درس دوازهم علوم نهم: دنیای گیاهان

دنیای گیاهان نیز همانند سایر رده‌های موجودات زنده بسیار متنوع است.

ما گیاهان را موجوداتی تولیدکننده و بی آزار می دانیم که بدون نیاز به سایر موجودات غذای خود را تهیه می کنند.

اما بعضی گیاهان برگ های کوزه مانند دارند.

که با شهد شیرین و بوی خوش خود حشرات و حتی گاهی پستانداران کوچک را به سوی خود جلب می کنند و آنها را می خورند.

مثل گیاه گوشتخوار نپنتس

گیاهان به طور کلی در ذهن ما موجوداتی هستند که ریشه در خاک دارند.

اما باید بدانیم که بعضی گیاهان در آب غوطه ورند و ریشه هایشان هیچگاه به خاک نمی رسد مثل یا نیلوفر آبی.

گل ها نیز در ذهن ما قسمتی از گیاه هستند که عطر و رایحه دلنشین آنها باعث شده است یکی از بهترین هدیه ها به عزیزانمان شوند.

اما در دنیای گیاهان گلهای بسیار بد بویی هم وجود دارند که بویی شبیه به اجساد مردگان و یا غذای فاسد شده دارند .

مثل گیاه تیتان آروم که تا سه متر رشد می کنند و بوی آن حال هر انسان را به هم می زند.

مثال هایی از این گیاهان عجیب با ویژگی ها و ساختارهای خاص خودشان در دنیای گیاهان بسیار زیاد است .

همانطور که می‌دانید گیاهان توانایی حرکت ندارند و باید از طریق روش های دیگری خود را با طبیعت سازگار سازند.

البته در اغلب گیاهان اندام ها و ساختارهای مشابه‌ای وجود دارد که به گیاه در ایفای نقش اصلی خود به عنوان یک مولد مواد غذایی و گاز اکسیژن کمک می کنند.

کارخانه تولید مواد غذایی و گاز اکسیژن

بدن ما و بسیاری دیگر از جانداران نیاز به مواد غذایی دارند تا علاوه بر تامین انرژی ترکیبات لازم برای رشد و نمو را نیز تولید کنند.

در بین موجودات زنده گیاهان بر خلاف سایرین که معمولاً مصرف کننده اند به موجوداتی تولید کننده معروف اند.

چرا که خودشان توانایی تولید مواد آلی از معدنی را دارند یکی از مهم‌ترین محصولات گیاهی قند گلوکز است.

همچنین این موجودات قادر به تولید گازی به نام اکسیژن هستند که حیات اکثر موجودات به آن وابسته است این تولیدات در فرایندی به نام فتوسنتز تولید می شود .

همانطور که در تصویر می بینید گیاهان برای فتوسنتز نیاز به جذب آب از خاک و جذب کربن دی اکسید از هوا و همچنین جذب نور خورشید دارند.

اما به نظر شما تنها وجود این عوامل کافی است؟

آیا هر جا که آب و کربن دی اکسید در حضور نور خورشید وجود داشته باشد قند گلوکز و گاز  اکسیژن تولید می‌شود؟

آیا زمانی که چای خود را زیر نور خورشید فوت می کنید انتظار دارید  قند ساخته شود و چای شما شیرین شود ؟

تبدیل این مواد ابتدایی ساده به  قند گلوکز در گیاه به واسطه وجود اندامکی به نام کلروپلاست بوده است.

کلروپلاست در علوم نهم فصل 12

این اندامک حاوی رنگدانه های مختلفی از جمله کلروفیل است .

کلروفیل در جذب انرژی نورانی و در نهایت عمل فتوسنتز نقش مهمی دارند .

کلروفیل سبز رنگ است و به همین علت گیاه دارای کلروفیل سبز دیده می شود .

رابطه جالبی بین بخش های سبز گیاه ، کلروفیل و فتوسنتز وجود دارد.

هرجایی گیاه سبز باشد یعنی کلروفیل دارد و هر جایی که کلروفیل باشد فتوسنتز انجام می شود.

گیاهان با استفاده از گلوکز هایی که می سازند و با استفاده از مواد معدنی که از طریق ریشه های شان همراه آب جذب می‌کنند

می‌توانند سایر مولکولهای آلی مورد نیاز برای رشد و نمو خود مانند پروتئینها و اسیدهای نوکلئیک  و چربی را بسازند .

همچنین می توانند گلوکز اضافی خود را به صورت نشاسته در اندام های ذخیره ای خود ذخیره کنند.

گیاهان با جذب کربن دی اکسید  ، آب و انرژی نورانی  ،گلوکز می‌سازند.

گلوکز می‌تواند به سلولز ،نشاسته، ساکاروز، چربی و یا امینو اسید تبدیل شود .

سلولز در ساختار دیواره سلولی  گیاه به کار می‌رود.

نشاسته ، در غده ها و میوه ها ذخیره می شود.

ساکاراز تولید شده مثلا در ساقه نیشکر یا چغندر ، یا نقش تنفس کننده پیدا می‌کنند و چربی‌ها هم در ساختار غشا و سایر ذخیره ها در دانه ها ذخیره می شود.

آمینو اسیدها هم به پروتئین ها تبدیل شده و در ساختمان سلول  ،آنزیم ها کاربرد دارند    .

 

پیکره گیاهان، علوم نهم فصل 12 :

گیاهان برای ایفای نقش خود به عنوان موجودی تولیدکننده  ،نیازمند ساختارها و اندام‌های هستند که مواد مورد نیاز برای فتوسنتز را مهیا کنند و بعضی مواد تولیدی را نیز در خود ذخیره کنند.

همانطور که  یاد گرفتیم پیکره موجودات سازمان بندی شده است .

مثلا سازمان بندی بدن انسان مطابق تصویر زیر است.

و به ترتیب از کنار هم قرار گرفتن این سلول ها ،بافت ،اندام و دستگاه به وجود آمده است .

اندام های اصلی در گیاهان دانه دار به دو دسته رویشی و زایشی تقسیم می‌شوند

اندامهای زایشی مثل گل، میوه و دانه در تولید مثل گیاه و اندامهای رویشی در رشد و نمو گیاه نقش دارند .

اندامهای رویشی، علوم نهم فصل 12 :

اندامهای رویشی مهم گیاهان خشکی زی شامل ریشه ،ساقه و برگ است .ریشه:

ریشه اندامی که کمک به نگهداری گیاه در خاک و همچنین جذب آب و مواد معدنی از خاک می کنند.

در اغلب گیاهان یکی از دو نوع ریشه راست و یا افشان وجود دارد که در انتهای فصل و ویژگی های آن آشنا می شویم .

در انتهای ریشه منطقه‌ای به نام کلاهک وجود دارد که از چند لایه تشکیل شده و کمک به فرو رفتن ریشه در خاک می کنند.

همچنین دارای زوایدی تار مانند به نام تار های کشنده است که از گسترش سلول‌های سطحی ریشه‌ای ایجاد می‌شود و کمک به جذب بیشتر آب و املاح از خاک می کنند.

هرچه به نوک ریشه نزدیک‌ تر می‌شویم شاهد تارهای کشنده جوان‌تر و کوتاه تر هستیم.

آب و املاح چگونه خود را به بالای گیاه چند متری می‌رسانند؟

آب و املاک از طریق تارهای کشنده و از طریق روش اسمز جذب ریشه می شوند به صورت عرضی در ریشه حرکت کرده و خود را به لوله های هادی به نام آوند در بافت ریشه می رسانند.

آوندها آب و املاح را از ریشه به ساقه و از آنجا به برگ می رسانند.

مقداری از این آب در فتوسنتز و دیگر فعالیت‌های گیاه مصرف می‌شود.

مقداری نیز از طریق روزنه ها خارج می شود.

اما چگونه آب این همه راه را بر خلاف نیروی جاذبه گرانش حرکت می کند ؟

در اینجا قوانین فیزیک را در یک فرآیند زیستی شاهد هستیم.

در انتهای مسیر آوندهای چوبی که در برگ ها قرار دارند، گیاهان مقداری از آب خود را بر اثر تعرق و تبخیر از دست می‌دهند .

در نتیجه پتانسیل آب در بالای گیاه کاهش می یابد .

لذا اختلاف پتانسیل آب بین دو سر آوند چوبی ، باعث به وجود آمدن فشار منفی می شود.  نیرویی که نیروی مکش  گفته می‌شود.

این نیروی مکش به دلیل خاصیت چسبندگی مولکول های آب ، منتقل شده  و به آب بالا می رود.

ساقه در علوم نهم فصل 12 :

ساقه اندامی است متشکل از گره‌ها،( نقاط اتصال برگ به ساقه)  و میان گره ها( قطعات بین گره ها)

این اندام وظیفه نگهداری برگ گل و  میوه را بر روی خود دارد.

انتقال آب و املاح و از ریشه ها به اندام های هوایی از طریق لوله های آوندی نیز از وظایف اصلی آن است.

برخی از ساقه ها علاوه بر کارهای معمول خود در ذخیره مواد غذایی حاصل از فتوسنتز همچنین در تکثیر گیاه نقش دارند.

غده های  سیب زمینی نوعی ساقه زیرزمینی محسوب می شود که در خود نشاسته ذخیره می‌کنند

ساقه خزنده در گیاه توت فرنگی کمک به تولید مثل غیرجنسی گیاه می‌کند .

پیاز خوراکی نوعی ساقه زیرزمینی است که اطراف آن را برگ های تغییر شکل یافته در بر گرفته است .

در گیاه زنبق نیز ساقه ها به صورت ریزوم یعنی زیرزمینی و افقی وجود دارد.

برگ، علوم نهم فصل 12 : 

آب و املاح که توسط ریشه ها جذب گیاه شدند سرانجام به کمک ساقه خود را به برگ ها می رساند.

سلول های برگ بیشترین کلروپلاست را دارند و به این دلیل برگ ها اندام های فتوسنتز به شمار می آیند.

معمولاً برگ ها از یک پهنه وسیع و نازک تشکیل شده اند تا مقدار جذب نور خورشید بیشتری داشته باشند.

هر برگ با دم برگ  میله مانندی در محل گره به ساقه متصل شده است.

روی برگها رگ برگ هایی مشاهده می شود.

که حاوی بافت های هادی برای انتقال مواد است .

برگ از چندین لایه تشکیل شده است

خارجی ترین لایه پوششی(کوتیکول)  از جنس چربی که سلول های زیرین خود را در برابر سرما نفوذ میکروب ها و تبخیر آب حفاظت می‌کنند .

این لایه چربی توسط خارجی ترین سلول های برگ یعنی پوست تولید می‌شود.

سلول‌های پوست در اکثر گیاهان کلروپلاست ندارند و بنابراین فتوسنتز انجام نمی دهند.

البته تعدادی از سلول رو پوست سلول های نگهبان روزنه نام دارند ،

این سلو ل ها علاوه بر توانایی فتوسنتز به علت دارا بودن کلروپلاست از نظر شکل نیز با سایر سلول های رو پوست خود متفاوت شده است.

سلول ها ی نگهبان روزنه  که شبیه لوبیا هستند.

به گونه‌ای روبروی هم قرار می‌گیرند که میان آنها روزانه یا سوراخ به وجود می آید.

برگ ها از طریق روزنه های باز گاز های کربن دی اکسید و اکسیژن را به ترتیب به فتوسنتز و تنفس جذب کرده و بخار آب حاصل از تعرق را از دست می دهند.

روزنه ها همراه با سوراخ های نگهبان روزنه و سایر سلول ها  در زیر پوست چند لایه سلول های به نام مزوفیل (سلولهای پارانشیمی کلروفیل دار برگ )وجود دارند.

مزوفیل ها  مقادیر زیادی کلروپلاست داشته و محل اصلی فتوسنتز در گیاهان محسوب می‌شوند.

برگ ها همچنین در خنک شدن هوا تاثیر دارند.

با توجه به قانون فیزیکی می‌دانید که تبدیل مایع به گاز فرایندی گرماگیر است.

لذا گیاهان با از دست دادن آب خود از طریق تعرق و تبخیر گرمای هوا را کاهش می‌دهند.

طوری که هوای منطقه درختکاری شده می‌تواند ۱۱ درجه سانتیگراد سردتراز منطقه دیگر درخت مجاور خود باشد.

بافت آوندی در علوم نهم فصل 12 :

بافت آوندی بافتی است که در هر سه اندام مورد بحث ما نقش بسیار کلیدی دارند .

بافت آوندی یا بافت هادی همانند رگ هایی که در بدن ما خون را به گردش درمی‌آورند کمک به حرکت مواد خام و پرورده در پیکر گیاهان می کنند .

گیاهان برای رشد و بقای خود نیاز به آب و مواد معدنی دارند که توسط ریشه از خاک جذب می‌شوند.

این مواد خود را از طریق آوندهای چوبی به قسمتهای هوایی گیاه برگ و شاخه ها می‌رساند.

برگ ها طی عمل  فتوسنتز قند تولید می کنند.

قندها و سایر مواد تولید برگ از طریق آوندهای آبکش به قسمت های مصرفی و ذخیره ای گیاه (مثل ریشه و مکان های در حال رشد)می رسانند .

آوندهای چوبی سلول های مرده هستند که فقط دیواره ضخیم آنها باقی مانده است.

اما آوندهای آبکشی سلولهای زنده ای هستند که بیشتر اندامک های خود را از دست داده اند تا مواد آلی را براحتی از درون خود  عبور دهند .

 

رده بندی گیاهان در علوم نهم فصل 12 :

مهمترین شاخص رده بندی گیاهان وجود  و یا عدم وجود آوند ها است.

بعد از آوندها مهمترین ملاک طبقه بندی برای بر اساس اندام های زایشی است.

در این قسمت با ویژگی چهار دسته مهم از گیاهان شامل خزه ها به عنوان گیاهان بدون آوند ، بازدانگان و نهاندانگان به عنوان گیاهان آوند آن آشنا می شویم.

خزه ها:

خزه ها ابتدایی ترین  و قدیمی ترین گروه گیاهان هستند

این گیاهان مانند یک فرش مخملی سبز رنگ بر روی زمین و یا گاهی درختان گسترده شده اند .

این گیاهان ابتدایی فاقد آوند هستند .

دارای بخش های سبز رنگ ساقه مانند به نام پروتونما و زواید ریشه مانندی  به نام ریزوئید می باشند.

انتقال آب در خزه ها به کمک سلول به سلول و از طریق ریزوئید ها  و برگ نما ها  انجام می شود.

زمانی که رشد این خزه ها کامل شده روی گیاه هاگدان هایی حاوی هاگ برای تولید مثل تشکیل می‌شود.

خزه ها گیاهانی میلیمتری هستند که معمولاً جاهای مرطوب را می پسندند و از طریق هاگ تولید مثل می کنند.

برگ نما و  و برگ واقعی :

یک شباهت اصلی که بین برگ واقعی و برگ نما وجود دارند وجود کلروفیل و توانایی فتوسنتز آن ها است .

تفاوت مهم بین این دو وجود رگ بر و دسته های آوندی در برگ واقعی و نبود بافت هادی در برگ نما است.

سرخس ها، علوم نهم فصل 12 :

سرخس ها گیاهان آوند دار و ابتدایی هستند که از طریق هاگ تولید مثل می کنند.

این گیاهان  دارای برگ، شاخه، ساقه‌های زیرزمینی به نام ریزوم و ریشه های نازک بر روی ریزوم  خود می باشند .

پشت برگ سرخس ها برآمدگی های زرد رنگ به نام هاگینه وجود دارند.

پس از مدتی هاگینه به رنگ قهوه ای در می آیند.

هاگینه مجموعه‌ای از هاگدان ها است و در درون هاگدان ها ، دانه های هاگ وجود دارد.

بعد از رسیدن هاگدان  و پاره شدن دیواره آن هاگ ها آزاد می شوند و بر روی زمین می‌ریزند.

اگر شرایط مناسب و رطوبت کافی باشد هاگ ها به سرخس جدید  تبدیل می‌شوند.

بازدانگان گیاهان قدیمی علوم نهم فصل 12 :

قدیمی ترین درختان امروزی روی زمین از بازدانه ها هستند .

بازدانگان گیاهانی هستند فاقد گل و دارای دانه اند.

بیشترین گیاهانی که در این گروه قرار دارند از انواع مخروطیان اند .

درختانی که گل نمی دهند و دانه های شان روی پولک های مخروط تشکیل می شود و در تمام طول سال سبزند.

این درختان برگ های سوزنی شکل دارند که در درون هر برگ سوزنی تنها یک رگبرگ وجود دارد.

دانه های گرده از مخلوط های نر آزاد می شوند .

وامه ها به کمک باد خود را به مخلوط های ماده می رساند .

گرده ها با سلولهای تخمک مخروط ماده آمیزش می یابند و دانه را به وجود می‌آورند.

بعد از رسیدن مخروط ماده و باز شدن پولک های چوبی آن دانه ها آزاد می شوند

و به واسطه پولکی بال مانند که همراه خود دارند در هوا می‌چرخند وخود را بر روی زمین انداخته تا در فرصتی مناسب رشد کنند.

نهاندانگان گیاهان پیشرفته، علوم نهم فصل 12 :

نهاندانگان یا گیاهان گلدار گیاهانی هستند که دانه های شان در پوشش های محافظت شده قرار دارند.

گیاهان گل دار فراوانترین (حدود ۹۰ درصد گونه‌های گیاهی) و گوناگون ترین گیاهان روی زمین هستند .

این گیاهان زمین را با رنگ خود جلوه ای زیبا بخشیده اند.

جانوران خشکی‌زی زندگی خود را مدیون این گیاهان اند.

نهاندانگان دارای ریشه ، ساقه ،برگ، گل میوه و دانه اند .

بر اساس این ساختارها به دو دسته تک لپه و دو لپه  تقسیم بندی می شوند .

گیاهان پرکاربرد، علوم نهم فصل 12 :

گیاهان کاربردهای بسیار متنوعی دارند که در این قسمت به تعدادی از آنها اشاره می کنیم.

کمک به حفظ محیط زیست و پاکیزگی هوا کمک می کنند.

گیاهان گازحیات بخش  اکسیژن را تولید می‌کنند و در تعدیل گرمای هوا نقش بسیار دارند.

یکی از منابع مهم مواد غذایی برای انسان و سایر جانوران گیاهان هستند.

ما برخی از گیاهان را به عنوان ادویه و طعم دهنده برای خوشمزه کردن بیشتر غذاهای مان استفاده می کنیم .

تعدادی از گیاهان منبع برای تهیه منسوجات( پنبه، کتان )هستند .

بسیاری از داروها منبع گیاهی دارند .

عصاره های  گیاهی به صورت قرص یا شربت در بازار جهانی وجود دارند.

به عنوان مثال داروی کینین را از پوست درخت گنه گنه بدست می آید .

این ماده برای درمان تب مالاریا  کاربرد دارد .

دارویی آسپرین را از پوست درخت بید به منظور کاهش خطر سکته قلبی تهیه می کنند .

داروی دیژیتالین را از گل انگشتانه به عنوان تنظیم کننده ضربان قلب ] بدست می آورند .

گل انگشتانه

همچنین داروی الدوپا را از گیاه باقلا برای درمان پارکینسون استخراج می کنند.

در طب سنتی ایران  زمین به خواص گیاهی داروی بسیار اشاره شده است .

در این حوزه ابوعلی سینا کتاب قانون را نوشته است .

در این کتاب بو علی ۸۱۱ داروی گیاهی و خواص درمانی آن را معرفی کرده است .

این کتاب سال ها در دانشکده های پزشکی دنیا تدریس شده است.

گیاهان  در صنعت  نیز کاربرد زیادی دارند.

این کاربردها شامل تولیدات که از قبیل کاغذ ،کتیرا ،محصولات چوبی، رنگ های گیاهی ،حشره کش ها ….است .

از گیاهان برای تولید مواد آرایشی و بهداشتی شامل کرم های گیاهی صابون ها و غیره استفاده می شود.