תהליכי הזנה בצמחים

תהליכי הזנה בצמחים

ממה בנויים כל היצורים החיים?

כל היצורים החיים מורכבים ובנויים מיחידת הבסיס - התא כל התאים, זקוקים לאותם החומרים על מנת להתקיים ולקיים את כל תהליכי התא.

מחלקים את כלל החומרים בטבע ל: חומרים אורגניים חומרים אנ-אורגניים

חומרים אורגניים • חומרים המכילים אטומי פחמן ואטומי מימן. • בנוסף, חומר אורגני יכול גם להכיל אטומים נוספים. • לרוב מדובר במולקולות גדולות יחסית • חומרים אורגניים נוצרים רק על ידי יצורים חיים. • חומרים אורגניים יכולים להישרף באש עד תום. • דוגמאות: חלבונים, סוכרים, שומנים ופחמימות.

חומרים אנ-אורגניים • נוצרים בתהליכים כימיים, בלי קשר לנוכחות יצורים חיים. • לרוב, מולקולות קטנות. • לרוב, אינם בוערים באש. • דוגמאות: מים ומינרלים.

מנין לצמחים חומרים לגידולם? • צמחים הם יצרנים, מכוון שהם יוצרים בעצמם את החומרים האורגניים שבגופם מחומרים אי- אורגניים. • מהיכן מקבלים הצמחים את החומרים הנחוצים לגידולם?

תולדות גילוי הפוטוסינתזה הניסוי של ואן – הלמונט- האם מים הם מזונם של הצמחים??

תולדות גילוי הפוטוסינתזה הניסויים של פריסטלי

H2O הצמחים זקוקים למים המכילים חמצן ומימן C אך בנוסף לעוד חומר המכיל את היסוד פחמן C6H12O6כדי לייצר גלוקוז המכיל פחמן מימן וחמצן ומהווה את הבסיס לחומרים האורגניים הבונים את הצמח מהו החומר? החומר הנוסף למים ביצירת החומר האורגני בצמחים הינו: הפחמן הדו חמצני

הצמחים בונים את חומרי גופם מתרכובות פשוטות שבסביבתם • מהם החומרים הדרושים לבניית החומרים האורגניים בצמחים? • פחמן דו חמצני • מים • מלחים • כל הנ"ל הם חומרים אי-אורגניים. • מאחר והצמחים מייצרים את החומרים האורגנים מחומרים אי-אורגניים שבסביבתם הם נקראים יצרנים.

יצירת חומרים אורגניים בצמח

מאין נקלטים החומרים הדרושים לצמח? • הצמחים קולטים את המים והמלחים מהאדמה באמצעות השורשים. • את הפחמן הדו-חמצני הצמחים קולטים מהאוויר באמצעות העלים. • קליטת פחמן דו חמצני בעלי הצמח קליטת פחמן דו חמצני קליטת מים ומלחים http://desert.bgu.ac.il/desert/HebSite.aspx?SiteId=3042&ItemId=3487

בניית מולקולות • החומרים האורגניים בנויים ממולקולות גדולות ומורכבות יותר מאלו של החומרים האי-אורגניים. • לבניית החומרים האורגניים דרושה אנרגיה. http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=14094

בתהליך הפוטוסינתזה בצמחים אנרגיית אור מתגלגלת לאנרגיה כימית • הצמחים מסוגלים לנצל את אנרגיית האור. • הצמחים קולטים את אנרגיית האור והופכים אותה לאנרגיה כימית זמינה, וזו משמשת בתאיהם לבניית חומרים אורגניים מאי-אורגניים. • תהליך זה נקרא פוטוסינתזה. http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=14094

הכלורופיל • מולקולה המסוגלת לקלוט את אנרגיית האור, והיא בעלת צבע ירוק. • הכלורופיל נמצא בתאי העלים ולרוב גם בגבעולים. • אנרגיית האור גורמת לשינוי כימי במולקולת הכלורופיל, ובכך מומרת אנרגיית האור לאנרגיה כימית. • בתהליך זה מתפרקות מולקולות מים לאטומים של חמצן ושל מימן ומופקת אנרגיה כימית זמינה.

קרינת השמש • אור השמש שאותו אנו רואים מורכב ממס' רב של אורכי גל.

מה מקנה לכל עצם את צבעו? • קרינה הפוגעת בעצם כלשהו עשויה לעבור דרכו (ולצאת מצדו האחר), להיבלע בעצם (ולא לצאת) או להיות מוחזרת על ידו. • עצמים שקופים מעבירים דרכם חלק מהאור. • עצמים אטומים אינם מעבירים אור אלא מחזירים חלק מאורכי הגל ובולעים את היתר. • כאשר עצם מחזיר את כל האור הוא נראה לנו לבן. • כאשר עצם בולע את כל האור הוא נראה לנו שחור.

איך רואים צבע?

האור כמקור אנרגיה לצמח • הצמחים קולטים את אור השמש בעזרת הפיגמנטים שלהם ומשתמשים רק באורכי גל מסוימים. הדמיה

הכלורופיל • הפיגמנט העיקרי הקולט את האור בתהליך הפוטוסינתזה הוא הפיגמנט הירוק – הכלורופיל. • עיקר האור הנבלע ע"י הכלורופיל הוא בתחומי הכחול והאדום. • האור הירוק מוחזר ע"י הכלורופיל ולכן הצמח נראה ירוק.

קליטת האור בצמח • האור נקלט בצמח בעיקר בעלים. • העלים מסודרים על פני הצמח באופן המאפשר חשיפה מיטבית לאור.

התאמת הצמח לקליטת האור • מבנה הצמח- גבעול זקוף • סידור העלים, חיבור העלים לגבעולעמדת העלים • פוטוטרופיזם • אתיולציה • פוטופריודיזם

סידור העלים מסורג

פוטוטרופיזם • יש נטייה להפנות את הגבעול ואת העלים אל האור. לתגובה זו קוראים פוטוטרופיזם (פוטו=אור, טרופיזם=נטייה), ויש לה חשיבות בהתאמת הצמח לסביבתו,היא מכוונת את העלים לקליטה מרבית של האור ועל ידי כך מייעלת את תהליך הפוטוסינתזה.

אתיולציה – חיוורון בהעדר אור מופיע צבע לבן (העלמות הכלורופיל =פגמנט ירוק . חלה התארכות מוגברת של התאים וצמיחה לכיוון האור .

פוטופריודיזם • פוטופריודיזם- "זמן האור". • מספר שעות האור, השינוי במספר שעות האור - התקצרות היום או התארכותו כל אלו משפיעים על הצמח(לדוגמה המעבר מהמצב הוגטטיבי למצב הרפרודוקטיבי- פריחה) תופעה זו נקראת פוטופריודיזם . צמח שגידלו אותו 16 שעת אור צמח שגידלו אותו מתחת ל-8 שעות אור

תהליך הפוטוסינתזה http://www.discus.co.il/he_IL/%D7%A6%D7%9E%D7%97%D7%99%D7%9D/%D7%AA%D7%94%D7%9C%D7%99%D7%9B%D7%99%D7%9D_%D7%91%D7%A6%D7%9E%D7%97%D7%99_%D7%9E%D7%99%D7%9D.aspx http://www.factmonster.com/ipka/A0775714.html

פוטוסנטזה אנרגית אור שמקורה בשמש מגיעה אל הצמח פחמן דו-חמצני נקלט דרך העלים אנרגית האור נקלטת בעלי הצמח המכילים כלורופיל (צבען ירוק) שורשי הצמח קולטים מים ומינרלים מהקרקע

לסיכום- מקורם של האטומים השונים ליצירת הסוכר C6H12O6 • מולקולות הסוכר הנוצרות בתהליך הפוטוסינתזה מורכבות מאטומי פחמן, מימן וחמצן. • מה מקור אטומי הפחמן והחמצן שבסוכר? • מקורם בפחמן הדו חמצני שנקלט מהאוויר. • מה מקור אטומי המימן? • מקורם במולקולת המים המתפרקת לחמצן ולמימן. המימנים משתלבים במולקולת הסוכר והחמצן משתחרר מהצמח לאוויר. • האנרגיה הדרושה לפירוק מולקולת מים מקורה באנרגיית האור.

מהסוכרים הנוצרים בפוטוסינתזה נבנים שאר החומרים האורגניים בצמח

המלחים הנחוצים להתפתחות תקינה של הצמחים • מלחי זרחן – דרושים לבניית החומר התורשתי (DNA) ולבניית מולקולת האנרגיה ATP. • מלחי מגנזיום – דרושים לבניית הכלורופיל • מלחי הסידן – לבניית הדופן של התא • חנקן – דרוש חבניית חלבונים וחמצות גרעין (DNA). • כמות החנקן באוויר הוא 80% אולם רוב היצורים לא מסוגלים להשתמש בו בצורתו הגזית • הצמח קולט את החנקן מהקרקע בצורת מלחי חנקן.

מדוע נוכחות עמילן בעלה מעידה שהתקיימה בו פוטוסינתזה? • הסוכרים הנוצרים בפוטוסינתזה מועברים לחלקי הצמח השונים, המשתמשים בהם לבניית חומרים אורגניים אחרים. • חלק מהסוכר נשאר בעלה והעלים משתמשים בו לצרכיהם, החלק העודף הופך לעמילן. • לכן ניתן לבדוק נוכחות עמילן בעלים בשביל לדעת שהתרחש בעלה תהליך הפוטוסינתזה.

קצב הפוטוסינתזה • ריכוז הפחמן הדו חמצני • עוצמת האור • טמפרטורה • כמות המים • מהם הגורמים המשתתפים בתהליך הפוטוסינתזה ויכולים להשפיע על קצב התהליך?

כמות המים בצמח • כאשר פוחתת כמות המים בצמח – נסגרות הפיוניות שבעלים. • כך פוחת איבוד המים אך גם יש ירידה בקליטת הפחמן הדו חמצני החודר דרך הפיוניות. • ירידה בכמות הפחמן הדו חמצני שבצמח מקטינה את קצב הפוטוסינתזה. • כמויות המים המשתתפות בתהליך הן זעירות ביותר. • המים משפיעים על קצב הפוטוסינתזה בעקיפין, באמצעות הפיוניות.

פיוניות • תפקיד הפיוניות http://www.tau.ac.il/~ecology/virtau/10-salomon/salomon.html http://science.cet.ac.il/science/transportation/transport7.asp

העלים ותפקודם בפוטוסינתזה • תהליך הפוטוסינתזה מתקיים בעיקר בעלים. • במה מותאמים העלים לתפקודם? • הצבע הירוק ושטח הפנים הגדול. http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%A7%D7%95%D7%91%D7%A5:Tulip_Tree_Liriodendron_tulipifera_Leaf_Topside_1890px.jpg http://www.daf-yomi.com/DYItemDetails.aspx?itemId=3172 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/he/c/c2/%D7%A4%D7%99%D7%9C%D7%95%D7%93%D7%A0%D7%93%D7%A8%D7%95%D7%9F_%D7%A2%D7%9C%D7%94-%D7%9C%D7%91.jpg

חתך רוחב בעלה • בשטחו החיצוני של העלה מצויות הפיוניות, דרכן נעשה חילוף הגזים בין העלה וסביבתו. • התאים ברקמות הפנימיות של העלה מכילים אברונים ירוקים, הנקראים כלורופלסטים. http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=14094

הכלורופלסט • באברונים אלו מתרחש תהליך הפוטוסינתזה. • כל כלורופלסט מכיל כלורופיל, וחמרים נוספים (כגון אנזימים) המשתתפים בתהליך. http://evolutionaryroutes.files.wordpress.com/2011/08/kristian-peters-fabelfroh-plagiomnium_affine_laminazellen.jpeg http://micro.magnet.fsu.edu/cells/chloroplasts/chloroplasts.html http://biology.clc.uc.edu/courses/bio104/photosyn.htm

מבנה הכלורופלסט http://biology.clc.uc.edu/courses/bio104/photosyn.htm

תהליך הפוטוסינתזה מספק חומרים אורגניים לצמחים ולבעלי חיים • מהסוכרים, שנוצרים בתהליך הפוטוסינתזה, נבנים חומרים אורגניים שונים: פחמימות מורכבות, ליפידים, חלבונים ועוד. • בעלי חיים ניזונים מצמחים במישרין ובעקיפין. • מכאן שהפוטוסינתזה היא המקור לחומרים האורגניים המשמשים לבנייה ולהפקת אנרגיה כימית, בכל היצורים, צמחים ובעלי חיים.

החמצן הנפלט בפוטוסינתזה משמש לנשימת צמחים ובעלי חיים • רוב היצורים החיים מפיקים אנרגיה מחומרים אורגניים בהשתתפות חמצן. • תהליך הנשימה בצמחים זהה לתהליך הנשימה בבעלי חיים. • בצמחים ובבעלי חיים מפיקים בתאים אנרגיה מפירוק גלוקוז לפחמן דו חמצני ולמים, בתהליך הדורש חמצן. • תהליך הפוטוסינתזה הוא המקור הראשי לחמצן באטמוספרה.

תהליכי הזנה בצמחים