up
Search      menu
گیاه شناسی :: مقاله فيزيولوژي گياهي PDF
QR code - فيزيولوژي گياهي

فيزيولوژي گياهي

فيزيولوژي گياهي (2)

به همين صورت ، آدنوزين تري فسفات نيز شبکه تامين انرژي شيميايي تشکيل مي دهد و با اتنقال انرژيش به مولکولهاي ديگر ، گروه انتهايي فسفات خود ( Psub>۱ ) را از دست داده و به آدنوزين دي فسفات ( ADP ) تبديل شده است؛يا اينکه با از دست دادن دو گروه فسفات ( PP۱ ) ، به آدنوزين مونو فسفات ( AMP ) تغيير مي يابد، که اين فراورده ها نيز مجدا مي توانند با کسب فسفات به ( ATP ) تبديل شوند.
▪ واکنشهاي تاريکي فتوسنتز
واکنشهايي که باعث احياي دي اکسيد کربن به کربوهيدرات مي شوند موجب مصرف نيکوتين آميد آدنين دي نوکلئوتيد فسفات و آدنوزين تري فسفات مي گردند. اين واکنشها به واکنشهاي تاريکي فتوسنتز معروف هستند زيرا مستقيما به نور نياز ندارند. مکانيزم انجام اين واکنشها در گروههاي مختلف گياهي متفاوت است و ميزان بازده حاصل هم متفاوت خواهد بود.
▪ تنفس
تنفس فرايندي است که انرژي ذخيره شده در مواد انرژي زا مانند کربوهيدراتها را به شيوه اي کنترل شده ، آزاد مي کند. در طي تنفس انرژي آزاد ، رها شده و به شکل ATP در مي آيد که اين شکل از انرژي مي تواند به سهولت براي نگهداري و رشد گياه مورد استفاده قرار گيرد.
مباحثي که در مورد تنفس در فيزيولوژي گياهي ، بحث مي شود، به صورت زير است:
تنفس هوازي و بي هوازي ، ساختمان ميتوکندري ها ، گليکوليز و چرخه کربس ، زنجيره انتقال الکترون در ميتوکندري ، مسير پنتوز فسفات و ... .
▪ ميتوکندري
نام ميتوکندري ترکيبي است از دو کلمه يوناني Mito به معناي رشته و Chandrion به معني دانه. چون اين اندامک اغلب رشته اي يا به صورت دانه هاي کوچک در سيتوپلاسم همه سلولهاي يوکاريوتي وجود دارد.
● نگاه کلي
ميتوکندريها در تمام سلولها داراي تنفس هوازي به جز در باکتريها که آنزيمهاي تنفسي آنها در غشاي سيتوپلاسمي جايگزين شده اند وجود دارند. اين اندامکها ، نوعي دستگاه انتقال انرژي هستند که موجب مي شوند انرژي شيميايي موجود در مواد غذايي با عمل فسفوريلاسيون اکسيداتيو ، به صورت پيوندهاي پرانرژي فسفات ATP ذخيره شود.
● تاريخچه
اولين بررسيهاي انجام شده بر روي ميتوکندريها ، در سال ۱۸۹۴ بوسيله آلتمن صورت گرفت که آنها را بيوپلاست يا جايگاههاي زنده ناميد. و نظر داد که بين واکنشهاي اکسايش و کاهش سلول و ميتوکندري وابستگي وجود دارد. در سال ۱۸۹۷بتدا با بررسيهاي بيشتر آنها را ميتوکندري ناميد و در ۱۹۰۰ ، ميکائيليس به کمک معرف رنگي سبز ژانوس ميتوکندري را در سلولهاي زنده مشاهده کرد. واربورگ در سال ۱۹۱۳ آنزيمهاي تنفسي را در اين اندامک نشان داد. سرانجام براي اولين بار ، در سال ۱۹۳۴ ، بنسلي و هر ، توانستند آنها را از سلولهاي کبدي جدا کرده و بعد آن بررسيهاي بيشتر و عملي تر روي آن صورت گرفت.
● شکل و اندازه ميتوکندري و تغييرات آنها
▪ شکل
شکل ميتوکندريها متغير اما اغلب رشته اي يا دانه اي مي باشند. ميتوکندريها در برخي مراحل عمل خود مي توانند به شکلهاي ديگري درآيند. مثلا ، يک ميتوکندري طويل ممکن است در يک انتهاي خود متورم شده و يه صورتي شبيه گرز درآيد.مثلا در سلولهاي کبدي چند ساعت بعد ورود غذا يا ممکن است ميان تهي شده و شکلي شبيه راکت تنيس به خود بگيرد. گاهي ميتوکندريها حفره مانند شده و داراي بخش مرکزي روشني مي شود. اما بعد از مدتي ، تمام اين تغييرات به حالت اول برمي گردد.
▪ اندازه
ابعاد ميتوکندريها نيز متغير است و در بيشتر سلولها ضخامت آنها ۵۰µm و طول تا ۷µm مي رسد. اما متناسب با شرايط محيطي و نيز مرحله عمل سلول ، فرق خواهد کرد. در سلولهايي که هم نوع هستند يا داراي عمل مشترک مي باشند داراي اندازه ثابت مي باشند.
● ساختمان ميتوکندري
▪ غشاي خارجي
حدود ۷۵ ۶۰ آنگستروم ضخامت دارد و از نوع غشاهاي زيستي با ساختمان سه لايه اي مي باشد. اين غشا صاف و فاقد چين خوردگي است و هيچ ريبوزومي به آن نچسبيده، گاهي توسط شبکه آندوپلاسمي احاطه مي شود اما هيچگاه پيوستگي بين اين دو ديده نشده است.
▪ اطاق خارجي
زير غشاي خارجي ، فضايي در حدود ۲۰۰ ۱۰۰ آنگستروم وجود دارد که به آن اطاق خارجي گفته مي شود. که شامل دو بخش است: فضاي بين دو غشا و فضاي درون تاجها يا کريستاها يا کرتها. اما در برخي جاها غشاي داخلي و خارجي بهم چسبيده و اندازه اين فضا تقريبا صفر مي شود. در اين مناطق در مجاورت دو غشا ، تراکمي از ريبوزومهاي سيتوپلاسمي ديده مي شود. به خاطر همين در نظر گرفته شده که اين مناطق ، محل عبور پروتئينهاي مورد نياز از سيتوزول به ميتوکندري مي باشند. در اين اطاق ، ترکيباتي مثل آب ، نمکهاي کاني و يونها ، پروتئينها ، قندها ، و چربيها SO۲ ، O۲ ، ATP و ADP وجود دارند. مقدار آب ، بر اندازه کريستاها و در نتيجه بر ساخت ATP تاثير گذار است.
▪ غشاي داخلي
ضخامتش مثل غشاي خارجي است اما ترکيب شيمياي آن فرق مي کند. داراي چين خوردگيهاي فراواني است که به چينها ، تاج يا کريستا گفته مي شود. اين چينها برخلاف سلولهاي گياهي ، در سلولهاي جانوري منظم قرار گرفته اند.
▪ اطاق داخلي
فضاي دروني ميتوکندري که بوسيله غشاي داخلي دربرگرفته شده، اطاق داخلي گويند. که از ماده زمينه اي با بستره دربر گرفته شده است که ترکيب و ويژگيهاي کلي آن ، شبيه سيتوزول مي باشد و داراي آنزيمهاي خاص و ريبوزوم خاص خود (۷۰S شبيه سلولهاي پروکاريوتي) مي باشد. تعداد DNA ، بر حسب نوع و سن سلول فرق مي کند و مثل پروکاريوتها ، داراي سيتوزين و گوانين زيادي است در نتيجه در مقابل گرما مقاوم مي باشد.
● نقش زيستي ميتوکندري
▪ تنفس هوازي سلولها
تمام مواد انرژي زا ، ضمن تغييرات متابوليکي درون سيتوپلاسمي با واسطه ناقلين اختصاصي به بستره ميتوکندري مي رسد. گلوکز بعد از تبديل به استيل کو آنزيم A طي گليکوليز به ميتوکندري وارد مي شود تا در چرخه کربس استفاده شود و اسيدهاي چرب بوسيله کارني تين به داخل ميتوکندري حمل شده که اينها هم سرانجام به استيل کو آنزيم A تبديل مي شوند. اسيدهاي آمينه بعد از ورود به بستره به استيل کو آنزيم A تبديل مي شوند.
با انجام هر چرخه کربس که با استفاده از يک استيل کوآنزيم A در بستره ميتوکندري آغاز مي شود، علاوه بر CO۲ و H۲O سه مولکول نيکوتين آميد آدنين دي نوکلئوتيد و يک مولکول FADH۲ و يک مولکول GTP توليد مي شود. اين ناقلين انرژي در زنجيره انتقال الکترون استفاده شده و موجب توليد ATP مي شوند.
▪ سنتز اسيدهاي چرب
يکي از راههاي توليد اسيد چرب ، سيستم ميتوکندريايي مي باشد که عکس اکسيداسيون يا تجزيه آنها مي باشد.
▪ دخالت ميتوکندري در گوارش چربيها
در هنگام گرسنگي ، ميتوکندريها به طرف ذرات چربي حرکت کرده و روي ذرات چرب خم شده و آنزيمهاي ميتوکندريايي شروع به هضم چربي و آزادسازي انرژي مي کنند.
▪ ذخيره و تجمع مواد در ميتوکندريها
ميتوکندريها مي توانند در اطاق داخلي خود مواد مختلف را انباشته کنند که اين مواد عبارتند از: ترکيبات آهن دار ، چربيها ، پروتئينها ، کاتيونها و آب. در اثر ذخيره اين مواد ، ميتوکندريها اغلب به حالت يک غشايي و شبيه باکتريهاي کوچک ديده مي شوند و به تدريج ، کريستاها محو مي شوند اما بعد از حذف اين مواد ، دوباره همه به حالت اول برمي گردد.
▪ محل ميتوکندريها در سلول
اغلب در اطراف هسته ديده مي شوند اما در شرايط مرضي در حواشي سيتوپلاسم ظاهر مي شوند. اين پراکنش ، تحت تاثير مقدار گليکوژن و اسيد چرب مي تواند قرار بگيرد. در طول ميتوز ميتوکندريها در مجاورت دوک جمع مي شوند و وقتي تقسيم پايان مي يابد، در دو سلول دختر ، پراکنش تقريبا يکساني پيدا مي کند. پراکنش ميتوکندريها را مي توان بر حسب عمل آنها از نظر تامين انرژي ، مطرح کرد که ميتوکندريها در داخل سلولها جابجا شده و خود را به جايي که نياز به ATP بيشتر است مي رسانند.
▪ تعداد ميتوکندريها در سلول
تشخيص ارزش ميتوکندريايي يک سلول دشوار است. اما اغلب بر حسب نوع سلول مرحله عمل سلول متفاوت مي باشد. در يک سلول معمولي کبد بيشترين تعداد و در حدود ۱۰۰۰ تا ۱۶۰۰ عدد وجود دارد که در اثر تحليل رفتن سلول و نيز سرطاني شدن آن کاهش مي يابد. و در مقابل ، تعداد ميتوکندري در بافت لنفي ، خيلي کمتر است. در سلولهاي گياهي ، کمتر از جانوري مي باشد چون بسياري از اعمال ميتوکندريها ، بوسيله کلروپلاست انجام مي شود.
▪ منشا ميتوکندري
دو نظريه بيان شده است: يکي اينکه ميتوکندريها ممکن است از قالبهاي ساده تري ساخته شوند تشکيل Denovo و ديگر اينکه ميتوکندريهاي جديد از تقسيم ميتوکندريهاي قبلي بوجود مي آيند. به اين صورت که تعداد آنها ، در طول ميتوز و نيز در اينترفاز افزايش يافته و بعد بين دو سلول دختر ، پراکنش مي يابند.
▪ خاستگاه پروکاريوتي ميتوکندري
فرضيه اي در اين صدد مطرح شده است که: در گذشته بسيار دو ر، جو زمين فاقد اکسيژن بوده و جانداراني که در آن زمان مي زيسته اند بيهوازي بودند. با گذشت زمان و ضمن واکنشهاي شيميايي ، جو زمين داراي اکسيژن شده و به تدريج جانداران آن زمان و بويژه پروکاريوتها به علت ساختمان ساده خود ، هوازي شده اند. بعدها اين پروکاريوتها هوازي شده ، توسط سلولهاي يوکاريوتي بلعيده شدند و از اين همزيستي سلولهاي يوکاريوتي هوازي ايجاد شدند. پس اجداد ميتوکندري براساس اين فرضيه ، باکتريها مي باشند.
▪ رشد و نمو گياهي
رشد و نمو اساسا از پديده هاي مهم در طي انتوژني گياه است. رشد و نمو تحت تاثير عوامل متعدد محيطي و ژنتيکي قرار دارد. البته عامل مهم تعيين کننده الگوهاي رشد و نمو ، عمدتا پايگاه ژنتيکي دارد. رشد عبارت است تغييرات کمي و افزايش غير قابل برگشت در ابعاد يک موجود يا يک اندام. به مجموعه تغييراتي که ماهيت کيفي دارند، به اضافه تغييرات کمي رشد ، نمو اطلاق مي شود.
مباحثي که در رشد و نمو گياهي بحث مي شود، به صورت زير است. سينتيک رشد ، تروپيسمها يا گرايشها در گياهان ، جنبشهاي گياهان ، تنظيم کننده ها يا هورمونهاي رشد در گياه مانند اکسين ، جيبرلين و ... ، مکانيزم تشکيل گل و فتوپريوديسم ، فيتوکرومها و ديگر پذيرنده هاي نوري و ... .
● ارتباط فيزيولوژي گياهي با ساير علوم
فيزيولوژي گياهي با بسياري از علوم ، ارتباط دارد. مانند بيوشيمي ، بيوفيزيک و بيولوژي مولکولي. البته فيزيولوژيستها مکررا از نتايج تحقيقات بيوشيميستها و متخصصان بيوفيزيک و بيولوژي مولکولي استفاده مي کنند و متقابلا دانشمندان رشته هاي ديگر نيز از نتايج آزمايشات فيزيولوژي گياهي ، بهره مند مي شوند.
در حقيقت اين رشته هاي مرتبط ، با هم يک مجموعه ايجاد مي کنند و مرزهاي تعريف شده عمدتا مصنوعي هستند. بنابراين آشنايي با مباني بيوفيزيک ، بيوشيمي و بيولوژي مولکولي ، غيرقابل تفکيک با فيزيولوژي گياهي هستند.
● چگونگي تمايز فيزيولوژي گياهي از رشته هاي نزديک
چگونه فيزيولوژي گياهي از رشته هاي نزديک به خود مانند بيوشيمي ، بيوفيزيک و ... متمايز مي شود؟ مثال فتوسنتز را به عنوان مثال کلاسيک در نظر بگيريد. بيوشيميستها آنزيمها را خالص سازي کرده و خصوصيات آنها را در لوله آزمايش مطالعه مي کنند. متخصصان بيوفيزيک ، غشاها را جداسازي نموده و خصوصيات اسپکتروسکوپي آنها را در لوله آزمايش ، بررسي مي کنند.
دانشمندان بيولوژي مولکولي ، ژنهاي کد کننده پروتئين هاي فتوسنتزي را شناسايي کرده و تنظيم آنها را در طول نمو ، مطالعه مي کنند. در عوض متخصص فيزيولوژي گياهي ، فتوسنتز را در عمل ، در سطوح مختلف ارگاني ، از جمله کلروپلاست ، سلول ، برگ و گل گياه مطالعه مي کند. صاحبنظران فيزيولوژي گياهي ، راههاي برخورد متقابل اجزا با يکديگر براي انجام فرايندها و اعمال حياتي را مورد مطالعه قرار مي دهند.
● چشم انداز
طي دهه گذشته ، علوم زيستي پيشرفت چشمگير و غير قابل انتظاري داشته اند و در هيچ جا ، اين نحوه پيشرفت ، بيشتر از زمينه فيزيولوژي گياهي نيست. اکتشافاتي نيز ، قفل جادويي انتقال در غشاها را باز کردند. روشهاي استخراج DNA ، ابزار جديدي را براي فهم چگونگي تنظيم بروز و نمو ژن بوسيله نور و هومورنها فراهم کردند.
تجزيه پروتئين هاي کليدي و کمپلکس هاي رنگيزه ، پروتئين هايي مانند روبيسکو (Rubisco) و مرکز واکنش فتوسنتزي با استفاده از کريستالوگرافي اشعه ايکس ، اولين طليعه فهم مکانيزمهاي مولکولي تثبيت کربن و واکنشهاي نوري در فتوسنتز را فراهم کرد.

شير ارگانيک ميتواند به کاهش آلرژي در کودکان کمک کند مادراني که در حين بارداري و در هنگام شير دادن کودک از شير ارگانيک استفاده مي کنند باعث کاهش بيماري ...

● گلاب (طبيعت معتدل): ▪ مقوي اعصاب و قلب، معده، معطر، نيکوي رخسار، رفع خلط خوني و سخت کننده لثه، با خوردن يک استکان گلاب نيم گرم با مقداري نبات دل درد ...

كلمه ي مان كه در زبان انگليسي نيز Manna گفته مي شود كلمه اي قرآني و داراي ريشه ي عبري است. در قرآن كريم آيه ي ۵۷ بقره با اشاره به ماجراي سرگرداني قوم ...

اطلاعات اوليه ويروسها از جلبکها ، قارچها و گلسنگها ، خزه‌ها ، سرخسها و گياهان عالي جدا شده‌اند، ولي در گياهان عالي بيش از گياهان پست مورد مطالعه قرار ...

۱) عرق اسطوخودوس ▪ خواص دارويي: معطرکننده ضدعفوني کننده مقوي رفع آسم بند آورنده خون ▪ نوع گياه مورد استفاده جهت تقطير: گياه استوخودوس Lavandula Stoech ...

راهنماي کاشت گياهان دارويي در خانه اگر در حياط خانه يا آپارتمان تان باغچه کوچکي داريد، پيشنهاد مي کنم براي يک بار هم که شده، گياهان دارويي در باغچه تا ...

کاشت زعفران در ايران از قدمت ۱۰۰۰ساله برخوردار است . اين گياه رنگي و گرانبهاي چندين ساله ، بدون ساقه است و پياز دارد و چون درخاک کوير به عمل مي آيد، ب ...

واژه هورمون به موادمعيني اطلاق مي شود که در بخشي از موجود زنده ساخته شده و پس از انتقال اثرات فيزيولوژيکي محسوسي در ديگر قسمتهاي آن به جا مي گذارد و د ...

دانلود نسخه PDF - فيزيولوژي گياهي