מחזור חיי הצמח�
איברי הצמח
לכל הצמחים איברים זהים: שורש, גבעול, עלים, פרי, פרח
השוני בין הצמחים הוא בתכונות: צבע, צורה, גודל, ריח , מרקם
השורש הוא החלק התחתון של הצמח
שורש שיפודי
ציצת שורשים
קליטת מים ומינרלים מן הקרקע
משמש כעוגן לצמחים במקום גידולם, מעניק להם יציבות ואחיזה בקרקע
השורש כאיבר אגירה
מוביל את המים והמינרלים מהשורש לכל שאר חלקי הצמח.
הנצר
הנצר הוא חלק הצמח המצוי , על פי רוב , מעל פני הקרקע , הוא כולל ציר מרכזי - גבעול הנושא את העלים הפרחים והפירות
משמש אחיזה,
"עמוד שדרה" לעלים, לפרחים ולפירות
הגבעול
תפוחי אדמה הם פקעות שהתפתחו מגבעולים תת קרקעיים
העלה
לעלה בצמח יש תפקיד חשוב מאוד, בעלה מיוצר מזונו הבסיסי של הצמח- סוכר הנקרא גלוקוז.
החומר הירוק בעלה נקרא כלורופיל ותפקידו לקלוט את אור השמש
הפרח
הפרח הוא איבר הצמח המשמש לרבייה. מהפרח נוצר הפרי.
במקום שבו גדל הפרח יצמח הפרי
תפקיד הפרי לשאת את הזרע או הזרעים שמהם יתפתחו זרעים חדשים
הזרע
שלבים בחיי הצמח
לכתוב במחברת
בחיי כל צמח יש שני שלבים עיקריים:
א. השלב הווגטטיבי - שלב הצמיחה שבו הצמח מצמיח שורש, גבעול ועלים.
ב. השלב הרפרודוקטיבי - שלב ההתרבות, שבו הצמח מצמיח פרחים ומהם מתפתחים פירות וזרעים.
אפשר לחלק את צמחי המדבר וצמחים הים-תיכוניים לשתי קבוצות לפי מנגנוני ההתאמה שלהם לתנאים אלו:
• "המתחמקים" מתנאי היובש: צמחים חד-שנתיים וגיאופיטים שגדלים רק בעונות הנוחות סתיו, חורף ואביב.
• "השורדים": שיחים ועצים רב-שנתיים הגדלים במשך כל עונות השנה. יש להם התאמות לחיים בסביבה חמה ויבשה.
המתחמקים מתנאי יובש
גיאופיטים הם צמחים בעלי איברים תת-קרקעיים (בצל, פקעת או שורש מעובה). צמחים אלה מצמיחים עלים
ופרחים ומבשילים פירות וזרעים בעונות הנוחות לגידול – סתיו, חורף ואביב.
לקראת בוא הקיץ נובלים ומתייבשים החלקים העל-קרקעיים, ונשארים רק החלקים התת-קרקעיים וכן הזרעים הנמצאים בתרדמה.
מהו גיאופיט?
מבנה הגיאופיט
יתרונות הגיאופיט
מבשרי גשם
גיאופיטים כצמחי מאכל
צמחים חד-שנתיים :
הם צמחים המסיימים את מחזור חייהם בתוך שנה אחת. הם נובטים, מצמיחים עלים
ופרחים, ומבשילים פירות וזרעים בעונות הנוחות לגידול – סתיו, חורף ואביב.
לקראת בוא הקיץ הם נובלים ומתייבשים, ובאדמה נשארים רק הזרעים הנמצאים בתרדמה עד שינבטו בעונת הגשמים הבאה.
"השורדים"
השורדים הם שיחים עשבוניים ועצים רב-שנתיים הגדלים במשך כל עונות השנה. ניתן למצוא בהם
התאמות לשמירה על מאזן המים. דוגמאות להתאמות:
התאמות להקטנת איבוד מים בדִיות: תהליך של אידוי מים מהצמח,
הקטנת שטח הפנים שמאבד מים בדיות:
עלים קטנים או השרת עלים בקיץ (הקטנת שטח פנים שמאבד מים בדיות), החלפת עלי חורף גדולים בעלי קיץ קטנים (הקטנת שטח פנים שמאבד מים בדיות), המתה של חלק מענפי הצמח בשנות בצורת.
הקטנת קצב הדיות:
קוטיקולה עבה בעלים שמקטינה את הדיות מכל שטח העלים מלבד הפיוניות.
(הקוטיקולה היא שכבת חומר אטום דמוי שעווה שמקיפה את העלים ומונעת את התייבשותם. הפיוניות הן פתחים זעירים באפידרמיס של העלים שדרכן עובר CO2 הנחוץ לפוטוסינתזה, וגם אדי מים מהצמח אל האוויר בתהליך דיות על ידי יצירת סביבה לחה סביב הפיוניות: הפיוניות נמצאות בתוך שקעים או מכוסות בשערות, העלים
מכוסים בשערות.
התאמות לקליטת יותר מים או לאגירת מים:
מערכת שורשים מפותחת בעלת שטח פנים גדול שמתפרסת לרוחב או לעומק בהתאם לזמינות המים בקרקע. עלים בשרניים או חלקי צמח אחרים בשרניים.
הפיוניות ותהליך הדיות
תהליך הדיות
רק כ 1%- מהמים שהצמח קולט מהאדמה נצרכים לפוטוסינתזה ולבניית התאים,
כ 99%- מהמים עוברים דרך הצמח ומתנדפים לאוויר בתהליך הנקרא דיות (טרנספירציה). העלים עטופים משני הצדדים בשכבת קוטיקולה הבנויה מחומר שעוותי שקוף חדיר לאור אך אטום למים, המגינה על העלים מפני התייבשות. בצד העליון שחשוף לשמש שכבת הקוטיקולה עבה יותר ומשווה לעלים מראה מבריק.
תהליך הדיות מתרחש ברובו דרך הפיוניות, שהן פתחים זעירים הנמצאים באפידרמיס של העלים. דרכן מתרחשת קליטת הCO2- הנחוץ לפוטוסינתזה והחמצן הדרוש לנשימה התאית, אך באותו זמן נפלטים דרכן אדי מים מהצמח לאוויר. מספר הפיוניות גדול יותר בצד התחתון המוצל של העלים (בקוטיקולה יש פתח מעל לכל פיונית).
ומנגנון פתיחתה:
כל פיונית בנויה משני תאי שמירה. כאשר תאי השמירה מתנפחים עקב חדירת מים לתוכם בתהליך אוסמוזה, נוצר ביניהם פתח זעיר – כלומר הפיונית פתוחה.
עובי דופן תאי השמירה בצד הפונה זה לזה גדול יותר מעובי הדופן בשאר הצדדים, ולכן בעת התנפחות התאים הצד הפנימי מתרחב פחות מאשר שאר הצדדים. ההתנפחות הא-סימטרית מקנה לתאי השמירה מראה דמוי זרע שעועית וגורמת ליצירת פתח ביניהם. כאשר לחץ הטורגור בתאי השמירה יורד, הפיוניות נסגרות.
היתרון של מבנה הפיוניות ואופן פעולתן הוא שברוב הצמחים הן נסגרות בחושך, כאשר ממילא אין אור הנחוץ לפוטוסינתזה, וכך נמנע איבוד מים מיותר.
הפיוניות נסגרות גם במצב של מחסור במים בצמח (בגלל ירידה בלחץ הטורגור בתאי השמירה של הפיוניות). במצב זה נמנע איבוד מים אך נמנעת גם כניסת CO2 ולכן קצב הפוטוסינתזה הוא קטן. בצמחי המדבר המצב , הזה שכיח מאוד והוא אחת הסיבות לקצב הגידול האיטי שלהם.
�פקעת- גבעול מקוצר ומעובה נושא פקעים.
צמיחת הפקעת ופריחתה מתחילות מבקע מרכזי ממנו צומחים עלים ובניהם ענף נושא פרחים.�לאחר התפתחות מספר עלים מתחילה להיווצר פקעת חדשה, שבבסיסיה נוצרות פקעיות. פקעיות אלו גדלות במשך העונה ומשמשות לריבוי. הבקעת המקורית מספקת מזון לצמח והיא מצטמקת.
לאחר הפריחה מועברים חומרי מזון מהעלים אל הפקעת החדשה. הפקעת החדשה נקראת פקעת בת, פקעת זו גדלה ונאגרים בה חומרי מזון.
בצל- גבעול קצר ומעובה הנושא אמיר גדול. מהניצנים שבגבעול מתפתחים בצלצולים המשמשים לרבייה.�בבסיס הבצל נורים שורשים, מהגבעול המפוצל צומחים עלים ומהניצנים נוצרים בצלים חדשים.
סיכום בקעות ובצלים
על מנת להשתמש בפקעות ובצלים לריבוי אוספים אותם מן האדמה לאחר הפריחה ולאחר שנובלים העלים.�כל עוד יש עלים מתבצע תהליך הפוטוסינתזה, מיוצרים חומרי מזון שחלקם יועברו אל הפקעות כחומרי תשמורת.�יש לספק לפקעות ולבצלים תנאים מתאימים לדוגמה: טמפ' נמוכה מאריכה את הצמיחה ומאפשרת התפתחות בצלצולים ופקעות, לעומתם טמפ' גבוהה מזרזת את הפריחה ומצמצמת את מספר הבצלצולים. �את הפקעות והבצלצולים מפרידים בצמח האם ושותלים בעונה הבאה.
�
אברי הרבייה של הצמח הם הפרחים
כמו בעלי החיים, גם צמחים מתרבים ברבייה זוויגית, דרך תאי רבייה.
אבר הרבייה של הצמח הוא הפרח, ובתוכו מצויות הגמטות = תאי הרבייה = תאי המין = תאי הזוויג:
הגמטות הנקביות – המצויות בביציות בשחלת הפרח,
והגמטות זכריות – המצויות בגרגירי האבקה.
לאחר ההפריה מתפתח פרי ובתוכו מצויים הצאצאים – הזרעים. הזרעים מתפזרים במרחב ונובטים, וכך מתפתח צמחים חדשים.
במהלך האבולוציה התפתחו יחסי סימביוזה הדדית בין הצמחים לבין חרקים ובעלי חיים אחרים, המסייעים לצמחים בהעברת גרגירי האבקה מפרח לפרח, ובתמורה זוכים למנת צוף. מבנה הפרח של צמחים אלו מותאם למשיכת מאביקים אלו.
מקצת הצמחים מסתייעים ב"שירותי" הרוח או בזרמי מים למלאכה זו.
במצגת זו נדון בנושאים אלו.
חלקי הפרח הם:
א. עלי הגביע – עוטפים את ניצן הפרח ומגינים עליו בפני פגיעות שונות. צבעם, בדרך כלל, ירוק.
ב. עלי הכותרת – בצבעים שונים ובגדלים שונים. בגלל הצבעים המרהיבים של עלי הכותרת, החרקים נמשכים אל הפרחים ובאים למצוץ מהם צוף ולאכול אבקה.
ג. אבקנים – בהם נמצאים גרגירי האבקה. יש להם תפקיד ביצירת הזרעים.
ד. עלי – מחולק לצלקת (חלק עליון), עמוד עלי ושחלה (חלק תחתון).
ה. צלקת – החלק העליון המורחב
ו. עמוד עלי –בין הצלקת לשחלה
ז. שחלה – בשחלה נמצאות הביציות מהן נוצרים אחר כך הפירות והזרעים.
הפרח הוא חלק של הצמח המשמש לרבייה.
מהפרח נוצר הפרי שהוא הדור הבא
של הצמח.
חלקי הפרח
עטיף-עלי גביע חיצוניים
עטיף- עלי כותרת פנימיים
עלי- איבר רבייה נקבי
אבקן- איבר רביה זכרי
חלקי הרבייה הפרח
עלי גביע
עלי כותרת
אבקן
עלי
ברוב הצמחים נמצאים באותו הפרח אבקנים, ועליים, כלומר, אברי רבייה זכריים ונקביים. אך ישנם צמחים שפרחיהם מכילים אבקנים בלבד, או עליים בלבד.
פרח חד זוויגי זכרי פרח חד זוויגי נקבי פרח דו זוויגי
איבר רבייה נקבי
איבר רבייה זכרי
לכתוב במחברת
פרח דו-מיני
פרח דו-מיני נושא גם איברי המין הזכריים (אבקנים) וגם איברי המין הנקביים ( עלי)
פרחים חד-מיניים
פרח חד מיני נושא איבר מין מסוג אחד בלבד:
פרח נקבי –
נושא עלי בלבד
פרח זכרי –
נושא אבקנים בלבד
צמח חד-ביתי וצמח דו-ביתי
דוגמה: מלון, אבטיח, מלפפון.
צמחים חד-ביתיים
נערך ע"י רונית לבקוביץ 2009
נערך ע"י רונית לבקוביץ 2009
עץ נקבי – תפרחות עם פרחים נקביים
עליו יתפתחו הפירות.
עץ זכרי – תפרחות עם פרחים זכריים
צמחים דו-ביתיים
אבקנים- איברי רבייה זכריים
עלי- איבר רבייה נקבי
אברי הרבייה בצמח
תאי הרבייה של הצמחים
45
כאמור, בפרח יש אבר רבייה זכרי ואבר רבייה נקבי.
הגמטות הזכריות מתפתחות בתוך גרגירי האבקה המצויים במאבקים.
הגמטות הנקביות (תאי הביצה) מתפתחות בשחלה של הפרח ומצויות בתוך הביציות.
לעומת רוב בעלי החיים, שהם או זכרים או נקבות, רוב הצמחים הם דו-זוויגיים:
בכל פרח יש גם אבקנים וגם עלי. ואולם, יש צמחים כמו חרוב, שלהם פרחים חד-זוויגיים (הפרחים הזכריים המכילים אבקנים ואילו הפרחים הנקביים מכילים עלי).
הגמטות מצויות בתוך מבנים המגנים עליהן:
הגמטות הזכריות מצויות בתוך גרגירי האבקה. גרגר האבקה הוא מבנה אטום העמיד בתנאי יובש וחום.
תא הביצה, שהוא הגמטה הנקבית, מצוי בתוך הביצית. הביצית עצמה מצויה בשחלה. לתא הביצה הגנה כפולה: הוא מצוי בתוך הביצית (שעטופה בקליפה מגִנה) והביצית מצויה בתוך השחלה (הגנה נוספת).
תכונות אלו הן התאמות לתנאי הרבייה ביבשה.
שימו לב להבדל במונחים:
בבעלי חיים, הביצית עצמה היא תא הרבייה הנקבי, ואילו בצמחים הביצית היא מבנה רב-תאי, המכיל את תא הביצה ותאים אחרים.
מערכת רבייה נקבית (בצמח)
עלי- הוא איבר הרבייה הנקבי של הצמח ובו נוצרים תאי הביצה.
צלקת- נמצאת בראש העלי , היא לרוב מחוספסת, ולעיתים ,דביקה, ועליה נקלטים גרגרי האבקה.
עמוד עלי-מחבר בין הצלקת לשחלה.
שחלה- בשחלה נוצרות ביציות , ובתוך כל ביצית מתפתח תא ביצה ושם הוא נשמר בסביבה לחה
לכתוב במחברת
יצירת ביציות ובתוכן תא הביצה
הביציות בשחלה עוברות מיוזה. מתא דיפלואידי מתקבלים 4 תאים הפלואידים.
3-תאים מתנוונים ותא אחד גדל והגרעין שבו מתחלק ב-3 מיטוזות עוקבות עד לקבלת 8 גרעינים הפלואידים- הנמצאים בתוך שק עובר.
בתוך שק עובר חלק מהגרעינים מוקף בקרום –תאים. האמצעי מתוך שלשה אחת של תאים מהווה את תא הביצה,
זוג הגרעינים האמצעי יהווה לאחר ההפריה את ה- אנדוספרם
מערכת רבייה זכרית של הצמח
האבקן הוא איבר הרבייה הזכרי ובו נוצרים תאי הזרע
מאבק- נוצרים בתוכו גרגירי האבקה ובתוכם תאי הזרע. תאי הזרע נשמרים בסביבה לחה שבתוך גרגירי האבקה. גרגירי האבקה נוצרים בכמויות רבות.
זיר-בסיס דק.
מאבק
זיר
צילום מבעד מיקרוסקופ אלקטרוני
לכתוב במחברת
התאמת גרגיר האבקה לתהליך ההאבקה
התאמות לתהליך רבייה ביבשה
תאי האבקה של הצמחים, כמו כל תאי הרבייה של כל היצורים החיים, רגישים להתייבשות.
הם מצויים בתוך גרגירי האבקה, ולכן הם מוגנים מן הסביבה החיצונית.
גרגיר האבקה מוקף בדופן רב-שכבתית קשה, המגִנה על תאי האבקה מפני התייבשות, קרינה ופגיעות מכניות.
התאמות להיצמדות למאביק
בדופן של גרגר האבקה של פרחים המואבקים על ידי בעלי חיים, לעתים יש בליטות ושקעים האופייניים לסוג הצמח. הבליטות מאפשרות היצמדות למאביק והשתחררות ממנו בהגיע המאביק לצלקת.
התאמות לזיהוי תוך מיני
הדופן מכילה אמצעי זיהוי והיכרות בין הצלקת לבין גרגיר האבקה. הזיהוי הוא שלב הכרחי במניעת נביטת גרגיר אבקה על צלקת של מין ביולוגי אחר.
מבנה הפרח
52
כאמור, הפרח הוא אבר הרבייה של הצמחים. בו נוצרות הגמטות ובו מתרחשים תהליכי ההפריה והתפתחות הזרעים. פרח טיפוסי מורכב מן החלקים הבאים:
- עלי גביע, בדרך כלל ירוקים.
- עלי כותרת, בדרך כלל צבעוניים.
אברי רבייה זכריים: האבקנים
כל אבקן מורכב מ:
א. זיר
ב. מאבק המכיל את גרגירי האבקה.
אבר רבייה נקבי: העלי.
העלי מורכב מ:
א. צלקת
ב. עמוד עלי
ג. שחלה המכילה ביצית אחת או כמה ביציות.
שלבים בתהליך הרבייה בצמחים: האבקה והפריה
53
מחלקים את תהליך הרבייה של הצמחים לשני שלבים:
פרטי תהליך ההאבקה וההפריה – בשקפים הבאים.
האבקה: גרגירי האבקה הגיעו לצלקת של הפרח
הפריה: הגמטות הזכריות מפרות את תאי הביצה שבביציות (בשחלה)
האבקה – אמצעי המעבר
54
לגרגירי אבקה אין יכולת תנועה עצמית, על כן נדרש גורם חיצוני – המאביק, שיסייע להעברתם מפרח לפרח.
גורם חיצוני זה יכול להיות רוח או בעלי חיים.
רבים מבעלי החיים המאביקים את הפרחים הם חרקים כמו דבורים, חיפושיות, פרפרים ועשים, אבל יש גם יונקים ועופות המשמשים מאביקים, כמו הצופית ועטלפי פרחים.
במהלך האבולוציה התפתחה התאמה בין מבנה הפרח, גודלו, צבעו ,ריחו ומבנה גרגירי האבקה לבין סוג המאביק.
מבנהו של הצמח מבטיח שהמאביק יתחכך באבקנים ובצלקת, וכך הוא "יתלכלך" בגרגירי האבקה, ויעבירם לצלקת של פרח אחר מאותו המין.
בפרחים רבים נמצאים בפרח גם צופנים, שהם רקמות המפרישות את הצוף. הצוף הוא נוזל מתוק וריחני המושך אליו את המאביקים.
אורה בר
שלבים בתהליך הרבייה בצמחים: האבקה
55
האבקה: מעבר גרגר האבקה (המכיל את הגמטות הזכריות) אל הצלקת.
האבקה עצמית: גרגרי ההאבקה שהתפתחו בפרח כלשהו מגיעים לצלקת של העלי המצויה באותו הפרח או בפרח אחר באותו הצמח עצמו.
האבקה הדדית או האבקה זרה: גרגרי האבקה מגיעים בעזרת בעל חיים מאביק או בעזרת הרוח (או זרמי מים בצמחי מים), לצלקת של העלי של פרח המצוי בצמח אחר (מאותו המין הביולוגי).
�
בהאבקה עצמית אנו מבחינים בשלוש אפשרויות:�
1. האבקה באותו פרח. (בפרח דו מיני)�
2. האבקה בין פרחים שכנים על אותו הצמח. (נקראת גם האבקת שכנים)�
בשתי האפשרויות נוצרים צאצאים הזהים מבחינה גנטית להוריהם.�האבקה עצמית יכולה להיות בעלת יתרון בסביבה בה אין גורמים
מאביקים מתאימים ובתנאי סביבה קבועים.�
דרכים למניעת האבקה עצמית
מאותן הסיבות שרבייה זוויגית עדיפה על רבייה אל-זוויגית, לצמחים שבהם לא מתקיימת האבקה עצמית יש יתרון אבולוציוני.
ניתן למצוא בטבע דרכים שונות למניעת האבקה עצמית בצמחים, בעיקר בפרחים דו-מיניים אבל לא רק.
הפרדה במיקום
הפרדה במיקום בתוך הפרח: הצלקת למעלה, אבקנים מתחתיה.
שושן צחור
צלף
הפרחים הזכריים למטה והנקביים למעלה.
לוף
האבקה זרה מתבצעת על ידי הגורמים החיצוניים: בעלי החיים, רוח ומים.
האבקה ע"י רוח
כאשר הרוח נושבת גרגרי האבקה מתפזרים לכל עבר.
פרחים מואבקים ע"י הרוח יהיו:
האבקה ע"י המים
אבקנים נסחפים עם המים עד לפרח נקבה.
האבקה על ידי מים מתבצעת בדרך כלל בצמחי מים או בצמחים שנמצאים בקרבת מים.
פרחים המואבקים ע"י המים יהיו:
החרקים מבקרים בפרחים ומעבירים אבקנים לפרחים אחרים. חרקים שונים נצמדים לסוגים שונים של צמחים. האבקה על ידי בעלי חיים היא האבקה הנפוצה ביותר, וכנראה היעילה ביותר.
פרחים המאובקים ע"י חרקים יהיו: בולטים בצבע, בריח, בגודל ובצורה.
בתוך הפרחים יש לחרקים מזון (גרגירי אבקה) וצוף.
גרגירי האבקה מחוספסים וצלקות דביקות.
לגרגירי האבקה צורה המסייעת להם להידבק לרגלי החרקים.
האבקה ע"י חרקים
תהליך האבקה
מאפיין/תכונה | האבקה ע"י רוח | האבקה ע"י בע"ח |
גודל הפרחים וצבעם | פרחים קטנים חסרי צבע, לעיתים חסרי עלי כותרת | פרחים גדולים וצבעוניים |
צוף, ריח בפרחים | אין | יש |
אבקנים | בולטים מתוך הפרח, גמישים | בנויים כך שהאבקה תידבק לגב החרק או לרגליו |
גרגירי אבקה | מספרם רב מאד, קלים, שטח פנים חלק. יש תוספות המקלות על התעופה כמו שקיות אוויר | רבים (חלקם משמש כמזון למאביקים), גדולים וכבדים יחסית, שטח פנים מחוספס. יש תוספות המקלות על היצמדות לגוף בע"ח המאביק. |
מבנה הצלקת | חשופה, גמישה, בעלת שטח קליטה רחב ודביק | בעלת משטח דביק |
שלבים בתהליך הרבייה בצמחים: ההפריה
גרגיר האבקה נוחת על הצלקת וחלה היכרות בינו לבין הצלקת (שניהם שייכים לאותו המין הביולוגי). גרגיר האבקה מצמיח נחשון המתקדם לאורך עמוד העלי ומגיע לשחלה. הנחשון מכיל שתי גמטות הפלואידיות (n).
נתאר תהליך הפריה בצמח שיש לו בשחלה שתי ביציות, שיופרו על ידי שני גרגירי אבקה. הביצית של הצמחים היא מבנה רב-תאי. היא מכילה את תא הביצה שהוא הגמטה הנקבית ההפלואידית (n) ותאים אחרים, ובהם תא בעל שני גרעינים שהוא תא ההורה של האנדוספרם.
נתאר את תהליך ההפריה של ביצית אחת
(הזהה לתהליך ההפריה של הביצית האחרת).
שתי גמטות הפלואידיות
שלבים בהפריה – תהליך יצירת הזרע
א. הגעת גרגר האבקה בעל 2 הגרעינים
ב. נביטת גרגר האבקה וצמיחת הנחשון דרך עמוד העלי כשגרעין הנחשון – הוגטטיבי "מוביל". במקביל, יש התחלקות של הגרעין הגנרטיבי ל- 2- גמטות זכריות.
ג. לאחר הגעת הנחשון לשק העובר, מתנוון הגרעין הוגטטיבי ומתרחשת הפרייה כפולה:
אחת מהגמטות הזכריות מתלכדת עם הגרעין של תא הביצה ונוצרת זיגוטה ממנה יתפתח העובר (n2).
הגמטה השנייה מתלכדת עם 2 הגרעינים הפולריים ונוצרת רקמת המזון –האנדוספרם
שלבי ההפריה
67
הנחשון חודר דרך השחלה ומשחרר את שתי הגמטות. אחת מהן מפרה את תא הביצית, והאחרת מפרה את תא ההורה של האנדוספרם. כלומר, מתרחשת הפריה כפולה. לאחר ההפריה, הביצית תהפוך לזרע הכולל: עובר שהתפתח מהביצית המופרית - הזיגוטה הדיפלואידית (n2), ואנדוספרם שיתפתח מתא ההורה של האנדוספרם המופרה. האנדוספרם הוא הרקמה המכילה חומרי מזון הנחוצים להתפתחות הזרע.
שתי הגמטות הזכריות
תא
הביצה
תא ההורה
של האנדוספרם
זיגוטה שתתפתח לעובר
אנדוספרם
לאחר ההפריה
החלק בפרח | החלק בפרי |
זיגוטה | עובר |
גרעין דיפלואידי | אנדוספרם |
עטיפות הביצית | קליפת הזרע |
שחלה (לעיתים גם חלקי פרח אחרים) | רקמת הפרי וקליפתו |
השינויים בפרח לאחר ההפריה: מן הפרח יעלה הפרי.
69
לאחר ההפריה הפרח נובל. השחלה מתעבה והופכת לפרי, ובתוכו שני זרעים שהתפתחו משתי הביציות המופרות.
מפרחים שהשחלות שלהם מכילות ביצית אחת – יתפתח פרי המכיל זרע אחד (כמו משמש ואפרסק).
מפרחים שהשחלות שלהם מכילות זרעים רבים – יתפתח פרי המכיל זרעים רבים (כמו עגבנייה ומלפפון).
זרע
עובר
השחלה המעובה הפכה לפרי המכיל שני זרעים
זרע
אוקסין
נוצר בקדקוד הנצר, בעלים צעירים, בפירות ובזרעים
גורם להתארכות תאים, חלוקת תאים והתמיינות
ברמת הרקמות והאיברים:
מעודד להיווצרות של שורשים , מעכב התארכות שורשים. גורם להתארכות של גבעול מרכזי ולהתעבותו. מעכב התפתחות ניצנים צדדים – "שילטון קודקודי"
ציטוקינין
נוצר בקדקודי השורשים בנצרים ובזרעים נובטים
גורם לחלוקת תאים
עיכוב ההתפתחות של השורשים; עידוד ההיווצרות של הניצנים; ביטול השפעת השלטון הקדקודי; עיכוב ההזדקנות של העלים.
ציטוקינין / אוקסין
התמיינות התאים לשורשים ולניצנים. מווסתים התעוררות ותרדמת ניצנים
הורמונים צמחיים
שאלה 8
71
שאלה 8:
א. האם ההפריה בצמחים בעלי פרחים היא הפריה פנימית או חיצונית? הסבירו.
ב. מהי חשיבות הדבר בתנאי יבשה?
תשובה
72
תשובה:
א. זו הפריה פנימית. היא מתרחשת בתוך הביצית שבשחלה של הפרח.
ב. ההפריה והתפתחות הזרעים מתרחשים בתוך השחלה, וכך הם מוגנים מפני התייבשות.
שאלה 8:
א. האם ההפריה בצמחים בעלי פרחים היא הפריה פנימית או חיצונית? הסבירו.
ב. מהי חשיבות הדבר בתנאי יבשה?
שאלה 9
73
שאלה 9: בגרות תש"ע
לעומת האבקה זרה, האבקה עצמית בצמחים שיש להם פרחים מקטינה את השוֹנוּת הגנטית, אך אינה מבטלת אותה.
א. הסבירו מדוע האבקה עצמית מקטינה את השונות הגנטית.
ב. הסבירו מדוע האבקה עצמית אינה מבטלת את השונות הגנטית.
תשובה
74
תשובה:
א. השונות הגנטית מוקטנת היות שמדובר בהתלכדויות של גמטות שנוצרו בפרט אחד בלבד, לעומת התלכדות של גמטות שהתפתחו בפרטים שונים בעלי תכונות גנטיות שונות.
ב. הגמטות המשתתפות ברבייה (לא משנה באיזו שיטת האבקה) מתפתחות בתהליך המיוזה. בתהליך המיוזה מתפתחות גמטות הנושאות שילובים שונים של החומר התורשתי של הפרט שבו התפתחו. כלומר, הגמטות שונות זו מזו. גם אם שתי גמטות מאותו הצמח מתלכדות – השילוב שייווצר יהיה שונה מהתלכדות של גמטות אחרות שהתפתחו באותו הפרט.
שאלה 9: בגרות תש"ע
לעומת האבקה זרה, האבקה עצמית בצמחים שיש להם פרחים מקטינה את השוֹנוּת הגנטית, אך אינה מבטלת אותה.
א. הסבירו מדוע האבקה עצמית מקטינה את השונות הגנטית.
ב. הסבירו מדוע האבקה עצמית אינה מבטלת את השונות הגנטית.
שאלה 10 סעיפים א'-ב'
75
שאלה 10: בגרות תשס"ט
במחקר נבדקה יצירת פֵּרות בשני מיני צמחים, מין א' ומין ב'. לשני מיני הצמחים יש פרחים צבעוניים וצוּפָנים. מכל מין נבחרו לניסוי 40 צמחים שגודלו בשתי חלקות סמוכות. בכל חלקה היו 20 צמחים ממין א' ו-20 צמחים ממין ב'. אחת החלקות כוסתה ברשת צפופה.
בשתי החלקות, התנאים האביוטיים היו מיטביים (אופטימליים).
בכל אחת מן החלקות נבדקו מספר הפרחים שנוצרו, מספר גרגירי האבקה בפרחים ומספר הפֵּרות שהתפתחו. כמו כן, חוּשב שיעור הפוריות, שהוא אחוז הפרחים שהתפתחו מהם פֵּרות.
מקצת התוצאות מוצגות בגרף שלפניכם.
א. ציינו בנוגע לכל אחד מן המינים א' ו-ב', האם סביר שהוא מואבק בעיקר בהאבקה עצמית או
בעיקר בהאבקה זרה. נמקו את תשובתכם על פי התוצאות.
ב. במין ב' מספר גרגירי האבקה הממוצע לפרח היה גדול הרבה יותר ממספרם במין א'.
האם נתונים אלו תומכים בתשובתכם לסעיף א'? הסבירו.
תשובה
76
תשובה:
א. מין א' מתרבה בעיקר בהאבקה עצמית, היות שאין הבדל בשיעור הפוריות שלו בין
צמחים הגדלים בחלקה פתוחה לצמחים הגדלים בחלקה מכוסה. לעומת זאת, שיעור הפוריות של מין ב' בחלקה המכוסה היה קטן בהרבה משיעור פוריותו
בחלקה הפתוחה - סימן שמין זה מתרבה בהאבקה זרה והוא תלוי במאביק חיצוני
שלא היה יכול לחדור דרך הרשת. לכן, בחלקה המכוסה חלה פחות האבקה,
לא נוצרו עוברים ולא התפתחו פֵּרות.
ב. כן, נתונים אלו תומכים בתשובה. כאשר צמח מתרבה בהאבקה עצמית, נדרשים פחות גרגירי אבקה היות שהסיכוי שהאבקה תגיע לצלקת של הפרח גדול הרבה יותר. כאשר ההאבקה זרה, הסיכוי שגרגירי האבקה יגיעו לפרח אחר מאותו המין הביולוגי נמוך יותר. שיעור גדול מגרגירי האבקה "הולכים לאיבוד" ולכן נדרש מספר גדול יותר של גרגירי אבקה כדי להבטיח את ההאבקה. מין ב' מתרבה בהאבקה זרה ולכן יש לו מספר גדול יותר של גרגירי אבקה לעומת מין א', המתרבה בהאבקה עצמית.
שאלה 10: בגרות תשס"ט
א. ציינו בנוגע לכל אחד מן המינים א' ו-ב', האם סביר שהוא מואבק בעיקר בהאבקה עצמית או בעיקר בהאבקה זרה. נמקו את תשובתכם על פי התוצאות.
ב. במין ב' מספר גרגירי האבקה הממוצע
לפרח היה גדול הרבה יותר ממספרם במין א'.
האם נתונים אלו תומכים בתשובתכם לסעיף א'? הסבירו.
שאלה 10 סעיפים ג'-ד'
77
שאלה 10: בגרות תשס"ט
ג. תארו שני מנגנונים המונעים האבקה עצמית בצמחים.
ד. בהאבקה עצמית יש יתרונות וחסרונות לקיום המין. ציינו יתרון אחד וחיסרון אחד.
תשובה סעיפים ג'-ד'
78
תשובה:
ג. 1. אי סבילות עצמית: כאשר הצלקת של הפרח מזהה (בעזרת מנגנונים כימיים) שמקור גרגיר האבקה הוא באותו הצמח, היא אינה מפרישה את תמיסת הסוכר הנדרשת לנביטת גרגירי האבקה. אם אין נביטה, הנחשון אינו מתפתח והגמטה הזכרית אינה יכולה להיפגש עם הגמטה הנקבית.
2. האבקנים נמוכים מהצלקת: ולכן גרגירי האבקה אינם יכולים להגיע לצלקת.
3. האבקנים והעלי מבשילים בזמנים שונים: ולכן גרגירי האבקה שנוצרו בפרח אינם יכולים להיות מעורבים בהפריה של אותו הפרח או פרח אחר בצמח.
המנגנון היעיל ביותר הוא אי-סבילות עצמית, היות שלא משנה אם גרגירי האבקה הגיעו לצלקת בטעות – בכל מקרה הם לא יוכלו לנבוט.
ד. יתרון: 1. יש סיכוי גדול יותר שתתרחש האבקה.
2. נדרשים פחות גרגירי אבקה, דבר המהווה חיסכון באנרגיה ובחומרים בעבור הצמח.
חסרון: אף שיש התפתחות של תאי זוויג שונים זה מזה ושילובים שונים של החומר הגנטי, החומר הגנטי מקורו בפרט אחד, ולכן השונות הגנטית בין הצאצאים נמוכה יחסית. שונות גנטית נמוכה עלולה לסכן את המין הביולוגי במקרה שישתנו תנאי הסביבה או יופיעו מזיקים חדשים.
שאלה 10: בגרות תשס"ט
ג. תארו שני מנגנונים המונעים האבקה עצמית בצמחים.
ד. בהאבקה עצמית יש יתרונות וחסרונות לקיום המין. ציינו יתרון אחד וחיסרון אחד.
שאלה 12
79
שאלה 12: בגרות תשס"ז
"בנטגְרַס" הוא צמח המשמש לכיסוי משטחים גדולים. מדענים הצליחו בשיטות של הנדסה גנטית להחדיר לצמח גן לעמידות בפני קוטל עשבים כלשהו. מטרת ההנדוּס הייתה לאפשר הדברה של עשבי בר, בלי לפגוע בצמח הבנטגרס. האישור הנדרש לשימוש בבנטגרס המהונדס עדיין לא ניתן, מאחר שנמצא שגרגירי האבקה של הצמח המהונדס מסוגלים להפרות כמה מינים של צמחי בר.
א. מהי הסכנה בהיווצרות צאצאים מהפריה כזאת?
ב. ציינו שני תנאים שצריכים להתקיים, כדי שתוכל להתרחש הפריה בין הצמח המהונדס לבין צמח בר.
תשובה
80
תשובה:
א. הסכנה היא שגם צמחי הבר ירכשו את התכונה הזאת ואז יהיה להם יתרון על פני צמחי בר אחרים, יתפשטו על חשבונם וידחקו אותם או יגרמו להכחדתם, דבר שיקטין את המגוון הביולוגי.
ב. תנאי ראשון – התאמה גנטית בין הצמחים (הבר והמהונדס), כך שהצלקת של צמח הבר תזהה את גרגיר האבקה של הצמח המהונדס ותפריש את תמיסת הסוכר שתאפשר לו לנבוט ולפתח נחשון.
תנאי שני – פריחה באותו הזמן, או ניצול אותו המאביק.
שאלה 12: בגרות תשס"ז
"בנטגְרַס" הוא צמח המשמש לכיסוי משטחים גדולים. מדענים הצליחו בשיטות של הנדסה גנטית להחדיר לצמח גן לעמידות בפני קוטל עשבים כלשהו. מטרת ההנדוּס הייתה לאפשר הדברה של עשבי בר, בלי לפגוע בצמח הבנטגרס. האישור הנדרש לשימוש בבנטגרס המהונדס עדיין לא ניתן, מאחר שנמצא שגרגירי האבקה של הצמח המהונדס מסוגלים להפרות כמה מינים של צמחי בר.
א. מהי הסכנה בהיווצרות צאצאים מהפריה כזאת?
ב. ציינו שני תנאים שצריכים להתקיים, כדי שתוכל להתרחש הפריה בין הצמח המהונדס לבין צמח בר.
התפתחות הפרי מושפעת מגורמים שונים
א. פנימיים- תורשה וממווסתי צמיחה, לאחר ההפריה יש עלייה ברמת האוקסין והג'ברלין אשר גורמת להכוונת חומרי המזון לפרי. ככל שהתחרות קטנה כך הפירות גדולים יותר והפוך .
ב. חיצוניים- טמפרטורה, מים, מינרלים בקרקע.
��הזרע ��
מבנה הזרע
מבנה הזרע :
זרעים שמופצים ע"י ציפה במים בנויים כך שהמשקל הסגולי שלהם קטן,
הם עטופים ברקמה ספוגית מלאת אויר שמקטינה את משקלם.
פרי הקוקוס , שלו הזרע הגדול ביותר בטבע ,מכוסה שכבת סיבים וביניהם
אויר כך שהזרע הגדול נהיה קל ויכול לצוף למרחקים גדולים מאוד.
מעטפת חיצונית של שעווה שומרת שהמים לא יחדרו.
דרכי הפצת זרעים
דרך ההפצה | התאמת יחידת ההפצה |
רוח | זרעים קטנים וקלים, קליפה חלקה או בעלת תוספות המקטינות משקל ומגדילות שטח פנים (כנף קרומית, ציצית שערות, שלפוחיות). |
בעלי חיים | מבנים המאפשרים אחיזה (בפרווה, עור או בגד). או: עסיסיים ומתוקים. הפֵּרות נאכלים על ידי בעלי חיים, והזרעים מופרשים בצואה. הזרעים בעלי קליפה קשה ולכן אינם נעכלים במערכת העיכול של בעל החיים. |
* במקצת מיני הצמחים הזרעים מופצים עם הפרי המכיל אותם.
�
�
הפצה עצמית
יש צמחים שאינם זקוקים לגורם כלשהו להפצת הזרעים. לצמחים אלה פירות מתפרקים, מתבקעים, "מתפוצצים" או שיש להם מנגנון אחר, הזורק את הזרעים הרחק מצמח האם או גורם להם להינעץ באדמה.
. ��
פרי הלוטוס מתבקע בתנועת פיתול, והזרעים ניתזים לצדדים.
בפרי של ירוקת החמור מצטבר נוזל, הגורם ל"פיצוץ" ולהתזת הזרעים למרחק.
בראש פרי הפרג פתחים רבים
ודרכם הזרעים נופלים ארצה.
התאמות זרעים להישרדות
ההתאמות האלה מאפשרות את שרידות הזרעים בתנאים קשים, לעתים לאורך שנים רבות.
קליפה קשה המגִנה על הזרע מהתייבשות, קרינה, מחלות ואכילה.
מצב תרדמה המאופיין בפעילות מטבולית נמוכה מאוד.
תכולת המים הנמוכה אינה מאפשרת התפתחות חיידקים/פטריות שיגרמו לריקבון הזרע.
מאגרי מזון באנדוספרם או בפסיגים המאפשרים
את קיום הזרע בתקופת התרדמה ובשלבי הנביטה הראשונים עד התפתחות העלים ותחילת ביצוע פוטוסינתזה..
� �ג'יברלין מווסת ומעודד נביטה.�
הורמון, המבטל תרדמה ע"י חומרים מעכבים - קיים בריכוזים גבוהים בעובר (בזרע בזמן נביטה).
גורם לנביטה ולהתארכות תאים. מפעיל אנזימים המעורבים בחומרי תשמורת לסוכרים.
��
גורמים בצמח המשפיעים על הנביטה
ציטוקינין –
אתילן מעורר תהליכי נביטה בזרעים מסויימים השפעתו ניכרת בשילוב עם ציטוקנין –
חומצה אבצסית –מונעת נביטת זרעים בתוך הפרי . חומצה אבציסית ידועה כמעכבת צמיחה
. מים:
ספיגת המים המתקיים מעצמו בזרע היבש (המכיל 10 - 15% מים) יש חומרים סופגי מים. הזרע היבש סופג מים במהירות רבה ותופח. נפחו גדל עקב ספיגת המים. תהליך התפיחה יוצר לחץ חזק הקורע את קליפת הזרע ומאפשר לנבט הצעיר (הנצרון והשורשון ) לצאת. �לאחר ספיגת המים מתחילים לפעול אנזימים שונים: אנזימים של הנשימה, ואנזימים המפרקים את חומרי התשמורת שבזרע , מידת הספיגה תלויה ב: � א. הרכב החומרים הסופחים בזרע
ב. חדירות הקליפה למים
ג. כמות המים הזמינה לזרע�
. אויר (חמצן ופחמן דו חמצני)�אחד הסימנים הראשונים ל"התעוררות" העובר מתרדמתו הוא נשימה נמרצת ומהירה. תהליך הנשימה צורך חמצן ופולט 2CO ולכן נוכחות אויר בקרקע היא תנאי הכרחי לנביטה. זרעים שנטמנו עמוק מדי בקרקע, או נטמנו בקרקע רטובה מדי, עלולים לסבול ממחסור בחמצן שיעכב או יפסיק את תהליך הנביטה.�עיבודי הקרקע בשדות חקלאיים נועדו, בין היתר, לאוורר את הקרקע ובכך לספק חמצן לזרעים ולאפשר הרחקת הפחמן הדו חמצני.
גורמים אביוטיים המשפיעים על הנביטה
טמפרטורה:
�לכל סוג של זרעים ישנה טמפרטורה הנוחה ביותר לנביטה. לא תתרחש נביטת זרעים בטמפרטורות גבוהות מאד או נמוכות מאד כי תהליך הנביטה דורש פעילות של אנזימים. האנזימים שהם חלבונים,אינם פעילים בטמפרטורות גבוהות , או פעילים מעט בטמפרטורות נמוכות מאוד. הטמפ משפיעה על קצב ושיעור הנביטה.
אור:
יש זרעים הזקוקים לכמה חשיפות לאור כדי לנבוט, ואילו אצל אחרים החשיפה לאור מונעת נביטה והתלות באור לנביטה היא פונקציה של התאמה לסביבה, לגודל הזרע ולגורמים נוספים.
�
גורמים אביוטיים המשפיעים על הנביטה
גורמים המשפיעים על הנביטה
99
גורמים פנימיים בזרע עצמו
קליפת הזרע
עובי, חדירות, חומרים מעכבי נביטה.
הורמונים צמחיים
המווסתים את תהליך הנביטה.
שלבי הנביטה
הזרע קולט מים ומתנפח (תפיחה).
הצצת השרשון - לאחר מכן מציץ השרשון של העובר מתוך קליפת הזרע. השרשון צומח כלפי מטה. זו התחלת ההתפתחות של שורשי הצמח החדש.
הצצת הנצרון - הנצרון גדל כלפי מעלה. זו התחלת ההתפתחות של גבעול הצמח החדש. הנצרון מגיח מתוך האדמה כשהוא כפוף מעט.
התיישרות הנצרון - הנצרון מתיישר וצומח כלפי מעלה.
צמיחת העלים הראשונים - מתוך הגבעול צומחים העלים הראשונים של הצמח (נבט).
. ��
מזרע לצמח בוגר – נביטה
כאשר הזרע נחשף לתנאים מתאימים, תהליך נביטה מתחיל. בתרשים הבא מתואר רצף השלבים במהלך הנביטה.
זרע יבש בתרדמה
עלייה בפעילות האנזימתית ובתהליכי חילוף חומרים בזרע, פירוק חומרי התשמורת בפסיגים או באנדוספרם והעברתם לעובר. חלוקה נמרצת של תאים והתמיינות.
הזרע קולט מים ותופח, והקליפה נבקעת
גדילת אברי הנבט: שורשון ונצרון
שורשון
נצרון = גבעול+עלים
נערך ע"י רונית לבקוביץ 2009