الصف الثالث الثانوي - أحياء
الباب الثاني: التنسيق الهرموني في الكائنات الحية
الأكسينات النباتية ودورها في تنظيم النمو والانتحاء
انقر على أي جملة للاستماع إليها مباشرة 👆
يُعد الاتزان الداخلي والتكامل الوظيفي في الكائنات الحية ثمرة التعاون الوثيق بين جهازين رئيسيين: الجهاز العصبي وجهاز الغدد الصماء الهرموني. ورغم عدم امتلاك النباتات لجهاز عصبي أو غدد إفرازية صماء متخصصة، إلا أنها تمتلك منظومة كيميائية بالغة الدقة لتنظيم وتنسيق كافة عملياتها الحيوية تُعرف بالهرمونات النباتية أو الأكسينات. أثبتت أبحاث بويسن جنسن وفنت أن القمم النامية للسيقان والبراعم الطرفية هي مراكز التصنيع الحيوية للأكسينات (وأشهرها مركب إندول حمض الخليك IAA)، حيث تفرز هذه المواد الكيميائية لتنتقل عبر أنسجة النبات إلى مناطق الاستجابة وتؤثر تأثيراً مباشراً على استطالة الخلايا وانقسامها، مما يفسر ظواهر الانتحاء الضوئي والأرضي والمائي، وتكوين الثمار وتساقط الأوراق وتثبيط أو تنشيط نمو البراعم الجانبية.
1. مفهوم الهرمونات واكتشاف الأكسينات النباتية
الهرمون (Hormone): مادة كيميائية عضوية تُفرز بكميات محدودة جداً وتنتقل لتؤثر على وظيفة ونمو عضو أو نسيج مستهدف آخر.
جهود العلماء في دراسة الهرمونات:
- كلود برنار (1855): اعتبر السكر المدخر في الكبد إفرازاً داخلياً، والصفراء إفرازاً خارجياً للكبد.
- ستارلنج (1905): وجد أن البنكرياس يفرز عصارته الهاضمة فور وصول الغذاء للاثني عشر حتى بعد قطع الاتصال العصبي، وأطلق اسم 'هرمونات' على المواد الكيميائية المنبهة.
- بويسن جنسن (1913): أول من أشار للأكسينات في النبات وأثبت أن القمة النامية للغلاف الورقي لبادرة الشوفان تفرز مواد كيميائية (إندول حمض الخليك) تهاجر لمنطقة الاستجابة وتسبب الانتحاء.
2. الأهمية الحيوية للأكسينات النباتية وتطبيقاتها
- تنظيم تتابع نمو الأنسجة وتمايزها الخلوي.
- التأثير على النمو بالتنشيط أو التثبيط وفق تركيز الأكسين ونوع العضو (الساق تحتاج تركيزاً أعلى من الجذر).
- التحكم في موعد تفتح الأزهار وتساقط الأوراق ونضج الثمار وتساقطها.
- تكوين الثمار العذرية (الإثمار العذري الصناعي) برش مياسم الأزهار بخلاصة حبوب اللقاح أو إندول حمض الخليك دون إخصاب لإنتاج ثمار لا بذرية.
- تمكين الإنسان من التحكم في إخضاع نمو النبات وتوجيهه زراعياً.
السؤال: فسر لماذا تنتحي الساق نحو مصدر الضوء الجانبي بينما ينتحي الجذر بعيداً عن الضوء؟
التفسير العلمي: عند تعريض البادرة لضوء جانبي، تهاجر الأكسينات من الجانب المضيء إلى الجانب المظلم (تصل نسبتها في الجانب المظلم إلى 65% وفي المضيء 35%):
- في الساق: التركيز العالي للأكسينات في الجانب المظلم ينشط استطالة خلاياه أكثر من المضيء فتنحني الساق نحو الضوء (انتحاء ضوئي موجب).
- في الجذر: خلايا الجذر شديدة الحساسية للأكسين، فالتركيز العالي للأكسين في الجانب المظلم يُثبط استطالة خلاياه، بينما تستمر خلايا الجانب المضيء في النمو بمعدل أسرع، فينحني الجذر بعيداً عن الضوء (انتحاء ضوئي سالب).
التفسير العلمي: عند تعريض البادرة لضوء جانبي، تهاجر الأكسينات من الجانب المضيء إلى الجانب المظلم (تصل نسبتها في الجانب المظلم إلى 65% وفي المضيء 35%):
- في الساق: التركيز العالي للأكسينات في الجانب المظلم ينشط استطالة خلاياه أكثر من المضيء فتنحني الساق نحو الضوء (انتحاء ضوئي موجب).
- في الجذر: خلايا الجذر شديدة الحساسية للأكسين، فالتركيز العالي للأكسين في الجانب المظلم يُثبط استطالة خلاياه، بينما تستمر خلايا الجانب المضيء في النمو بمعدل أسرع، فينحني الجذر بعيداً عن الضوء (انتحاء ضوئي سالب).
الاستنتاج: أثبت فنت أن الأكسينات تنتشر من القمة النامية إلى مكعب الأجار، وعند وضع مكعب الأجار الحاوي للأكسين على أحد جانبي قمة مقطوعة، تنحني البادرة بالرغم من غياب القمة الحية، مما يبرهن أن الانتحاء استجابة كيميائية بحتة لتفاوت توزيع الأكسين.
اضغط على أي بطاقة لاكتشاف المعنى الدقيق، واضغط على أيقونة الصوت للاستماع للنطق:
الأكسينات النباتية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مواد كيميائية تفرزها القمم النامية والبراعم لتنظيم نمو واستجابة النبات
💡 إضاءة وتوضيح: أشهرها إندول حمض الخليك IAA
إندول حمض الخليك
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
المركب العضوي الأشهر من عائلة الأكسينات النباتية المسؤولة عن النمو
💡 إضاءة وتوضيح: Indole-3-acetic acid
القمة النامية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
النسيج المرستيمي النشط في طرف ساق أو جذر النبات المسؤول عن إنتاج الأكسين
💡 إضاءة وتوضيح: Apical meristem
منطقة الاستجابة
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
خلايا النسيج النباتي الواقعة خلف القمة النامية وتستجيب للأكسين بالاستطالة
💡 إضاءة وتوضيح: Zone of elongation
الانتحاء الضوئي
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
استجابة وتوجيه نمو أعضاء النبات الحية نحو الضوء أو بعيداً عنه
💡 إضاءة وتوضيح: الساق موجب والجذر سالب
الإثمار العذري
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
تكوين ثمار بدون بذور نتيجة تنبيه المبيض بالأكسينات دون حدوث إخصاب
💡 إضاءة وتوضيح: Parthenocarpy
التثبيط الهرموني
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
تأثير التركيزات العالية من الأكسينات على تقليل ومنع استطالة الخلايا
💡 إضاءة وتوضيح: يحدث بوضوح في خلايا الجذر
التنشيط الهرموني
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
تأثير التركيزات المناسبة من الأكسينات على تسريع انقسام واستطالة الخلايا
💡 إضاءة وتوضيح: يحدث بوضوح في خلايا الساق
بويسن جنسن
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
العالم الدنماركي الرائد الذي أثبت الطبيعة الكيميائية للأكسينات عام 1913
💡 إضاءة وتوضيح: استخدم صفيحة الميكا والأجار
الغلاف الورقي لبادرة الشوفان
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
النموذج البيولوجي المعياري الذي استخدمه العلماء في أبحاث الأكسينات
💡 إضاءة وتوضيح: Avena coleoptile
مكعب الأجار
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
مادة هلامية تستخدم لامتصاص ونقل الأكسينات دون التأثير على فعاليتها الحيوية
💡 إضاءة وتوضيح: Agar block
السيادة القمية
اضغط لاكتشاف الدلالة والشرح 👆
ظاهرة تثبيط البرعم الطرفي النامي لنمو البراعم الجانبية بفعل الأكسينات
💡 إضاءة وتوضيح: Apical dominance
اضغط على الإجابة لتتحقق من فهمك وتكتشف التفسير النموذجي فورياً:
1
أول عالم استطاع تفسير دور الأكسينات في انتحاء النبات الضوئي بصورة تجريبية هو:
2
المركب الكيميائي الأكثر شيوعاً الذي يمثل الهرمونات النباتية (الأكسينات) هو:
3
عند تعريض بادرة نبات للضوء من جانب واحد، فإن توزيع الأكسينات في القمة النامية يكون بنسبة:
4
يختلف تأثير تركيز الأكسين العالي في خلايا الساق عن تأثيره في خلايا الجذر لأن التركيز العالي للأكسين:
5
الظاهرة الزراعية التي يتم فيها تكوين ثمار خالية من البذور بدون حدوث عملية إخصاب تُسمى:
6
مراكز تصنيع وإفراز الأكسينات الرئيسية في النبات تقع في:
7
العالم الذي أطلق مصطلح 'هرمونات' لأول مرة على المواد المنبهة الكيميائية في الجسم هو:
8
إذا فُصلت القمة النامية لبادرة نبات بصفيحة من الميكا غير المنفذة للأكسين، فإن النبات:
🎉 تهانينا يا بطل! أتممت جميع محطات الدرس بنجاح باهر وتستحق وسام التميز!