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).