رفتن به مطلب

فيزيولوژي گياهي


ارسال های توصیه شده

[h=2]فيزيولوژي گياهي[/h] فيزيولوژي دانشي است که وظيفه اش بررسي عملکرد (Function) موجودات زنده است. ماهيت بررسي در اين علم ، وظيفه و کارکرد اندامهاست. نام قديمي فيزيولوژي وظايف الاعضا بوده است. فيزيولوژي گياهي ، مطالعه اعمال حياتي گياه ، فرايندهاي رشد و نمو ، متابوليزم و توليد مثل گياهان است. کشف قوانيني که بر تغذيه گياه و رشد و نمو آن حکومت مي کند، شناخت توانايي واقعي سلولها در انجام فعاليتهاي بيولوژيک و همچنين ارائه روشهايي که ظهور يکي از توانائيهاي سلولي را امکان پذير مي سازد، هدف اساسي فيزيولوژي گياهي محسوب مي شود. همانطور که مسير روشن بسياري از اکتشافات نظري ، منشا پيشرفتهايي در يکي از شاخه هاي تجربي علوم است، نتايج حاصل از مطالعاتي که در همه شئون علمي بالاخص در فيزيولوژي گياهي صورت گرفته، باعث توسعه و پيشرفت واقعي کشاورزي شده و آن را از صورت ابتدايي خود در نخستين روزهاي ظهور انسان به صورت کاملا پيشرفته امروزي ، مبدل ساخته است. از طرف ديگر ، ترقيات سريع فيزيولوژي گياهي نيز خود مديون ترقيات علوم ديگري مانند فيزيک و شيمي است، زيرا عملا کليه اعمال متابوليزم سلولها بر اساس قوانيني تفسير مي شوند که در مورد عالم بيجان شناخته شده اند. شک نيست که علم فيزيولوژي گياهي ، علمي است تجربي و همه کوششهايي که در اين زمينه صورت مي گيرند، به شناسايي بيش از پيش ماده زنده منجر مي شوند. به علاوه فيزيولوژي گياهي ، علم پايه مستقلي است که داراي مفاهيم خاصي بوده، شيوه مخصوصي در تجربيات آن مشاهده مي شود. ● موضوعات مطرح شده در فيزيولوژي گياهي فيزيولوژي گياهي را مي توان مطالعه اعمال حياتي گياه ، فرايندهاي چرخه اي متحرک رشد ، متابوليزم و توليد مثل دانست. مباحث زيادي در فيزيولوژي گياهي بحث مي شود و در هيچ علمي ، نحوه پيشرفت واضح تر از زمينه فيزيولوژي گياهي نيست. از مباحثي که در فيزيولوژي گياهي بحث مي شود، مي توان به موارد زير اشاره کرد.

لینک به دیدگاه

) تغذيه و جذب در گياهان انجام صحيح فرايندهاي متابوليزمي مستلزم وجود عناصري است که بايد به صورت اکسيد شده يا احيا شده ، معدني و يا آلي جذب سلولها شده، احتياجات آنها را از نظر ماده و انرژي تامين کنند. مقدار و نوع اين احتياجات تابعي از شدت و نوع واکنشهاي متابوليزمي بوده و به همين مناسبت هر موجودي از نظر قدرت سنتز و طريقه تحصيل انرژي با موجود ديگر متفاوت است. موجودات زنده را از نظر قدرت سنتز و همانند سازي به دو دسته اتوتروف و هتروتروف تقسيم مي کنند. موجودات اتوتروف موجوداتي را گويند که از ترکيبات ساده اي نظير دي اکسيد کربن و ترکيبات معدني مختلف مانند نيتروژن معدني ، مي توانند کليه احتياجات خود را برطرف سازند که گياهان در اين گروه قرار مي گيرند. ۲) احتياجات گياهان نسبت به انرژي سلولهاي گياهي انرژي موجود در مواد تشکيل دهنده خود را به صور مختلف زير از دست مي دهند. ـ به صورت انرژي حرارتي که در بعضي موارد مانند گل آذين گل شيپوري کاملا آشکار است. ـ به صورت انرژي نوراني مانند فلورسانس کلروفيل ـ به صورت انرژي مکانيکي مانند سيکلوز در سيتوپلاسم ـ به صورت انرژي الکتريکي که نتيجه آن برقراري اختلاف پتانسيل بين اعضاي مختلف گياهان است. ۳) احتياجات گياهان نسبت به مواد ميزان اين احتياجات در نمونه هاي مختلف گياهي ، متفاوت است. رفع احتياجات يک گياه بالغ در درجه اول به منظور جبران موادي است که اين گياه در طول حيات از دست مي دهد. در درجه دوم ، رشد و نمو يک گياه احتياجات احتمالي ديگري بوجود مي آورد. کليه اين احتياجات بوسيله منابع طبيعي مختلفي تامين مي شوند که عبارتند از: خاک ، هوا ، آب و محيطهاي آلي. بطور کلي در بخش تغذيه و جذب مباحث مختلفي بحث مي شود: احتياجات گياهان ، نقش عمومي و اختصاصي عناصر و علائم کمبودهاي آنها ، محلولهاي غذايي و کودهاي شيميايي ، تغذيه نيتروژن معدني و آلي ، چرخه متابوليزمي نيتروژن ، گوگرد و فسفر ، رابطه آب و خاک ، گردش مواد در گياه ، جذب مواد معدني ، مکانيزم جذب مواد و…. .

لینک به دیدگاه

▪ فتوسنتز فتوسنتز (photosynthesis) از نظر لغوي به معناي توليد با استفاده از نور خورشيد است. فتوسنتز شامل دو دسته واکنش است که هردو در کلروپلاستها صورت مي گيرند. طي فتوسنتز انرژي و آب و اکسيژن توليد مي شود. زندگي در روي کره زمين به انرژي حاصل از خورشيد وابسته است. فتوسنتز (photosynthesis) از نظر لغوي به معناي توليد با استفاده از نور خورشيد است. فتوسنتز شامل دو دسته واکنش است که هردو در کلروپلاستها صورت مي گيرند. طي فتوسنتز انرژي و آب و اکسيژن توليد مي شود. در فتوسنتز ، انرژي خورشيدي براي اکسيد کردن آب ، آزاد شدن اکسيژن و نيز احيا کردن به ترکيبات آلي و در نهايت قند بکار مي رود. فتوسنتز شامل دو دسته از واکنشهاست: واکنشهاي نوري و واکنشهاي تاريکي. ▪ بطور کلي در بخش فتوسنتز مباحث مختلفي بحث مي شود: مفاهيم کلي در مورد فتوسنتز ، عملکرد کوانتومي نور ، ساختمان دستگاه فتوسنتزي ، ساختار تيلاکوئيدها در کلروپلاست ، گيرنده هاي نوري ، فتوسيستم هاي I و II ، مکانيزم انتقال الکترون و پروتون در کلروپلاستها ، ژنوم کلروپلاست ، چرخه احياي فتوسنتزي ، تنفس نوري ، چرخه احياي فتوسنتزي ، چرخه احياي کربن در گياهان CAM(کراسولاسه) ، سنتز نشاسته و ساکارز در گياهان و … .

لینک به دیدگاه

رنگدانه هاي فتوسنتزي

 

 

انرژي نور خورشيد ابتدا بوسيله رنگدانه هاي نوري گياهان جذب مي شود. همه رنگدانه هايي که در فتوسنتز فعاليت دارند در کلروپلاست يافت مي شوند. کلروفيلها و باکترو کلروفيلها که در بعضي از باکتريها يافت مي شوند رنگدانه هاي رايج موجودات فتوسنتز کننده هستند. البته همه موجودات فتوسنتز کننده داراي مخلوطي از بيش از يک رنگدانه هستند که هر کدام عمل خاصي را انجام مي دهند. از ديگر رنگدانه ها مي توان به کاروتنوئيدها و گرانتوفيل اشاره کرد. کلروپلاست محلي است که در آن فتوسنتز صورت مي گيرد برجسته ترين خصوصيت ساختماني کلروپلاست ، سيستم فشرده غشاهاي دروني است که به تيلاکوئيد معروف است. کل کلروفيل در اين سيستم غشايي که محل واکنش نوري فتوسنتز است قرار گرفته است. واکنشهاي احياي کربن يا واکنشهاي تاريکي در استروما (ناحيه اي از کلروپلاست که بيرون تيلاکوئيد قرار گرفته است) صورت مي گيرند. تيلاکوئيدها خيلي نزديک به يکديگر قرار دارند که به تيغه هاي گرانا موسومند.

 

 

▪ مکانيزم جذب نور در گيرنده هاي نوري

 

 

موجودات فتوسنتز کننده داراي دو مرکز نوري متفاوت هستند که پشت سر هم آرايش يافته اند و سيستمهاي نوري ۱ و ۲ ناميده مي شوند. سيستمهاي گيرنده در رده هاي مختلف موجودات فتوسنتز کننده تفاوت قابل ملاحظه اي دارند. در صورتي که مراکز واکنش حتي در موجوداتي که نسبتا اختلاف دارند يکسان است. مکانيزمي که از آن طريق انرژي تحريک کننده از کلروفيل به مرکز واکنش مي رسد، اخيرا به صورت انتقال رزونانس از آن ياد شده است. در اين فرايند فوتونها به سادگي از يک مولکول کلروفيل دفع و توسط مولکول ديگر جذب نمي شوند. بيشتر انرژي تحريک کننده از طريق فرايند غير تشعشعي از يک مولکول به مولکول ديگر منتقل مي شود. يک مثال مناسب براي درک فرايند انتقال رزونانس ، انتقال انرژي بين دو رشته سيم تنظيم شده (کوک) است. اگر يکي از رشته ها ضربه بخورد و درست نزديک ديگري قرار گيرد رشته تنظيم شده ديگر مقداري انرژي از اولي دريافت نموده و شروع به ارتعاش مي کند. کار آيي انتقال انرژي بين دو رشته تنظيم شده به فاصله آنها از يکديگر ، جهت گيري نسبي آنها و نيز تواترهاي ارتعاشي بستگي دارد که مشابه انتقال انرژي در ترکيبات گيرنده است.

 

 

▪ واکنشهاي نوري فتوسنتز

 

 

موجودات فتوسنتز کننده از طريق اکسيد کردن آب به مولکول اکسيژن و احياي نيکوتين آميد آدنين دي نوکلئوتيد فسفات ، الکترون را به صورت غير چرخه اي منتقل مي کنند. بخشي از انرژي فوتون از طريق اختلاف ph و اختلاف پتانسيل الکتريکي در دو طرف غشاي فتوسنتزي به صورت انرژي پتانسيل شيميايي آدنوزين تري فسفات ذخيره مي شود. اين ترکيبات پر انرژي انرژي لازم براي احياي کربن در واکنشهاي تاريکي فتوسنتز را تامين مي کنند. ـ آدنوزين تري فسفات ـ آدنوزين تري فسفات (atp)

 

 

ـ اطلاعات اوليه

 

 

فقدان اکسيژن يکي از خواص مهم جو اوليه به شمار مي آيد. چنانچه در آن آميزش برق آساي عناصر اکيسژني وجود مي داشت، مولکولهاي ناپايدار حاصل ، به سادگي بر اثر احتراق نابود مي شدند. اگر حيات بدون استعانت از اکسيژن حادث شده باشد، بايد تخمير آن را تامين کرد و باشد، که لولي پاستور ، شيميدان فرانسوي نيز آن را حيات بدون آزمايش هاي مربوط به هوا توصيف کرد. عمل تخمير بر اثر شکستن مولکولهاي آلي)ترکيبات حاوي کربن) انرژي لازم را در اختيار ياخته قرار مي دهد، فسفاتهاي پر انرژي از قبيل آدنوزين تري فسفات را رها مي کند. برخي از اشکال تخمير ، مانند تخمير هاي مواد الکل ، به عنوان فرآورده فرعي ، دي اکسيد کربن توليد مي کنند. رها شدن اين گاز در جو به وسيله اشکال بي هوازي حيات ، که به اکسيژن نياز دارند، در تکامل فرايند هاي سوخت و ساز بعدي ، از جمله عمل تنفس سهيم اند.

 

 

▪ آدنوزين تري فسفات در مرحله دوم سوخت و ساز

 

 

بعد از عمل تخمير ، پيشرفت بعدي سوخت و ساز عبارت بود از چرخه مونوفسفات ششگانه (hmp). اين عمل اساسا فرايندي بي هوازي است که به کمک انرژي حاصل از آدنوزين تري فسفات ، هيدروژن را از قند آزاد مي کند. دي اکسيد کربن نيز به عنوان فراورده فرعي به دست مي آيد. نيمي هيدروژن مربوط به چرخه hmp از آب به دست مي آيد. اين چرخه معرف مرحله اي نسبتا پيشرفته (طي ميليونها سال) است، زيرا ، از دشوارترين راه به هيدروژن مي رسد، نمايشگر دو رواي است که عملا تمامي هيدروژن آزاد از سياره ها فرار کرده است.

 

 

▪ منبع خورشيدي آدنوزين تري فسفات

 

 

سومين مرحله در اين جريان تکاملي (سوخت و ساز) ، احتمالا تغيير ماده آلي به فسفات آلي به کمک نور (فرايندي که طي آن گياهان سبز انرژي نوراني را به انرژي شيميايي تبديل مي کنند) ، يعني استفاده مستقيم در توليد atp است. انجام اين عمل مستلزم وجود ماده رنگي کلروفيل(پوروفيرين منيزيم) براي جذب نور ، حضور مواد رنگين ياخته)پروتئينهاي آهن دار) براي تبديل انرژي خارجي ، يعني نور خورشيد ، به انرژي ذخيره اي موسوم به (atp) است.

 

 

جذب انرژي خورشيدي

 

 

همه موجودات زنده انرژي خود را از نور خورشيد کسب مي کنند، اما فقط گياهان سبز مي توانند نور خورشيد را مستقيما به کار گيرند و با کمک مواد اوليه ساده اي،مانند دي اکسيد کربن ، آب و آمونياک ترکيبات ياخته اي بوجود آورند. اين فرايند نور ساخت ناميده مي شود. قسمت اعظم موجودات ديگر بايد محصولات حاصل ار نور ساخت را به صورت غذا مورد استفاده قرار دهند، يعني گياهان استفاده کنند، يا موجوداتي را بخورند که خود با گياهان تغذيه مي شوند.

 

 

▪ دلايل واکنشهاي شيميايي ترکيبات غذايي

 

 

واکنش هاي شيميايي مربوط به ترکيبات غذايي ، شامل پروتئينها ، قندها ، چربيها ، به دو منظور صورت مي گيرد، يعني اينکه مواد پيچيده را به ترکيبات ساده تر تبديل مي کند و ضمن اين عمل انرژي مورد نياز براي انجام فعاليتهاي موجودات زنده را فراهم مي آورند. موجودات زنده نيز با جذب يا ذخيره انرژي ، مواد پيچيده تري توليد مي کنند. فرايند اضمحلال مواد را کاتابوليسم و فرايند ساخت آنها را آنابوليسم مي گويند. مجموعه اين دو فرايند را متابوليسم مي گويند.

 

 

▪ نقش موجودات زنده در فرايند توليد انرژي

 

 

موجودات زنده نه مي توانند انرژي را مصرف کنند نه مي توانند آن را به وجود آورند، فقط قادرند انرژي را از حالتي به حالت ديگر تبديل کنند. انرژي قابل استفاده ، به صورت گرما به طبيعت باز گرداننده مي شود. آزمايش هاي مربوط به گرما نمي تواند در سيستم هاي زيستي)هيدروژيکي) کار انرژي را انجام دهد، زيرا همه قسمتهاي ياخته اساسا دما و فشار يکنواختي دارند.

 

 

نقش آدنوزين تري فسفات در تبديل انرژي

 

 

آدنوزين فسفات که ترکيب شيميايي خواصي است، در تمام موجودات زنده براي تبديل انرژي به کار مي رود. اين ترکيب ، تنها در حالت قابل انرژي در ياخته است. هر ياخته اي را از هر نوع که باشد، مي توان همچون يک لامپ برق دانست. انرژي لازم براي روشن کردن اين لامپ مي تواند از نفت يا زغال سنگ ، يا هسته اتم ، يا آبشار تامين شود، اما اين انرژي چه به حالت گرمايي ، هسته اي يا جنبشي باشد، ناگزير بايد به انرژي الکتريکي تبديل شود.

لینک به دیدگاه

به گفتگو بپیوندید

هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از 75 اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به صورت لینک

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.

×
×
  • اضافه کردن...