جميع الخلايا النباتية تشبه الصناديق ، تم اكتشاف الخلية لأول مرة في عام 1665 من قبل عالم إنجليزي يدعى روبرت هوك. أثناء النظر من خلال المجهر ، لاحظ أجسامًا صغيرة تشبه الصندوق في شريحة من الفلين (لحاء شجرة بلوط) وأطلق عليها اسم خلايا الصناديق. الخلايا هي الوحدات الأساسية للحياة ، والتي تتكون منها جميع الكائنات الحية. هذه الفكرة تشكل أساس نظرية الخلية.
جميع الخلايا النباتية تشبه الصناديق
الأجزاء الثلاثة الرئيسية لنظرية الخلية هي :
جميع الكائنات الحية مصنوعة من الخلايا .
الخلية هي الوحدة الأساسية للبنية والوظيفة في جميع الكائنات الحية .
تأتي الخلايا فقط من خلايا أخرى موجودة مسبقًا عن طريق انقسام الخلية .
تظهر الخلايا في المقطع العرضي لجذع النبات
الخلايا التي شوهدت في مقطع عرضي لجذع النبات (المصدر: RolfDieterMueller [CC BY 3.0] عبر ويكيميديا كومنز).
في حين أن بعض الكائنات الحية أحادية الخلية ، فإن البعض الآخر يتكون من العديد من الخلايا. تسمى هذه الكائنات متعددة الخلايا (بها العديد من الخلايا). تختلف الخلايا في حجمها وتعقيدها.
حقيقيات النوى هي كائنات حية تتكون من خلايا كبيرة ومعقدة ، في حين أن بدائيات النوى هي كائنات حية تتكون من خلايا صغيرة وبسيطة. الحيوانات والنباتات هي أمثلة على حقيقيات النوى (لها خلايا حقيقية النواة) بينما البكتيريا هي أمثلة على بدائيات النوى (لها خلايا بدائية النواة).
هيكل الخلية النباتية ووظيفتها
على الرغم من الاختلافات في الحجم والتعقيد ، فإن جميع الخلايا تتكون في الغالب من نفس المواد وتؤدي جميعها وظائف حياتية مماثلة. وتشمل هذه النمو والتمثيل الغذائي والتكاثر عن طريق انقسام الخلايا.
تتكون الخلايا من هياكل خلوية مسؤولة عن وظائف مختلفة ومحددة. تُعرف هذه الهياكل بالعضيات. عدد من هذه العضيات شائع في كل من الخلايا الحيوانية والنباتية. سيركز هذا القسم على الأجزاء التي تحتوي عليها النباتات.
الهياكل الخلوية (عضيات الخلية)
هياكل الخلايا النباتية (انظر أدناه للحصول على مفتاح الترقيم) (المصدر: دعونا نتحدث عن العلوم باستخدام صورة jack0m مقابل iStockphoto).
جدار الخلية: هذه هي الطبقة الخارجية الصلبة للخلية النباتية. يجعل الخلية صلبة - تزود الخلية بالدعم الميكانيكي - وتوفر لها الحماية. لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدران خلوية.
غشاء الخلية: عبارة عن طبقة واقية تحيط بكل خلية وتفصلها عن بيئتها الخارجية. توجد داخل جدار الخلية وتتكون من الدهون المعقدة والبروتينات.
السيتوبلازم: السيتوبلازم عبارة عن محلول مائي سميك (قائم على الماء) توجد فيه العضيات. يتم إذابة مواد مثل الأملاح والمغذيات والمعادن والإنزيمات (الجزيئات المشاركة في التمثيل الغذائي) في السيتوبلازم.
النواة: النواة هي "مركز التحكم" للخلية. يحتوي على حمض Deoxyribonucleic (DNA) ، المادة الوراثية التي توجه جميع أنشطة الخلية. فقط الخلايا حقيقية النواة لها نوى (جمع للنواة) ، بينما الخلايا بدائية النواة لا تمتلكها. يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة غشاء متخصص يسمى
الغشاء النووي.
الريبوسومات: هذه هياكل دائرية صغيرة تنتج البروتينات. توجد في السيتوبلازم أو متصلة بالشبكة الإندوبلازمية.
الشبكة الإندوبلازمية (ER): ER هو نظام غشاء من الأكياس والأنفاق المطوية. تساعد ER في نقل البروتينات داخل الخلية وكذلك تصديرها خارج الخلية. هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية.
الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. الشبكة الإندوبلازمية الخشنة مغطاة بالريبوسومات. شبكية إندوبلازمية ملساء (بدون ريبوسومات)
جسم جولجي: جسم جولجي عبارة عن كومة من الأكياس المغطاة بالغشاء والتي تعد البروتينات للتصدير من الخلية.
الميتوكوندريا (جمع الميتوكوندريا): هذا هو "مركز القوة" للخلية. يحول الطاقة المخزنة في الطعام (السكر والدهون) إلى جزيئات غنية بالطاقة يمكن للخلية استخدامها (Adenosine triphosphate - ATP لفترة قصيرة).
الليزوزوم: الليزوزوم هو المركز الهضمي للخلية التي تنتج أنواعًا مختلفة من الإنزيمات القادرة على تكسير جزيئات الطعام وإعادة تدوير المكونات البالية للخلية.
الفجوات: هي حجرات كبيرة مغلقة بغشاء تخزن النفايات السامة وكذلك المنتجات المفيدة مثل الماء. توجد هذه بشكل رئيسي في النباتات.
البلاستيدات الخضراء: تحتوي البلاستيدات الخضراء على صبغة خضراء تحبس ضوء الشمس وتحولها إلى سكريات من خلال عملية تسمى التركيب الضوئي. تعتبر السكريات مصدر طاقة للنباتات والحيوانات التي تأكلها.
ما الذي يجعل الخلايا النباتية فريدة من نوعها؟
الخلايا النباتية لها جدار خلوي، تختلف الخلايا النباتية عن الخلايا الحيوانية بعدة طرق. ربما يكون الاختلاف الأكثر وضوحًا هو وجود جدار الخلية. يوفر جدار الخلية القوة والدعم للنبات ، مثل الهيكل الخارجي لحشرة أو عنكبوت (الهيكل العظمي لدينا في داخل أجسامنا ، وليس في الخارج مثل الحشرات أو العناكب).
يتكون جدار الخلية النباتية بشكل أساسي من جزيئات الكربوهيدرات مثل السليلوز واللجنين. يستخدم البشر السليلوز على نطاق واسع في صناعة الورق. يمكن أيضًا تحويل السليلوز إلى الإيثانول السليلوزي ، وهو نوع من الوقود الحيوي. يمكن لبعض الحيوانات ، مثل الأبقار والأغنام والماعز ، هضم السليلوز بمساعدة البكتيريا الموجودة في مخازنها.
لماذا تبدو الخلايا النباتية مثل المستطيلات الصغيرة؟ انظر إلى الشكل 1 ولاحظ كيف تبدو جميع الخلايا مكدسة على بعضها البعض ، دون مسافات بينهما. هل يسمح هذا للخلايا بتكوين هياكل يمكن أن تنمو منتصبة؟
الأعضاء في النباتات؟
يشتمل جسمك على أجهزة عضوية ، مثل الجهاز الهضمي ، المكونة من أعضاء فردية ، مثل المعدة والكبد والبنكرياس ، والتي تعمل معًا للقيام بوظيفة معينة (في هذه الحالة ، تكسير الطعام وامتصاصه). وتتكون هذه الأعضاء بدورها من أنواع مختلفة من الأنسجة ، وهي مجموعات من الخلايا تعمل معًا لأداء وظيفة محددة. على سبيل المثال ، تتكون معدتك من أنسجة عضلية لتسهيل الحركة والأنسجة الغدية لإفراز الإنزيمات للتحلل الكيميائي لجزيئات الطعام. تتكون هذه الأنسجة بدورها من خلايا متخصصة في الشكل والحجم والعضيات المكونة ، مثل الميتوكوندريا للطاقة والأنابيب الدقيقة للحركة.
تتكون النباتات أيضًا من أعضاء تتكون بدورها من أنسجة. تتكون الأنسجة النباتية ، مثلنا ، من خلايا متخصصة ، والتي بدورها تحتوي على عضيات محددة. هذه الخلايا والأنسجة والأعضاء هي التي تمارس الحياة الدرامية للنباتات.
تشبه الخلايا النباتية الخلايا حقيقية النواة الأخرى بعدة طرق. على سبيل المثال ، تكون محاطة بغشاء بلازما ولها نواة وعضيات أخرى مرتبطة بالغشاء. يتم تمثيل الخلية النباتية النموذجية .
هياكل الخلايا النباتية
تشتمل الهياكل الموجودة في الخلايا النباتية ولكن ليس الخلايا الحيوانية على فجوة مركزية كبيرة وجدار خلوي وبلاستيدات مثل البلاستيدات الخضراء.
الفجوة المركزية الكبيرة محاطة بغشاء خاص بها وتحتوي على الماء والمواد الذائبة. يتمثل دورها الأساسي في الحفاظ على الضغط على داخل جدار الخلية ، مما يعطي شكل الخلية ويساعد في دعم النبات.
يقع جدار الخلية خارج غشاء الخلية. يتكون بشكل أساسي من السليلوز وقد يحتوي أيضًا على اللجنين ، مما يجعله أكثر صلابة. يشكل جدار الخلية الخلية ويدعمها ويحميها. يمنع الخلية من امتصاص الكثير من الماء والانفجار. كما أنه يبقي الجزيئات الكبيرة الضارة خارج الخلية.
البلاستيدات هي عضيات مرتبطة بالغشاء ولها حمضها النووي. ومن الأمثلة البلاستيدات الخضراء والبلاستيدات الخضراء. تحتوي البلاستيدات الخضراء على الصباغ الأخضر الكلوروفيل وتقوم بعملية التمثيل الضوئي. تصنع البلاستيدات الصبغية الصبغات الأخرى وتخزنها. يعطون بتلات الزهور ألوانها الزاهية.
أنواع الخلايا النباتية
توجد ثلاثة أنواع أساسية من الخلايا في معظم النباتات. تشكل هذه الخلايا أنسجة الأرض ، والتي سيتم مناقشتها في مفهوم آخر. يتم وصف الأنواع الثلاثة من الخلايا في الجدول أدناه. الأنواع المختلفة من الخلايا النباتية لها هياكل ووظائف مختلفة.
- مثال نوع وظائف هيكل الخلية
- متني على شكل مكعب
- معبأة فضفاضة