برگ و تبادل گازی 1

اهداف:

• آشنایی با سلول های نردبانی گیاه
• آشنایی با نقش تبادل گازها در برگ

شرح درس:

سلول های نردبانی آن طور که از آن ها انتظار می رود در جلوگیری از عبور نور چندان کارایی ندارد. این امر به ظاهر به دلیل این است که آن ها تا حدودی نقش هدایت کنندگی نور را نیز دارند. مقداری از نور برخورد کرده با برگ از راه فضاهای موجود بین سلول های نردبانی مانند آنچه در فیبرهای نوری صورت می گیرد هدایت می شود. احتمالاً فتوسنتز در قسمت های بالایی لایه ی سلول های نردبانی به کرات در اشباع نوری قرار دارد. هر گونه نور اضافی بدون استفاده مانده، و در واقع ممکن است موجب بازداری فتوسنتز و اثرات مضر دیگری گردد.

پس انتقال بیشتر نور به لایه های سلولی زیرین، در اثر ترکیبی از پخش کردن و هدایت نوری، چون سبب توزیع بهتر انرژی فتوسنتزی در برگ می شود کاملاً به نفع برگ و گیاه است. البته همه برگ ها همانند برگ معمول دولپه ای که در طرح " برگ و نقش آن در گیاه"  تشریح خواهد شد، نیستند.

برگ ها ممکن است به منظور سازگاری با شرایط محیطی مختلف به اشکال مختلفی تغییر یافته باشند. به عنوان مثال برگ های کاج (که سوزنی شکل هستند) در برش های حدوداً دایره ای شکل هستند. در این برگ ها بخشی از ظرفیت جذب نور به نفع کاهش نسبت سطح به حجم حذف شده است. تغییر یاد شده تغییری است که به توان برگ در مقابله با خشک شدن هنگامی که در معرض هوای خشک زمستان قرار می گیرد کمک می کند. در سایر موارد مثل گونه های خشکی پسند و بیابانی برگ ها ضخیم تر می شوند تا به ذخیره ی آب بپردازند. در موارد حادتری مانند کاکتوس ها برگ به خار تحلیل رفته اند و ساقه ها هر دو وظیفه ی ذخیره ی آب و فتوسنتز را بر عهده دارند.

برگ و تبادل گازی:

اپیدرم برگ ها دارای منافذی است که از راه آن ها تبادل گازها بین هوای فضاهای داخلی برگ و محیط اطراف برگ صورت می گیرد. دریچه ها یا روزنه های یاد شده توسط یک جفت سلول خاص که سلول های محافظ guard cells نامیده می شوند در بر گرفته شده اند. در بیشتر موارد سلول های محافظ خود توسط سلول های اپیدرمی تمایز یافته ی ویژه ای که سلول های کمکی subsidiary نامیده می شوند، احاطه شده اند. روزنه ها را به همراه سلول های محافظ و سلول های کمکی، با عنوان کمپلکس روزنه ای یا دستگاه روزنه ای stomatal apparatus می شناسند.

خصوصیت منحصر به فرد کمپلکس روزنه ای یک جفت سلول های محافظ آن است که همانند یک مجرا با کنترل هیدرولیکی عمل می کنند. در مواقع نیاز به دی اکسیدکربن برای فتوسنتز سلول های محافظ با جذب آب متورم شده و منافذ باز می شوند و هنگامی که به دی اکسیدکربن نیازی نیست یا وقتی تنش خشکی بر نیازهای فتوسنتزی گیاه غلبه می کند این دو سلول با از دست دادن آب موجب بسته شدن منفذ می گردند. خصوصیات مکانیکی، فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی سلول های محافظ روزنه از هنگام معرفی تا کنون پژوهش های زیادی را مجذوب خود کرده است. بیش از 90 درصد از تبادل دی اکسید کربن و بخار آب بین گیاه و محیط پیرامونش از راه روزنه صورت می گیرد. بنابراین روزنه ها در کنترل دو فرایند خیلی مهم، ولی متضاد دخیل اند:

• جذب دی اکسیدکربن برای فتوسنتز
• هدر رفتن آب در جریان تعرق

روزنه ها در برگ تمام گیاهان عالی (نهاندانگان و بازدانگان) و بیشتر گیاهان پست (خزه ها و سرخس ها) به استثنای گیاهان غوطه ور در آب و علف جگری ها مشاهده می شوند. در نهاندانگان و بازدانگان روزنه ها در اغلب بخش های هوایی حتی در اندام های غیر برگی مثل گل و ساقه ها وجود دارند ولی چنین روزنه هایی در برخی موارد ممکن است نقشی نداشته باشند. فراوانی و توزیع روزنه ها  بسته به عواملی مانند گونه، موقعیت برگ، سطح پلوئیدی ( تعداد دسته های کروموزومی ) و شرایط رشدی خیلی متغیر است. فراوانی های بین 20 تا 400 روزنه در میلی مترمربع سطح برگ بیشتر مشاهده می گردند، ولی فراوانی 1000 عدد در میلی مترمربع یا بیشتر نیز گزارش شده است. اگرچه برای هر قانونی استثناهایی وجود دارد، برگ های تک لپه ای های علفی مانند گراس ها معمولاً در دو سطح بالایی و زیرین برگ دارای تعداد مشابهی روزنه اند.

برگ و تبادل گازی

جهت دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: فاضل صحرا نشین سامانی