النباتات النباتية التنفسية: التعريف والأنواع وعملية التنفس والتنفس بالتمثيل الضوئي

النباتات النباتية التنفسية: التعريف والأنواع وعملية التنفس والتنفس بالتمثيل الضوئي - ما هي العمليات وكيف تتنفس النباتات بهذه المناسبة؟ حول المعرفة.co.id سوف نناقشه وبالطبع الأشياء التي تغطيه أيضًا. دعونا نلقي نظرة على المناقشة في المقالة أدناه لفهمها بشكل أفضل.

النباتات النباتية التنفسية: التعريف والأنواع وعملية التنفس والتنفس بالتمثيل الضوئي

تنفس النبات هو عملية تقوم بها النباتات لامتصاص جزيئات الأكسجين الموجودة في الهواء حتى تتمكن من إنتاج الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة. هذا ما تحتاجه النباتات أو النباتات لمواصلة النمو والتطور.

تتضمن عملية تنفس النبات أيضًا استخدام السكر الناتج من عملية التمثيل الضوئي وكذلك الأكسجين لإنتاج الطاقة اللازمة لنمو النبات. في البيئة الطبيعية، يمكن لبعض النباتات أيضًا إنتاج غذائها من أجل البقاء.

في عملية التمثيل الضوئي، تستخدم النباتات ثاني أكسيد الكربون (CO2) من البيئة لإنتاج السكر والأكسجين (O2). وسيتم استخدام هذه النتائج كمصدر للطاقة.

النباتات قادرة على معالجة النفايات التنفسية (CO2) وتحويلها إلى مصدر غذائي (الكربوهيدرات) من خلال عملية التمثيل الضوئي. يتم التنفس طوال الوقت، ولا يعرف الوقت. وعلى الرغم من أنها تقوم بعملية التمثيل الضوئي، إلا أن هذا لا يعني أن عملية التنفس تتوقف للحظة. تتم عملية التمثيل الضوئي فقط عندما يكون هناك مصدر للضوء، في حين يتم التنفس أيضًا إما مع الضوء أو بدونه.

ينتشر الأكسجين بشكل سلبي من خلال الثغور (عند فتحه) بالإضافة إلى غاز ثاني أكسيد الكربون. من الثغور، ينتشر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون إلى خلايا نباتية أخرى، ويستخدم الأكسجين في التنفس، بينما يستخدم ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي.
ماذا لو أغلقت الثغور؟؟؟ المنتج الثانوي لعملية التمثيل الضوئي هو الأكسجين. سيتم إطلاق معظم هذا الأكسجين في الغلاف الجوي (الذي ستستخدمه الحيوانات والمخلوقات الأخرى للتنفس) وسيتم استخدام جزء صغير منه للتنفس.

أدوات الجهاز التنفسي في النباتات

عادة، هناك 4 أنواع من أعضاء الجهاز التنفسي الموجودة في النباتات. هنا هو التفسير الكامل.

• الثغور (فم الأوراق)

أعضاء الجهاز التنفسي الرئيسية للنباتات هي الثغور. الثغور هي أجزاء النباتات التي لها وظيفتها الرئيسية وهي تبادل غاز الأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون وهو بداية عملية التنفس في النباتات.

غالبًا ما يشار إلى الثغور أيضًا باسم أفواه الأوراق. تحتوي الثغور على شقوق تحرسها خليتين حارستين. تعمل هذه الخلايا الحارسة كمنظم لفتح وإغلاق الثغور في النباتات.

عادةً ما تفتح ثغور النبات عند تعرضها لأشعة الشمس الكافية وتغلق من تلقاء نفسها إذا لم يدخل ضوء الشمس. يمكن لهذه الخلايا الحارسة أيضًا فتح وإغلاق الثغور لأنها تحتوي على أيونات البوتاسيوم والماء. وسيعمل المحتوى وفق الآلية التالية:

الثغور مفتوحة، عندما تحتوي الخلايا الحارسة على محتوى كافٍ من أيون البوتاسيوم، فإن الماء من الخلايا المجاورة سيدخل إلى الخلايا الحارسة عن طريق التناضح. وبالتالي، سيتم سحب الخلايا الحارسة التي تكون على اتصال بالثغور إلى الخلف وستفتح الثغور.

تغلق الثغور، وفي هذا الوقت تخرج أيونات البوتاسيوم الموجودة في الخلايا الحارسة، ثم يتحرك الماء الموجود في الخلايا الحارسة نحو الخلايا المجاورة عن طريق التناضح أيضًا. وبالتالي، فإن الخلايا المجاورة سوف تتوسع وتدفع الخلايا الحارسة إلى فجوة الثغور وتغلق الثغور.

• العدس

العضو التنفسي الثاني في النباتات هو على شكل العدس. توجد هذه العدسات عادةً في النباتات ذات الأنواع أحادية الفلقة أو نباتات البذور المفتوحة. العدس عبارة عن ثقوب في الجذع بسبب تقشير كامبيوم الفلين وحمة الفلين وطبقات الفلين.

يتم تشكيل هذه الطبقة لتحل محل البشرة وتكون بمثابة جذع وقائي.

عادةً ما تتكون طبقة الفلين هذه من كامبيوم الفلين وهو محكم للغاية. بحيث يمكن أن يؤدي ذلك إلى قطع إمداد الهواء الخارجي وهو أمر مهم جدًا لاحتياجات الأجزاء التنفسية للنباتات.

يعد وجود جهاز التنفس العدسي مفيدًا كوسيلة لمرور الهواء الخارجي عبر الطبقة الكثيفة من الفلين. في الأجزاء سوف تحصل على ما يكفي من الهواء من العدس.

• جذور الشعر

جهاز التنفس النباتي التالي هو على شكل شعيرات جذرية. تؤدي الشعيرات الجذرية الوظيفة الرئيسية المتمثلة في امتصاص الماء أو العناصر الغذائية من التربة وتوجيهها إلى أجزاء أخرى من النبات.

ومع ذلك، فإن الجذور مفيدة جدًا أيضًا كجهاز تنفس للنبات. سوف تلتقط هذه الشعيرات الجذرية الأكسجين الموجود في مسام التربة.

• معدات الجهاز التنفسي الخاصة في النباتات

ليس هذا فحسب، فهو مفيد بشكل عام كوسيلة للتنفس. إلا أن بعض أنواع النباتات تمتلك أيضًا أعضاء تنفسية خاصة نظرًا لقدرة هذه النباتات على التكيف مع بيئتها.

فيما يلي أمثلة على أعضاء الجهاز التنفسي الخاصة في النباتات:

الجذر المعلق

الجذور المعلقة هي أجزاء الجذور التي تنمو من الجذع وتمتد بعد ذلك إلى الأرض. حسنًا، عندما تلتصق هذه الجذور بالأرض، فهذا ليس مجرد إهمال، ولكن عندما تلتصق هذه الجذور بالأرض فإنها ستمتص بخار الماء والغاز من الهواء. على سبيل المثال، وبالتحديد في نباتات شجرة البانيان وبساتين الفاكهة.

جذر الجهاز التنفسي

تختلف الجذور التنفسية عن الجذور المعلقة. الجذور التنفسية هي أحد أنواع جذور النباتات التي تنمو على سطح التربة، بحيث تفرز هذه الجذور ثاني أكسيد الكربون وتحصل على الأكسجين. على سبيل المثال، وبالتحديد في نباتات المانغروف.

تجويف الهواء

ليس هذا فحسب، بل إن بعض النباتات تستخدم سيقانها للحصول على الأكسجين. تحتوي هذه النباتات بشكل عام على سيقان مجوفة، بحيث يمكن استخدام الهواء أو الأكسجين للقيام بعمليات التنفس والتنفس.

ومن أمثلة الأنواع النباتية التي تحتوي على تجاويف هوائية صفير الماء واللفت.

عمليات التنفس الهوائية واللاهوائية في النباتات

بناءً على حاجة النبات للأكسجين، تنقسم عملية تنفس النبات إلى نوعين، وهما عملية التنفس الهوائي والتنفس اللاهوائي. ولمزيد من التفاصيل إليك الشرح.

• عملية التنفس الهوائي

التنفس الهوائي هو عملية تنفسية في النباتات تتطلب دور الأكسجين في عملية تكسير الجلوكوز. علاوة على ذلك، سيتم تكسير الجلوكوز بحيث يمكن أن يتحول إلى طاقة وثاني أكسيد الكربون، ويمكن كتابة التفاعل ببساطة على النحو التالي:

C6H12O6 + 6O2 - >> 6H2O + 6CO2 + 36ATP

عندما يكون تحلل الجلوكوز إلى طاقة وثاني أكسيد الكربون بمساعدة الأكسجين في التنفس الهوائي ليس سهلاً مثل التفاعل المذكور أعلاه. في هذا التنفس الهوائي هناك عدة عمليات أخرى بما في ذلك ما يلي:

تحلل السكر

تحلل السكر هو عملية لتقليل السكر أو الجلوكوز. في هذه المرحلة، يتم تحويل الجلوكوز إلى حمض البيروفيك في العصارة الخلوية. سيتم لاحقًا إعادة استخدام حمض البيروفيك هذا في مرحلة تسمى نزع الكربوكسيل التأكسدي.

في هذه العملية، سيتم أيضًا إنتاج جزيئين ATP مفيدين للطاقة، وسيتم استخدام جزيئين NADH في عملية نقل الإلكترون.

نزع الكربوكسيل التأكسدي

في هذه العملية، سيتحول حمض البوريفيك الناتج في مرحلة تحلل السكر إلى أسيتيل CoA عن طريق إطلاق ثاني أكسيد الكربون في العصارة الخلوية.

سيتم بعد ذلك معالجة الأسيتيل CoA الذي تم إنتاجه مرة أخرى في دورة حمض الستريك. وبصرف النظر عن أسيتيل CoA، سيتم أيضًا إنتاج NADH وهو مفيد في نقل الإلكترون.

دورة كريبس

دورة كريبس هي مرحلة يتم فيها تحلل حمض البيروفيك هوائيًا إلى H2O وCO2 والذي يحدث في مصفوفة الميتوكوندريا. في هذه العملية تتم أيضًا معالجة أسيتيل CoA مع حامض الستريك الذي تم تكوينه في المرحلة السابقة.

النتيجة النهائية لهذه العملية هي جزيء واحد من ATP، وجزيء واحد من FADH، و3 جزيئات من NADH والتي سيتم استخدامها في الخطوة التالية، وهي مرحلة نقل الإلكترون.

النقل الإلكتروني

نقل الإلكترون هو مرحلة من مراحل التنفس الهوائي للنبات والتي تحدث في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. في هذه العملية، سيتم نقل سلسلة من الإلكترونات إلى تفاعل الأكسدة والاختزال بمساعدة إنزيمات السيتوكروم والبيريدوكسين والفلافوبروتين.

في دورة نقل البروتين هذه سوف ينتج HO2 أو بخار الماء وهو منتج ثانوي للجهاز التنفسي للنبات. بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون، فهو ضروري جدًا للقيام بعملية التمثيل الضوئي.

في مرحلة نقل الإلكترون هذه، سيشكل أيضًا 34 ATP، وبالتالي إذا كانت هذه العملية الهوائية ستنتج 36 جزيءًا من الطاقة.

• عملية التنفس اللاهوائي

في هذه المرحلة من التنفس اللاهوائي، لا تحتاج النباتات إلى دور الأكسجين في عملية منع تحول الجلوكوز إلى طاقة وثاني أكسيد الكربون.

يمكن ببساطة كتابة التفاعلات اللاهوائية على النحو التالي:

C6H12O6 - >> 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP

في التفاعل اللاهوائي البسيط أعلاه، يمكننا أن نرى أن عملية التنفس اللاهوائي هذه لا تتطلب مساعدة من الأكسجين لتكسير الجلوكوز. والنتيجة النهائية لهذه المرحلة هي إنتاج ثاني أكسيد الكربون والكحول والطاقة.

الفرق الأساسي بين المرحلة الهوائية هو أنه في المرحلة اللاهوائية، تكون كمية الطاقة المنتجة أقل بكثير بالمقارنة مع عملية التنفس الهوائي. وهذا يمكن أن يثبت أيضًا أن دور الأكسجين مهم جدًا في تكوين الطاقة في النبات.

كما هو موضح أعلاه، فإن النباتات لديها أيضًا عمليات التنفس الهوائية واللاهوائية. ولتمييز النوع فيما يلي شرح:

• النباتات العليا ذات التنفس الهوائي

النباتات التي لها مرحلة التنفس الهوائي هي أنواع من النباتات عالية المستوى أو غالبًا ما تسمى أيضًا بالنباتات الخضراء. أنواع النباتات التي يشار إليها غالبًا بالنباتات الخضراء هي النباتات التي تحتوي على مادة الورقة الخضراء أو الكلوروفيل.

وكما شرحنا أعلاه عن جهاز التنفس لدى النبات، فإن هذا النوع من النباتات العليا يستطيع أن يأخذ الأكسجين الخاص به عبر أجزاء مختلفة من جسمه. على سبيل المثال، من خلال الثغور والعدسات والشعيرات الجذرية، إلى أعضاء تنفسية خاصة في بعض النباتات التي تستخدم الجذور المعلقة، والجذور التنفسية، والسيقان المجوفة.

• النباتات السفلية ذات التنفس اللاهوائي

النباتات التي لها مرحلة التنفس اللاهوائي هي أنواع من النباتات منخفضة المستوى. عكس النباتات عالية المستوى، النباتات منخفضة المستوى هي أنواع النباتات التي لا تحتوي على الكلوروفيل.

وهذا النوع من النباتات لا يستطيع القيام بعملية البناء الضوئي، وله فقط طريقة معينة للحصول على الطاقة، وليست مثل النباتات الخضراء. تتم طريقة الحصول على الطاقة من النباتات منخفضة المستوى بشكل عام عن طريق تحلل المكونات الغذائية الموجودة حول بيئتها.

من المناقشة أعلاه، يمكننا أن نستنتج أن تنفس النبات هو العملية التي يتنفس بها النبات يمتص جزيئات الأكسجين الموجودة في الهواء لينتج الماء وثاني أكسيد الكربون والطاقة.

علاقة عملية التنفس بعملية البناء الضوئي في النبات

ترتبط عملية التنفس في النباتات ارتباطًا وثيقًا بعملية التمثيل الضوئي لأن هاتين العمليتين مترابطتان مع بعضهما البعض. وفيما يلي رابط بين عملية التنفس عند النباتات وعملية البناء الضوئي عند النباتات.

أثناء النهار أو عندما تحصل النباتات على كمية كبيرة من ضوء الشمس، ستركز هذه النباتات القيام بعملية البناء الضوئي، تيك هيراج إذا كان معدل البناء الضوئي سيكون أكبر بعشر مرات من المعدل تنفسه.

لكي تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي تحتاج إلى إمدادات كافية من ثاني أكسيد الكربون، حيث يمكن إنتاج هذا الإمداد من ثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التنفس التي يقوم بها النبات. النتائج التي سيتم الحصول عليها من عملية التمثيل الضوئي هي الأكسجين وبخار الماء.

يمكن للنباتات استخدام الأكسجين الناتج عن عملية التمثيل الضوئي للقيام بعملية التنفس التي تشارك فيها عادة في الليل، حيث أن عملية التنفس التي يقوم بها هذا النبات ستنتج ثاني أكسيد الكربون وهو مفيد جداً في هذه العملية البناء الضوئي.

وأيضًا، ستنتج عملية التنفس في هذا النبات أيضًا جزيئات ATP التي ليست سوى طاقة تحتاجها النباتات للقيام بأنشطتها الأيضية.

وبالتالي المراجعة من حول المعرفة.co.id عن أداةتنفس النبات، نأمل أن تضيف إلى بصيرتك ومعرفتك. شكرا لكم على الزيارة ولا تنسوا قراءة المقالات الأخرى.