معلومة

9.2: مقدمة في تشريح الأوراق - علم الأحياء


الأوراق هي أجهزة متخصصة لأداء التمثيل الضوئي. بشكل عام ، تكون الأوراق المتكيفة مع البيئات الجافة صغيرة وسميكة مع مساحة سطح أقل بكثير إلى نسبة الحجم.

ملحوظة

توجد تجربة في نهاية هذا المعمل يجب عليك قراءتها ووضع خطط لها كصف في بداية المعمل.


تشريح Mangifera indica Dicot Leaf | مادة الاحياء

1. توجد طبقة بشرة على الأسطح العلوية والسفلية.

2. تتكون طبقات البشرة العلوية والسفلية ذات الخلية الواحدة من خلايا أسطوانية الشكل ومرتبة بشكل مضغوط.

3. وجود بشرة سميكة على الجدران الخارجية لخلايا البشرة. نسبيًا ، توجد بشرة سميكة على البشرة العلوية.

4. الثغور موجودة فقط على البشرة السفلية.

5. يتم تمييزها بشكل واضح إلى حمة حاجز وإسفنجي.

6. يقع الحاجز في الجزء الداخلي فقط من البشرة العلوية ، ويتكون من خلايا مستطيلة مرتبة في طبقتين.

7. يتم ترتيب خلايا منطقة الحاجز بشكل مضغوط ومليئة بالبلاستيدات الخضراء. في بعض الأماكن ، يتم ترتيب الخلايا بشكل فضفاض وتترك مساحات صغيرة وكبيرة بين الخلايا.

8. تنتظم خلايا الحاجز في مستوى بزاوية قائمة على البشرة العلوية ، ويتم ترتيب البلاستيدات الخضراء فيها على طول جدرانها الشعاعية.

9. توجد خلايا متنيّة أعلى وأسفل الحزم الوعائية الكبيرة. تقطع هذه الخلايا طبقات الحاجز ويقال إنها امتدادات لغمد الحزمة.

10. منطقة الحمة الإسفنجية موجودة أسفل الحاجز مباشرة وتمتد حتى الطبقة السفلية من البشرة.

11. خلايا الحمة الإسفنجية مرتبة بشكل فضفاض ، مليئة بالعديد من البلاستيدات الخضراء وتترك فراغات كبيرة بين الخلايا.

12. يوجد العديد من حزم الأوعية الدموية الكبيرة والصغيرة.

13. حزم الأوعية الدموية مترابطة ، جانبية ومغلقة.

14. كل حزمة وعائية محاطة بغمد حزمة.

15. غمد الحزمة متني وفي حالة الحزم الكبيرة فإنه يمتد حتى البشرة بمساعدة خلايا متني رقيقة الجدران.

16. النسيج الخشبي موجود باتجاه البشرة العلوية ويتكون من الأوعية وحمة النسيج الخشبي. يوجد البروتوكسيلم باتجاه البشرة العلوية بينما يوجد الميتاكسيليم باتجاه البشرة السفلية.

17. يقع اللحاء باتجاه البشرة السفلية ويتكون من أنابيب غربالية وخلايا مرافقة وحمة لحاء.

(أ) 1. وجود جزء موسع أو شفرة.

3. غلاف الحزمة موجود. (ورقة)

(ب) 1. يمكن تمييز طبقات البشرة العلوية والسفلية بوضوح.

2. يتم تمييز الميزوفيل بشكل واضح إلى حمة الحاجز والإسفنجي.


موضوع HL 9: بيولوجيا النبات

حدث هذا الموضوع بنسبة 14٪ في الأوراق 1 و 2.
يمكنك العثور أدناه على الموضوعات الفرعية للموضوع 9 والنسبة المئوية لعدد مرات ظهورها في الاختبارات من السنوات الماضية.

9.1 النقل في نسيج الخشب
موضوع فرعي شائع جدا

ركز أكثر على هذه المفاهيم والتطبيقات والمهارات:

  • النتح هو النتيجة الحتمية لتبادل الغازات في الورقة
  • تنقل النباتات الماء من الجذور إلى الأوراق لتعويض الفاقد من النتح
  • تسمح الخاصية المتماسكة للماء وهيكل أوعية النسيج الخشبي بالنقل تحت التوتر
  • تولد الخاصية اللاصقة للماء والتبخر قوى توتر في جدران الخلايا الورقية
  • يؤدي الامتصاص الفعال للأيونات المعدنية في الجذور إلى امتصاص الماء بالتناضح
  • تكيفات النباتات في الصحاري والتربة المالحة للحفاظ على المياه
  • تصميم تجربة لاختبار الفرضيات حول تأثير درجة الحرارة أو الرطوبة على معدلات النتح

الأسئلة المتعلقة بهذه هي:

  • صف عملية النتح.
  • حدد العوامل الرئيسية التي تؤثر على النتح.
  • التعرف على تكيفات النباتات الصحراوية والمالحة.

9.2 النقل في لحاء النباتات
الموضوع الفرعي الأقل شيوعًا

ركز أكثر على هذه المفاهيم والتطبيقات والمهارات:

  • تحديد نسيج الخشب واللحاء في الصور المجهرية للساق والجذر
  • تحليل البيانات من التجارب التي تقيس معدلات نقل اللحاء باستخدام أنماط المن وثاني أكسيد الكربون المسمى إشعاعيًا

الأسئلة المتعلقة بهذه هي:

  • أن تكون قادرًا على التعرف على نسيج الخشب واللحاء في صورة المجهر.
  • تحليل كيفية استخدام أنماط المن وثاني أكسيد الكربون المسمى إشعاعيًا لتحديد معدل نقل اللحاء.

9.3 النمو في النباتات
الموضوع الفرعي الأقل شيوعًا

ركز أكثر على هذه المفاهيم والتطبيقات والمهارات:

  • تتحكم الهرمونات النباتية في النمو في قمة النبتة
  • براعم النبات تستجيب للبيئة من خلال المناطق المدارية
  • يمكن لمضخات تدفق Auxin إعداد تدرجات تركيز للأوكسين في الأنسجة النباتية
  • يؤثر Auxin على معدلات نمو الخلايا عن طريق تغيير نمط التعبير الجيني
  • التكاثر الدقيق للنباتات باستخدام أنسجة من قمة النبتة ، وهلام أجار المغذيات وهرمونات النمو

الأسئلة المتعلقة بهذه هي:

9.4 التكاثر في النباتات
موضوع فرعي شائع جدا

ركز أكثر على هذه المفاهيم والتطبيقات والمهارات:

  • ينطوي الإزهار على تغيير في التعبير الجيني في قمة إطلاق النار
  • التحول إلى الإزهار هو استجابة لطول فترات الضوء والظلام في العديد من النباتات
  • يعتمد النجاح في تكاثر النبات على التلقيح والتخصيب ونثر البذور
  • تستخدم معظم النباتات المزهرة علاقات متبادلة مع الملقحات في التكاثر الجنسي
  • الطرق المستخدمة لحث نباتات اليوم القصير على الإزهار خارج الموسم
  • تصميم تجارب لاختبار الفرضيات حول العوامل المؤثرة على الإنبات

الأسئلة المتعلقة بهذه هي:

  • مخطط تشتت البذور
  • اشرح عملية الإخصاب.
  • وصف دور فيتوكروم في الإزهار.
  • اشرح كيف تؤثر العوامل المختلفة على الإنبات.

اشعر بالارهاق؟

لقد حصلنا عليها! هذا التحليل جزء من دورة بريد إلكتروني مجانية. اشترك أدناه للحصول على موضوع واحد يوميًا ، يتم تسليمه إلى صندوق الوارد الخاص بك.
سجل مجانا

جرب دورة المراجعة على الإنترنت

تحصل على محاضرات بالفيديو بناءً على هذا التحليل ، بنك أسئلة يحتوي على اختبارات لكل موضوع وفيديو للأوراق السابقة التي تم حلها (خطوة بخطوة). قم بتجربته مجانا


مقدمة

تعتمد بنية وعمل النباتات ، حتى تلك الأشجار الضخمة التي يبلغ ارتفاعها 100 متر ، على بنية الخلايا المجهرية والعمليات التي تحدث فيها. في هذا الكتاب نلقي نظرة على العضيات الرئيسية في الخلايا ، ونطاق أنواع الخلايا في النباتات وكيف يتم دمجها في الأنسجة لتكوين أوراق وأعضاء أخرى عاملة.

بعض الخلايا متخصصة في القوة ، والبعض الآخر مخصص للحماية أو التخزين أو تبادل الغازات أو النقل أو التمثيل الضوئي. يتم دعم هذه الخصائص من خلال الاختلافات في بناء جدران الخلايا ، والاختلافات في أشكال الخلايا والاختلاف في محتوى العضية.

نتعرف على عملية دمج الخلايا لتكوين أنسجة نباتية وأنظمة أنسجة. يوفر نظام الأنسجة الجلدية الحماية للأسطح المكشوفة للنبات. وهي متخصصة للسماح بتبادل الغازات والتحكم في الجفاف. يسمح نظام الأنسجة الوعائية بنقل المياه والمغذيات لمسافات طويلة من الجذور إلى البراعم ، ونقل السكريات في جميع أنحاء النبات. نظام الأنسجة الثالث ، نظام الأنسجة الأرضية ، مهم لعملية التمثيل الضوئي والتخزين.

تخلق أنظمة الأنسجة بدورها السيقان والأوراق والجذور والأعضاء التناسلية للنباتات.

تم إنشاء هذا الكتاب لدعم تدريس وحدة تمهيدية في فسيولوجيا البيئة النباتية في جامعة تشارلز داروين. يستفيد من الصور المختلفة للخلايا والأنسجة لتقديم وتوضيح مجموعة العضيات والخلايا والأنسجة والأعضاء النباتية.


تشريح أوراق الأكاسيا مونيليفورميس | مادة الاحياء

1. يوجد صف واحد من خلايا البشرة على الأسطح العلوية والسفلية.

2. الجدار الخارجي لخلايا البشرة جليدي بشكل كثيف.

3. تنقطع البشرة عن طريق العديد من الثغور الغارقة مع حجرة تحت الفم واضحة.

4. خلايا البشرة مستطيلة الشكل ولكن النهايتين المتطرفتين للقسم يمتلكان خلايا مستطيلة شعاعيًا.

5. تحت البشرة مباشرة توجد طبقات قليلة من الحاجز.

6. خلايا الحواجز ممدودة شعاعيًا ومليئة بالعديد من البلاستيدات الخضراء.

7. العديد من المساحات بين الخلايا موجودة أيضًا في المنطقة.

8. بجانب الحاجز توجد منطقة الحمة المتطورة بشكل جيد ومركزية في الموقع.

9. تتكون المنطقة من خلايا مستديرة رقيقة الجدران مع العديد من الفراغات بين الخلايا.

10. حزم الأوعية الدموية كثيرة ومرتبة أسفل الحاجز.

11. هناك حزمتان كبيرتان من الأوعية الدموية في الوسط تواجهان نسيجهما الخشبي مع بعضهما البعض. توجد حزمة وعائية كبيرة عند كل قادم. توجد العديد من حزم الأوعية الدموية الأصغر داخل الحاجز.

12. الحزم الوعائية المركزية والقادمة أكبر في الحجم وتظل محاطة بصلبة متطورة.

13. الحزم الوعائية الأصغر تقوس محاطة بطبقة من الخلايا رقيقة الجدران.

14. تتكون حزم الأوعية الدموية من نسيج الخشب واللحاء.

15. يتجه الخشب في كل حزمة وعائية نحو المركز ويتكون من القصيبات والأوعية وحمة النسيج الخشبي.

16. يتكون اللحاء من الأنابيب الغربالية والخلايا المصاحبة وحمة اللحاء ، وتواجه الجانب الخارجي أو البشرة.


ملخص الفصل

تتواصل الخلايا عن طريق الإشارات بين الخلايا وداخلها. تفرز خلايا الإشارة الروابط التي ترتبط بالخلايا المستهدفة وتبدأ سلسلة من الأحداث داخل الخلية المستهدفة. الفئات الأربع للإشارات في الكائنات متعددة الخلايا هي إشارات paracrine ، وإشارات الغدد الصماء ، وإشارات autocrine ، والإشارات المباشرة عبر تقاطعات الفجوة. تحدث إشارات Paracrine على مسافات قصيرة. يتم نقل إشارات الغدد الصماء لمسافات طويلة عبر مجرى الدم عن طريق الهرمونات ، ويتم استقبال إشارات الغدد الصماء بواسطة نفس الخلية التي ترسل الإشارة أو الخلايا الأخرى القريبة من نفس النوع. تسمح تقاطعات الفجوة للجزيئات الصغيرة ، بما في ذلك جزيئات الإشارة ، بالتدفق بين الخلايا المجاورة.

تم العثور على المستقبلات الداخلية في السيتوبلازم الخلوي. هنا ، يقومون بربط جزيئات الترابط التي تعبر غشاء البلازما ، حيث تنتقل مجمعات مستقبلات اللجين إلى النواة وتتفاعل مباشرة مع الحمض النووي الخلوي. تنقل مستقبلات سطح الخلية إشارة من خارج الخلية إلى السيتوبلازم. تشكل المستقبلات المرتبطة بقناة الأيونات ، عند ارتباطها بروابطها ، مسامًا عبر غشاء البلازما يمكن أن تمر عبره أيونات معينة. تتفاعل المستقبلات المرتبطة ببروتين G مع بروتين G على الجانب السيتوبلازمي من غشاء البلازما ، مما يعزز تبادل الناتج المحلي الإجمالي المرتبط بـ GTP والتفاعل مع الإنزيمات الأخرى أو القنوات الأيونية لنقل الإشارة. تنقل المستقبلات المرتبطة بالإنزيم إشارة من خارج الخلية إلى مجال داخل الخلايا من إنزيم مرتبط بالغشاء. يسبب ارتباط يجند تنشيط الإنزيم. الروابط الصغيرة الكارهة للماء (مثل المنشطات) قادرة على اختراق غشاء البلازما والارتباط بالمستقبلات الداخلية. لا تستطيع الروابط المحبة للماء القابلة للذوبان في الماء المرور عبر الغشاء بدلاً من ذلك ، فهي ترتبط بمستقبلات سطح الخلية ، والتي تنقل الإشارة إلى داخل الخلية.

9.2 انتشار الإشارة

يسمح ارتباط يجند بالمستقبل بنقل الإشارة عبر الخلية. تسمى سلسلة الأحداث التي تنقل الإشارة عبر الخلية مسار الإشارة أو سلسلة الأحداث. غالبًا ما تكون مسارات الإشارات معقدة للغاية بسبب التفاعل بين البروتينات المختلفة. أحد المكونات الرئيسية لشلالات إشارات الخلية هو فسفرة الجزيئات بواسطة إنزيمات تعرف باسم كينازات. تضيف الفسفرة مجموعة فوسفات إلى بقايا السيرين والثريونين والتيروزين في البروتين ، وتغيير أشكالها وتنشيط البروتين أو تعطيله. يمكن أيضًا أن تكون جزيئات صغيرة مثل النيوكليوتيدات فسفرة. الرسل الثاني عبارة عن جزيئات صغيرة غير بروتينية تُستخدم لنقل إشارة داخل الخلية. بعض الأمثلة على الرسل الثاني هي أيونات الكالسيوم (Ca 2+) و cyclic AMP (cAMP) و diacylglycerol (DAG) و inositol triphosphate (IP).3).

9.3 الاستجابة للإشارة

إن بدء مسار الإشارة هو استجابة للمنبهات الخارجية. يمكن أن تتخذ هذه الاستجابة عدة أشكال مختلفة ، بما في ذلك تخليق البروتين ، أو تغيير في التمثيل الغذائي للخلية ، أو نمو الخلايا ، أو حتى موت الخلية. تؤثر العديد من المسارات على الخلية من خلال بدء التعبير الجيني ، والأساليب المستخدمة عديدة جدًا. تنشط بعض المسارات الإنزيمات التي تتفاعل مع عوامل نسخ الحمض النووي. يقوم البعض الآخر بتعديل البروتينات وحملها على تغيير موقعها في الخلية. اعتمادًا على حالة الكائن الحي ، يمكن للخلايا أن تستجيب عن طريق تخزين الطاقة على هيئة جليكوجين أو دهون ، أو إتاحتها على شكل جلوكوز. يسمح مسار تحويل الإشارة لخلايا العضلات بالاستجابة للمتطلبات الفورية للطاقة على شكل جلوكوز. يتم تحفيز نمو الخلايا دائمًا تقريبًا بواسطة إشارات خارجية تسمى عوامل النمو. يؤدي نمو الخلايا غير المنضبط إلى الإصابة بالسرطان ، وغالبًا ما توجد الطفرات في الجينات التي تشفر مكونات البروتين لمسارات الإشارات في الخلايا السرطانية. موت الخلايا المبرمج ، أو موت الخلايا المبرمج ، مهم لإزالة الخلايا التالفة أو غير الضرورية. يضمن استخدام الإشارات الخلوية لتنظيم تفكيك الخلية عدم إطلاق الجزيئات الضارة من السيتوبلازم في الفراغات بين الخلايا ، حيث إنها في حالة موت غير متحكم فيه ، نخر. يضمن موت الخلايا المبرمج أيضًا إعادة التدوير الفعال لمكونات الخلية الميتة. يعد إنهاء سلسلة الإشارات الخلوية أمرًا مهمًا للغاية بحيث تكون الاستجابة للإشارة مناسبة في كل من التوقيت والشدة. يعد تدهور جزيئات الإشارة وإزالة الفسفرة من الوسطاء الفسفوري للمسار بواسطة الفوسفاتيز طريقتين لإنهاء الإشارات داخل الخلية.

9.4 الإشارات في الكائنات وحيدة الخلية

تمتلك الخمائر والكائنات متعددة الخلايا آليات إشارات متشابهة. تستخدم الخمائر مستقبلات سطح الخلية وشلالات الإشارات لتوصيل المعلومات حول التزاوج مع خلايا الخميرة الأخرى. يسمى جزيء الإشارة الذي تفرزه الخمائر عامل التزاوج.

تسمى الإشارات البكتيرية باستشعار النصاب. تفرز البكتيريا جزيئات إشارات تسمى المحرضات الذاتية التي تكون إما جزيئات صغيرة كارهة للماء أو إشارات مبنية على الببتيد. المحرضات الذاتية الكارهة للماء ، مثل AHL ، تربط عوامل النسخ وتؤثر بشكل مباشر على التعبير الجيني. ترتبط الجزيئات القائمة على الببتيد الكينازات وتبدأ شلالات الإشارات في الخلايا.


مقدمة

حرباء الأوراق (بروكسيا ميكرا) في شمال مدغشقر في عام 2012. يبلغ طولها أكثر من بوصة واحدة ، وهي أصغر حرباء معروفة. (الائتمان: تعديل العمل بواسطة Frank Glaw ، وآخرون ، PLOS)

بدأ تطور الحيوانات في المحيط منذ أكثر من 600 مليون سنة بمخلوقات صغيرة ربما لا تشبه أي كائن حي اليوم. منذ ذلك الحين ، تطورت الحيوانات إلى مملكة شديدة التنوع. على الرغم من تحديد أكثر من مليون نوع من الحيوانات (الحية حاليًا) ، إلا أن العلماء يكتشفون باستمرار المزيد من الأنواع أثناء استكشافهم للنظم البيئية في جميع أنحاء العالم. يقدر عدد الأنواع الموجودة بين 3 و 30 مليون.

لكن ما هو الحيوان؟ بينما يمكننا بسهولة تحديد الكلاب والطيور والأسماك والعناكب والديدان على أنها حيوانات ، فإن الكائنات الحية الأخرى ، مثل الشعاب المرجانية والإسفنج ، ليس من السهل تصنيفها. تختلف الحيوانات في التعقيد - من الإسفنج البحري إلى الصراصير إلى الشمبانزي - ويواجه العلماء المهمة الصعبة المتمثلة في تصنيفها ضمن نظام موحد. يجب عليهم تحديد السمات المشتركة بين جميع الحيوانات وكذلك السمات التي يمكن استخدامها للتمييز بين مجموعات الحيوانات ذات الصلة. يميز نظام تصنيف الحيوانات الحيوانات بناءً على علم التشريح والتشكل والتاريخ التطوري وخصائص التطور الجنيني والتركيب الجيني. يتطور مخطط التصنيف هذا باستمرار كلما ظهرت معلومات جديدة حول الأنواع. يساعدنا فهم وتصنيف التنوع الكبير للأنواع الحية على فهم أفضل لكيفية الحفاظ على تنوع الحياة على الأرض.


مقدمة في بنية نبات الأوعية الدموية

الصورة المميزة. أقسام تشريح النبات. اليسار: المقطع العرضي لجذر بوليارك لـ Aeglopsis chevalieri، وهو نبات من عائلة الحمضيات (Rutaceae) من كاسيات البذور. في الوسط: مقطع عرضي لجذع التيل الخشبي (Hibisicus cannabinus، كاسيات البذور). إلى اليمين: بشرة ورقة ريدجال (موريندا رويوك، كاسيات البذور). الاعتمادات: Aeglopsis chevalieri Swingle (SV422) ، الكركديه كانابينوس L. (C8) و موريندا رويوك (F24) (مجموعة مرجع تشريح النبات بجامعة ميامي سوينجل ، ليست محمية بموجب حقوق النشر في الولايات المتحدة). الصور معدلة من النسخ الأصلية.

ما هي نباتات الأوعية الدموية (tracheophytes)؟

معظم النباتات البرية القصبة الهوائية، أو نباتات الأوعية الدموية. السمة المميزة لها هي وجود أنسجة الأوعية الدموية ، أو الأنسجة المتخصصة التي تقوم بتوصيل الطعام (اللحاء) و الماء (نسيج). عند النظر إليها في سياق النشوء والتطور أو في السجل الأحفوري ، يمكن تحديد القصبات الهوائية بشكل أكثر تحديدًا من خلال أصل نوع من الخلايا الموصلة للمياه المعروفة باسم القصبة الهوائية. يظهر أول دليل على القصائد الهوائية في سجل الحفريات في العصر السيلوري. تنوعت Tracheophytes لاحقًا هيكليًا ، مع ظهور العديد من الابتكارات الرئيسية بنهاية العصر الديفوني ، مثل الأوراق والخشب. مرحلة الحياة السائدة في معظم النباتات الوعائية هي نبت بوغي، أو النبات ثنائي الصيغة الصبغية لإنتاج البوغ.

أنسجة الأوعية الدموية. اليسار: المقطع العرضي لحزمة الأوعية الدموية في ساق البرسيم (تريفوليوم، كاسيات البذور) تظهر اللحاء الموصّل للغذاء والخشب المائي. إلى اليمين: تفاصيل جزء من القصيبات في خشب الصنوبر (صنوبر، صنوبرية) خشب ، مقطع شعاعي (مقطع طولي على نصف قطر المحور) لاحظ الحفر المميزة ذات الحدود الدائرية النموذجية للقصبات الصنوبرية. ائتمانات: اللحاء واللب في تريفوليوم جذع وحفر دائرية يحدها في صنوبر الخشب (فاييت أ.رينولدز إم إس / مكتبة العلوم البيولوجية بكلية بيركشاير المجتمعية ، عبر فليكر ، CC0 1.0 / إهداء المجال العام).

تنتمي القصبة الهوائية الحية إلى واحدة من مجموعتين شقيقتين رئيسيتين: 1) الليكوفيت (الطحالب والأقارب) و 2) يوفيلوفيتيس (السرخس وذيل الحصان ونباتات البذور). تعتبر نباتات الليكوفيت والسراخس وذيل الحصان نباتات وعائية خالية من الأبواغ (بدون بذور) تسمى أحيانًا مجتمعة البتيريدوفيت. تشترك هذه النباتات في بعض الخصائص الهيكلية والتنموية المتجانسة أو الأجداد. وبالتالي ، يكون مفيدًا في بعض الأحيان عند مناقشة التركيب المقارن للنبات البوغي للنباتات الوعائية لمقارنة الخلايا البتيريدوفيتية paraphyletic مع monophyletic. الحيوانات المنوية، أو نباتات البذور. علاوة على ذلك ، في حين كاسيات البذور (النباتات المزهرة) هي مجموعة من نباتات البذور ، ولها العديد من الخصائص الهيكلية الفريدة التي تميزها عن بعضها عاريات البذور (المجموعة مكونة من نباتات البذور غير كاسيات البذور).

العلاقات بين مجموعات النباتات الأرضية الرئيسية الموجودة. تُظهر شجرة النشوء والتطور هذه العلاقات النسبية بين النباتات الأرضية الموجودة ، مع التركيز على مجموعات النباتات الوعائية. لاحظ أن العلاقات بين مجموعات عاريات البذور الموجودة تظهر دون حل. تشير تحليلات علم الوراثة الجزيئي الحديثة إلى أن عاريات البذور الموجودة هي أحادية النمط ، وهذا يتعارض مع الرأي التقليدي القائل بأن عاريات البذور الموجودة هي مجموعة paraphyletic. بغض النظر ، فإن عاريات البذور تكون شبيهة بالحيوية عند تضمين المجموعات المنقرضة. ائتمان: E.J. Hermsen (صفقة).

نظرة عامة على بنية الطور البوغي

تشمل دراسة بنية النبات علم التشكل المورفولوجيا، ودراسة الشكل ، و تشريح، دراسة التركيب الداخلي (الخلايا ، الأنسجة ، إلخ). يستخدم علم النبات القديم كلاً من هذين التخصصين من أجل تحليل النباتات الأحفورية.

أعضاء وأنظمة أعضاء الجسم النباتية

البوغة النباتية الوعائية (يشار إليها فيما بعد باسم النبات) تشمل ثلاث فئات أساسية من غير التكاثر ، أو الخضري ، الأعضاء. هذه هي الجذور والسيقان والأوراق. الجذور هي أعضاء تحدث عادة تحت الأرض وتثبت النبات في التربة. كما أنها تعمل على امتصاص الماء وفي التخزين أحيانًا. غالبًا ما تكون السيقان (وإن لم يكن دائمًا) هياكل فوق الأرض. تحمل السيقان الأوراق ، وتعمل أيضًا كقنوات توصيل بين الجذور والأوراق. أخيرًا ، الأوراق عبارة عن ملحقات جانبية على الساق. وظيفتها الرئيسية هي التمثيل الضوئي. يُعرف الجذع وأوراقه معًا باسم a أطلق النار.

يمكن تقسيم أعضاء النبات إلى قسمين نظام الاعضاء. تُعرف جميع البراعم (السيقان والأوراق) للنبات معًا باسم نظام الإطلاق، في حين أن كل الجذور معًا تشكل نظام الجذر. سبورانجيا (الهياكل المنتجة للأبواغ) تُحمل على أوراق أو براعم معدلة ، وبالتالي ، يمكن أيضًا اعتبار الأعضاء الحاملة للسبورانجيوم جزءًا من نظام إطلاق النار.

الأعضاء الخضرية والأنظمة العضوية للنباتات البوغية النباتية الوعائية. يشتمل نظام التصوير على جميع السيقان والأوراق والتركيبات التناسلية (سبورانجيا ، مخاريط ، أزهار ، إلخ). يشمل نظام الجذر جميع الجذور. ائتمان: E.J. Hermsen (صفقة).

نمو

نمو هي العملية التي يزداد بها النبات في الحجم (الطول ، الارتفاع ، أو المحيط) من خلال انقسام الخلية (إضافة خلايا جديدة) وتوسيع الخلية. عادة ما يتركز الانقسام الخلوي النشط في المناطق المعروفة باسم meristems. عندما تبتعد الخلايا عن الخلايا الإنشائية بنمو جديد ، فإنها تبدأ في التمايز. التفاضل هي العملية التي تتخذ من خلالها الخلية هوية ووظيفة محددة في جسم النبات. بمجرد تمييز الخلية تمامًا ، أو ناضجة، غالبًا لا - وفي كثير من الحالات لا يمكن - أن تنقسم أكثر.

تحتوي البوغات النباتية الوعائية على فئتين رئيسيتين من الخلايا الإنشائية التي تساهم في النمو: القمي والجانبي. ومع ذلك ، قد تساهم أنواع أخرى من meristems في نمو السيقان وتوسيع الأوراق (على سبيل المثال ، meristems interalary ، meristems الهامشية).

نسيج قمي

النسيج الإنشائي القمي هو عبارة عن أنسجة على أطراف الجذور والسيقان التي تضيف طولًا لهذه الأعضاء ، ويُعرف النمو من الإنشقاقات القمية باسم النمو الأولي. ينتج النمو الأولي أيضًا الأوراق. ال المقاييس الأوليةالأديم, نسيج الأرض، و البروكامبيوم—تتضمن خلايا متمايزة جزئيًا. يمكن العثور على النسيج الإنشائي الأولي في المناطق التي لا تزال تشهد نموًا بين النسيج الإنشائي القمي السليم والأنسجة الناضجة تمامًا للساق والأوراق والجذر. هم يتوافقون مع الثلاثة أنظمة الأنسجة من نباتات الأوعية الدموية (كما هو موضح أدناه).

أسس قمي وأولية. اليسار: المقطع الطولي لقمة إطلاق النار للقوليوس (بلكترانثوس، كاسيات البذور) ، التي تُظهر النسيج الإنشائي القمي للنبتة والقشرة الإنشائية الأولية ، فإن المشاريع الشبيهة بالقرن على جانبي النسيج الإنشائي القمي تقوم بتطوير الأوراق. يمينًا: مقطع طولي من قمة جذر القمح (تريتيكوم) يقع النسيج الإنشائي القمي للجذر فوق غطاء الجذر مباشرةً. الاعتمادات: طرف إطلاق النار Coleus وطرف جذر القمح (BlueRidgeKitties ، عبر flickr ، CC BY-NC-SA 2.0). الصور معدلة من النسخ الأصلية.

الأنفاق الجانبية (كامبيا)

الإنشائات الجانبية ، وتسمى أيضًا كامبيا أو مقاسات ثانوية، تقع داخل الجذور والسيقان وتزيد من قطر هذه الهياكل. يُعرف النمو من كامبيا باسم النمو الثانوي. لا يوجد نمو ثانوي للنباتات البتيريدية الحية. قد يكون لنباتات البذور نمو ثانوي وقد لا يكون لها ، اعتمادًا على التصنيف.

يحتوي الجذع الخشبي أو الجذر على منطقتين رئيسيتين متحدة المركز خشب وتحيط به لحاء الشجر. في نبات البذور الخشبية النموذجي ، يساهم نوعان من الخلايا الإنشائية الجانبية في الخلايا في هذه المناطق. ال الشريان القلبي هي طبقة من الخلايا المنقسمة بين الخشب واللحاء. ينتج أنسجة الأوعية الدموية في الداخل (نسيج الخشب) وإلى الخارج (اللحاء) ، مما يساهم في نمو كل من الخشب واللحاء. ال الفلين طبقة الكامبيوم يتطور داخل اللحاء ويضيف على الأخص طبقات واقية الفلين إلى اللحاء.

يشمل اللحاء المنطقة بأكملها خارج الكامبيوم الوعائي. بالإضافة إلى الأنسجة التي تنتجها الكامبيا ، قد تشمل أيضًا الأنسجة التي ينتجها النمو الأولي. يتكون الخشب بالكامل من نسيج الخشب (بشكل أكثر تحديدًا ، نسيج الخشب الثانوي ، أو نسيج الخشب الناتج عن النمو الثانوي).

الشريان القلبي. المقطع العرضي لأشجار الصنوبر الخشبية (صنوبر) إيقاف. الكامبيوم الوعائي هو طبقة من الخلايا المنقسمة الواقعة بين الخشب واللحاء. لاحظ أن الكامبيوم الوعائي ينتج خلايا داخل وخارج الخلايا يتم إنتاجها في صفوف مرتبة. في هذا الجذع الصغير ، لا يزال الكثير من الأنسجة الأولية موجودًا في اللحاء ولا توجد طبقة فلين متطورة. للحصول على مثال جيد للفلين ، انظر المقطع العرضي للولادة (أرستولوتشيا) محيط الأدمة أدناه. الائتمان: أربع سنوات صنوبر (فايت أ.رينولدز إم إس / مكتبة صور العلوم البيولوجية بكلية بيركشاير المجتمعية ، عبر فليكر ، CC0 1.0 / إهداء المجال العام). الصورة معدلة من الأصل.

أنظمة الأنسجة والأنسجة أمبير

الأنسجة هي مناطق من الخلايا في جسم النبات مرتبطة وظيفيًا وجسديًا ببعضها البعض. هناك فئتان أساسيتان من الأنسجة في جسم النبات ، بسيط و مركب. تتكون الأنسجة البسيطة من نوع واحد من الخلايا ، بينما تشتمل الأنسجة المعقدة على أكثر من نوع واحد من الخلايا. يمكن أيضًا تصنيف الأنسجة على أنها الأنسجة الأولية أو الأنسجة الثانوية. يتم إنتاج الأنسجة الأولية عن طريق النمو من النسيج الإنشائي القمي والأولي ، بينما يتم إنتاج الأنسجة الثانوية عن طريق النمو من الكامبيا.

يمكن كذلك تجميع الأنسجة في أنظمة الأنسجة. قد تشمل أنظمة الأنسجة أكثر من نوع واحد من الأنسجة. أنظمة الأنسجة الثلاثة وأنسجتها هي:

نظام الأنسجة الجلدية

يغطي نظام الأنسجة الجلدية السطح الخارجي لجسم النبات. النسيج الجلدي الأساسي هو البشرةالذي ينضج من الأديم. عادة ما تكون البشرة عبارة عن طبقة خلية واحدة سميكة وتتكون بشكل أساسي من البشرة الخلايا. النسيج الجلدي الثانوي هو محيط الأدمة، الذي ينتجه الكامبيوم الفلين ويشكل جزءًا من اللحاء في النباتات الخشبية. يتكون Periderm من طبقات متعددة من الخلايا ، بما في ذلك الطبقات الخارجية الواقية الفلين الخلايا (التي تموت عندما تنضج) ، والكامبيوم الفلين ، ومنطقة داخلية رقيقة عادةً من الخلايا الحية. أنسجة الجلد معقدة (تتكون من أكثر من نوع واحد من الخلايا).

نظام الأنسجة الوعائية

يقوم نظام الأنسجة الوعائية (غالبًا ما يسمى نظام الأنسجة الحُزم) بتوصيل الطعام والماء عبر جسم النبات. نوعان من الأنسجة الوعائية هما اللحاء ، أو الأنسجة الموصلة للغذاء ، والخشب ، أو النسيج الموصّل للماء. اللحاء والخشب عبارة عن أنسجة معقدة وتشمل الخلايا الموصلة وأنواع الخلايا الأخرى. الخلايا الموصلة هي عناصر الغربال في اللحاء و عناصر tracheary في نسيج الخشب (القصبة الهوائية هي نوع من عنصر القصبة الهوائية). يمكن أن تكون أنسجة الأوعية الدموية أولية أو ثانوية ، حسب أصلها. إذا نضج من البروكامبيوم ، فهو أساسي إذا نشأ من الكامبيوم الوعائي ، فهو ثانوي.

في الأوراق ، غالبًا ما يتم ترتيب أنسجة الأوعية الدموية في واحد أو أكثر عروق أو حزم الأوعية الدموية (خيوط) قد تشكل شبكات معقدة. الأوردة محاطة بمنطقة من نسيج الأرض (تمت مناقشتها أدناه) تسمى ميسوفيل.

ترتيب الأنسجة الوعائية في الورقة. إلى اليسار: رسم تخطيطي لورقة ، مع وجود سويقة (ساق) وعروق باللون الأرجواني ، الجزء الممتد بالكامل من الورقة الذي يتم تضمين الأوردة فيه هو النصل. يشير الخط المنقط إلى مكان قطع الورقة لعمل مقطع عرضي. يمينًا: مقطع عرضي من نصل الأوراق يُظهر الحزم الوعائية المضمنة في النسيج الوسطي. ائتمان: E.J. Hermsen (صفقة).

في الجذع ، يختلف ترتيب أنسجة الأوعية الدموية الأولية. يمكن ترتيبه ، على سبيل المثال ، في اسطوانة صلبة (أولي), أسطوانة مجوفة تحيط بلب مركزي (سيفونوستيلي) ، أو في حزم وعائية منفصلة حول اللب (eustele). عادةً ما يتخذ النسيج الوعائي الأساسي للجذر شكل بروتستيلي (أسطوانة صلبة) مع خيط مركزي من نسيج الخشب المفصص واللحاء بين فصوص نسيج الخشب.

ترتيب أنسجة الأوعية الدموية الأولية في المحاور (السيقان والجذور). توضح المخططات أعلاه المحاور (الجذور أو السيقان) في المقطع العرضي (المقطع العرضي). اليسار: بروتستيل ، نسيج وعائي صلب بدون لب ، هذا الترتيب نموذجي للجذور وسيقان الليكوفيت. المركز: Siphonostele ، نسيج وعائي في حلقة تحيط بلب ، هذا الترتيب نموذجي لسيقان السرخس. إلى اليمين: Eustele ، الأنسجة الوعائية في الحزم المحيطة باللباب ، وهذا الترتيب نموذجي لسيقان نبات البذور. ائتمان: E.J. Hermsen (صفقة).

في السيقان والجذور ذات النمو الثانوي ، يشكل نسيج الخشب الثانوي عادةً حلقة مستمرة داخلية لحلقة مستمرة من اللحاء الثانوي. يتم فصل نسيج الخشب واللحاء بواسطة كامبيوم وعائي رفيع ، أو طبقة من الخلايا المنقسمة غير المتمايزة. يُعرف نسيج الخشب الثانوي أيضًا باسم الخشب. جميع الأنسجة الخارجية للكامبيوم الوعائي هي جزء من اللحاء. وبالتالي ، فإن اللحاء الثانوي جزء من اللحاء.

الترتيب النسبي للأنسجة الثانوية في جذع خشبي ناضج. يوضح هذا الرسم البياني الترتيب النسبي للأنسجة الثانوية في جذع نبات البذور الناضج في المقطع العرضي. لاحظ أنه يتم الاحتفاظ ببعض الأنسجة الأولية في وسط الجذع الخشبي. تُظهر الأسهم الصفراء اتجاهات انقسام الخلايا التي تضيف خلايا إلى اللحاء الثانوي والخشب الثانوي. سيكون الجذر الخشبي مشابهًا في علم التشريح ، باستثناء أن مركز الجذع سيتكون من خصلة مفصصة من نسيج الخشب الأساسي بدون لب. في السيقان الخشبية الصغيرة ، قد يتم الاحتفاظ ببعض الأنسجة الأولية بين اللحاء الثانوي والأدمة المحيطة (انظر المقطع العرضي لجذع الصنوبر الصغير أعلاه في هذه الصفحة للحصول على مثال). غالبًا ما يتم سحقها وتدميرها / تقشيرها مع تقدم عمر الساق. ائتمان: E.J. Hermsen (صفقة).

نظام الأنسجة الأرضية

يملأ نظام الأنسجة الأرضية (ويسمى أيضًا نظام الأنسجة الأساسي) الفراغات الموجودة في جسم النبات بين أنسجة الجلد والأوعية الدموية التي تتطور من النسيج الإنشائي الأرضي. عادة ما تكون الأنسجة الأرضية نسيجًا أوليًا. يمكن العثور عليها بشكل أساسي في المناطق التالية من جسم النبات:

  • القشرة: المنطقة الواقعة بين البشرة والأنسجة الوعائية في الساق والجذر.
  • لب: المنطقة الموجودة في وسط الجذع ، داخل نسيج الأوعية الدموية (غير موجودة دائمًا).
  • ميسوفيل: يحدث بين الحزم الوعائية للورقة وحولها.

بالإضافة إلى ذلك ، تحدث الأنسجة الأرضية بين الحزم الوعائية في السيقان ذات الحزم الوعائية المنفصلة ، مثل السيقان ذات النتوءات.

هناك ثلاثة أنواع من أنسجة الأرض: حمة, Collenchyma، و الصلبة. إنها أنسجة بسيطة. تشترك الخلايا التي تتكون منها هذه الأنسجة في اسم نوع الأنسجة الخاص بها: خلايا الحمة, خلايا Collenchyma، و الخلايا الصلبة. غالبًا ما تحتوي خلايا الحمة على جدران خلوية رفيعة ، في حين أن خلايا النسيج اللولبي والخلايا الصلبة لها جدران خلوية أكثر سمكًا. يضيف Collenchyma دعمًا للسيقان والأوراق غير الخشبية ، في حين أن الخلايا الصلبة الصلبة غالبًا ما تعمل في الدعم أو الحماية. الحمة متعددة الاستخدامات ، وتعمل في التمثيل الضوئي ، والتخزين ، والشفاء ، وما إلى ذلك.

ملاحظة: لا تحدث خلايا الحمة وخلايا المصلبة فقط في نظام الأنسجة الأرضية. يمكن العثور عليها أيضًا في أنسجة الأوعية الدموية.


لاري روكوود أستاذ علم الأحياء والعلوم والسياسات البيئية ، ورئيس قسم علم الأحياء في جامعة جورج ميسون في فيرفاكس ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة الأمريكية. حصل على بكالوريوس العلوم. شهادة في علم النفس الحيوي ودكتوراه. شهادة في علم الأحياء من جامعة شيكاغو. تم إجراء أبحاثه المبكرة في كوستاريكا حيث درس أنماط العلف في النمل القاطع لأوراق الشجر. في الآونة الأخيرة ، تعاون في مجموعة متنوعة من المشاريع من صراعات الذئب البشري إلى جوانب بيئة الطيور وبيئة النبات. قام بتدريس علم البيئة التمهيدي وعلم البيئة السكانية وعلم البيئة الاستوائية منذ ما يقرب من 40 عامًا. In 2014 Dr Rockwood was presented with the David J. King Award in recognition of &ldquooutstanding contributions to enhancing teaching and learning&rdquo by George Mason University.

Request permission to reuse content from this site


9.2 Propagation of the Signal

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • Explain how the binding of a ligand initiates signal transduction throughout a cell
  • Recognize the role of phosphorylation in the transmission of intracellular signals
  • Evaluate the role of second messengers in signal transmission

Once a ligand binds to a receptor, the signal is transmitted through the membrane and into the cytoplasm. Continuation of a signal in this manner is called signal transduction . Signal transduction only occurs with cell-surface receptors, which cannot interact with most components of the cell such as DNA. Only internal receptors are able to interact directly with DNA in the nucleus to initiate protein synthesis.

When a ligand binds to its receptor, conformational changes occur that affect the receptor’s intracellular domain. Conformational changes of the extracellular domain upon ligand binding can propagate through the membrane region of the receptor and lead to activation of the intracellular domain or its associated proteins. In some cases, binding of the ligand causes dimerization of the receptor, which means that two receptors bind to each other to form a stable complex called a dimer. A dimer is a chemical compound formed when two molecules (often identical) join together. The binding of the receptors in this manner enables their intracellular domains to come into close contact and activate each other.

Binding Initiates a Signaling Pathway

After the ligand binds to the cell-surface receptor, the activation of the receptor’s intracellular components sets off a chain of events that is called a signaling pathway , sometimes called a signaling cascade. In a signaling pathway, second messengers–enzymes–and activated proteins interact with specific proteins, which are in turn activated in a chain reaction that eventually leads to a change in the cell’s environment (Figure 9.10), such as an increase in metabolism or specific gene expression. The events in the cascade occur in a series, much like a current flows in a river. Interactions that occur before a certain point are defined as upstream events, and events after that point are called downstream events.

اتصال مرئي

In certain cancers, the GTPase activity of the RAS G-protein is inhibited. This means that the RAS protein can no longer hydrolyze GTP into GDP. What effect would this have on downstream cellular events?

You can see that signaling pathways can get very complicated very quickly because most cellular proteins can affect different downstream events, depending on the conditions within the cell. A single pathway can branch off toward different endpoints based on the interplay between two or more signaling pathways, and the same ligands are often used to initiate different signals in different cell types. This variation in response is due to differences in protein expression in different cell types. Another complicating element is signal integration of the pathways, in which signals from two or more different cell-surface receptors merge to activate the same response in the cell. This process can ensure that multiple external requirements are met before a cell commits to a specific response.

The effects of extracellular signals can also be amplified by enzymatic cascades. At the initiation of the signal, a single ligand binds to a single receptor. However, activation of a receptor-linked enzyme can activate many copies of a component of the signaling cascade, which amplifies the signal.

ارتباط بالتعلم

Observe an animation of cell signaling at this site.

Methods of Intracellular Signaling

The induction of a signaling pathway depends on the modification of a cellular component by an enzyme. There are numerous enzymatic modifications that can occur, and they are recognized in turn by the next component downstream. The following are some of the more common events in intracellular signaling.

الفسفرة

One of the most common chemical modifications that occurs in signaling pathways is the addition of a phosphate group (PO4 –3 ) to a molecule such as a protein in a process called phosphorylation. The phosphate can be added to a nucleotide such as GMP to form GDP or GTP. Phosphates are also often added to serine, threonine, and tyrosine residues of proteins, where they replace the hydroxyl group of the amino acid (Figure 9.11). The transfer of the phosphate is catalyzed by an enzyme called a kinase . Various kinases are named for the substrate they phosphorylate. Phosphorylation of serine and threonine residues often activates enzymes. Phosphorylation of tyrosine residues can either affect the activity of an enzyme or create a binding site that interacts with downstream components in the signaling cascade. Phosphorylation may activate or inactivate enzymes, and the reversal of phosphorylation, dephosphorylation by a phosphatase, will reverse the effect.

Second Messengers

Second messengers are small molecules that propagate a signal after it has been initiated by the binding of the signaling molecule to the receptor. These molecules help to spread a signal through the cytoplasm by altering the behavior of certain cellular proteins.

Calcium ion is a widely used second messenger. The free concentration of calcium ions (Ca 2+ ) within a cell is very low because ion pumps in the plasma membrane continuously remove it by using adenosine-5'-triphosphate (ATP). For signaling purposes, Ca 2+ is stored in cytoplasmic vesicles, such as the endoplasmic reticulum, or accessed from outside the cell. When signaling occurs, ligand-gated calcium ion channels allow the higher levels of Ca 2+ that are present outside the cell (or in intracellular storage compartments) to flow into the cytoplasm, which raises the concentration of cytoplasmic Ca 2+ . The response to the increase in Ca 2+ varies and depends on the cell type involved. For example, in the β-cells of the pancreas, Ca 2+ signaling leads to the release of insulin, and in muscle cells, an increase in Ca 2+ leads to muscle contractions.

Another second messenger utilized in many different cell types is cyclic AMP (cAMP) . Cyclic AMP is synthesized by the enzyme adenylyl cyclase from ATP (Figure 9.12). The main role of cAMP in cells is to bind to and activate an enzyme called cAMP-dependent kinase (A-kinase) . A-kinase regulates many vital metabolic pathways: It phosphorylates serine and threonine residues of its target proteins, activating them in the process. A-kinase is found in many different types of cells, and the target proteins in each kind of cell are different. Differences give rise to the variation of the responses to cAMP in different cells.

Present in small concentrations in the plasma membrane, inositol phospholipids are lipids that can also be converted into second messengers. Because these molecules are membrane components, they are located near membrane-bound receptors and can easily interact with them. Phosphatidylinositol (PI) is the main phospholipid that plays a role in cellular signaling. Enzymes known as kinases phosphorylate PI to form PI-phosphate (PIP) and PI-bisphosphate (PIP2).

The enzyme phospholipase C cleaves PIP2 to form diacylglycerol (DAG) and inositol triphosphate (IP3) (Figure 9.13). These products of the cleavage of PIP2 serve as second messengers. Diacylglycerol (DAG) remains in the plasma membrane and activates protein kinase C (PKC), which then phosphorylates serine and threonine residues in its target proteins. IP3 diffuses into the cytoplasm and binds to ligand-gated calcium channels in the endoplasmic reticulum to release Ca 2+ that continues the signal cascade.


شاهد الفيديو: 7 احياء اول ثانوي علمي: التشريح الداخلي للجذر (كانون الثاني 2022).