---
title: "التنظيم الوظيفي عند النبات الزهري"
book: "الأحياء الجامعية — السنة الأولى"
subject: biology
language: ar
chapter: 3
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/3-functional-organization-of-a-flowering-plant
---

# الفصل 3 — التنظيم الوظيفي عند النبات الزهري

بلوطة عمرها قرنان تقف في المتر المربع نفسه من الأرض الذي أنبتت فيه. لم تأكل قط، ولم تتحرك قط، ولم تضبط حرارتها قط؛ ومع ذلك بنت أربعين طنًا من [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، وهي تنشر كل صيف خمسمئة متر مربع من الورق في الهواء، وسطحًا أكبر من [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) في التربة. النبات الزهري هو الجواب الآخر عن مشكلة [الفصل 1](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#ch-b1-organism-environment): ذاتي تغذٍ ثابت في مكانه يلاقي محيطه لا بإدخال تبادلاته إلى داخله بل بإنماء سطوح تبادله إلى الخارج، بلا حد، حيثما كان الضوء والماء. يصف هذا الفصل كيف يُنظَّم جسم كهذا — أعضاؤه، وأنسجته، والسطوح التي ينشرها، والنمو الذي يبنيها.

![بلوطة منفردة في الصيف. تاجها صف من الأوراق منشورة لاعتراض الضوء؛ ومجموعها الجذري تحت العشب واسع سعة التاج وسطحه أكبر منه بمرات عدة.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/img-7a24f665821b.jpg)

*بلوطة منفردة في الصيف. تاجها صف من [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) منشورة لاعتراض الضوء؛ ومجموعها الجذري تحت العشب واسع سعة التاج وسطحه أكبر منه بمرات عدة.*

## 3.1 الجسم الخضري

**تعريف 3.1 (الجذر والساق والورقة).**

يتكون الجسم الخضري للنبات الزهري من ثلاثة أنواع من [الأعضاء](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ). *الجذر* يثبت النبات ويمتص الماء والشوارد المعدنية من التربة؛ وهو ينمو من قمته، ويتفرع، ويحمل *أشعارًا جذرية* خلف القمة مباشرة. و*الساق* يحمل الأوراق نحو الضوء وينقل بين الجذور والأوراق؛ وهو مبني من وحدات متكررة، كل منها *عقدة* تحمل ورقة وبرعمًا إبطيًا، و*سلامية* بين عقدتين. و*الورقة* هي [عضو](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) التركيب الضوئي: نصل مسطح كبير السطح صغير السماكة، يحمله عنق. والجذور تكوّن المجموع الجذري؛ والسيقان والأوراق تكوّن المجموع الخضري الهوائي.

**قضية 3.2 (جسم وحدوي مفتوح).**

جسم النبات *وحدوي*: فالمجموع الهوائي سلسلة من وحدات متماثلة ([عقدة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، [وورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، وبرعم، [وسلامية](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)) يضيفها برعم قمي واحدة إثر أخرى، ويستطيع كل برعم إبطي أن يبدأ سلسلة جديدة. والنمو *غير محدود*: فلا قياس بالغ، والنبات يظل يضيف الوحدات، ومن ثم السطح، ما دام حيًا. وعدد الوحدات ومواضعها يتوقفان على الموقع — الضوء، والماء، والأذى — فيتخذ النوع الواحد أشكالًا مختلفة في أمكنة مختلفة. أما جسم الثديي فمغلق على العكس من ذلك: أعضاؤه محددة العدد وهو يكف عن النمو عند قياس معين.

![المجموع الهوائي كومة من الوحدات. كل عقدة تحمل ورقة وبرعمًا إبطيًا؛ والبرعم القمي يضيف وحدات فوق، وأي برعم إبطي يستطيع أن يبدأ فرعًا. والمجموع الجذري ينمو من قممه.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-de81e1d18c4d.svg)

*المجموع الهوائي كومة من الوحدات. كل عقدة تحمل [ورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) وبرعمًا إبطيًا؛ والبرعم القمي يضيف وحدات فوق، وأي برعم إبطي يستطيع أن يبدأ فرعًا. والمجموع الجذري ينمو من قممه.*

## 3.2 أنسجة الجسم الأولي

**تعريف 3.3 (النسيج الجلدي والأساسي والوعائي).**

كل [عضو](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) من [أعضاء](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) النبات مبني من ثلاث جمل نسيجية. *النسيج الجلدي* هو *البشرة*، وهي طبقة خلوية وحيدة تغطي [العضو](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ)، مغلفة في الهواء *بأديمة* شمعية ومثقوبة *بثغور*، وممتدة في [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بأشعار جذرية. و*النسيج الأساسي* يملأ [العضو](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ): *البرنشيم* (خلايا حية رقيقة الجدر للتركيب الضوئي والادخار)، و*الكولنشيم* (خلايا حية جدرها مثخنة تثخينًا غير منتظم، وهو الدعامة المرنة للسيقان الفتية)، و*السكلرنشيم* (خلايا ذات جدر متخشبة سميكة، ميتة عند النضج، وهي الدعامة الصلبة: الألياف والخلايا الحجرية). و*النسيج الوعائي* ينقل: *الخشب* يحمل الماء والأملاح صعودًا في *القصيبات* و*الأوعية* الجوفاء المتخشبة الميتة ([الفصل 24](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/24-plant-gas-exchange-and-sap-transport#ch-b1-plant-transport))؛ و*اللحاء* يحمل السكريات في *أنابيب غربالية* حية تبقيها حية خلاياها المرافقة.

![مقطع عرضي في ساق فتي ثنائي الفلقة. الحزم الوعائية تكوّن حلقة: في كل منها يواجه الخشب (المصبوغ بالأحمر، المتخشب) المركز ويواجه اللحاء الخارج، تحت قلنسوة من الألياف. وداخل الحلقة اللب، وخارجها القشرة والبشرة.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-c16be8f9a181.svg)

*مقطع عرضي في ساق فتي ثنائي الفلقة. الحزم الوعائية تكوّن حلقة: في كل منها يواجه [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) (المصبوغ بالأحمر، المتخشب) المركز ويواجه [اللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) الخارج، تحت قلنسوة من الألياف. وداخل الحلقة اللب، وخارجها القشرة والبشرة.*

![مقطع عرضي في جذر فتي ثنائي الفلقة. أسطوانة وعائية مركزية واحدة: نجمة من الخشب واللحاء في زواياها، تحدها البشرة الداخلية؛ وحولها قشرة عريضة؛ وخارجها البشرة الحاملة للأشعار الجذرية.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-13d90426801b.svg)

*مقطع عرضي في [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) فتي ثنائي الفلقة. أسطوانة وعائية مركزية واحدة: نجمة من [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [واللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) في زواياها، تحدها [البشرة الداخلية](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot)؛ وحولها قشرة عريضة؛ وخارجها البشرة الحاملة للأشعار الجذرية.*

**قضية 3.4 (الساق والجذر يختلفان في موضع الأنسجة الوعائية).**

في الساق الفتي تكوّن الأنسجة الوعائية حزمًا مرتبة في حلقة (ثنائيات الفلقة) أو مبعثرة في [النسيج الأساسي](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) (أحاديات الفلقة)، وفي كل حزمة [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) نحو المركز [ولحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) نحو الخارج؛ ولا [بشرة داخلية](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) هناك، [والنسيج الأساسي](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) مقسوم إلى لب مركزي وقشرة خارجية. أما في [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الفتي فأسطوانة مركزية واحدة: [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) يكوّن نجمة (ذراعان إلى خمسة عند ثنائيات الفلقة، وكثيرة عند أحادياتها)، [واللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) يقع بين الأذرع، وتحد الأسطوانة *البشرة الداخلية*، وهي حلقة من الخلايا تحمل جدرها الشعاعية شريطًا كاتمًا للماء ([الفصل 23](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/23-plant-water-and-mineral-nutrition#ch-b1-plant-water-minerals)). والموضع يوافق الوظيفة: فالساق يقاوم الانحناء، وحلقة من الحزم قرب سطحه أشد صلابة لكتلتها؛ [والجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) يقاوم الشد، والأسطوانة المركزية هي ترتيب الكبل.

**طريقة 3.5 (التعرف على مقطع نباتي).**

1. أسطوانة وعائية مركزية واحدة ذات [بشرة داخلية](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) : [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) . وحزم في حلقة أو مبعثرة، مع لب: ساق. [وعضو](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) مسطح بشرتان له وطبقة إسفنجية: [ورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) .
2. [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) بأذرع [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) قليلة (2–5): ثنائي الفلقة؛ وبأذرع كثيرة حول لب: أحادي الفلقة. وساق بحزم في حلقة واحدة: ثنائي الفلقة؛ وبحزم مبعثرة: أحادي الفلقة.
3. يُعرف [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) بخلاياه الكبيرة السميكة الجدر الفارغة (حمراء بالأصبغة المعتادة)؛ ويُعرف [اللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) بخلاياه الحية الصغيرة ذات [الأنابيب الغربالية](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) والخلايا المرافقة (خضراء أو زرقاء).
4. في مقطع الساق يشير [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) إلى الداخل [واللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) إلى الخارج. وفي [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) يتناوب [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [واللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) على نصف القطر نفسه.

![مقطع عرضي في ورقة. بين البشرتين، تواجه الخلايا العمادية الأسطوانية المكتظة بالبلاستيدات الخضراء الضوءَ، وتترك الخلايا الإسفنجية المفككة تحتها حيزات هوائية تنفتح عبر الثغور. والعروق تحمل الماء داخلًا والسكر خارجًا.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-52153a1210b1.svg)

*مقطع عرضي في [ورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). بين البشرتين، تواجه الخلايا العمادية الأسطوانية المكتظة بالبلاستيدات الخضراء الضوءَ، وتترك الخلايا الإسفنجية المفككة تحتها حيزات هوائية تنفتح عبر الثغور. والعروق تحمل الماء داخلًا والسكر خارجًا.*

**مثال 3.6 (أين تجري التبادلات).**

يدخل ثاني أكسيد الكربون الورقةَ عبر ثغورها، ويعبر حيزات الطبقة الإسفنجية الهوائية، ويذوب في الجدر المبتلة للخلايا العمادية؛ ويصل الماء في [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) العروق ويخرج بخارًا عبر الثغور نفسها. ويدخل الماء والشوارد الجذرَ عبر الأشعار الجذرية ويعبران القشرة إلى [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) في المركز. وكلا العضوين يضع سطح تبادله في الخارج ونسيجه الناقل في الوسط.

## 3.3 الحياة الثابتة: السطوح

**تعريف 3.7 (دليل مساحة الأوراق).**

*دليل مساحة الأوراق* $L$ لغطاء نباتي هو مجموع مساحة [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) من وجه واحد لواحدة مساحة الأرض. ففي مرج في يونيو يكون $L \approx 3$، وفي غابة نفضية $4\text{ to }6\,$، وفي غابة مطيرة مدارية حتى $8\,$: أي عدة طبقات من الورق مكدسة فوق كل متر مربع من التربة.

**قضية 3.8 (اعتراض الضوء عند مظلة ورقية).**

الكسر من الضوء الساقط الذي يبلغ الأرض تحت مظلة ورقية دليل مساحة أوراقها $L$ يتناقص تناقصًا أسيًا،

$$
\frac{I(L)}{I_0} = e^{-kL},
$$

بمعامل خمود $k$ بين $0.3$ ([أوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) منتصبة) و$0.8$ ([أوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أفقية)، ونموذجيًا $0.5$. فمظلة عند $L = 5$ مع $k = 0.5$ تعترض $1 - e^{-2.5} = 92\,\%$ من الضوء.

**برهان.** عند الهبوط عبر المظلة، تعترض كل طبقة رقيقة مساحتها الورقية $\dd L$ كسرًا قدره $k\,\dd L$ من الضوء البالغ إليها، حيث $k$ هو كسر المساحة الأفقية التي تظللها واحدة المساحة الورقية (وهو يتوقف على توجه [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)). ومن ثم $\dd I = -kI\,\dd L$، وحله هو الأسي. ∎

![الضوء تحت مظلة ورقية بدلالة دليل مساحة الأوراق، من أجل ثلاثة توجهات للأوراق. وفوق L 6 لا تكسب طبقة أوراق إضافية شيئًا يذكر، ولهذا تقف المظلات عندها.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-bc3578278ac0.svg)

*الضوء تحت مظلة ورقية بدلالة [دليل مساحة الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-lai)، من أجل ثلاثة توجهات [للأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). وفوق $L \approx 6$ لا تكسب طبقة [أوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) إضافية شيئًا يذكر، ولهذا تقف المظلات عندها.*

**قضية 3.9 (سطح الجذور يفوق سطح الأوراق).**

نبتة شيلم واحدة نُمّيت أربعة أشهر في صندوق فيه $0.05\,\mathrm{m}^{3}$ من التربة أنتجت $620\,\mathrm{km}$ من [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)، سطحها $240\,\mathrm{m}^{2}$، و $1.4 \times 10^{10}$ [شعرة جذرية](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) سطحها $400\,\mathrm{m}^{2}$ أخرى: أي سطح يناهز مئة ضعف سطح أوراقها، منشور في التربة بكثافة عشرة كيلومترات من [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) لكل لتر. والأشعار الجذرية، وكل منها امتداد أنبوبي لخلية بشرة واحدة عرضه $5\text{ to }20\,\text{µ}\mathrm{m}$ وطوله حتى مليمتر، هي موضع معظم الامتصاص؛ وهي تعيش أيامًا معدودة وتُستبدل كلما تقدمت القمة.

**شواهد.** غسل ديتمر (1937) المجموع الجذري كله لنبتة شيلم واحدة من صندوقها، ثم عدّ وقاس عينات من كل رتبة جذرية ومن الأشعار الجذرية تحت المجهر، ثم عمّم: $13.8\,$ مليون [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) مجموعها $623\,\mathrm{km}$، و$14\,$ مليار شعرة مجموعها $10\,620\,\mathrm{km}$. وماء التربة وأملاحها تنتقل ببطء شديد حتى إن على [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أن يكون على بعد مليمتر منها ليأخذها؛ والطول الهائل هو ما يضع جذرًا في متناول كل قطرة. ∎

![أشعار جذرية على بادرة فجل، على بعد بضعة مليمترات خلف القمة العارية. كل شعرة خلية بشرة واحدة نمت إلى التربة؛ وهي مجتمعة تضاعف السطح الماص مرات كثيرة.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/img-1cc299c6e625.jpg)

*أشعار جذرية على بادرة فجل، على بعد بضعة مليمترات خلف القمة العارية. كل شعرة خلية بشرة واحدة نمت إلى التربة؛ وهي مجتمعة تضاعف السطح الماص مرات كثيرة.*

**مثال 3.10 (سطحا البلوطة).**

بلوطة يظلل تاجها $100\,\mathrm{m}^{2}$ عند $L = 5$ تحمل $500\,\mathrm{m}^{2}$ من الورق. أما جذورها الدقيقة، عند بضعة كيلومترات في المتر المكعب عبر $100\,\mathrm{m}^{3}$ من التربة، فتقدم عدة مئات من الأمتار المربعة، وأشعارها الجذرية ألفًا أخرى: فالسطح الماص تحت الأرض عدة أمثال السطح الضوئي فوقها، على المتر المربع نفسه من الأرض.

## 3.4 النمو والشكل

**تعريف 3.11 (النسج الإنشائية، والنمو الأولي والثانوي).**

*النسيج الإنشائي* نسيج من خلايا صغيرة غير متمايزة تظل تنقسم. و*النسج الإنشائية القمية* في قمم كل مجموع هوائي وكل [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) تنتج *النمو الأولي*: الاستطالة، والأنسجة الأولية السابقة. و*النسج الإنشائية الجانبية* — الكامبيوم الوعائي بين [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [واللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، وكامبيوم الفلين تحت البشرة — تنتج *النمو الثانوي*: التثخن، بإضافة [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) ([الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) الثانوي) إلى الداخل والقلف إلى الخارج، في سيقان الأشجار والجنبات وجذورها. أما آليات نشاط النسج الإنشائية فتنتمي إلى كتاب السنة الثانية.

![مقطع طولي في قمة جذر. خلف القلنسوة الواقية ينقسم النسيج الإنشائي القمي؛ ثم تستطيل نواتجه، ثم تتمايز إلى أنسجة الجذر الناضج وتنبت أشعارًا جذرية. والتتابع كله يشغل بضعة مليمترات ويتقدم كلما نما الجذر.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-flowering-plant-organization/fig-4be368a1677d.svg)

*مقطع طولي في قمة [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). خلف القلنسوة الواقية ينقسم [النسيج الإنشائي القمي](#def-b1-flowering-plant-organization-meristem)؛ ثم تستطيل نواتجه، ثم تتمايز إلى أنسجة [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الناضج وتنبت [أشعارًا جذرية](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). والتتابع كله يشغل بضعة مليمترات ويتقدم كلما نما [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs).*

**قضية 3.12 (الشكل يتبع الموقع).**

لأن نموه [وحدوي](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular) [غير محدود](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular)، يشكّل النبات جسمه على موقعه (*المرونة الظاهرية*): فالشجرة النامية في العراء تتفرع منخفضة عريضة، والنوع نفسه في غابة ينمو جذعًا عاريًا طويلًا؛ والنبات في تربة جافة يخصص لجذوره حصة أكبر من نموه، وفي الظل يخصص لأوراقه. وأنواع الموائل الجافة (*النباتات الجفافية*) تحمل أديمات سميكة، وثغورًا غائرة في حفر أو محمية بأشعار، وأوراقًا صغيرة أو عصيرية، وجذورًا عميقة؛ وأنواع الموائل الرطبة (*النباتات المائية*) تحمل أديمات رقيقة، وثغورًا على الوجه العلوي [لأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) طافية، ونسيجًا مملوءًا هواءً (*النسيج الهوائي*) يحمل الأكسجين إلى [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) في الوحل عديم الأكسجين.

**مثال 3.13 (ثديي ونبات، جنبًا إلى جنب).**

التغذية: الثديي يأكل مادة عضوية؛ والنبات يصنعها من ثاني أكسيد الكربون والماء والضوء. سطوح التبادل: داخلية ثابتة القياس مروية بالدم؛ وخارجية نامية تهويها الريح والتربة. [الوسط الداخلي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#def-b1-organism-environment-milieu): سائل منظَّم ثابت الحرارة والتركيب؛ ولا شيء — فالخلايا تنظم محتوياتها وحرارة النبات هي حرارة الهواء. النمو: إلى شكل بالغ محدد؛ ومفتوح [وحدوي](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular) مدى الحياة. الحركة: الحيوان يذهب إلى غذائه؛ والنبات ينمو نحو الضوء والماء. التنسيق: أعصاب وهرمونات في ثوان إلى ساعات؛ وهرمونات وحدها في ساعات إلى أيام. وكل عمود طريقة متسقة في أن تكون نظامًا مفتوحًا.

## 3.5 تمارين

**تمرين 3.1 ★.**

اذكر [الأعضاء](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) الخضرية الثلاثة للنبات الزهري والوظيفة الرئيسة لكل منها.

**حل التمرين 3.1.**

[الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs): التثبيت، وامتصاص الماء والشوارد المعدنية. الساق: حمل [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) نحو الضوء، والنقل بين [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) [والأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). [الورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs): التركيب الضوئي (والتبادل الغازي، والنتح).

**تمرين 3.2 ★.**

عرّف وحدة المجموع الهوائي وفسّر ما معنى «[النمو غير المحدود](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular)».

**حل التمرين 3.2.**

الوحدة [عقدة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) واحدة بورقتها وبرعمها الإبطي، مع [السلامية](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) التي تحتها. [والنمو غير المحدود](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular): لا قياس بالغ؛ فالبراعم القمية والإبطية تظل تضيف الوحدات ما دام النبات حيًا.

**تمرين 3.3 ★.**

من أجل كل نسيج — البشرة، [والبرنشيم](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، [والكولنشيم](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، [والسكلرنشيم](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، [والخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، [واللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) — قل هل خلاياه حية عند النضج وما الذي يفعله.

**حل التمرين 3.3.**

البشرة: حية؛ تغطية، [وأديمة](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)، وثغور، وأشعار جذرية. [البرنشيم](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): حي؛ تركيب ضوئي وادخار. [الكولنشيم](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): حي؛ دعامة مرنة. [السكلرنشيم](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): ميت؛ دعامة صلبة. خلايا [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) الناقلة: ميتة؛ نقل الماء. [الأنابيب الغربالية](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) في [اللحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues): حية (مع خلاياها المرافقة)؛ نقل السكر.

**تمرين 3.4 ★.**

من شكل اعتراض الضوء، ما الكسر من الضوء الذي يبلغ الأرض تحت مرج عند $L = 3$ مع $k = 0.3$، وتحت غابة عريضة [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) عند $L = 6$ مع $k = 0.5$؟

**حل التمرين 3.4.**

$e^{-0.9} = 0.41$، أي $41\,\%$؛ و$e^{-3} = 0.05$، أي $5\,\%$.

**تمرين 3.5 ★★.**

يبين مقطع نجمة [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) مركزية بأربعة أذرع، [ولحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) بين الأذرع، وحلقة من الخلايا ذات جدر شعاعية مثخنة حولها، ومنطقة عريضة من الخلايا المستديرة خارجها. عيّن [العضو](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) والمجموعة، مع ذكر الخاصيتين اللتين تحسمان كلًا منهما.

**حل التمرين 3.5.**

[جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) (أسطوانة مركزية واحدة، [وبشرة داخلية](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot)، [وخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) [ولحاء](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) متناوبان على نصف قطر) لثنائي الفلقة (أذرع [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) قليلة، ولا لب مركزي).

**تمرين 3.6 ★★.**

فسّر، مستعينًا بميكانيك العارضة والكبل، لماذا يقع [النسيج الوعائي](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) في حلقة محيطية في الساق وفي أسطوانة مركزية في [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs).

**حل التمرين 3.6.**

العارضة المنحنية أشد إجهادًا عند سطحها ولا إجهاد على محورها، فالمادة الموضوعة في حلقة محيطية تقاوم الانحناء بأقل كتلة (أي أنبوب). أما الكبل المشدود فإجهاده منتظم على مقطعه وهو ينحني بحرية؛ فيحمل خصل مركزي الشدّ بينما تبقى القشرة مرنة، وتستطيع [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الجانبية أن تخرج عبرها.

**تمرين 3.7 ★★.**

محصول عنده $L = 4$ و$k = 0.6$. ما الكسر من الضوء الذي يعترضه؟ وبكم يرتفع الاعتراض لو صار $L$ يساوي 6؟ علّق على مردود [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الزائدة.

**حل التمرين 3.7.**

$1 - e^{-2.4} = 0.91$؛ وعند $L = 6$ يكون $1 - e^{-3.6} = 0.97$: فطبقتان إضافيتان من الورق تضيفان $6\,\%$ من الضوء وتكلفان $50\,\%$ ورقًا زائدًا.

**تمرين 3.8 ★★.**

نبتة الشيلم عند ديتمر كان لها $623\,\mathrm{km}$ من [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) و$240\,\mathrm{m}^{2}$ من السطح الجذري. احسب القطر الوسطي [للجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). وإذا كان مجموع أوراقها $5\,\mathrm{m}^{2}$، فما نسبة سطح [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) مع الأشعار إلى سطح [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs)؟

**حل التمرين 3.8.**

$S = \pi d L$: فيكون $d = 240/(\pi\times 623\,000) = 1.2 \times 10^{-4}\,\mathrm{m}$، أي نحو $0.12\,\mathrm{mm}$. و$(240 + 400)/5 = 128$.

**تمرين 3.9 ★★.**

أشعار جذرية عرضها $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ وطولها $0.8\,\mathrm{mm}$، بمعدل $250\,$ لكل مليمتر من [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). بأي عامل تضاعف سطح [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) قطره $0.4\,\mathrm{mm}$؟

**حل التمرين 3.9.**

سطح [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) لكل مليمتر: $\pi\times 0.4 = 1.26\,\mathrm{mm}^{2}$. والأشعار لكل مليمتر: $250\times\pi\times 0.010\times 0.8 = 6.3\,\mathrm{mm}^{2}$. والمجموع $7.5/1.26 = 6$: أي إن الأشعار تضاعف السطح ست مرات.

**تمرين 3.10 ★★★.**

شجرة في غابة لها جذع عار طوله $20\,\mathrm{m}$ وتاج صغير؛ والنوع نفسه في حقل عريض متفرع من $2\,\mathrm{m}$. فسّر الشكلين انطلاقًا من [النمو الوحدوي](#prop-b1-flowering-plant-organization-modular) ومن مصير البراعم الإبطية في الظل وفي الضوء، وقل ماذا تكلف هذه المرونة وماذا تكسب.

**حل التمرين 3.10.**

في الغابة تكون البراعم الإبطية السفلى مظللة؛ فالوحدات التي كانت ستصنعها لا تسدد ثمن نفسها، فتبقى ساكنة أو تموت فروعها، ويُخصص النمو للبرعم القمي المتسابق صعودًا نحو الضوء. أما في الحقل فكل برعم مضاء وكل فرع يسدد، فيمتلئ التاج منخفضًا. والكلفة: جذع طويل نحيل استثمار كبير في [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) غير منتج، معرض للريح؛ والكسب: أن يوافق النبات شكله مع موضع الضوء، دون أي خطة مسبقة.

**تمرين 3.11 ★★★.**

[نبات جفافي](#prop-b1-flowering-plant-organization-plasticity) ثغوره غائرة في حفر مبطنة بأشعار. فسّر ماذا يفعل هذا بتدرج بخار الماء بين حيزات [الورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الهوائية والريح، وماذا يكلف في أخذ ثاني أكسيد الكربون. ولماذا كانت هذه مقايضة رابحة في صحراء وخاسرة في غابة مطيرة؟

**حل التمرين 3.11.**

الحفرة والأشعار تحبس طبقة من الهواء الساكن الرطب فوق الفتحة؛ فينتشر تدرج البخار من الحيزات الهوائية إلى الهواء المتحرك على مسار أطول فيهبط النتح. وعلى ثاني أكسيد الكربون أن ينتشر داخلًا على المسار الأطول نفسه، فيهبط الأخذ أيضًا، وإن كان هبوطًا أقل، لأن تدرج $\mathrm{CO_2}$ يحدده الجو واستهلاك [الورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). وفي الصحراء يكون الماء هو المورد المحدد فتنقذ المقايضة حياة النبات؛ وفي غابة مطيرة يكون الماء مجانيًا ويكون كسب الكربون هو ما تكافئ عليه المنافسة.

**تمرين 3.12 ★★★.**

«لا [وسط داخلي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/1-the-organism-a-system-in-interaction-with-its-environment#def-b1-organism-environment-milieu) للنبات.» ناقش في فقرة: ما الذي يفتقر إليه النبات مما يملكه الثديي، وما الذي تواجهه خلاياه نتيجة لذلك، وما الذي يفعله بدلًا من ذلك — السطوح، والنمو، والتنظيم الذي يقوم به فعلًا.

**حل التمرين 3.12.**

ليس للنبات [سائل خارج خلوي](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-compartments) منظَّم يُحفظ عند حرارة وتركيب ثابتين بين خلاياه والخارج: فخلاياه تلاقي ماء التربة والهواء وضوء الشمس مباشرة، وحرارته حرارة الهواء. ولذلك تنظم كل خلية محتوياتها (شوارد، وماء، وpH) عبر غشائها وجدارها؛ وينظم النبات تبادلاته عند السطح (الثغور تنفتح وتنغلق، [والبشرة الداخلية](#prop-b1-flowering-plant-organization-stemroot) تنتقي ما يدخل [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues)) ويكيّف جسمه بالنمو ([جذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أكثر في التربة الجافة، [وأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) أكثر في الظل). فهو ينظم، لكن التنظيم عند السطوح وفي الشكل، لا في سائل خاص.

## 3.6 مسألة: سطوح بلوطة

**مسألة 3.1.**

مسألة نهاية الأسبوع — أوراق بلوطة معدودة بالمساحة، وثغورها بالمليارات، وكربونها وماؤها بالكيلوغرام، وجذورها بالكيلومتر، وصولًا إلى سطح التبادل الذي تنشره فوق كل متر مربع من أرضها

بلوطة يظلل تاجها $100\,\mathrm{m}^{2}$ من الأرض بدليل مساحة [أوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $L = 5$ ومعامل خمود $k = 0.5$. وأوجه أوراقها السفلى تحمل $150\,$ ثغرًا في المليمتر المربع؛ والفتحة الثغرية المفتوحة $10\,\text{µ}\mathrm{m}$ في $5\,\text{µ}\mathrm{m}$. وبالمتوسط على المظلة كلها وعلى نهار طوله $12\,\mathrm{h}$، يأخذ كل متر مربع من الورق $4\,\text{µ}\mathrm{mol}$ من $\mathrm{CO_2}$ ويفقد $1\,\mathrm{mmol}$ من بخار الماء في الثانية. [والجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الدقيقة (قطرها $0.5\,\mathrm{mm}$) تمتد $5\,\mathrm{km}$ في المتر المكعب عبر $1\,\mathrm{m}$ من عمق التربة تحت التاج؛ والأشعار الجذرية ($10\,\text{µ}\mathrm{m}$ في $0.5\,\mathrm{mm}$) تنبت بمعدل $200\,$ لكل مليمتر من [الجذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الدقيق. والكتل المولية: $\mathrm{CO_2}$ $44\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$، والكربون $12\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$، و$\mathrm{H_2O}$ $18\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**الجزء الأول — [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) والضوء.**

1. احسب مجموع مساحة [أوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) التاج من وجه واحد.
2. احسب الكسر من الضوء البالغ إلى الأرض والكسر المعترَض.
3. احسب الكسر المعترَض لو لم يكن للبلوطة إلا $L = 2$ ، ولو كان لها $L = 8$ .
4. فسّر من هذه الأعداد لماذا تقف البلوطة عند $L \approx 5$ .
5. [الورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الوسطية $50\,\mathrm{cm}^{2}$ . فكم [ورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) يحمل التاج؟

**الجزء الثاني — الثغور والكربون.**

6. احسب عدد الثغور على التاج.
7. احسب مساحة فتحة مفتوحة واحدة والكسر من سطح [الورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) السفلي الذي تمثله الفتحات المفتوحة.
8. احسب أخذ التاج من $\mathrm{CO_2}$ بالمول في الثانية وبالغرام في الثانية.
9. احسب $\mathrm{CO_2}$ المأخوذ في نهار واحد طوله $12\,\mathrm{h}$ ، بالكيلوغرام، والكربون الذي يحويه.
10. على موسم نمو طوله $150\,$ يومًا، كم كربونًا يثبت التاج؟ وإذا تنفس النبات نصفه، فأي كتلة من [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) ( $50\,\%$ كربون) يستطيع أن يضيف؟

**الجزء الثالث — الماء.**

11. احسب الماء الذي يفقده التاج بالمول وبالغرام في الثانية.
12. احسب الفقد المائي اليومي باللتر.
13. احسب نسبة جزيئات الماء المفقودة إلى جزيئات $\mathrm{CO_2}$ المكتسبة. ولماذا كانت كبيرة إلى هذا الحد؟
14. مطر مقداره $2\,\mathrm{mm}$ يسقط على $100\,\mathrm{m}^{2}$ . فكم يومًا من النتح يغطي، إذا بلغ كله [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) ؟

**الجزء الرابع — [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs).**

15. احسب حجم التربة المستكشَفة والطول الكلي [للجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الدقيقة.
16. احسب سطح [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الدقيقة (بوصفها أسطوانات).
17. احسب عدد الأشعار الجذرية.
18. احسب سطح الأشعار الجذرية.
19. احسب مجموع السطح الماص تحت الأرض، ونسبته إلى مساحة [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) من وجه واحد.
20. [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الدقيقة على بعد $1\,\mathrm{mm}$ من أي كسر من حجم التربة؟ (اعتبر كل [جذر](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) محورًا لأسطوانة نصف قطرها $1\,\mathrm{mm}$ .)
21. قارن مع نبتة الشيلم في هذا الفصل ( $620\,\mathrm{km}$ من [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) في $0.05\,\mathrm{m}^{3}$ ): أي النبتتين تستكشف تربتها استكشافًا أدق، وبأي عامل؟
22. اجمع مساحة [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) من الوجهين وسطح [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) . واقسم على $100\,\mathrm{m}^{2}$ من الأرض.
23. قارن هذا مع نسبة سطوح التبادل المطوية ( $130\,\mathrm{m}^{2}$ ) إلى السطح الخارجي ( $2\,\mathrm{m}^{2}$ ) عند الإنسان.
24. فسّر في جملتين لماذا تستطيع نسبة النبات أن تظل ترتفع طول حياته ولا تستطيع نسبة الثديي ذلك.
25. اذكر النتيجة: [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) الذي تنشره بلوطة لكل متر مربع من أرضها، فوقها وتحتها، بالمتر المربع.

**حل المسألة 3.1.**

**1.** $5\times 100 = 500\,\mathrm{m}^{2}$. **2.** $e^{-2.5} = 0.082$ يبلغ الأرض؛ و$92\,\%$ معترَض. **3.** عند $L = 2$: $1 - e^{-1} = 63\,\%$؛ وعند $L = 8$: $1 -
e^{-4} = 98\,\%$. **4.** من 2 إلى 5 يكسب التاج $29\,\%$ من الضوء مقابل $300\,\mathrm{m}^{2}$ من الورق؛ ومن 5 إلى 8 سيكسب $6\,\%$ مقابل $300\,\mathrm{m}^{2}$ أخرى تكلف بناءً وإمدادًا بالماء بالقدر نفسه: [فالأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) الزائدة لا تسدد. **5.** $500/0.005 = 100\,000$ [ورقة](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). **6.** $500\times 10^6\,\mathrm{mm^2}\times 150 = 7.5 \times 10^{10}$ [ثغر](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). **7.** $50\,\text{µ}\mathrm{m}^{2}$؛ ولكل mm$^2$: $150\times 50\times
10^{-6} = 7.5 \times 10^{-3}\,\mathrm{mm}^{2}$، أي $0.75\,\%$ من السطح. **8.** $500\times 4\times 10^{-6} = 2 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{s}$، أي $88\,\mathrm{mg}/\mathrm{s}$. **9.** $0.088\times 43\,200 = 3.8\,\mathrm{kg}$ من $\mathrm{CO_2}$، تحوي $3.8\times 12/44 = 1.04\,\mathrm{kg}$ من الكربون. **10.** $150\times 1.04 = 156\,\mathrm{kg}$ من الكربون؛ ونصفه، أي $78\,\mathrm{kg}$، إلى [خشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues) فيه $50\,\%$ كربون: أي $156\,\mathrm{kg}$ من [الخشب](#def-b1-flowering-plant-organization-tissues). **11.** $500\times 10^{-3} = 0.5\,\mathrm{mol}/\mathrm{s}$، أي $9\,\mathrm{g}/\mathrm{s}$. **12.** $9\times 43\,200 = 389\,\mathrm{kg}$، أي نحو $390\,\mathrm{L}$. **13.** $0.5/(2\times 10^{-3}) = 250$ جزيء ماء لكل $\mathrm{CO_2}$. فالفتحة التي تُدخل $\mathrm{CO_2}$ تُخرج الماء؛ والهواء الداخلي مشبع بينما $\mathrm{CO_2}$ ليس إلا $0.04\,\%$ من الهواء الخارجي، فيكون تدرج البخار إلى الخارج أشد انحدارًا بكثير من تدرج $\mathrm{CO_2}$ إلى الداخل. **14.** $2\,\mathrm{mm}\times100\,\mathrm{m}^{2} = 200\,\mathrm{L}$: أي نصف يوم. **15.** $100\,\mathrm{m}^{3}$؛ و$5\times 100 = 500\,\mathrm{km}$. **16.** $\pi\times 0.5\times 10^{-3}\times 5\times 10^5 =
785\,\mathrm{m}^{2}$. **17.** $200\times 5\times 10^8\,\mathrm{mm} = 1 \times 10^{11}$ شعرة. **18.** كل واحدة $\pi\times 10^{-5}\times 5\times 10^{-4} =
1.57 \times 10^{-8}\,\mathrm{m}^{2}$؛ والمجموع $1570\,\mathrm{m}^{2}$. **19.** $785 + 1570 = 2355\,\mathrm{m}^{2}$، أي $4.7$ أمثال مساحة [الأوراق](#def-b1-flowering-plant-organization-organs). **20.** الحجم الواقع ضمن $1\,\mathrm{mm}$: $\pi\times(10^{-3})^2\times 5
\times 10^5 = 1.6\,\mathrm{m}^{3}$، أي $1.6\,\%$ من التربة. **21.** الشيلم: $\pi\times 10^{-6}\times 6.2\times 10^5 =
1.95\,\mathrm{m}^{3}$ من صندوق سعته $0.05\,\mathrm{m}^{3}$، أي $3900\,\%$: فكل نقطة من التربة على بعد مليمتر من أربعين جذرًا. فالشيلم يستكشف تربته استكشافًا أدق بأكثر من ألفي مرة — نبتة محصول بميزانية أربعة أشهر مقابل شجرة تستكشف مئة متر مكعب. **22.** $1000 + 2355 = 3355\,\mathrm{m}^{2}$؛ أي $34\,\mathrm{m}^{2}$ لكل متر مربع من الأرض. **23.** عند الإنسان: $130/2 = 65$؛ فنسبة البلوطة نصف نسبة السطوح المطوية عند الإنسان، دون أي طي. **24.** البلوطة تضيف وحدات وأوراقًا وجذورًا كل سنة، فتنمو سطوحها مع عمرها؛ أما سطوح الثديي [فأعضاء](https://one-course.com/books/biology/3/ar/chapter/2-functional-organization-of-a-mammal#def-b1-mammal-organization-organ) ثابتة، تكتمل عند القياس البالغ، والسبيل الوحيد إلى رفع نسبتها كان طيها في أثناء النمو. **25.** نحو $34\,\mathrm{m}^{2}$ من [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) لكل متر مربع من الأرض: $10\,\mathrm{m}^{2}$ من الورق (بوجهيه) فوقها و$24\,\mathrm{m}^{2}$ من [الجذور](#def-b1-flowering-plant-organization-organs) والأشعار الجذرية تحتها.