فيديو السؤال: تحديد الوظيفة الأساسية لطبقة الكيوتيكل الشمعية الأحياء

نسخة الفيديو النصية

في أوراق النبات، ما الوظيفة الأساسية لطبقة الكيوتيكل الشمعية؟ أ: منع فقدان المعادن عن طريق الانتشار من النبات. ب: التقاط أشعة الشمس اللازمة لإجراء عملية البناء الضوئي. ج: توفير مساحة سطح لحدوث التفاعلات. د: منع الفقدان المفرط للماء عن طريق التبخر من الورقة.

للإجابة عن هذا السؤال، دعونا نراجع الحقائق الأساسية حول تركيب الورقة، ونستبعد الإجابات الخاطئة أثناء القيام بذلك. الورقة ملائمة على نحو خاص لأداء وظيفتها، وهي إجراء عملية البناء الضوئي. البناء الضوئي هو العملية التي تصنع بها النباتات غذاءها بنفسها، وتحدث في البلاستيدات الخضراء. في هذه العملية، يتحول ثاني أكسيد الكربون والماء إلى سكريات، مثل الجلوكوز والأكسجين في وجود ضوء الشمس. تحتوي البلاستيدات الخضراء على صبغة خضراء تسمى الكلوروفيل، تمتص الطاقة الضوئية من الشمس. تتحول هذه الطاقة الضوئية بعد ذلك إلى طاقة كيميائية تخزن في جزيئات الجلوكوز المنتجة.

بالطبع، ليس البناء الضوئي العملية الوحيدة التي تحدث داخل الخلايا. توجد أيضًا تفاعلات أخرى، مثل التنفس وإنتاج الإنزيمات وإفراز الهرمونات. تحدث هذه التفاعلات في السيتوبلازم وداخل العضيات الأخرى للخلية. بعد أن عرفنا مكان حدوث التفاعلات، يمكننا استبعاد الخيار ج؛ لأن العضيات الموجودة داخل الخلية هي التي توفر مساحة سطح لحدوث التفاعلات.

تناولنا الطاقة، لكن ماذا عن الركائز التي تدخل في التفاعل في البداية؟ يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الورقة من خلال مسام صغيرة تسمى الثغور. وتوجد هذه الثغور خاصة في السطح السفلي من الورقة. ينتشر ثاني أكسيد الكربون في الفراغات الهوائية في النسيج المتوسط الإسفنجي ثم إلى خلايا البناء الضوئي. يجلب الماء من التربة بواسطة أوعية الخشب. وتحمل الأيونات المعدنية مع الماء لاستخدامها في تكوين جزيئات أخرى، مثل الأحماض الأمينية، من الكربوهيدرات التي ينتجها النبات. يتبخر الماء من الورقة عبر الثغور المفتوحة. لذا، تنغلق الثغور في الليل لتقليل فقد الماء.

إذا فقد الكثير من الماء، لن تتوقف عملية البناء الضوئي فحسب، بل سيذبل النبات ويموت في النهاية. لذلك، تتميز الورقة بوجه تكيف آخر لتقليل فقد الماء، وهو طبقة الكيوتيكل الشمعية، التي تسمى بهذا الاسم؛ لأنها تتكون من مادة عازلة للماء تسمى الكيوتين. تفرز البشرة الخارجية العلوية الموضحة هنا طبقة الكيوتيكل هذه. وهي تقع على البشرة الخارجية العلوية؛ لأن هذا هو الجانب المواجه للشمس، ومن ثم تتزايد احتمالية زيادة درجة حرارته. لا يمكن التحكم في فقد الماء بالكامل عن طريق إغلاق الثغور فقط. إذا ارتفعت درجة الحرارة أو اشتدت الرياح كثيرًا، تبدأ النباتات في فقد الماء عبر البشرة الخارجية العلوية. وتقلل طبقة الكيوتيكل الشمعية من فقد هذا الماء قدر الإمكان.

البشرة الخارجية العلوية وطبقة الكيوتيكل الشمعية كلتاهما شفافتان وعديمتا اللون بما يسمح لضوء الشمس بالمرور إلى خلايا النسيج العمادي الموجودة أسفلهما، وهي الطبقة الرئيسية للبناء الضوئي. إذا كانت هاتان الطبقتان العلويتان عديمتي اللون وشفافتين، فهذا يعني أنهما لا يمكنهما أن تحتويا على صبغة الكلوروفيل الخضراء، ولذا لا يمكنهما امتصاص طاقة ضوء الشمس. ومن ثم، يمكننا استبعاد الخيار ب.

بعد أن تذكرنا تركيب الورقة وكيف تتلاءم مع عملية البناء الضوئي، لنعد إلى سؤالنا. لقد استبعدنا بالفعل الخيارين ب، ج. كما تعلمنا أن طبقة الكيوتيكل الشمعية طبقة مقاومة للماء، ومن ثم، يمكن أن تقلل من فقد الماء من سطح الورقة. إذن، الإجابة الصحيحة هي د. في أوراق النبات، الوظيفة الأساسية لطبقة الكيوتيكل الشمعية هي منع الفقدان المفرط للماء عن طريق التبخر من الورقة.