Download
1 / 251
2.68k likes | 3.1k Views
گیاه شناسی. بر اساس کتاب گیاه شناسی 1 مولف : دکتر روح انگیز نادری انتشارات دانشگاه پیام نور. www.kvm.blogfa.com حسینی. فهرست درس فصل اول. سلول و بافتهای گیاهی فصل دوم. مورفولوژی اندامهای گیاهی فصل سوم. ساقه (Stem) فصل چهارم. ساختمان گل و میوه فصل پنجم. رشد و نمو در گیاهان
E N D
گیاه شناسی بر اساس کتاب گیاه شناسی 1 مولف : دکتر روح انگیز نادری انتشارات دانشگاه پیام نور
فهرست درس • فصل اول. سلول و بافتهای گیاهی • فصل دوم. مورفولوژی اندامهای گیاهی • فصل سوم. ساقه (Stem) • فصل چهارم. ساختمان گل و میوه • فصل پنجم. رشد و نمو در گیاهان • فصل ششم. متابولیسم • فصل هفتم. تغذیه گیاه • فصل هشتم. فتوپریودیسم • فصل نهم. هورمونهای گیاهی
فصل اول سلول و بافتهای گیاهی
مقدمه • امروزه سلول به عنوان واحد ساختمانی همه موجودات زنده معرفی می‌شود و درباره هر یك از اجزای تشكیل‌دهنده آن بررسیهای متعددی به عمل می‌آید. اگر گفته می‌شود كه سلول، واحد ساختار و كار موجودات زنده است، این گفته نه تنها در تك سلولیها بلكه در جاندارانی كه بدنشان از میلیاردها سلول تشكیل شده نیز صادق است. زیرا، زندگی این موجود پرسلولی وابسته به فعالیت هماهنگ اجزای تشكیل‌دهنده آنها است.
به‌طور كلی هر سلول گیاهی شامل دو بخش پروتوپلاسم و دیواره است. پروتوپلاسم كه فعال‌ترین بخش زنده سلول به شمار می‌آید از سیتوپلاسم و هسته تشكیل یافته است. دور سیتوپلاسم را غشایی فراگرفته كه بین دیواره سلول و سیتوپلاسم واقع است. در سیتوپلاسم اندامكهای متفاوتی وجود دارد. هسته حاوی مولكولهای وراثتی بوده و به وسیله غشایی احاطه می‌شود. در سلولهای ابتدایی (پست) مانند باكتریها هسته مشخص یافت نمی‌شود ولی اجزای مهم هسته یعنی مولكولهای وراثتی وجود دارند .
دیواره سلولی (دیواره اسكلتی) • در بخش خارجی غشایی سیتوپلاسمیهر سلول گیاهی دیواره‌ای به نام دیواره سلولی وجود دارد. این دیواره به منزله اسكلت خارجی سلول بوده، به آن شكل می‌دهد و از محتویات درون آن محافظت می‌كند و همچنین مسئول استحكام و سختی بعضی از بافتهای گیاهی است. بعضی از سلولهای گیاهی مانند آنتروزوئید‌های مژك‌دار خزه‌ها، نهان‌زادان آوندی و برخی از بازدانگان ابتدایی فاقد دیواره سلولی هستند. دیواره سلولی كه معمولاً از چند لایه به‌وجود می‌آید به وسیله پروتوپلاسم ترشح و ساخته می‌شود.
در یك سلول گیاهی در حال تقسیم كه در دو قطب آن دو هسته جدید پدید آمده، لایه نازكی در استوانه سلول تشكیل می‌شود و مقدمات تشكیل دو سلول جدید را فراهم می‌آورد. این لایه را تیغه میانی می‌گویند و از جنس پكتات كلسیم است. تیغه میانی مانند چسب موجب اتصال سلولهای مجاور می‌شود. ضمن بزرگ شدن سلولها لایه نازك جدیدی به وسیله هر سلول در طرفین تیغه میانی ساخته می‌شود. این لایه را دیواره نخستین می‌نامند و جنس آن پكتوسلولزی است (به‌طور عمده شامل سلولز و پكتوز). دیواره نخستین پیوسته نبوده و از رشته‌های بسیار نازك و انعطاف‌پذیر به وجود آمده و در نتیجه از بزرگ شدن سلول جلوگیری نمی‌كند.
در عده‌ای از سلولها تنها تیغه میانی و دیواره نخستین به وجود می‌آید. در صورتی كه در عده دیگر از سلولها دیواره جدیدتری به نام دومین دیواره از درون بر روی دیواره نخستین ساخته می‌شود كه منحصراً از جنس سلولز است. سلولز به صورت رشته‌های نازكی (فیبریل) در روی دیواره رسوب می‌كند. استقرار این رشته‌های سلولزی موجب استحكام این دیواره می‌شود. بنابراین، پس از تشكیل دومین دیواره، لایه‌های بین دو سلول مجاور شامل یك تیغه میانی، دو دیواره نخستین و دو دیواره دومین خواهد.
در بافتهای چوبی دیواره سلولی به خاطر رسوب ماده‌ای به نام چوب یا لیگنین باز هم ضخامت بیشتری حاصل می‌كند به‌طوری كه در بعضی از این قبیل سلولها ضخامت دومین دیواره به حدی می‌رسد كه جایی برای سیتوپلاسم باقی نخواهد گذاشت و در این حالت سلول می‌میرد. باید توجه داشت كه ضخیم شدن دیواره سلولی از بیرون به درون صورت می‌گیرد. یعنی دیواره دومین جوان‌تر بوده و مجاور غشأ سیتوپلاسمی است. به همین جهت هرچه دیواره سازی بیشتر صورت گیرد، فضای درون سلول كوچكتر می‌شود.
تغییرات دیواره سلولی • دیواره سلولی در سلولهای بافتهای گوناگون به تناسب كاری كه انجام می‌دهد تغییرات جالبی حاصل كرده است. كوتینی شدن، چوب پنبه‌ای‌شدن2، چوبی‌شدن3، كانی‌شدن4 و ژله‌ای شدن5 از جمله این تغییرات است. كوتینی شدن و چوب پنبه‌ای شدن در بافتهای محافظ گیاه صورت می‌گیرد. در كوتینی شدن روی دیواره خارجی سلولها كه با محیط بیرون در تماس است، ماده‌ای به نام كوتین ساخته می‌شود. لایه كوتینی را كوتیكول می‌نامند. كوتین ماده‌ای موم شكل است و به گروه چربیها تعلق دارد.
در چوب پنبه‌ای شدن دیواره دومین سلولها از جنس ماده‌ای به نام سوبرین یا چوب پنبه است. با مطالعه بافت چوب پنبه‌ای با این نوع تغییر بیشتر آشنا خواهید شد. چوبی شدن در بافتهای استحكامی و آوندهای چوبی صورت می‌گیرد. در سلولهای این بافتها ماده‌ای به نام چوب یا لیگنین (از گروه هیدراتهای كربن) ساخته می‌شود و در دیواره سلولها رسوب می‌كند. ضخامت دیواره چوبی تدریجاً زیاد می‌شود و حجم عمده سلول را اشغال می‌كند. در این حالت سلولها می‌میرند.
وقتی دست خود را روی برگ یا ساقه گندم بكشید آن را زبر احساس خواهید كرد. دلیل آن رسوب تركیبات سیلیسی روی سطوح خارجی سلولهاست. اضافه شدن تركیبات كانی به دیواره سلولی را كانی شدن می‌گویند. • برخی دانه‌ها تولید لعاب می‌نمایند، تركیبات پكتیكی دانه كه در ساختمان دیواره تیغه میانی سلولها به كار رفته‌اند و می‌توانند آب زیادی جذب كنند و به لعاب یا ژله تبدیل شوند با ژله‌ای شدن سلولهای مجاور از هم جدا می‌شوند
پلاسمودسماتا.سلولهای گیاهی از راه منافذ بسیار ریزی كه در هنگام ساخته شدن دیواره اسكلتی پدید می‌آیند، با هم ارتباط پیدا می‌كنند. از راه این منافذ رشته‌های سیتوپلاسمی عبور كرده، دو سلول مجاور را به هم پیوند می‌دهند. به هر رشته سیتوپلاسمی ارتباط دهنده پلاسمودسما و به مجموع آنها پلاسمودسماتا می‌گویند. • لانها.ضخامت دیواره اسكلتی بین دو سلول مجاور در همه نقاط یكسان نیست. به نقاطی كه دیواره دوم در آن نازك باقی می‌ماند و یا به وجود نمی‌آید لان می‌گویند. در محل لانها معمولاً تعدادی پلاسمودسماتا وجود دارد كه از راه آنها تبادل بین سلولها امكان‌پذیر می‌شود.
واكوئلها • در سلولهای گیاهی و جانوری حفره‌هایی به اندازه‌های مختلف وجود دارند كه به آنها واكوئل می‌گویند. در سلولهای گیاهی جوان واكوئلها كوچك و به تعداد بیشتر هستند. اما با رشد سلول، واكوئلهای كوچك به هم پیوسته و به‌طور معمول یك یا چند واكوئل بزرگ پدید می‌آید كه قسمت عمده حجم سلول را اشغال می‌كند.
وجود چنین واكوئلهای بزرگ و تمایز یافته‌ای از اختصاصات سلولهای گیاهی است و در سلولهای جانوری یافت نمی‌شود. در واكوئلها شیره‌ای به نام شیره واكوئلی وجود دارد كه شامل آب و مواد محلول در آن است. این مواد به وسیله بخش زنده سلول فراهم می‌آیند و ممكن است جزو مواد اندوخته‌ای یا مواد زاید سلول باشند. واكوئلها به خاطر اندوختن بعضی مواد (مانند نمكهای آلی، پروتئینها، نمكهای كانی، مواد رنگین و …) در خود، انبار سلول به شمار می‌آیند. اما كار اساسی واكوئلها تنظیم آب داخل سلول است زیرا در تبادل آب میان سلول و محیط آن نقش بسیار مهمی بر عهده دارند.
تورژسانس و پلاسمولیز • هرگاه اندام گیاهی در محیطی رقیق‌تر از محیط درونی سلول قرار داده شود، سلولها آب جذب می‌كنند نتیجه ورود آب به درون سلول، ایجاد حالت تورم در سلول است كه به آن تورژسانس می‌گویند. در این حالت فشاری به دیواره سلولی وارد می‌شود كه به فشار تورژسانس معروف است. فشار تورژسانس، غشای پلاسمایی را محكم به دیواره سلول می‌چسباند. در نتیجه سلول سخت و محكم می‌شود. تا زمانی كه آب در محیط اطراف سلول موجود باشد، فشار تورژسانس برقرار می‌ماند. این مسئله به ویژه برای بافتهای نرم گیاه مانند برگها، گلبرگها و ساقه‌های نرم و علفی بسیار مهم است.
زیرا آنها را محكم و به وضع طبیعی نگه می‌دارد. حال اگر سلولهای گیاهی در محیطی قرار داده شوند كه غلظت آنها بیشتر از درون سلول باشد چه پیش خواهد آمد؟ در این صورت سلول گیاهی آب از دست می‌دهد و واكوئل كوچك و جمع می‌شود. در نتیجه غشای پلاسمایی در بعضی نقاط از دیواره سلولی جدا می‌شود. در چنین حالتی سلولها، شادابی و تردی خود را از دست می‌دهند به این حالت پلاسمولیز می‌گویند. باید توجه داشت كه تورژسانس نمایانگر وضع طبیعی سلولها بوده و حالت پلاسمولیز وضع غیرطبیعی را نشان می‌دهد و چنانچه پلاسمولیز ادامه یابد منتهی به مرگ سلول می‌شود.
پلاستها (پلاستید‌ها) • پلاستها اندامكهایی هستند كه منحصراً در سلولهای گیاهی و بعضی از موجودات ابتدایی یافت می‌شوند و اندازه‌ای در حدود 4 تا 6 میكرون دارند. پلاستها از دانه‌های كوچك‌تری به نام پیش پلاست كه در سلولهای تمایز نیافته وجود دارند، پدید می‌آیند. با رشد سلول، پلاستها نیز رشد می‌كنند و وظایف معینی را بر عهده میگیرند. پلاستهای اصلی سه نوعند: لوكوپلاستها، كروموپلاستها و كلروپلاستها.
كروموپلاستها.رنگ بسیاری از گلبرگها، میوه‌ها و برگهای پاییزی مربوط به كروموپلاستهای موجود در سلولهای آنهاست. رنگیزه‌های موجود در كروموپلاستها در مجموع كاروتنوئید نامیده می‌شوند. • این رنگیزه‌ها عبارتند از: كاروتن (رنگیزه نارنجی)، گزانتوفیل (رنگیزه زرد) و لیكوپن (رنگیزه قرمز). این رنگیزه‌ها همراه كلروفیل در كلروپلاستها نیز یافت می‌شوند. اما از آنجا كه در اینجا نسبت كلروفیل بیشتر است، كلروپلاستها به رنگ سبز دیده می‌شوند.
كلروپلاستها. • مهمترین پلاستها به‌شمار می‌روند و عامل رنگ سبز در گیاهان هستند. رنگ دانه‌های درون كلروپلاستها انرژی تابش خورشید را مورد استفاده قرار می‌دهند و سلولها به كمك آن غذاسازی می‌كنند. غذایی كه به این ترتیب حاصل می‌شود منبع غذایی جانداران فاقد كلروفیل می‌باشد. شكل كلروپلاستها در گیاهان مشابه هم بوده و معمولاً به شكل عدس می‌باشد.
هر كلروپلاست به وسیله دو غشأ احاطه می‌شود. درون كلروپلاست از ماده‌ای به نام استروما پر شده است كه این ماده حاوی ذرات چربی، مولكول DNA، مولكولهای نشاسته، ریبوزومها و تیغه‌ها می‌باشد. بیشتر فعالیتهای درون كلروپلاست به وسیله ژنهای هسته سلول كنترل می‌شود. اما بعضی از فعالیتهای كلروپلاست در كنترل مولكول DNA درون خود كلروپلاست است.
هسته (nucelus) • بزرگترین و واضح‌ترین جسمی كه به وسیله میكروسكوپ در سلول دیده می‌شود هسته است كه به شكلهای كروی یا تخم‌مرغی وجود دارد. هسته در سلولهای جوان بزرگتر از سلولهای پیر است. • قسمت اعظم ساختمان هسته را ماده‌ای ژله‌ای تشكیل می‌دهد كه در داخل آن رشته‌های به‌هم چسبیده كروماتین شناور می‌باشند. رشته‌های كروماتین معمولاً بیرنگ بوده و در زیر میكروسكوپ به خوبی دیده نمی‌شود مگر اینكه به‌وسیله رنگهای به‌خصوصی آنها را رنگ‌آمیزی كرده باشند.
این رشته‌ها از این نظر حائز اهمیت زیادی هستند كه حاوی ماده ژنتیكی سلول می‌باشند و در موقع تقسیم سلول، كروماتین به تعداد معینی رشته مشخص و منظم كروموزوم تبدیل می‌گردد كه هر كدام حاوی ژنهای به‌خصوص گیاه مزبور می‌باشد. هر هسته محتوی یك یا چند هستك (nucleli) هستند كه معمولاً به رشته مخصوصی از كروماتین اتصال دارند و در موقع تقسیم سلول از بین می‌روند و ماده تشكیل‌دهنده آن به كروموزوم مربوطه متصل می‌گردد.
هسته مركز كنترل خواص ارثی و ژنتیكی سلول است كه این كنترل را از طریق مولكولهای DNA موجود در كروماتین انجام می‌دهد و هر مولكول DNA تولید مولكول RNA مخصوص را ترجمه و هدایت كرده و هر مولكول RNA تولید شده ساختمان مولكول پروتئین به‌خصوصی را دیكته و هدایت می‌كند. مولكولهای تولید شده RNA در هسته از جدار هسته وارد سیتوپلاسم شده و در این محل با ساخت مولكول های پروتئین و آنزیمهای مختلف متابولیسم گیاه را كنترل می‌كنند.
تعریف بافت و انواع آن • مجموعه سلولهایی كه ساختار یكسانی داشته باشند و كار واحد و مشخصی را انجام می‌دهند بافت می‌گوییم. بافتها را بر حسب خاستگاه، ساختار و نوع وظیفه‌ای كه به عهده دارند گروه‌بندی می‌كنند. • اما به‌طور كلی بافتهای گیاهی به دو گروه عمده تقسیم می‌شود: • بافتهای مریستمی • بافتهای غیر مریستمی.
بافتهای مریستمی • سلولهای این بافت توانایی تقسیم شدن، سازندگی و سازمان‌دهی دارند. این ویژگیها اهمیت كار بافت مریستم را در زندگی گیاه مشخص می‌سازد و شناسایی آنها به كمك میكروسكوپ آسان است، زیرا بافت مریستمی سلولها چند وجهی با دیواره نازك، سیتوپلاسم متراكم و هسته درشت. واكوئلهای ریز داشته و در بین سلولهایش فضای خالی وجود ندارد. • بافتهای مریستمی خاستگاه سایر بافتهای گیاهی هستند و در رأس ساقه و ریشه در جوانه‌های جانبی و در محل فعالیت حلقه‌های زاینده (كه سبب افزایش قطر ریشه و ساقه می‌شوند) وجود دارند
بافتهای غیر مریستمی • به بافتهای غیر مریستمی بافتهای دائمی نیز می‌گویند. سلولهای حاصل از تقسیم بافت مریستم به تدریج تمایز یافته، هر دسته شكل ویژه‌ای پیدا می‌كنند و كار معینی را به‌عهده میگیرند. به این ترتیب از بافت مریستمی بافتهای گوناگون حاصل می‌آید که حالت مریستمی ندارند. • بافتهای غیر مریستمی عبارت‌اند از: پارانشیم، كلانشیم، اسكلرانشیم، بافت ترشحی، اپیدرم و بافتهای هدایت كننده.
سلولهای پارانشیم. • سلولهای پارانشیمی فراوان‌ترین انواع سلولها بوده و تقریباً در همه بخشهای عمده گیاهان عالی اغلب به حالت فعال یافت می‌شوند. سلولها در ابتدای پیدایش كم و بیش تخم‌مرغی شكل هستند اما وقتی تعداد آنها افزایش می‌یابد به هم فشار می‌آورند و به خاطر دیواره نازك و نرمشان ضمن رشد تغییر شكل می‌دهند. به همین مناسبت سلولهای پارانشیمی اشكال متنوعی حاصل می‌كنند.
بافت كلانشیم. • سلولهای این بافت همانند سلولهای بافت پارانشیمی زنده‌اند و نسبت به آنها دیواره اسكلتی ضخیم‌تر و طول بیشتری دارند از روی همین تفاوتها می‌توان كلانشیم را از پارانشیم تشخیص داد. این بافت معمولاً در بخشهای سطحی بعضی از اندامها و در زیر اپیدرم (روپوست) قرار می‌گیرد. دیواره پكتوسلولزی سلولهای كلانشیمی قابل انعطاف و شكل‌پذیر است و در جایی كه وجود دارد مانع رشد اندام نمی‌شود. بافت كلانشیم در گلبرگها، برگها، دمبرگها و ساقه‌های جوان و علفی یافت می‌شود و ضمن انعطاف‌پذیری استحكام آنها را نیز فراهم می‌آورد.
بافت اسكلرانشیم • سلولهای این بافت معمولاً دیواره ضخیم، خشن و چوبی شده دارند. سلولهای آنها در حالت بلوغ مرده‌اند و تنها موجب استحكام اندامها می‌شوند. دو نوع بافت اسكلرانشیمی وجود دارد. • اسكلروئیدها • فیبرها
بافت اپیدرم. • خارجی‌ترین لایه سلولها در همه اندامهای جوان گیاه، اپیدرم یا روپوست نام دارد. از آنجا كه سلولهای اپیدرمی به‌طور مستقیم با محیط بیرون تماس دارند، تغییرات سازشی مخصوصی حاصل كرده و معمولاً شامل چند نوع‌اند. بافت اپیدرمی اغلب از یك ردیف سلول درست شده است. اما در معدودی از گیاهان مانند كائوچوی زینتی یا فیكوس شامل چند ردیف سلول است.
بافتهای ترشحی • سلولهای این بافت موادی را می‌سازند كه ممكن است در سلول سازنده باقی بماند و یا به خارج از آن ترشح شود. در مواردی این ترشحات فرآورده‌های زاید گیاهی هستند. اما بعضی از این فرآورده‌ها برای گیاه نقش حیاتی دارد. بافت ترشحی به شكلهای مختلف دیده می‌شود كه به بعضی از آنها اشاره می‌كنیم.
اپیدرم ترشحی. مانند اپیدرم گلبرگهای گل سرخ كه در سلولهای آن اسانس ساخته می‌شود. الف) كركهای ترشحی. مانند كركهای ترشحی نعناع كه در آن اسانس نعناع ترشح می‌شود و یا كركهای ترشحی گزنه كه در آن اسید فرمیك ترشح می‌شود. ب) كیسه‌های ترشحی. هر كیسه ترشحی شامل سلولهای ترشح كننده‌ای است كه در اطراف یك حفره گرد آمده‌اند و ترشحات خود را در آن می‌ریزند. ج) مجاری ترشحی. در برگ و ساقه كاج سلولهای ترشحی در اطراف یك مجرا گرد آمده‌اند و یك لایه سلول محافظ، مجرا را از خارج احاطه می‌كند. ترشحات سلولها به نام رزین در این مجرا ریخته می‌شوند. د) لوله‌های شیرابه‌دار. هر گاه برگ یا ساقه گیاه انجیر را ببرید از سطح مقطع آنها مایع سفید رنگی به نام شیرابه (لاتكس) خارج خواهد شد. این شیرابه در لوله‌های شیرابه‌دار جریان دارد.
بافتهای هدایت‌كننده. این بافتها شامل آوندهای چوبی و آبكشی هستند. الف) بافت آوندهای چوبی. این بافت همانند یك سیستم لوله‌كشی، آب و نمكهای محلول (شیره خام) را در گیاه توزیع می‌كنند و در گیاهان مختلف به صورت آوندهای چوبی و تراكئیدها دیده می‌شود. در ساختار این بافت سلولهای پارانشیمی و فیبر نیز شركت دارند. ب) آوندهای چوبی. به صورت لوله‌های باریكی هستند كه هر كدام از تعدادی سلول دراز كه در عرض به‌هم چسبیده و در طول در امتداد یكدیگرند، درست شده است. این سلولها در ابتدا زنده هستند اما وقتی پروتوپلاسم خود را از دست می‌دهند می‌میرند و یك لوله توخالی برای عبور شیره خام حاصل می‌شود.
بافت پریدرم (بافت چوب پنبه‌ای) • در ساقه گیاهان درختی پس از مدتی روپوست (اپیدرم) از میان می‌رود و به جای آن بافتی به نام پریدرم پدید می‌آید. پریدرم بیرونی‌ترین بخش تنه یك درخت است و سلولهای مكعبی شكل مرده‌ای را شامل می‌شود. پروتوپلاسم این سلولها در هنگام جوانی ماده‌ای به نام سوبرین تولید می‌كند كه تمام سطوح سلول را آغشته می‌سازد لایه سوبرین نسبت به آب و گازها نفوذناپذیر است. بنابراین بافت پریدرم برای حفاظت از بافتهای زیرین خود سازگاری حاصل كرده است. در بعضی گیاهان مانند نوعی بلوط ضخامت لایه چوب پنبه‌ای قابل توجه بوده و از آن برای ساختن چوب پنبه در بطری استفاده می‌شود.
فصل دوم مورفولوژی اندامهای گیاهی
مورفولوژی علمی است كه به بررسی اندامهای مختلف گیاهی كه شامل اندام‌شناسی ظاهری و تشریح داخلی گیاهی (آناتومی) می‌باشد. • با این تعریف مورفولوژی خارجی شامل بررسی اندامها و اعضاء گیاهان از نظر ساختمان و شكل ظاهری می‌باشد و مورفولوژی داخلی شناخت و چگونگی ساختمان داخلی اعضاء و اندامهای گیاه را می‌گویند. • قسمتهای مختلف گیاهان كه از نظر مورفولوژی و ساختمانی شبیه به هم باشند یك عضو (organ) می‌گویند هر عضو از اجتماع چند نوع بافت و هر بافت از اجتماع چندین سلول هم‌شكل با ساختمان مشابه تشكیل شده‌اند. گیاهان دارای 3 عضو اصلی در دستگاه رویشی (ریشه، ساقه و برگ) و یك عضو در دستگاه زایشی (گل) می‌باشند. چنانكه ذكر گردید هر عضو نبات مسئول انجام نقش خاصی در گیاه می‌باشد.
