نکات مهم و کنکوری تنظیم کننده‌های رشد در گیاهان زیست یازدهم

تنظیم کننده های رشد در گیاهان یا همان هورمون های گیاهی، بخشی بسیار مهم از زیست گیاهی سال یازدهم است که طراح کنکور علاقه بسیار زیادی به نکات آن برای طرح سوال دارد. در ادامه قصد داریم نکات مهم و کنکوری هورمون های گیاهی را بررسی و مرور کنیم.

همانطور که میدانیم ساقه به سمت نور و ریشه به سمت زمین رشد می‌کند. گیاهان و درختان همراه با تغییرات فصل، تغییرات دما و طول روز گل میدهند، برگهای جدید رشد میکنند و یا میریزند. چه عواملی در این پدیده ها نقش دارند؟ آیا رشد و نمو گیاهان تحت تاثیر هورمون هاست؟ آیا گیاهان به عوامل محیطی پاسخ میدهند؟ چگونه؟

آزمایش داروین

• خم‌شدن گیاهان به سمت نور پدیده‌ای رایج در طبیعت است. (موضوع اولین آزمایش)
• توسط چارلز داروین و پسرش برروی دانه رستِ نوعی گیاه از گندمیان، طراحی و اجرا شد.
• آن‌ها دریافتند دانه رست در صورتی به سمت نور یک‌‌ جانبه، خم می‌شود که نوک آن در برابر نور باشد. (نتیجه‌گیری داروین و پسرش)
• محققان دیگری با انجام آزمایش‌هایی، نشان دادند که عامل خم‌شدن دانه رست به ‌سمت نور، ماده‌ای است که در نوک آن وجود دارد.

شرح آزمایش محققان

• نوک دانه‌‌رستی که در نور همه ‌جانبه رشد کرده را می‌برند و روی آگار قرار می‌دهند.
• بعد‌ از‌ مدتی این قطعه آگار را روی لبه‌ی دانه‌‌رستی قرار می‌دهند که نوک آن بریده‌ شده ‌است و گیاه خم می‌شود. درحالی که قرار‌دادن آگار معمولی روی دانه‌ی رستِ بدون نوک، سبب خم‌شدن آن نمی‌شود.
• خم‌شدن دانه رست به معنای اختلاف اندازه‌ی یاخته‌های دو طرف آن است. مشاهده‌های میکروسکوپی نیز رشد طولی بیشتر یاخته‌ها در سمت سایه را تایید می‌کنند.
• نتیجه‌گیری: عامل خم‌شدن دانه‌ی رست به سمت نور یک‌جانبه، ماده‌ای است که در نوک گیاه و در سمت سایه تجمع پیدا کرده‌ است.این ماده را اکسین (یعنی رشد‌کردن) نامیدند.

نکته: ترکیباتی که فعالیت‌های گیاهان را تنظیم می‌‌کنند، تنظیم‌کننده‌های رشد یا هورمون‌های گیاهی نامیده می‌شوند.

نکته: رشد جهت‌دار اندام‌های گیاه در پاسخ به نور یک ‌جانبه را نورگرایی می‌نامند.

محرک‌های رشد در گیاهان

اکسین‌ها، سیتوکینین‌ها و جیبرلین‌ها در فرایندهای رشد مانند تحریک تقسیم یاخته، رشد طولی یاخته‌ها، ایجاد و حفظ اندام‌ها نقش دارند. این ترکیبات اگرچه محرک رشد نام دارند اما براساس مقدار و محل اثرشان می‌توانند اثر بازدارندگی هم داشته‌باشند.

اکسین ها

• اکسین با افزایش رشد طولی یاخته‌ها، سبب افزایش طول ساقه می‌شود.
• باعث تحریک ریشه‌زایی می‌شود. (مورد استفاده در قلمه‌ها)
• برای تشکیل میوه‌های بدون‌دانه و درشت‌کردن میوه‌ها نیز به‌کار می‌روند.

ساخت اکسین‌های مصنوعی

• بعد از کشف ساختار شیمیایی اکسین‌ها، این ترکیبات به طور مصنوعی ساخته شدند و اثرشان بر روی گیاهان، مورد پژوهش و شناسایی قرار گرفت.
• بعضی از این ترکیبات، گیاهان دولپه‌ای را ازبین می‌برند؛ بنابراین از آن‌ها برای ساختن سموم کشاورزی به منظور از بین بردن گیاهان خودرو در مزارعی مانند مزرعه گندم، استفاده کردند.
• عامل نارنجی مخلوطی از اکسین‌ها بود که ایالات متحدۀ امریکا در جنگ با ویتنام به مدت ده سال آن را به‌کار برد. در نتیجه بخشی از جنگل‌های ویتنام که مخفی‌گاه مبارزان بود و نیز زمین‌های کشاورزی آن‌ها از بین رفت و چند دهه طول کشید تا این جنگل‌ها احیا شوند.
• تولید عامل نارنجی بعد این جنگ ممنوع شد. از اثرات آن می‌توان به سرطان و تولد نوزادان با نقص‌های مادرزادی اشاره کرد.

نقش‌های سیتوکینین

• سیتوکینین با تحریک تقسیم یاخته‌ای و ایجاد یاخته‌های جدید، پیرشدن اندام‌های هوایی را به تاخیر می‌اندازد.
• سیتوکینین‌ها هورمون ساقه‌زایی نیز نامیده می‌شوند و در کشت بافت، سبب ایجاد ساقه از یاخته‌های تمایز نیافته می‌گردند.
• از آن به عنوان افشانه برای تازه نگه‌داشتن گل‌ها و برگ‌ها استفاده می‌شود.

شاخه و برگ‌های بیشتر

• این فرایند حاصل برهم‌کنش دو تنظیم کننده‌ رشد، یعنی اکسین و سیتوکنین می‌باشد.
• برای پرشاخ و برگ کردن گیاهان، جوانه‌های راسی آن را قطع می‌کنیم تا جوانه‌های جانبی تشکیل شوند.
• به اثر بازدارندگی جوانه رأسی بر رشد جوانه‌های جانبی، چیرگی رأسی می‌گویند.
• چگونگی تشکیل جوانه جانبی: با قطع جوانه رأسی مقدار سیتوکینین در جوانه‌های جانبی افزایش و مقدار اکسین آن‌ها کاهش می‌یابد، در نتیجه جوانه‌های جانبی رشد می‌کنند.

نکته: اگر بعد از قطع جوانه‌ی رأسی، درمحل برش، اکسین قرار دهیم، جوانه‌های جانبی رشد نمی‌کنند. این آزمایش نشان می‌دهد که اکسین از جوانه‌ی رأسی به جوانه‌های جانبی می رود و مانع از رشد آن‌ها می‌شود.

جیبرلین ها

کشف جیبرلین

• توسط دانشمندان ژاپنی حین تحقیق بر روی نوعی بیماری قارچی که دانه رست‌های برنج به آن مبتلا بودند، کشف شد.
• آلودگی دانه رست‌ها به قارچ جیبرلا سبب می‌شد تا به سرعت رشد کنند و دانه رست ها باریک و دراز بوده و بافتشان استحکام کافی نداشت، در نتیجه خم می‌شدند و روی زمین می‌افتادند که باعث کاهش محصول برنج و زیان‌های فراوان بود.
• با استخراج و شناسایی ترکیبات به دست آمده از قارچ جیبرلا، جیبرلین‌ها شناسایی و معرفی شدند و مشخص شد که در گیاهان نیز تولید می‌شوند.

نقش‌های جیبرلین

• کنترل رشد و فعالیت‌های گیاهان.
• افزایش طول ساقه، رشد میوه و رویش دانه از طریق تحریک رشد طولی یاخته گیاهی و تقسیم یاخته‌ای.
• درشت کردن میوه‌ها.
• تولید میوه‌های بی‌دانه مثل انگور.
• در تجزیه‌ ذخایر رویان غلات نیز نقش دارند.

جیبرلین‌ها و رویش بذر غلات

• رویان غلات در هنگام رویش دانه، مقدار فراوانی جیبرلین می‌سازند.
• این هورمون بر خارجی‌ترین لایه‌ درون‌دانه (لایۀ گلوتن‌دار) اثر می‌گذارد و سبب تولید و رها شدن آنزیم‌های گوارشی در دانه می‌شود.
• این آنزیم‌ها دیواره یاخته‌ها و ذخایر درون‌دانه را تجزیه می‌کنند.
• نشاسته یکی از این ذخایر است که بر اثر آنزیم آمیلاز تجزیه می‌شود.

بازدارنده های رشد

آبسیزیک‌اسید و اتیلن دو تنظیم‌کننده‌ رشد هستند که در فرایندهای متفاوتی مانند مقاومت گیاه در شرایط سخت، رسیدگی میوه‌ها، ریزش برگ و میوه نقش دارند.

آبسیزیک اسید

شرایط نامساعد محیط مانند خشکی، تولید آبسیزیک اسید را در گیاهان تحریک می‌کند.

نقش‌های آبسیزیک اسید

1. آبسیزیک اسید سبب بسته شدن روزنه‌ها و در نتیجه حفظ آب گیاه می‌شود.
2. مانع رویش دانه و رشد جوانه‌ها در شرایط نامساعد می‌شود.
3. به طور کلی این تنظیم کننده، رشد گیاهان را در پاسخ به شرایط نامساعد، کاهش می‌دهد و از این روش با شرایط نامساعد محیطی مقابله می‌کند.

برای آشنایی بیشتر با آبسیزیک اسید توصیه می‌کنم کلیپ زیر، که بخشی از فیلم مفهومی زیست یازدهم است را تماشا کنید:

اتیلن

• دانشمندان دریافتند که از میوه‌های رسیده اتیلن آزاد می‌شود و هر چه میوه رسیده‌تر باشد، این اتیلن آزاد‌شده بیشتر است.
• اتیلن گازی است که از سوختن سوخت‌های فسیلی نیز آزاد می‌شود.
• بافت‌های گیاهی آسیب دیده‌ نیز اتیلن تولید می‌کنند.

نقش‌های اتیلن

• باعث رسیدگی میوه‌های نارس می‌شود.
• باعث ریزش برگ درختان می‌شود.
• باعث افتادن میوه‌های رسیده از درختان می‌شود.

نکته: اکسینِ جوانه‌ی رأسی، تولید اتیلن در جوانه‌های جانبی را تحریک می‌کند و در نتیجه با افزایش اتیلن در جوانه‌های جانبی، رشد آن‌ها متوقف می‌شود.

ریزش برگ

1. برگ هنگامی می‌ریزد که ارتباط آن با شاخه قطع شده‌ باشد.
2. برای قطع ارتباط، باید یاخته‌ها از هم جدا شوند.
3. در قاعده‌ی دمبرگ در محل اتصال به شاخه، لایه‌ جدا کننده تشکیل می‌شود.
4. یاخته‌ها در این منطقه به علت فعالیت آنزیم‌های تجزیه‌کننده، از هم جدا می‌شوند و به‌تدریج از بین می‌روند و برگ از شاخه جدا می‌شود.
5. با چوب‌پنبه‌ای شدن یاخته‌هایی از شاخه، که در محل اتصال به دمبرگ قرار دارند، لایه‌ی محافظی در برابر محیط بیرون ایجاد می‌شود.

نکته: مشخص شده‌است که برگ در پاسخ به افزایش نسبت اتیلن به اکسین، آنزیم‌های تجزیه‌کننده‌ دیواره را تولید می‌کند.

در صورتی که برای زیست سال یازدهم، نیاز به یک آموزش جامع و مفهومی دارید، استفاده از بسته مفهومی زیست یازدهم را به شما توصیه می‌کنم. برای اطلاعات بیشتر بر روی تصویر زیر کلیک کنید:

دانلود فایل PDF خلاصه‌ای از تنظیم کننده های رشد در گیاهان زیست یازدهم