מבוא מדעי הצמח - מושגים\הגדרות

נושא הצמחים הוא נושא חשוב מהסיבה שהוא כולל בתוכו כל כך הרבה תחומים מדעיים מאוחדים יחד הכולל ביולוגיה, כימיה, פיסיקה  והוא תחום בסיסי בעולם שמתבססים עליו תחומים רבים. 

מעבדה 1: התא הצמחי, יחסי מים

מושגי התא הצמחי:

דיפוזיה (Diffusion): תהליך פיזיקלי המתרחש בכל חלקי הצמח. זוהי תנועה אקראית של מולקולות או יונים מאזור בעל ריכוז גבוה לאזור בעל ריכוז נמוך, המאפשרת תנועת חומרים בתוך התא ובין תאים ללא השקעת אנרגיה.

התפשטות ספונטנית של מולקולות או יונים בחומר אחר במורד מפל הריכוזים שלהם. אופן זה מהווה דרך בסיסית שבה חומרים נכנסים ויוצאים מתאים ואף נעים בתוכם.
כלומר מתרחש פעפוע של חומרים הנעים מתפשטים מאזור בעל ריכוז גבוהה לאזור בעל ריכוז נמוך כמו בכוס פטל

מפל הריכוזים מבטא את מעבר החומרים מריכוז גבוהה לריכוז נמוך יותר

אוסמוזה (Osmosis): תהליך פיזיקלי-כימי המתרחש בכל מקום בצמח שבו יש ממברנות חדירות למחצה. זוהי תנועה של מולקולות מים דרך ממברנה חדירה למחצה לאזור בעל ריכוז המומסים במים גבוה מאזור בעל ריכוז המומסים במים נמוך יותר. תפקידה לאפשר תנועת מים בתוך הצמח, חיונית לשמירה על לחץ טורגור ולתהליכים פיזיולוגיים רבים.

אוסמוזה - דיפוזיה של מים דרך ממברנה בררנית בתגובה למפל ריכוזים. 
כלומר אם יש אזור שבו הריכוז גבוהה יותר אז רק המים נעים לכיוונו (היכן שהריכוז גבוהה) יותר במטרה להקטין את הריכוז שלו ביחס לנפח.

הבדל בין דיפוזיה לאוסמוזה

טורגור (Turgor pressure): לחץ פיזיקלי בתא הנוצר על ידי נוזל התא. הוא תלוי בריכוז המומסים בתא ובסביבתו, שומר על צורת התא והרקמות ומסייע בתמיכה מכנית של הצמח.

טורגור - לחץ של נוזל על דופן התא על ממברנה או מבנה אחר. זה הוא מקרה פרטי של לחץ אוסמוטי. 

תמיסה היפרטונית (Hypertonic solution): תמיסה שריכוז המומסים בה גבוה יותר מאשר בתוך התא. כאשר תא מוכנס לתמיסה כזו, הוא מאבד מים ועלול לעבור פלסמוליזה.(שאלת בוחן)

תמיסה איזוטונית (Isotonic solution): תמיסה שריכוז המומסים בה שווה לריכוז בתוך התא. כאשר תא נמצא בתמיסה כזו, אין תנועה נטו של מים פנימה או החוצה מהתא.

תמיסה היפוטונית (Hypotonic solution): תמיסה שריכוז המומסים בה נמוך יותר מאשר בתוך התא. כאשר תא מוכנס לתמיסה כזו, הוא סופג מים ועלול להתנפח או אף להתפוצץ. 

פלסמוליזה (Plasmolysis): תהליך פיזיולוגי המתרחש בתאי צמח כאשר הם מוכנסים לתמיסה היפרטונית שבה התא מאבד מים אל התמיסה. במצב זה, הפרוטופלסט מתכווץ ומתנתק מדופן התא עקב איבוד מים, מה שגורם לאובדן הטורגור.

פלסמודסמטה (פלזמודזמות) (Plasmodesmata): מבנים צינוריים זעירים החודרים דרך דפנות תאים צמחיים סמוכים. הם מאפשרים תקשורת ישירה ותנועת חומרים בין תאים, יוצרים רצף ציטופלסמטי ומסייעים בהעברת אותות בין תאים.

גומץ (Pit) - אזורים בהם יש רווחים בדופן שניוני ועוברות שם ממברנות מתא אחד לשכנו במבנים פלזמדזמות. 

כלורופלסט (Chloroplast): אברון תוך-תאי הממוקם בתאים פוטוסינתטיים, בעיקר בעלים. הוא מוקף ממברנה כפולה, מכיל תילקואידים וסטרומה, כלורופיל ופיגמנטים אחרים, ותפקידו לבצע את תהליך הפוטוסינתזה. (שאלת בוחן)
כלורופלסט - אברון בו מתרחש הפוטוסינטזה בתאי צמחים ופרוטיסטים. השתי שכבות החיצוניות של הכלורופלסט עוטפות את מבנה הסטרומה שהוא נוזל צמיגי המכיל את ד.נ.א שלו וגם עוטף את תילקואיד שכבות של דסקיות שקיימת כמצבר באברון. 

חללית (ואקואולה) (Vacuole): אברון תוך-תאי הממוקם בתוך ציטופלזמת התא הצמחי. זוהי שלפוחית מוקפת ממברנה (טונופלסט) המכילה נוזל, תופסת נפח גדול בתא הצמחי הבוגר ומכילה מים ומומסים שונים. תפקידיה כוללים אחסון חומרים, ויסות לחץ טורגור ופירוק חומרים.

חללית - חלולית - ואקואלה - אברון המכיל את מוהל התא מוקף ממברנה יחידה ותפקידו למלא נוזל בתא הצמח, מאחסן ומרחיק פסולת שאריות או רעלנים ושמירה על בקרה של טורגור התא.  

פרוטופלסט (Protoplast): תוכן החי של תא צמחי, הכולל את הציטופלסמה, הגרעין וכל האברונים, אך ללא דופן התא. הוא מוקף על ידי ממברנת הפלסמה ומהווה את היחידה הפעילה של התא.
פרוטופלסט - ייחוס לתוך תא צמחי ללא דופן התא. 

פוטנציאל מים (Water Potential): מדד פיזיקלי המתייחס לכל חלקי הצמח והסביבה. זהו סכום של פוטנציאל הלחץ והפוטנציאל האוסמוטי, נמדד ביחידות של לחץ וקובע את כיוון תנועת המים בצמח ובין הצמח לסביבתו. (שאלת בוחן)
פוטנציאל מים - ביטוי המתאר את יכולת התנועה של המים הנעים מפוטנציאל גבוה לנמוך. 

פוטנציאל אוסמוטי (Osmotic Potential): מרכיב של פוטנציאל המים הנמצא בתוך תאי הצמח ובסביבתם. הוא נקבע על ידי ריכוז המומסים בתמיסה, תמיד שלילי או אפס, יורד עם עליית ריכוז המומסים ומשפיע על תנועת המים בין תאים ובין הצמח לסביבתו.

 פוטנציאל אוסמוטי - המרכיב בפוטנציאל (באנרגיה) הנגרם מנוכחות המומסים. 

פוטנציאל לחץ (Pressure Potential): מרכיב של פוטנציאל המים הנמצא בתוך תאי הצמח. זהו לחץ הנוצר על ידי דופן התא כתגובה ללחץ הטורגור, חיובי בתאים טורגידיים ואפס או שלילי בתאים פלסמוליזיים, ומשפיע על תנועת המים ועל יציבות מבנית של הצמח.
פוטנציאל לחץ - המרכיב בפוטנציאל הנגרם מלחץ הדופן על הפרוטופלסט. 

ציטופלסמה (Cytoplasm): נוזל תוך-תאי הנמצא בתוך התא, מקיף את הגרעין ומוקף על ידי ממברנת התא. זוהי תמיסה קולואידית המכילה אברונים שונים, בעלת צמיגות משתנה, מכילה מגוון חלבונים ומולקולות אחרות ומשמשת כמקום להתרחשות תהליכים מטבוליים רבים.

שאלות מעבדה 1:

1. מה ההבדל בין כלורופלסטים הצמודים לדופן האנכי לעומת האופקי?
- חל שינוי בין השניים הוא בגלל המיקום של הכלורופלסטים. למעשה האופקי חשוף לאור שמש ישיר יותר לעומת האנכי ולכן  הם יכולים לקלוט אור בצורה אופטימלית לביצוע תהליך פוטוסינטזה יעיל. יש הטוענים כי אין הבדל ביניהם, הם פשוט משתקפים לעין אחרת בגלל שחלק אנכי וחלק אופקי אז נראה קצת שונה בעין בגלל הזוית ראויה שלנו מול המיקום שלהם. 

2. מה מניע זרימת הפלסמה?
- פוטנציאל אוסמוטי המפעיל מומסים בתא

3. מדוע תמיסה MgCl2 מזרזת זרימת פלסמה?
- כאשר התא מוקף בתמיסה זו הידועה בעל מליחות גבוהה כלומר מומסים גבוהים מהווה תמיסה היפרטונית הגורף למים בתא לזרום החוצה בתהליך פלזמוליזה ומזרז פלסמה ומכווץ את הציטופלסמה. 

4. האם כיווני הזרימה קבועים?

5. האם חל שינוי בזרימת הפלסמה אם יהיה סביב התא DNP? (שאלת בוחן)
- תמיסת DNP סביב תא צמחי גורמת לעיכוב זרימת הפלסמה, עקב השפעתה על תהליכי נשימה והאנרגייה בתא לייצור ATP דבר שמקשה על התא לשמור על מאזן המים שלו.

6. באיזה אופן אפשר בעזרת פלסמוליזה בתמיסות שונות לקבוע את פוטנציאל האוסמוטי של הרקמה?
- פיסות אפידרמיס בריכוזים שונים של מוניטול הולך ועולה או הולך ויורד וכך לבדוק באיזה ריכוז המוניטול עושה רק 50% פלסמוליזה. נתון שפוטנציאל הלחץ שווה ל-0 ונוכל לחשב זאת. 

מעבדה 2: תאים וגבעול

מושגי סוגי תאים בצמח:
רקמת יסוד- מורכב מ-3 סוגי תאים:
א. פרנכימה (Parenchyma) - תאי פרנכימה הם תאים חיים בעלי דפנות דקות המרכיבים רקמה צמחית בסיסית-יסוד.
תפקידו - בעל יכולת התחלקות, מעורב בפוטוסינטזה ומאחסן חומרי תשמורת. 

ב. קולנכימה (Collenchyma): תאי קולרנכימה הם תאים חיים בעלי דפנות עבות באופן בלתי אחיד ברקמת בסיס-יסוד של הצמח. תא זה מספק תמיכה לחלקי צמח צעירים וגמישים.

מעניק לצמח תמיכה מבנית וגמישות. דופן עבה ומקנה חוזק.

ג. סקלרנכימה (Sclerenchyma): תאי סקלרנכימה הם תאיים מתים בעלי דפנות עבות ומעוצות ברקמת בסיס-יסוד של הצמח, היא מספקת חוזק מכני לצמח.

דפנות תאיה מכילים ליגנין מחזקים ומייצבים את הצמח.
תפקידו לחזק ולתמוך רקמות שסיימו את גידולם הם תאים מתים יש רק דופן משני עבה ומלוגנן (יש לו ליגנין) והלגנין מחזק אותו.

ליגנין (Lignin): פולימר (רב סוכר) מורכב המוסף לדפנות תאים צמחיים מסוימים. הוא מקנה חוזק ועמידות לדפנות התאים ומסייע בהובלת מים. (שאלת בוחן)

סוגי תאי סקלרנכימה: 

תא סיב (Fiber): תא ארוך ודק, בעל דפנות עבות, המשמש לתמיכה מכנית בצמח. סיבים הם סוג של תאי סקלרנכימה.

תא אבן (Sclereid): תא סקלרנכימה קצר ובעל צורה לא סדירה, בעל דפנות עבות ומעוצות. הוא מספק חוזק ותמיכה לרקמות צמחיות. (שאלת בוחן)

רקמת הובלה:
קסילם – רקמת הובלה המובילה מים בצמח. מובילה מינרלים ותומכת ברקמות כאשר הם מומסים במים ומובלים עם זרם המים. בעלי דופן עבה ובעל יכולת בתמיכה ברקמות. הקסילם מורכב מתאי טרכאידים וחוליות טרכיאה.
צרור הובלה מורכב מפלואם וקסילם יחד.
רקמת הקסילם מורכב מתאי טרכאידים – תאים מאורכים בעלי גמצים וחסרי פתחים המרכיבים את הקסילם ברקמת הובלה.
 -תא ברקמת הקסילם. מת בבגרותו, חסר פרוטופלסט. בעל דופן מלוגננת, בעל גמצים אך חסר פתחים גדולים בקצוות. על פי רוב מאורך ובעל צורה מחודדת. תפקידו- בניית צינורות הקסילם לשם הובלת מים ומינרלים לחלקי הצמח השונים. (שאלת בוחן)

לוח כברה (Sieve plate): מבנה בקצוות תאי השיפה, המכיל נקבים רבים המאפשרים מעבר של חומרים מתא לתא. הוא מסייע בהובלת תוצרי הפוטוסינתזה לאורך הצמח.

תאי שיפה (Sieve cells): תאים חיים ברקמת הפלואם, המשמשים להובלת תוצרי הפוטוסינתזה. הם מחוברים זה לזה באמצעות לוחות כברה.

תאי לוואי (Companion cells): תאים קטנים וצפופים הצמודים לתאי השיפה בפלואם. הם תומכים בתפקוד תאי השיפה ומסייעים בהעמסה ופריקה של סוכרים. (שאלת בוחן)

תאית (Cellulose): פולימר (רב סוכר) של גלוקוז המהווה את המרכיב העיקרי בדפנות תאים צמחיים. היא מספקת חוזק מבני לתא ולצמח כולו.

שאלת מעבדה 2:
1. מדוע לא מבחינים בתאי שיפה ובפרנכימה לא מעוצה?
- אם התא לא בעל דופן עבה אז הוא מתפרק ואז לא נוכל לראות את התאים, מדובר בתא מת אבל השיפה והפרנכימה קיימות בעצם בתא חי אז לא נבחין בו. 

קודקודי צמיחה בצמח

פרוטודרם (Protoderm): שכבת תאים חיצונית במריסטמה הקודקודית שממנה מתפתחת האפידרמיס.

פרוקמביום (Procambium): רקמה מריסטמתית שממנה מתפתחות רקמות ההובלה (קסילם ופלואם).

מריסטמה קודקודית (Apical meristem): רקמה של תאים מתחלקים בקצוות השורש והנצר. היא אחראית על הצמיחה האורכית של הצמח.
היא רקמה יוצרת, קודקוד הצמיחה מוגן ע"י עלים צעירים מכיל תאים לא ממוינים ובה מתרכזת הגדילה של הצמח. תאים מתחלקים שם למגוון תפקידים בצמח. 

מריסטמת יסוד (Ground meristem): אזור במריסטמה הקודקודית שממנו מתפתחת רקמת היסוד של הצמח.
מייצר את ליבה וקרוקטקס. 

קורפוס (Corpus): החלק הפנימי של המריסטמה הקודקודית בנצר. הוא מתחלק בכל הכיוונים ויוצר את רוב רקמות הצמח.

ניצן (Bud): מבנה בנצר המכיל מריסטמה קודקודית מוגנת על ידי עלים צעירים או קשקשים. הוא מאפשר צמיחה של ענפים או פרחים חדשים.

חלוקה פריקלינית (Periclinal division): חלוקת תא במקביל לפני השטח של האיבר. היא מוסיפה שכבות לרקמה.

חלוקה אנטיקלינית (Anticlinal division): חלוקת תא בניצב לפני השטח של האיבר. היא מגדילה את שטח הפנים של הרקמה.

טוניקה (Tunica): השכבה החיצונית של המריסטמה הקודקודית בנצר. היא מתחלקת בעיקר בחלוקות אנטיקליניות ויוצרת את האפידרמיס.

 
שורשי הצמח

שורש- איבר הראשון היוצא מזרע נובט ותפקידו עיגון, קליטה, אגירה, הובלה, ייצור הורמונים.

בדו-פסיגיים יש שורש ראשי הראשון מהעובר הגדל קלפי מטה הנקרא שורש שיפודי וממנו מתפצלים שורשים צדדיים כדי להפוך את השורשים ליעיליים יותר.

בחד פסיגי השורש הראשוני מתנוון ומת ובמקומו יוצא ציצת שורשים = שורשים אדוונטיבים – שורשים שלא נבעו מהשורש הראשוני וצורתם סיעוף שטחי.

בקצה השורש יש מריסטמה קודקודית בעלת יכולת התחלקות וייצור תאים נוספים ומוגן ע"י כיפת השורש בפני הקרקע כדי שהתאים לא ייפגעו. תאים נקרעים מתנתקים מהשורש ומשמנים את האזור מסייע לגדילה אזור רירי.

אזור התארכות (Elongation zone): אזור בשורש הנמצא מעל לאזור החלוקה, שבו התאים גדלים באורך ומביאים להתארכות השורש.

אזור בשורש בו התאים גדלים בנפח ולא מתחלק אלא רק גדל בנפח ומשלים את התמיינותם. 

אקסודרמיס (Exodermis): שכבת תאים מתחת לאפידרמיס בשורשות מסוימים, בעלת דפנות מעובות המסייעת בהגנה ובקרת מעבר חומרים.

אנדודרמיס (Endodermis): שכבת תאים פנימית בשורש המקיפה את הגליל המרכזי. היא מכילה את פס קספרי ומווסתת את מעבר המים והמינרלים לגליל המרכזי.

גליל מרכזי (Vascular cylinder): החלק המרכזי של השורש המכיל את רקמות ההובלה (קסילם ופלואם).
מבנה הנמצא במרכז השורש אחראי על יצירת סעיפים צדדיים התעבות משנית ומכיל את רקמת ההובלה העצה והשיפה. 

יונקת (Root hair): הרחבה של תא אפידרמיס בשורש, המגדילה את שטח הפנים לקליטת מים ומינרלים מהקרקע.

כיפת השורש (Root cap): מבנה בקצה השורש המגן על המריסטמה הקודקודית. היא מפרישה חומרים המקלים על חדירת השורש לקרקע.

ליבה (Pith, medulla): הרקמה המרכזית בגבעול או בשורש, בדרך כלל מורכבת מתאי פרנכימה. היא משמשת לאחסון ולעתים מתפרקת ליצירת חלל.

פס קאספארי (Casparian strip): רצועה של ליגנין וסוברין בדפנות הרדיאליות של תאי האנדודרמיס. היא מונעת מעבר מים ומומסים דרך הדפנות ומאלצת אותם לעבור דרך הציטופלסמה.

פריציקל (Pericycle): שכבת תאים מריסטמתיים הנמצאת מתחת לאנדודרמיס בשורש. היא אחראית ליצירת שורשים צדדיים ולצמיחה משנית.

 שורש צדדי נוצר מהפריציקל, אזור של תאים קטנים שבהם הגרעין ממלא את רוב התא ובולט נראה כהרבה גרעינים.

שורשים אדוונטיבים (Adventitious roots): שורשים הצומחים מחלקי צמח שאינם שורש, כמו גבעול או עלה.

שורש צדדי (Lateral root): שורש המתפתח מהפריציקל של שורש קיים, מסייע בהרחבת מערכת השורשים.

סידור צרורות הובלה:
חד פסיגי – בצורה של טבעת ובמרכז יש ליבה המורכב מתאי פרנכימה והוא במרכז של הגליל המרכזי.

בדו פסיגי אין סידור של טבעת אלא מפוזר ללא סדר מסוים. 

מעבדה 3: עלים ופתיחת פיוניות

עלים ופיוניות

תאי אפידרמיס (Epidermal cells): תאים המרכיבים את השכבה החיצונית של העלה, הגבעול והשורש.
האפידרמיס עטוף בקוטיקולה המקטינה איבוד מים. 

טריכומות (Trichomes): גידולים של אפידרמיס דמוי שערות על פני שטח עלה או גבעול לצורך שמירה על פיוניות בצמח הקסירופיט. משמשות להגנה, הפחתת איבוד מים או הפרשת חומרים. (לבוחן)

מחילת פיוניות (Sub-stomatal cavity): חלל אוויר מתחת לפיונית בעלה, המאפשר חילופי גזים בין הצמח לסביבה.

פיוניות (Stomata): פתחים זעירים באפידרמיס של העלה, מוקפים בתאי שמירה, המווסתים חילופי גזים ואיבוד מים. (סטומאטות) (לבוחן)

קוטיקולה (Cuticle): שכבה שעוותית על פני האפידרמיס של חלקי צמח עיליים, המפחיתה איבוד מים. (לבוחן)

תאי שמירה (Guard cells): זוג תאים מיוחדים המקיפים את פתח הפיונית ומווסתים את פתיחתה וסגירתה. (תאי מגן)

תאי עזר (Subsidiary cells): תאים באפידרמיס הסמוכים לתאי השמירה, המסייעים בתפקודם.

שאלות מעבדה - פיוניות: (לבוחן)
1. מה תפקיד האור בפתיחת פיוניות? מדוע צריך ATP לפתיחת פיוניות? איך קורה תהליך פתיחת הפיוניות?
אור גורם לזרחון של ATP סינתזים. חלבוני העברה מזורחנים שואבים יוני מימן H+ אל מחוץ לתאי השמירה. 
שינוי המתח בין שני צידי הממברנה של תא השמירה גורם לפתיחת חלבוני העברה בעלי שערים ולכניסת יוני אשלגן לתא. 
בעקבות כניסת המומסים מתרחשת גם כניסת מים באוסמוזה. הטורגור בתאי השמירה עולה התאים תופחים והפיוניות נפתחות. 

ובקצרה - אור גורם לעלייה בלחץ האוסמוטי המביא לפתיחת פיוניות. 

3. מדוע צריך אשלגן?
שינוי המתח בין שני צידי הממברנה של תא השמירה גורם לפתיחת חלבוני העברה בעלי שערים ולכניסת יוני אשלגן לתא. 
בעקבות כניסת המומסים מתרחשת גם כניסת מים באוסמוזה. הטורגור בתאי השמירה עולה התאים תופחים והפיוניות נפתחות. 

4. מדוע נכנסים מים לתאי השמירה?
בעקבות כניסת המומסים מתרחשת גם כניסת מים באוסמוזה. הטורגור בתאי השמירה עולה התאים תופחים והפיוניות נפתחות. 

5. מי ההורמון האחראי על סגירת פיוניות בצמח? (לבוחן בונוס)
הורמון ABA אחראי על כך הוא נמצא בשורש יודע לבדוק כמה מים יש ולתת אותות לסגירת פיוניות

עלה מזופיל ועורקים

מזופיל (Mesophyll): הרקמה הפנימית היסוד של העלה, בין האפידרמיס העליון והתחתון, המכילה כלורופלסטים רבים ומבצעת פוטוסינתזה. המזופיל מהווה את רוב מסה של העלה וקיים גם בצמח הידרופיט וגם בצמח קסרופיט. 
יש חללי אויר גדולים המחוברים לפיוניות ולקשר בין תהליך הפוטוסינטזה לפיוניות, 
יש שני סוגי מזופיל פרנכימה ספוגית ופרנכימה עמודית:

רקמה עמודית (Palisade parenchyma): שכבה של תאי מזופיל גדולים מסודרים בצפיפות מתחת לאפידרמיס העליון של העלה, עשירה בכלורופלסטים רוב הפוטוסינטזה מתקיים שם ובעל שטח פנים גדול. 

רקמה ספוגית (Spongy parenchyma): שכבה של תאי מזופיל בעלי צורה לא סדירה עם מרווחי אוויר גדולים, נמצאת מתחת לרקמת העמודים.

נדן צרור (Bundle sheath): שכבת תאים המקיפה את צרורות ההובלה בעלה, משמשת להובלת חומרים ומעורבת בפוטוסינתזה בשל התמצאותם של כלורופלסטים רבים באזור זה. 
קיים בצמחי C4, צמחי בעל מע' איזימטית לקיבוע CO2 עם תוצר של מולקולה אורגנית עם 4 פחמנים. 

פטוטרת (Petiole): הגבעול של העלה המחבר את טרף העלה לגבעול הראשי.

צמח הידרופיטי (Hydrophyte): צמח המותאם לחיים במים או בסביבה רטובה מאוד, יש לו הרבה פיוניות באפידרמיס העליון. בנוסף, חללי אוויר גדולים מסייעים לעלה לצוף במים. (הידרו - מים)

צמח קסרופיטי (Xerophyte): צמח המותאם לחיים בתנאי יובש. 
לצמח זה יש פיוניות שקועות בחריצים בחלק התחתון של העלה. יש הרבה פיוניות בשביל זמנים בהם יש לחות טובה לביצוע חילוף גזים מהיר לביצוע תהליך פוטוסינטזה. בנוסף יש לו שיערות היוצרות מיקרו סביבה עם לחות גבוהה העוזרת במניעה של איבוד מים.

צמח מזופיטי (Mesophyte): צמח המותאם לתנאי לחות ומזג אוויר ממוצעים, לא קיצוניים. 
צמח הגדל בסביבה לא יבשה ולא לחה מידי.

 
בצמחים סוקולנטיים- צמחים הצומחים באיזורים יבשים, הגבעול מבצע פוטוסינתזה ומשמש גם לאגירת מים.

 מעבדה 4: פיגמנטים צמחיים

פיגמנט (Pigment): חומר או מולקולה הבולעת אור בטווח אורכי גל מסוים ומשפיעה על צבע הצמח.
בדר"כ צבע הצמח הוא הצבע מה שהוא לא בולע ולכן הוא נראה לנו לעין. 
למשל עגבנייה אדומה כי הוא לא בולע צבע אדום ואנו רואים זאת בעין שלנו האנושית. 

פיגמנט שחור - חומר הבולע את כל ספקטרום האור.
העין מצליחה לקלוט את האור שאינו נבלע בחומר. 

פיגמנט עזר (Accessory pigment): פיגמנט המסייע לכלורופיל בקליטת אור לפוטוסינתזה, כגון קרוטנואידים. באמצעות הרחבת טווח אורכי גל שיכול לבלוע. 

כלורופיל (Chlorophyll): הפיגמנט הירוק העיקרי בצמחים, חיוני לתהליך הפוטוסינתזה נמצא בכלורופלסט. 
בולע בתחום הסגול, כחול ואדום. מחזיר אור ירוק. 

קרוטן (Carotene): פחמימן השייך לקבוצת הקרוטונאידים בעל קשרים כפולים מצומדים המאפשרים בליעת אור. תפקידו להעניק צבע לפירות ופרחים, קליטת אנרגיה והגנה על כלורופיל. 
נמצא בירקות ופירות רבים ונוצר מהם ויטמין A. 
פיגמנט כתום-אדום המשמש כפיגמנט עזר בפוטוסינתזה ומגן על הכלורופיל מנזקי אור עודף.

 קרוטונאידים - קשרים כפולים מצומדים רבים מאפשרים בליעת אור. נמצאים בירקות ובפירות רבים. נוצר מהם ויטמין A.  (שאלת בוחן)

אנטוציאן (Anthocyanin): פיגמנט המצוי בחללית מסיס במים האחראי לצבעים אדומים (אופטי) בצמחים.

פלואורוסנציה (Fluorescence): תופעה שבה חומר בולע אור באורך גל מסוים ופולט אור באורך גל ארוך יותר. בצמחים, משמשת למדידת יעילות הפוטוסינתזה. בתופעה זו חל איבוד של חלק מהאנרגיה כחום ופולט אור באורך גל גדול יותר.

זה אחד הדרכים שכלורופיל מעורר יכול להעביר אנרגיה.  

כלורופלסט (Chloroplast): אברון תוך-תאי הממוקם בתאים פוטוסינתטיים, בעיקר בעלים. הוא מוקף ממברנה כפולה, מכיל תילקואידים וסטרומה, כלורופיל ופיגמנטים אחרים, ותפקידו לבצע את תהליך הפוטוסינתזה. (שאלת בוחן)
כלורופלסט - אברון בו מתרחש הפוטוסינטזה בתאי צמחים ופרוטיסטים. השתי שכבות החיצוניות של הכלורופלסט עוטפות את מבנה הסטרומה שהוא נוזל צמיגי המכיל את ד.נ.א שלו וגם עוטף את תילקואיד שכבות של דסקיות שקיימת כמצבר באברון. 

שאלות בוחן:

מה יהיה צבע הנבטים בכל אחד מהטיפולים בניסוי המתואר בחוברת המעבדה? מדוע?

כאשר נבטי שעורה הושקו במים או ב-SAN (חומר מעקב סינטזת קרוטנואידים) נבחנו בגדילה של 3 עוצמות אור חושך, אור חלש ואור חזק. 
צבעם של העלים הוא:

מהם תכונותיהם של הקרוטנואידים?

• פחמימן השייך לקבוצת הקרוטונאידים בעל קשרים כפולים מצומדים המאפשרים בליעת אור. תפקידו להעניק צבע לפירות ופרחים, קליטת אנרגיה והגנה על כלורופיל.

מדוע מרק סלק צבעו אדום ומרק שמכיל גזר אינו כתום?

• גזר מכיל קרנוטואידים הוא פחחמן בלי חמצן אז אין פולריות לכן הוא לא מתמוסס במים הוא הידרופובי הוא מתמוסס בשומן לא במים. אז המרק לא יקבל את צבע הכתום לעומת שמן שכן יקבל.
  למרק סלק יש פיגמנט שכן מתמוסס במים ולכן הצבע יהיה במרק. 
  עיקרון של מסיסות במים\שמן על פי המבנה של המולקולה!
  
  

חשוב לדעת!

חומר SAN מעקב קרנוטאידים, וידוע כי הקרנוטאידים מגן על הכלורופיל בעצם ואם אין הגנה אז הכלורופיל לא עובד טוב. בנוסף חשוב לדעת את ההבדלים במבנה של קרוטן להבין שהוא לא מסיס במים ולכן נצפה לראות אותו בפאזה השומנית כהלית של הבתר. ולהבין גם את מבנה של אנטוציאן והתכונות שלו גם. 

מעבדה 5: הפרח

זכרי

אבקן (Stamen): איבר הרבייה הזכרי בפרח, מורכב מזיר ומאבק.

מאבק (Anther): החלק העליון של האבקן המכיל את שקי אבקה המכילים גרגרי האבקה.

שק אבקה (Microsporangium): חלל בתוך המאבק שבו מתפתחים גרגרי האבקה.

גרגר אבקה (Pollen grain): תא הרבייה הזכרי של צמחים מכוסי זרע, מכיל את הגמטות הזכריות. (לבוחן)

לשכה (Theca): אחת משתי המחיצות של המאבק המכילות את שקי האבקה.

קונקטיב (Connective): רקמה המחברת בין שתי הלשכות של המאבק.

תא גנרטיבי (Generative cell): תא בגרגר האבקה שמתחלק ליצירת שני תאי זרע.

תא נחשון (Tube cell): התא הגדול בגרגר האבקה שמתפתח לצינור הנביטה

אינטינה (Intine): השכבה הפנימית של דופן גרגר האבקה, מורכבת בעיקר מצלולוז ופקטין.

אקסינה (Exine): השכבה החיצונית של דופן גרגר האבקה, עשויה מחומר עמיד הנקרא ספורופולנין. (לבוחן)

אנדוטציום (Endothecium): שכבת תאים מתחת לאפידרמיס של המאבק, מסייעת בפתיחתו ושחרור גרגרי האבקה.

טפטום (Tapetum): שכבת תאים פנימית בדופן המאבק, מזינה את גרגרי האבקה המתפתחים. (לבוחן)

נקבי

צלקת (Stigma): החלק העליון של העלי, קולט את גרגרי האבקה.

עוקץ הביצית (Funiculus): הגבעול הקצר המחבר את הביצית לשחלה.

שחלה (Carpel): איבר הרבייה הנקבי בפרח, מכיל את הביציות.

שחלה תחתית (Epigynous): מצב שבו השחלה נמצאת מתחת לנקודת החיבור של חלקי הפרח האחרים.

שחלה עילית (Hypogynous): מצב שבו השחלה נמצאת מעל לנקודת החיבור של חלקי הפרח האחרים.

שחלה תחתית למחצה (Perigynous): מצב ביניים שבו חלקי הפרח מחוברים סביב השחלה.

שיליה (Placenta): הרקמה בתוך השחלה שאליה מחוברות הביציות.

ביצית (Ovule): מבנה בשחלה המכיל את שק העובר ומתפתח לזרע לאחר ההפריה.

שק עובר (Embryo sac): המגהגמטופיט הנקבי בצמחים מכוסי זרע, מתפתח בתוך הביצית.

אינטגומנטים (Integuments): שכבות רקמה העוטפות את הנוצלוס בביצית, מתפתחות לקליפת הזרע.

חלצה (Chalaza): האזור בביצית שבו האינטגומנטים והנוצלוס מתחברים לעוקץ הביצית.

מגהספורוציט (Megasporocyte): תא אם המיוזה הנקבי בביצית, עובר מיוזה ליצירת שק העובר.

מיקרוספורוציט (Microsporocyte): תא אם המיוזה הזכרי במאבק, עובר מיוזה ליצירת גרגרי אבקה.

נוצלוס (Nucellus): הרקמה המרכזית של הביצית, מכילה את המגהספורוציט.

פומה (Micropyle): פתח קטן באינטגומנטים של הביצית דרכו חודר צינור הנביטה.

מעבדה מספר 6

אנדוספרם (Endosperm): רקמת תזונה בזרע, מתפתחת מתא המרכז המופרה.

אפיבלסט (Epiblast): מבנה דמוי עלה בעובר של דגניים, תפקידו אינו ברור לחלוטין.

הפריה כפולה (Double fertilization): תהליך ייחודי לצמחים מכוסי זרע שבו תא זרע אחד מפרה את הביצה והשני את תא המרכז.

זרע (Seed): מבנה רבייה בצמחים עילאיים המכיל עובר, רקמות תזונה וקליפת מגן.

חותלת (Coleoptile): מבנה דמוי נדן העוטף את הנצרון בעובר של חד-פסיגיים.

מגינית (Scutellum): איבר ספיגה בעובר של דגניים, נחשב לפסיג המותאם.

נביטה על-אדמתית (Epigeous): סוג נביטה שבה הפסיגים נישאים מעל פני הקרקע.

נביטה תת-אדמתית (Hypogeous): סוג נביטה שבה הפסיגים נשארים מתחת לפני הקרקע.

נדן שורשון (Coleorhiza): מבנה העוטף את השורשון בעובר של חד-פסיגיים.

עובר (Embryo): הצמח הצעיר המתפתח בתוך הזרע כתוצאה מהפריה.

על-פסיג (Epicotyl): החלק של הנבט מעל לפסיגים.

פרי (Fruit): מבנה המתפתח משחלה בשלה ומכיל את הזרעים.

פריקארפ (Pericarp): דופן הפרי המתפתחת מדופן השחלה.

פלצנטציה (Placentation): אופן סידור הביציות בשחלה.

שכבת אלאורון (Aleurone layer): שכבת תאים חיצונית של האנדוספרם בזרעי דגניים, מפרישה אנזימים בזמן הנביטה.

תת-פסיג (Hypocotyl): החלק של הנבט בין השורשון לפסיגים.