أهمية الخلايا النباتية

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• هيكل الخلية النباتية
• أجزاء الخلية النباتية
• أنواع الخلايا النباتية
• خلايا نباتية مقابل خلايا حيوانية
• أهمية النباتات
• النباتات والبناء الضوئي
• ردود الفعل الخفيفة والمظلمة

الخلية هي أصغر وحدة للحياة في كل من النباتات والحيوانات. البكتيريا هي مثال على كائن وحيد الخلية ، بينما يتكون الإنسان البالغ من تريليونات الخلايا. تعتبر الخلايا أكثر أهمية - فهي حيوية للحياة كما نعرفها. بدون خلايا ، لن يعيش أي شيء حي. بدون خلايا نباتية ، لن يكون هناك نباتات. وبدون النباتات ، تموت كل الكائنات الحية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

النباتات ، التي تتكون من مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا المنظمة في الأنسجة ، هي المنتج الرئيسي للأرض. بدون الخلايا النباتية ، لا شيء يمكن أن يعيش على الأرض.

هيكل الخلية النباتية

بشكل عام ، تكون الخلايا النباتية مستطيلة الشكل أو مكعبة وتكون أكبر من الخلايا الحيوانية. ومع ذلك ، فهي تشبه الخلايا الحيوانية من حيث أنها خلايا حقيقية النواة ، مما يعني أن خلايا الحمض النووي محاطة داخل النواة.

تحتوي الخلايا النباتية على العديد من الهياكل الخلوية ، والتي تؤدي وظائف أساسية للخلية لتعمل وتنجو. تتكون الخلية النباتية من جدار الخلية وغشاء الخلية والعديد من الهياكل المرتبطة بالأغشية (العضيات) ، مثل البلاستيدات والفراغات. يتكون جدار الخلية ، وهو الغلاف الخارجي الصلب للخلية ، من السليلوز ويوفر الدعم ويسهل التفاعل بين الخلايا. يتكون من ثلاث طبقات: جدار الخلية الأساسي ، جدار الخلية الثانوي واللاميلا الوسطى. غشاء الخلية (يُسمى أحيانًا غشاء البلازما) هو الجسم الخارجي للخلية ، داخل جدار الخلية. وتتمثل مهمتها الرئيسية في توفير القوة والحماية من العدوى والإجهاد. إنه شبه نافذ ، مما يعني أن بعض المواد فقط يمكنها المرور من خلالها. تُسمى المصفوفة الشبيهة بالهلام داخل غشاء الخلية السيتوسول أو السيتوبلازم ، الذي تتطور داخله كل عضيات الخلية الأخرى.

أجزاء الخلية النباتية

كل عضية داخل خلية نباتية لها دور مهم. Plastids تخزين المنتجات النباتية. الفجوات عبارة عن عضيات ملتصقة بالأغشية ملزمة بالماء وتستخدم أيضًا لتخزين المواد المفيدة. الميتوكوندريا تنفذ التنفس الخلوي وتعطي طاقة الخلايا. البلاستيدات الخضراء هي بلاستيد ممدود أو على شكل قرص مكون من الكلوروفيل الصباغ الأخضر. إنها تحبس الطاقة الضوئية وتحولها إلى طاقة كيميائية عبر عملية تسمى التمثيل الضوئي. جسم golgi هو جزء من الخلية النباتية حيث يتم فرز البروتينات وتعبئتها. يتم تجميع البروتينات داخل هياكل تسمى الريبوسومات. الشبكة الإندوبلازمية هي عضيات مغطاة بالأغشية تنقل المواد.

النواة هي خاصية مميزة لخلية حقيقية النواة. إنه مركز التحكم في الخلية المرتبط بغشاء مزدوج يُعرف بالمغلف النووي ، وهو غشاء مسامي يسمح للمواد بالمرور عبره. تلعب النواة دورًا مهمًا في تكوين البروتين.

أنواع الخلايا النباتية

الخلايا النباتية تأتي في أنواع مختلفة ، بما في ذلك اللحاء ، حمة ، sclerenchyma ، كولينشيما وخلايا زيليم.

تنقل خلايا اللحاء السكر الذي تنتجه الأوراق في جميع أنحاء النبات. هذه الخلايا تعيش النضج الماضي.

والخلايا الرئيسية للنبات هي خلايا البرنشيم ، التي تشكل أوراق النبات وتسهل عملية الأيض وإنتاج الأغذية. هذه الخلايا تميل إلى أن تكون أكثر مرونة من غيرها لأنها أرق. تم العثور على خلايا حمة في الأوراق والجذور والسيقان من النبات.

خلايا Sclerenchyma تعطي النبات قدرا كبيرا من الدعم. نوعان من الخلايا الصلبة هو الألياف والصلبة. الخلايا الليفية طويلة ، وخلايا نحيلة تشكل عادةً خيوطًا أو حزمًا. قد تحدث الخلايا الصلبة بشكل فردي أو في مجموعات وتأتي في أشكال مختلفة. توجد عادةً في جذور النبات ولا تعيش في مرحلة النضج الماضي لأنها تحتوي على جدار ثانوي سميك يحتوي على اللجنين ، المكون الكيميائي الرئيسي للخشب. اللجنين شديد الصلابة ومقاوم للماء ، مما يجعل من المستحيل على الخلايا تبادل المواد لفترة كافية لتحقيق الأيض النشط.

يحصل النبات أيضًا على دعم من خلايا الملتوية ، لكنها ليست جامدة مثل خلايا المصلب. عادة ما تقدم خلايا Collenchyma الدعم لأجزاء النبات الصغير التي لا تزال تنمو ، مثل الساق والأوراق. تمتد هذه الخلايا مع النبات النامي.

خلايا نسيج الخشب هي خلايا موصلة بالماء ، والتي تجلب الماء إلى أوراق النباتات. هذه الخلايا الصلبة الموجودة في النباتات تنبع من جذورها وأوراقها ولا تعيش في مرحلة النضج الماضي ، لكن جدارها الخلوي يبقى يسمح بحرية حركة المياه في جميع أنحاء النبات.

تشكل الأنواع المختلفة من الخلايا النباتية أنواعًا مختلفة من الأنسجة ، والتي لها وظائف مختلفة في أجزاء معينة من النبات. تشكل خلايا اللحاء وخلايا النسيج الوعائي نسيجًا وعائيًا ، وتشكل خلايا البرنشيما أنسجة البشرة وخلايا البرنشيما ، وخلايا الملتحمة وخلايا المصلبة تشكل النسيج الأرضي.

تشكل الأنسجة الوعائية الأعضاء التي تنقل الغذاء والمعادن والمياه عبر النبات. تشكل أنسجة البشرة طبقات خارجية للنباتات ، مما يخلق طبقة شمعية تمنع النبات من فقد الكثير من الماء. تشكل الأنسجة الأرضية الجزء الأكبر من بنية النباتات وتؤدي الكثير من الوظائف المختلفة ، بما في ذلك التخزين والدعم والتمثيل الضوئي.

خلايا نباتية مقابل خلايا حيوانية

النباتات والحيوانات كلاهما كائنات معقدة للغاية متعددة الخلايا مع بعض الأجزاء المشتركة ، مثل النواة ، السيتوبلازم ، غشاء الخلية ، الميتوكوندريا والريبوسومات. تؤدي خلاياهم نفس الوظائف الأساسية: أخذ العناصر الغذائية من البيئة ، واستخدام تلك العناصر الغذائية لتوليد الطاقة للكائن الحي ، وإنشاء خلايا جديدة. اعتمادًا على الكائن الحي ، يمكن للخلايا أيضًا نقل الأكسجين عبر الجسم ، وإزالة النفايات ، والإشارات الكهربائية إلى المخ ، والوقاية من الأمراض - وفي حالة النباتات - تنتج الطاقة من أشعة الشمس.

ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات بين الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية. على عكس الخلايا النباتية ، لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدار خلية أو بلاستيدات خضراء أو فجوة بارزة. إذا شاهدت كلا النوعين من الخلايا تحت المجهر ، يمكنك رؤية فجوات كبيرة بارزة في وسط الخلية النباتية ، في حين أن الخلية الحيوانية بها فقط فجوة صغيرة غير واضحة.

الخلايا الحيوانية عادة ما تكون أصغر من الخلايا النباتية ولها غشاء مرن من حولها. وهذا يتيح للجزيئات والمغذيات والغازات بالمرور إلى الخلية. الاختلافات بين الخلايا النباتية وخلايا الحيوانات تسمح لهم بأداء وظائف مختلفة. على سبيل المثال ، تحتوي الحيوانات على خلايا متخصصة للسماح بحركة سريعة لأن الحيوانات متحركة ، في حين أن النباتات ليست متحركة ولديها جدران خلايا صلبة لمزيد من القوة.

تأتي الخلايا الحيوانية بأحجام مختلفة وتميل إلى أن تكون لها أشكال غير منتظمة ، لكن الخلايا النباتية أكثر تشابهاً في الحجم وعادة ما تكون مستطيلة الشكل أو مكعبة الشكل.

تختلف الخلايا البكتيرية والخميرة تمامًا عن الخلايا النباتية والحيوانية. بالنسبة للمبتدئين ، فهي كائنات وحيدة الخلية. كل من الخلايا البكتيرية وخلايا الخميرة لديها السيتوبلازم وغشاء محاط بجدار الخلية. تحتوي خلايا الخميرة أيضًا على نواة ، لكن الخلايا البكتيرية ليس لديها نواة متميزة لمادتها الوراثية.

أهمية النباتات

توفر النباتات الموائل والمأوى والحماية للحيوانات ، وتساعد على صنع التربة والحفاظ عليها ، وتستخدم في صنع العديد من المنتجات المفيدة ، مثل الألياف والأدوية. في بعض أنحاء العالم ، يعتبر الحطب الناتج عن النباتات الوقود الرئيسي المستخدم في طهي وجبات الناس وتدفئة منازلهم.

ربما تكون أهم وظيفة في النبات هي تحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طعام. في الواقع ، النبات هو الكائن الوحيد الذي يمكنه القيام بذلك. النباتات ذاتية التغذية ، مما يعني أنها تنتج طعامها. تنتج النباتات أيضًا جميع الأطعمة التي يتناولها الأشخاص والحيوانات - حتى اللحوم ، لأن الحيوانات التي تقدم اللحوم تأكل النباتات مثل العشب والذرة والشوفان.

عندما تصنع النباتات الطعام ، فإنها تنتج غاز الأكسجين. هذا الغاز يشكل جزءًا مهمًا من الهواء من أجل بقاء النباتات والحيوانات والبشر. عندما تتنفس ، فإنك تخرج غاز الأكسجين من الهواء لإبقاء خلاياك وجسمك على قيد الحياة. بمعنى آخر ، يتم إنتاج كل الأكسجين الذي تحتاجه الكائنات الحية بواسطة النباتات.

النباتات والبناء الضوئي

تنتج النباتات الأكسجين كمنتج نفايات لعملية كيميائية تسمى التمثيل الضوئي ، والتي ، كما تلاحظ جامعة Nebraska-Lincoln Extension ، تعني حرفيًا "تجميع الضوء". أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تستهلك النباتات الطاقة من ضوء الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جزيئات ضرورية للنمو ، مثل الإنزيمات والكلوروفيل والسكريات.

الكلوروفيل في النباتات يمتص الطاقة من الشمس. يتيح ذلك إنتاج الجلوكوز ، المكون من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين ، وذلك بفضل التفاعل الكيميائي بين ثاني أكسيد الكربون والماء.

يمكن تحويل الجلوكوز المصنوع خلال عملية التمثيل الضوئي إلى مواد كيميائية تحتاج الخلايا النباتية إلى النمو. يمكن أيضًا تحويله إلى نشا جزيء التخزين ، والذي يمكن تحويله لاحقًا إلى الجلوكوز عند الحاجة من قبل المصنع.كما يمكن تقسيمها أثناء عملية تسمى التنفس ، والتي تطلق الطاقة المخزنة داخل جزيئات الجلوكوز.

هناك حاجة إلى العديد من الهياكل داخل الخلايا النباتية لعملية التمثيل الضوئي. الكلوروفيل والإنزيمات موجودة في البلاستيدات الخضراء. تضم النواة الحمض النووي اللازم لحمل الشفرة الوراثية للبروتينات المستخدمة في عملية التمثيل الضوئي. يسهل غشاء الخلية النباتية حركة الماء والغاز داخل وخارج الخلية ، كما يتحكم في مرور الجزيئات الأخرى.

المواد المذابة تتحرك داخل وخارج الخلية عبر غشاء الخلية ، من خلال عمليات مختلفة. واحدة من هذه العمليات تسمى الانتشار. وهذا ينطوي على حرية حركة جزيئات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. ينتقل التركيز العالي لثاني أكسيد الكربون إلى الورقة ، بينما ينتقل التركيز العالي للأكسجين من الورقة إلى الهواء.

ينتقل الماء عبر أغشية الخلايا عبر عملية تسمى التناضح. هذا هو ما يعطي النباتات المياه عبر جذورها. يتطلب التناضح حلين بتركيزات مختلفة وكذلك غشاء نصف نافذ يفصل بينهما. ينتقل الماء من محلول أقل تركيزًا إلى محلول أكثر تركيزًا إلى أن يرتفع المستوى على الجانب الأكثر تركيزًا من الغشاء وسقوط المستوى على الجانب الأقل تركيزًا من الغشاء ، حتى يكون التركيز هو نفسه على كلا الجانبين من الغشاء. عند هذه النقطة ، تكون حركة جزيئات الماء هي نفسها في كلا الاتجاهين ويكون صافي تبادل الماء صفراً.

ردود الفعل الخفيفة والمظلمة

يُعرف الجزءان من عملية التمثيل الضوئي باسم تفاعلات الضوء (المعتمدة على الضوء) وردود الفعل المظلمة أو الكربونية (المستقلة عن الضوء). تحتاج تفاعلات الضوء إلى طاقة من ضوء الشمس ، لذلك لا يمكن أن تحدث خلال النهار. أثناء تفاعل الضوء ، يتم تقسيم الماء وإطلاق الأكسجين. يوفر تفاعل الضوء أيضًا الطاقة الكيميائية (في شكل جزيئات الطاقة العضوية ATP و NADPH) اللازمة أثناء تفاعل مظلم لتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات.

رد فعل مظلم لا يتطلب أشعة الشمس ويحدث في جزء من البلاستيدات الخضراء تسمى السدى. تشارك العديد من الإنزيمات ، وخاصةً الروبيكو ، وهو الأكثر وفرة بين جميع البروتينات النباتية ويستهلك معظم النتروجين. يستخدم التفاعل المظلم ATP و NADPH المنتج أثناء تفاعل الضوء لإنتاج جزيئات الطاقة. تعرف دورة التفاعل باسم دورة Calvin أو دورة Calvin-Benson. تتحد ATP و NADPH مع ثاني أكسيد الكربون والماء لجعل المنتج النهائي هو الجلوكوز.