گیاهان - جلسه دوم

اهداف:

آشنایی با نحوه انتقال آب از ریشه به درون گیاه.

مقدمه

در این جلسه سعی خواهیم کرد شما را با نحوه جذب و انتقال آب از ریشه به تمام بخش های یک گیاه آشنا سازیم.

یکی از حیاتی ترین نیازهای یک گیاه آب است که آن را از خاک به سمت بالا و درون گیاه جذب می کند. به عمل جذب و بالا رفتن آب از گیاه و سپس از دست دادن آب به صورت بخار از طریق برگ ها را عمل تعرق می گویند.

عوامل موثر در جذب آب توسط گیاه را می توان به دو عامل نسبت داد:

1) ریشه گیاه: در ابتدا آب توسط بخش های جوان تر ریشه گیاه جذب می شود. در نوک ریشه در حال رشد، یک ناحیه کرکدار یا مودار وجود دارد. این ناحیه با داشتن دسته هایی از برآمدگی های مومانند سطح جذب را در ریشه افزایش می دهند و باعث جذب حداکثر آب می شوند. این برآمدگی های شبیه به مو مدام می میرند و اجزای جدیدتر جایگزین آن ها می شود.

شکل1: تصویر ریشه یک گیاه و برآمدگی های مودار وابسته به آن ها برای جذب ریشه

2) فشار ریشه: عامل مهم دیگر در جذب آب، فشار ریشه و فعالیت مویینگی است. این فشار هنگامی به وجود می آید که عمل تعرق در سطح پایین است و خاک رطوبت بسیار خوبی دارد و در نتیجه ریشه می تواند آب زیادی را جذب کند. یا در واقع می توان بدین صورت نیز توضیح داد که وقتی آب به صورت بخار از سطح برگ خارج می شود و آب در ریشه جذب شده است، یک تنش در گیاه ایجاد می شود و آب تمایل به حرکت به سمت نواحی از گیاه پیدا می کند که آب کمتری وجود دارد. پس آب از ریشه به سمت بالا و به سمت برگ ها از طریق ساقه کشیده می شود. در طی فعالیت مویینگی نیز آب از دیواره های نازک بافت چوبی توسط نیروی چسبندگی و پیوستگی بالا می رود. همچنین باید بدانیم که این دیواره ها از سلول های سلولزی ساخته شده اند که باعث می شوند مولکول های آب به دیواره بچسبد.

سوال: تا بحال به قطرات روی برگ ها یا چمن توجه کرده اید؟ آیا می دانید چرا در بعضی مواقع این قطرات بر روی سطح برگ ها ظاهر می شوند؟ چرا این قطرات بیشتر در هنگام صبح دیده می شوند؟

جواب: در مواقعی که وقتی رطوبت خاک زیاد باشد چون آب زیادی در گیاه انباشته می شود، یک فشار جزئی در ریشه باعث حرکت شیره (مخلوطی از آب و مواد معدنی) موجود در بافت مویرگی گیاه به سمت نوک و لبه های برگ می شود و به صورت قطره از برگ خارج می شود. از دست دادن آب توسط برگ در شب اتفاق نمی افتد و اکثرا در صبح صورت می گیرد. بنابراین به این قطرات شبنم صبحگاهی گفته می شود.

بعد از جذب آب توسط ریشه ها، به بافت های مویرگی منتقل می شود که یک بافت مجرادار یا رگدار است که در واقع از سلول های لوله ای کشیده تشکیل شده است. این سلول های لوله ای مجراهایی برای عبور آب هستند. وظیفه این بافت چوبی انتقال آب و مواد معدنی به تمامی بخش های گیاه است. بر روی سطح بالا و پایین برگ دریچه هایی وجود دارند که آب می تواند از طریق آن ها از سطح برگ خارج شوند. در نزدیکی این دریچه ها سلول هایی یه نام سلول های نگهبان وجود دارد.

وظیفه این سلول ها تنظیم اندازه دریچه ها است و در واقع گیاه به این طریق می تواند میزان آبی که از دست می دهد را کنترل کند. وظیفه دیگر این دریچه ها این است که گاز CO² را از هوا جذب کند و به گیاه منتقل کند. گاز CO² یک عامل حیاتی در عمل فتوسنتز است.

بنابراین هنگامی که رطوبت خاک به اندازه و مناسب است، عمل تعرق به خوبی انجام می شود که در نتیجه آن عمل سردکنندگی توسط برگ ها، جذب مواد معدنی و گاز CO² برای عمل فتوسنتز نیز به نحو عالی صورت می گیرند.

تکلیف 1:

در این آزمایش با نحوه حرکت آب در یک گیاه بیشتر آشنا خواهید شد. برای انجام این آزمایش ساده مواد زیر را تهیه کنید:

• رنگ دهنده های غذا با رنگ های قرمز، نارنجی، سبز، زرد و آبی
• پنج عدد لیوان بلوری شفاف یا پارچ آب
• مقداری آب
• پنج عدد ساقه گیاه کرفس

حال در هر لیوان یا پارچ 2 یا 3 سانتی متر آب بریزید و در لیوان اول چند قطره از رنگ دهنده قرمز، در لیوان دوم از رنگ دهنده نارنجی و الی آخر بریزید. توجه کنید که همه این مقادیر یکسان باشد. حال ساقه های کرفس را از قسمت ضخیم ترشان داخل ظرف ها قرار دهید. بگذارید کرفس ها به مدت 2 ساعت در آب باقی بمانند. وقتی بعد از 2 ساعت بازمی گردید با منظره زیبایی روبرو خواهید شد. شما رنگین کمانی از کرفس ها خواهید داشت. این آزمایش نشان می دهد که ساقه نقش بسیار مهمی در انتقال آب به تمام مناطق یک گیاه دارد.

اهمیت عمل تعرق برای حفظ دمای گیاه:

عمل تعرق چندین نقش مهم را برای زنده نگه داشتن گیاه بازی می کند. یک تاثیر مهم آن این است که بخار خارج شده از سطح برگ ها باعث می شود که گیاه بتواند خودش را سرد کند. بدون این توانایی گیاهان در روزهای آفتابی به بالا رفتن دمایشان داغ می شوند و می میرند. در واقع وقتی رطوبت مناسبی از خاک برای گیاه در دسترس نباشد (در خاک خشک یا به هنگام خشکسالی)، دمای بافت های گیاه می تواند به دمای 8 درجه سانتی گراد بالاتر از دمای محیط اطراف برسد و اگر دمای گیاه به 38 درجه سانتی گراد برسد باعث صدمه شدید به گیاه می شود. پس باید در روزهای گرم به خصوص تابستان که رطوبت خاک بسیار کم است توجه ویژه ای به گیاهان شود مخصوصا در مزارع کشاورزی برای حفظ محصولات.

سوال: در هوای گرم و یا در نور چه تغییری در عمل تعرق در گیاه ایجاد می شود؟

آشنایی با نحوه انتقال آب از ریشه به درون گیاه. در هوای گرم این عمل سرعت بیشتری می گیرد زیرا نور سطح برگ را گرم می کند و باعث تحریک دریچه های کوچکی که بر سطح آن وجود دارد می شود. بنابراین برگ ها برای خنک کردن خود باید آب بیشتری از دست بدهند یعنی عمل tr.. سریعتر می شود.

جذب مواد مغذی توسط گیاهان:

گیاهان مواد مغذی را نیز مانند آب از طریق ریشه بدست می آورند. گیاهان نیز مانند حیوانات دارای بافت های رگ مانندی هستند که آب و مواد معدنی را از ریشه به برگ ها منتقل می کند. برگ ها دارای رگ هایی هستند که مواد مغذی و هورمون ها را در سطح برگ برای رسیدن به سلول ها منتقل می کند. قطرات ریزی که برروی برگ گیاهان ظاهر می شوند مخلوطی از آب و مواد معدنی هستند که خود نشانه ای بر جذب مواد مغذی توسط ریشه است.

مطالب مرتبط:

گیاهان - جلسه اول

گیاهان - جلسه سوم

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان - تهیه: سارا قیصری

تنظیم: فاطمه گودرزی