تحديد شروط إنتاج النبات الأخضر للمادة العضوية.
1. أفهم الدرس
يمتص النبات الماء والأملاح المعدنية من الوسط عبر الجذور غالبًا، ويأخذ ثنائي أكسيد الكربون من الهواء. بوجود الضوء واليخضور تستطيع الأجزاء الخضراء تركيب مادة عضوية؛ الضوء مصدر طاقة وليس مادة غذائية.
التركيب الضوئي يستهلك الماء وثنائي أكسيد الكربون ويسهم في تحرير ثنائي الأكسجين. تخزن بعض نواتجه على شكل نشا. النبات يتنفس أيضًا، لذلك ينبغي التمييز بين العمليتين وعدم اعتبار التربة المصدر المباشر لكل كتلته.
لدراسة حاجة معينة نغير عاملًا واحدًا ونثبت الباقي: نباتان من النوع والعمر نفسيهما، أحدهما مضاء والآخر في الظلام، مع سقي مناسب. لا تكفي تجربة قصيرة أو نبات مريض للوصول إلى استنتاج موثوق.
2. تطبيقات محلولة
تطبيق 1
إذا نما نبات في محلول معدني مناسب تحت الضوء فهذا يبين أن التربة بذاتها ليست شرطًا، بينما الماء والعناصر المعدنية مهمان.
تطبيق 2
المقارنة بين جزء مضاء وجزء محجوب من ورقة، وفق بروتوكول مدرسي، تساعد على اختبار دور الضوء في تشكل النشا.
3. أتدرب وأصحح
حاول الإجابة قبل فتح التصحيح، ثم قارن تفسيرك بالحل.
1. هل الضوء مادة يمتصها الجذر؟
إظهار التصحيح
لا، هو مصدر الطاقة المستعملة في التركيب الضوئي.
2. ما الغاز المستعمل في التركيب الضوئي؟
إظهار التصحيح
ثنائي أكسيد الكربون.
3. لماذا نثبت كمية الماء عند دراسة الضوء؟
إظهار التصحيح
حتى يكون الضوء هو العامل المختلف الذي نختبر أثره.
4. أحلل تجارب التغذية عند النبات الأخضر
أ. من الامتصاص إلى توزيع المواد
تزيد الشعيرات الجذرية مساحة التماس مع الوسط، فتساعد على امتصاص الماء والأملاح المعدنية الذائبة. ينتقل هذا المحلول، ويسمى النسغ الخام، عبر أوعية الخشب من الجذور نحو الأجزاء الهوائية. تدخل جزيئات ثنائي أكسيد الكربون من الهواء إلى الورقة أساسًا عبر الثغور.
تنتج الأنسجة الخضراء مواد عضوية بالتركيب الضوئي عند توفر الشروط المناسبة. ينقل اللحاء محلولًا غنيًا بمواد عضوية نحو أعضاء تستهلكها في النمو أو تخزنها، مثل الثمار والبذور والدرنات. هذا هو النسغ الكامل في التعبير المدرسي. لذلك لا يصح القول إن الجذر يستخرج النشا الجاهز من التراب.
ب. التجربة الشاهدة والعامل المتغير
نقارن نباتات متشابهة، ونغير عاملًا واحدًا مع تثبيت بقية الشروط. لدراسة الأملاح، نعطي المجموعة الشاهدة محلولًا معدنيًا مناسبًا والأخرى ماءً مقطرًا، مع الضوء والحرارة نفسيهما. ثم نتتبع النمو خلال مدة كافية. قد يستعمل النبات احتياطياته أولًا؛ لذلك لا ينفي استمرار نموه مدة قصيرة حاجته إلى الأملاح.
لدراسة الضوء، لا نغير كمية الماء في الوقت نفسه. وإذا حرمنا مجموعة من الماء والأملاح والضوء معًا، فلا نعرف أي عامل يفسر النتيجة. تكرار التجربة على عدة نباتات يقوي المقارنة ويحد من أثر الاختلاف الفردي.
ج. كيف نقرأ اختبار النشا؟
في وثيقة تجربة مدرسية أُعدت ورقة لاختبار النشا، يدل ظهور اللون الأزرق البنفسجي الداكن مع ماء اليود على وجود النشا. إذا ظهر في الجزء المضاء فقط من ورقة كانت قد استنفدت مخزونها السابق، فإن المقارنة تدعم ضرورة الضوء لإنتاج النشا في شروط التجربة. لا يختبر ماء اليود جميع المواد العضوية ولا يكشف اليخضور.
يمكن مقارنة الأجزاء الخضراء وغير الخضراء من ورقة مبرقشة لدراسة ارتباط إنتاج النشا باليخضور، أو مقارنة ورقتين مع تثبيت الضوء واختلاف توفر ثنائي أكسيد الكربون. نفصل دائمًا بين الملاحظة، مثل ظهور لون، والتفسير، مثل وجود النشا. نحلل بروتوكول المختبر الذي يقدمه الأستاذ دون إجراء تسخين للكحول في المنزل.
د. التركيب الضوئي والتنفس
التركيب الضوئي يحتاج إلى الضوء، أما التنفس فيستمر في الخلايا الحية ليلًا ونهارًا. في الضوء قد يكون إنتاج الأكسجين بالتركيب الضوئي أكبر من استهلاكه بالتنفس، فنلاحظ تحريرًا صافيًا للأكسجين. هذا لا يعني أن التنفس توقف. تربط هذه الفكرة التغذية بدرس التنفس عند الكائنات الحية وبدرس العلاقات الغذائية وتدفق الطاقة.
تمارين تجريبية مصححة
4. سُقي نباتان بالتساوي ووضع أحدهما في الضوء والآخر في الظلام. ما العامل المدروس؟
إظهار التصحيح
الضوء، بشرط تماثل النوع والعمر والحرارة وباقي الشروط. الماء عامل مثبت وليس العامل الذي نختبره.
5. ظهر لون أزرق داكن في الجزء المضاء من ورقة بعد اختبار اليود. اكتب ملاحظة ثم تفسيرًا.
إظهار التصحيح
الملاحظة: تلون الجزء المضاء بالأزرق الداكن. التفسير: وجود النشا في هذا الجزء. ربط النشا بالضوء يتطلب مقارنة الجزء المحجوب ومراعاة المخزون السابق.
6. صحح: النسغ الخام محلول غني بالسكريات المصنعة في الورقة.
إظهار التصحيح
النسغ الخام ماء وأملاح معدنية ينتقلان من الجذور عبر الخشب. نقل السكريات المصنعة نحو أعضاء أخرى يرتبط بالنسغ الكامل واللحاء.
7. نما نبات أيامًا في ماء مقطر ثم تباطأ نموه. هل الماء وحده يغطي حاجياته؟
إظهار التصحيح
لا. قد يفسر المخزون السابق النمو الأول، ويجب مقارنة نموه بنبات شاهد يتلقى محلولًا معدنيًا مناسبًا خلال مدة كافية.
8. لماذا يمكن أن تطلق ورقة الأكسجين في الضوء مع أنها تتنفس؟
إظهار التصحيح
لأن إنتاج الأكسجين بالتركيب الضوئي قد يتجاوز استهلاكه بالتنفس، فنقيس الفرق الصافي بين العمليتين.
