Transcript Slide 1

‫محاضرات‬
‫فسيولوجيا النبات‬
‫الفرقة الثانية‬
‫‪2009‬‬
‫المحاضرة األولى‬
‫الخلية النباتية‬
‫‪The plant cell‬‬
‫تعريف الخلية النباتية‪:‬‬
‫هي الوحدة األساسية لتركيب الكائن‬
‫الحي‪ ،‬وإنها تقوم بجميع العمليات‬
‫الحيوية (أي تعرف بأنها وحدة بناء‬
‫الكائنات الحية تركيبيا ووظيفيا )‬
‫ما هي مكونات الخلية النباتية؟‬
‫يمكن تقسيم أجزاء الخلية النباتية إلي ثالث‬
‫أجزاء من الخارج إلي الداخل هي كالتالي ‪:‬‬
‫‪ -1‬الجدار الخلوي‪.‬‬
‫‪-2‬البرتوبالزم‬
‫‪ -3‬الفجوة‪.‬‬
‫تركيب الجدار الخلوي‪:‬‬
‫يختلف سمك الجدار الخلوي في الخاليا النباتية‬
‫باختالف العمر ونوع الخلية ويتكون الجدار‬
‫الخلوي من ثالث أجزاء(طبقات)هي‪:‬‬
‫‪ -1‬الصفيحة الوسطى‬
‫‪ -2‬الجدار االبتدائي‬
‫‪ -3‬الجدار الثانوي‬
‫أهم وظائف الجدار الخلوي هي‪:‬‬
‫‪ -1‬حماية ووقاية محتويات الخلية الداخلية من المؤثرات‬
‫الخارجية‪.‬‬
‫‪ -2‬يوفر الحماية الميكانيكية للخاليا النباتية خصوصا األجزاء‬
‫المعرضة لالحتكاك بحبيبات التربة‪.‬‬
‫‪ -3‬يحدد شكل الخلية النباتية ويعطيها صالبة ومتانة‪.‬‬
‫‪ -4‬مهم النتقال الماء والذائبات إلي داخل الخلية ومن خلية‬
‫ألخرى وهام لالمتصاص والنتح واإلفراز ويسمي (االنتقال‬
‫الجدارى الغير حي) وذلك ألنه من الغرويات المحبة‬
‫المتصلبة لها قدرة عالية على تشرب الماء وهو منفذ لجميع‬
‫المواد‪.‬‬
‫‪ -5‬يقوم بوظائف الخلية في حالة زوال محتويات الخلية وال‬
‫يبقى إال الجدار كما في األوعية‪.‬‬
‫تابع وظائف جدار الخلية‬
‫‪ -6‬يعمل على تقليل ومنع فقد الماء وتحمل ضوء الشمس‬
‫الشديد ‪.‬‬
‫‪ -7‬يلعب دور هام في عالقة الخاليا النباتية بالماء حيث أنه‬
‫يحد من زيادة امتالء الخاليا بالماء مانعا ً انفجارها لذا‬
‫يمكنها العيش في مدى واسع من التركيزات والجدار أهم ما‬
‫يميز الخلية النباتية عن الحيوانية‪.‬‬
‫‪ -8‬يقوم بوظيفة التخزين في جدار خاليا إندوسبرم بذرة البلح‪.‬‬
‫‪ -9‬على الرغم أنه جزء غير حي في الخلية إال أنه يلعب دور‬
‫هام في حياة الخلية مع الفجوة العصارية ‪.‬‬
‫‪-2‬البرتوبالزم ‪Protoplasm‬‬
‫ويمتاز البرتوبالزم بعده خواص أهما‪:‬‬
‫الحركة والحساسية والتحول الغذائي والتكاثر والنمو‪.‬‬
‫‪ -1‬الحركة‪:‬أهما الحركة االنسيابية للسيتوبالزم في اتجاهات عديدة‬
‫داخل الخلية ومن خلية ألخرى خالل البالزمودزماتا‪.‬‬
‫‪ -2‬الحساسية‪:‬االستجابة للمؤثرات الخارجية التي تسرع أو تقلل من‬
‫حركة البروتوبالزم عند تعرض الخاليا لمؤثر كهربي أو حراري‪.‬‬
‫‪ -3‬التحول الغذائي‪ Metabolism :‬الذي ينتج عن النشاط اإلنزيمي‬
‫للبروتوبالزم ويشمل عمليات البناء ‪ Anabolism‬والهدم‬
‫‪.Catabolism‬‬
‫‪ -4‬ظاهرة التكاثر‪:‬الذي ينتج عن زيادة عدد وحدات البروتوبالزم‪-‬‬
‫والنمو ينتج عن زيادة في حجم النبات‪.‬تشاهد في مناطق القمم‬
‫النامية للجذور والسوق‪.‬‬
‫‪ -1‬السيتوبالزم ‪Cytoplasm‬‬
‫هو المادة الغروية األساسية للبروتوبالزم‪ .‬وهى محلول غروي‬
‫متجانس يمتاز باللزوجة وله طبيعة غروية‪ .‬ويطلق اسم‬
‫السيتوبالزم على كل الطامرة البروتوبالزمية التي تحيط‬
‫بالنواة‪.‬‬
‫ويتكون السيتوبالزم من‬
‫البالزماألساسي(السيتوسول)واألغشية البالزمية والشبكة‬
‫االندوبالزمية‪.‬‬
‫‪-2‬األغشية الخلوية(األغشية البيولوجية)‬
‫)‪Cellmembranes( Biological‬‬
‫)‪membranes‬‬
‫يحاط السيتوبالزم في الخاليا بغشاء رقيق من الخارج‬
‫يسمى الغشاء السيتوبالزمى ( ‪(Ectoplasm‬‬
‫‪ Plasmlemmae‬يفصله عن الجدار الخلوي‬
‫والبيئة الخارجية ‪ .‬كما يحاط من الداخل بغشاء‬
‫يفصله عن الفجوة العصارية ويغلفها ويسمى الغشاء‬
‫الفجوة ‪.Tonoplast‬‬
‫واألغشية البالزمية الخارجية والداخلية(الفجوية)تغلف‬
‫السيتوبالزم األساسي وتكون أقل سيولة منه‪.‬‬
‫تركيب األغشية‬
‫تتركب األغشية أساس من مكونين هي البروتينات‬
‫والفوسفوليبدات ويوجد معها مكونات أخرى هي السكريات‬
‫العديدة ‪ DND,RNA‬وأيضا ً ‪.Ca, Mg, zn‬‬
‫البروتينات تنفذ المواد القطبية بيمنا الطبقة الدهينة تنفذ من‬
‫خاللها الغير قطبية (التي تذوب في الدهن) بسرعة‪.‬‬
‫نسبة الدهن إلي البروتينات تتروح من ‪ 0.8 :1‬أو ‪4:1‬‬
‫وتعتمد هذه النسبة على الطبيعة الفيزيوكيميائية وأنوع‬
‫المركبات النفاذة‪.‬‬
‫ويوجد موديلين مقترحين لتركيب الغشاء البالزمي وهما‬
‫رسم تخطيطى يوضح تركيب الغشاء البالزمي‬
‫رسم تخطيطى يوضح تركيب الغشاء البالزمي‬
‫تركيب الغشاء البالزمي‬
‫أهم الوظائف الفسيولوجية لألغشية‪:‬‬
‫‪ -1‬التحكم في النفاذية االختيارية أي أنها تتحكم في تنظيم‬
‫دخول وخروج المواد المختلفة إلي الخاليا وأيضا العضيات‬
‫بمعنى أنها تسمح بدخول مركبات معينة وتمنع دخول مواد‬
‫أخري في وقت معين وأيضا ً تسمح بخروج المركبات من‬
‫الخلية أو دخولها إلي الفجوة بكميات محددة وبمعدالت‬
‫مختلفة حسب درجة ذوبانها في مناطق الغشاء المختلفة‬
‫حسب حاجة الخلية إليها ‪.‬فالمواد القطبية مثل مجاميع‬
‫‪ CHO,NH2,OH,COOH‬واألمالح المعدنية تدخل‬
‫الخلية ببطئ والمركبات الغير قطبية مثل الكحوليات‬
‫والكلوروفورم التي تذوب في الدهن تنفذ بسرعة‪.‬كما أن‬
‫األغشية غير منفذة للسكريات العديدة والفوسفوليبدات‬
‫والبروتينات ‪.‬‬
‫‪ -2‬تعطي حماية ميكانيكية للسيتوبالزم األساسي‬
‫حيث تقوم العديد من اإلنزيمات بأنشطتها‬
‫وتفاعالتها على أسطحها‪.‬‬
‫‪ -3‬تحيط كل عضيه وتفصلها عن السيتوبالزم‬
‫وتساعد في بناء مختلف الجزيئات الكبيرة في‬
‫الخلية أي تحدث على أسطحها عديد من‬
‫التفاعالت واألنشطة األيضية‪.‬‬
‫‪ -4‬تحتوي إنزيمات ومستقبالت وحوامل تعمل‬
‫كحوامل لنقل المواد واإلشارات من عضيه‬
‫ألخرى ومن خارج إلي داخل الخلية والعكس‪.‬‬
‫‪ -5‬يتم االنتقال األمالح المعدنية عبر األغشية عن‬
‫طريق النقل الغير نشط (السالب)والنقل والنشط الذي‬
‫يحتاج لطاقة عن طريقة الحوامل ومضخات‬
‫البروتين‪.‬والنقل الغير نشط (السالب)وهو انتقال‬
‫طبيعي أو فيزيقي يخضع للظواهر الفيزيقية ويتم‬
‫تركم األيونات عكس منحدر التركيز دون االحتجاج‬
‫إلي طاقة أيضية من الخلية ويتم النقل السالب بصور‬
‫هي التبادل األيوني‪-‬اتزان دونان‪-‬تيار المذيب –‬
‫التحول الكيمائي ‪.‬وسوف يتم شرحها في امتصاص‬
‫وانتقال العناصر أو األيونات داخل النبات‪.‬‬
‫(‪ )3‬الشبكة االندوبالزمية ‪Endoplasmic reticulum‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫ومن أهم وظائفها‪:‬‬
‫‪-1‬أهم وسيلة سطحية النتظام وتوزيع اإلنزيمات وزيادة مسطح‬
‫التفاعالت ‪.‬‬
‫‪-2‬إرسال التنبيهات المختلفة من النواة إلي األجزاء المختلفة في‬
‫الخلية‪.‬‬
‫‪-3‬لها دور في تخليق البروتينات‪.‬‬
‫‪ -4‬لها دور في سهولة مرور المواد داخل الخلية أو تخزينها‬
‫خاصة المركبات البروتينية ونقلها إلي أجسام جولوجي أو تتبرعم‬
‫منها حويصالت بروتينية‪.‬‬
‫‪ -5‬لها دور في النقل بين الخاليا التصالها بالروابط‬
‫البالزمية(البالزمودزماتا)‪.‬‬
‫الشبكة اإلندوبالزمية‬
‫(‪ )4‬النواة ‪Nucleus‬‬
‫والنواة أهم مكونات السيتوبالزم في الخلية وتتركب من‬
‫الغالف النووي(غشاء مزدوج)والبالزم النووي والشبكة‬
‫الكروماتينية والنويات‪.‬‬
‫والدور الفسيولوجى للنواة هي التي تتحكم وتسيطر على‬
‫جميع عمليات النشاط الحيوي في الخلية بتحكمها في بناء‬
‫البروتينات والبروتينات واإلنزيمات الالزمة للتحوالت‬
‫الغذائية في الخلية‪.‬‬
‫أي أنها تتحكم في جميع الوظائف الحيوية للخلية‪ .‬كما أنها‬
‫تتصل بجميع الخاليا األخرى عن طريق الشبكة‬
‫األندوبالزمية‪.‬‬
‫(‪ )5‬البالستيدات ‪Plastids‬‬
‫هي أجسام بروتوبالزمية لها القدرة على النمو‬
‫واالنقسام وهي من المميزات الرئيسية ألفراد‬
‫المملكة النباتية توجد في جميع المملكة النباتية‬
‫عدا البكتريا والفطريات وتلعب دورها في بناء‬
‫مختلف المواد الغذائية بالخاليا ولها وظائف‬
‫فسيولوجية محددة‪.‬‬
‫وتقسم إلي ثالث‬
‫أنواع‪:‬‬
‫‪-1‬البالستيدات الخضراء ‪.‬‬
‫‪-2‬الملونة‪.‬‬
‫‪ -3‬عديمة اللون‪.‬‬
‫ومن أهم وظائف أنها أكبر مصانع حيوية إلنتاج‬
‫مواد عضوية بها حيث أ‪ ،‬وظيفة البالستيدات‬
‫الخضراء هي تحويل الطاقة الضوئية للشمس‬
‫إلي طاقة مخزنة في الغذاء المصنع على صورة‬
‫سكريات ونشا ويخزن السكر علي صورة نشا‬
‫يسمى نشا انتقالي أو تمثيلي‪ .‬حيث تتم عملية‬
‫لبناء الضوئي بها من بدايتها حتى نهايتها‬
‫ويكون ناتجها المواد الكربوهيدراتية المعقدة‬
‫واألوكسجين‪.‬‬
‫(‪ )6‬الميتوكوندريا ‪Mitochondria‬‬
‫هي أجسام بروتالزمية حية لها القدرة علي‬
‫النمو واالنقسام توجد مغموسة في‬
‫السيتوبالزم‪.‬‬
‫ومن أهم الوظائف الفسيولوجية للميتوكوندريا‬
‫أنها عبارة عن محطات أو مراكز الطاقة في‬
‫الخاليا‪ .‬حيث تلعب دوراً هاما في تفاعالت‬
‫التنفس إلنتاج الطاقة الالزمة للخاليا‪ .‬كما أنها‬
‫تحتوى علي العديد من اإلنزيمات المختلفة‬
‫الالزمة لدورة كربس وتفاعالت‬
‫السيتوكرومات(يتم األكسدة البيولوجية)‪ .‬وتأخذ‬
‫أشكال مختلفة منها الكروي أو العصوي أو‬
‫البيضى والعضوي هو السائدوقطرها حوالي ‪-3‬‬
‫‪ 4‬ميكرون وسيتم التحدث عنها بالتفصيل فيما‬
‫بعد جزء التنفس‪.‬‬
‫(‪ )7‬أجسام جولوجى ‪Gologibodies‬‬
‫أهم وظائف أجسام جولجى‪:‬‬
‫‪ -1‬الوظيفة األساسية هي اإلفراز ‪.Secoretory‬حيث أن‬
‫المركبات المفرزة تتكون داخل ‪ . Cisternae‬ثم تنفصل في‬
‫صورة حويصالت طرفية تخرج عن طريق الغشاء‬
‫السيتوبالزمى الخارجي عن طريق عملية عكس‬
‫ال‪ pinocytosis‬ومعظم اإلفرازات إنزيمية‪.‬‬
‫‪ -2‬قد ينتقل البروتين من أسطح الريبوسومات عبر الشبكة‬
‫االندوبالزمية إلي أجسام جولوجي قبل تحوله وإفرازه‬
‫ويتحول هذا البروتين مرتبط بالكربوهيدرات(جليكوبروتين‬
‫)‪ ) glycol-proteins‬داخل أجسام جولوجى‪.‬‬
‫‪ -3‬له عالقة بتكوين الجدار الخلوي والصفيحة الخلوية‬
‫‪ Cellplate‬وكذلك له دور في تكوين البكتات أثناء‬
‫الصفيحة الوسطي الجديدة‪,‬‬
‫‪ -4‬له أهمية كبيرة عند انقسام الخاليا حيث يساعد علي‬
‫تكوين الغشاء البالزمى في الخاليا الحديثة‪ .‬أي يلعب دور‬
‫هام في انقسام الخاليا‪ .‬وذلك ألن المحتويات الموجودة‬
‫داخل الحويصالت عبارة عن الكربوهيدرات التي تدخل في‬
‫تكوين الجدار الخلوي والصفيحة الوسطى‪ .‬والبروتينات‬
‫التي تدخل في الغشاء السيتوبالزمى‪ .‬والمواد اإلفرازية‬
‫األخري هي إنزيمات تفرز لخارج الخلية‪.‬‬
‫وعموما يختلف عددها حسب عمر الخلية وحالتها ووظيفتها‪.‬‬
‫(‪ )8‬الجسيمات الدقيقة ‪Microbodies‬‬
‫‪ ‬أ‪-‬الجيلوكسيسومات ‪Glyoxysomes‬‬
‫‪ ‬ب‪ -‬البيروكسيسومات ‪Peroxisomes‬‬
‫‪ ‬ج‪ -‬االسفيروسومات ‪SPherosomes‬‬
‫وأهم وظائفها‪:‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪ -1‬تقوم بتحليل الجزيئات الكبيرة للمواد الداخلة في‬
‫تركيب بروتوبالزم الخاليا‪.‬‬
‫‪ -2‬لها دور في تحليل محتويات األوراق في النباتات‬
‫متساقطة األوراق والكبيرة السن‪.‬‬
‫‪ -3‬لها دور في تحليل خاليا الفللين واأللياف‬
‫والقصيبات واألوعية عند نضجها‪.‬‬
‫‪ -4‬تحتوي علي مركبات دهنية وإنزيماتها الخاصة‬
‫مثل ‪ estarase‬لذا تربط بعملية بناء وتخزين الليبدات‬
‫في الخلية‪.‬‬
‫(‪ )9‬األنيببات الدقيقة ‪Microtubules‬‬
‫أهم وظائفها هي‪:‬‬
‫‪ -1‬تحدد انقسام النواة وتوجد مع خيط المغزل‬
‫‪ Spindle‬في االنقسام الميتوزى وتساعد خاصية‬
‫االنقباض على توزيع الكروموسومات إلي قطبي‬
‫الخلية‪.‬‬
‫‪ -2‬لها دور في تكوين ونمو مادة الجدار الخلوي حيث‬
‫أنها تكون الصفيحة الخلوية والفرجموبالست‪.‬‬
‫‪ -3‬تحدد اتجاه الحركة االنسيابية للسيتوبالزم وتؤدى‬
‫إلي حدوثها ‪. Cytoplasmic Streaming‬‬
‫‪ -4‬عبارة عن هيكل للسيتوبالزم‪Cytoskeleton‬‬
‫أي تدعمه وتقوية وتعطية شكله‪.‬‬
‫‪ -5‬تتحكم في اتجاه ترسيب اللويفات السلوزية في‬
‫الجدار الخلوي وبالتالي تتحكم في شكل الخلية‬
‫النهائي‪.‬‬
‫‪ -6‬لها ارتباط وثيق باألهداب ‪Cilia‬واألسوط‬
‫‪flagella‬وهي أعضاء الحركة في الكائنات‬
‫الدقيقة‪.‬‬
‫‪ -7‬نقل المواد بين الخاليا وتوجد في الحواف‬
‫الخارجية للسيتوبالزم وفي الخاليا المرستيمية‬
‫أثناء استطالتها‪.‬‬
‫(‪ )10‬الفجوة العصارية ‪Vacuole‬‬
‫أهم الوظائف الفسيولوجية للفجوة العصارية‪:‬‬
‫‪ -1‬الحفاظ علي جعل الخاليا في حالة امتالء كامل‬
‫بالماء دائما وهو له أهمية كبيرة للمذيبات حيث‬
‫تحافظ علي هيكل وشكل وانتصاب األعضاء النباتية‬
‫الغضة وتمكن الخلية من القيام بجميع العمليات‬
‫الحيوية على أحسن صورة‪.‬‬
‫‪ -2‬صيانة ضغط امتالء الخاليا والتحكم في حركة الماء‬
‫في الخاليا نتجية الجهد اإلسموزي لعصيرها والذي‬
‫يتراوح من ‪5-‬إلي ‪ 30-‬بارز‪.‬‬
‫‪ -3‬تعمل كمستودعات تخزن بها المواد الغذائية‬
‫الالزمة للنشاط الميتابوليزمي وأيضا تعمل‬
‫كمكان لتجميع المخلفات والنواتج الثانوية لعمليات‬
‫التحول الغذائي وأيضا المواد السامة الغير‬
‫مرغوب في وجودها في السيتوبالزم تخزن بعيدا‬
‫عن العضيات المختلفة وال يسمح غشائها بالعودة‬
‫إلي السيتوبالزم‪.‬‬
‫‪ -4‬العصير الخلوي يميل للحموضة وله رقم ‪pH‬‬
‫وما بين ‪ 6.2-4‬وهذا راجع لوجود األحماض‬
‫العضوية الذائبة مثل أحماض الخليك والستريك‬
‫والماليك والكربونيك وأمالحها التي لها دور هام‬
‫في مقاومة التغير في رقم ال‪. pH‬‬
‫‪ -5‬يمكنها عن طريق ‪ Pinocytosis‬ابتالع‬
‫الحويصالت المحتوية علي البروتينات‬
‫والمركبات الكربوهيدرلتية من أجسام‬
‫جولوجي وأيضا ابتالع العضيات الكبيرة‬
‫مثل الميتوكوندريا وتحليلها لوجود‬
‫اإلنزيمات المحللة لل ‪DNA RNA,‬‬
‫والبروتين والنشا بها والتي تنطلق إلي‬
‫السيتوبالزم عند الشيخوخة‪.‬‬
‫‪ -6‬غشاء ‪ Tonoplast‬الحي المحيط الفجوة‬
‫يلعب دور هام في التحكم في نفاذية ونقل المواد‬
‫منها وإليها من خالل النقل النشط عن طريق‬
‫الحوامل ومضخات البروتون واإلنزيمات‪.‬‬
‫كما توجد العديد من الصبغات بالفجوة العصارية‬
‫مثل صبغة األنثوسيانين والفالفونو التى يرجع‬
‫إليها تلوين العديد من األزهار والثمار تبعا لتغير‬
‫ال‪ ،ph‬كما توجد بها غازات مثل ‪co2, o2‬‬
‫والبلوريات ومنها بلورات من أكساالت‬
‫الكالسيوم وكربونات الكالسيوم‪.‬‬
‫انواع المحاليل‬
‫والمحلول الحقيقى هو‪ :‬المحلول الذى يتكون من مذيب ‪ Solvent‬وهو الماء فى‬
‫الخاليا النباتية وذائب ‪ Solute‬أو المادة المذابة ويكون محلول متجانس قطر‬
‫جزئياته أقل من واحد ملليمكرون‪.‬‬
‫أما المحاليل الغروية فهى إما ان تكون‪:‬‬
‫معلقات فى حالة وسط االنتشار سائل والمادة المنتشرة صلبة بمعنى سائل ×‬
‫صلب‪.‬‬
‫مستحلبات فى حالة كون وسط االنتشار سائل (الماء) والمادة المنتشرة سائل‬
‫(زيت) بمعنى سائل × سائل أو محاليل غروبة محبة مثل غروى الجيالتين‬
‫النشا (سائل × صلب) وقطرها أكبر من ‪ 200‬ملليميكرون عموما تنتقل‬
‫المواد من التربة الى النبات وكذلك بين الخاليا وبعضها وبين االنسجة‬
‫واالعضاء المختلفة فيما بينهما فى صورة محاليل حقيقية بينما تخزن المواد‬
‫عادة فى صورة معلقات او مستحلبات او صورة مواد متبلورة (فى صورة‬
‫غروى)‪.‬‬