موسوعة علم النبات : الخلية النباتية

الخلية النباتية



الخلية (بالإنكليزية: Cell) هي الوحدة التركيبية والوظيفية في الكائنات الحية، فكل الكائنات الحية تتركب من خلية واحدة أو أكثر، وتنتج الخلايا من انقسام خلية أخرى سابقة لها. وتقسم الخلايا عادة إلى خلايا نباتية وخلايا حيوانية، وهناك تقسيمات أخرى ؛ وتسمى مجموعة الخلايا المتشابهة في التركيب والتي تؤدي معاً وظيفة معينة في الكائن الحي عديد الخلايا بالنسيج. وتحتوي الخلية على أجسام أصغر منها تسمى عضيات، مثل أجسام جولجي، وهناك أيضا النواة التي تحمل في داخلها الشيفرة الوراثية (الدنا). كما يحيط بالخلية غشاء يسمى بالغشاء الخلوي، ولدى الخلايا النباتية، جدار من السيليولوز يسمى الجدار الخلوي، وهو غير مرن كالغشاء الخلوي.

صورة خلية حيوانية، تظهر مختلف مكوناتها. 1. النويّة 2. النواة 3. الجسيم الريبي 4. حويصل 5. الشبكة الإندوبلازمية الخشنة 6. جهاز جولجي 7. الغشاء الخلوي 8. الشبكة الإندوبلازمية الملساء 9. الميتوكوندريا 10. فجوة 11. السيتوبلازم 12. الجسيم الهاضمّ 13. السنتريولات

الخلية النباتية

تتركب الخلية النباتية أساساً من المكونات التالية:

1-جدار الخلية:

و هو جدار سميك نوعاً ما يحيط بالخلية ليحفظ لها شكلها و يغلف مكوناتها و يحميها.

2-غشاء الخلية:

و هو رقيق شبه منفذ للمواد الغذائية و يحيط بالخلية من الخارج و يعمل على حماية محتوياتها الداخلية كما يقوم بتنظيم مرور السوائل و المواد المختلفة من خارج الخلية إلى داخلها و بالعكس كما يسمح بمرور المواد الذائبة إلى الخلايا المجاورة.

3-السيتوبلازم:

و هو مادة هلامية شبه شفافة تشبه بياض البيض و يتحرك في دوران مستمر داخل الخلية في اتجاه واحد و يتكون أساساً من الماء و ما يذوب فيه من أملاح و مواد بروتينية و نشوية و سكرية و دهنية.

4-النواة:

و هي كتلة صغيرة داكنة اللون شبه كروية أو عدسية منغمسة في الستيوبلازم جانبياً.

5-البلاستيدات:

عبارة عن أجسام لها أشكال و أحجام و ألوان مختلفة و هي كثيرة العدد و تنتشر في الستيو بلازم و تتحرك بدورانه و منها أنواع غيرملونة و اخرى ملونة مثل البلاستيدات الخضراء.

6-الفجوات العصارية:

توجد فجوة أو اكثر بوسط الخلية أي تحاط بالستيو بلازم و هي تحتوي عصارة يخزن فيها نتيجة نشاط الخلية على صورة فضلات ذائبة و غذاء و أملاح مركزة تزيد عن حاجة الخلية.

غشاء الخلية

غشاء الخلية أو الغشاء الخلوي هو غشاء حيوي يفصل داخل الخلية عن الوسط المحيط. الغشاء الخلوي عبارة عن طبقة ثنائية دسمة اختيارية النفاذية مشتركة في جميع الخلايا الحية. يحتوي هذا الغشاء مجمل كيان الخلية من الهيولى وما فيها من عضيات خلوية يتألف بشكل خاص من البروتينات والدهنيات مرتبة بشكل فسيفسائي، هذه المكونات الغشائية تدخل في مجموعة واسعة من العمليات الخلوية. في نفس الوقت يمكن أن يعمل كنقطة اتصال بين الهيكل الخلوي والجدار الخلوي في حال وجوده. ربما تكون مهمته الأساسية هي تنظيم دخول وخروج الجزيئات إلى الخلية وخروجها منه، عدا عن استقبال الإشارات الحيوية من خارج الخلية عن طريق ما يسمى المستقبلات.

وظيفته

يقوم الغشاء الخلوي أيضا بإحاطة الهيولى وفصلها فيزيائيا عن بقية المكونات الخارج خلوية وبهذا يقوم بمهمة جدار فاصل. هذا الحاجز قادر على تنظيم خرج ودخل الخلية الحية باعتباره نصف نفوذ أو نفوذ نوعيا.

تركيبه

إن انتقال المواد عبر الغشاء يمكن أن يتم بشكل منفعل passive حسب قواعد الانتثار وفق تدرج التركيز وهنا يتطلب أن تكون المادة منحلة في الدسم لتنحل في الطبقة الثنائية الدسمة أو منحلة في الماء لتؤمن عبورها مع الماء عبر القنوات الشاردية الموجودة ضمن البروتينات الغشائية، طريقة أخرى للنقل تدعى بالنقل الفعال تتطلب صرف طاقة يتم الحصول عليها عن طريق جزيئات آ تي بي تقوم بها جزيئات بروتينية خاصة تعمل كمضخات شاردية.

تتواجد أيضا ضمن الغشاء مستقبلات بروتينية تعمل على استقبال الإشارات الحيوية من البيئة المحيطة بالخلية على شكل مرسالات خلوية كيميائية أو هرمونات. يتم نقل هذه الإشارات إلى الداخل الخلوي مما يؤدي للاستجابة على هذه الإشارة. بعض البروتينات الأخرى تعمل كعلامات تميز هذه الخلايا بالنسبة لخلايا أخرى لإتمام التواصل. ترابط هذه البروتينات مع مستقبلاتها النوعية في الخلايا الأخرى تشكل الأساس للتآثر الخلوي الخلوي في الجهاز المناعي.

قطبية الغشاء

توتر غشاء الخلية الكهربائي هو اختلاف الشحنة الكهربائية على جانبي جدار الخلية بسبب اختلاف تركيز الأيونات ما بين داخل الخلية المحاطة بالغشاء الخلوي، والوسط المحيط بها. وهذا التوتر تحافظ عليه الخلية الحية عن طريق قنوات شاردية ليكوّن الأساس لما يسمى كمون الفعل المساهم بنقل الشارة الكهربائية بشكل سيال عصبي أو انقباض عضلي وهكذا

الكلوروفيل أو اليخضور

الكلوروفيل أو اليخضور (بالإنجليزية: Chlorophyll) عبارة عن صبغة خضراء يكسب النباتات اللون الأخضر كما أنه يقوم بدور أساسي في عملية التمثيل الضوئي التي تشكل أساس الحياة على الأرض. كلمة كلوروفيل مشتقة من كلمات يونانية وهي – "كلوروس" والتي تعني اخضر، و"فيلون" والتي تعني "ورقة" (ليس هنالك علاقة بين الكلوروفيل وعنصر الكلور). أهمية اليخضور لا تكمن فقط في إعطاء اللون الأخضر للنبتة إنما أيضا نجد أن اليخضور يلعب دورا هاما في عملية التركيب الضوئي.

أنواع اليخضور

• اليخضور a لونه أخضر-أزرق
• اليخضور b لونه أخضر مائل للأصفر.

يمتاز الأول باحتوائه على مجموعة CH3 بينما يحتوي اليخضور ب على مجموعة CHO

العملية

تتم عملية التمثيل الضوئي بوجود الغلوكوز اعتبارا من ضوء الشمس وثاني أوكسيد الكربون والماء (مواد غير عضويه)، وإنتاج الأكسجين كناتج ثانوي عن التفاعل. بهذا يعتقد أن هذه العملية الحيوية هي أهم العمليات الحيوية على الإطلاق فهي العملية الأساسية في اختزان طاقة الشمس على شكل طاقة كيميائية ضمن جزيئات الغلوكوز (مصدر الطاقة الأساسي للأحياء) وفي نفس الوقت تحويل ناتج التنفس الحيوي ثاني أكسيد الكربون إلى الغاز المهم حيويا الأوكسجين المهم لتحرير الطاقة ضمن عملية التنفس.

هذه العملية الحيوية الهامة لا يقوم بها إلا النباتات، العوالق النباتية (بالإنجليزية: phytoplankton)، الأشنيات وبعض البكتيريا وبعض الأوليات: هذه المجموعة يطلق عليها اسم ذاتية التغذي الضوئي (بالإنجليزية: Photoautotroph).

صانعات يخضورية

الصانعات اليخضورية هي العضيات الخلوية الموجودة في بعض خلايا طلائعيات النوى وجميع الخلايا النباتية، فهي التي تقوم بالاستعانة بمادة اليخضور (الكلوروفيل) بعملية الاصطناع الضوئي التي تمر بعدة مراحل من أهمها تحول فيها النباتات طاقة الضوء إلى طاقة مختزنة في السكريات المصطنعة. شكلها غالبا عديسي، محاطة بغشاء مضاعف أحدهما داخلي وآخر خارجي ويوجد بينهما فراغ.

جسيمات رئيسية في النباتات والطحالب. وفيها يحدث التركيب الضوئي. تتوزع في السيتوبلازم بأعداد تتراوح ما بين الواحد كما في الكلاميدوموناس والكلوريلا إلى نحو 100 في خلايا النسيج الأوسط الحباكية. وتكون الصانعات اليخضورية عادة في النباتات العليا محدبة الوجهين وفق مقطع عرضي ودائرية وفق مظهر سطحي ويبلغ قطرها 3-10 ميكرومتر، ولذلك تكون مرئية تحت المجهر الضوئي.

تكون الصانعات اليخضورية أكثر تنوعاً بالشكل في الطحالب، فهي لولبية في السبيروجيرا وكأسية في الكلاميدوموناس.

بالإضافة للتركيب الضوئي، تكون الصانعات مسؤولة عن تخزين النشاء واصطناع عدة مركبات أخرى مثل الأحماض الدهنية والتيربين اللازمة للبناء الخلوي وفعالية الأنسجة والنبات عموماً.

تنشأ الصانعات اليخضورية من أجسام صغيرة غير متمايزة تدعى طليعة البلاستيد توجد في المناطق النامية من النباتات (البارض) وتكون محاطة بغشائين يشكلان غلاف الصانعة.

تحتوي الصانعة دائماً على اليخضور وغيره من الأصبغة القادرة على التركيب الضوئي، التي تتوضع على منظومة من الأغشية تسبح في مادة أساسية هي السدى.

بناءً على البنية الشكلية والوظيفية والصبغة الفعالة، يمكن تقسيم الصانعات إلى: صانعات اليخضور، صانعات عديمة اللون، صانعات نشوية، صانعات لونية.

أم بالنسبة لمادة اليخضور فهي تعمل على امتصاص أشعة الشمس (ألوان الطيف 7)حيث لا تقوم بامتصاص اللون الأخضر وهو سبب تلون الأوراق به وتمتص اللون الأحمر والبرتقالي والأصفر بكثرة وتمتص البني والأزرق والنيلي بنسبة أقل

• • توجد في الخلايا النباتية والطحالب والبكتيريا الخضراء المزرقة
  • أنواعها : 1. خضراء : تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء

2. ملونة : تحتوي على صبعة الكلوروفيل الخضراء وصبغات أخرى ملونة 3. عديمة اللون : تستخدم لتخزين الغذاء

• • تركيبيها : 1. غشاءين داخلي وخارجي

2. في الداخل يوجد صفائح مرتبة فوق بعضها تسمى الواحدة غرانا والمجموعة غرانم 3. يوجد داخل الغرانا صبغة الكلوروفيل الخضراء

• • وتكون البلاستيدات الخضراء في الأجزاء الخضراء والأوراق
  • يكون شكل البلاستيدات الخضراء بيضوي
  • لو أزيلت البلاستيدات الخضراء من الخلايا النباتية لا تصنع الخلية غذائها في البناء الضوئي فتموت
  • صانعة خلوية
  • الصانعة الخلوية (بالإنجليزية: Plastid) هي عضية توجد في خلايا النباتات والطحالب وتقوم بتصنيع وتخزين مواد كيميائية هامة لحياة الخلية. غالباً ما تحتوي هذه الصانعات على صبغات تستحدم في عملية التمثيل الضوئي وتعطي للخلية لونها.
  •  

مقارنة البنية بين خلايا النباتات والخلايا الحيوانية

	خلية حيوانية نموذجية	خلية نباتية نموذجية
عضيات خلوية	النواة نوية (ضمن النواة) شبكة بلاسمية داخلية خشنة (ER) شبكة بلاسمية داخلية ناعمة ER ريبوسومات هيكل خلوي جهاز غولجي سيتوبلاسم مصورات حيوية حويصلات Vacuoles جسيمات حالة Centrioles	النواة نوية (within nucleus) خشنة ER ناعمة ER ريبوسومات هيكل خلوي جهاز غولجي (ديكتيسومات) سيتوبلاسم ميتوكوندريا حويصلات صانعات خضراء  وبلاستيد أخرى فجوة مركزية  (حويصل مركزي) تونوبلاست (عضو مجوف مركزي) جسيمات أكسدة (بيروكسيزوم) غلايوكسيزوم
بنى إضافية	سيليوم سياط غشاء بلاسمي	غشاء بلاسمي جدار الخلية Plasmodesmata سياط (في الأعراس فقط)

تتولى شعيرات الجذور امتصاص المعادن والمياه من التربه.

هذا المزيج الغذائي الذي يعرف بالنسغ الخام، يتصل بشبكة القنالات التي تمر عبر النباتات.

لا بد من نقل النسغ مباشرة الى الاوراق. يتم ذلك عبر نظام نقل بسيط ولكنه فعال يعرف بالتعرق الذي يحصل بفضل مسامات صغيرة على سطح اوراق النباتات.

تقفل هذه المسامات في الليل، اما في النهار فهي تتفتح كي تمكن الماء الموجود في الاوراق من التبخر. يؤدي هذا التبخر الى سحب النسغ الخام الى اعلى النبته. واذا ما كان الهواء ساخنا وجافا، يصبح التعرق بالغا ما يؤدي الى ذبول النباتات.

تنجز النباتات عمليتها الغذائية عبر الفوتوسينتيسيس. تكتمل هذه العملية في خلايا الاوراق.تحتوي الاوراق على كميات من الكلورةبلاست الصغيرة الحجم،التي تحتوي بدورها على جزيئات من الكلوروفيل بتنوع متعدد. تلعب هذه الجزيئات دور الهوائي، فتلتقط الموجات الضوئية من الشمس.

وبالوقت نفسه يدخل ثاني اكسيد الكربون من الهواء الى الاوراق عبر مساماتها. تتفاعل الطاقة الشمسية التي جمعها الكلوروفيل مع ثاني اوكسيد الكربون الممزوج بالماء لتشكيل الغلوكوز والاوكسجين.

يتم التخلص من الاوكسجين مباشرة عبر المسامات. فهو بالنسبةى للنباتات مجرد نفايات.

اما الغلوكوز فيتم نقله الى عدة جهات في النبته لتصنع منه مركبات مختلفه كالزيوت والالياف والنشويات والبروتين وغيرها.

من خلال الفوتوسينتيسيس، تنتج النباتات الاغذية التي تحتاجها للنمو. وبالمقابل يمكنها النمو من الحصول على كمية اكبر من النور.

تعود الاسباب في ضخامة حجم النباتات في الغالب الى مزايا خلاياها الفريده. عادة ما تتغلف خلايا النباتنات بجدران صلبه.واحيانا ما يتعزز هذا الاطار بمركبات اخرى كمادة الخشبين.

الخشبين هو المركب الرئيسي في الخشب، يتمتع بمعادلات مختلفة حسب نوع النبات.

تحتاج النباتات للتوالد كما هو الحال بالنسبة لغالبية العضويات. وهي تستطيع القيام بذلك عبر وسيلتين. يساعد انتشار النباتات على تلقيح النبتة لنفسها بنفسها، لتلد بالتالي نسخة طبق الاصل عن ذاتها.

تقوم بعض النباتات مثلا بنشر هوائيات تزحف على الارض فتنبت لها جذور وتنشأ عنها نبتة جديده.

الا ان التوالد الجنسي يمنح النباتات فرصة اكبر في البقاء على قيد الحياة. فهو يمنحها تجدد مستمر لمزاياها الجينية ، ما يمكنها من التأقلم مع متغيرات البيئه.

يتم التوالد الجنسي بين النباتات عبر سبل متنوعة ومتعدده.الا انها تبلغ الذروة في الزهور. تعرف الزهور علميا على انها اوراق معدلة بهدف التوالد.

تتشكل هذه الاوراق المعدلة على منحى متعدد الاوجه. ولكن عادة ما تستهدف الاوراق الخارجية حماية وسط الزهره.

ومن ثم تأتي البتله، التي يكمن دورها بجلب الحشرات الملقحه.

عندما تتفتح البتلات تكشف الاعضاء الانثوية والذكرية للنبته على التوالي، تنتقل هذه العضويات لتلقيح النبتة التالية عبر زهورها وذلك من خلال الحشرات الملقحة او بعصف الريح.

كل حبة لقاح تحتوي على نواتين من الخلايا الذكريه.حين تستقر حبة اللقاح عند نهاية العضو الانثوي البالغ يؤدي الى انبوب رقيق جدا يخترق سبيله الى المبيض عند اسفل العضو.

يحمل الانبوب نواتي اللقاح الذكري الى ثلاثة من الثمانية نواة التي يحتويها المبيض.

عندها يحصل التلقيح المضاعف. حين يتم تخصيب البويضة تبدأ الخلية بالانقسام. لتشكل جنين البذور العتيده. ومن ثم تمتزج بويضتين من النواة الاخرى فتتخصب، لتشكل بذلك ما يلزم من مواد الغذائية للجنين.

في هذه الاثناء يزداد جدار المبيض سماكة ليشكل غلاف البذور.كما هو الحال بالنسبة للمبيض تتحول الى ثمر.

ربما كانت البذور احدى اعظم انجازات مملكة النبات. فهي لا تحتوي فقط على جميع العناصر الخاصة بالنبات المستقبلي، بل وما تحتاجه من غذاء كي تمنو ايضا. لهذا في قادرة على تجديدها باستمرار.

اضف الى ذلك قدرتها على الانتشار عبر مسافات طويله، لتعوض عدم قدرة النبتة الام على الانتقال. يعتقد علماء الزراعة ان هذه العضو المتواضع الى حد كبير هو السبب في النجاح المذهل لبذور النباتات