زیست‌یار تعاملی آینده‌نگاران مغز | زیست‌بان یادگیری با جای‌خالی
این مجموعه آموزشی، گامی نوین و هوشمندانه در مسیر یادگیری مفهومی، فعال و ماندگار زیست‌شناسی پایه دهم است که توسط برند آینده‌نگاران مغز و به سرپرستی نویسنده داریوش طاهری تهیه شده است. در این پروژه، متون خط‌به‌خط کتاب درسی با حذف هوشمندانه‌ی واژگان کلیدی، به جای‌خالی‌های تعاملی تبدیل شده‌اند تا فرآیند یادگیری را از حالت منفعل به فعال و مشارکتی بدل کنند.
این روش آموزشی، ذهن خواننده را به درگیر شدن عمیق‌تر با متن، بازیابی فعال اطلاعات و خودسنجی مستمر وادار می‌کند؛ ویژگی‌هایی که کلید تسلط بر مفاهیم و آمادگی برای آزمون‌هایی مانند کنکور به شمار می‌آیند.
هر گفتار این مجموعه، دقیقاً با جمله‌بندی اصلی کتاب درسی ارائه شده است و با جای‌خالی‌هایی همراه است که کاربر می‌تواند روی آنها تمرکز کرده، فکر کند و در صورت نیاز، با کلیک روی دکمه «نمایش پاسخ»، پاسخ درست را مشاهده نماید. بدین ترتیب، تجربه‌ای تعاملی، کاربردی و عمیق در یادگیری زیست‌شناسی فراهم شده است.
گفتار 3. ساختار گیاهان
از دانه تا درخت
چگونه از [نمایش پاسخ] کوچک، گیاهی چندین برابر بزرگ‌تر یا درختی با چندین متر طول ایجاد می‌شود؟ چه چیزی سبب می‌شود که گیاهان، شاخه و برگ جدید تولید کنند؟ یا چرا از شاخه یا ساقهٔ جدا شده، [نمایش پاسخ] ایجاد می‌شود؟
تا به اینجا دانستید که پیکر گیاه [نمایش پاسخ] از سه سامانهٔ بافتی ساخته می‌شود. اما منشأ این سامانه‌های بافتی چیست؟ برای پاسخ به این پرسش باید به نوک [نمایش پاسخ] و [نمایش پاسخ] توجه کنیم.
در نوک ساقه و ریشه، یاخته‌های [نمایش پاسخ] وجود دارند که [نمایش پاسخ] تقسیم می‌شوند و یاخته‌های مورد نیاز برای ساختن [نمایش پاسخ] را تولید می‌کنند. این یاخته‌ها به طور [نمایش پاسخ] قرار می‌گیرند. هستهٔ [نمایش پاسخ] آنها که در [نمایش پاسخ] قرار دارد، [نمایش پاسخ] حجم یاخته را به خود اختصاص می‌دهد. در ادامه، انواع [نمایش پاسخ] را بررسی می‌کنیم.
واژه‌شناسی
پارزای، مصوب فرهنگستان زبان و ادب فارسی برای واژه مریستم (Meristem) است. با استفاده از این واژه، واژه‌هایی مانند پارزای نخستین و پارزای پسین ساخته می‌شود.
شکل ۱۹-الف) یاخته‌های [نمایش پاسخ]
مریستم [نمایش پاسخ] ریشه: این مریستم [نمایش پاسخ] [نمایش پاسخ] ریشه قرار دارد و با بخش [نمایش پاسخ] به نام [نمایش پاسخ] پوشیده می‌شود. کلاهک ترکیب [نمایش پاسخ] ترشح می‌کند که سبب [نمایش پاسخ] شدن سطح آن و در نتیجه [نمایش پاسخ] [نمایش پاسخ] ریشه به خاک می‌شود. یاخته‌های [نمایش پاسخ] [نمایش پاسخ] کلاهک به طور [نمایش پاسخ] می‌ریزند و با یاخته‌های [نمایش پاسخ]، جانشین می‌شوند. کلاهک، این [نمایش پاسخ] را در برابر آسیب‌های [نمایش پاسخ]، حفظ می‌کند.
مریستم [نمایش پاسخ] ساقه: این مریستم [نمایش پاسخ] در [نمایش پاسخ] قرار دارد. جوانه‌ها مجموعه‌ای از یاخته‌های [نمایش پاسخ] و [نمایش پاسخ] بسیار جوان‌اند. رشد جوانه‌ها علاوه بر افزایش [نمایش پاسخ] ساقه، به ایجاد [نمایش پاسخ] و [نمایش پاسخ] جدیدی نیز می‌انجامد. جوانه‌ها را براساس [نمایش پاسخ] که قرار دارند در دو گروه جوانهٔ [نمایش پاسخ] و جوانهٔ [نمایش پاسخ] قرار می‌دهند (شکل ۲۰).
مریستم نخستین علاوه بر جوانه‌ها، در فاصلهٔ بین دو گره در ساقه یا شاخه نیز وجود دارد. گره، محلی است که برگ به ساقه یا شاخه متصل است.
نتیجهٔ فعّالیت مریستم نخستین، افزایش طول و تا حدودی عرض ساقه، شاخه و ریشه و نیز برگ و انشعاب‌های جدید ساقه و ریشه است. چون با فعّالیت این مریستم ساختار نخستین گیاه شکل می‌گیرد، به آن، مریستم نخستین می‌گویند.
شکل ۱۹-ب) نوک ریشه در مشاهده با میکروسکوپ نوری
شکل ۲۰-الف) مریستم ساقه در مشاهده با میکروسکوپ نوری، ب) ترسیمی از ساقه و محل مریستم‌ها در آن.
فعالیت ۸
ساختار نخستین ساقه و ریشه
شکل‌های زیر، ساختار نخستین ساقه و ریشه را در نوعی گیاه تک لپه و نوعی گیاه دو لپه نشان می‌دهد. برای مشاهدهٔ چگونگی قرارگیری سه سامانهٔ بافتی در ساختار نخستین گیاه، باید از ریشه و ساقه، برش تهیه کنیم.
الف) با توجه به تصاویر، ساختار نخستین این گیاهان را با هم مقایسه کنید.
ب) برای مشاهدهٔ ساختار نخستین ریشه و ساقه در گیاهان، با استفاده از میکروسکوپ نوری روش زیر را به کار گیرید.
وسایل و مواد لازم: میکروسکوپ نوری دو چشمی، تیغه و تیغک، تیغ تیز، شیشه ساعت، آب مقطر، ساقه و ریشه گیاه.
روش کار: در شیشه ساعت مقداری آب مقطر بریزید. با استفاده از تیغ، برش‌های عرضی و نازک تهیه کنید و در شیشه ساعت قرار دهید. در استفاده از تیغ، نکات ایمنی را رعایت کنید!
برش‌ها را با میکروسکوپ مشاهده کنید. برای مشاهده، ابتدا از بزرگنماییِ کم و سپس از بزرگنمایی بیشتر استفاده کنید. شکل برش عرضی را ترسیم و نام‌گذاری کنید.
برای مشاهدهٔ بهتر می‌توانید برش‌ها را با یک یا دو رنگ، رنگ‌آمیزی کنید. برای این کار به محلول رنگ‌بر، یا سفیدکننده، استیک‌اسید یک درصد (یا سرکه سفید رقیق‌شده)، رنگ کارمن‌زاجی و آبی‌متیل نیاز دارید. برای رنگ‌آمیزی، برش‌ها را به ترتیب در هر یک از محلول‌های زیر قرار دهید.
آب مقطر، محلول رنگ‌بر (۱۵ تا ۲۰ دقیقه)، آب مقطر، استیک‌اسید رقیق (۱ تا ۲ دقیقه)، آب مقطر، آبی‌متیل (۱ تا ۲ دقیقه)، آب مقطر، کارمن‌زاجی (۲۰ دقیقه)، آب مقطر.
پ) هر یک از بافت‌های آوندی به چه رنگی در آمده‌اند؟
مریستم‌هایی که بعداً عمل می‌کنند
تشکیل ساقه‌ها و ریشه‌هایی با قطر بسیار در نهان‌دانگان دولپه‌ای نمی‌تواند حاصل فعّالیت مریستم نخستین در این گیاهان باشد. بنابراین باید مریستم‌های دیگری باشند تا بتوانند با تولید مداوم یاخته‌ها، بافت‌های لازم برای این افزایش قطر را فراهم کنند. به این مریستم‌ها که در افزایش ضخامت نقش دارند، مریستم پسین می‌گویند. دو نوع مریستم پسین در گیاهان دو لپه‌ای وجود دارد.
کامبیوم چوب‌آبکش (آوندساز): این مریستم همان‌طور که از نامش پیداست، منشأ بافت‌های آوندی چوب و آبکش است (شکل ۲۱). این مریستم بین آوندهای آبکش و چوب نخستین تشکیل می‌شود و آوندهای چوب پسین را به سمت داخل و آوندهای آبکش پسین را به سمت بیرون تولید می‌کند. مقدار بافت آوند چوبی‌ای که این مریستم می‌سازد، به‌مراتب بیشتر از بافت آوند آبکشی است.
شکل ۲۱- کامبیوم چوب آبکش در ساقه و ریشه
کامبیوم چوب‌پنبه‌ساز: این کامبیوم که در سامانه بافت زمینهای ساقه و ریشه تشکیل می‌شود، به سمت درون، یاخته‌های پارانشیمی و به سمت بیرون، یاخته‌هایی را می‌سازد که دیوارهٔ آنها به‌تدریج چوب‌پنبه‌ای می‌شود و در نتیجه، بافتی به نام بافت چوب‌پنبه را تشکیل می‌دهند (شکل ۲۳). چوب پنبه از ترکیبات لیپیدی و نسبت به آب نفوذناپذیر است. بافت چوب‌پنبه بافت مرده‌ای است.
کامبیوم چوب‌پنبه‌ساز و یاخته‌های حاصل از آن در مجموع پیراپوست (پریدرم) را تشکیل می‌دهند. پیراپوست در اندام‌های مسن، جانشین روپوست می‌شود. پیراپوست به علت داشتن یاخته‌های چوب‌پنبه‌ای شده، نسبت به گازها نیز نفوذناپذیر است، در حالی که بافت‌های زیر آن زنده‌اند و برای زنده ماندن به اکسیژن نیاز دارند؛ به همین علت در پیراپوست مناطقی به نام عدسک ایجاد می‌شود (شکل ۲۲). در این مناطق یاخته‌ها از هم فاصله دارند و امکان تبادل گازها را فراهم می‌کنند.
شكل ۲۲- الف) عدسک به صورت برآمدگی در سطح اندام مشاهده می‌شود، ب) عدسک در مشاهده با میکروسکوپ نوری.
واژه‌شناسی
لایه‌زای، مصوب فرهنگستان فرهنگستان زبان و ادب فارسی برای واژه کامبیوم (Cambium) است. با استفاده از این واژه، واژه‌هایی مانند لایه‌زای آوندی (Vascular Cambium) و لایه‌زای چوب‌پنبه (Cork Cambiun) ساخته می‌شود.
بیشتر بدانید
درخت‌های بدون کامبیوم!
تک لپه‌ای‌ها برخلاف دولپه‌ای‌ها مریستم پسین ندارند. اما درختانی مانند نخل و نارگیل تک لپه‌ای‌اند. افزایش ضخامت در برخی از این گیاهان مربوط به بافت‌های حاصل از مریستم نخستین است.
آنچه به عنوان پوست درخت می‌شناسیم، مجموعه‌ای از لایه‌های بافتی است که از آوند آبکش پسین شروع می‌شود و تا سطح اندام ادامه دارد (شکل ۲۳). با کندن پوست درخت، كامبيوم آوندساز در برابر آسیب‌های محیطی قرار می‌گیرد.
شکل ۲۳- برشی از ساقۀ درخت
فعّالیت ۹
الف) مریستم نخستین و پسین را بر اساس محل تشکیل و عملکرد با هم مقایسه کنید.
ب) در یک پژوهش گروهی، سه گیاه علفی در منطقه محل زندگی خود، انتخاب، ساختار ظاهری و بافتی آنها را گزارش کنید.
سازش با محیط
مساحت پهناوری از سرزمین ایران را مناطق خشک و کم آب تشکیل می‌دهند؛ اما در این مناطق انواعی از گیاهان زندگی می‌کنند. برای اینکه بدانیم این گیاهان چه ویژگی‌های ساختاری متناسب با محیط دارند، ابتدا باید به این موضوع توجه کنیم که این گیاهان با چه مشکلاتی مواجه‌اند.
همان‌طور که از نام این مناطق پیداست، آب در این مناطق کم، و به همین علت پوشش گیاهی اندک است. تابش شدید نور خورشید و دمای بالا، به ویژه در روز، از ویژگی‌های دیگر این مناطق است. در نتیجه، گیاهانی می‌توانند در چنین مناطقی زندگی کنند که توانایی بالایی در جذب آب و نیز سازوکارهایی برای کاهش تبخیر آن داشته باشند.
روزنه‌هایی در غار: خرزهره گیاهی است که به‌طور خودرو در چنین مناطقی رشد می‌کند. پوستک در برگ‌های این گیاه ضخیم است و روزنه‌های آن در فرورفتگی‌های غار مانندی قرار می‌گیرند. در این فرورفتگی‌ها تعداد فراوانی کُرک وجود دارد. این کرک‌ها با به دام انداختن رطوبت هوا، اتمسفر مرطوبی در اطراف روزنه‌ها ایجاد می‌کنند و مانع خروج بیش از حدِّ آب از برگ می‌شوند (شکل 24).
شکل ۲۴- روزنه‌ها در برگ خرزهره در فرورفتگی‌های غار مانند قرار دارند.
بعضی گیاهان در این مناطق ترکیب‌های پلی‌ساکاریدی در واکوئول‌های خود دارند. این ترکیبات مقدار فراوانی آب جذب می‌کنند و سبب می‌شوند تا آب فراوانی در واکوئول‌ها ذخیره شود. گیاه در دوره‌های کم آبی از این آب استفاده می‌کند.
شما چه ویژگی‌های دیگری می‌شناسید که به حفظ زندگی گیاهان در چنین محیط‌هایی کمک می‌کند؟
با توجه به اینکه کشور ما با مشکل کم آبی مواجه است، شناخت ساختار گیاهان، نقش مهمی در انتخاب گونه‌های گیاهی مناسب برای کشاورزی و توسعهٔ فضای سبز دارد.
شکل ۲۵- برگ گیاهی آبزی. به حفره‌های بزرگ هوا توجه کنید.
زندگی در آب: بعضی گیاهان در آب و یا در جاهایی زندگی می‌کنند که زمان‌هایی از سال با آب پوشیده می‌شوند. این گیاهان با مشکل کمبود اکسیژن مواجه‌اند، به همین علت برای زیستن در چنین محیط‌هایی سازش‌هایی دارند. تشکیل فضاهایی در بافت پارانشیم ریشه، ساقه و برگ، از سازش‌های چنین گیاهانی است (شکل 25).
جنگل‌های حرّا در سواحل استان‌های هرمزگان و سیستان و بلوچستان از بوم‌سازگآن‌های ارزشمند ایران‌اند. ریشه‌های درختان حرّا در آب و گل قرار دارند. درختان حرّا برای مقابله با کمبود اکسیژن، ریشه‌هایی دارند که از سطح آب بیرون آمده‌اند. این ریشه‌ها با جذب اکسیژن، مانع از مرگ ریشه‌ها به علت کمبود اکسیژن می‌شوند. به همین علت به این ریشه‌ها، شُش ریشه می‌گویند (شکل 26).
فعالیت ۱۰
الف) با مراجعه به منابع معتبر، دربارهٔ ویژگی‌های درخت حرّا، وضعیت جنگل‌های حرّا در ایران، نقش این جنگل‌ها در حفظ گونه‌های جانوری و زندگی مردم محلی، به صورت گروهی گزارشی ارائه دهید.
ب) در منطقه‌ای که زندگی می‌کنید، آیا گیاهانی وجود دارند که با شرایط خاص آن منطقه سازگاری‌هایی داشته باشند؟ در صورت وجود چنین گیاهانی، گزارشی به صورت گروهی از این سازگاری‌ها ارائه دهید.
شکل ۲۶- شش ریشه‌های درخت [نمایش پاسخ] در سطح آب دیده می‌شوند.
بیشتر بدانید
زیستن در زمینهای شور!
گیاهانی که در زمینهای شور زندگی می‌کنند، می‌توانند با جذب فقال سدیم، فشار اسمزی خود را بالاتر از فشار اسمزی محیط نگه دارند. بعضی از این گیاهان نمک را از سطح برگ دفع می‌کند.
بیشتر بدانید
گیاه‌شناسی در دوران اوج تمدن اسلامی
مسلمانان نقش چشمگیری در شکل‌گیری علم گیاه‌شناسی داشته‌اند. آنها به منظور بهبود زندگی و تغذیه مردم در سرزمین‌های اسلامی، توجه ویژه‌ای به کشاورزی داشتند؛ از این‌رو بهبود کشاورزی از محورهای اساسی در مطالعات گیاه‌شناسی دانشمندان در قلمرو حکومتی مسلمانان بود. کشاورزی مسلمانان در زمان خود، فعالیتی پیشرفته، دوست‌دار طبیعت و پرمحصول بود. یکی از این دانشمندان احمدبن‌داود دینوَرَی از گیاه‌شناسان پیشرو در قرن سوم هجری و زادهٔ شهر دینور ایران است. دینوری صدها گیاه را مطالعه و ویژگی‌های آنها را در کتابی به نام کتابُ النبات مستند کرده است. این کتاب در زمان خود، منبعی برجسته و کاربردی برای شناخت گیاهان بود. شرح تنوع گیاهان و چگونگی رشد و نمو آنها از جمله تولید مثل و تشکیل میوه، این کتاب را در آن زمان به راهنمایی مهم و بی‌نظیر در انتخاب مناسب‌ترین و پرمحصول‌ترین گیاهان برای کشاورزی و به منظور تأمین غذا تبدیل کرده بود.
علاوه بر نقش گیاهان در تأمین غذا، کاربردهای دارویی آنها نیز همواره مورد توجه بوده است. ابن‌سینا در کتاب قانون به معرفی خواص دارویی تعدادی از گیاهان پرداخته است. چیزی که گیاه‌شناسی دانشمندان مسلمان را از همتایان اروپایی خود متمایز می‌کرد، این بود که دانشمندان مسلمان در تدوین منابع صرفاً به نوشته‌ها و منابع پیشینیان اکتفا نمی‌کردند؛ بلکه از مشاهدات دقیق و تجربه‌های شخصی در تدوین این کتاب‌ها بهره می‌بردند. اهمیت تجربه نزد آنها به حدی بود که از باغ‌ها برای بررسی امکان کشت و پرورش گیاهان در اقلیم‌های متفاوت نیز بهره می‌بردند.
