---
title: "تغذية النبات بالماء والمعادن"
book: "الأحياء الجامعية — السنة الأولى"
subject: biology
language: ar
chapter: 23
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/23-plant-water-and-mineral-nutrition
---

# الفصل 23 — تغذية النبات بالماء والمعادن

نبتة ذرة في تموز تسحب لترًا من الماء في اليوم من تربة تبدو جافة لليد، وتسحب معه ثلاثين ميليغرامًا من النتروجين، نتراتٍ، تحتاج إليها لبناء نمو يوم واحد. وليست لها [مضخة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters). فالماء يدخل لأن [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أجف من التربة، بالمعنى الدقيق في [الفصل 7](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#ch-b1-membranes-transport)؛ والنترات تدخل لأن [خلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) تنفق [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) لإدخالها؛ وكلاهما يجب أن يمر بطبقة واحدة من [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) جدرانها مختومة [بالشمع](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/9-lipids#def-b1-lipids-wax) قبل أن يبلغ [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). ويصف هذا الفصل [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بوصفه عضوًا ماصًا، والكمونات المائية التي تسوق الماء من التربة إلى [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، والعناصر المعدنية التي يحتاج إليها النبات وكيف يلتقطها، والحالة الخاصة للنتروجين، والفطريات والبكتيريا التي تستخدمها أكثر [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) لتقوم بجزء من العمل.

## 23.1 الجذر بوصفه عضوًا ماصًا

**تعريف 23.1 (الأبوبلاست والسمبلاست والبشرة الداخلية).**

يعبر الماء والمنحلات قشرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بطريقين: *الأبوبلاست*، وهو جملة جدر [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) والمسافات بينها المتصلة، ينتقلان فيها دون عبور أي غشاء؛ و*السمبلاست*، وهو [سيتوبلازم](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) المتصل الموصولة [بالروابط السيتوبلازمية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) ([الفصل 6](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#ch-b1-eukaryotic-cell))، يُدخل إليه بعبور غشاء بلازمي واحد. وعند الحد الداخلي للقشرة تسدّ *[البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot)* ([الفصل 3](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#ch-b1-flowering-plant-organization)) الأبوبلاست: إذ يشرّب جدرَها الشعاعية شريط من السوبرين واللغنين، هو *شريط كاسباري*، فيكون على كل ما يدخل الأسطوانة الوعائية أن يمر بغشاء [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) من [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot). فنواقل الغشاء إذن هي التي تقرر ما يبلغ [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، وتمنع ما حُمِّل في [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) من التسرب راجعًا.

![الطريقان عبر قشرة الجذر. يجري الطريق الأبوبلاستي في الجدر حتى يوقفه شريط كاسباري؛ ويعبر الطريق السمبلاستي غشاءً واحدًا عند البشرة ثم يجري من خلية إلى خلية. ويلتقي الطريقان على أغشية البشرة الداخلية.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/fig-e2dba1795a26.svg)

*الطريقان عبر قشرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs). يجري الطريق الأبوبلاستي في الجدر حتى يوقفه [شريط كاسباري](#def-b1-plant-water-minerals-pathways)؛ ويعبر الطريق السمبلاستي غشاءً واحدًا عند البشرة ثم يجري من [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) إلى [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell). ويلتقي الطريقان على [أغشية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-membrane) [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot).*

**قضية 23.2 (الضغط الجذري).**

تضخ [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) [والخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) التي داخلها الأيونات إلى [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، فيهبط [الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) [للخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) ويجتذب الماء تناضحيًا من القشرة؛ وحين يتنتح المجموع الخضري قليلًا (ليلًا، أو في هواء رطب) يتراكم الماء ويُدفع عصير [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) صاعدًا تحت *[ضغط جذري](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure)* موجب مقداره أعشار من الميغاباسكال — يكفي لإخراج قطيرات من أطراف [أوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) النباتات الصغيرة (*الإدماع*) ولإعادة ملء الأوعية المسدودة بالهواء، ولا يكفي لرفع العصير إلى قمة شجرة. وفي النهار يتولى الأمر سحبُ النتح ([الفصل 24](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/24-plant-gas-exchange-and-sap-transport#ch-b1-plant-transport)) ويزول [الضغط الجذري](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure).

**شواهد.** ساق تُقطع قرب الأرض ينضح جذمورها عصيرًا ساعات، ويسجل مانومتر يوصل به ضغطًا مقداره $0.1\text{ to }0.3\,\mathrm{MPa}$. والنضاحة أغنى بالأيونات من محلول التربة، ويتوقف جريانها إذا بُرّدت [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أو سُمّمت بمثبط للتنفس: فالجريان يسوقه تحميل الأيونات الفاعل، لا أي ضخ للماء. ∎

## 23.2 الماء: من التربة إلى الخشب

**قضية 23.3 (سلّم الكمون المائي).**

ينتقل الماء من التربة إلى [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) لأن [الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) ([الفصل 7](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#ch-b1-membranes-transport)) يهبط عند كل خطوة:

| الحيّز | $\Psi$ ($\mathrm{MPa}$) |
| --- | --- |
| تربة رطبة | $-0.03$ إلى $-0.3$ |
| تربة عند نقطة الذبول | $-1.5$ |
| [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) من قشرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) | $-0.3$ إلى $-0.6$ |
| [خشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) | $-0.5$ إلى $-0.8$ |
| [خلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) | $-1.0$ إلى $-2.0$ |
| هواء عند رطوبة نسبية $50\,\%$ | $-95$ |

كمون التربة يحدده في أكثره التوتر الذي تمسك به مسامّها الماء (الخاصية الشعرية)؛ وكمون [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) تحدده منحلاتها وامتلاؤها؛ وكمون [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) يحدده توتر العمود المتنتح؛ وكمون الهواء تحدده رطوبته، $\Psi = (RT/V_w)\ln(\text{الرطوبة النسبية})$، وهو هائل حتى في الهواء الرطب. وأشد الخطوات انحدارًا بفارق كبير هي الأخيرة، من [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إلى الهواء: فهناك تُنفق قوة السَّوق كلها تقريبًا، ولذلك يتحكم النبات فيها بالثغور.

![الكمون المائي على طول المسار في نبتة ذرة متنتحة في يوم صيفي. كل خطوة أخفض من سابقتها؛ والهبوط إلى الهواء الخارجي، وهو أكبر مئة مرة من كل الخطوات الأخرى مجتمعة، غير مرسوم.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/fig-dfd6fa33d1e6.svg)

*[الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) على طول المسار في نبتة ذرة متنتحة في يوم صيفي. كل خطوة أخفض من سابقتها؛ والهبوط إلى الهواء الخارجي، وهو أكبر مئة مرة من كل الخطوات الأخرى مجتمعة، غير مرسوم.*

**طريقة 23.4 (قراءة مقطع كمون مائي).**

1. اسرد الحيزات بالترتيب وكمون $\Psi$ لكل منها؛ فالماء لا يجري إلا من الأعلى إلى الأخفض، فوجب أن تتناقص المتتالية على طول المسار وإلا انعكس الجريان.
2. اقسم $\Psi$ لكل [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) إلى $\Psi_s$ (المنحلات، سالب) و $\Psi_p$ ( [الامتلاء](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell) ، موجب)؛ [فخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عند $\Psi = -0.4$ مع $\Psi_s = -0.9$ لها $\Psi_p = +0.5$ . وماء [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) له $\Psi_s \approx 0$ و $\Psi_p$ سالب: فهو تحت توتر.
3. والجريان عبر خطوة هو فرق $\Psi$ مضروبًا في المواصلة المائية للحاجز؛ [والبشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) والثغور هما خطوتا المواصلة المنخفضة حيث ينظّم النبات.
4. جفّف التربة يهبط كمونها $\Psi$ ؛ ومتى بلغ كمون [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) توقف الجريان وذبل النبات؛ ومتى بلغ $\Psi_p$ في [خلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الصفر تدلّت [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) . والتعافي يقتضي أن تتغير التربة لا النبات.

**مثال 23.5 (لتر في اليوم).**

[جذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) نبتة الذرة الدقيقة تعرض نحو $0.2\,\mathrm{m}^{2}$ من السطح بمواصلة مائية مقدارها نحو $2 \times 10^{-7}\,\mathrm{m}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{MPa}^{-1}$؛ وبين تربة عند $-0.2\,\mathrm{MPa}$ [وخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عند $-0.6\,\mathrm{MPa}$ يكون الدفق $2\times 10^{-7}\times 0.4\times 0.2 = 1.6 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}$ — أي لتر ونصف في اليوم، تُفقد كلها من [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs). ولا يقوم [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بأي عمل لتحريكه: فنتح [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) هو الذي يضبط التوتر، والتربة تمد بالماء ما دام كمونها فوق كمون [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs).

## 23.3 التغذية المعدنية

**تعريف 23.6 (العناصر الأساسية).**

العنصر *أساسي* للنبات إذا لم يستطع النبات إتمام دورة حياته بدونه ولم يستطع عنصر آخر أن يحل محله. وهي سبعة عشر: الكربون والهيدروجين والأكسجين من الهواء والماء؛ و*العناصر الكبيرة المقدار* المأخوذة من التربة بالغرامات لكل كيلوغرام من الكتلة الجافة — النتروجين (نتراتٍ أو أمونيوم)، والفوسفور (فوسفاتٍ)، والبوتاسيوم، والكالسيوم، والمغنيسيوم، والكبريت (كبريتاتٍ)؛ و*العناصر الضئيلة المقدار* اللازمة بالميليغرامات أو أقل — الحديد والمنغنيز والزنك والنحاس والبورون والموليبدنوم والكلور والنيكل. فالنتروجين يبني [البروتينات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) والأحماض النووية؛ والفوسفور [النوكليوتيدات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/11-nucleotides-and-nucleic-acids#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) [والأغشية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-membrane)؛ والبوتاسيوم كاتيون [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) الرئيس وعامل [تناضح](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) الثغور؛ والمغنيسيوم يجلس في [اليخضور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments)؛ والحديد في السيتوكرومات والفيريدوكسين؛ والموليبدنوم في [مختزلة النترات](#prop-b1-plant-water-minerals-nitrate) وفي النتروجيناز.

**قضية 23.7 (كيف وُضعت القائمة).**

عُرفت العناصر الأساسية بتنمية النباتات في ماء لا يحوي إلا أملاحًا معلومة.

**شواهد.** نمّى زاكس وكنوب (في ستينيات القرن التاسع عشر) نباتات حتى النضج في محاليل من بضعة أملاح معدنية، بلا تربة البتة، فبرهنا أن التربة لا تمد بشيء غير المعادن والدعامة؛ وحذف ملح واحد في كل مرة أعطى مرضًا مميزًا لكل عنصر، وإعادته شفت منه. أما العناصر الضئيلة المقدار فوُجدت لاحقًا، مع تعلّم الكيميائيين تنقية الأملاح: فنبات محروم من الموليبدنوم، وهو لازم بجزء من عشرة ملايين، يعجز عن اختزال النترات. والتقنية، وهي الزراعة المائية، تغذّي اليوم البيوت الزجاجية. ∎

![ثلاث نبتات طماطم في محاليل مغذية: كامل (يسارًا)، وبلا نتروجين (وسطًا: ضامرة، والأوراق الأكبر مصفرّة إذ نُقل نتروجينها إلى الفتية)، وبلا فوسفور (يمينًا: أوراق داكنة مشوبة بالأرجواني). ولكل عنصر ناقص توقيعه.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/img-753188d25885.jpg)

*ثلاث نبتات طماطم في محاليل مغذية: كامل (يسارًا)، وبلا نتروجين (وسطًا: ضامرة، [والأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الأكبر مصفرّة إذ نُقل نتروجينها إلى الفتية)، وبلا فوسفور (يمينًا: [أوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) داكنة مشوبة بالأرجواني). ولكل عنصر ناقص توقيعه.*

**طريقة 23.8 (قراءة عوز).**

1. اسأل أين يظهر العرض. فالعناصر التي يستطيع النبات نقلها في اللحاء (N وP وK وMg) تُسحب من [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) القديمة لتغذية الفتية: فتظهر القديمة العوز أولًا. أما التي لا يستطيع نقلها (Ca وFe وB) فتبقى حيث وُضعت: فتظهره [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الفتية والقمم النامية.
2. اسأل ماذا يفعل العنصر: فبلا نتروجين يقل [اليخضور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments) [والبروتين](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) — شحوب وضمور؛ وبلا مغنيسيوم أو حديد يخفق [اليخضور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments) — [أوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) صفراء بعروق خضراء؛ وبلا بوتاسيوم تحترق حواف [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ؛ وبلا كالسيوم تموت القمم النامية.
3. تأكد بإمداد العنصر المشتبه به وحده ومراقبة النمو الجديد.

**قضية 23.9 (الالتقاط الفاعل للأيونات).**

يحمل محلول التربة الأيونات بالميكرومولات إلى بضعة مليمولات في اللتر؛ [وخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) تحمل البوتاسيوم عند $100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$، والفوسفات عند $10\,$، والنترات عند عدة مليمولات. فالالتقاط إذن صعودي في أكثره ويُدفع ثمنه من [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp)، لكن بطريق غير مباشر: إذ تصدّر *[مضخة بروتونات](#prop-b1-plant-water-minerals-uptake)* في [الغشاء البلازمي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-membrane) ([الفصل 7](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#ch-b1-membranes-transport)) أيونات $\mathrm{H^+}$، فتجعل الخارج حمضيًا والداخل سالبًا بمقدار $-120\text{ to }-200\,\mathrm{mV}$؛ فتدخل الكاتيونات مثل $\mathrm{K^+}$ عندئذ عبر قنوات مع التدرج الكهربائي، وتدخل الأنيونات ($\mathrm{NO_3^-}$ و$\mathrm{H_2PO_4^-}$ و$\mathrm{SO_4^{2-}}$) بنواقل مشتركة تمتطي البروتونات راجعة. [والنواقل](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) انتقائية: فالبوتاسيوم يُلتقط أسهل من الصوديوم بمئة مرة مع تساوي الشحنة وتقارب الحجم، ويُبقي النبات الصوديوم خارجًا حتى في تربة مالحة. وتنفق [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ثلث تنفس النبات على هذا النقل.

## 23.4 النتروجين

**قضية 23.10 (من النترات إلى الحمض الأميني).**

تأخذ أكثر النباتات النتروجين نتراتٍ. ففي [العصارة الخلوية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) تختزلها *[مختزلة النترات](#prop-b1-plant-water-minerals-nitrate)*، وهي [إنزيم](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-enzyme) موليبدني، إلى نتريت بإلكترونات من NADH؛ وفي [البلاستيدة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plastid) تختزل *مختزلة النتريت* النتريتَ إلى أمونيوم بإلكترونات من الفيريدوكسين؛ ويُثبَّت الأمونيوم فورًا في الغلوتامين [والغلوتامات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/16-biosyntheses-and-the-integrated-cell#def-b1-biosyntheses-integration-nitrogen) ([الفصل 16](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/16-biosyntheses-and-the-integrated-cell#ch-b1-biosyntheses-integration)) — فالأمونيوم نفسه سام ولا يتراكم أبدًا. والاختزال كله يكلف ثمانية إلكترونات لكل نتروجين، أي عُشر دفق إلكترونات التركيب الضوئي في [ورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) على تربة غنية بالنترات، [والورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) تقوم بأكثره في الضوء، من فيريدوكسين [البلاستيدة الخضراء](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-chloroplast) مباشرة. أما الأمونيوم، حيث تعرضه التربة، فيُلتقط مباشرة ويتخطى هذه الكلفة.

**تعريف 23.11 (تثبيت النتروجين والعقيدات).**

لا يستطيع أي حقيقي نواة استعمال $\mathrm{N_2}$ الهواء. وبعض البكتيريا يستطيعه: إذ يكسر *النتروجيناز* الرابطة الثلاثية في $\mathrm{N_2}$ ويختزله إلى نشادرين، بكلفة ستة عشر [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) وثمانية إلكترونات لكل جزيء، ولا يفعل ذلك إلا حيث يُستبعد الأكسجين. والبقوليات (البازلاء والفول والبرسيم) تؤوي مثل هذه البكتيريا (*Rhizobium*) في *عقيدات جذرية*: فيبني النبات حجرة، ويطعم البكتيريا سكرًا، ويبقي الأكسجين منخفضًا [ببروتين](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) أحمر، هو الليغهيموغلوبين، يوصله إلى تنفس البكتيريا بتركيز أخفض من أن يؤذي [الإنزيم](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-enzyme)؛ وتردّ البكتيريا أمونيومًا يحوّله النبات أحماضًا أمينية. وحقل برسيم يثبّت مئة كيلوغرام من النتروجين في الهكتار في السنة، يدفع النبات مقابلها عُشر تركيبه الضوئي. أما دورة النتروجين كلها فهي من كتاب السنة الثانية.

![عقيدات على جذور بقولية: كل واحدة حجرة من نسيج نباتي مملوءة بالبكتيريا، وردية بالليغهيموغلوبين، يُثبَّت فيها نتروجين الجو.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/img-392649e0f5d3.jpg)

*[عقيدات](#def-b1-plant-water-minerals-nodules) على [جذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بقولية: كل واحدة حجرة من [نسيج](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/4-animal-body-plans-and-tissues#def-b1-body-plans-tissues-tissue) نباتي مملوءة بالبكتيريا، وردية بالليغهيموغلوبين، يُثبَّت فيها نتروجين الجو.*

**مثال 23.12 (ثمن النتروجين).**

تحتاج نبتة الذرة إلى نحو $30\,\mathrm{mg}$ من النتروجين في اليوم؛ ومن نترات عند $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ تحصل على ذلك في لتر الماء الذي تنتحه، وتنفق بضع مئات من المليمولات من الإلكترونات على اختزاله. أما نبتة برسيم تثبّت المقدار نفسه فتدفع $16\,$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) لكل $\mathrm{N_2}$ زائد المرجع — أي نحو $6\,\mathrm{g}$ من السكر لكل غرام من النتروجين، أي نحو $0.2\,\mathrm{g}$ في اليوم، وهو عُشر إنتاجها — وتستطيع أن تنمو على تربة لا نترات فيها البتة. وقد ناوب المزارعون البقوليات مع الحبوب ألفي سنة لنقل ذلك النتروجين من حقل إلى الذي يليه.

## 23.5 شركاء في التربة

**تعريف 23.13 (الميكوريزا).**

*الميكوريزا* تشارك بين [جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) وفطر، توجد في تسعة نباتات من كل عشرة. وفي أشيع أشكالها تنمو خيوط الفطر داخل [خلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) القشرة وتتفرع فيها *شجيرات*، وهي [سطح التبادل](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#prop-b1-organism-environment-surfaces)، بينما تستكشف خارج [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) شبكة من الخيوط قطرها بضعة ميكرومترات التربةَ لأمتار. فيوصل الفطر الفوسفات وأيونات أخرى ضعيفة الحركة، ويوصل الماء، مما لم تكن أشعار [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) نفسها لتبلغه؛ ويوصل النبات السكر، عُشر تركيبه الضوئي أو أكثر. ولأشجار الغابات المعتدلة شكل ثانٍ يغلّف فيه الفطر أطراف [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ويتخلل بين [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell)؛ وأجسامه الثمرية هي فطور أرض الغابة.

**شواهد.** البادرات المنمّاة في تربة معقّمة تنمو نموًا ضعيفًا وتلتقط فوسفاتًا قليلًا؛ فإذا لُقّحت بأبواغ الفطر نمت أكبر بعدة أمثال. والفوسفات المشع الموضوع في تربة بعيدة عن متناول [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) لا يظهر في النبات إلا إذا وصلت الخيوطُ بين الاثنين، والكربون الموسوم المطعَم [للأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) يظهر في الخيوط في غضون يوم. وقطع الخيوط بشبكة دقيقة تدع المنحلات تمر ولا تدع الفطر يلغي الكسب. ∎

![جذر مصبوغ لإظهار فطره الميكوريزي: خيوط تجري بين الخلايا وتتفرع شجيرات داخلها — أي سطح ماص ثانٍ، يمدّه النبات بالسكر.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-plant-water-minerals/img-ed3ca5dba0df.jpg)

*[جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) مصبوغ لإظهار فطره الميكوريزي: خيوط تجري بين [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) وتتفرع شجيرات داخلها — أي سطح ماص ثانٍ، يمدّه النبات بالسكر.*

**مثال 23.14 (لماذا يحتاج الفوسفات إلى فطر).**

يرتبط الفوسفات بحبيبات التربة وينتشر ميليمترًا في اليوم؛ وشعرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) تلتقط كل الفوسفات في متناولها في ساعات ثم تنتظر. والخيوط الفطرية، وهي أدق من شعرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بعشر مرات، تبلغ أبعد منها بعشر مرات لكل غرام من [النسيج](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/4-animal-body-plans-and-tissues#def-b1-body-plans-tissues-tissue)، ومتر من الخيط يكلف النبات جزءًا من ألف مما يكلفه متر من [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs). أما النترات، وهي تتحرك بحرية مع ماء التربة، فتكفيها أشعار [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) نفسها، والنباتات على الترب الغنية بالنترات تقلل فطرها؛ أما الفوسفات فالفطر امتداد [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إليه.

## 23.6 تمارين

**تمرين 23.1 ★.**

عرّف [الأبوبلاست](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) [والسمبلاست](#def-b1-plant-water-minerals-pathways)، وقل ماذا يفعل [شريط كاسباري](#def-b1-plant-water-minerals-pathways).

**حل التمرين 23.1.**

[الأبوبلاست](#def-b1-plant-water-minerals-pathways): الجدر والمسافات المتصلة، تُعبر دون المرور بغشاء. [والسمبلاست](#def-b1-plant-water-minerals-pathways): [سيتوبلازم](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) الموصول، يُدخل إليه عبر غشاء واحد ويستمر عبر [الروابط السيتوبلازمية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/6-functional-organization-of-the-eukaryotic-cell#def-b1-eukaryotic-cell-plantcell). [وشريط كاسباري](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) يسدّ [الأبوبلاست](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) عند [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot)، فيُلجئ كل شيء إلى المرور بغشاء ويمنع التسرب الراجع من [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues).

**تمرين 23.2 ★.**

اسرد العناصر الستة الكبيرة المقدار التي يأخذها النبات من التربة ودورًا واحدًا لكل منها.

**حل التمرين 23.2.**

N ([البروتينات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) والأحماض النووية)، وP ([النوكليوتيدات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/11-nucleotides-and-nucleic-acids#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) [والأغشية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-membrane))، وK (عامل [التناضح](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) والثغور)، وCa (الجدر والإشارات)، وMg ([اليخضور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-pigments))، وS (الحمضان الأمينيان السيستين والميثيونين).

**تمرين 23.3 ★.**

من شكل [الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis)، اقرأ $\Psi$ في التربة وفي [خشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) وفي [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، واذكر اتجاه الجريان عند كل خطوة.

**حل التمرين 23.3.**

التربة $-0.2\,$، [وخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $-0.6\,$، [وخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $-1.3\,\mathrm{MPa}$: من التربة إلى [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، ومن [خشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) صعودًا إلى [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) — دائمًا نحو القيمة الأشد سلبية.

**تمرين 23.4 ★.**

لماذا يظهر عوز النتروجين وعوز الحديد على [أوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) مختلفة؟

**حل التمرين 23.4.**

النتروجين متحرك في اللحاء: فالنبات يسحبه من [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) القديمة ليغذي الفتية، فتصفرّ القديمة أولًا. أما الحديد فلا يُعاد تحريكه: [فالأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الفتية، وقد بُنيت بدونه، هي التي تصفرّ.

**تمرين 23.5 ★★.**

[خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) من قشرة [جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) لها $\Psi_s = -0.9\,\mathrm{MPa}$ و$\Psi_p =
0.5\,\mathrm{MPa}$؛ والتربة عند $-0.2\,\mathrm{MPa}$، [والخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) عند $-0.6\,\mathrm{MPa}$. بيّن أن الماء يجري من التربة إلى [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) إلى [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، واحسب $\Psi_p$ في [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) الذي عنده تتوقف عن التقاط الماء من هذه التربة.

**حل التمرين 23.5.**

كمون [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $\Psi = -0.9 + 0.5 = -0.4\,\mathrm{MPa}$: فالتربة ($-0.2$) $>$ [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) ($-0.4$) $>$ [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) ($-0.6$)، فيجري الماء من التربة $\to$ [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $\to$ [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). ويتوقف الالتقاط حين تبلغ [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $-0.2\,\mathrm{MPa}$، أي عند $\Psi_p = -0.2 + 0.9 = 0.7\,\mathrm{MPa}$.

**تمرين 23.6 ★★.**

احسب [الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) للهواء عند رطوبة نسبية $90\,\%$ و$50\,\%$ و$10\,\%$ عند $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ($RT/V_w =
137\,\mathrm{MPa}$). وقارن بالتربة عند نقطة الذبول وعلّق.

**حل التمرين 23.6.**

$\Psi = 137\ln(\text{الرطوبة النسبية})$: أي $-14\,\mathrm{MPa}$ و$-95\,\mathrm{MPa}$ و$-315\,\mathrm{MPa}$. فحتى الهواء الرطب أجف بعشر مرات، بهذا المعنى، من تربة عند نقطة الذبول: [فالورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) تفقد الماء إلى الهواء دائمًا؛ والسؤال الوحيد هو بأي سرعة.

**تمرين 23.7 ★★.**

[خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عند $-150\,\mathrm{mV}$ تلتقط $\mathrm{K^+}$ من $0.1\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ إلى $100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$. احسب كمون نرنست لهذه النسبة عند $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ وقل هل تستطيع [القنوات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) وحدها ذلك. وأعد الحساب للنترات عند $0.5\,$ خارجًا و$5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ داخلًا.

**حل التمرين 23.7.**

$E_K = 25.7\ln(0.1/100) = -178\,\mathrm{mV}$: فعند $-150\,\mathrm{mV}$ تكون [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) أقل سلبية قليلًا مما يلزم، فتراكم بألف مثل يحتاج إلى شيء أكثر قليلًا من [القنوات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) — لكن نسبة 100 تكون عند التوازن: [فالقنوات](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-transporters) تفعل ذلك كله تقريبًا. أما النترات: $E = -25.7\ln(0.5/5)
= +59\,\mathrm{mV}$؛ [والخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) عند $-150\,$، أي على بعد $209\,\mathrm{mV}$ وفي الاتجاه الخاطئ: فوجب ضخ الأنيون داخلًا، بنقل مشترك مع البروتون.

**تمرين 23.8 ★★.**

فسّر لماذا يُرى الإدماع عند الفجر على العشب ولا يُرى قط على شجرة عالية، وماذا يحدث [للضغط الجذري](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure) حين يبدأ النتح.

**حل التمرين 23.8.**

ليلًا، وبلا نتح، يجتذب تحميل الأيونات في [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) الماءَ ويدفع [ضغط جذري](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure) مقداره أعشار من الميغاباسكال العصيرَ صعودًا بضعة أمتار على الأكثر — يكفي لبلوغ أطراف نصال العشب وإخراج قطيرات، ولا يكفي لبلوغ قمة شجرة. ومتى انفتحت الثغور وضع النتح [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) تحت توتر وزال [الضغط الجذري](#prop-b1-plant-water-minerals-rootpressure).

**تمرين 23.9 ★★.**

نبات يُنقل إلى محلول خالٍ من الموليبدنوم. تنبأ بنموه على النترات وعلى الأمونيوم، وفسّر الفرق.

**حل التمرين 23.9.**

بلا موليبدنوم لا تعمل [مختزلة النترات](#prop-b1-plant-water-minerals-nitrate): فعلى النترات لا يستطيع النبات صنع [أحماض أمينية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-aminoacid) ويظهر عوز نتروجين مع وفرة النترات. وعلى الأمونيوم ينمو نموًا طبيعيًا، إذ يدخل الأمونيوم في [الأحماض الأمينية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-aminoacid) بلا اختزال. والفرق يحدد موضع العنصر في [إنزيم](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/13-enzymes-and-biochemical-catalysis#def-b1-enzymes-enzyme) واحد.

**تمرين 23.10 ★★★.**

احسب الإلكترونات اللازمة لاختزال $30\,\mathrm{mg}$ من نتروجين النترات إلى أمونيوم في اليوم، ومكافئات [NADPH](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/16-biosyntheses-and-the-integrated-cell#def-b1-biosyntheses-integration-ppp)؛ وقارنها بالإلكترونات التي تحركها [ورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ذرة مساحتها $500\,\mathrm{cm}^{2}$ عبر جملتيها الضوئيتين في اليوم عند $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ من $\mathrm{CO_2}$ في المتر المربع في الثانية (4 إلكترونات لكل $\mathrm{CO_2}$، و$12\,\mathrm{h}$).

**حل التمرين 23.10.**

$30\,\mathrm{mg}$ من N $= 2.14\,\mathrm{mmol}$؛ و$\times 8 = 17\,\mathrm{mmol}$ من الإلكترونات، أي $8.6\,\mathrm{mmol}$ من مكافئات [NADPH](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/16-biosyntheses-and-the-integrated-cell#def-b1-biosyntheses-integration-ppp). [والورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs): $0.05\times
4\times 10^{-6}\times 43\,200 = 8.6\,\mathrm{mmol}$ من $\mathrm{CO_2}$، أي $35\,\mathrm{mmol}$ من الإلكترونات: فاختزال النترات يأخذ نصف ما يأخذه تثبيت الكربون من الإلكترونات على هذا الحساب — وهو كسر كبير، ولذلك تقوم به النباتات في الضوء، ولذلك تكون [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) السريعة النمو مستهلكة كبيرة للمرجع.

**تمرين 23.11 ★★★.**

برسيم يثبّت $30\,\mathrm{mg}$ من النتروجين في اليوم عند $16\,$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) و$8\,$ إلكترونات لكل $\mathrm{N_2}$، و$6\,\mathrm{g}$ من السكر لكل غرام من النتروجين في المجمل. احسب [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) الذي ينفقه النتروجيناز وحده، والسكر الذي يكلفه (30 [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) لكل غلوكوز)، وكسر $6\,\mathrm{g}$ الذي يمثله هذا. وأين يذهب الباقي؟

**حل التمرين 23.11.**

$2.14\,\mathrm{mmol}$ من N $= 1.07\,\mathrm{mmol}$ من $\mathrm{N_2}$: ومقدار [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) هو $16\times 1.07 = 17\,\mathrm{mmol}$، أي $0.57\,\mathrm{mmol}$ من الغلوكوز، أي $0.10\,\mathrm{g}$؛ زائد 8 إلكترونات لكل $\mathrm{N_2}$ (أي $0.05\,\mathrm{g}$ أخرى من الغلوكوز). [وقاعدة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/11-nucleotides-and-nucleic-acids#def-b1-nucleic-acids-nucleotide) $6\,\mathrm{g}/\mathrm{g}$ تعطي $0.18\,\mathrm{g}$ في اليوم: فالنتروجيناز نفسه أكثرها، والباقي بناء [العقيدات](#def-b1-plant-water-minerals-nodules) وصيانتها، وليغهيموغلوبينها، وتنفس البكتيريا نفسها لإبقاء الأكسجين منخفضًا.

**تمرين 23.12 ★★★.**

«[الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عملية تعدين تستأجر مقاولين.» ناقش في فقرة: ماذا يفعل [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بنفسه (الماء والأيونات المتحركة)، وماذا يتعاقد عليه (الفوسفات والنتروجين المثبَّت)، وماذا يدفع، ومتى يكفّ عن الدفع.

**حل التمرين 23.12.**

[الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) نفسه يأخذ الماء والأيونات المتحركة (النترات والبوتاسيوم) التي يجلبها ماء التربة إلى أشعاره، ولا ينفق [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) إلا على [مضخة البروتونات](#prop-b1-plant-water-minerals-uptake). أما الفوسفات، وهو لا يأتي إليه، فيدفع لفطر سكرًا ليمد متناوله؛ وأما النتروجين في تربة بلا نترات فيدفع لبكتيريا سكرًا لتثبته. والأجر عُشر تركيبه الضوئي أو أكثر، ويكفّ النبات عن الدفع متى لم تكن الخدمة لازمة: فعلى التربة الغنية بالفوسفات تقل [الميكوريزا](#def-b1-plant-water-minerals-mycorrhiza)، وعلى الغنية بالنترات تصنع البقوليات [عقيدات](#def-b1-plant-water-minerals-nodules) أقل — فلا يُبقى على المقاولين إلا ما داموا أرخص من أداء العمل وحده.

## 23.7 مسألة: سلّم الكمون المائي في جذر الذرة

**مسألة 23.1.**

مسألة نهاية الأسبوع — الماء والنترات من تربة تموزية إلى نبتة ذرة: الكمونات عند كل خطوة، والدفق عبر الجذور، والنتروجين الذي يحمله وكلفة اختزاله، وختامًا الدفق المائي اليومي إلى الجذر

نبتة ذرة في تموز: سطح [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الدقيقة $0.2\,\mathrm{m}^{2}$، والمواصلة المائية [للجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $2 \times 10^{-7}\,\mathrm{m}\,\mathrm{s}^{-1}\,\mathrm{MPa}^{-1}$؛ ومساحة [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $0.5\,\mathrm{m}^{2}$. [والكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) للتربة $-0.2\,\mathrm{MPa}$؛ [وخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) قشرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) لها $\Psi_s = -0.9\,\mathrm{MPa}$ و$\Psi_p = 0.5\,\mathrm{MPa}$؛ [وخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $-0.6\,\mathrm{MPa}$؛ [وخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $-1.3\,\mathrm{MPa}$؛ والهواء عند رطوبة نسبية $50\,\%$ ($RT/V_w = 137\,\mathrm{MPa}$). ونترات التربة $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$؛ ويحتاج النبات إلى $30\,\mathrm{mg}$ من النتروجين في اليوم. واختزال النترات إلى أمونيوم يستهلك 8 إلكترونات لكل نتروجين؛ والتركيب الضوئي يحرك 4 إلكترونات لكل $\mathrm{CO_2}$ وتثبّت [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ من $\mathrm{CO_2}$ في المتر المربع في الثانية مدة $12\,\mathrm{h}$.

**الجزء الأول — السلّم.**

1. احسب [الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) [لخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) قشرة [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) .
2. اكتب المتتالية: تربة، فقشرة، [فخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) ، [فورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ، وتحقق من أن الماء يجري إلى الداخل وإلى الأعلى عند كل خطوة.
3. احسب [الكمون المائي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-osmosis) للهواء.
4. احسب الهبوط من التربة إلى [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) والهبوط من [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إلى الهواء؛ وأي كسر من المجموع هي الخطوة الأخيرة؟
5. تجف التربة إلى $-0.9\,\mathrm{MPa}$ . فماذا يحدث للجريان إلى [خلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) القشرة، ولامتلائها؟
6. تجف التربة إلى $-1.5\,\mathrm{MPa}$ . فماذا يحدث [للأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ، ولماذا يعيدها السقي؟

**الجزء الثاني — الدفق.**

7. احسب الدفق المائي إلى [الجذور](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) (المواصلة $\times$ السطح $\times$ الفرق بين التربة [وخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ).
8. حوّله إلى لترات في اليوم.
9. كله يُفقد بالنتح. احسب النتح لكل متر مربع من الورق في الساعة، بالغرامات.
10. عبّر عن النتح لكل متر مربع من الورق في الثانية بمليمولات الماء ( $18\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ).
11. تنغلق الثغور عند الظهيرة فيرتفع $\Psi$ في [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إلى $-0.9\,\mathrm{MPa}$ ويرتفع في [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) إلى $-0.4\,\mathrm{MPa}$ . أعد حساب الدفق. فماذا فعل النبات، ولماذا؟
12. لماذا يلتقط [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الماء دون إنفاق طاقة، بينما عليه أن ينفق طاقة لالتقاط النترات؟

**الجزء الثالث — النتروجين.**

13. احسب النترات المحمولة إلى [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بالدفق المائي في السؤال 8، بالمليمولات وبالميليغرامات من النتروجين.
14. هل تغطي حاجة النبات؟ وماذا يحدث للفائض؟
15. يراكم [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) النترات إلى $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ في خلاياه. احسب [الطاقة الحرة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#prop-b1-water-small-molecules-gibbs) لنقل مول واحد من $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ خارجًا إلى $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ داخلًا ضد كمون غشائي $-150\,\mathrm{mV}$ ( $RT = 2.48\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ ؛ وهو أنيون يدخل [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) سالبة).
16. الالتقاط نقل مشترك مع بروتونين. احسب [الطاقة الحرة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#prop-b1-water-small-molecules-gibbs) التي يحررها بروتونان يدخلان [خلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) عند $-150\,\mathrm{mV}$ من pH 5.5 إلى pH 7.5، وتحقق من أنها تكفي.
17. احسب الإلكترونات اللازمة في اليوم لاختزال $30\,\mathrm{mg}$ من النتروجين إلى أمونيوم.
18. احسب الإلكترونات التي تحركها [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عبر جملتيها الضوئيتين في اليوم، والكسر المحوَّل إلى النترات.

**الجزء الرابع — البدائل.**

19. لو عرضت التربة أمونيومًا بدل النترات، فماذا كان النبات يوفّر، وأي مشكلة كان التقاط الأمونيوم يخلقها لتوازن pH عنده؟
20. برسيم يثبّت $30\,\mathrm{mg}$ من النتروجين في اليوم نفسه. وبإنفاق $16\,$ [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) و $8\,$ إلكترونات لكل $\mathrm{N_2}$ ، احسب [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp) الذي ينفقه النتروجيناز في اليوم.
21. وعند $6\,\mathrm{g}$ من السكر لكل غرام من النتروجين المثبَّت في المجمل، احسب كلفة البرسيم اليومية سكرًا وقارنها بإنتاج $3\,\mathrm{g}$ من السكر في اليوم. أتستحق الصفقة في تربة نتراتها $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ ؟ وفي تربة بلا نترات؟
22. الفوسفات عند $2\,\text{µ}\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ في محلول التربة. احسب الفوسفات الذي يجلبه الدفق المائي في السؤال 8، وقارنه بحاجة قدرها $4\,\mathrm{mg}$ من الفوسفور في اليوم ( $31\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ). فعلى ماذا يجب أن يعتمد النبات؟
23. فسّر في جملتين كيف يتيح [شريط كاسباري](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) [للجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أن يبقي النترات عند $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ في خشبه والتربة عند $2\,$ .
24. طافر يفتقر إلى [شريط كاسباري](#def-b1-plant-water-minerals-pathways) . تنبأ بتركيب عصير خشبه وبسلوكه في تربة مالحة.
25. اذكر النتيجة: الدفق المائي إلى [جذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الذرة في اليوم، والنتروجين الذي يوصله، وكسر إلكترونات [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) المنفق على اختزاله.

**حل المسألة 23.1.**

**1.** $-0.9 + 0.5 = -0.4\,\mathrm{MPa}$. **2.** $-0.2 > -0.4 > -0.6 > -1.3$: كل خطوة أخفض، فينتقل الماء من التربة $\to$ القشرة $\to$ [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) $\to$ [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs). **3.** $137\ln 0.5 = -95\,\mathrm{MPa}$. **4.** من التربة إلى [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $1.1\,\mathrm{MPa}$؛ ومن [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إلى الهواء $94\,\mathrm{MPa}$: أي $99\,\%$ من المجموع هي الخطوة الأخيرة. **5.** التربة عند $-0.9$ دون [خلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) القشرة عند $-0.4$: فيغادر الماء [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) حتى تهبط إلى $-0.9$، أي ينزل امتلاؤها إلى الصفر؛ ويتوقف الالتقاط حتى تخفض [الخلايا](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) $\Psi_s$ فيها بتراكم المنحلات. **6.** صارت التربة الآن دون [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عند $-1.3$: فيجري الماء خارجًا من النبات؛ وتفقد [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) امتلاءها وتذبل. والسقي يرفع $\Psi$ التربة فوق كمون [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) فيستأنف الجريان؛ وتمتلئ [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، وقد بقيت جدرها سليمة. **7.** $2\times 10^{-7}\times 0.2\times(-0.2 - (-0.6)) =
1.6 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}^{3}/\mathrm{s}$. **8.** $1.6\times 10^{-8}\times 86\,400 = 1.4 \times 10^{-3}\,\mathrm{m}^{3} =
1.4\,\mathrm{L}$ في اليوم. **9.** $1400\,\mathrm{g}$ على $0.5\,\mathrm{m}^{2}$ وفي $12\,\mathrm{h}$ من ضوء النهار (أكثرها): أي نحو $230\,\mathrm{g}$ في المتر المربع في الساعة. **10.** $230/18 = 12.8\,\mathrm{mol}$ في المتر المربع في الساعة، أي $3.5\,\mathrm{mmol}$ في المتر المربع في الثانية — أي ألف جزيء ماء مقابل كل $\mathrm{CO_2}$ مثبَّت عند $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$. **11.** الفرق $-0.2 - (-0.4) = 0.2$: فينتصف الدفق، أي $0.7\,\mathrm{L}$ في اليوم. وإغلاق الثغور قد قطع الفقد، فارتخى التوتر، وارتفع السلّم كله: فالنبات يقايض كسب الكربون بالماء حين يشتد جفاف الهواء. **12.** ينتقل الماء نازلًا مع تدرج كمونه هو، وقد أحدثه تبخر [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، [فالجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إذن سلبي؛ أما النترات فيجب تركيزها ضد تدرج تركيز وتدرج كهربائي معًا، ولا يدفع ثمن ذلك إلا الاقتران [بمضخة البروتونات](#prop-b1-plant-water-minerals-uptake). **13.** $1.4\,\mathrm{L}\times2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} = 2.8\,\mathrm{mmol}$، أي $39\,\mathrm{mg}$ من النتروجين. **14.** نعم، مع فائض قدره الثلث؛ ويُخزن الفائض في الفجوات نتراتٍ أو يُستبعد عند [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot). **15.** $\Delta G = RT\ln(5/2) + zFV = 2.48\times 0.92 + (-1)(96.5)(-0.15)
= 2.3 + 14.5 = 16.8\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$. **16.** لكل بروتون: $RT\ln(10^{-7.5}/10^{-5.5}) + F(-0.15) =
-11.4 - 14.5 = -25.9\,\mathrm{kJ}$؛ ولبروتونين: $-52\,\mathrm{kJ}$، أي ثلاثة أمثال المطلوب. **17.** $2.14\,\mathrm{mmol}\times 8 = 17\,\mathrm{mmol}$ من الإلكترونات. **18.** $0.5\times 4\times 10^{-6}\times 43\,200 = 86\,\mathrm{mmol}$ من $\mathrm{CO_2}$، أي $346\,\mathrm{mmol}$ من الإلكترونات: أي $5\,\%$ منها إلى النترات. **19.** كان يوفّر الإلكترونات الثمانية لكل نتروجين؛ لكن التقاط كاتيون وتحرير بروتون مقابل كل واحد منه يحمّض التربة حول [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) وعلى [الخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/5-the-cell-unit-of-life#def-b1-cell-unit-of-life-cell) أن تصدّر [الحمض](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-ph)، والأمونيوم سام إن تراكم، فوجب تمثيله فورًا في [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs). **20.** $1.07\,\mathrm{mmol}$ من $\mathrm{N_2}$ $\times 16 =
17\,\mathrm{mmol}$ من [ATP](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/8-water-and-small-biomolecules#def-b1-water-small-molecules-atp). **21.** $6\times 0.03 = 0.18\,\mathrm{g}$ من السكر، أي $6\,\%$ من $3\,\mathrm{g}$. ومع توافر $2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ من النترات بكلفة اختزالها ($5\,\%$ من الإلكترونات)، يكون [التثبيت](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/14-photosynthesis-and-autotrophy#def-b1-photosynthesis-fixation) صفقة رديئة وتصنع البقولية [عقيدات](#def-b1-plant-water-minerals-nodules) قليلة؛ وبلا نترات يكون هو السبيل الوحيد، ويكون $6\,\%$ من الإنتاج رخيصًا مقابل [بروتين](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/12-amino-acids-and-proteins#def-b1-proteins-peptide) النبات كله. **22.** $1.4\times 2\times 10^{-6} = 2.8\,\text{µ}\mathrm{mol}$، أي $0.09\,\mathrm{mg}$ من الفوسفور — أي جزء من أربعين من الحاجة؛ فعلى النبات أن يعتمد على الانتشار إلى أشعار جذره، وهي تستنفد ما حولها سريعًا، وقبل ذلك على فطره الميكوريزي. **23.** يسدّ الشريط [الأبوبلاست](#def-b1-plant-water-minerals-pathways)، فلا تستطيع النترات دخول [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) إلا عبر [أغشية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/7-membranes-and-membrane-transport#def-b1-membranes-transport-membrane) [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) التي تضخها إلى الداخل؛ ويمنع عصير [الخشب](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) المركّز من التسرب راجعًا على طول الجدر، فيُحفظ التدرج. **24.** كان عصير خشبه يشبه محلول التربة — ممددًا غير منتقى، فيه الصوديوم وأيونات أخرى غير مرغوبة — ولم يكن ليبقى مركّزًا؛ وفي تربة مالحة كان الصوديوم يبلغ [الأوراق](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بحرية فيتسمم النبات، حيث يستبعده النبات السليم عند [البشرة الداخلية](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot). **25.** نحو $1.4\,\mathrm{L}$ من الماء في اليوم عبر $0.2\,\mathrm{m}^{2}$ من [الجذر](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، تحمل $39\,\mathrm{mg}$ من النتروجين في مقابل حاجة قدرها $30\,$، ويأخذ اختزالها نحو $5\,\%$ من إلكترونات [الورقة](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الضوئية.