انتقال و توزیع مواد فتوسنتزی(1)

اهداف:

• آشنایی با انتقال و توزیع مواد فتوسنتزی در گیاه
• آشنایی با راهکارهای مطالعه انتقال مواد فتوسنتزی

شرح درس:

انرژی به شکل ترکیبات کربنی یا مواد فتوسنتزی ذخیره می گردد. گرچه بخشی از کربنی که به صورت روزانه ذخیره می شود، توسط برگ برای رشد و متابولیسم مصرف می گردد، بخش اعظم آن برای مصرف در اندام هایی که فتوسنتز نمی کنند از برگ خارج می گردد. در این مکان ها انرژی یا مستقیماً به مصرف سوخت و ساز می رسد یا وارد بخش های ذخیره ای می شود تا بعداً مورد مصرف سوخت وساز قرار گیرد. منظور از انتقال مواد فتوسنتزی حرکت آنها در مسیر های طولانی است. انتقال در بافت های آوندی که آوند آبکش نامیده می شوند صورت می گیرد. انتقال آبکشی یکی از فرایندهای پراهمیت است که وظیفه ی آن انتقال موثر انرژی و کربن حاصل از فتوسنتز در داخل پیکر موجود زنده است.

آغاز تلاش برای تشخیص و تفکیک انتقال ترکیبات معدنی و آلی در گیاهان به کارهای آناتومیست قرن 17 یعنی مالپیگی بر می گردد. در این آزمایش ها، مالپیگی حلقه ای از پوست (شامل آوندهای آبکش) را از چوب(شامل آوندهای چوبی) ساقه های جوان در محل لایه ی کامبیوم جدا کرد.این روش تحت عنوان حلقه برداریgirdling معروف است. در این حالت چون آوندهای چوبی دست نخورده می ماند، آب و مواد غذایی معدنی به حرکت رو به بالای خود به سمت برگ ها ادامه می دهند و گیاه قادر خواهد بود برای مدتی بقای خود را حفظ نماید. در گیاهانی که حلقه برداری شده اند نواحی بالاتر از برش حالت متورم پیدا می کنند. سال ها این آزمایش تکرار شده و دست کاری هایی در آن صورت گرفته است و روش های ابداع گردیده که از جمله ی آنها می توان به حلقه برداری بدون ایجاد زخم به وسیله ی بخار یا سرمای شدید اشاره کرد.

حالت تورم در این موارد تا حدی مربوط به تجمع جریان رو به پایین مواد فتوسنتزی است که در اثر انسداد یا اختلال در آوند آبکش از حرکت باز داشته شده اند. جریان رو به پایین مواد نیتروژنه و احتمالاً هورمون ها را نیز که به تکثیر و رشد سلول های بالای ناحیه انسداد یا برش سرعت می بخشند شامل می شود. البته در نهایت سیستم ریشه ای به دلیل فقدان مواد غذایی دچار گرسنگی خواهد شد و گیاه حلقه برداری شده خواهد مرد.
 
از تجزیه ی مواد استخراج شده از آوند آبکش مدارک مستقیم تری به دست آمده که انتقال مواد فتوسنتزی توسط آوند آبکش را تایید می کند. متاسفانه تجزیه و تحلیل بافت آبکش همانند بافت چوبی به سادگی امکان پذیر نیست. دلیل این موضوع آن است که عناصر انتقال دهنده در آوند آبکش، برخلاف عناصر چوبی و تراکئیدها،سلول های زنده هستند.

این سلول ها دارای سیتوپلاسم غلیظ با فعالیت متابولیکی هستند و به دلیل قابلیت آب بندی سیتوپلاسم آن ها،  محتویات آن ها همانند آوندهای چوبی به سهولت به خارج تراوش نمی کند. علاوه بر این، آوند آبکش حاوی تعداد زیادی از سلول های پارانشیمی است که اگرچه مستقیماً در فرایند انتقال دخالت ندارند،ولی سبب ایجاد ناخالصی در سیتوپلاسم می شوند.

ایجاد برش در ساقه بعضی از گیاهان علفی موجب تراوش شیره ای می شود که عمدتاً از آوند آبکش است اما در بعضی از گیاهان مثل بعضی از گونه های خانواده های کدوییان شیره های تراوش شده در تماس با اکسیژن به سرعت به صورت ژل در آمده و از این رو جمع آوری و تجزیه ی آن ها مشکل است.

برای دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.

مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه: فاضل صحرانشین سامانی