لمهوش فاهم العلوم يدخل

inas naili · 2012-12-22, 10:30

المقدمة:
إن إنتقال المادة العضوية و ما تخزنه من طاقة يتم في النظام البيئي إنطلاقا من المنتج الأول وهي النباتات الخضراء. إلى بقية الكائنات المستهلكة.كما تشكل النباتات الخضراء غطاء اخضريغلف القارات بما فيذلك الأوساط المائية على
أوساط مختلفة.وعليه كانت النباتات الخضراءفي كل أشكال الحياة,قاعدة السلسلة الغذائية,حيث تمد الغلاف الحيوي
بالمادة العضوية والأكسجين, وعليها وحدها تعتمد باقي الكائنات الحية في غذائها.
الباب الأول: دخول الطاقة الضوئية في العالم الحي
يمتص النبات الأخضر المعرض للضوء, الماء والأملاح المعدنية من التربة ,ويشكل هذا النسغ الناقص, ليركب منه
بعملية التركيب الضوئي كمية كبيرة من المادة العضويةالضرورية لنموه, والتي لا يمتصها من التربة, والتي هي أيضا
غذاء لكل الكائنات الحية، تلك المادة العضوية الني تختزن طاقة كميائية كامنة, والتي عند أكسدتها تحررالطاقة الضرورية لجميع الوظائف الحيوية( بناء أنسجة جديدة – ترميم الأنسجة التالفة –التكاثر – الحركة – المبادلات الخلوية,............)
الإشكالية العلمية :
- ما هو المصدر الطبيعي للطاقة المسيرة للحياة ؟
- ما هي آلية إمتصاص النسغ الناقص؟
- ما هي العناصر المسؤولية على نقل النسغ الناقص الى داخل جسم النبات؟
- ما مصدر كربون المادة العضوية ؟
- أين تتم عملية التركيب الضوئي وما نواتجها ؟
- ما دور اليخضور وما خصائصه ؟
- ما تأثير العوامل على شدة التركيب الضوئي ؟
أ – إمتصاص النسغ الناقص:
تمتص معظم النباتات الماء والأملاح المعدنية عن طريق جهازها الجذري , وبالضبط الأوبار الماصة,ويتم الإمتصاص
بآلية خاصة, والتي تصعب دراستها على مستوى الوبرة الماصة.وتسهل دراستها على خلايا بشرة حرشفة البصل الخارجية ,الملونة طبيعيا بالأحمرلاحتوائها على صبغة الأنتوسيانين.
1- آلية إمتصاص الماء:
تجربة:
نأخذ ثلاثة قطع من بشرة حرشفة البصل, نضعها في ثلاثة أوساط مختلفة التراكيز (002/0 -009/0 – 0013/0 ) من ملح ". NaCl " كلور الصوديوم
ثم نفحصها بالمجهر الضوئي:
الملاحظة:
ـ عند التركيز" 002/0 " تكون الخلايا في حالة إنتباج.
- عند التركيز"009/0 "تكون الخلايا في حالة توازن .
- عند التركيز"0013/0 "تكون الخلايا في حالة أنكماش.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image001.gif[/IMG]

آلية امتصاص الماء وحالة الخلايا في التركيز المختلفة

التفسير:
أ – حالة الإنتباج سببها إكتساب الخلية للماء(كمية الماء الممتصة من كمية الماء المفقودة).
ب – حالة التوازن سببها عدم كسب أو فقدالخلية للماء( كمية الماء الممتصة = كمية الماء المفقودة).
ج – حالة الإنكماش سببها فقد الخلية للماء( كمية الماء الممتصة من كمية الماء المفقودة).
الإستنتاج:
1 – حالة التوازن تعني أن تركيزالخلية = تركيز الوسط الخارجي = 009/0 .
2 – حالة الإنتباج تعني أن تركيز الخلية > من تركيز الوسط الخارجي.
3 – حالة الإنكماش تعني أن تركيز الخلية < من تركيز الوسط الخارجي .
الخلاصة:
- انتقال جزيئات الماء من والى الخلايا يكون دوما من وسط أقل توتر الى وسط أعلى توتر.
هذه الظاهرة تدعى بالحلول (وهي ظاهرة فيزيائية صرفة).
- إمتصاص جزيئات الماء بفضل الأوبار الماصة يكون وفق ظاهرة الحلول.

تعريف الحلول:

هو إنتقال جزيئات الماء من وسط ناقص التوتر الى وسط عالي التوتر
وذلك عبر غشاء نفوذ أو نصف نفوذ.

2 –آلية امتصاص الأملاح المعدنية:
يأخذ النبات من التربة العناصر التالية: "الأزوت – الفسفور – الكبريت – الكالسيوم – البوتاسيوم –الحدي
وهي عناصر تدخل في تركيب مادته الحية. فهي إذن: عناصر تشكيلية.
ويبقى نمو النبات ضعيفا الا إذا أضيف للوسط عنصر"اليود – البروم – المنغنيز – التوتياء"
وهي عناصر ضرورية لحدوث التفاعلات الكيميائية لإنتاج المادة الحية , فهي: عناصر وسيطة تؤثر بكميات ضئيلة جدا.
تمتص الأملاح المعدنية بآلية معينة نوضحها في التجربة الموالية:
تجربة أولى:
نضع قطعة من البشرة الداخلية لحرشفة البصل غير الملونة في محلول أحمر المعتدل بتركيز"00.5/0" لبضعة
دقائق, ثم نفحصها بالمجهر الضوئي.
الملاحظة: نلاحظ تلون الفجوات بالأحمر, دون أن تموت الخلايا, ولا يزول اللون حتى مع تكرر الغسيل.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image002.gif[/IMG]

خلية بشرة البصل

التفسير: ظهور اللون الأحمر يعني دخول الأحمر المعتدل الى داخل الفجوات.
الإستنتاج : انتقال الأحمر المعتدل كان من وسط أعلى تركيز الى وسط أقل تركيز,عبر ظاهرة تدعى: الميز

تجربة ثانية:
ننقل نفس القطعة الملونة بالأحمر إلى محلول السكروز بتركيز"030/0" لبضعة دقائق,ثم نقوم بالفحص
المجهري:
الملاحظة : نلاحظ إنكماش الفجوات وبقاء اللون الأحمر,وبعد مدة يزداد حجم الفجوات ,ويصبح اللون
الأحمر أكثر تمديدا.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image003.gif[/IMG]

الحالات المختلفة للإنتاج الخلوي/وتبادل المواد المنحلة
التفسير:- إنكماش الفجوات يعني خروج الماءوفق ظاهرة الحلول,لأن الوسط الخارجي عالي التركيز, عودة الإنتباج يعني دخول السكروز من الوسط الخارجي الأعلى تركيز الى الوسط الداخلي الأقل
تركيز(الخلايا),وذلك بصورة غير مرئية ,فأرتفع تركيزها ,وذلك وفق ظاهرة: الميز
الاستنتاج: انتقال جزيئات المادة المنحلة يكون من وسط أعلى تركيز الى وسط أقل تركيز, وفق ظاهرة
الميز( ظاهرة فيزيائية).
تعريف الميز: هو إنتقال جزيئات المادة المنحلة من وسط أعلى تركيزالى وسط أقل عبر غشاء نفوذ.

ب – العناصر النسيجية لنقل النسغ الناقص
يتم نقل النسغ الناقص من التربة عن طريق الجذور,وذلك بفضل الأوبار الماصة.وينتقل إلى الأوراق بفضل
الأوعية الخشبية.ولمعرفة البنية النسيجية لهما لابد من إجراء دراسة مهجرية لجذر نبات أحادي الفلقة في منطقة الأوبار الماصة, بعد( تحضير المقاطع – تلوينها – فحصها مجهريا ):

*- دراسة مقطع عرضي في جذر نبات أحادي الفلقة :
يبدو المقطع على شكل دائري, مكون من ثلاث مناطق لكل منها وظيفة معينة, وهي:

1- القشرة: و هي مكونة من:
أ- طبقة البشرة : هي نسيج وقائي,مؤلف من صف واحد من الخلايا المستطيلة.,ذات جدران سليلوزية رقيقة وردية متلاصقة ,تخرج من بعض هذه الخلايا زوائد أنبوبية هي الأوبار الماصة, التي تمتص الماء والأملاح المعدنية.
ب – طبقة القشرة : تشغل 5/ 4 من المقطع ,مكونة من خلايا سداسية الأضلاع تقريبا ,كبيرة الحجم ,ذات جدران رقيقة وردية,بينها فراغات بينية ( الأسماخ ),تسمى هذه الخلايا بالبرانشيم, وهي تتوضع في عدة صفوف. تفيد القشرة في تهوية الجذر وادخار المواد الغذائية.
ج– طبقة الإندودرمس ( الأدمة البطانة ) : هي آخر صف من القشرة,وهي خلايا برنشمية تتضوع على جدرانها الجانبية والداخلية مادة شمعية غير منفذة للماء هي السوبر ين(أللجنين) بلون أخضر,على هيئة نعل الحصان والتي تترك فيما بينها خلايا غير ملجننة تدعى خلايا مرور.والتي تكون مقابلة للأوعية الخشبية,وهي الممر الوحيد للنسغ الناقص, و هي, آخر صف في القشرة.

2 – الإسطوانة المركزية: و هي تتألف من:
أ - طبقة البريسكل( المحيط الدائر): تلي الأدمة الباطنة,وهي أول طبقة من الإسطوانة المركزية,وهي خلايا برانشمية سداسية الأضلاع ,رقيقة,سليلوزية, وهي منشأ الجذور الثانوية. ب – الحزم الوعائية: وهي نوعان:
1- الخشب: هو عبارة عن خلا يا ميتة,غير نفوذة لترسب مادة الخشبين على الجدران, فزالت النواة و الهيولى وتبدو في المقطع على هيئة دوائر لماعة , ذات جدران خضراء,تتضوع على هيئة حرف( Λ ), حيث الأوعية الصغيرة نكون جهة المحيط وهي الأ قدم, والكبيرة جهة المركز,وهي التي تؤمن نقل النسغ الناقص عندئذ. وهناك خلايا برانشيمية صغيرة تجمع الأوعية الخشبية , يفيد الخشب في النقل والتدعيم.
2– اللحاء: هو خلايا مضلعة حية, سليلوزية,ذات جدران رقيقة وردية متراصة,يأخذ اللحاء وضع متبادل مع الخشب يفيد اللحاء في نقل النسغ الكامل.

ج - النخاع: خلايا برانشيمية كبيرة الحجم , سليلوزية, رقيقة الجدران,بينها فراغات بينية.

الشكل الموالي يبن رسم تفصيلي ل: م.ع.في جذر نبات أحادي الفلقة

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image005.gif[/IMG]
[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image007.gif[/IMG]

رسم تفصيلي لمقطع . م.ع. لجذر نبات أحادي الفلقة منظر إجمالي لنفس المقطع

– بنية الوبرة الماصة:
الوبرة الماصة هي خلية من خلايا البشرة,استطالت على هيئة شعرة,يحيط بها غلاف سليلوزي لزج يلتصق
بجزيئات التربة المعدنية,تحتوي الوبرة الماصة فجوة عصارية كبيرة ,وذات تركيز أعلى من تركيز التربة,
طولها من واحد إلى عدة مليمترات, قطرها حوالي 12 ميكرومتر,عددها يختلف حسب نوع النبات وطبيعة الوسط الزراعي, وهي عند النجيليات تقدر 12000وبرة ماصة/1سم2, الزراعي, وهي تتجدد باستمرار,وتعتبر المقر الرئيسي لامتصاص النسغ الناقص. الوثيقة الموالية تبين بنية الوبرة الماصة.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image008.gif[/IMG]

رسم تفسيري لمقطع عرضي في جذر يظهر بنية الوبرة الماصة
2 – بنية الوعاء الخشبي
تتواجد الأوعية الخشبية في منطقة الإسطوانة المركزية لكل من الجذر والساق,على هيئة حزم تمتد من الجذر إلى
الأوراق مرورا بالساق,يتكون الوعاء الخشبي من توضع خلايا متطاولة شاقوليا, وهي خلايا ميتة(لا نواة ولاسيتوبلازم)
لأن جدرانها تشربت مادة الخشبين غير النفوذة, يبلغ طول الوعاء الخشبي مابين عدة الى عشرات الأمتاردون إنقطاع
يبدو الوعاء الخشبي تحت المجهر لماع,ويمتاز بوجود تزيينات على الجداربشكل( حلقي –أو حلزوني –أوسلمي – أوشبكي)
حسب توضع مادة الخشبين, يقوم الخشب بنقل النسغ الناقص من الجذور حتى الأوراق(خاصة خشب البيع الغني بالأوعية الخشبية) وسند(خاصة خشب الخريف الغني بالألياف). ويفيد في تحديد عمر النبات, كما يقوم كدعامة, حيث خشب الربيع يحوي أوعية كبيرة وعديدة, وخشب الخريف يحوي أوعية ضيقة وأقل عددا".
الوثيقة الموالية تمثل مقطع عرضي لجذر نبات أحادي الفلقة, وبنية ثلاثية الأبعاد لأوعية خشبية".

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image009.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image011.gif[/IMG]

مراحل تشكل الوعاء الخشبي أنواع التوضع لمادة الخشبين داخل الأوعية الخشبية

ج – مسار النسغ الناقص: يمتد من الوبرة الماصة حتى الوراق,ويمكن أن يقسم إلى:
1 – المسار الأفقي:
:يمتد من التربة الى الوبرة الماصة حتى الأوعية الخشبية في الجذر,ينتقل الماء من التربة الى الوبرة الماصة
وفق ظاهرة الحلول,والأملاح المعدنية وفق ظاهرة الميز,ومن الوبرة الماصة حتى الأوعية الخشبية يكون النقل
بثلاث طرق هي:
1 – 1- من فجوة الى فجوة: ابتداء من الوبرة الماصة حتى آخر صف من البرنشيم القشري,وفق ظاهرة الحلول لأن تراكيز الفجوات في تزايد مستمر.ومن الآدمة الباطنة حتى الأوعية الخشبية,وفق ظاهرة حيوية لأن تراكيز الفجوات في تناقص مستمر.
1-2 - من سيتوبلازم الى سيتوبلازم: لكون سيتوبلازم الخلايا المتجاورة مرتبطة فيما بينها عبر فتحات بلاسمودسمية,والقوى المسببة للانتقال هي( قوة الدفع الجذري بسبب الامتصاص المستمر – قوة النتح الورقي ـ قوة تماسك جزيئات الماء).
1 -3 – بين جدران الخلايا المتجاورة: حيث تتواجد الفراغات البينية,ويكون الدفع وفق القوى السابقة.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image012.gif[/IMG]

رسم المسار الأفقي للنسغ الناقص في الجذر
2 – المسا ر العمودي: من الأوعية الخشبية في الجذر حتى الأوراق مرورا بالساق,ويتم بثلاثة قوى:
2-1- قوة الدفع الجذري: تعمل الجذور على رفع النسغ الناقص لعلو عدة أمتار وحتى عشرات الأمتار,وذلك بفعل قوة
الدفع الجذري, نتيجة الامتصاص المستر وتزداد قوة الدفع الجذري كلما زاد عدد الأوبار الماصة,وزاد تركيزها
وزادت كمية الماء في التربة.
تجربة: نقطع ساق نبات ينمو عاديا في التربة, نلحق بالساق السفلية أنبوب زجاجي, بعد بضعة ساعات نلاحظ امتلأ الأنبوب الزجاجي بالنسغ الناقص.عند إضافة السيانور إلى ماء السقي نلاحظ توقف الظاهرة( السيانور هو سم يوقف التنفس).

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image013.gif[/IMG]

تجربة الدفع الجذري
2-2- قوة النتح(الشد) الورقي: تعمل الأوراق على رفع النسغ الناقص من أسفل إلى أعلى عند تعرضها لعملية النتح, وذلك لتعويض الماء المطروح, أي تقوم باستنشاق الماء من أسفل ,ومما يسهل ذلك هو قوة تماسك جزيئات الماء, تزداد قوة الشد الورقي كلما زاد تأثير العوامل المؤثرة على النتح,وزاد عددها,وزاد عددا لأوراق, وزادت
مساحتها.
تجربة: نقوم بقطع ساق نبات مورق بشكل حاد وسريع,حتى تبقى مفتوحة,نلحق الساق المورقة بأنبوب زجاجي مملوء ماء ومغمور في إناء يحوي زئبق,بعد مدة معينة نلاحظ صعود الزئبق في الأنبوب الزجاجي, ليحل محل الماء المستنشق لتعويض الماء المطروح.

مصدر الكربون في المادة العضوية
أ – حالة الكربون في الطبيعة:
لايمتص النبات الأخضر من التربة سوى المواد المعدنية , وهي مواد لاتؤمن له عنصر الفحم.من أين إذن يحصل النبات على عنصرا لفحم لتركيب مواده العضوية (سكريات – دسم – بروتينات)
يتواجد الكربون في الطبيعة في صورتين :عضوي يدخل في تركيب المادة العضوية المصنعة في عملية التركيب )المذابةHCO3 الضوئي,معدني منحل في الماء ,أو على هيئة بيكربونات,أوعلى هيئة أيون الكربونات الهيدروجينية (
في الماء,أو بشكل حرفي الجو.
ب- إظهار مصدر المادة العضوية التي يركبها النبات الأخضر المعرض للضوء:

تحت ناقوس زجاجي, يحتوي الأول ماء مغلي Elodea تجربة: نأخذ ثلا ث إناءا ت زجاجية بها نبات إيلوديا
) مع ثلاث قطرات فينول فتالين حيث يصبح NaHCO 3 ومبرد, يحتوي الثاني على محلول بيكربونات الصوديوم ( )يكون اللون أحمر ناصع,يحتوي الثالث على Na2CO3 لون الوسط وردي شاحب,وفي وجود كربونات الصوديوم(
). ننكس على كل قمع أنبوب اختبار مملوء بنفس سائل, تترك التجربةC14) به كربون مشع ( CO2 ماء عادي يحوي
مدة 24 ساعة , نضع ورقة من كل نبات في ماء يغلي لقتل المادة الحية ,ثم ننقلها إلى كحول يغلي لتحليل اليخضور,
ننقل الأوراق إلى ماء اليود المخفف للكشف عن النشاء.

الملاحظة:تلون ورقة النبات الثاني والثالث بالأزرق, وتكون جزيئات المادة العضوية المصنعة في النبات الثالث
مشعة ,عدم تلون ورقة النبات الأول, وغياب الإشعاع بها.
التفسير:ظهور اللون الأزرق يعني صنع النشاء(مادة عضوية).
)المعدني, الذي هو مصدر CO2 الاستنتاج:النبات الأخضر المعرض للضوء يصنع مادته العضوية انطلاقا من(
كربون المادة العضوية.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image015.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image017.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image019.gif[/IMG]

أـ التركيب التجريبي بـ ـ عدم تلون الورقة جـ ـ تلون الورقة بالأزرق

تجربة إظهار مصدر الكربون في المادة العضوية
ج- بنية الثغر:المسام (Stomata)
تتم المبادلات الغازية التنفسية واليخضورية بين النبات الأخضر والوسط الخارجي عبر فتحات تدعى: الثغور, وهي فتحات ميكروسكوبية,عرضها من(3-12) مكرون,طولها من (10-40) مكرون,عددها يختلف من سطح لآخر, قد يحوي سطح الورقة من (1000-60000) ثغر/سم2, من سطح الورقة, وهي تنعدم عند الطحالب والفطريات وبعض النباتات المائية,يكون الثغر محروس بخليتين بشريتين لهما شكل كلوي,تتقابلان من الناحية المقعرة لهما,تحويان بلاستيدات خضراء لكل جدار داخلي سليلوزي رقيق مرن, وجدار خارجي كيوتيني سميك, مقاوم لأي ضغط , قد يقع الثغر على مستوى البشرة, كما في نباتات المناطق المعتدلة ,وقد يقع أسفل البشرة بقليل, كما في نباتات المناطق الجافة, وقد يقع أعلى البشرة بقليل كما في نباتات المناطق الرطبة,أسفل الخليتين الحارستين تقع الغرفة الهوائية( تحت سمية) حيث يتجمع الغاز المنطلق من وإلى النسيج البرانشيمي,كما يطرح الماء الزائد عن حاجة النبات عبر الثغور.
رغم العدد الهائل للثغور إلا أن الفتح الكامل لها لا يمثل إلا(1-2) من سطح الورقة الكلي.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image021.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image023.gif[/IMG]

ثغر مفتوح رسم يبين الثغر محاط بخليتين حارستين

آلية فتح وغلق الثغور

الحركة الثغرية):
حركة الثغر هي استجابة مباشرة لزيادة أو نقص الجهد الإسموزي للخلايا الحارسة,وتحرك الماء من وإلى الخلايا الحارسة,الحلول الداخلي يسبب إنتباجها,فيفتح الثغر.الحلول الخارجي يسبب انكماشها,فيغلق الثغر.إن تبادل الماء يتم بين الخلايا الحارسة وخلايا البشرة وخلايا النسيج المتوسط , يجمع الباحثون على وجود عاملين أساسيين,الأول رئيسي يتمثل في درجة امتلأ الخلايا الحارسة, والثاني هو التغير في درجة امتلأ الخلايا البشرية.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image024.gif[/IMG]

مخطط مبسط لآلية انفتاح و انغلاق الثغور

س: ما هي العوامل المؤثرة على الحركة الثغرية؟
ج: هناك عوامل خارجية وعوامل داخلية:
- نقص الماء – الحرارة – الرياح. CO2 أ- العوامل الخارجية: الضوء – البوتاسيوم –
ب- العوامل الداخلية: مساحة الورقة – تركيب الورقة – عمر النبات.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image025.gif[/IMG]

حالة الثغر كما يبدو بالمجهر الضوئي (أ) نهار, (ب) ليل

التركيب الضوئي: تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية كامنة.
الإشكالية:إ ن استمرار الحياة مرهون بتوفير الطاقة, ما مصدر تلك الطاقة؟ .كيف يتم الحصول عليها ؟كيف تنتقل داخل النظام البيئي؟.
مقدمة: تركب النباتات الخضراء مادتها العضوية( سكريات- دهون- بروتينات)خلال عملية التركيب الضوئي, انطلاقا من -الضوء), تتميز عملية التركيب الضوئي بظاهرتين هما:CO2 شروط هي ( الماء – الأملاح المعدنية -
أ- ظاهرة خارجية = مبادلات غازية يخضورية.
ب- ظاهرة داخلية = صنع الغذاء.
إ ظهار تركيب المادة العضوية

النشاء- السكروز).
1- الإظهار التجريبي لتركيب النشاء
تجربة: نضع نبات أخضر( الجيرانيوم)في الظلام لمدة 36ساعة,قصد إخلائه من الغذاء,نغطي إحدى أوراقه بغطاء ),نعرض النبات للضوء مدة كافية, نأخذ الورقة الأولى CO2 أسود ,وأخرى تدخل في زجاجة بها رائق كلس(يمتص
والثانية والثالثة العادية,نضعهم في ماء يغلي مدة 5دقائق لقتل المادة الحية,ثم ننقلهم إلى كحول يغلي لمدة 15دقيقةلتحليل اليخضور, ثم ننقلهم إلى ماء يود مخفف لمدة دقيقتين( اليود يلون النشاء بالأزرق).
الملاحظة:تلون الورقة الثالثة بالأزرق.
التفسير :اللون الأزرق يعني وجود النشاء.
الاستنتاج:النبات الأخضر المعرض للضوء يصنع النشاء.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image027.gif[/IMG]

تجربة الكشف عن النشاء المصنع في الأوراق الخضراء

الإظهار التجريبي للكشف عن السكروز:
تجربة:-
1- نقوم باستخلاص النسغ الكامل من معلاق طري لورقة نبات أخضر.
2- نحضر مذيب عضوي يتكون من(مثيل- إيثيل- كتون) بنسبة 060/0 ,بوتانون, حمض الخل بنسبة020/0 ,ميثانول بنسبة 020/0
3- نحضر ثلاث محاليل من (1) السكروز, (2) الجلوكوز, (3)الفركتوز,بتركيز20غ/ل.
4- نحضر ورقة الكروماتغرافيا.
5- نرسم على بعد 3سم من حافتها السفلية خط البداية بقلم رصاص.
6- نضع على خط البداية قطرة من كل محلول( المستخلص+ المحاليل السكرية), نعيد العملية 3مرات مع التجفيف
7 - ندخل الورقة في الوعاء الذي يحوي المذيب على إرتفاع2سم.نغطي الوعاء,نترك المذيب يهاجر لمدة ساعة . 8- نخرج الورقة ونجففها حتى زوال رائحة حمض الخل.نغمر الورقة في الكاشف لمدة 10ثوان ,ثم نجفف من جديد. الملاحظة:تظهر مناطق صفراء ( نشاء , سكروز , جلوكوز , فركتوز). الاستنتاج:البقع الصفراء ناجمة عن إرجاع البرمنغنات من طرف الوظائف الكحولية للسكريات.
خلاصة: 1- النبات الأخضر المعرض للضوء يصنع النشاء في النهار,والذي يتحول إلى سكر وزفي الليل لينقل إلى أعضاء التخزين
2- يكشف عن النشاء بماء اليود, وعن السكروز بالكروماتغرافيا.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image029.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image031.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image032.gif[/IMG]
[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image033.gif[/IMG]

(1) وضع العينات فعلى خط البداية (2) تجفيف أماكن وضع العينات (3) الفصل الكروماتوغرافي (4) نتائج الفصل

الباب الثالث: دور اليخضور في عملية التركيب الضوئي.

الإشكالية: ما هو دور الضوء في عملية التركيب الضوئي؟.ما هو اليخضور؟ ماخصائصه؟ أين تتم عملية الترطيب الضوئي؟
مقدمة: من المعروف أن نقص أو انعدام الغذاء عند الكائن الحي يتسبب في ظهور أعراض مرضية, وحتى موته.أي أن هناك علاقة وثيقة بين الغذاء والطاقة اللازمة للعضوية, وإذا كانت الوظائف الحيوية للخلية تتطلب تدخل طاقة, فعلينا أن نبحث عن مصدر هذه الطاقة, وكيف تتجدد باستمرار على مستوى الخلية؟ وكيف تستعمل؟.
مكونات اليخضورالخام:الطريقة الكروماتوغرافية(التسجيل اللوني).
- تعتمد هذه الطريقة على صعود الأ صبغة بالخاصية الشعرية في أوراق الترشيح بسرعات مختلفة وذلك حسب حجم الجزيئات وأشكالها.
تجربة: نقوم بهرس مجموعة أوراق خضراء في مهراس بآلة هرس ,مع وجود كمية من الرمل التي تعمل على تمزيق الجدران,مع كمية من الأسيتون( 50 مل) لإذابة اليخضور الخام, ثم نقوم بترشيح نواتج الهرس,فنحصل على محلول أسيتوني
لليخضور الخام, نحضر أنبوبة مدرجة ذات سدادة يخترقها خيط نحاسي ينتهي بكلابه, نسكب في أسفلها مذيب عضوي مكون من(8.5 مل من إثير البترول- 1 مل من الأسيتون- 0.5 من البنزين ,بحيث نحافظ على عدم تلوث الأنبوبة المدرجة أثناء سكب المزيج.
نأخذ ورقة ترشيح بطيء(واثمان1) ,ونقطع منها شريطا مستطيلا(120×20ملم).
نضع بواسطة مصاصة قطرة من محلول اليخضورالخام على هذا الشريط على بعد 20ملم من نهايته السفلية, ثم ننتظر حتى تجف,لنضع فوقها قطرة أخرى,ونكرر العملية حوالي 10 مرات قصد تركيز الصبغة بهذه النقطة.
ثم نعلق الشريط بالخيط النحاسي وندخله في الأنبوبة المدرجة دون أن يلمس جوانبها, بحيث يغمر الشريط في المذيب بحوالي 1سم, نحيط الأنبوبة بغطاء أسود حتى لا تتلف الصبغة بالضوء.
الملاحظة: نلاحظ هجرة الأصبغة على طول الشريط الورقي تحت تأثير المذيب من أسفل إلى أعلى ,بالترتيب:
- اليخضور(ب) بلون أخضر مصفر.
- اليخضور( أ ) بلون أخضر مزرق.
- اليصفور ( كزانثوفيل) بلون أصفر.
- جزرين (كار وتين) بلون برتقالي.

الاستنتاج: يتكون اليخضور الخام من:
أ- يخضورنقي: مكون من: 1 - يخضور(ب).
2- يخضور ( أ ) بنسبة 60 % من حجم اليخضور الخام.
ب- يخضور(ب): مكون من: 1- كزانثوفيل.
2- كاروتين.
ملاحظة: - متوسط كمية الأصبغة في 4كغ من الأوراق الطازجة(1كغ من الأوراق الجافة), كما يلي:
10غ يخضور خام= 6غ يخضور( أ) + 2.5 يخضور(ب)+1غ كزانثوفيل+0.5غ كاروتين.
- اليخضور مادة بروتينية بها عنصر المغنسيوم,ينحل في الكحول والبنزين والأسيتون.
- يتواجد اليخضور في البلاستيدات الخضراء للأوراق والسيقان.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image034.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image035.gif[/IMG]

(أ‌) الفصل بطريقة الانحلال الاصطفائي (ب) الفصل بطريقة الكروماتوغرافيا
طرق فصل مكونات اليخضور
الخصائص الضوئية لليخضورالخام:
أ- الإشعاعات الممتصة من طرف اليخضور:طيف الامتصاص.
تجربة: نعترض مسار حزمة ضوئية بيضاء قبل وصولهاالموشور الزجاجي بإناء زجاجي يحوي اليخضور الخام,ثم نستقبلها على شاشة , أو نستعمل جهاز طيف الامتصاص.
الملاحظة: تشكل شريط أسود عريض في المنطقة الموافقة للأحمر والبنفسجي, وأشرطة أقل سمكا عند:الأصفر والبرتقالي
والأزرق والنيلي.
التفسير: امتص اليخضور الخام الإشعاعات الحمراء والبنفسجية بكميات كبيرة, وامتص باقي الإشعاعات بكميات متفاوتة, و لم يمتص الإشعاعات الخضراءإلابقسط يكاد يكون معدوما.
هذا ماسبب ظهور اللون الأخضر للأوراق النباتية المضاءة باللون البيض,لأن اليخضور يترك الإشعاعات الخضراء تمر منه فنراها,بينما يمتص باقي الإشعاعات.
الاستنتاج: من أهم خواص اليخضور امتصاص الإشعاعات الضوئية .
- اليخضور النقي هو الذي يقوم بالامتصاص.
- اليخضور ( أ) يمتص الإشعاعات ويخزنها,ليحولها من طاقة ضوئية إلى طاقة كيميائية كامنة.
- اليخضور(ب) يمتص ويحول إلى اليخضور( أ) ليخزنها.
- الكزانثوفيل والكاروتين ليس لهما دور في الامتصاص, بل حماية اليخضور النقي من الأكسدة الضوئية.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image036.gif[/IMG]
(أ) إظهار امتصاص اليخضور الخام لبعض الإشعاعات الضوئية

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image037.gif[/IMG]
(ب) طيف الضوء الأبيض

(جـ) طيف امتصاص اليخضور الخام

الخواص الضوئية لليخضور
ب- التفلور(الإشعاع):
تجربة: نضيء بشدة حوضا زجاجيا يحتوي على محلول يخضور خام,بضوء الشمس أو بضوء مصباح كهربائي,ثم ننظر إليه جانبا من جهة وصول الأشعة.
الملاحظة: يظهر محلول اليخضور الخام بلون أحمر.
التفسير: تكون جزيئات اليخضور الخام في حالة استقرار, وعند امتصاصها الإشعاعات الضوئية تنتقل إلى حالة نشاط, وعند عودتها إلى حالة الاستقرار فإنها تعيد الإشعاعات التي امتصتها.
الاستنتاج: - جزيئات اليخضور قابلة للتنبيه بالضوء.
- الضوء هو مصدر الطاقة الكيميائية الكامنة في الأغذية .
- الضوء منشط اليخضور للقيام بالأكسدة الضوئية للماء.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image038.gif[/IMG]

تفسير ظاهرة التفلور
ج- العلاقة بين شدة التركيب الضوئي وإشعاعات الطيف( طيف نشاط التركيب الضوئي):
(1885 ) :أجريت على خيط طحلب" الكلادوفورا"أو "السبيروجيرا", حيث سلط عليه حزمةEngelmannتجربة انجلمان ضوئية,بعد مرورها عبر موشور زجاجي, ووسط التركيب التجريبي به بكتريا شديدة الشراهة للأكسجين الناتج, كما هو مبين في الوثيقة الموالية.
الملاحظة: تجمع عدد كبير للبكتريا في المناطق المضاءة بالإشعاعات الحمراء والبنفسجية, وبإعداد قليلة عند الإشعاعات الصفراء, والبرتقالية,والزرقاء, والنيلية.ومنعدمة عند الإشعاعات الخضراء.
التفسير: كثرة عدد البكتريا يدل على إ انطلاق كمية كبيرة من الأكسجين عند الإشعاعات الحمراء والبنفسجية. بمعنى ازدياد عملية التركيب الضوئي, وتكون أقل عند الإ شعاعات الأخرى, ومنعدمة عند الإشعاعات الخضراء.
الاستنتاج: تتغير شدة التركيب الضوئي بتغير طول موجة الإشعاع.
- الإشعاعات الطرفية أكثر نجاعة من الإشعاعات الوسطية.
- هناك تطابق بين طيف الامتصاص وطيف النشاط.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image039.gif[/IMG]

تجربة أنجلمان
د- مقارنة بين طيف الامتصاص وطيف النشاط:
نجري تجربتين على الأ شنة الخضراء:
التجربة الأولى: نستخلص الصباغ الأخضر بعد حله في مذيب عضوي مناسب, ثم نقيس نسبة الضوء الممتص عند كل طول موجة, والتي نمثلها في المنحنى –أ- من الوثيقة الموالية.
,( شدة التركيب الضوئي) لهذه الأشنة عند CO2 أو امتصاص O2 التجربة الثانية:نقيس في ذات الوقت شدة انطلاق
إضاءتها بأطوال أمواج مختلفة.والقيم المحصل عليها ممثلة في المنحنى –ب- من نفس الوثيقة.

الملاحظة: المنحنى – أ-: إ امتصاص شديد عند الإشعاعات الحمراء والبنفسجية, وضعيف جدا عند الإشعاعات الخضراء.
المنحنى – ب- :شدة التركيب الضوئي كبيرة عند الإشعاعات الحمراء والبنفسجية, وقليلة جدا عند
الإشعاعات الخضراء.
الاستنتاج: - اختلاف شدة الامتصاص باختلاف طول الموجة.
- اختلاف شدة التركيب الضوئي باختلاف طول موجة الضوء الممتص.
- هناك تشابه( تطابق) في المظهر بين المنحنيين,عند الإشعاعات الحمراء والبرتقالية يكون هناك امتصاص أكبر للإشعاعات,يقابلها ارتفاع في شدة التركيب الضوئي, لذا الإشعاعات الأكثر أهمية في شدة التركيب الضوئي هي ا لأ كثر امتصاصا من قبل اليخضور.
- منحنى امتصاص اليخضور يطابق منحنى النشاط أو الشدة.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image040.gif[/IMG]

المقارنة بين طيف النشاط وطيف الامتصاص
الملاحظة المجهرية للصانعة الخضراء:
عند أخذ مقطع عرضي في نصل ورقة نبات الإيلوديا, وبالفحص ا لمجهري , تبدو داخل خلايا البرانشيم عضيات بيضوية الشكل تدعى :البلاستيدات الخضراء.والتي تتوضع في محيط السيتوبلازم.كما هو مبين في الوثيقة.
تبدو الصانعة الخضراء تحت الجهر الإلكتروني محاطة بغلاف
يدعى غلاف الصانعة, وهو مؤلف من غشاءين بلازميين, خارجي
أملس, داخلي يرسل أعراف( صفائح),بين الأعراف تتوضع بذيرات
(حبيبات= الجرانا) ,تتألف البذيرات من كييسات( تيلاكوئيد),بداخل
الصانعة توجد المادة الأساسية( الحشوة) والتي تحتوي:سكريات-
.ARN- ADN دسم – بروتينات- ريبوزومات –
كما هو مبين في الوثيقة أسفله.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image041.gif[/IMG]

تمثيل فراغي لما فوق بنية الصانعة الخضراء
الباب الرابع : العوامل المؤثرة على شدة التركيب الضوئي

الإشكالية العلمية:تتغير شدة التركيب الضوئي بتغير جملة من العوامل,ما مفهوم الشدة؟. كيف نتحكم فيها ؟
الممتصة, أو بكميةCO2 أو بكمية أل المنطلقة, O2 تعريف شدة التركيب الضوئي: يعبر عنها بكمية أل
الغذاء المصنعة / من قبل وحدة الوزن/خلال وحدة الزمن.
العوامل المؤثرة على شدة التركيب الضوئي :هناك عوامل داخلية ,وأخرى خارجية .
CO2 تأثير العوامل الخارجية:هي : الضوء, الحرارة, غازال
أ- تأثير الإضاءة على شدة التركيب الضوئي:
تجربة:نبات أخضر مائي في أنبوب زجاجي يحوي محلول بكربونات الصوديوم, وعند درجة حرارة مناسبة, وتركيز الأكسجين المنطلقة كل دقيقة فقاعات ,نعرض التجربة لشدات ضوئية متباينة, نقوم بحساب عدد CO2 ثابت من أل
و التي يعبر عنها بمنحنى بياني, مرة على نبات أخضر شمسي, ومرة على نبات أخضر ظلي.
الملاحظة: يزداد عدد فقاعات الأكسجين كلما زادت شدة الضوء,وتصل أقصاها عند حد معين ,حيث تبدأ بالانخفاض, أول ما تبدأ عند النباتات الشمسية,وأول ما تصل أقصاها عند النباتات الطلية.
التفسير:زيادة عدد فقاعات الأكسجين يعني زيادة شدة التركيب الضوئي,بداية الانخفاض معناه الضوء أصبح مضر, يسبب أكسدة اليخضور.
الاستنتاج:الضوء ضروري لعملية التركيب الضوئي,لكل نبات عتبة ضوئية,لكل نبات إضاءة قصوى تصل عندها شدة
التركيب الضوئي أقصى حد لها,عملية التركيب الضوئي تبلغ أقصاها عند النباتات الظلية في حدود( 3/1- 10/1 )شدة الضوء الطبيعي للشمس,الشدة القصوى لعملية التركيب الضوئي عند النباتات الظلية تكون عند 4000 لوكس,والنباتات الشمسية عند حوالي 10000 لوكس,والأكثر من ذلك يخرب اليخضور ويوقف عملية التركيب الضوئي.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image042.gif[/IMG]

تأثير الإضاءة على شدة التركيب الضوئي
المنطلق:O2 العلاقة بين الطاقة الضوئية وال
أثبتت التجارب على نبات أخضر مائي أن كمية الضوء( الطاقة) الساقطة على البركة مختلفة خلال فترات النهار, والتي تزداد لتصل ذروتها عند حوالي الساعة 13 لتبدأ بالتناقص تدريجيا لأدنى حد لها بعد الساعة 22.بالمقابل تزداد
خلال فترات النهار لتصل ذروتها في حدود الساعة13 , لتبدأ بالانخفاض تدريجيا إلى أدنى حد عند الساعة 22O2 كميةال
حيث كلما زادت كمية الضوء الممتصة زادت كمية الطاقة. O2ومنه نستنتج أن الطاقة الضوئية ضرورية لانطلاق أل
. كما هو مبين في الوثيقة أسفله.O2 المقتنصة من قبل اليخضور, وزادت شدة التركيب الضوئي ومعها كمية أل

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image043.gif[/IMG]

(أ) منحنى طيف الامتصاص (ب) منحنى طيف النشاط
تأثير الأشعة الضوئية الأحادية اللون على شدة طرح الأكسجين
ب- تأثير الحرارة على شدة التركيب الضوئي:
تجربة: نأخذ نبات أخضر مائي داخل إناء زجاجي,به محلول بكربونات الصوديوم,معرض لشدة ضوئية مناسبة,إلى جانب وجود جهاز ترمومتر, نضيف إلى الإناء قطع من الجليد , ثم نبدأ بتسخين الإناء تدريجيا ونسجل درجة الحرارة عند انطلاق فقاعة الأكسجين الأولى, كما نسجل عدد الفقاعات المنطلقة كل دقيقة, وهكذا حتى نصل إلى درجة حرارة يتوقف عندها انطلاق الأكسجين. نمثل النتائج على منحنى بياني.

في المنطلقة تكاد تنعدم O2الملاحظة:كمية أل
حدود درجة حرارة(0م°) . ثم تزداد تدريجيا
كلما زادت درجة الحرارة وتصل أقصاها عند (30م°-35م°).
لتبدأ بالتناقص حتى تنعدم عند(60م°).

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image044.gif[/IMG]

تأثير درجة الحرارة على شدة التركيب الضوئي
التفسير: عمم انطلاق الأكسجين معناه عدم حدوث عملية التركيب الضوئي,كون الإنزيم المسير للعملية بقي خاملا. تزايد انطلاق الأكسجين يعني تزايد نشاط الإنزيم, والأقصى حد يكون عند أوج نشاط للإنزيم, توقف انطلاق الأكسجين يعني تخرب الإنزيم.

الاستنتاج: الحرارة المتطرفة مثبطة لعملية التركيب الضوئي, بطريقة غير مباشرة بتكوين الثلج في داخل وخارج الخلايا مسببة سحب الماء من داخل الخلايا إلى الفراغات البينية (تنكمش),أما إذا كان الثلج داخل الخلايا فيسبب سحب الماء إليها,محطما بناءها الهندسي, وتتحطم الصانعات الخضراء,وتتوقف النفاذية الاختيارية للأغشية الخلوية, بما فيذلك أغشية الصانعات الخضراء.

على شدة التركيب الضوئي:CO2ج:تأثير غاز ال
), عند درجة مناسبة من الحرارة CO2تجربة: نأخذ نبات أخضر ترابي في إناء زجاجي به ماء مغلي ومبرد( خال من أل
) , عند كل إضافة نحسب عدد فقاعات الأكسجينNaHCO3 والضوء , نضيف تدريجيا إلى الوسط بكربونات الصوديوم(
المنطلقة, ثم نمثل النتائج على منحنى بياني:
الملاحظة: عدم انطلاق الأكسجين في غياب بكربونات الصوديوم , ليزداد العدد كلما زاد تركيز بكربونات الصوديوم
من(005/0-008/0), لتبدأ بالتناقص حتى تتوقف. CO2 وتصل أقصاها عند تركيزا ل
التفسير: عدم انطلاق الأكسجين يعني عدم حدوث عملية التركيب الضوئي,والتزايد يعني زيادة عملية التركيب الضوئي,الأقصى حد يعني وصول أصبح ساما.CO2عملية التركيب الضوئي أوجها.بداية التناقص يعني أن أل
, في الحالة الاصطناعية O2 ضروري لانطلاق أل CO2

الاستنتاج: غاز علية التركيب الضوئي تصل أقصاها عند التركيز(005/0-008/0),
في CO2 لكن في ا لطبيعة لايمكن للعملية أن تصل أقصاها, لأن تركيزال CO2حدود(00.03/0 ). وذلك مهما كان تركيز العوامل الأخرى.
أي ال
يبقى العامل المحدد.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image045.gif[/IMG]

تأثير تركيز الـ CO2 على شدة التركيب الضوئي
مفهوم العامل المحدد:عندما تتوقف عملية بيولوجية على تأثير عوامل مختلفة,فإن غياب واحد منها يوقف العملية
مهما توفرت باقي العوامل, كما أن نقص أي عامل عن حده الأدنى يحدد من تأثير باقي العوامل المؤثرة, ويعرف عندئذ ب:
في فصل الصيف ,لأن الحرارة والضوء CO2 العامل المحدد. ففي عملية التركيب الضوئي يكون العامل المحدد هوال
متوفرين, أما العامل المحدد في فصل الشتاء فهو الحرارة.
مصير المادة العضوية المصنعة في عملية التركيب الضوئي:
تكمن أهمية التركيب الضوئي في:
,وتعطي نباتات CO2 من 3 أ- الأهمية الكمية:يمتص هكتار من الغابات بعملية التركيب الضوئي 350000م
.O2 الأ رض سنويا100مليار طن من المواد العضوية, وتحرر إلى الجو مايكفي لتنفس كل العالم الحي من أل
ب- الأهمية العلمية:
1- في التغذية: تحل مشكل التغذية الإنسانية, تحسين المردود الزراعي, تحسين النباتات وراثيا.
أما مصير الغذاء المصنع في عملية التركيب الضوئي فيكون كما يلي:
- جزء يستهلك مباشرة في عملية الأكسدة للحصول على الطاقة اللازمة للحياة.
- جزء يخزن لوقت الحاجة في أنسجة التخزين.
- جزء يحول إلى دهون , أو بروتينات, أو فيتامينات, حسب حاجة الخلية.
- جزء يستعمل في بناء خلايا جديدة, أو ترميم بعض الخلايا التالف.
المعادلة العامة لعملية التركيب الضوئي

ضوء + يخضور

H2O + CO2 <ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــــ C6H12O6 + O2
جلوكوز ثاني أكسيد الكربون ماء أكسجين

الباب الخامس : انتقال المادة و الطاقة في النظام البيئي
تعتبر النباتات الخضراء الممون الوحيد والرئيسي لبقية العالم الحي بالغذاء والطاقة, حيث تستمد الماء والأملاح المعدنية من الجو إذا كان النبات بري, ومن الماء إذا كان النبات مائي, وفي وجود ضوء الشمسCO2 من التربة,وغاز إل تقوم بعملية التركيب الضوئي, منتجة مادة عضوية تحوي طاقة كامنة.والتي تنتقل إلى بقية العالم الحي ,عبر سلاسل غذائية
يكون النبات الأخضر هو المنتج والبقية مستهلكة . وتعاد المادة العضوية إلى حالتها المعدنية عن طريق التنفس والتخمر الذي تقوم به كل الكائنات الحية, والتي تتحلل بعد موتها إلى صورتها المعدنية,

س: ما هو النظام البيئي؟

ج: هو جملة تتكون من عنصرين بينهما تأثير متبادل,
1- عنصر غير حي(نمط من مأوى):ذو طبيعة فيزيائية وكيميائية تلاءم حياة كائنات حية معينة.إنه المدى الجغرافي. 2- عنصر حي: كائنات حية تنتمي إلى جما عات مختلفة ومتجمعة وفقا لشروط بيئية متماثلة أو متقاربة,لتشكل جماعة ( مساكنة حيوية).
إن وجود حيوان أونبات معين في فضاء ما,لا يعود للصدفة , حيث لكل مجموعة حيوانية أو نباتية فضاء حيوي يناسبها
أي أن لكل مجموعة مدى جغرافي خاص بها, ويتضمن مجموعة محددة من العناصر الفيزيائية والكيميائية, والتي تشكل
ما يسمى الموطن.والذي تتفاعل معه أفراد المجموعة, النظام البيئي هو نظام حي, وظيفي, ومن الأنظمة البيئية:
( الغابة- الحقل- المستنقع- البركة – البحر – المحيط- - ----------). والتي تتميز بعلاقات غذائية تنشأ بين المنتجين
والمستهلكين ( نقل المادة والطاقة ). الوثيقة الموالية تبين نظام بيئي مائي( بحيرة), ونظام بيئي بري (غابة).

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image046.gif[/IMG]

وثيقة تبين نوعين من الأنظمة البيئية

س: ما هي السلسلة الغذائية ؟

ج: من الناحية البيئية توضع الكائنات الحية في ثلاث مجموعات رئيسية ,هي:

1- المنتجون: وهي الكائنات التي تقوم بإصطناع مادتها الحية إنطلاقا من مواد معدنية فقط تحت تأثير الطاقة الضوئية في عملية التركيب الضوئي,إنها كائنات ذاتية التغذية,ينتمي جميع المنتجون إلى المملكة النباتية.
2-المستهلكون: هي الكائنات التي تتغذى على المواد العضوية, المصنعة من طرف الكائنات الأخرى, وهي كائنات غير
ذاتية التغذية,ونميز منها:
):وتتغذى على المتنجين,إنها آكلات الأعشاب( القوارض- المجترات- حشرات----)C1*- مستهلكون من الدرجة الأولى (
):تتغذى على المستهلكون من الدرجة الأولى, وهي(آكلات اللحوم).C2*- مستهلكون من الدرجة الثانية (
):تتغذى على المستهلكون من الدرجة الثانية, وهي(آكلات اللحوم).C3*- مستهلكون من الدرجة الثالثة (
, وهيCO23 - المحللون:هي كائنات تتغذى على هياكل وبقايا المنتجون والمحللون, حيث تحولها إلى مواد معدنية و
البكتريا على العموم, والتي تمد المنتجون بالعناصر الضرورية. ئ
هكذا يتم انتقال المادة خلال سلسلة معينة من الأنواع الحية, وكل كائن فيها يأكل سابقة, وهو بدوره يأكله الذي يأتي بعده.الوثائق الموالية تظهر بعض أنواع السلاسل الغذائية.

سلسلة غذائية لمرج طبيعي
[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image047.gif[/IMG]
سلسلة غذائية في غابة البلوط
[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image048.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image049.gif[/IMG]

مخطط سلسلة غذائية
الشبكات الغذائية:
في الحقيقة تكون العلاقة على مستوى السلاسل الغذائية أكثر تعقيدا,حيث لايمكن دائما تحديد مكان نوع معين من الكائنات الحية في النظام البيئي,فنبات ما أو حيوان كثيرا ما يكون كل منهما فريسة لكثير من الحيوانات , فسلاسل الحيوانات المفترسة ليست خطية ومستمرة, إنما هي مشعبة ومتشابكة في بعضها البعض. كما أن النظام الغذائي لحيوان ما يمكن أن يتغير خلال السنة, وذلك حسب الفصول, ووظيفة وعمر الحيوان, فالسلاسل الغذائية متكونة إذن من سلاسل غذائية متداخلة مع بعضها البعض. حيث قد نجد نفس الحيوان ينتمي إلى عدة سلاسل غذائية, والى عدة مستويات غذائية مختلفة, كما يمكن لحيوانات الأوساط المتجاورة أن تقيم علاقات غذائية بينها.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image050.gif[/IMG]

شبكة غذائية في غابة متساقطة الأوراق

انتقال المادة والطاقة في شبكة غذائية :
إن كل غذاء لايعتبر مصدرا للمادة فقط بالنسبة للمستهلكين, لكنها أيضا مصدرا للطاقة. لذلك انتقال المادة في السلسلة الغذائية لا يكون منفصلا عن انتقال الطاقة, نعبر عن الكتلة الحية لمنتج أو مستهلك ما بالكتلة الحيوية.
س: كيف نحسب الكتلة الحيوية للمنتجين والمستهلكين؟ وكيف نمثلها هرميا؟.

حساب الكتلة الحيوية للمنتجين والمستهلكين:

يعبر عن الكتلة الحيوية بالمادة الجافة للكائنات الحية,إلا أن حساب الكتلة الحيوية يتم في بضعة أيام ( حالة البلانكتون النباتي),أو في عشرات السنين ( الغابات) .
النباتات الخضراء عند تعرضها للضوء تقوم بصنع مادتها العضوية( المنتج الأول), تلك المادة التي تمثل الإنتاج الأولي ), بعد تنحية كمية المادة العضوية PN1, أما الزيادة الحقيقية في الكتلة الحيوية فتمثل الإنتاج الأولي الصافي( ) PB الخام( ).R1 المستهلكة في التنفس ( ) فيسقط ويتحلل في NU1 أما الجزء المتبقي غير المستعمل(, ) PN1) جزء فقط من ( C1*تأخذ آكلات الأعشاب(
), أما ما تبقىNA1 التربة بفضل المحللات.الكمية المستهلكة قسم منها لا يهضم ولا يمتص بل يطرح على هيئة فضلات(
) ويضاف الباقي لزيادة الكتلة الحيوية للعضوية.والتي تشكلR2) , ويستعمل بعضه في التنفس(A1 فيهضم ويمتص( َ
), والتي تخصص للمستهلك الثاني( آكلات اللحوم), هكذا تنتقل المادة عبر السلسلة الغذائية.PS2 الإنتاج الثانوي (
الوثيقة الموالية تبين مسار انتقال المادة بين المنتجين والمستهلكين.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image051.gif[/IMG]

توزيع الكتل الحيوية في هكتار من غابة شجر الزان بالكيلو غرام

التمثيل الهرمي للكتلة الحيوية للمنتجين والمستهلكين:
يمثل انتقال المادة من مستوى غذائي أدنى( طاقوي) إلى مستوى آخر(أرقى) في السلسلة الغذائية, ويعبر عن كل مستوى غذائي بمستطيل تتناسب مساحته مع الكتلة الحيوية للكائنات الحية في السلسلة,وترسم المستطيلات بشكل منضد و حيث يشكل توضعها هرما,لأن المادة أثناء انتقالها في السلسلة الغذائية تعاني خسارة كبيرة من مستوى لآخر. الوثيقة الموالية تظهر هرم الكتلة الحيوية لنظامين بيئيين: غابي – مائي.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image052.gif[/IMG]

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image053.gif[/IMG]

هرم الكتلة الحيوية لغابة شجر الزان هرم الكتلة الحيوية في نظام بيئي مائي

التمثيل الهرمي للكائنات الحية من مستوى غذائي لآخر:

عند دراسة السلسلة الغذائية من الناحية الكمية نجد انه عند الانتقال من مستوى غذائي لآخر,أن عددا لكائنات الحية يتناقص كما هو موضح في نظام بيئي لمرج طبيعي مساحته واحد هكتار,حيث تم إحصاء:
- أكثر من 5 ملايين من نباتات منتجة.
C1- 700000 حشرة آكلات العشب =
C2350000 حشرة مفترسة وعناكب = -

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image055.gif[/IMG]

هرم الأعداد في حالة مرج طبيعي

التمثيل الهرمي للطاقة بين المنتجين والمستهلكين:
بناء هرم الطاقة بشكل دقيق يحتاج دقة كبيرة, لأن المعطيات المتوفرة دوما ناقصة, لأن ذلك يحتاج إلى حساب دقيق للطاقة المجمعة عند كل مستوى غذائي/خلال وحدة الزمن/من قبل وحدة الوزن( المساحة).وتمثل الهرم يكون من مستوى غذائي أدنى( طاقوي),إلى مستوى أرقى في السلسلة الغذائية, وكل مستوى يرمز له بمستطيل تتناسب مساحته مع كمية الطاقة المقدرة بالكيلوجول. الوثيقة الموالية تظهر هرم الطاقة في نظام بيئي مائي.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image056.gif[/IMG]

هرم الطاقة ( كيلوجول / م2 /سنة) في نظام بيئي مائي

انتقال المادة في الشبكة الغذائية:
النباتات الخضراء هي المنتج الأول والوحيد للمادة العضوية في عملية التركيب الضوئي,انطلاقا من الطاقة الضوئية والتي مصدرها الطبيعي الشمس,والمواد المعدنية,تلك المادة لمصنعة والتي يستهلك جزء منها في تنفس المنتج نفسه
وما تبقى من مادة المنتج قسم منه ينتقل إلى المستهلك الأول( آكلات العشب), وقسم يسقط في التربة حيث يتعرض لعملية التمعدن, الكمية المأخوذة من طرف المستهلك الأول جزء منها يطرح على هيئة فضلات,. جزء يستغل في التنفس وجزء في البناء, هذا الجزء يمثل المادة العضوية المخصصة للمستهلك الثاني(آكلات اللحوم), وهكذا تنتقل المادة من مستوى غذائي لآخر, ومع كل انتقال هناك نقص في المادة من مستوى غذائي لآخر.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image057.gif[/IMG]

مخطط انتقال المادة في سلسلة غذائية

انتقال الطاقة في سلسلة غذائية:

تستمد النباتات الخضراء الطاقة الضوئية من الشمس, وتحولها إلى طاقة كيميائية كامنة في الغذاء المصنع في عملية التركيب الضوئي,ولما كان الضوء الأبيض( المرئي) هوجملة من الأطياف ,فإن النبات الأخضر يمتصها بدرجات متفاوتة,يمتص اللون الأحمر والبرتقالي بكميات كبيرة وباقي الألوان بكميات أقل, ويكون الإمتصا ص شبه معدوم عند اللون الأخضر.أما الأشعة ماتحت الحمراء وما فوق البنفسجية فهي لاتمتص,وحتى الطاقة الضوئية المنبعثة من الشمس إلى النبات الأخضر لايمتص منها إلا"01/0-02/0", في حالة تدخل الإنسان لانتقاء نباتات ذات إنتاجية عالية ضمن شروط, زراعية مثلى يمكن للنبات الأخضر امتصاص"04/0-05/0".
تنتقل الطاقة الكيميائية الكامنة في الغذاء من مستوى غذائي لآخر في السلسلة الغذائية,ولما كانت هنالك خسارة للمادة أثناء انتقالها في السلسلة ,فحتى الطاقة تنتقل من مستوى لآخر بكميات أقل من الطاقة التي يستقبلها كل مستوى غذائي,وكلما كانت السلسلة قصيرة وكان مردودها الطاقوي عال.
إذا كانت النباتات الخضراء لاتمتص إلا"01/0 -02/0"من الطاقة المنبعثة إلى النبات,فآكلات الأعشاب لاتستعمل إلا"01/0" من الكتلة الحيوية المستهلكة لبناء مادتها العضوية,والتي لاتستهلك منها آكلات اللحوم إلا"010/0",والتي لايستهلك منها إلا "010/0" من قبل آكلات لحوم أخرى,وهذا يبين تناقص المادة المصنعة خلال انتقالها عبر السلسلة الغذائية,مما يفسر عدم وجود سلاسل غذائية تتجاوز أربعة مستويات إلا نادرا.
إن محصلة الطاقة الضائعة خلال التنفس,وتلك المخزنة في النظام البيئي,والطاقة المستغلة ,تكون بالضرورة مساوية لكمية الطاقة الأولية التي إمتصها النبات ذاتي التغذية,ومنه نستنتج أن الطاقة مخزنة في الأنظمة البيئية, وتضيع تدريجيا على شكل حرارة,والتي لا يستطيع الكائن الحي استرجاعها إلا من مصدر خارجي(النبات الأخضر = عملية التركيب الضوئي).
وهكذا فإن إنتاج أو استهلاك الطاقة في نظام بيئي يوافقان على التوالي تخزين وتحويل الطاقة الشمسية.إن مصدر كل الطاقة المتنقلة في النظام البيئي هو من الطاقة المثبتة في عملية التركيب الضوئي,بفضل هذه الوظيفة يقوم المنتجون بتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة بيوكميائية قابلة للاستعمال من طرف العالم الحي,والتي تنتقل في السلاسل الغذائية ضمن جزيئات المادة العضوية,ويتم استعمالها بواسطة عمليتي التنفس والتخمر,إن الموت يوقف دخول الطاقة في الكائن الحي وهذا ما يؤدي إلى تفككها وتحللها بفضل المحللات,تعمل المحللات على أخذ نصيب من الطاقة, والخلاصة أن كل الطاقة المقتنصة من طرف المنتجون يتم توزيعها على جميع المستويات الغذائية.الشكل التخطيطي الموالي يلخص بعض المراحل الإ شارية لحلقات المادة والطاقة.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image058.gif[/IMG]

مخطط انتقال الطاقة في سلسلة غذائية . لافقاريات في مرج طبيعي

الخلاصة:

إن الحياة تنتج من توازن قوى الهدم والبناء( عوامل طاقوية),التنافس والتعاون(علاقات حيوية),وعوائق متعلقة بالوسط الفيزيو كيميائي( عوامل التربة والمناخ).

الإنتاجية في الأنظمة البيئية الطبيعية والعوامل التي تحددها:
ينتش جنين البذرة في الظروف المواتية ليعطي نبات أخضر, يزداد نموه بمرور الزمن, ويكون ذلك ممثلا في زيادة الجذري والمجموع الخضري, بمعنى زيادة الكتلة الحيوية للنبات, تسمى هذه الزيادة الإنتاجية الأولية.
س: كيف نحسب هذه الإنتاجية في الأنظمة البيئية المختلفة؟
ج: الإنتاجية = زيادة الكتلة الحيوية.وتقاس خلال مدة زمنية من قبل وحدة المساحة, ويعبر عنها عموما ب: طن/هكتار/سنة
ومنها نوعان:
) = النباتات ذاتية التغذية.P11- الإنتاجيةالأ ولية:تمثل زيادة الكتلة الحيوية للمنتج الأول (
) = مستهلكين+ محللين, في السلسلة C2- الإنتاجية الثانوية:تمثل زيادة الكتلة الحيوية المصنعة من طرف بقية العالم الحي (
الغذائية أوعلي مستوى النظام البيئي.
أ- الإنتاجية الثانوية لبعض الأنظمة البيئية:
إن الإنتاجية الثانوية تختلف حسب النظام البيئي,الجدول الموالي يبين مايلي:
*- الإنتاجية الثانوية الحيوانية

ضعيفة جدا في الصحاري والمناطق القطبية.
*- وضعيفة في التندرة
*- وعالية في السهوب المعتدلة والغابات الاستوائية.
الاستنتاج:ارتفاع الإنتاجية الثانوية يعود إلى سرعة النمو والإنتاج العاليتان.

النظام البيئي

المساحة مليون كم2

الكتلة الحيوية كغم/هكتار

الإنتاجيةالثانوية كغم/هكتار/سنة

غابات استوائية

17

194

153

السهوب المعتدلة

9

66.5

89

التندرة

8

4.30.008

4

الصحاري-المناطق القطبية

24

0.008

الإنتاجية الثانوية الحيوانية لبعض الأنظمة البيئية

ب- الإنتاجية الثانوية والمستوى الغذائي:
1- حسب المستوى الغذائي: يبين الجدول الموالي:
*- أنه في السلاسل الكبيرة يزداد عدد مستويات التغذية.
*- تكون الإنتاجية الثانوية للمستهلك الأخير ضعيفة.
لأن كمية المادة والطاقة المنتقلة تتناقص من مستوى
لآخر عبر السلسلة الغذائية.

النظام البيئي

متوسط عدد مستويات التغذية

المردود المتوسط للنمو

مناطق التيارات الصاعدة

من 2 إلى 3

15%

المناطق الساحلية

من 3 إلى 4

10%

المحيطات المعتدلة

من 4 إلى 5

10%

المحيطات الاستوائية

5

8%

الإنتاجية الثانوية حسب المستوى الغذائي

2- حسب نوع المستوى الغذائي في السلسلة الغذائية: الجدول الموالي يبين ما يلي:
*- تكون الإنتاجية الثانوية عالية عند آكلات الأعشاب.
*- تكون الإنتاجية الثانوية أقل عند آكلات اللحوم.
- لأن العشب الأخضر هو منتج المادة العضوية .
وآكلات العشب لا تستعمل إلا 1% من المادة المستهلكة
لبناء مادتها العضوية.
- وآكلات اللحوم تستغل 10% من المادة المستهلكة لبناء مادتها العضوية

النظام الغذائي

النظام البيئي

الإنتاجية الثانوية

سمك الشبوط (آكل العشب)

مستنقعات أوروبا الوسطي

من 115الى390

أسماك آكلات اللحوم

مستنقعات شمال أمريكا

من45الى168

أسماك آكلات العشب-

أسماك آكلات اللحوم

بحر الشمال

16.8

بحيرات كبرى أمريكية

من0.9الى8.2

بحيرات إفريقية

من1.6الى 252

الإنتاجية الثانوية والأنظمة الغذائية

العوامل التي تحددا لإنتاجية في الأنظمة البيئية الطبيعية:
هناك نوعان من العوامل: داخلية- خارجية.
1- العوامل الداخلية: لها علاقة بالنبات, وهي:
أ-عدد ألأوراق ومساحتها: بما أن الورقة هي المقر الأساسي لصنع الغذاء(الإنتاجية الأولية),لذلك كلما زاد عدد الأوراق
وزادت مساحة الورقة ,زادت كمية الإنتاجية ا لأولية,وكل مسبب لإتلاف هذه الأوراق( طفيلي- تلوث-عامل مناخي)يؤدي لانخفاض أو انعدام الإنتاجية الأولية .
ب- اليخضور:طالما اليخضور ضروري لامتصاص الطاقة الضوئية اللازمة لحدوث عملية التركيب الضوئي,فهو ضروري للإنتاجية الأولية,وعليه كلما زاد تركيز اليخضور وزاد عدد البلاستيدات الخضراء زاد منسوب الإنتاجية الأولية
2- العوامل الخارجية: لها علاقة ببيئة النبات( مناخية –كيميائية).
أ- العوامل المناخية: ومنها:
1- الحرارة: بما أن الإنتاجية تعني زيادة الكتلة الحيوية في الكائن الحي, والتي تأتي عن صنع المادة العضوية بفضل عملية
حيوية تسيرها إنزيمات.والتي تكون خاملة في الدرجة المنخفضة جدا, وتنخرب في الحرارة العالية, وتزداد فعاليتها كلما
زادت الحرارة ,وتصل أقصاها في الحرارة المثلى.لذا تتغير الإنتاجية بتغير درجة الحرارة,وتكون عالية في المناطق
الاستوائية( حرارة مثلى), وتكاد تنعدم في الصحاري( حرارة عالية) ومناطق القطب الشمالي( حرارة منخفضة),وعليه
يجب توفير الحرارة المثلى للنباتات الخضراء لتحقيق أعلى إنتاجية.
2- الماء:لما كان الماء ضروري لإنتاش البذور وتكوين النبات الأخضر,و لعملية التركيب الضوئي (حيث صنع الغذاء) والذي يستغل في النمو, حيث يزداد المجموع الجذري والخضري,ومنه زيادة الكتلة الحيوية للنبات (الإنتاجية الأولية)
وعليه تكون الإنتاجية ذات علاقة وثيقة بوفرة الماء, فهي قليلة في المناطق الأقل عرضة لتساقط الأمطار( الصحاري)
ومرتفعة في المناطق الأكثر عرضة لتساقط الأمطار( المناطق الاستوائية),والدليل على أهمية الماء هوأنه يحتل ما يعادل
75 % - 80% من وزن النبات, وعليه فالماء ضروري لتحسين الإنتاجية ,ولكل نوع نباتي كمية مثلى من الماء.
3-الضوء:لما كان الضوء ضروري لعملية التركيب الضوئي عند النباتات الخضراء,حيث يتم صنع الغذاء,فهو ضروري
لزيادة الكتلة الحيوية( الإنتاجية الأولية),والدليل هوأن كمية الغذاء المصنعة تزداد كلما زادت كمية الضوء الممتص( الطاقة)
أي تزداد الإنتاجية الأولية ,ولكل نوع نبا تي شدة مثلى من الضوء لتكون الإنتاجية عنده أعظمية. وتقسم النباتات الخضراء إلى نباتات محبة للضوء( شمسية) ونباتات غير محبة للضوء( ظليه).الوثيقة الموالية تبين تأثير شدة الإضاءة على الإنتاجية
على نبات الصنوبر.
ب- العوامل الكيمائية:ومنها:
1- التربة: هي دعامة النبات الأخضر,فيها يمد جذوره, ومنها يستمد حاجياته من الماء والأملاح المعدنية,تلك الأملاح التي يدخل بعضها في تركيب المادة الحية( عناصر كبرى),وبعضها كوسيط لحدوث التفاعلات الكيميائية(عناصر صغرى). وعلية تكون الأملاح المعدنية ضرورية لحدوث عملية التركيب الضوئي,حيث يصنع الغذاء وتزداد الإنتاجية, وحتى الحاجة للأملاح المعدنية تكون محددة.
): ضروري لعملية التركيب الضوئي,حيث يدخل في تركيب المادة العضوية المصنعة CO22- غاز ثاني أكسيد الكربون(
يكون حرا في الجو,ومنحلا في الماء,تركيزه الطبيعي هو 0.03%, ومع ذلك فهو ضروري لتكوين الغذاء, وزيادة الكتلة الحيوية( الإنتاجية الأولية),إلا أن هذه الإنتاجية لايمكن أن تصل إلى أقصى حد لها في الحالة الطبيعية لأن كمية هذا الغاز
" حول النبات,لأن وصول CO2 قليلة جدا.ولتحسين الإنتاجية الأولية يوضع النبات داخل البيوت البلاستكية لرفع تركيز"
".CO2 عملية التركيب الضوئي (الإنتاجية الأولية) إلى أقصى حد لها يكون عند التركيز ( 5% - 8% ) من غاز"
الوثيقة الموالية تبين تأثير العوامل الكيميائية على الإنتاجية الأولية.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image060.gif[/IMG]

العوامل الكيميائية و الإنتاج الأولي

الخلاصة:تحقيق أفضل إنتاجية لنظام بيئي طبيعي يحتاج إلى توفير قيم مثلى من العوامل المناخية والكيميائية

الباب السادس : دورة الكربون في النظام البيئي
يطلق هذا الاسم على مجموعة التحولات التي تطرأ على المركبات العضوية في الطبيعة, والتي تكون حلقة مستمرة لا انقطاع فيها,تلك المادة العضوية المصنعة من طرف النبات الأخضر, والتي يكون عنصر الكربون الأكثر وفرة فيها
)إلى الحالة العضوية( في المادة العضوية)CO2 ينتقل الكربون في الأنظمة البيئية وبشكل مستمر من الحالة المعدنية (في
أ- تحول الكربون المعدني إلى كربون عضوي:
"الحر من الجو(نبات ترابي) ومنحل في CO2 يستمد النبات الأخضر الكربون المعدني من وسطه الطبيعي على هيئة"
الماء على هيئة بكربونات(نبات مائي), وفي وجود الضوء يقوم بعملية التركيب الضوئي, حيث يصنع مادته العضوية التي يدخل في تركيبها عنصر الكربون( كربون عضوي).والمعادلة الإجمالية للعملية هي:
ضوء + يخضور

O2 + C6H12O6 ------------> H2O + CO2

"معدني C " "عضوي C "

ب- تحول الكربون العضوي إلى كربون معدني:
" CO2 تتعرض المادة العضوية إلى عملية تمعدن,محولة الكربون العضوي إلى كربون معدني من جديد على هيئة غاز"
وذلك بطريقتين:
1- الإحتراق: يعني احتراق المادة العضوية خارج الخلية ( حرق البترول- الغاز الأخشاب............).حيث يتحرر الكربون "إلى الجو من جديد. CO2 المعدني على هيئة"
2- الأكسدة الخلوية: هي هدم للمادة العضوية في الخلية الحية, لتحويل الكربون العضوي إلى كربون معدني من جديد على
", بفضل عملية التنفس عند كل الكائنات الحية, وعملية التخمر عند الكائنات الدنيئة فقط, كما تلعب البكتريا CO2 هيئة"
والفطريات المهجرية دور مهم في تمعدن المادة العضوية الميتة( الجثث- البقايا- الفضلات...........)في النظام البيئي.

CO2 + H2O2 ------------> O + C6H12O6

" عضوي C" معدني " C "

والمعادلة العامة للتنفس هي:"

الوثيقة الموالية تبين دورة الكربون في الطبيعة.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image059.gif[/IMG]

مخطط دورة الكربون في نظام بيئي

- الخلاصة:
إن المادة لا تفنى ولا تخلق, لكنها تنتقل من صورة لأخرى, وأثناء الانتقال ينجز العمل,وما عملية التركيب الضوئي إلا ) المعدني إلى كربون عضوي, وتتم عند النباتات الخضراء فقط, أي تلك Cوظيفة حيوية يتم فيها تحويل الكربون(
الكائنات الحية الوحيدة الذاتية التغذية التي تبني مادتها العضوية ابتداء من وسطها المعدني.في حين تستمد الكائنات غير الذاتية التغذية العناصر المعدنية ابتداء من وسطها العضوي, وتبقى كمية الكربون ثابتة في الجو, وما تحول الطاقة في النظام البيئي إلى لضمان استمرار دوران المادة, ومنها دورة الكربون, وما الطاقة الشمسية إلا محرك لدورة الكربون ) الجوي هو أن شدة التركيب الضوئي تفوق شدة التنفس بعشرة أضعاف. CO2 في الطبيعة, وسر الثبات في تركيز (

* التمرين الأول:

نحدث تجويفا في جذر نبات الجزر ونثبت في فوهته أنبوبا زجاجيا, ثم نغمره في حوض به ماء مقطر
فنلاحظ بعد مدة ارتفاع السائل في الأنبوب الزجاجي.
1- فسر هذه الملاحظة مدعما إجابتك برسم تفسيري.
2- عرف الظاهرة التي حدثت.

[IMG]file:///C:\Users\Randoda\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\0 1\clip_image061.gif[/IMG]

* التمرين الثاني:

ننجز 10 اسطوانات من لب درنات البطاطا،طول كل منها 10 ملم, نضع كل منها في تركيز معين من محلول السكروز.بعد12 ساعة نقيس طول كل إسطوانة, والنتائج المحصل عليها ممثلة في الجدول التالي:

تركيز المحاليل (غ/ل)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

طول الاسطوانات (ملم)

56

52.6

51.9

50.1

49.4

48.3

47.6

47

46.5

46

قوام الاسطوانات

قاسيـــــــــــــــــــــة

رخــــــــــــــــــــوة

1- مثل بمنحنى بياتي تغيرات طول الاسطوانات بدلالة تركيز المحلول.
2- فسر هذه النتائج .
3- عرف الظاهرة التي حدثت.
4- أرسم خلية عند التركيز: 0.1غ/ل- 0.9غ/ل.
5- حدد على المنحنى التركيز المتوازن مع المحتوى الخلوي.

* التمرين الثالث:

تم إحصاء بعض أنواع الكائنات الحية في ثلاثة أوساط وهي:
- بحيرة :بلانكتون نباتي- فيرون (سمكة صغيرة من الشبوطيات)- بكتريا – بلانكتون حيواني – فرخ(سمك نهري).
- غابة :جعل(خنفساء تتغذى على أوراق الأشجار)- ثعالب – أشجار – بكتريا – طيور.
- بستان: عظايا – بكتريا – نحل – أزهار – عناكب .
رتب السلاسل الغذائية في كل وسط مع تحديد الأوساط الإغتذائية.