מֵידָע

26.4: תפקיד צמחי הזרעים - ביולוגיה

26.4: תפקיד צמחי הזרעים - ביולוגיה


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

מיומנויות לפיתוח

  • הסבירו כיצד גיוון angiosperm נובע, בין היתר, מאינטראקציות מרובות עם בעלי חיים
  • תאר את הדרכים שבהן מתרחשת האבקה
  • דן בתפקידים שממלאים צמחים במערכות אקולוגיות וכיצד כריתת יערות מאיימת על המגוון הביולוגי של הצמחים

ללא צמחי זרע, החיים כפי שאנו מכירים אותם לא היו אפשריים. לצמחים תפקיד מפתח בשמירה על מערכות אקולוגיות יבשתיות באמצעות ייצוב קרקעות, מחזור של פחמן והתמתנות אקלים. יערות טרופיים גדולים משחררים חמצן ומשמשים כיורי פחמן דו חמצני. צמחי זרעים מספקים מחסה לצורות חיים רבות, כמו גם מזון לאוכלי עשב, ובכך מאכילים בעקיפין טורפים. מטבוליטים משניים צמחיים משמשים למטרות רפואיות וייצור תעשייתי.

בעלי חיים וצמחים: אוכל עשב

אבולוציה משותפת של צמחים פורחים וחרקים היא השערה שזכתה לתשומת לב ותמיכה רבה, במיוחד משום שגם אנגיוספרים וגם חרקים התגוונו בערך באותו זמן באמצע המזוזואיקון. מחברים רבים ייחסו את מגוון הצמחים והחרקים להאבקה ואוכלי עשב, או לצריכת צמחים על ידי חרקים ובעלי חיים אחרים. ההערכה היא שזה היה כוח מניע לא פחות מהאבקה. התפתחות של אוכלי עשב והגנה על צמחים נצפית בטבע. בניגוד לבעלי חיים, רוב הצמחים אינם יכולים לעקוף טורפים או להשתמש בחיקוי להסתתר מפני בעלי חיים רעבים. מעין מירוץ חימוש קיים בין צמחים ואוכלי עשב. כדי "להילחם" באוכלי עשב, חלק מזרעי הצמחים - כגון בלוט ואפרסמון לא בשל - עשירים באלקלואידים ולכן לא טעימים לבעלי חיים מסוימים. צמחים אחרים מוגנים בנביחה, אם כי כמה בעלי חיים פיתחו פיסות פה מיוחדות לקריעה וללעיסה של חומר צמחי. קוצים וקוצים (איור (PageIndex{1})) מרתיעים את רוב בעלי החיים, מלבד יונקים בעלי פרווה עבה, ולכמה ציפורים יש מקורים מיוחדים כדי לעבור הגנות כאלה.

צמחי זרעים שימשו צמחי זרעים לתועלתם בעצמם בהפגנת מערכות יחסים הדדיות. פיזור הפירות על ידי בעלי חיים הוא הדוגמה הבולטת ביותר. הצמח מציע לאוכלי העשב מקור מזון מזין בתמורה להפצת החומר הגנטי של הצמח לאזור רחב יותר.

דוגמה קיצונית לשיתוף פעולה בין בעל חיים לצמח היא המקרה של עצי שיטה ונמלים. העצים תומכים בחרקים במקלט ומזון. בתמורה, נמלים מרתיעות אוכלי עשב, הן חסרי חוליות והן בעלי חוליות, על ידי עקיצת ותקיפת חרקים אוכלי עלים.

בעלי חיים וצמחים: האבקה

עשבים הם קבוצה מצליחה של צמחים פורחים המואבקים ברוח. הם מייצרים כמויות גדולות של אבקה אבקה הנישאת למרחקים גדולים על ידי הרוח. הפרחים קטנים ודמויים כנפיים. עצים גדולים כמו אלונים, מייפל, ליבנה גם הם מאביקים רוח.

יותר מ -80 אחוזים מהאנגיוספרמים תלויים בבעלי חיים להאבקה: העברת אבקה מהקרקעית לסטיגמה. כתוצאה מכך, הצמחים פיתחו התאמות רבות למשיכת מאביקים. הספציפיות של מבני צמחים מיוחדים המכוונים לבעלי חיים יכולה להיות מפתיעה מאוד. אפשר, למשל, לקבוע את סוג המאביק המועדף על צמח רק על פי מאפייני הפרח. הרבה פרחים או אבקת חרקים מפרישים צוף, שהוא נוזל ממותק. הם מייצרים גם אבקה פורייה, לרבייה וגם אבקה סטרילית עשירה בחומרים מזינים לציפורים וחרקים.

פרפרים ודבורים יכולים לזהות אור אולטרה סגול. פרחים המושכים מאביקים אלה מציגים בדרך כלל דפוס של השתקפות אולטרה סגולה נמוכה המסייע להם לאתר במהירות את מרכז הפרח ולאסוף צוף תוך אבק אבקה (איור ( PageIndex {2} )). פרחים גדולים ואדומים עם מעט ריח וצורת משפך ארוכה מועדפים על יונקי הדבש, בעלי תפיסת צבע טובה, חוש ריח ירוד וזקוקים לתושבת חזקה. פרחים לבנים שנפתחים בלילה מושכים עש. בעלי חיים אחרים - כמו עטלפים, למורים ולטאות - יכולים לשמש גם כחומרי האבקה. כל הפרעה לאינטראקציות הללו, כמו היעלמות של דבורים כתוצאה מהפרעות בהתמוטטות המושבות, עלולה להוביל לאסון עבור תעשיות חקלאיות התלויות במידה רבה בגידולים מואבקים.

חיבור שיטה מדעית: בדיקת משיכת זבובים על ידי ריח בשר נרקב

שְׁאֵלָה: האם פרחים המציעים רמזים לדבורים ימשכו זבובי נבלות אם ירססו אותם בתרכובות המריחות כמו בשר רקוב?

רקע כללי: ביקור פרחים על ידי זבובים מאביקים הוא פונקציה בעיקר של ריח. זבובים נמשכים על ידי בשר נרקב ונבלות. נראה שהריח הרעוע הוא האטרקטיבי העיקרי. הפוליאמינים פוטרסין וקדאברין, שהם תוצרי פירוק חלבונים לאחר מות בעלי חיים, הם המקור לריח החריף של בשר מתפורר. צמחים מסוימים מושכים זבובים באופן אסטרטגי על ידי סינתזה של פוליאמינים הדומים לאלו שנוצרים על ידי בשר מתפורר ועל ידי כך מושכים זבובים נבלות.

זבובים מחפשים חיות מתות כיוון שבדרך כלל הן מטילות עליהן את הביצים והרימות שלהן ניזונות מהבשר המתפורר. מעניין לציין כי זמן המוות יכול להיקבע על ידי אנטומולוג משפטי בהתבסס על השלבים וסוג הרימות שהוחלמו מגופות.

הַשׁעָרָה: מכיוון שזבובים נמשכים לאורגניזמים אחרים על בסיס ריח ולא ראייה, פרח שבדרך כלל אטרקטיבי לדבורים בגלל צבעיו ימשוך זבובים אם ירוססו בו פוליאמינים הדומים לאלה שנוצרים על ידי בשר מתפורר.

בדוק את ההשערה:

  1. בחר פרחים שבדרך כלל מאביקים על ידי דבורים. פטוניה לבנה עשויה להיות בחירה טובה.
  2. חלקו את הפרחים לשתי קבוצות, ותוך לבישת הגנה לעיניים וכפפות, ריססו קבוצה אחת בתמיסה של פוטרצין או קדברין. (Putrescine dihydrochloride זמין בדרך כלל בריכוז של 98 אחוז; ניתן לדלל אותו לכ -50 אחוזים לניסוי זה.)
  3. מניחים את הפרחים במקום בו נמצאים זבובים, תוך שמירה על הפרדה בין הפרחים המרוססים והלא מרוססים.
  4. התבוננו בתנועת הזבובים במשך שעה. רשום את מספר הביקורים בפרחים באמצעות טבלה דומה ל-[קישור]. בהתחשב בתנועה המהירה של זבובים, זה עשוי להיות מועיל להשתמש במצלמת וידאו כדי לתעד את האינטראקציה של זבוב-פרח. הפעל מחדש את הסרטון בהילוך איטי כדי לקבל תיעוד מדויק של מספר ביקורי הזבובים בפרחים.
  5. חזור על הניסוי ארבע פעמים נוספות עם אותו מין של פרח, אך באמצעות דגימות שונות.
  6. חזור על הניסוי כולו עם סוג אחר של פרח שבאופן רגיל מאביק על ידי דבורים.
טבלה ( PageIndex {1} ): תוצאות של מספר ביקורים של זבובים לפרחים מרוססים ושולטים/ לא מרוססים
ניסוי #פרחים מרוססיםפרחים לא מרוססים
1
2
3
4
5

נתח את הנתונים שלך: סקור את הנתונים שרשמת. ממוצע מספר הביקורים שטסים עשו לפרחים מרוססים במהלך חמשת הניסויים (בסוג הפרח הראשון) והשווה אותם בניגוד למספר הביקורים הממוצע שזבובים עשו בפרחים הלא מרוססים/בקרה. האם תוכל להסיק מסקנות בנוגע למשיכת הזבובים לפרחים המרוססים?

עבור סוג הפרח השני המשמש, ממוצע מספר הביקורים שזבובים ערכו לפרחים מרוססים במהלך חמשת הניסויים והשווה אותם בניגוד למספר הביקורים הממוצע שהזבובים עשו בפרחים הלא מרוססים/בקרה. האם תוכל להסיק מסקנות בנוגע למשיכת הזבובים לפרחים המרוססים?

השווה והבדיל בין מספר הביקורים הממוצע שזבובים עשו לשני סוגי הפרחים. האם תוכל להסיק מסקנות כלשהן אם למראה הפרח הייתה השפעה כלשהי על משיכת הזבובים? האם הריח גבר על הבדלי המראה, או שהזבובים נמשכו לסוג פרח אחד יותר מאשר אחר?

צור מסקנה: האם התוצאות תומכות בהשערה? אם לא, כיצד ניתן להסביר זאת?

חשיבותם של צמחי זרעים בחיי האדם

צמחי זרעים הם הבסיס לתזונה אנושית ברחבי העולם (איור ( PageIndex {3} )). חברות רבות אוכלות כמעט אך ורק צמחוני ותלויים אך ורק בצמחי זרעים לצרכיהם התזונתיים. כמה יבולים (אורז, חיטה ותפוחי אדמה) שולטים בנוף החקלאי. גידולים רבים פותחו במהלך המהפכה החקלאית, כאשר החברות האנושיות עשו את המעבר מצייד-לקטים נוודים לגננות וחקלאות. דגנים, עשירים בפחמימות, מספקים את המרכיב העיקרי של דיאטות אנושיות רבות. שעועית ואגוזים מספקים חלבונים. שומנים נגזרים מזרעים מרוסקים, כמו במקרה של שמנים של בוטנים ופתית (קנולה), או פירות כגון זיתים. גם גידול בעלי חיים צורך כמויות גדולות של יבולים.

גידולי יסוד אינם המזון היחיד שמקורו בצמחי זרעים. פירות וירקות מספקים חומרים מזינים, ויטמינים וסיבים. סוכר, להמתקת תבשילים, מופק מקנה הסוכר המונוקוט וסלק הסוכר האודיקוט. משקאות עשויים מחליטות של עלי תה, פרחי קמומיל, פולי קפה כתושים או אבקת פולי קקאו. התבלינים מגיעים מחלקי צמחים רבים ושונים: זעפרן וציפורן הם אבקנים וניצנים, פלפל שחור ווניל הם זרעים, קליפת שיח לוראלס המשפחה מספקת קינמון, ועשבי התיבול שמטעמים מאכלים רבים מגיעים מעלים ופירות יבשים, כמו פלפל הצ'ילי האדום החריף. השמנים הנדיפים של פרחים וקליפה מספקים ריח של בשמים. בנוסף, שום דיון על תרומת צמחי הזרע לתזונה אנושית לא יהיה שלם ללא אזכור של אלכוהול. תסיסה של סוכרים ועמילנים שמקורם בצמחים משמשת לייצור משקאות אלכוהוליים בכל החברות. במקרים מסוימים המשקאות נגזרים מתסיסה של סוכרים מפירות, כמו ביינות ובמקרים אחרים מתסיסה של פחמימות שמקורן בזרעים, כמו בבירות.

לצמחי זרעים יש שימושים רבים אחרים, כולל מתן עץ כמקור עצים לבנייה, דלק וחומר לבניית רהיטים. רוב הנייר נגזר מעיסת עצים מחטניים. סיבים של צמחי זרעים כמו כותנה, פשתן וקנבוס שזורים לתוך בד. צבעי טקסטיל, כגון אינדיגו, היו בעיקר ממוצא צמחי עד להופעתם של צבעים כימיים סינתטיים.

לבסוף, קשה יותר לכמת את היתרונות של צמחי זרעי נוי. אלה מעניקים מרחבים פרטיים וציבוריים, ומוסיפים יופי ושלווה לחיי אדם ומעוררים השראה של ציירים ומשוררים כאחד.

התכונות הרפואיות של הצמחים ידועות לחברות אנושיות עוד מימי קדם. ישנן התייחסויות לשימוש בתכונות המרפא של צמחים בכתבים מצריים, בבליים וסיניים מלפני 5,000 שנה. תרופות טיפוליות סינתטיות מודרניות רבות נגזרות או מסונתזות דה נובו ממטבוליטים משניים צמחיים. חשוב לציין שאותה תמצית צמחית יכולה להיות תרופה טיפולית בריכוזים נמוכים, להפוך לתרופה ממכרת במינונים גבוהים יותר, ועלולה להרוג בריכוזים גבוהים. הטבלה שלהלן מציגה כמה תרופות, צמחי המקור שלהן ויישומין הרפואיים.

טבלה ( PageIndex {2} ): מקור צמחי של תרכובות רפואיות ויישומים
צמחמתחםיישום
צללית קטלנית (אטרופה בלדונה )אטרופיןהרחיבו אישוני עיניים לבדיקות עיניים
שועל (Digitalis purpurea)דיגיטליסמחלות לב, מעורר פעימות לב
יאם (דיוסקורה spp.)סטֵרֵאוֹדִיםהורמונים סטרואידים: גלולות למניעת הריון וקורטיזון
שרביטן (אפדרה spp.)אפדריןמרחיב את הגודש ומרחיב הסימפונות
טקס פסיפיק (Taxus brevifolia)טקסולכימותרפיה לסרטן; מעכב מיטוזה
פרג האופיום (Papaver somniferum)אופיואידיםמשכך כאבים (מפחית כאב ללא אובדן הכרה) ונרקוטי (מפחית כאב עם נמנום ואיבוד הכרה) במינונים גבוהים יותר
עץ כינין (סינצ'ונה spp.)כִּינִיןנוגד חום (מוריד את טמפרטורת הגוף) ואנטי מלריה
ערבה (סליקס spp.)חומצה סליצילית (אספירין)משכך כאבים ו antipyretic

חיבור קריירה: אתנוטוניסט

התחום החדש יחסית של האתנובוטניה חוקר את האינטראקציה בין תרבות מסוימת לבין הצמחים הילידים באזור. לצמחי זרעים יש השפעה רבה על חיי האדם היומיומיים. לא רק שהצמחים הם המקור העיקרי למזון ולרפואה, הם גם משפיעים על היבטים רבים אחרים של החברה, מלבוש ועד תעשייה. התכונות הרפואיות של הצמחים הוכרו בשלב מוקדם בתרבויות האדם. מאמצע המאה ה -20 החלו כימיקלים סינתטיים להחליף תרופות צמחיות.

פרמקוגנוסיה היא ענף הפרמקולוגיה המתמקד בתרופות המופקות ממקורות טבעיים. עם גלובליזציה ותיעוש מאסיבי, קיים חשש שידע אנושי רב של צמחים ומטרותיהם הרפואיות ייעלם עם התרבויות שטיפחו אותם. כאן נכנסים האתנובוטניסטים. כדי ללמוד על ולהבין את השימוש בצמחים בתרבות מסוימת, על האתנובוטניסט להביא ידע על חיי הצמחים והבנה והערכה של תרבויות ומסורות מגוונות. יער האמזונס הוא בית למגוון מדהים של צמחייה והוא נחשב למשאב בלתי מנוצל של צמחי מרפא; עם זאת, גם המערכת האקולוגית וגם התרבויות הילידיות שלה מאוימות בהכחדה.

כדי להיות אתנובוטניסט, אדם חייב לרכוש ידע רחב בביולוגיה של צמחים, אקולוגיה וסוציולוגיה. לא רק דגימות הצמח נחקרות ונאספות, אלא גם הסיפורים, המתכונים והמסורות המקושרים אליהם. עבור אתנובוטנאים, צמחים אינם נתפסים רק כאורגניזמים ביולוגיים שיש לחקור במעבדה, אלא כחלק בלתי נפרד מהתרבות האנושית. התכנסות הביולוגיה המולקולרית, האנתרופולוגיה והאקולוגיה הופכות את תחום האתנובוטניה למדע רב תחומי באמת.

המגוון הביולוגי של הצמחים

המגוון הביולוגי מבטיח משאב לגידולי מזון ותרופות חדשים. חיי הצומח מאזנים מערכות אקולוגיות, מגנים על פרשת מים, מפחיתים שחיקה, ממתנים אקלים ומספקים מחסה למיני בעלי חיים רבים. אולם האיומים על גיוון הצמחים מגיעים מזוויות רבות. הפיצוץ של האוכלוסייה האנושית, במיוחד במדינות טרופיות שבהן שיעורי הילודה הם הגבוהים ביותר והפיתוח הכלכלי בעיצומו, מוביל לפלישה אנושית לאזורים מיוערים. כדי להאכיל את האוכלוסייה הגדולה יותר, בני האדם צריכים להשיג אדמה ניתנת לעיבוד, ולכן יש פינוי מאסיבי של עצים. הצורך באנרגיה רבה יותר להנעת ערים גדולות יותר וצמיחה כלכלית בהן מובילים לבניית סכרים, להצפה של מערכות אקולוגיות כתוצאה מכך ולפליטות מוגברת של מזהמים. איומים אחרים על יערות טרופיים מגיעים מצד ציידים החוטבים עצים בשל העץ היקר שלהם. עץ הבונה וברזיל הברזילאי, שניהם ברשימה הנמצאת בסכנת הכחדה, הם דוגמאות למיני עצים שמונעים כמעט להכחדה על ידי כריתה ללא הבחנה.

מספר מיני הצמחים שנכחד גדל בקצב מדאיג. מכיוון שמערכות אקולוגיות נמצאות באיזון עדין, וצמחי זרעים מקיימים יחסים סימביוטיים הדוקים עם בעלי חיים - בין אם הם טורפים או מאביקים - היעלמות של צמח בודד עלולה להוביל להכחדה של מיני בעלי חיים מחוברים. סוגיה אמיתית ודוחקת היא שמיני צמחים רבים טרם קוטלגו, ולכן מקומם במערכת האקולוגית אינו ידוע. מינים לא ידועים אלה מאוימים על ידי כריתה, הרס בתי גידול ואובדן מאביקים. הם עשויים להיכחד לפני שתהיה לנו ההזדמנות להתחיל להבין את ההשפעות האפשריות מהיעלמותם. המאמצים לשמר את המגוון הביולוגי נוקטים בכמה כיווני פעולה, החל משימור זרעי ירושה וכלה במינים ברקודים. זרעי ירושה מגיעים מצמחים שגודלו באופן מסורתי באוכלוסיות אנושיות, בניגוד לזרעים המשמשים לייצור חקלאי בקנה מידה גדול. ברקוד היא טכניקה שבה משתמשים ברצף גנים אחד או יותר, שנלקח מחלק המאופיין היטב בגנום, לזיהוי מין באמצעות ניתוח DNA.

סיכום

גיוון האנגיוספרם נובע בין השאר מאינטראקציות מרובות עם בעלי חיים. אוכלי עשב העדיפו את פיתוחם של מנגנוני הגנה בצמחים, והימנעות ממנגנוני הגנה אלו בבעלי חיים. האבקה (העברת אבקה לקרפל) מתבצעת בעיקר על ידי רוח ובעלי חיים, ואנגיוספרמים פיתחו התאמות רבות כדי ללכוד את הרוח או למשוך סוגים ספציפיים של בעלי חיים.

לצמחים יש תפקיד מרכזי במערכות אקולוגיות. הם מקור מזון ותרכובות מרפא, ומספקים חומרי גלם לתעשיות רבות. אולם כריתת יערות ותיעוש מהירים מאיימים על המגוון הביולוגי של הצמחים. בתורו, זה מאיים על המערכת האקולוגית.

ברקוד
טכניקת ביולוגיה מולקולרית בה משתמשים ברצף גנים אחד או יותר שנלקח מחלק המאופיין היטב בגנום לזיהוי מין
יְבוּל
צמח תרבותי
זרע ירושה
זרע מצמח שגדל מבחינה היסטורית, אך לא שימש בחקלאות המודרנית בקנה מידה גדול
אוכלי עשב
צריכת צמחים על ידי חרקים ובעלי חיים אחרים
צוּף
נוזל עשיר בסוכרים המיוצרים על ידי פרחים כדי למשוך מאביקים מן החי
הַאֲבָקָה
העברת אבקה מהעפרון לסטיגמה

תפקידים של ערבידופסיסגורמי שעתוק WRKY3 ו-WRKY4 בתגובות צמחים לפתוגנים

גורמי שעתוק ה- DNA מחייב צמחים WRKY מעורבים בתגובות הצמחים לתגובות ביוטיות ואביוטיות. הוכח בעבר כי ארבידופסיס WRKY3 ו WRKY4, המקודדים שני גורמי שעתוק דומים מבחינה מבנית של WRKY, נגרמים על ידי זיהום פתוגני וחומצה סליצילית (SA). עם זאת, תפקידם של שני גורמי התעתיק של WRKY בעמידות למחלות צמחים לא נותח ישירות.

תוצאות

גם WRKY3 וגם WRKY4 ממוקמים בגרעין ומזהים באופן ספציפי את רצפי TTGACC W-box בַּמַבחֵנָה. ניסיון של WRKY3 ו WRKY4 נגרם במהירות על ידי תנאי לחץ שנוצרו על ידי חדירת נוזלים או ריסוס. ביטוי הנגרם מלחץ של WRKY4 הוגבה עוד יותר על ידי זיהום פתוגן וטיפול ב- SA. כדי לקבוע ישירות את תפקידם בעמידות למחלות צמחים, בודדנו מוטנטים להחדרת T-DNA ויצרנו קווי ביטוי יתר מהונדסים עבור WRKY3 ו WRKY4. שני המוטנטים של אובדן התפקוד וקווי ביטוי יתר מהונדסים נבדקו לאיתור תגובות לפתוגן החיידקי הביוטרופי. Pseudomonas syringae ופתוגן הפטרייתי הנקרוטרופי Botrytis cinerea. ה wrky3 ו wrky4 מוטנטים בודדים וכפולים הראו תסמיני מחלה חמורים יותר ותומכים בצמיחה פטרייתית גבוהה יותר מאשר צמחי בר לאחר בוטריטיס הַדבָּקָה. למרות שיבוש של WRKY3 ו WRKY4 לא הייתה השפעה גדולה על תגובת הצמח ל P. syringae, ביטוי יתר של WRKY4 רגישות צמחים משופרת מאוד לפתוגן החיידקי ונגרמת על ידי פתוגן PR1 ביטוי גנים.

סיכום

הלוקליזציה הגרעינית ופעילות מחייבת ה- DNA המחייבת רצף תומכים ב- WRKY3 ו- WRKY4 כגורמי שעתוק. ניתוח פונקציונאלי המבוסס על מוטציות הכנסת T-DNA וקווי ביטוי יתר מהונדסים מצביע על כך של- WRKY3 ו- WRKY4 יש תפקיד חיובי בהתנגדות הצמחים לפתוגנים נקרוטרופיים ול- WRKY4 יש השפעה שלילית על עמידות הצמחים בפני פתוגנים ביוטרופיים.


חידון התחלה: ביולוגיה 26 צמחי זרעים חידון MCQ OpenStax

תמונת נאס"א זו מורכבת ממספר תצוגות מבוססות לווין של כדור הארץ. כדי ליצור את תמונת כדור הארץ כולו, מדעני נאס"א משלבים תצפיות על חלקים שונים של כדור הארץ. (אשראי: נאס"א/GSFC/NOAA/USGS)

במבט מהחלל, כדור הארץ אינו מציע רמזים למגוון צורות החיים השוכנות בו. צורות החיים הראשונות על פני כדור הארץ נחשבות למיקרואורגניזמים שהתקיימו במשך מיליארדי שנים באוקיינוס ​​לפני שהופיעו צמחים ובעלי חיים. היונקים, הציפורים והפרחים המוכרים לנו כל כך הם חדשים יחסית, שמקורם לפני 130 עד 200 מיליון שנה. בני אדם אכלסו את כוכב הלכת הזה רק ב-2.5 מיליון השנים האחרונות, ורק ב-200,000 השנים האחרונות החלו בני האדם להיראות כמו היום.

פרק 26: צמחי זרעים חידון שאלות מרובות אפשרויות MCQ בנק בדיקות

26.1 אבולוציה של צמחי זרעים

26.4 תפקיד צמחי הזרעים

שם: ביולוגיה 26 צמחי זרע MCQ
כתובת אתר להורדה: הורד ספר אלקטרוני PDF של חידון MCQ
גודל הספר: 16 עמודים
תאריך זכויות יוצרים: 2015
שפה: אנגלית ארה"ב
קטגוריות: חומרי לימוד

שאלה: אילו מהמבנים הבאים בפרח אינם מעורבים ישירות ברבייה?

שאלה: מגאספורוציטים בסופו של דבר ייצרו איזה מהבאים?

שאלה: איזה מהמבנים הבאים מרחיב את הטווח הגיאוגרפי של מין ומהווה גורם פיזור?

שאלה: באיזה מבנה מתפתחים גרגרי אבקה?

שאלה: ביערות הצפוניים של סיביר, עץ גבוה הוא ככל הנראה:

שאלה: באיזו מהתקופות הגיאולוגיות הבאות ישלטו הג'מנוספרמים בנוף?

שאלה: איזו מהתכונות הבאות מאפיינת את הגימנוספרמים?

הצמחים נושאים זרעים חשופים על עלים מתוקנים.

מבני רבייה ממוקמים בפרח.

לאחר ההפריה השחלה מתעבה ויוצרת פרי.

הגמטופיט הוא השלב הארוך ביותר במחזור החיים.

שאלה: מהי הפלואידה של המבנים הבאים: גמטופיט, זרע, נבג, ספורופיט?

שאלה: צמחי זרעים הם ________.

בעיקר הומוספורי עם חלק הטרוספורוס.

בעיקר הטרוספוריים עם כמה הומוספוריים.

שאלה: מלבד הזרע, איזה מבנה מרכזי אחר מפחית את ההסתמכות של הצמח על מים לצורך רבייה?

שאלה: במהלך הפריה כפולה תא זרע אחד מתמזג עם הביצה והשני מתמזג עם ________.


הורמוני סטרואידים

כולסטרול הוא המבשר של חמשת המעמדות העיקריים של הורמוני סטרואידים: פרוגסטגנים, גלוקוקורטיקואידים, מינרלוקורטיקואידים, אנדרוגנים ואסטרוגנים (איור 26.24). הורמונים אלה הם מולקולות אות עוצמתיות המסדירות שלל תפקודים אורגניזמים. פרוגסטרון, א פרוגסגן, מכין את רירית הרחם להשתלת ביצית. פרוגסטרון חיוני גם לשמירה על ההריון. אנדרוגנים של מאפייני מין זכריים משניים, ואילו אסטרוגנים (כמו אסטרון) נדרשים לפיתוח מאפייני מין משניים נשיים. אסטרוגנים, יחד עם פרוגסטרון, משתתפים גם הם במחזור השחלות. גלוקוקורטיקואידים (כמו קורטיזול) מעודדים גלוקונאוגנזה ויצירת גליקוגן, משפרים את הפירוק של שומן וחלבון ומעכבים את התגובה הדלקתית. הם מאפשרים לבעלי חיים להגיב ללחץ, והיעדר גלוקוקורטיקואידים עלול להיות קטלני. מינרל -קורטיקואידים (בְּרֹאשׁ וּבְרִאשׁוֹנָה אלדוסטרון) לפעול על הצינורות הדיסטליים של הכליה כדי להגדיל את ספיגה מחדש של Na + ואת הפרשת K + ו- H +, מה שמוביל לעלייה בנפח הדם ולחץ הדם. האתרים העיקריים לסינתזה של סוגים אלה של הורמונים הם corpus luteum, לפרוגסטגנים השחלות, לאסטרוגנים האשכים, לאנדרוגנים וקליפת יותרת הכליה, לגלוקוקורטיקואידים ומינרל קורטיקואידים.

איור 26.24

יחסים ביוסינתטיים של שיעורי הורמונים סטרואידים וכולסטרול.

הורמוני סטרואידים נקשרים ומפעילים מולקולות קולטן המשמשות כגורמי שעתוק להסדרת ביטוי הגנים (סעיף 31.3.1). למולקולות קטנות, דומות יחסית, יכולות להיות השפעות שונות מאוד מכיוון שההבדלים המבניים הקלים ביניהן מאפשרים אינטראקציות עם מולקולות קולטן ספציפיות.


תפקידו המרכזי של אתילן בצמיחת הצמחים

בהיותם נחשפים באופן רציף לתנאי סביבה משתנים, הצמחים מייצרים פיטו -הורמונים להגיב במהירות ובאופן ספציפי לשינויים אלה. אתילן הפיטו -הורמון מיוצר כתגובה ללחץ רב. בעוד שתפקידו של אתילן בתגובות הגנה לפתוגנים מוכר באופן נרחב, מחקרים אחרונים ב-arabidopsis ובמיני יבולים מדגישים תפקיד מפתח מתפתח לאתילן בוויסות צמיחת האיברים והתפוקה תחת לחץ אביוטי. קשרים מולקולריים בין אתילן למסלולי רגולציה של צמיחה נחשפו, ושינוי הביטוי של גורמי תגובה לאתילן (ERF) מספק אסטרטגיה חדשה להנדסת ממוקדי תגובה של אתילן. גידולים עם תגובת אתילן אופטימלית מציגים צמיחה משופרת בשדה, ופותחים חלונות חדשים לשיפור יבול עתידי. סקירה זו מתמקדת באופן שבו אתילן מווסת את צמיחת היורה, עם דגש על עלים.

מילות מפתח: גורמי תגובה לאתילן אתילן המאותת ויסות צמיחה תגובה לצמיחת עלים.

זכויות יוצרים © 2018 המחבר/ים. פורסם על ידי Elsevier Ltd.. כל הזכויות שמורות.

דמויות

סקירה כללית של ביוסינתזה של אתילן ו...

סקירה כללית של ביוסינתזה של אתילן ומסלולי איתות בארבידופסיס וגורמים סביבתיים ש...

מסלולים מולקולריים בעלי ארבידופסיס...

מסלולים מולקולריים בעלים של ארבידופסיס המחברים אתילן לחלוקת תאים, הרחבת תאים ו...


כיצד הטמפרטורה משפיעה על צמיחת הצמחים?

טמפרטורות גבוהות משפיעות על צמיחת הצמח בדרכים רבות. הברורות ביותר הן השפעות החום על הפוטוסינתזה, שבה צמחים משתמשים בפחמן דו חמצני לייצור חמצן, והנשימה, תהליך הפוך שבו צמחים משתמשים בחמצן לייצור פחמן דו חמצני. מומחים מאוניברסיטת קולורדו סטייט הרחבה מסבירים ששני התהליכים גדלים כאשר הטמפרטורות עולות.

עם זאת, כאשר הטמפרטורות מגיעות לגבולות גבוהים באופן לא נעים (תלוי בצמח), שני התהליכים הופכים לחוסר איזון. עגבניות, למשל, מסתבכות כאשר הטמפרטורות עולות על 36 מעלות צלזיוס.

השפעת הטמפרטורה על הצמחים משתנה מאוד, ומושפעת מגורמים כגון חשיפה לאור השמש, ניקוז לחות, גובה, הבדל בין טמפרטורות היום והלילה והקרבה למבנה הסלע שמסביב (מסת חום תרמית).


פיגמנטים פוטוסינתטיים

פיגמנטים הן תרכובות כימיות המשקפות רק אורכי גל מסוימים של אור נראה. זה גורם להם להיראות "צבעוניים". פרחים, אלמוגים ואפילו עור בעלי חיים מכילים פיגמנטים המעניקים להם את צבעיהם. חשובה יותר מהשתקפות האור שלהם היא יכולתם של פיגמנטים לִסְפּוֹג אורכי גל מסוימים.

מכיוון שהם מתקשרים עם אור כדי לספוג רק אורכי גל מסוימים, פיגמנטים שימושיים לצמחים ואחרים אוטוטרופים -אורגניזמים המייצרים מזון משלהם פוטוסינתזה. בצמחים, באצות ובציאנובקטריה, פיגמנטים הם האמצעי שבאמצעותו נלכדת אנרגיית אור השמש לצורך פוטוסינתזה. עם זאת, מכיוון שכל פיגמנט מגיב רק עם טווח צר של הספקטרום, בדרך כלל יש צורך לייצר כמה סוגים של פיגמנטים, כל אחד בצבע אחר, כדי ללכוד יותר את אנרגיית השמש.

ישנם שלושה סוגים בסיסיים של פיגמנטים.

ישנם כל מיני סוגים של כלורופיל, והחשוב ביותר הוא כלורופיל "א". זוהי המולקולה המאפשרת את הפוטוסינתזה, על ידי העברת האלקטרונים המופעלים שלה למולקולות שייצרו סוכרים. כל הצמחים, האצות וציאנובקטריה אשר פוטוסינתזה מכילים כלורופיל "א". סוג שני של כלורופיל הוא כלורופיל "b", המופיע רק ב"אצות ירוקות" ובצמחים. צורה שלישית של כלורופיל הנפוצה נקראת (באופן לא מפתיע) כלורופיל "c", ונמצאת רק בחברים הפוטוסינתטיים של הכרומיסטה כמו גם בדינופלגלטים. ההבדלים בין הכלורופילים של קבוצות מרכזיות אלה היו אחד הרמזים הראשונים שהם אינם קשורים קשר הדוק כפי שחשבו בעבר.

התמונה מימין מציגה את שני סוגי הפיקובילינים העשויים להיות מופקים מ"אצות" אלו. הבקבוקון בצד שמאל מכיל את הפיגמנט הכחלחל phycocyanin, מה שנותן לציאנובקטריה את שמם. הבקבוקון בצד ימין מכיל את הפיגמנט האדמדם phycoerythrin, המעניק לאצות האדומות את שמם הנפוץ.

הפיקובילינים אינם מועילים רק לאורגניזמים שמשתמשים בהם לספיגת אנרגיית אור שהם מצאו שימוש גם ככלי מחקר. גם pycocyanin וגם phycoerythrin זורח באורך גל מסוים. כלומר, כשהם נחשפים לאור חזק, הם סופגים את אנרגיית האור, ומשחררים אותה על ידי פליטת אור בטווח צר מאוד של אורכי גל. האור המיוצר על ידי קרינה פלואורסצנטית זו כה ייחודי ואמין, עד כי ניתן להשתמש בפיקובילינים כ"תגים "כימיים. הפיגמנטים מחוברים כימית לנוגדנים, אותם מכניסים לאחר מכן לתמיסת תאים. כאשר מרוססים את הפתרון כזרם של טיפות עדינות על פני לייזר וחיישן מחשב, מכונה יכולה לזהות אם התאים בטיפות "תויגו" על ידי הנוגדנים. זה מצא שימוש נרחב במחקר סרטן, ל"תייג "תאי גידול.


תחומי עניין

מנגנונים מולקולריים לתזונה מינרלית וסובלנות למלח/בצורת של צמחים

למה ללמוד תזונה מינרלית וסובלנות למלח/בצורת?

אחד האתגרים המרכזיים של האנושות במאה זו הוא לספק מזון מספיק לאוכלוסיית העולם שמתרחבת במהירות תוך שמירה על משאבי אקולוגיה ואנרגיה של הפלנטה שלנו. על פי האו"ם (2006) סביר שאוכלוסיית העולם תגדל ב -2.5 מיליארד במהלך 43 השנים הקרובות, ותעבור מ -6.7 מיליארד הנוכחים ל -9.2 מיליארד בשנת 2050. נדרשת עלייה מאסיבית בייצור היבול כדי לענות על דרישות המזון של העתיד דורות בשנת 2020 החקלאות העולמית תצטרך לייצר כ -3.4 מיליארד טון דגנים בשנה כדי לענות על הדרישות העולמיות. עלייה זו בייצור היבול צריכה להגיע מ:

  • הגדלת התשואה על קרקעות עיבוד קיימות, המוגבלת על ידי העלויות (הפיננסיות והאקולוגיות) של השקיה, דישון והדברת מזיקים/מחלות
  • הרחבת קרקע לעיבוד, המוגבלת על ידי התדרדרות עולמית עולמית בצורה של סחף, דלדול מזין, מחסור במים ומליחות.

כדי להבטיח התקדמות מהירה בשני הכיוונים מדעני הצמחים צריכים לעבוד בשיתוף פעולה הדוק עם מגדלים ואקולוגים.

התרומה של המעבדה שלנו לביטחון תזונתי גלובלי היא לספק הבנה של המנגנונים המולקולריים הקובעים:

  • יעילות שימוש בחומרים מזינים
  • סבילות למלח ובצורת
  • אינטראקציה בין מתח אביוטי וביוטי

מחקר ניסיוני במעבדה עוסק בשאלות ספציפיות בתחומים הבאים:


סיכון הכחדת צמחים תחת שינויי אקלים: האם שינויים בטווח החזוי לבדם הם אינדיקטור טוב לפגיעות מינים להתחממות כדור הארץ?

מודלים המתאימים התאמה של בתי גידול לתהליכים דמוגרפיים מציעים גישה פוטנציאלית משופרת לאומדן משמרות התפלגות מרחבית וסיכון הכחדה בשינויי אקלים. יישום גישה כזו על חמישה מינים של צמחים אוסטרליים בעלי תכונות דמוגרפיות מנוגדות, אנו מראים כי: (i) שינויים חזויים מונעי אקלים באזור הטווח רגישים למודל בית הגידול הבסיסי, ללא קשר למאפיינים הדמוגרפיים והאינטראקציה שלהם עם תצורת כתמי הגידול. מעוצבים במפורש ו-(ii) יש לנקוט משנה זהירות כאשר משתמשים בשינויים חזויים בהתאמה הכוללת של בתי הגידול או בהיקף הגיאוגרפי כדי להסיק על סכנת הכחדה, מכיוון שהקשר בין מדדים אלו הוא לרוב חלש. מדדי סיכון הכחדה, המכמתים איומים על התמדה באוכלוסיה, רגישים במיוחד לתכונות היסטוריות חיים, כגון תגובת גיוס לשריפה, שהסבירה כ-60% מהסטייה בשפע המינימלי הצפוי. לדינמיקת התפזרות ולמבנה כתמי הגידול יש את ההשפעה החזקה ביותר על כמות התנועה של הקצה העוקב והמוביל של שולי הטווח, מה שמסביר בערך 40% מהסטייה המבנית המתוכננת. תוצאות אלו מדגישות את הצורך לשקול מדדים ישירים של סכנת הכחדה (ירידה באוכלוסיה ומדדים אחרים של כדאיות סטוכסטית), כמו גם מדדים של שינוי באזור בית הגידול, בעת הערכת השפעות שינויי האקלים על המגוון הביולוגי. יתר על כן, הערכה ישירה של סיכון הכחדה משלבת תהליכים דמוגרפיים ומערכות אקולוגיות חשובות, המשפיעים על פגיעותם של מינים להכחדה עקב שינויי אקלים.


רוברט א. מקארתור/קווין ל. קמפבל עד עכשיו הייתה בגדול תעלומה מתי כמה יונקים פיתחו את היכולת לשחות ולצלול למאכל. המינים ב-Eulipotyphla, הכוללים שומות, שרצים, קיפודים וסולנודונים, נראה שהם הכי פחות מצוידים לצלילה. בהיותם צוללי היונקים הקטנים ביותר על פני כדור הארץ, הם במהירות.

גיהוץ הפרטים: כיצד שימוש בקיימות כעיקרון עיצוב יכול להוביל להתקדמות מהותית ולחדשנות מעשית בכימיה סינתטית דיוויד הרברט יום שישי, 25 ביוני 2021 15:00 – 15:30 שיחת מדעי הציבור הווירטואלי ותשובות ותשובות כולם מוזמן להצטרף! דיוויד א. הרברט הוא פרופסור חבר במחלקה לכימיה באוניברסיטת.


צפו בסרטון: סבא צמח והנכדים (אוֹקְטוֹבֶּר 2022).