الدرس الثاني: دراسة تفصيلية لتراكيب النبات (الجذور، الساق، الأوراق) وآليات النقل الداخلي
يتكون جسم النبات الراقي من أعضاء وتراكيب متخصصة تعمل معاً في تناغم تشريحي متكامل لنقل الموارد وصناعة الغذاء. تبدأ المنظومة بالجذور الممتدة في عمق التربة والمزودة بشعيرات جذرية دقيقة تزيد من مساحة سطح امتصاص الماء والأملاح المعدنية وتثبيت النبات. ثم الساق التي تمثل الدعامة المركزية وتتنوع صورها في الطبيعة بين خشبية، ومستقيمة، ومتسلقة، ودرنات تحت الأرض، وسيقان مدادة أفقية. وتحتوي الساق على شبكة أوعية نقل داخلية عبقرية تشمل أوعية الخشب الصاعدة التي تنقل الماء والأملاح من الجذور إلى الأوراق، وأوعية اللحاء الهابطة التي توزع الغذاء السكري المصنوع في الأوراق إلى سائر أجزاء النبات. وأخيراً تمثل الأوراق مصانع الغذاء بما تحتويه من بلاستيدات خضراء وثغور تنفسية هوائية منظمة وفق معايير المناهج التعليمية المعتمدة.
1. تراكيب الجذور والشعيرات الجذرية
الجذر هو العضو السفلي للنبات وله وظيفتان حيويتان حاسمتان:
- تثبيت النبات: يرسخ النبات في التربة لمقاومة الرياح الشديدة وتدفق المياه.
- امتصاص الماء والأملاح: يسحب المحاليل المغذية من مسام التربة ونقلها إلى الساق.
- الشعيرات الجذرية (Root Hairs): امتدادات مجهرية دقيقة تشبه الشعر تخرج من خلايا الجذر، وظيفتها الأساسية
زيادة مساحة سطح الامتصاصلجمع أكبر كمية من الماء والأملاح.
2. جهاز النقل الداخلي: أوعية الخشب واللحاء
شبكة أنابيب مجهرية تنقل السوائل في اتجاهات محددة داخل النبات:
| الوعاء الناقل | اتجاه النقل | المواد المنقولة | المسار التشريحي |
|---|---|---|---|
| أوعية الخشب (Xylem) | صاعد فقط (من أسفل لأعلى ↑) | الماء والأملاح المعدنية | من الجذور ⇐ عبر الساق ⇐ إلى الأوراق |
| أوعية اللحاء (Phloem) | نازل وموزع (من أعلى لجميع الأجزاء ↓) | المواد الغذائية الذائبة (سكر الجلوكوز) | من الأوراق (المصنع) ⇐ إلى الساق والجذور والبراعم |
تشابه مدهش: أوعية الخشب تشبه الشرايين في نقلها الموارد، بينما أوعية اللحاء تشبه الأوردة في توزيع النواتج.
3. تنوع أشكال السيقان في عالم النبات
تتنوع السيقان تكيفياً وفق بيئة النبات وطريقة دعامته:
| نوع الساق | الخصائص والوصف | أمثلة نباتية شهيرة |
|---|---|---|
| خشبية صلبة | ساق سميكة قوية ذات لحاء خشن | جذوع الأشجار الضخمة والشجيرات |
| رأسية مستقيمة | تنمو عمودياً لأعلى وتحمل الأزهار | معظم نباتات الزينة والزهور كدوار الشمس |
| متسلقة | لا تستطيع حمل نفسها فتتسلق الحوائط | نبات العنب ونبات اللبلاب |
| درنات تحت الأرض | ساق منتفخة مخزنة للغذاء في التربة | نبات البطاطس |
| مدادة (أفقية) | تمتد أفقياً على سطح الأرض لتكوين نباتات جديدة | نبات الفراولة |
4. الأوراق والثغور التنفسية (Stomata)
الورقة هي مصنع الغذاء الحيوي، وتتميز بخصائص مجهرية فريدة:
- الثغور (Stomata): فتحات مجهرية دقيقة منتشرة على سطح الورقة (خاصة السطح السفلي)، يدخل عبرها غاز ثاني أكسيد الكربون، ويخرج منها غاز الأكسجين وبخار الماء الزائد.
- البلاستيدات الخضراء: مصانع مجهرية تحتوي على صبغة الكلوروفيل لاقتناص الطاقة الضوئية.
- أشكال الأوراق:
• أوراق مسطحة عريضة: مثل أوراق شجر الموز واللوتس لاقتناص الضوء.
• أوراق إبرية رفيعة: مثل أوراق الصنوبر لتقليل فقد الماء في البيئات القاسية.
نشاط 1: وظيفة الشعيرات الجذرية
السؤال: علل: تتميز جذور النباتات بوجود الملايين من الشعيرات الجذرية الدقيقة.
• لزيادة مساحة سطح امتصاص الماء والأملاح المعدنية من التربة، مما يمكن النبات من الحصول على كفايته من الموارد بسرعة وكفاءة.
نشاط 2: تتبع مسار قطرة ماء
السؤال: تتبع بالترتيب مسار قطرة ماء دخلت من التربة حتى وصلت إلى خلايا ورقة نبات الذرة.
• الشعيرات الجذرية ⇐ خلايا الجذر ⇐ أوعية الخشب في الساق ⇐ أوعية الخشب في الورقة ⇐ البلاستيدات الخضراء لإتمام البناء الضوئي.
نشاط 3: المقارنة بين الخشب واللحاء
السؤال: ما الفرق الرئيسي بين وظيفة أوعية الخشب وأوعية اللحاء من حيث نوع المادة واتجاه النقل؟
• أوعية الخشب: تنقل الماء والأملاح في اتجاه صاعد واحد (من الجذر للأوراق).
• أوعية اللحاء: تنقل الغذاء السكري المصنوع في اتجاهات متعددة من الأوراق إلى جميع أجزاء النبات.
نشاط 4: تصنيف سيقان النباتات
السؤال: صنف نوع الساق في كل من: شجرة المانجو، نبات العنب، نبات البطاطس، نبات الفراولة.
• شجرة المانجو: ساق خشبية صلبة.
• نبات العنب: ساق متسلقة.
• نبات البطاطس: درنات تمتد تحت سطح الأرض.
• نبات الفراولة: سيقان مدادة تمتد أفقياً على الأرض.
نشاط 5: وظيفة الثغور في الورقة
السؤال: ماذا يحدث لو سُدّت جميع الثغور الموجودة على أوراق النبات بمادة شمعية عازلة؟
• لن يستطيع النبات امتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء لصنع غذائه، ولن يستطيع التخلص من الأكسجين وبخار الماء الزائد، فيختنق النبات ويموت سريعاً.
نشاط 6: تجربة تلوين أوعية الخشب بالكرفس
السؤال: وُضع عود كرفس أبيض في كأس به ماء ملون بحبر أحمر لمدة 24 ساعة. ما الملاحظة وما الدلالة العلمية؟
• الملاحظة: تلون أوعية الساق وعروق الأوراق باللون الأحمر.
• الدلالة العلمية: إثبات أن أوعية الخشب في الساق تقوم بنقل الماء والمحاليل صعوداً من الأسفل إلى الأوراق.
نشاط 7: تكيف الأوراق الإبرية في الصنوبر
السؤال: لماذا تتميز أوراق أشجار الصنوبر بأنها إبرية الشكل وليست عريضة ومسطحة؟
• لتقليل مساحة السطح المعرضة للهواء وبالتالي تقليل فقد الماء عن طريق النتح، ولمنع تراكم الثلوج فوقها مما يحمي الفروع من الانكسار في البيئات الباردة.
نشاط 8: تشابه أجهزة النقل في النبات والإنسان
السؤال: علل: يعتبر جهاز النقل في النبات مناظراً للجهاز الدوري في جسم الإنسان.
• لأن كلاهما يتكون من شبكة أنابيب متخصصة تنقل السوائل والمغذيات والغازات الحيوية إلى جميع الخلايا، فالخشب واللحاء يقابلهما الشرايين والأوردة في الإنسان.
اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:
اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً: