نفسر ماهية الخلية النباتية وتصنيفها وأجزائها وأنواعها. أيضا ، اختلافاته مع خلية حيوانية.
ما هي الخلية النباتية؟
الخلية النباتية هي التي تتكون منها العديد من أنسجة الكائنات الحية التي تنتمي إلى المملكة بلانتاي، وهذا هو النباتات. الخلايا النباتية ، مثل الخلايا الحيوانية ، هي حقيقيات النواة، لذلك لديهم النواة تم تعريفه (حيث توجد المادة الوراثية) ، وهو غشاء خلوي وعضيات مختلفة موجودة في السيتوبلازم.
ومع ذلك ، على الرغم من أنها تشترك في بعض الخصائص ، إلا أن الخلية النباتية النموذجية يمكن تمييزها تمامًا عن الخلية الحيوانية. هذه الاختلافات ليست فقط بسبب المعايير المورفولوجية ، بسبب الاحتياجات الهيكلية للنباتات ، ولكن أيضًا إلى الوظائف التي تؤديها ونوع التمثيل الغذائي يمتلكون. تحتوي الخلية النباتية على هياكل مميزة تسمح لها بتنفيذ عملية البناء الضوئي.
جميع الكائنات الحية التي تنتمي إلى المملكة النباتية هي ضوئية ذاتية التغذية ، أي أنها قادرة على تصنيع طعامها من خلال عملية التمثيل الضوئي. خلال هذه العملية ، من مواد غير عضوية (ماء, نشبع) واستخدام طاقة من شمس، تتوسع النباتات مواد عضوية (الجلوكوز) الذي يستخدمونه أو يخزنونه ، والأكسجين الذي يطلقونه في الغلاف الجوي. على عكس الخضار ، الحيوانات غيرية التغذية، لذلك هم بحاجة إلى إطعام الآخرين كائنات حية للحصول على مصدرها من المواد العضوية.
على الرغم من هذا الاختلاف في طريقة حصولهم على ملفات غذاء، تقوم كل من الخلايا النباتية والحيوانية بالتنفس الخلوي ، وهي عملية تحصل من خلالها على الطاقة (ATP) من أكسدة المواد العضوية.
تطورت النباتات إلى أنواع مختلفة من الخلايا ، كل منها متخصص في وظائف معينة. يتم تنظيم الخلايا النباتية في أنسجة ، وهذه الأنسجة بدورها منظمة في ثلاثة أنظمة أنسجة ، كل منها يمتد في جميع أنحاء الجسم. يتكون معظم جسم النبات من النظام الأساسي ، الذي له وظائف مختلفة ، بما في ذلك التمثيل الضوئي والتخزين والدعم.
يعد نظام الأوعية الدموية ، وهو نظام توصيل معقد يعمل في جميع أنحاء جسم النبات ، مسؤولاً عن إجراء العديد من المواد ، بما في ذلك الماء والمعادن الذائبة والغذاء (السكر المذاب). يعمل نظام الأوعية الدموية أيضًا على تقوية ودعم النبات. يوفر نظام البشرة غطاء لجسم النبات. الجذور والسيقان والأوراق وأجزاء الزهرة والفواكه أعضاء ، لأن كل منها يتكون من ثلاثة أنظمة الأنسجة.
أنواع الخلايا النباتية
تمتلك الكائنات الحية في المملكة النباتية أنواعًا مختلفة من الخلايا. يميز علماء النبات ، من ناحية ، بين الخلايا الأولية أو الخلايا الإنشائية (تلك الموجودة في المراكز الرئيسية للنمو والانقسام ، حيث يكون النشاط الانقسامي ثابتًا) من الخلايا المتمايزة (المشتقة من الخلايا الإنشائية) ويتم تصنيفها على النحو التالي:
- خلايا الحمة. هم مسؤولون عن دعم الجسم ، وإفراز العديد من المركبات مثل الراتنجات ، والعفص ، والهرمونات ، الانزيمات والرحيق السكرية من نقل وتخزين مواد، فضلا عن التمثيل الضوئي نفسه. هم الأكثر وفرة ، ولكن الأقل تخصصًا من الكائنات الحية النباتية.
- خلايا Collenchyma. يتمتعون بجدار أساسي واحد فقط ، فهم على قيد الحياة أثناء النضج وعادة ما يكونون ممدودون ، مما يمنحهم قوة الجر ، المرونة ص قدرة التحمل للأنسجة ، أي أنها خلايا دعم هيكلية بلاستيكية. تفتقر النباتات إلى نظام الهيكل العظمي المعتاد للعديد من الحيوانات ؛ بدلاً من ذلك ، تدعم الخلايا الفردية ، بما في ذلك الخلايا الصفراوية ، جسم النبات.
- خلايا المصلبة. وهي خلايا صلبة وصلبة تحتوي جدرانها الثانوية على مادة اللجنين مما يجعلها مقاومة للماء. عند النضج ، عادة ما يكون النبات ميتًا بالفعل ، بدونه السيتوبلازم، ولم يتبق سوى تجويف مركزي فارغ. دوره الرئيسي هو الدعم الدفاعي والميكانيكي. يمكن أن تكون الصلبة والألياف. الصلبة هي خلايا متغيرة الشكل ، شائعة في قشور الجوز وفي حفر الفواكه مثل الكرز والخوخ. الألياف عبارة عن خلايا طويلة مدببة ، تحدث غالبًا في بقع أو مجموعات ، وهي وفيرة بشكل خاص في الخشب واللحاء الداخلي وعروق الورقة.
- خلايا نسيج الخشب. إنها خلايا موصلة للماء و المعادن مذابة من الجذور إلى السيقان والأوراق ، وتوفر الدعم الهيكلي. يمكن أن تكون خلايا النسيج الخشبي من نوعين: القصيبات وعناصر الأوعية. تعمل القصبات الهوائية وعناصر الزجاج على توصيل الماء والمعادن الذائبة. هم متخصصون للغاية في القيادة. أثناء تطورهما ، يخضع كلا النوعين من الخلايا لموت خلوي مبرمج ونتيجة لذلك تكون جوفاء ، وتبقى جدرانها الخلوية فقط.
- خلايا اللحاء. إنها خلايا تنقل المواد الغذائية ، أي الكربوهيدرات في المحلول التي تتشكل في عملية التمثيل الضوئي في جميع أنحاء النبات وتوفر الدعم الهيكلي. يمكن أن تكون من نوعين: عناصر أنبوب الغربال والخلايا المصاحبة. يتم ربط عناصر أنبوب الغربال من طرف إلى طرف لتشكيل أنابيب غربال طويلة. تكون عناصر أنبوب الغربال حية عند النضج ولكن العديد من عضياتها ، بما في ذلك النواة، فجوة عصارية، الميتوكوندريا والريبوزومات تتفكك أو تنكمش عندما تنضج. تعتبر عناصر أنبوب الغربال من بين عدد قليل من الخلايا حقيقية النواة التي يمكن أن تعمل بدون نوى. بجوار كل عنصر من عناصر أنبوب الغربال توجد خلية مصاحبة تساعد في تشغيل عنصر أنبوب الغربال. الخلية المصاحبة هي خلية حية كاملة لها نواة. يُعتقد أن هذه النواة توجه أنشطة كل من الخلية المصاحبة وعنصر أنبوب الغربال.
- خلايا البشرة. تتكون البشرة في معظم النباتات من طبقة واحدة من الخلايا المفلطحة. لا تحتوي خلايا البشرة عادة على البلاستيدات الخضراء وبالتالي فهي شفافة بحيث يمكن للضوء أن يخترق الأنسجة الداخلية للسيقان والأوراق. في كل من السيقان والأوراق ، توجد أنسجة التمثيل الضوئي تحت البشرة. تفرز خلايا البشرة في الأجزاء الهوائية بشرة شمعية على سطح جدرانها الخارجية ؛ تحد هذه الطبقة الشمعية بشكل كبير من فقدان المياه من أسطح النباتات.
- خلايا محيط الجلد. إنها الخلايا التي تشكل عدة طبقات من الخلايا السميكة تحت البشرة لتوفير غطاء واقي جديد بينما يتم تدمير البشرة. مع استمرار نمو النبات الخشبي في محيطه ، فإنه يتخلص من بشرته ويكشف محيط الجلد ، الذي يشكل اللحاء الخارجي للسيقان والجذور الأقدم. أنها تشكل هياكل معقدة تتكون من خلايا الفلين وخلايا متني الفلين. تموت خلايا الفلين عند النضج ، وتغطى جدرانها بمادة تسمى السوبرين ، مما يساعد على تقليل فقد الماء. تعمل خلايا متني الفلين في المقام الأول كتخزين.
أجزاء ووظائف الخلية النباتية
تتكون الخلية النباتية النموذجية من:
- غشاء بلازمي. مثل جميع الخلايا ، تحتوي الخلايا النباتية على غشاء يتكون من طبقة مزدوجة من الدهون ص بروتين الذي يميز داخل الخلية عن خارجها ، ويسمح لهم بالحفاظ على نطاقات ضغطهم و الرقم الهيدروجيني. إلى جانب ال غشاء بلازمي ينظم دخول وخروج المواد بين داخل وخارج الخلية.
- نواة الخلية. مثل جميع الخلايا حقيقية النواة ، تحتوي الخلايا النباتية على نواة خلية محددة جيدًا ، حيث توجد المادة الوراثية (الحمض النووي) منظمة في الكروموسومات. تتمثل الوظيفة الرئيسية للنواة في حماية سلامة الحمض النووي والتحكم في الأنشطة الخلوية ، ولهذا يُقال إنها تشكل مركز التحكم في الخلية.
- الجدار الخلوي. تتميز الخلايا النباتية ببنية صلبة تبطن غشاء البلازما ، وتتكون أساسًا من السليلوز ، وتتمثل وظيفتها في توفير الحماية والصلابة والدعم والشكل للخلية. يمكن تمييز جدارين: أساسي وثانوي ، يفصل بينهما هيكل يسمى الصفيحة الوسطى. إن وجود جدار الخلية يمنع نمو الخلية على هذا النحو ويجبرها على التكاثف ، مما يؤدي إلى ترسيب ألياف السليلوز الدقيقة.
- السيتوبلازم. مثل جميع الخلايا ، فإن السيتوبلازم هو الجزء الداخلي للخلية ، ويتكون من الهيالوبلازم أو العصارة الخلوية ، وهو معلق مائي للمواد و الأيونات، وعضيات الخلية.
- روابط بلازمية. إنها وحدات مستمرة من السيتوبلازم يمكنها عبور جدار الخلية وتوصيل الخلايا النباتية لنفس الكائن الحي ، مما يسمح بالاتصال بين السيتوبلازم الخلوي والتداول المباشر للمواد بينها.
- فجوة عصارية. يوجد في جميع الخلايا النباتية ، وهو عبارة عن مجموعة من المقصورات المغلقة بدون شكل محدد ومحاطة بغشاء بلازما يسمى تونوبلاست ، والتي تحتوي على ماء, الانزيماتوالسكريات والأملاح والبروتينات والأصباغ والمخلفات الأيضية. بشكل عام ، تحتوي الخلايا النباتية الناضجة على فجوة كبيرة يمكن أن تشغل ما يصل إلى 90٪ من حجم الخلية. الفجوة هي عضية متعددة الوظائف تشارك في تخزين المواد ، والهضم ، وتنظيم التناضح ، والحفاظ على شكل وحجم الخلايا النباتية.
- بلاستوس. وهي عضيات مسؤولة عن إنتاج وتخزين المواد الأساسية في الخلية للعمليات البدائية ، مثل التمثيل الضوئي ، أو تخليق الأحماض الأمينية أو الدهون. هناك أنواع مختلفة من البلاستوس ، منها:
- البلاستيدات الخضراء. إنهم يخزنون الكلوروفيل (المسؤول عن التلوين الأخضر المميز لأنسجة النبات) ويشكلون العضية التي يحدث فيها التمثيل الضوئي.
- الكريات البيض. أنها تخزن مواد عديمة اللون (أو ملونة قليلاً) ، وتسمح بتحويل الجلوكوز إلى سكريات أكثر تعقيدًا.
- الكروموبلاستس. يقومون بتخزين أصباغ تسمى كاروتين ، والتي تحدد ، على سبيل المثال ، اللون من الفاكهة والجذور والزهور.
- جهاز جولجي. وهي عبارة عن مجموعة من الأكياس المفلطحة المحاطة بغشاء وهي المسؤولة عن معالجة وتعبئة ونقل (تصدير) مختلف الجزيئات الكبيرة، مثل البروتينات والدهون.
- الريبوسومات. إنها مجمعات جزيئية من البروتينات و RNA، الموجود في السيتوبلازم وفي الشبكة الإندوبلازمية الخشنة ، حيث يحدث تخليق البروتين من المعلومات الواردة في الحمض النووي. يكون المعلومات الجينية يترك النواة على شكل mRNA (messenger) ، ويصل إلى الريبوسوم حيث "يُقرأ ويُترجم" إلى بروتين معين.
- الشبكة الأندوبلازمية. إنه نظام معقد من أغشية الخلايا يشمل السيتوبلازم الخلوي بأكمله لحقيقيات النوى ، في شكل أكياس مسطحة ونبيبات مترابطة تستمر مع الغشاء النووي. عادةً ما تنقسم الشبكة الإندوبلازمية إلى جزأين لهما وظائف مختلفة: الشبكة الملساء ، التي تشارك في استقلاب الدهون ، وتخزين الكالسيوم وإزالة السموم من الخلايا ، والشبكة الخشنة ، التي يتم دمج الريبوسومات المتعددة على سطحها ، وهي مسؤولة عن التوليف بعض البروتينات وبعض التعديلات عليها.
- الميتوكوندريا. إنها عضيات كبيرة موجودة في جميع الخلايا حقيقية النواة ، والتي تعمل كمركز طاقة للخلية. في الميتوكوندريا ، التنفس الخلوي، من خلاله تمكنت الخلية من توليد الطاقة (ATP) التي تحتاجها لوظائفها.
خلية حيوانية
لا تحتوي الخلايا الحيوانية ، على عكس الخلايا النباتية ، على جدار خلوي (مما يجعلها أكثر مرونة) أو خلايا plasmodesmata ، أو فجوة مركزية (عادةً ما تحتوي على عدة حويصلات أصغر بكثير). كما أنها لا تحتوي على أي بلاستيدات ، وهو أمر منطقي إذا تذكرنا أنها لا تقوم بعملية التمثيل الضوئي.
مثلما توجد عضيات حصرية للخلايا النباتية ، هناك عضيات أخرى موجودة فقط في الخلايا الحيوانية ، اعتمادًا على متطلباتها واحتياجاتها الأيضية. هذا هو الحال ، على سبيل المثال ، من المريكزات ، البيروكسيسومات و الجسيمات المحللة. في بعض الحالات ، يتم تزويد الخلايا الحيوانية بأهداب وسوط للتنقل ، وهو شيء لا تمتلكه الخلايا النباتية.
ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه عند التعامل مع الخلايا حقيقية النواة ، فإن الخلايا النباتية والحيوانية لها هياكل مشتركة: كلاهما لهما نواة خلية (تحتوي على الحمض النووي) ، وغشاء بلازما ، وسيتوبلازم ، وريبوسومات حرة وعضيات غشائية مشتركة ، مثل جهاز جولجي ، الشبكة الإندوبلازمية الناعمة والخشنة والميتوكوندريا.