجموعه ای از واکنش ها که درون آن انرژی نور مصرف می شود و با استفاده از آب و دی اسید کربن، قندهای ساده ایجاد می شود.

بعضی از باکتری ها هم فتوسنتز می کنند . ولی تفاوت آن با گیاهان این است که  گیاهان اکسیژن آزاد می کنند ولی باکتری ها گوگرد رسوب می دهند.

فتوسنتز یک واکنش اکسید و احیا می باشد، زیرا الکترون ها و پروتون های حاصل از اکسیداسیون آب برای سنتز قندها به کار میرود و اکسیژن احیا شده در طی فتوسنتز حاصل آب است.

-در فتوسنتز دو گروه واکنش دخالت دارند:

1. واکنش های وابسته به نور یا واکنش های مرحله روشناییLight dependent reaction 

   در این واکنش، انرژی نورانی جذب می شود، اکسیداسیون آب صورت می گیرد و در نتیجه اکسیژن آزاد می شود و همچنین ATP , NADPH  نیز ایجاد می گردد.

*تمام واکنش های مرحله روشنایی در غشاء تیلاکوئید رخ میدهد.

2. واکنش های غیر وابسته به نور یا واکنش های تاریکی dark reaction 

   در این واکنش از co2  قندها ساخته می شوند و با استفاده از انرژی که در ATP,NADPH   حاصل از مرحله روشنایی ذخیره شده است.

*این مرحله در استرومای کلروپلاست انجام میشود.

واکنش های مرحله روشنایی:

وظیفه واکنشهای وابسته به نور به تولید ATP و ترکیبات احیا کننده مانند NADPH   و ترکیبات مورد نیاز برای احیای قتوسنتز است، که زنجیره انتقال الکترون فتوسنتزی نامیده می شود.

اساس زنجیره انتقال الکترون شامل: فتوسیستم ǀ (SP ǀ) و فتوسیستم ǁ (SP ǁ ) می باشد. این دو سیستم توسط کمپلکس سیتوکروم(cyt)  با هم در ارتباط اند.

نقش این زنجیره ،استخراج الکترون کم انرژی آب است که به منظور ایجاد یک  احیا کننده قوی یعنی NADPH صورت میگیرد.

فتوسیستم ǀ و ǁ  هر دو حاوی چند پروتئین مختلف همراه با کلروفیلها بویژه کلروفیل a و کاروتنوئیدها هستند که فوتون ها را جذب میکنند.

توده کلروفیل ها به عنوان آنتن عمل می کنند.(*اما به طور مستقیم در واکنش های فتو شیمیایی شرکت نمی کنند.(

انرژی فوتون جذب شده از یک کلروفیل به کلروفیل بعدی منتقل تا در نهایت به مرکز واکنش برسد.این مرکز محل اولیه انجام واکنش های اکسیداسیون و احیا فتوشیمیایی است که انرژی نورانی را به شیمیایی تبدیل می کند.

حداکثر جذب SP ǀ درnm 700 و SP ǁ در 680 nm است. با رسیدن انرژی نورانی به کلروفیل های مرکز واکنش فتوسیستم ǁ، انتقال الکترون آغاز میشود. کمبود الکترون فتوسیستم ǁ در اثر فتولیز آب جبران می شود، یعنی فتوسیتم ǁ باعث اکسیداسیون آّب و تفکیک بارهای + و – مولکول آب می شود.

الکترون های حاصل از فتوسیستم ǁ به پلاستوکوئینون(PQ)   منتقل می شوند که سبب احیای آن به پلاستو کوئینول(PQH2  )  میشود.  پلاستو کوئینول ناقل هیدروژن است واین انتقال نیاز به انتقال همزمان پروتون دارد، این پروتون از استروما برداشته میشود و در LUMEN تیلاکوئید رها می شود.در مرحله بعد الکترون ها از PQH2  به cyt b6-f  منتقل می شود.

این الکترونها توسط پلاستو سیانین(PC) از کمپلکس سیتوکروم گرفته میشود و در نتیجه پلاستو سیانین احیا می شود. در نهایت فتوسیستم ǀ الکترون خودش را در سمت استرومای غشاء تیلاکوئید به فرودوکسین(Fd)  میدهد و فرودوکسین باعث احیای NADP+ به NADPH می شود.

در اثر این واکنش مقدار زیادی انرژی وارد سیستم می شود که حدود 32% در NADPH ذخیره میشود و قسمت دیگر در مولکول ATP ذخیره میگردد.

تولید ATP بوسیله نور در کلروپلاست به فسفریلاسیون نوری معروف است. فسفریلاسیون نوری بسیار مهم است، چون علاوه بر استفاده از ATP به همراه NADPH برای احیا co2 در مرحله سنتز قندها در طی واکنش های تاریکی نقش دارد.

الکترون ها به طور مداوم از آب فراهم می شوند و به صورت NADPH در می آیند. این شکل از انتقال الکترون به انتقال غیر چرخه ای الکترون معروف است، که به آن طرح Z هم میگویند.

یک انتقال چرخه ای الکترون هم وجود دارد، در این حالت فرودوکسین الکترون ها را بیشتر به سمت عقب و به پلاستو کوئینون منتقل می کند؛ که این کار منجر به ورود پروتون اضافی از استروما به لومن می شود و بعد الکترون ها توسط کمپلکس سیتوکروم  و پلاستو سیانین به فتوسیستم ǀ برمیگردد. بنابراین در جریان انتقال چرخه ای الکترون NADPH تولید نمی شود، اما ATP تولید می شود.

 

عاطفه رفیعی

مرضیه حاج ملکی

 

 

امتحان میان ترم

تاریخ برگزاری امتحان میان ترم: سه شنبه 92/8/28

امتحان تا انتهای آنتوسیانین ها (ابتدای فتوسنتز)

جلسه ی پنجم 30/7/1392

به نام خدا

 

گیاهان و انرژی

 

فرآیند فتوسنتز :

گیاهان با استفاده از انرژی نورانی، دی اکسید کربن و آب ، قندها و مواد آلی مورد نیاز خود رابدست می آورند. به این فرآیند فتوسنتز می گویند که در کلروپلاست انجام می گیرد.

 

رنگدانه ی کلروفیل : در کلروپلاست است و مسئول تسریع جذب انرژی نورانی می باشد.

 

فتو رسپتور (گیرنده ی نوری): رنگدانه هایی در کلروپلاست می باشند که نور را برای استفاده ی گیاه در یک فرآیند فیزیولوژیکی جذب میکنند.

فوتون : نوری که از یک منبع نوری ساطع می شود به بخش های کوچکتری به نام "فوتون" تجزیه می شود که این فوتون ها دارای انرژی هستند.

 

ارتباط گیرنده ها و فوتون :

انرژی موجود در فوتون توسط "فتورسپتور" جذب می شود که این انرژی سبب برانگیخته شدن الکترون های فتورسپتورها می گردد. بنابراین در این حالت فتورسپتور دارای پتانسیل می شود.

این انرژی فتورسپتور به 3 طریق تخلیه می شود:

1-به صورت حرارت

2- به صورت نور

3- استفاده از این انرژی در یک فرآیند بیوشیمیایی

که این 3 حالت، فتورسپتور را به حالت پایدار باز می گرداند.

 

 Visible light : (محدوده ی استفاده شده در فتوسنتز)

فقط بخشی از نور ساطع شده از خورشید به عنوان "نور مرئی" برای انسان قابل مشاهده است که در محدوده ی 700-400 نانومتر قرار دارد.

 

ماوراء بنفش : (به دلیل آسیب رسان بودن توسط لایه ی اوزون جذب می شود)

کمتر از 400 نانومتر، با طول موج کوتاه و انرژی زیاد.

 

مادون قرمز :

بیشتر از 700 نانومتر، با طول موج بلند و انرژی کم.

 

4 گروه اصلی رنگدانه های موجود در موجودات فتوسنتزکننده :

1-کلروفیل

2-کاروتنوئید

3-آنتوسیانین

4-فیکوبیلین

 

*کلروفیل :(در آب نامحلول است و بیشتر در چربی حل می شود)

رنگدانه ی اصلی در جذب انرژی خورشیدی در فتوسنتز

تشکیل شده از 2 بخش:

1-سر پور فیرین : تتراپیرول است یعنی از 4 حلقه ی (A,B,C,D) پیرول تشکیل شده که در مرکز بخش حلقوی یک یون منیزیم وجود دارد که با 4 ازت مربوط به پیرول ها ارتباط دارد.

2- دم فیتول : یک الکل 20 کربنه که در حلالیت کلروفیل نقش داره.

ساختار کلروفیل

 

*حداکثر جذب انرژی نور در 550-490 نانومتر.

*جذب پرتوهای آبی و قرمز و عبور دادان پرتوهای سبز.

*به دلیل عبور پرتوی سبز، سبز رنگ دیده میشن.

 

4 نوع کلروفیل شناخته شده:

کلروفیل a :

*رنگدانه ی اصلی در فتوسنتز.

*در تمام گیاهان عالی، جلبک ها و سیانو باکتر ها وجود دارد.

کلروفیل b :

*از نظر ساختاری شبیه کلروفیل a ولی روی حلقه ی b به جای گروه متیل، گروه فورمیل دارد.

*موجود در همه ی گیاهان سبز و جلبک های سبز.

کلروفیل c :

*از نظر ساختاری شبیه کلروفیل a اما فلقد دم فیتول.

*موجود در جلبک های قهوه ای، دیاتومه ها.

کلروفیل d :

*از نظر ساختاری شبیه کلروفیل a

*موجود در جلبک های قرمز.

 

*فیکوبیلین ها:

*متشکل از 4 حلقه ی پیرول (به صورت زنجیره ی باز و مستقیم)

 

 

*4 نوع فیکوبیلین شناسایی شده:

1- فیکو اریترین ( در فتوسنتز نقش داره)

2- فیکوسیانین (در فتوسنتز نقش داره و در جلبک های قرمز و سیانوباکترها وجود داره)

3- آلو فیکو سیانین (در فتوسنتز نقش داره)

4- فیتو کرومو بیلین (موجود در گیاهان عالی برای فرآیندهای فیزیولوژیکی مربوط به رشد گیاه)

*حداکثر جذب در 670-490 نانومتر.

 

*کاروتنوئید :

*رنگدانه های زرد و نارنجی.

*موجود در اکثر موجودات فتوسنتز کننده.

*ساختار زنجیره ی باز.

*موجود در ساختار ریشه ی غده ای هویج، گوجه فرنگی، هندوانه و برگ های سبز.

قابل ذکر است که در شرایط مناسب محیطی، رنگ برگ به دلیل بالاتر بودن میزان کلروفیل از کاروتنوئید سبز است، اما در پاییز، مقاومت کلروفیل کمتر شده و کاروتنوئید پایدارتر است. در نتیجه کلروفیل تجزیه میشود و میزان ان کاهش می یابد و رنگ کاروتنوئید بارز می شود.

 

2 گروه اصلی کاروتنوئیدها:

1-کاروتن ها : مثل لیکوپن در گوجه فرنگی.

2- گزانتوفیل : مسبب رنگ زرد مثل گلبرگ گیاهان.

 

نقش کاروتنوئید:

در محدوده هایی که کلروفیل توانایی به دام انداختن نور را ندارد، برای انجام فتوسنتز، انرزی نور را جذب کرده و به کلروفیل انتقال می دهد.

 

*آنتوسیانین : (فلاونوئید)

*مهمترین فلاونوئید، آنتوسیانین است.

*وجود آنتوسیانین در شیره ی واکوئل.

*مسبّب ایجاد رنگهای مختلف ( آبی، بنفش، سبز، زرد، نارنجی و قرمز )

*مسبّب رنگ گلبرگ گلها و بعضی میوه ها.

*عبور رنگ های آبی و قرمز = نقش نداشتن در فتوسنتز.

* محافظت از بافت برگی، در مقابل خسارت نور فرابنفش (مثل اوزون با جذب uv)

 

* بخشی از رنگ زرد و نارنجی گیاهان و برگ ها، به علت وجود کاروتنوئید و بخشی مربوط به آنتوسیانین.

 

 

 

 

*طی تکامل، از نظر ساختاری، تغییراتی در برگ ها به وجود آمده که این تغییرات 3 هدف را دنبال می کنند:

1- استفاده بهینه از نور :گیاهان امروزی پهن برگ اند و سطح بیشتری نسبت به سوزنی برگان برای جذب نور دارند.

2- تبادل گازی موثر از نظر جذب co2 : در پهن برگ ها روزنه ها نسبت به س.زنی برگان بیشتر، در نتیجه امکان تبادل co2 بیشتر است.

3- سیستم انتقال موثر برای صدور سریع تولیدات فتوسنتزی : وجود انشعابات فرعی در ساختار برگ، علاوه بر آوند اصلی برای انتقال سریع.

 

مورفولوژِی برگ:

 

علاوه بر ظاهر برگ، چگونگی قرارگیری سلول های داخل آن، در افزایش میزان فتوسنتز نقش داره.

*برگ گیاه دو لپه دارای : اپیدرم فوقانی و اپیدرم تحتانی است و بافت های فتوسنتزی بین این دولایه ی اپیدرمی "مزوفیل" نام دارد.

*برای جلوگیری از تبخیر، سلول های اپیدرمی با "کوتیکول" پوشانده شده.

*قسمت فوقانی بافت فتوسنتزی از 3-1 لایه سلول های نردبانی (سلول های استوانه ای با محور طولی عمود بر سطح برگ) تشکیل شده.

*قسمت تحتانی بافت فتوسنتزی دارای "سلول های اسفنجی" است.

*با وجود اشکال نامنظم سلول های لایه ی اسفنجی، آن ها دارای ابعاد نسبتا برابری هستند (در تک لپه ای ها).

 

تفاوت سلول های نردبانی و اسفنجی:

*تعداد کلروپلاست سلول های نردبانی، حدود 5/2-5/1 برابر سلول های اسفنجی است که این نشاندهنده ی سازگاری بیشتر سلول های نردبانی برای استفاده ی بهینه از نور در فتوسنتز است.

 

*ویژگی ساختاری برگ براساس "نوع گیاه" و "شرایط محیطی" متغیر است:

*چند لایه و فشرده بودن سلول های نردبانی باعث شده که در صورت عبور نور از خلال لایه ی سلولی اول، در لایه ی بعدی جذب شود یا با وجود فضاهای خالی در مزوفیل اسفنجی و انحراف نور از مسیر مستقیم، مجدداً با سلول های مزوفیلی برخورد کند.

*مقطع دایره ای در برش عرضی سوزنی برگان، جهت مقاومت در برابر خشکی ناشی از سرما.

*ضخیم تر شدن برگ ها در گونه های خشکی پسند جهت ذخیره ی آب.

*تحلیل برگ ها و تبدیل شدن به خار در کاکتوس که ساقه ها وظیفه ی فتوسنتز و ذخیره ی آب را بر عهده دارند.

 

برگ و تبادلات گازی:

*وجود منافذی در سطح برگ برای جذب co2 مورد نیاز در فتوسنتز.

(میزان co2 اتمسفر = 0.03%)

*وجود منافذی در اپیدرم برگ برای تبادل گازها.

 

*کمپلکس روزنه ای:

*محافظت منافذ : توسط 2 سلول خاص به نام "سلول های محافظ" (guard cell).

*وجود سلول های متفاوت با سلول های اپیدرمی، در اطراف سلول های محافظ به نام "سلول های همراه" .

 

روزنه + سلول های محافظ + سلول های همراه

 =

کمپلکس روزنه ای.

 کمپلکس روزنه ای

*تقسیم بندی روزنه ها برحسب "نوع قرارگیری سلول های کمکی در اطراف سلول های محافظ " :

1- پاراسیتیک : paracytic

سلول کمکی به موازات سلول محافظ است.

2- دیاسیتیک :   diacytic

2 سلول همراه، سلول های محافظ روزنه را طوری احاطه کردند که دیواره ی مشترک بین این 2 سلول، عمود بر محور بلند سلول های محافظ است.

3- آنیزوسیتیک :

3 سلول همراه با اندازه های مختلف (یکی کوچکتر و دو تا بزرگتر) سلول محافظ را احاطه کرده اند.

4- آنموسیتیک : anomocytic

هیچ سلول همراهی وجود ندارد و سلول های محافظ در میان سلول های معمولی اپیدرمی قرار دارن.

 

 

* وظایف سلول های روزنه :

در صورت نیاز به co2 ، روزنه با جذب آب متورم می شود اما در صورت عدم نیاز به  co2، یا در خشکی بالای محیط، آب از دست داده و روزنه بسته می شود.

 

*نقش روزنه :

 

1-جذب co2 برای فتوسنتز.

2-جلوگیری از هدر رفتن آب در جریان تعریق.

 

*روزنه ها در تمامی گیاهان عالی (نهان دانه و بازدانه) و گیاهان پست (خزه ها و سرخس ها) وجود دارند اما در گیاهان غوطه ور در آب وجود ندارن.

 

*تعداد روزنه ها و چگونگی پراکندگی آن ها در برگ وابسته است به :

1-گونه ی گیاه

2- موقعیت برگ

3- شرایط محیطی

 

*در هر میلی متر مربع از سطح برگ (400-20) روزنه و در برخی تا 1000 روزنه گزارش شده.

*غالبا تعداد آن در سطح زیرین برگبیشتر است به دلیل : جلوگیری از خروج آب.

 

* در تک لپه ها، نور به دلیل "زاویه ی برگ نسبت به ساقه" به 2 طرف برگ به یک میزان برخورد می کند در نتیجه، در هر 2 سطح، میزان روزنه ها برابر است.

 

*در گیاهان شناور (نیلوفر آبی) سطح رویی روزنه ی بیشتری دارد.

 

*در بازدانه ها، به دلیل مورفولوژی برگ،روزنه ها در تمام سطح گیاه پراکنده اند.

 

***ویژگی های سلول های محافظ :

 

عملکرد منحصر به فرد روزنه، به دلیل وجود ساختار سلول محافظ روزنه است.

*غالبا لوبیایی شکل اند اما در تک لپه ها دمبلی شکل هستند.

*نسبت به سلول های اپیدرمی کوچکتراند.

*به خاطر وجود کلروپلاست در آن ها، به رنگ سبز دیده می شوند.

* در تغییر برگشت پذیر اندازه ی شکاف روزنه موثرن.

*از قسمت مقعر خود روبه روی هم قرار گرفتن.

*در برش عرضی دارای یک دیواره ی شکمی است که منفذ را احاطه کرده و یک دیواره ی پشتی در مجاورت سلول های اپیدرمی است.

 

***سازوکار حرکات روزنه ای :

 

جذب آب توسط سلول با اسمز، باعث تورژسانس سلول و افزایش فشار هیدروستاتیک می شود که باعث بزرک شدن شکاف بین روزنه و باز شدن آن میگردد.

در این حال، انحنای دیواره ی نازک پشتی، به سمت سلول های اپیدرمی است و سطح شکمی سلول های محافظ، قوس دار می شود و دهانه ی روزنه باز میگردد. اما با از دست دادن آب، دیواره ی سلول شل شده و روزنه بسته میشود.

 

***کنترل باز و بسته شدن روزنه ها :

پذیرفته شده ترین دلیل ورود آب به سلول های روزنه :

*طی باز شدن روزنه، مقدار زیادی k⁺ از سلول های کمکی و اپیدرمی وارد سلول های محافظ می شود.

ورود k⁺ ، افزایش فشار اسمزی سلول های محافظ و جذب آب و در آخر، باز شدن روزنه را به دنبال دارد.

*برای حفظ خنثی بودن بار الکتریکی سلول محافظ، cl^- به روش  symport با پروتون وارد سلول محافظ می گردد اما این عمل دوباره تعادل بار الکتریکی سلول محافظ را بر هم می زند.

*خروج پروتون ها از طریق پمپ پروتونی وابسته به مصرف ATP (انرژی خواه) موجود در غشای سلول های محافظ.

نتیجه ی تجمع k⁺ ، cl^- و خروج پروتون :

 افزایش فشار اسمزی سلول های محافظ (کاهش پتانسیل آب سلول) ، جذب آب و باز شدن روزنه است.

 

*بسته شدن روزنه، تحت تاثیر وقایعی برعکس موارد گفته شده است.

 

خدایا...

 

اگر سنگ، سنگ...

اگر آدمی، آدمی است.

اگر هر کسی جز خودش نیست.

اگر این همه آشکارا بدیهی است.

چرا هر شب و روز، هر بار

بناچار

هزاران دلیل و سند لازم است

که ثابت کند:

                  تو تویی؟!

زنده یاد قیصر امین پور

 

فرزانه علیمرادی

مریم محمدی