فصل نهم زیست یازدهم تجربی
پاسخ گیاهان به محرک ها زیست یازدهم
تنظیمکنندههای رشد در گیاهان و محرکهای رشد
گیاهان برای رشد و توسعه به شرایط محیطی خاصی نیاز دارند. این شرایط معمولاً شامل نور، دما، رطوبت، و مواد مغذی است. اما علاوه بر این عوامل، گیاهان برای رشد به تنظیمکنندههای شیمیایی یا هورمونهای گیاهی نیز نیاز دارند که رفتار و عملکرد آنها را کنترل میکنند. این تنظیمکنندهها به گیاهان کمک میکنند تا به تغییرات محیطی پاسخ دهند، و فرآیندهایی مانند رشد، گلدهی، و تولید میوه را تنظیم کنند. همچنین، برخی محرکهای رشد وجود دارند که به تقویت رشد گیاهان کمک میکنند.
۱. تنظیمکنندههای رشد در گیاهان
تنظیمکنندههای رشد گیاهان، که به آنها هورمونهای گیاهی هم گفته میشود، مواد شیمیایی هستند که در مقادیر کم تولید میشوند و به کنترل فرآیندهای مختلف رشد و توسعه گیاه کمک میکنند.
تنظیم کننده های گیاهی با توجه به مکانیسم کارشان به 2 نوع تقسیم می شوند:
- محرک های رشد
- بازدارنده های رشد
محرک های رشد زیست یازدهم
الف. (Auxins) – آکسین زیست یازدهم
آکسینها یکی از مهمترین هورمونهای گیاهی هستند که مسئولیت تنظیم رشد گیاهان را دارند. این هورمونها بهویژه در ساقهها و ریشهها حضور دارند و نقش مهمی در تنظیم فوتوتروپیسم (پاسخ به نور) و گراو تروپیسم (پاسخ به گرانش) ایفا میکنند.
- نقشها: آکسینها به گیاه کمک میکنند تا به سمت نور حرکت کند، رشد ریشهها را تحریک کرده و در تولید میوهها و گلها تأثیر دارند.
- مثالها: هورمون آکسین به ساقهها کمک میکند تا به سمت بالا رشد کنند و ریشهها را به سمت پایین هدایت میکند.
ب. (Cytokinins) – سیتوکنین زیست یازدهم
سیتوکنینها هورمونهایی هستند که عمدتاً در رشد تقسیم سلولی نقش دارند. این هورمونها باعث تقسیم سلولی در بخشهای مختلف گیاه میشوند و به رشد برگها و ساقهها کمک میکنند.
- نقشها: سیتوکنینها باعث تحریک رشد ریشهها، افزایش تعداد سلولها و جلوگیری از پیر شدن گیاه میشوند.
- مثالها: سیتوکنینها به گیاهان کمک میکنند تا رشد سریعتری داشته باشند و در شرایطی که تقسیم سلولی باید بهطور سریع انجام شود، فعال میشوند.
پ. (Gibberellins) – جیبرلین زیست یازدهم
جیبرلین ها هورمونهایی هستند که به گیاهان کمک میکنند تا در فواصل زمانی خاصی مانند گلدهی و میوهدهی رشد کنند. این هورمونها همچنین تأثیر زیادی بر طول ساقه و رشد ریشه دارند.
- نقشها: جیبرلین ها باعث افزایش طول ساقهها، تحریک گلدهی و افزایش اندازه میوهها میشوند.
- مثالها: جیبرلین ها باعث میشوند که گیاهان قدبلندتر شده و تولید میوههای بزرگتری داشته باشند.
بازدارنده های رشد زیست یازدهم
الف. (Ethylene) – اتیلن زیست یازدهم
اتیلن یکی از هورمونهای گیاهی است که بهویژه در فرآیندهای رسیدن میوهها و پیر شدن برگها نقش دارد. این هورمون به گیاهان کمک میکند تا رشد متوقف شده و فرآیندهایی مانند گلدهی یا ریزش برگها آغاز شوند.
- نقشها: اتیلن در رسیدن میوهها، ریزش برگها و غدهها، و همچنین در مقابله با استرسهای محیطی مانند خشکی یا سرما دخالت دارد.
- مثالها: اتیلن موجب رسیدن میوهها مانند موز یا گلابی میشود و باعث تسریع در تغییر رنگ و تغییر طعم آنها میشود.
ب.(Abscisic Acid) – اسید آبسیسیک زیست یازدهم
اسید آبسیسیک بهعنوان یک هورمون گیاهی ضد استرس عمل میکند. این هورمون معمولاً زمانی که گیاه با شرایط سختی مانند کمبود آب یا شرایط نامساعد محیطی مواجه میشود، تولید میشود.
- نقشها: اسید آبسیسیک باعث انسداد روزنهها میشود تا از تبخیر آب از برگها جلوگیری کند، و در شرایط خشکی گیاه را از آسیب محافظت میکند.
- مثالها: زمانی که گیاه با کمبود آب مواجه میشود، اسید آبسیسیک ترشح شده و روزنهها بسته میشوند تا از تبخیر بیشتر جلوگیری شود.
پاسخ گیاهان به محرکها زیست یازدهم
گیاهان برخلاف جانوران، بهطور مستقیم حرکت نمیکنند، اما آنها قادرند به محرکها یا تغییرات محیطی پاسخ دهند. این پاسخها ممکن است شامل تغییرات در رشد، جهت رشد، یا حتی تولید مواد شیمیایی خاص باشد. گیاهان از راههای مختلف به عوامل مختلف محیطی مانند نور، دما، رطوبت، و گازها پاسخ میدهند. این ویژگی به گیاهان کمک میکند تا به شرایط محیطی خود سازگار شوند و به بقا ادامه دهند.
۱. پاسخ به نور (فوتوتروپیسم)
گیاهان معمولاً به نور بهطور خاصی واکنش نشان میدهند. این نوع پاسخ را فوتوتروپیسم مینامند. گیاهان تمایل دارند که به سمت منابع نور حرکت کنند تا بتوانند بهطور مؤثرتر عمل فتوسنتز را انجام دهند. این واکنش به نور میتواند در ساقهها، برگها و گلهای گیاهان مشاهده شود.
- مثالها: وقتی یک گیاه در کنار پنجره قرار میگیرد، ساقهها و برگها به سمت نور میچرخند تا بتوانند بیشتر نور خورشید جذب کنند.
مکانیسم:
پاسخ به نور بهوسیلهی هورمونهایی به نام آکسینها کنترل میشود. آکسینها در قسمتهایی از گیاه که کمترین نور دارند تجمع مییابند و باعث میشوند که گیاه به سمت نور رشد کند.
۲. پاسخ به گرانش (گراو تروپیسم)
گیاهان نه تنها به نور بلکه به گرانش هم واکنش نشان میدهند. این نوع پاسخ را گراو تروپیسم مینامند. بهطور معمول، ریشههای گیاه به سمت پایین (در جهت گرانش) و ساقهها به سمت بالا (برخلاف گرانش) رشد میکنند.
- مثالها: درختان و گیاهان دیگر ریشههای خود را به سمت خاک هدایت میکنند تا از مواد مغذی و آب استفاده کنند، در حالی که ساقهها به سمت نور رشد میکنند.
مکانیسم:
در این پاسخ، آلومینینها و دیگر مواد شیمیایی در داخل سلولها حرکت میکنند و باعث رشد ریشهها به سمت پایین میشوند.
۳. پاسخ به آب (هیدروتروپیسم)
گیاهان قادرند به میزان آب در خاک نیز پاسخ دهند. این نوع پاسخ را هیدروتروپیسم مینامند. گیاهان ریشههای خود را به سمت مناطق مرطوبتر خاک هدایت میکنند تا آب بیشتری جذب کنند.
- مثالها: در مناطقی که خاک خشک است، ریشههای گیاهان به عمق بیشتری وارد خاک میشوند تا بتوانند آب بیشتری پیدا کنند.
مکانیسم:
این پاسخ به دلیل تغییرات در فشار اسمزی و جذب آب در ریشهها انجام میشود. ریشهها قادرند رطوبت محیط را تشخیص داده و به آن پاسخ دهند.
۴. پاسخ به دما (ترموتروپیسم)
دما نیز یکی دیگر از محرکهای مهم برای گیاهان است. گیاهان در دماهای مختلف بهطور متفاوتی رشد میکنند. بهطور مثال، بعضی گیاهان در دماهای پایینتر رشد میکنند و برخی دیگر در دماهای بالاتر.
- مثالها: گیاهانی مانند کدو و گوجهفرنگی در دماهای بالاتر بهتر رشد میکنند، در حالی که گیاهانی مانند گندم و جو نیاز به دمای معتدل دارند.
مکانیسم:
گیاهان برای سازگاری با تغییرات دما، سطح فعالیت آنزیمهای خود را تنظیم میکنند و میتوانند فرآیندهای بیوشیمیایی خود را مطابق با دما تغییر دهند.
۵. پاسخ به آسیب (تروموتروپیسم)
زمانی که گیاهان آسیب میبینند، میتوانند بهطور خاص به این آسیب پاسخ دهند. این نوع پاسخ را تروموتروپیسم مینامند. گیاهان میتوانند در پاسخ به آسیبهای مکانیکی مانند بریدن، قطع کردن یا فشار، بهسرعت هورمونهای خاصی مانند اتیلن را ترشح کنند که موجب میشود سلولهای آسیبدیده بازسازی شوند.
- مثالها: هنگامی که گیاه بهوسیلهی حیوانات یا انسانها آسیب میبیند، برخی گیاهان به سرعت برگهای آسیبدیده را از دست میدهند تا انرژی خود را صرف نواحی سالم کنند.
مکانیسم:
در این پاسخ، گیاه به سرعت از طریق هورمونهای خاص و سیگنالهای شیمیایی در سلولها به نواحی آسیبدیده واکنش نشان میدهد.
۶. پاسخ به مواد شیمیایی (فیتوترمومورفیسم)
گیاهان همچنین به مواد شیمیایی مختلف موجود در محیط اطراف خود پاسخ میدهند. این مواد شیمیایی میتوانند شامل هورمونهای گیاهی (مثل آکسین، سیتوکنین، و اتیلن) و مواد خارجی (مثل آفتکشها یا آلودگیهای محیطی) باشند.
- مثالها: گیاهان به تغییرات سطح دیاکسیدکربن در هوا پاسخ میدهند، و گاهی برای مقابله با شرایط محیطی سخت، مواد شیمیایی خاصی تولید میکنند که از آنها در برابر آفات و بیماریها محافظت میکند.
مکانیسم:
این پاسخها بهوسیلهی گیرندههای شیمیایی در سطح سلولهای گیاهی انجام میشود که سیگنالهایی را به درون سلولها ارسال کرده و آنها را به تغییرات زیستی و رفتاری وادار میکنند.
7. پاسخ به آفات و بیماریها
گیاهان همچنین میتوانند به آفات و بیماریها واکنش نشان دهند. این پاسخها شامل تولید مواد شیمیایی دفاعی و تغییر در ساختار گیاه برای جلوگیری از آسیب است.
- مکانیزمها: گیاهان میتوانند مواد شیمیایی خاصی مانند اسید سالیسیلیک تولید کنند که به آنها کمک میکند تا در برابر حملات بیماریها و آفات مقاومت کنند. همچنین برخی گیاهان ترشحاتی دارند که آفات را دفع میکنند.
- مثالها: گیاهانی مانند توتون به محض شناسایی حملات آفات، ترکیبات شیمیایی خاصی تولید میکنند که باعث نابودی یا دفع آفات میشود.
8. پاسخ به شوری و خشکی
خشکی و شوری از جمله چالشهایی هستند که گیاهان ممکن است در محیطهای خشک و شور با آنها مواجه شوند. گیاهان برای مقابله با این مشکلات از چندین مکانیزم استفاده میکنند.
- خشکی: برخی گیاهان در شرایط خشکی، روزنههای خود را میبندند تا از تبخیر آب جلوگیری کنند و در نتیجه از خشکی آسیب نبینند.
- شوری: گیاهان در محیطهای شور معمولاً برخی از نمکها را به صورت سلولی جذب میکنند یا آنها را از طریق برگها دفع میکنند تا از آسیب به سلولها جلوگیری کنند.
9. پاسخ به لمس (تاکسیس و تروپیسمهای لمسی)
برخی گیاهان، مانند گیاهان فشاردهنده (منوتروپیسم) یا گیاهان حساس به لمس (مثل گیاه مخملی) به محرکهای لمسی پاسخ میدهند. این گیاهان هنگامی که به آنها دست زده میشود، تغییرات در حرکت یا رشد را نشان میدهند.
مثال: گیاه مخملی که به لمس انسان یا حیوان حساس است، بلافاصله برگهای خود را میبندد.
نتیجهگیری
گیاهان، برخلاف جانوران، قادر به حرکت فیزیکی واضح نیستند، اما آنها از طرق مختلفی میتوانند به تغییرات محیطی پاسخ دهند. از پاسخهای نور، گرانش، دما، آب، تا واکنش به آفات و بیماریها، گیاهان بهطور فعال خود را با محیط خود منطبق میکنند تا بتوانند رشد کنند و بقا پیدا کنند. این فرآیندهای پیچیده و هوشمندانه نه تنها باعث بقای گیاهان در شرایط مختلف میشود، بلکه نشاندهنده انعطافپذیری و توانایی گیاهان در مقابله با چالشهای طبیعی است.
جواب فعالیت های فصل 9 زیست یازدهم
جواب فعالیت صفحه 142 زیست یازدهم
شکل بالا تمایز ریشه و ساقه را از یک توده یاخته تمایز نیافته یا همان کال در حضور مقدار متفاوت اکسین و سیتوکینین، در محیط کشت نشان میدهد. از این شکل چه نتیجهای میگیرید؟
جواب:
سیتوکینین در فرآیند ریشهزایی (تشکیل ریشههای فرعی) اثر مهاری یا منفی دارد.
جواب فعالیت صفحه 145 زیست یازدهم
یکی از دلایل خراب شدن میوهها هنگام ذخیره یا انتقال، تولید اتیلن در آنهاست. برای رفع این مشکل، ترکیباتی بهکار میبرند که با اتصال به گیرندههای اتیلن که در یاخته وجود دارند، سبب توقف فرایند رسیدگی میشوند. اکنون زیستشناسان در تلاشاند با تغییر در ژن، گیاهان را نسبت به اتیلن غیرحساس کنند. به نظر شما این ایده برای گیاهان میوهدار مناسب است؟ برای پاسخ خود دلیل ارائه دهید.
جواب:
ایده غیرحساس کردن گیاهان میوهدار به اتیلن تا حدی منطقی و مفید است، زیرا باعث میشود میوهها مدت زمان طولانیتری تازه بمانند و در زمان ذخیره یا حمل و نقل کمتر خراب شوند.
با این حال، این کار باید با احتیاط انجام شود، زیرا اتیلن علاوه بر رسیدگی میوه، در فرآیندهای طبیعی گیاه مانند پیری برگ، گلدهی و پاسخ به تنشها نیز نقش دارد. حذف کامل حساسیت به اتیلن ممکن است باعث تغییرات نامطلوب در رشد و تکامل گیاه شود.
نتیجه: غیرحساس کردن میوهها به اتیلن میتواند برای افزایش ماندگاری میوهها مفید باشد، اما باید تأثیر آن بر دیگر عملکردهای گیاه به دقت بررسی شود.
جواب فعالیت 3 صفحه 145 زیست یازدهم
با توجه به اینکه فرمول شیمیایی تنظیم کنندههای رشد گیاهی شناخته شده است، این ترکیبات بهطور مصنوعی ساخته میشوند و برای تولید و نگهداری محصولات کشاورزی بهکار میروند. بهنظر شما آیا این ترکیبات میتوانند سلامت انسان و محیط زیست را تهدید کنند؟
جواب:
تنظیمکنندههای رشد گیاهی مصنوعی میتوانند مزایا و خطراتی داشته باشند. از یک سو، این ترکیبات به افزایش محصول، یکنواختی رشد و ماندگاری محصولات کشاورزی کمک میکنند.
اما از سوی دیگر، مصرف بیش از حد یا استفاده نادرست آنها ممکن است سلامت انسان و محیط زیست را تهدید کند:
برای انسان: باقیماندههای شیمیایی روی میوه و سبزیجات میتواند باعث مسائل گوارشی، آلرژی یا اثرات طولانیمدت سلامتی شود.
برای محیط زیست: این ترکیبات میتوانند در خاک و آب تجمع کرده و میکروارگانیسمها و جانوران مفید خاک را تحت تأثیر قرار دهند.
نتیجه: استفاده از تنظیمکنندههای رشد گیاهی مجاز و با دوز استاندارد بیخطر است، ولی رعایت اصول ایمنی و مقررات کشاورزی برای جلوگیری از آسیب به انسان و محیط ضروری است.
جواب فعالیت صفحه 146 زیست یازدهم
الف) پیشبینی میکنید که پاسخ ریشه به نور یک جانبه چه باشد؟
جواب:
ریشهها معمولاً از نور دوری میکنند (فوتوگراتیسم منفی) و به سمت خاک یا سمت مخالف نور رشد میکنند تا ریشه بتواند بهتر آب و مواد معدنی جذب کند.
ب) برای بررسی درستی پیشبینی خود، آزمایشی طراحی کنید.
جواب:
- چند گیاه جوان را در ظروف شفاف با خاک مرطوب قرار دهید.
- نور را تنها از یک سمت به گیاه بتابانید.
- رشد ریشهها را در روزهای بعد بررسی و مسیر آنها را نسبت به نور ثبت کنید.
پ) آزمایشی را که طراحی کردهاید با چند گیاه انجام و نتیجه را گزارش دهید.
جواب:
پس از چند روز مشاهده میکنید که ریشهها به سمت مخالف نور خم میشوند و ساقهها به سمت نور رشد میکنند.
نتیجه آزمایش نشان میدهد ریشهها فوتوگراتیسم منفی دارند و نور یکطرفه باعث انحراف رشد آنها میشود.
نتیجه: ریشهها در پاسخ به نور، مسیر رشد خود را به سمت دوری از نور تغییر میدهند تا عملکرد جذب آب و مواد معدنی بهینه شود.
جواب فعالیت صفحه 147 زیست یازدهم
با توجه به شکل بالا و شکل ۱۲- ب توضیح دهید که شکستن شب با یک جرقه نوری چه تأثیری بر گلدهی گیاه روز کوتاه دارد.
جواب:
تصاویر نشان میدهند که قرار گرفتن گیاه روزکوتاه داوودی در معرض یک جرقه نور در شب، مانع از گلدهی آن میشود.
جواب فعالیت صفحه 150 زیست یازدهم
بعضی گیاهان با تولید موادی که برای گیاهان دیگر سمّیاند، از رویش دانه یا رشد گیاهان دیگر در اطراف خود جلوگیری میکنند. بهنظر شما این ویژگی چه نقشی در ماندگاری چنین گیاهانی دارد؟
جواب:
این ویژگی که به آن آللوپاتی گفته میشود، باعث میشود گیاه بتواند رقبا را از اطراف خود دور نگه دارد. به این ترتیب، دسترسی به آب، مواد غذایی و نور برای خود گیاه افزایش یافته و احتمال بقای آن بیشتر میشود.
جواب فعالیت صفحه 152 زیست یازدهم
الف) فردی بر این باور است که امواج صوتی بر رشد و میزان محصول گیاهان تأثیر دارد. آیا شما با این نظر موافقاید؟ برای تأیید یا ردّ این نظر چه آزمایشی طراحی میکنید؟
جواب:
برخی تحقیقات نشان دادهاند که امواج صوتی ممکن است با تحریک مکانیکی یا هورمونی سلولها، بر رشد گیاه تأثیر بگذارند، اما اثر دقیق و کاربردی آن هنوز کاملاً اثبات نشده است.
آزمایش پیشنهادی:
دو گروه از گیاهان یکسان را انتخاب کنید.
گروه اول را در معرض امواج صوتی با فرکانس مشخص قرار دهید و گروه دوم را بدون صدا نگه دارید (کنترل).
ارتفاع، تعداد برگ، رشد ریشه و میزان محصول را پس از چند هفته مقایسه کنید تا تأثیر صدا بررسی شود.
ب) نمونههایی از سازوکارهای دفاعی در گیاهان محل زندگی خود و نیز ارتباطهایی که بین آنها و جانوران وجود دارد گزارش کنید.
جواب:
- خار و تیغ: مثل درختان خاردار → از خوردن توسط حیوانات جلوگیری میکند.
- ترکیبات سمی یا بدبو: مثل گل گاوزبان یا شبدر سمی → مانع از تغذیه جانوران یا گیاهان دیگر میشود.
- رنگ و شهد گلها: جذب حشرات گردهافشان برای تکثیر → مثال: گلهای زنبورخوار، توت و تمشک.
- برگهای مو مانند یا پوشیده از موم: کاهش تبخیر و محافظت در برابر حشرات و بیماریها.
نتیجه: گیاهان با سازوکارهای دفاعی خود از آسیب و رقابت محافظت میشوند و همزمان برخی ویژگیها مانند گلها باعث همکاری با جانوران برای گردهافشانی و پراکنش دانه میشوند.