نسخة الفيديو النصية
يوضح الشكل المبين مخططًا لوعاء اللحاء. كيف تكيفت الخلايا المرافقة لأداء دورها في النقل النشط للمواد إلى داخل وخارج خلايا الأنابيب الغربالية؟ أ: تحتوي على العديد من الميتوكوندريا لتوفير الطاقة من خلال البناء الضوئي. ب: تحتوي على العديد من الميتوكوندريا لتوفير الطاقة من خلال التنفس الخلوي. ج: تحتوي على فجوة عصارية كبيرة لإبقائها منتفخة وأكثر ثباتًا. د: تحتوي على العديد من النوى لتوفير الطاقة من خلال البناء الضوئي.
قبل أن نجيب عن هذا السؤال، دعونا نمسح خيارات الإجابة حتى نوفر مساحة أكبر للحل.
مثلما تحتوي أجسام البشر على أوعية دموية لنقل المواد في الدم إلى جميع أنحاء الجسم، تحتوي النباتات أيضًا على أوعية لنقل المواد. تسمى هذه الأوعية الخشب واللحاء. لعلك تتذكر أن النباتات تجري عملية البناء الضوئي، وهي عبارة عن تفاعل كيميائي تستخدم فيه الطاقة الضوئية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز وأكسجين. تمتص الجذور الماء اللازم لإجراء عملية البناء الضوئي ثم ينقل بعد ذلك لأعلى النبات في أوعية الخشب. يتحول الجلوكوز الناتج عن عملية البناء الضوئي بشكل أساسي إلى سكروز وينقل إلى جميع أنحاء النبات في أوعية اللحاء.
يدور السؤال حول نسيج اللحاء، لذا دعونا نناقش تركيبه بمزيد من التفصيل. الوعاء الناقل الرئيسي في نسيج اللحاء هو الأنبوب الغربالي، الذي يتكون من خلايا أنابيب غربالية متراصة وتتصل أطرافها معًا. خلايا الأنابيب الغربالية خلايا حية تكسرت نواها وعضياتها تاركة فراغًا أجوف بداخلها. يمكن هذا الفراغ المواد المذابة، مثل السكروز، من التدفق بسهولة عبر الأنبوب الغربالي.
تتكسر الجدران الطرفية لخلايا الأنابيب الغربالية جزئيًّا لتكوين ما يعرف بالصفائح الغربالية. تحتوي الصفائح الغربالية على ثقوب يمر عبرها السكروز المذاب، وهو ما يتيح سهولة انتقاله من إحدى خلايا الأنابيب الغربالية إلى خلية الأنبوب الغربالي التي تليها.
ترتبط كل خلية من خلايا الأنابيب الغربالية ارتباطًا وثيقًا بخلية متخصصة تعرف باسم الخلية المرافقة. ترتبط الخلايا المرافقة بخلايا الأنابيب الغربالية عبر قنوات ضيقة تسمى البلازموديزما يمكن من خلالها نقل جزيئات السكر إلى داخل الأنبوب الغربالي وخارجه.
أصبح لدينا الآن صورة واضحة عن تركيب نسيج اللحاء، لذا دعونا نناقش كيف تنتقل المواد في جميع أنحاء النبات عبر نسيج اللحاء.
لنفترض وجود النبات في مكان مظلم وأن أوراقه بحاجة إلى السكر المخزن في جذور النبات. أولًا، تتحول السكريات المعقدة المخزنة في الجذور إلى سكروز. ينتشر السكروز بعد ذلك في الخلايا المحيطة بنسيج اللحاء. ثم ينقل السكروز بالنقل النشط إلى الخلايا المرافقة. ومن هناك، يمكنه الانتشار إلى داخل خلايا الأنابيب الغربالية عبر البلازموديزما.
يتسبب جهد الماء المنخفض المتولد في خلايا الأنابيب الغربالية في انتقال الماء إلى نسيج اللحاء بالخاصية الأسموزية. يولد ذلك ضغطًا انتفاخيًّا مرتفعًا ينقل بدوره السكروز لأعلى الأنبوب الغربالي أو لأسفله من خلال عملية تسمى التدفق الكتلي. وتصل السكريات في نهاية المطاف إلى الأوراق التي تحتاجها. لاحظ أن السكروز يجب أن ينقل بالنقل النشط من الخلايا التي يخزن فيها السكر وينتشر في الخلايا المرافقة.
لعلك تتذكر أن النقل النشط يتطلب طاقة، وربما يمكنك تخيل أن نقل السكريات إلى الخلايا المرافقة يتطلب الكثير من الطاقة. ولهذا السبب، تحتوي الخلايا المرافقة على العديد من الميتوكوندريا، من بين أوجه تكيف أخرى. هذا يتيح لها إجراء عملية التنفس الخلوي بمعدل مرتفع؛ ومن ثم إطلاق الكثير من الطاقة.
إذا رجعنا الآن إلى خيارات الإجابة، فسنتمكن من إيجاد الخيار الصحيح. تعلمنا أن الخلايا المرافقة تحتوي على العديد من الميتوكوندريا، التي توفر الطاقة اللازمة لنقل المواد بالنقل النشط إلى داخل خلايا الأنابيب الغربالية وخارجها. من ثم، يمكن أن يمثل أحد الخيارين أ، ب الخيار الصحيح.
إذا تناولنا خيارات الإجابة هذه بمزيد من التفصيل، فسنلاحظ أن خيار الإجابة أ ينص على أن الميتوكوندريا توفر الطاقة من خلال عملية البناء الضوئي. هذا غير صحيح؛ لأن البناء الضوئي هو العملية التي تمتص فيها الطاقة الضوئية وتخزن في جزيئات جلوكوز. علاوة على ذلك، تحدث عملية البناء الضوئي في البلاستيدات الخضراء، وليس في الميتوكوندريا. الميتوكوندريا، التي تعرف أيضًا بمخزن الطاقة في الخلية، هي العضيات الخلوية التي توفر الطاقة من خلال التنفس الخلوي.
إذن، الإجابة الصحيحة هي خيار الإجابة ب. تحتوي على العديد من الميتوكوندريا لتوفير الطاقة من خلال التنفس الخلوي.
