نوع الدرس: مجموع.
طُرق: لفظي ، بصري ، عملي ، بحث عن مشكلة.
أهداف الدرس
تعليمي: لتعميق معرفة الطلاب ببنية الخلايا حقيقية النواة ، لتعليم كيفية تطبيقها في الفصول العملية.
التطوير: لتحسين قدرة الطلاب على العمل مع المواد التعليمية ؛ تطوير تفكير الطلاب من خلال تقديم مهام لمقارنة الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة والخلايا النباتية والخلايا الحيوانية مع تحديد السمات المتشابهة والمميزة.
معدات: ملصق "هيكل الغشاء السيتوبلازمي"؛ بطاقات المهام نشرة (هيكل خلية بدائية النواة ، نموذجية الخلية النباتية، بناء خلية حيوانية).
الاتصالات بين الموضوع: علم النبات وعلم الحيوان وعلم التشريح وعلم وظائف الأعضاء.
خطة الدرس
I. لحظة تنظيمية
تحقق من الاستعداد للدرس.
التحقق من قائمة الطلاب.
عرض موضوع الدرس وأهدافه.
ثانيًا. تعلم مواد جديدة
تقسيم الكائنات الحية إلى بدائيات وحقيقيات النوى
شكل الخلايا متنوع للغاية: بعضها مستدير ، والبعض الآخر يشبه النجوم بأشعة كثيرة ، والبعض الآخر ممدود ، إلخ. تختلف الخلايا أيضًا في الحجم - من الأصغر ، الذي يصعب تمييزه في المجهر الضوئي ، إلى تلك التي يمكن رؤيتها تمامًا بالعين المجردة (على سبيل المثال ، بيض الأسماك والضفادع).
كانت أي بيضة غير مخصبة ، بما في ذلك بيض الديناصورات العملاقة المتحجرة المحفوظة في متاحف الأحافير ، خلايا حية ذات يوم. ومع ذلك ، إذا تحدثنا عن العناصر الرئيسية الهيكل الداخليجميع الخلايا متشابهة.
بدائيات النوى (من اللات. طليعة- قبل ، قبل ، بدلاً من اليونانية. كاريون- النواة) - هذه كائنات لا تحتوي خلاياها على نواة محدودة بغشاء ، أي جميع البكتيريا ، بما في ذلك البكتيريا البدائية والبكتيريا الزرقاء. الرقم الإجمالييوجد حوالي 6000 نوع بدائيات النوى جميع المعلومات الجينية لخلية بدائية النواة (genophore) موجودة في جزيء DNA دائري واحد. الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء غائبة ، ووظائف التنفس أو التمثيل الضوئي ، التي تزود الخلية بالطاقة ، يتم إجراؤها بواسطة غشاء البلازما (الشكل 1). تتكاثر بدائيات النوى بدون عملية جنسية واضحة عن طريق الانقسام إلى قسمين. بدائيات النوى قادرة على سطر كاملمحدد العمليات الفسيولوجية: إصلاح النيتروجين الجزيئي ، وإجراء تخمير حمض اللاكتيك ، وتحلل الخشب ، وأكسدة الكبريت والحديد.
بعد محادثة تمهيدية ، يفكر الطلاب في بنية الخلية بدائية النواة ، ويقارنون السمات الرئيسية للهيكل بأنواع الخلايا حقيقية النواة (الشكل 1).
حقيقيات النواة - هذا الكائنات الحية الأعلىلها نواة محددة بوضوح ، والتي يتم فصلها عن السيتوبلازم بواسطة غشاء (غشاء النواة). تشمل حقيقيات النوى جميع الحيوانات والنباتات العليا ، وكذلك الطحالب أحادية الخلية ومتعددة الخلايا والفطريات والأوليات. يتم تضمين الحمض النووي النووي في حقيقيات النوى في الكروموسومات. حقيقيات النوى لها عضيات خلوية محدودة بأغشية.
الاختلافات بين حقيقيات النوى وبدائيات النوى
- حقيقيات النوى لها نواة حقيقية: الجهاز الجيني لخلية حقيقية النواة محمي بقشرة تشبه غلاف الخلية نفسها.
- العضيات الموجودة في السيتوبلازم محاطة بغشاء.
هيكل الخلايا النباتية والحيوانية
خلية أي كائن حي هي نظام. يتكون من ثلاثة أجزاء مترابطة: الغشاء والنواة والسيتوبلازم.
في دراسة علم النبات وعلم الحيوان وعلم التشريح البشري ، أصبحت بالفعل على دراية بالهيكل أنواع مختلفةالخلايا. دعونا نراجع هذه المقالة بإيجاز.
التمرين 1.حدد من الشكل 2 الكائنات الحية وأنواع الأنسجة التي تتوافق مع الخلايا الموجودة تحت الأرقام 1-12. ما هو سبب شكلها؟
هيكل ووظائف عضيات الخلايا النباتية والحيوانية
باستخدام الشكلين 3 و 4 واستخدام Biological القاموس الموسوعيوكتاب مدرسي ، يقوم الطلاب بملء جدول يقارن بين الخلايا الحيوانية والنباتية.
طاولة. هيكل ووظائف عضيات الخلايا النباتية والحيوانية
عضيات الخلية |
هيكل العضيات |
وظيفة |
وجود العضيات في الخلايا |
|
النباتات |
الحيوانات |
|||
كلوروبلاست |
إنه نوع من البلاستيد |
نباتات الألوان فيها اللون الاخضرحيث يحدث التمثيل الضوئي |
||
الليوكوبلاست |
تتكون القشرة من غشاءين أوليين ؛ داخليًا ، ينمو في السدى ، ويشكل عددًا قليلاً من الثايلاكويدات |
يجمع ويجمع النشا والزيوت والبروتينات |
||
كروموبلاست |
البلاستيدات ذات اللون الأصفر والبرتقالي والأحمر ، يرجع اللون إلى الأصباغ - الكاروتينات |
اللون الأحمر والأصفر لأوراق الخريف والفواكه المثيرة وما إلى ذلك. |
||
تحتل ما يصل إلى 90٪ من حجم خلية ناضجة ، مليئة بعصارة الخلية |
صيانة التورم ، وتراكم المواد الاحتياطية والمنتجات الأيضية ، وتنظيم الضغط الاسموزي ، إلخ. |
|||
أنابيب مجهرية |
يتألف من بروتين التوبولين الموجود بالقرب من غشاء البلازما |
المشاركة في ترسيب السليلوز على جدران الخلايا ، الحركة في السيتوبلازم عضيات مختلفة. أثناء الانقسام الخلوي ، تشكل الأنابيب الدقيقة أساس بنية مغزل الانقسام. |
||
غشاء البلازما (CPM) |
يتكون من طبقة دهنية ثنائية تتخللها بروتينات مغمورة في أعماق مختلفة |
الحاجز ، نقل المواد ، التواصل بين الخلايا |
||
سلس EPR |
نظام الأنابيب المسطحة والمتفرعة |
يقوم بتوليف وإطلاق الدهون |
||
الخام EPR |
حصلت على اسمها بسبب العديد من الريبوسومات على سطحها. |
تخليق البروتينات وتراكمها وتحويلها لإطلاقها من الخلية إلى الخارج |
||
محاط بغشاء نووي مزدوج ذو مسام. يتكون الغشاء النووي الخارجي هيكل مستمرمع غشاء EPR. يحتوي على نواة واحدة أو أكثر |
حاملة المعلومات الوراثية ، مركز تنظيم نشاط الخلية |
|||
جدار الخلية |
يتكون من جزيئات السليلوز الطويلة مرتبة في حزم تسمى الألياف الدقيقة |
الإطار الخارجي ، قذيفة واقية |
||
روابط بلازمية |
قنوات هيولي صغيرة تخترق جدران الخلايا |
توحيد البروتوبلاست للخلايا المجاورة |
||
الميتوكوندريا |
تخليق ATP (تخزين الطاقة) |
|||
جهاز جولجي |
يتكون من كومة من الأكياس المسطحة - الصهاريج أو الديكتوسومات |
توليف السكريات ، وتشكيل CPM والجسيمات الحالة |
||
الجسيمات المحللة |
الهضم داخل الخلايا |
|||
الريبوسومات |
تتكون من وحدتين فرعيتين غير متكافئين |
موقع تخليق البروتين الحيوي |
||
السيتوبلازم |
يتكون من الماء بكمية كبيرة من المواد المذابة التي تحتوي على الجلوكوز والبروتينات والأيونات |
يحتوي على عضيات أخرى للخلية ويتم تنفيذ جميع عمليات التمثيل الغذائي الخلوي. |
||
الميكروفيلامين |
عادة ما يتم ترتيب ألياف الأكتين في حزم بالقرب من سطح الخلايا |
تشارك في حركية الخلية وإعادة تشكيلها |
||
المريكزات |
قد يكون جزءًا من الجهاز الانقسامي للخلية. تحتوي الخلية ثنائية الصبغة على زوجين من المريكزات |
المشاركة في عملية انقسام الخلايا في الحيوانات ؛ في الأبواغ الحيوانية من الطحالب والطحالب وفي الأوليات تشكل أجسامًا قاعدية من الأهداب |
||
ميكروفيلي |
نتوءات غشاء البلازما |
زيادة السطح الخارجي للخلية ، تشكل الميكروفيلي معًا حدود الخلية |
||
الاستنتاجات
1. جدار الخلية والبلاستيدات والفجوة المركزية متأصلة فقط في الخلايا النباتية.
2. الجسيمات الحالة ، المريكزات ، الميكروفيلي موجودة بشكل رئيسي فقط في خلايا الكائنات الحية الحيوانية.
3. جميع العضيات الأخرى مميزة لكل من الخلايا النباتية والحيوانية.
هيكل غشاء الخلية
يقع غشاء الخلية خارج الخلية ، ويحدد الأخير من الخارج أو البيئة الداخليةالكائن الحي. يعتمد على البلازما (غشاء الخلية) ومكون الكربوهيدرات والبروتين.
المهام جدار الخلية:
- يحافظ على شكل الخلية ويعطي قوة ميكانيكية للخلية والكائن ككل ؛
- يحمي الخلية من ضرر ميكانيكيودخول المركبات الضارة فيه ؛
- يقوم بالتعرف على الإشارات الجزيئية ؛
- ينظم تبادل المواد بين الخلية والبيئة ؛
- ينفذ التفاعل بين الخلايا في كائن متعدد الخلايا.
وظيفة جدار الخلية:
- يمثل إطارًا خارجيًا - غلافًا واقيًا ؛
- يوفر نقل المواد (ماء ، أملاح ، جزيئات كثيرة المواد العضوية).
الطبقة الخارجية من الخلايا الحيوانية ، على عكس جدران خلايا النباتات ، رقيقة جدًا ومرنة. إنه غير مرئي تحت المجهر الضوئي ويتكون من مجموعة متنوعة من السكريات والبروتينات. تسمى الطبقة السطحية للخلايا الحيوانية مركب السكر، يؤدي وظيفة الاتصال المباشر بين الخلايا الحيوانية والبيئة الخارجية ، مع جميع المواد المحيطة بها ، ولا يلعب دورًا داعمًا.
تحت جلايكوكاليكس للحيوان وجدار الخلية للخلية النباتية ، يوجد غشاء بلازما يحد مباشرة السيتوبلازم. يحتوي غشاء البلازما على البروتينات والدهون. يتم ترتيبها بطريقة منظمة بسبب التفاعلات الكيميائية المختلفة مع بعضها البعض. يتم ترتيب جزيئات الدهون في غشاء البلازما في صفين وتشكل طبقة ثنائية من الدهون مستمرة. لا تشكل جزيئات البروتين طبقة متصلة ، فهي تقع في طبقة الدهون ، وتغرق فيها على أعماق مختلفة. جزيئات البروتينات والدهون متحركة.
وظائف غشاء البلازما:
- تشكل حاجزًا يفصل بين المحتويات الداخلية للخلية بيئة خارجية;
- يوفر نقل المواد ؛
- يوفر الاتصال بين الخلايا في أنسجة الكائنات متعددة الخلايا.
دخول المواد إلى الخلية
سطح الخلية غير متصل. يوجد في الغشاء السيتوبلازمي العديد من الثقوب الصغيرة - المسام التي من خلالها ، بمساعدة أو بدون مساعدة بروتينات خاصة ، يمكن للأيونات والجزيئات الصغيرة اختراق الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لبعض الأيونات والجزيئات الصغيرة أن تدخل الخلية مباشرة من خلال الغشاء. إن دخول أهم الأيونات والجزيئات إلى الخلية ليس انتشارًا سلبيًا ، بل نقلًا نشطًا يتطلب طاقة. نقل المواد انتقائي. تسمى النفاذية الانتقائية لغشاء الخلية نفاذية.
طريق البلعمةداخل الخلية تدخل: جزيئات كبيرة من المواد العضوية ، مثل البروتينات والسكريات وجزيئات الطعام والبكتيريا. يتم إجراء البلعمة بمشاركة غشاء البلازما. في المكان الذي يتلامس فيه سطح الخلية مع جسيم من مادة كثيفة ، ينثني الغشاء ، ويشكل فجوة ويحيط بالجسيم ، الذي يكون مغمورًا في "كبسولة الغشاء" داخل الخلية. تتكون فجوة في الجهاز الهضمي ، ويتم هضم المواد العضوية التي دخلت الخلية فيها.
عن طريق البلعمة ، الأميبا ، الأهداب ، الكريات البيض الحيوانية والبشرية تتغذى. تمتص الكريات البيض البكتيريا ، وكذلك مجموعة متنوعة من الجزيئات الصلبة التي تدخل الجسم عن طريق الخطأ ، وبالتالي تحميه من البكتيريا المسببة للأمراض. الجدار الخلوي للنباتات والبكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة يمنع البلعمة ، وبالتالي فإن مسار دخول المواد إلى الخلية لا يتحقق فيها.
القطرات السائلة التي تحتوي على مواد مختلفة في حالة مذابة ومعلقة تخترق الخلية أيضًا من خلال غشاء البلازما ، وقد سميت هذه الظاهرة كثرة الخلايا. تشبه عملية امتصاص السوائل عملية البلعمة. يتم غمر قطرة من السائل في السيتوبلازم في "حزمة غشائية". تبدأ المواد العضوية التي تدخل الخلية مع الماء في الهضم تحت تأثير الإنزيمات الموجودة في السيتوبلازم. تنتشر كثرة الخلايا في الطبيعة وتنفذها خلايا جميع الحيوانات.
ثالثا. توحيد المادة المدروسة
لأي اثنين مجموعات كبيرةهل كل الكائنات الحية مقسمة حسب بنية النواة؟
ما هي العضيات الموجودة فقط في الخلايا النباتية؟
ما هي العضيات الموجودة فقط في الخلايا الحيوانية؟
ما هو الفرق بين هيكل جدار الخلية للنباتات والحيوانات؟
ما هما طريقتان تدخل المواد إلى الخلية؟
ما هي أهمية البلعمة للحيوانات؟
يتم دراسة بنية الخلية النباتية عن طريق العلم - فسيولوجيا النبات. خليةهي الوحدة الهيكلية الأساسية الخضروات، و كائن حيواني. إنه أصغر جزء من كائن حي له خصائص لقمة العيش
نباتات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا
يأكل نباتات أحادية الخلية ومتعددة الخلايا. تتضمن الأولى بعضها يتكون من خلية واحدة فقط ، وفي هذه الحالة تحمل هذه الخلية جميع وظائفها المتأصلة.
النباتات متعددة الخلايا ليست كذلك مبلغ بسيطالخلايا و كائن واحد التي يتشكلون فيها الأقمشة المختلفةوالأعضاء التي تتفاعل مع بعضها البعض.
العناصر الهيكلية للخلية النباتية
زرع الخلايامتنوعة جدًا من حيث الحجم والشكل وفي الوظائف التي يؤدونها ، ولكنها تتكون أساسًا من نفس الأجزاء.
هيكل الخلية النباتية البالغة
- - صدَفَة،
- - اللوحة الوسطى
- - بين الخلايا
- - روابط بلازمية،
- - البلازما ،
- - تونوبلاست ،
- - فجوة عصارية،
- - السيتوبلازم،
- - قطرة زيت
- - الميتوكوندريا،
- - بلاستيدات خضراء ،
- - جرانا في البلاستيدات الخضراء
- - حبوب النشا في البلاستيدات الخضراء ،
- - جوهر،
- - المغلف النووي,
- - نوية،
- - الكروماتينية.
كل بالغ خلية حيةيشمل:
- اصداف،
- جبلة،
- فجوات.
صدَفَةيعطي الخلية النباتية شكلاً معينًا. تحت القشرة جبلة، وعادة ما يتم الضغط عليه بشدة على القشرة. الجزء المركزي من الخلية هو فجوة عصاريةمليئة بالنسغ الخلية. لا تحتوي الخلايا الشابة على فجوات ويملأ البروتوبلازم تجويف الخلية بالكامل.
دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في بنية الخلية النباتية ، لهذا سوف نصف جميع الأجزاء المكونة لها.
جبلة
جبلة- هذا المادة الحيةكائن حي. تتدفق فيه ردود الفعل الأكثر تعقيدًاالتبادلات التي هي سمة من سمات الحياة.
يوجد في البروتوبلازم عدد كبير من أغشية الغشاء ، والتي تلعب فيها مركبات البروتينات مع الفوسفاتيدات (المواد الشبيهة بالدهون) دورًا مهمًا. نظرًا لوجود الأغشية ، فإن البروتوبلازم له أسطح داخلية ضخمة ، حيث تحدث عمليات امتصاص (امتصاص) وامتصاص (إطلاق) المواد وحركتها بسرعة عالية.
يسمح عدد كبير من الأغشية التي تفصل بين محتويات الخلية للمواد المختلفة في الخلية بعدم الاختلاط والتحرك في نفس الوقت في اتجاهين متعاكسين.
لكن الخصائص الفيزيائية والكيميائيةالأغشية غير مستقرة. تتغير باستمرار اعتمادًا على الظروف الداخلية والخارجية ، مما يجعل من الممكن التنظيم الذاتي للعمليات الكيميائية الحيوية.
التركيب الكيميائي للبروتوبلازم
التركيب الكيميائي للبروتوبلازممعقد جدا. يتكون من مركبات عضوية وغير عضوية في كل من الحالات الغروية والمذابة.
كائن مناسب للدراسة التركيب الكيميائيالبروتوبلازم هو بلازموديوم الفطريات النباتية ، وهي بروتوبلازم عارية بدون غلاف.
يوجد أدناه التركيب الكلي لبروتوبلازم الفطريات الفطرية (٪ من الوزن الجاف):
المواد العضوية القابلة للذوبان في الماء ……………………………………………………… 40.7
منها: السكر ………………………………………………………………………………………………………… .. 14.2
البروتينات ………………………………………………………………………………………………………………………………. 22
الأحماض الأمينية والقواعد العضوية ومركبات النيتروجين الأخرى .. 24.3
مواد عضوية غير قابلة للذوبان في الماء ……………………………………… .. 55.9
ومنها: البروتينات النووية …………………………………………………………………………………… .. 32.2
أحماض نووية مجانية …………………………………………………………………… .. 2.5
الجلوبيولين (بروتينات بسيطة) …………………………………………………………………………………………؛ 0.5
البروتينات الدهنية …………………………………………………………………………………………………………………. 4.8
الدهون المحايدة ……………………………………………………………………………………………………؛ 6.8
فيتوسترولس (كحول عالي الوزن الجزيئي) ………………………………………………………. 3.2
الفوسفاتيدات …………………………………………………………………………………………………………………… .. 1.3
مواد عضوية أخرى …………………………………………………………………………………. 4.6
المواد المعدنية ………………………………………………………………………………………… .. 3.4
التركيب الكيميائي للبروتوبلازم قريب من التركيب المذكور أعلاه ، لكنه قد يختلف تبعًا لنوع وعمر وعضو النبات.
يحتوي البروتوبلازم على ما يصل إلى 80٪ ماء (في بروتوبلازم البذور الخاملة - 5-15٪). يتخلل النظام الغرواني بأكمله من البروتوبلازم ، كونه العنصر الهيكلي. في البروتوبلازم في كل وقت تفاعلات كيميائية، والتي يجب أن تكون المتفاعلات في محلول.
السيتوبلازم
الجزء الرئيسي من البروتوبلازم هو السيتوبلازمتمثل المحتويات شبه السائلة للخلية وتملأ حيزها الداخلي.
يحتوي السيتوبلازم على النواة والبلاستيدات والميتوكوندريا (الغضروفية) والريبوسومات وجهاز جولجي.
يسمى الغشاء الخارجي للسيتوبلازم ، المتاخم لغشاء الخلية ، غشاء البلازما. يمر غشاء البلازما بسهولة بالماء والعديد من الأيونات ، لكنه يحتفظ بجزيئات كبيرة.
على حدود السيتوبلازم مع الفجوة ، يتم أيضًا تكوين غشاء يسمى بلاست تونوبلازم.
يوجد في السيتوبلازم الشبكة الإندوبلازمية ، وهي عبارة عن نظام من الأغشية المتفرعة المتصلة بالغشاء الخارجي. تشكل أغشية الشبكة الإندوبلازمية قنوات وامتدادات تحدث على سطحها جميع التفاعلات الكيميائية.
أهم خصائص السيتوبلازم هي اللزوجة والمرونة. تتغير لزوجة السيتوبلازم اعتمادًا على درجة الحرارة: مع زيادة درجة الحرارة ، تنخفض اللزوجة ، وعلى العكس من ذلك ، تزداد مع انخفاض. مع اللزوجة العالية ، ينخفض التمثيل الغذائي في الخلية ، ويزداد التمثيل الغذائي المنخفض.
تتجلى مرونة السيتوبلازم في قدرته على العودة إلى شكله الأصلي بعد التشوه ، مما يشير إلى بنية معينة من السيتوبلازم.
السيتوبلازم قادر على الحركة ، وهو مرتبط ارتباطًا وثيقًا بالظروف المحيطة. أساس الحركة هو انقباض بروتينات سيتوبلازم الخلايا. تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى تسريع حركة السيتوبلازم ، وغياب الأكسجين يوقفها. على الأرجح ، ترتبط حركة السيتوبلازم ارتباطًا وثيقًا بتحول المواد والطاقة في النبات.
قدرة السيتوبلازم على الاستجابة الظروف الخارجيةوالتكيف معها يسمى التهيج.
وجود التهيج يميز الكائن الحي. تتطلب استجابة السيتوبلازم لتأثيرات درجة الحرارة والضوء والرطوبة إنفاق الطاقة التي يتم إطلاقها أثناء التنفس. أوراق الميموزا الخجولة التحفيز الميكانيكييضيفون بسرعة ، لكن مع التكرار المتكرر للتهيج ، يتوقفون عن الاستجابة له ؛ يبدو أن هذا الأخير يرجع إلى نقص الطاقة. تهيج السيتوبلازم هو أساس جميع أنواع الحركة والظواهر الأخرى للنشاط الحيوي للنباتات.
جوهر
جوهر- أهم وأكبر عضية في الخلية. يعتمد حجم النواة على نوع النبات وحالة الخلية (في نباتات أعلىفي المتوسط من 5 إلى 25 ميكرون). غالبًا ما يكون شكل النواة كرويًا ، في الخلايا الممدودة يكون بيضاويًا.
تحتوي الخلية الحية عادة على نواة واحدة فقط ، لكنها قوية في النباتات العليا خلايا ممدودة(التي تتكون منها ألياف اللحاء) تحتوي على عدة نوى. في الخلايا الشابة التي لا تحتوي على فجوة ، عادة ما تحتل النواة موقعًا مركزيًا ؛ في البالغين ، مع تكوين فجوات ، يتم نقلها إلى المحيط.
النواة عبارة عن نظام غرواني ، لكنها أكثر لزوجة من السيتوبلازم. يختلف عن السيتوبلازم في التركيب الكيميائي ؛ تحتوي النواة على بروتينات أساسية وحمضية وأنزيمات مختلفة ، بالإضافة إلى عدد كبير من الأحماض النووية وحمض الديوكسي ريبونوكلييك (DNA) وحمض الريبونوكلييك (RNA). يسود الحمض النووي في النواة ولا يوجد عادة في السيتوبلازم.
يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بقشرة رقيقة ، أو غشاء نووي ، توجد فيه ثقوب - مسام. يحدث التبادل بين النواة والسيتوبلازم من خلال المسام. يوجد تحت الغشاء العصير النووي ، حيث يتم غمر واحدة أو أكثر من النوى والكروموسومات. تحتوي النواة على الحمض النووي الريبي (RNA) ، الذي يشارك في تخليق البروتين والبروتينات المحتوية على الفوسفور.
تشارك النواة في جميع العمليات الحياتية للخلية ؛ عندما يتم إزالتها ، تموت الخلية.
البلاستيدات
البلاستيداتوجدت فقط في الخلايا النباتية. يمكن رؤيتها بوضوح في المجهر التقليدي ، لأنها أكثر كثافة وتنكسر الضوء بشكل مختلف عن السيتوبلازم.
في خلية نباتية بالغة ، هناك 3 أنواع من البلاستيدات:
- البلاستيدات الخضراء خضراء اللون
- الكروموبلاستس صفراء أو برتقالية ،
- اللوكوبلاستس عديمة اللون.
يعتمد حجم البلاستيدات على نوع النبات ويتراوح من 3-4 إلى 15-30 ميكرون. عادة ما تكون Leukoplasts أصغر من البلاستيدات الخضراء والبلاستيدات الخضراء.
الميتوكوندريا
توجد الميتوكوندريا في جميع الخلايا الحية وتقع في السيتوبلازم. شكلها متنوع للغاية وقابل للتغيير ، وأحجامها تتراوح من 0.2 إلى 5 ميكرون. يتراوح عدد الميتوكوندريا في الخلية من عشرات إلى عدة آلاف. وهي أكثر كثافة من السيتوبلازم ولها تركيبة كيميائية مختلفة ؛ تحتوي على 30-40٪ بروتين ، 28-38٪ دهون و 1 -6٪ حمض الريبونوكليك.
تتحرك الميتوكوندريا في الخلية مع السيتوبلازم ، ولكن في بعض الخلايا ، على ما يبدو ، تكون قادرة أيضًا على الحركة المستقلة. دور الميتوكوندريا في استقلاب الخلية مهم جدًا.
الميتوكوندريا هي المراكز التي يحدث فيها التنفس وتشكيل الروابط الكبيرة المحاطة بحمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) ولديها إمداد كبير من الطاقة (الصفحات 70 ، 94-96).
يتم إطلاق ونقل الطاقة الناتجة بالمشاركة عدد كبيرالإنزيمات الموجودة في الميتوكوندريا.
جهاز جولجي
في السيتوبلازم جهاز جولجي، شكل مختلف في خلايا مختلفة. يمكن أن يكون على شكل أقراص ، وعصي ، وحبوب. يحتوي جهاز جولجي على العديد من التجاويف المحاطة بغشاء من طبقتين. يتم تقليل دورها إلى التراكم والإزالة من الخلية مواد مختلفةالتي تنتجها الخلية.
الريبوسومات
الريبوسومات- هذه جسيمات دون مجهرية لها شكل حبيبات يصل حجمها إلى 0.015 ميكرون. تحتوي الريبوسومات على الكثير من البروتين (تصل إلى 55٪) وهي غنية بحمض الريبونوكلييك (35٪) ، وهو 65٪ من جميع الحمض النووي الريبي (RNA) في الخلية.
يتم تصنيع البروتينات في الريبوسومات من الأحماض الأمينية ، وهو أمر ممكن فقط في وجود الحمض النووي الريبي. تم العثور على الريبوسومات في السيتوبلازم والنواة والبلاستيدات وربما الميتوكوندريا.
التركيب الكيميائي للعضيات. في الوقت الحاضر ، بفضل إنشاء أجهزة الطرد المركزي بسرعة دوران هائلة (عشرات الآلاف من الثورات في الدقيقة) ، من الممكن فصل أجزاء مختلفة من الخلية عن بعضها البعض ، نظرًا لأن لديهم جاذبية محددة مختلفة. لذلك ، أصبح من الممكن الدراسة الخصائص البيوكيميائيةكل جزء من الخلية.
لمقارنة التركيب الكيميائي لعضيات الخلية ، نقدم البيانات (الجدول 1).
التركيب الكيميائي لعضيات الخلايا النباتية
(in ° / o من المادة الجافة)
| عضوي | السناجب | الدهون | احماض نووية | ملحوظة |
| السيتوبلازم | 80-95 | 2-3 | 1-2 | معظمأحماض نووية - DNA |
| نوى | 50-80 | 8-40 | 10-30 | |
| البلاستيدات | 30-45 | 20-40 | 0,5-3,0 | |
| الميتوكوندريا | 30-40 | 25-38 | 1-6 | |
| الريبوسومات | 50-57 | 3-4 | 35 |
جدار الخلية
السمة المميزة للخلية النباتية هي وجود قشرة قوية تعطي الخلية شكلاً معينًا وتحمي البروتوبلازم من التلف. يمكن أن تنمو القشرة فقط بمشاركة البروتوبلازم. جدار الخليةتتكون الخلايا الفتية بشكل أساسي من السليلوز (الألياف) ، والهيميسليلوز والمواد البكتينية.
تبدو جزيئات السليلوز مثل سلاسل طويلة مجمعة في مذيلات يختلف موقعها في الخلايا المختلفة. في الكتان والقنب والألياف الأخرى ، وهي خلايا مستطيلة ، توجد مذيلات السليلوز على طول الخلية بزاوية معينة. في الخلايا التي لها نفس القطر ، يتم ترتيب المذيلات في جميع الاتجاهات على شكل شبكة. تحتوي الفراغات بين الخلايا للقذيفة على ماء.
خلال حياة الكائن النباتي ، يمكن أن تحدث تغييرات في بنية غشاء الخلية: يمكن أن تتكاثف القشرة وتتغير كيميائيًا. سماكة القشرة تأتي من الداخل بسبب النشاط الحيوي للبروتوبلازم ، ولا يحدث طوال الوقت السطح الداخليالخلايا. تبقى دائمًا أماكن غير سميكة - مسام تتكون فقط من قشرة رقيقة من السليلوز.
تمر عبر المسام الموجودة في الخلايا المجاورة مقابل بعضها البعض نحافة الخيوطالسيتوبلازم - plasmodesmata ، بفضل التبادل بين الخلايا. ومع ذلك ، مع سماكة الأغشية القوية جدًا ، يصبح التمثيل الغذائي صعبًا للغاية ، ويبقى القليل جدًا من البروتوبلازم في الخلية ، وتموت هذه الخلايا ، على سبيل المثال ، ألياف لحاء الكتان والقنب.
يمكن أن تحدث تغيرات كيميائية أيضًا في غشاء الخلية ، اعتمادًا على طبيعة الأنسجة النباتية. يحدث القطع في الأنسجة الغشائية - البشرة. في الوقت نفسه ، في الفراغات بين الخلايا لقشرة السليلوز ، يتراكم الكوتين - مادة شبيهة بالدهون يصعب اختراقها للغازات والماء.
ومع ذلك ، لا يؤدي التحول الكيميائي إلى موت الخلية ، لأن رواسب الكوتين لا تغطي سطح الخلية بالكامل. في خلايا النسيج الغشائي ، يتم قطع الجدار الخارجي فقط ، مكونًا ما يسمى بشرة.
يمكن أيضًا أن تترسب السوبرين ، وهي مادة من الفلين ، تشبه الدهون وغير منفذة للماء والغازات ، في أغشية الخلايا. يحدث ترسب السوبرين أو السوبرين بسرعة على كامل سطح الغشاء ، مما يعطل تبادل الخلية ويؤدي إلى موتها. قد يكون هناك أيضًا قشور من القشرة. في هذه الحالة ، يتم تشريبه باللجنين ، مما يؤدي إلى توقف نمو الخلايا ، وفي وقت لاحق ، مع زيادة اللجنين ، يؤدي إلى موتها.
عصارة الخلية
تمتلئ الخلية النباتية الصغيرة تمامًا بالبروتوبلازم ، ولكن مع نمو الخلية ، تمتلئ الفجوات عصارة الخلية. تظهر الفجوات لأول مرة في بأعداد كبيرةفي شكل قطرات صغيرة ، تبدأ فجوات فردية في الاندماج في واحدة مركزية واحدة ويتم دفع البروتوبلازم مرة أخرى إلى جدران الخلية.
يضع العلماء الخلية الحيوانية على أنها الجزء الرئيسي من جسم ممثل مملكة الحيوان - أحادية الخلية ومتعددة الخلايا.
إنها حقيقية النواة ، مع نواة حقيقية وهياكل متخصصة - عضيات تؤدي وظائف متباينة.
تحتوي النباتات والفطريات والطلائعيات على خلايا حقيقية النواة ، بينما تمتلك البكتيريا والعتائق خلايا بدائية النواة أبسط.
يختلف هيكل الخلية الحيوانية عن الخلية النباتية. لا تحتوي الخلية الحيوانية على جدران أو بلاستيدات خضراء (عضيات تؤدي دورها).
رسم خلية حيوانية مع التسميات التوضيحية
تتكون الخلية من العديد من العضيات المتخصصة التي تؤدي وظائف مختلفة.
في أغلب الأحيان ، يحتوي على معظم أنواع العضيات الموجودة ، وأحيانًا جميعها.
العضيات والعضيات الرئيسية لخلية حيوانية
العضيات والعضويات هي "الأعضاء" المسؤولة عن عمل الكائنات الحية الدقيقة.
جوهر
النواة هي مصدر الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) ، المادة الوراثية. الحمض النووي هو مصدر تكوين البروتينات التي تتحكم في حالة الكائن الحي. في النواة ، تلتف خيوط الحمض النووي بإحكام حول بروتينات عالية التخصص (هيستونات) لتشكيل الكروموسومات.
تختار النواة الجينات من خلال التحكم في نشاط ووظيفة وحدة الأنسجة. اعتمادًا على نوع الخلية ، تحتوي على مجموعة مختلفة من الجينات. تم العثور على الحمض النووي في المنطقة النووية من النواة حيث تتشكل الريبوسومات. النواة محاطة بغشاء نووي (karyolemma) ، وهو طبقة مزدوجة من الدهون تفصلها عن المكونات الأخرى.
تنظم النواة نمو الخلايا وانقسامها. عندما تتشكل الكروموسومات في النواة ، والتي تتكرر في عملية التكاثر ، وتشكل وحدتين ابنتيتين. تساعد العضيات التي تسمى centrosomes على تنظيم الحمض النووي أثناء الانقسام. يتم تمثيل النواة عادة بصيغة المفرد.
الريبوسومات
الريبوسومات هي موقع تخليق البروتين. توجد في جميع وحدات الأنسجة ، في النباتات والحيوانات. في النواة ، يتم نسخ تسلسل الحمض النووي الذي يرمز لبروتين معين إلى خيط RNA مرسال حر (mRNA).
تنتقل سلسلة الرنا المرسال إلى الريبوسوم عبر الرنا المرسال (tRNA) ويستخدم تسلسلها لتحديد ترتيب الأحماض الأمينية في السلسلة التي يتكون منها البروتين. في الأنسجة الحيوانية ، توجد الريبوسومات بحرية في السيتوبلازم أو متصلة بأغشية الشبكة الإندوبلازمية.
الشبكة الأندوبلازمية
الشبكة الإندوبلازمية (ER) هي شبكة من الأكياس الغشائية (الخزان) الممتدة من الغشاء النووي الخارجي. يعدل وينقل البروتينات التي أنشأتها الريبوسومات.
هناك نوعان من الشبكة الإندوبلازمية:
- حبيبي؛
- حبيبي.
يحتوي ER الحبيبي على الريبوسومات المرفقة. ER agranular خالٍ من الريبوسومات المرفقة ، ويشارك في تكوين الدهون والهرمونات الستيرويدية ، وإزالة المواد السامة.
حويصلات
الحويصلات عبارة عن كرات صغيرة من الطبقة الدهنية الثنائية التي تشكل الغشاء الخارجي. يتم استخدامها لنقل الجزيئات عبر الخلية من عضية إلى أخرى ، وتشارك في عملية التمثيل الغذائي.
تحتوي الحويصلات المتخصصة التي تسمى الليزوزومات على إنزيمات تقوم بهضم الجزيئات الكبيرة (الكربوهيدرات والدهون والبروتينات) إلى جزيئات أصغر لتسهيل استخدام الأنسجة.
جهاز جولجي
جهاز جولجي (مجمع جولجي ، جسم جولجي) يتكون أيضًا من صهاريج غير متصلة (على عكس الشبكة الإندوبلازمية).
يستقبل جهاز جولجي البروتينات ويصنفها ويضعها في حويصلات.
الميتوكوندريا
تحدث عملية التنفس الخلوي في الميتوكوندريا. يتم تكسير السكريات والدهون ويتم إطلاق الطاقة على شكل أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). يتحكم ATP في كل شيء العمليات الخلوية، تنتج الميتوكوندريا خلايا ATP. يشار إلى الميتوكوندريا أحيانًا باسم "المولدات".
السيتوبلازم الخلوي
السيتوبلازم هو البيئة السائلة للخلية. يمكن أن يعمل حتى بدون نواة لفترة قصيرة.
العصارة الخلوية
يسمى العصارة الخلوية سائل الخلية. يشار إلى العصارة الخلوية وجميع العضيات الموجودة فيه ، باستثناء النواة ، مجتمعة باسم السيتوبلازم. يتكون العصارة الخلوية في الغالب من الماء وتحتوي أيضًا على أيونات (بوتاسيوم وبروتينات وجزيئات صغيرة).
الهيكل الخلوي
الهيكل الخلوي عبارة عن شبكة من الخيوط والأنابيب الموزعة في جميع أنحاء السيتوبلازم.
يؤدي الوظائف التالية:
- يعطي الشكل
- يوفر القوة
- يستقر الأنسجة
- إصلاح العضيات في أماكن معينة ؛
- يلعب دور مهمفي التأشير.
هناك ثلاثة أنواع من خيوط الهيكل الخلوي: الخيوط الدقيقة والأنابيب الدقيقة والخيوط الوسيطة. الألياف الدقيقة هي أصغر عناصر الهيكل الخلوي ، بينما الأنابيب الدقيقة هي الأكبر.
غشاء الخلية
غشاء الخليةيحيط تمامًا بالخلية الحيوانية ، التي لا تحتوي على جدار خلوي ، على عكس النباتات. غشاء الخلية عبارة عن طبقة مزدوجة من الدهون الفوسفورية.
الفسفوليبيدات عبارة عن جزيئات تحتوي على فوسفات مرتبطة بالجلسرين والجذور أحماض دهنية. إنها تشكل تلقائيًا أغشية مزدوجة في الماء بسبب خصائصها المحبة للماء والكارهة للماء.
غشاء الخلية قابل للاختراق بشكل انتقائي - فهو قادر على السماح لبعض الجزيئات بالمرور. يمر الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بسهولة ، بينما يجب أن تمر الجزيئات الكبيرة أو المشحونة عبر قناة خاصة في الغشاء تحافظ على التوازن.
الجسيمات المحللة
الجسيمات الحالة هي عضيات تقوم بتحلل المواد. يحتوي الليزوزوم على حوالي 40 إنزيمًا. ومن المثير للاهتمام أن الكائن الخلوي نفسه محمي من التدهور في حالة اختراق إنزيمات الليزوزومات في السيتوبلازم ؛ حيث تتعرض الميتوكوندريا التي أنهت وظائفها للتحلل. بعد الانقسام ، تتشكل الأجسام المتبقية ، تتحول الجسيمات الأولية إلى أجسام ثانوية.
سنتريول
المريكزات هي أجسام كثيفة تقع بالقرب من النواة. يختلف عدد المريكزات ، غالبًا ما يكون هناك اثنان. يتم توصيل Centrioles بواسطة جسر إندوبلازمي.
كيف تبدو الخلية الحيوانية تحت المجهر؟
تحت المجهر البصري القياسي ، تكون المكونات الرئيسية مرئية. نظرًا لكونهما متصلين في كائن حي متغير باستمرار يتحرك ، فقد يكون من الصعب تحديد العضيات الفردية.
الأجزاء التالية غير موضع شك:
- جوهر؛
- السيتوبلازم؛
- غشاء الخلية.
ستساعد الدقة الكبيرة للميكروسكوب والتحضير المُعد بعناية وبعض الممارسات في دراسة الخلية بمزيد من التفصيل.
وظائف Centriole
تظل الوظائف الدقيقة للمريكز مجهولة. هناك فرضية واسعة الانتشار مفادها أن المريكزين يشاركون في عملية الانقسام ، ويشكلون مغزل الانقسام ويحدد اتجاهه ، ولكن لا يوجد يقين في العالم العلمي.
هيكل الخلية البشرية - الرسم مع التسميات التوضيحية
تمتلك وحدة من أنسجة الخلايا البشرية بنية معقدة. يوضح الشكل الهياكل الرئيسية.
كل مكون له غرضه الخاص ، فقط في التكتل يضمن أداء جزء مهم من الكائن الحي.
علامات الخلية الحية
تشبه الخلية الحية في خصائصها الكائن الحي ككل. يتنفس ، يتغذى ، يتطور ، يقسم ، تحدث عمليات مختلفة في هيكله. من الواضح أن تلاشي العمليات الطبيعية للجسم يعني الموت.
السمات المميزة للخلايا النباتية والحيوانية في الجدول
تحتوي الخلايا النباتية والحيوانية على أوجه التشابه والاختلاف ، والتي تم وصفها بإيجاز في الجدول:
| لافتة | الخضروات | حيوان |
| الحصول على التغذية | ذاتية التغذية. التركيب الضوئي العناصر الغذائية |
عضوية التغذية. لا ينتج عضوي. |
| تخزين الطاقة | في الفجوة | في السيتوبلازم |
| احتفظ بالكربوهيدرات | نشاء | الجليكوجين |
| الجهاز التناسلي | تشكيل حاجز في الوحدة الأم | تكوين انقباض في الوحدة الأم |
| مركز الخلية والمريكزات | في النباتات السفلية | كل الانواع |
| جدار الخلية | كثيف ، يحتفظ بشكله | مرن يسمح لك بالتغيير |
المكونات الرئيسية متشابهة لكل من جزيئات النبات والحيوان.
خاتمة
الخلية الحيوانية هي كائن حي معقد بصماتوظائف الغرض من الوجود. تساهم جميع العضيات والعضويات في عملية حياة هذا الكائن الدقيق.
تمت دراسة بعض المكونات من قبل العلماء ، في حين أن وظائف وميزات البعض الآخر لم يتم اكتشافها بعد.
خلية -الشكل الرئيسي لتنظيم المادة الحية ، الوحدة الأولية للكائن الحي. إنه نظام ذاتي التكاثر معزول عن البيئة الخارجية ويحافظ على تركيز معين مواد كيميائية، ولكن في نفس الوقت يجري تبادلًا مستمرًا مع البيئة.
الخلية - الأساسية الوحدة الهيكليةالكائنات أحادية الخلية والمستعمرة ومتعددة الخلايا. الخلية الوحيدة في الكائن أحادي الخلية عالمية ، فهي تؤدي جميع الوظائف اللازمة لضمان الحياة والتكاثر. في الكائنات متعددة الخلايا ، تتنوع الخلايا بشكل كبير في الحجم والشكل والبنية الداخلية. يرتبط هذا التنوع بتقسيم الوظائف التي تؤديها الخلايا في الجسم.
على الرغم من التنوع الهائل ، تتميز الخلايا النباتية ببنية مشتركة - هذه خلايا حقيقيات النوى، والتي لها نواة رسمية. من خلايا حقيقيات النوى الأخرى - الحيوانات والفطريات - تتميز الميزات التالية: 1) وجود البلاستيدات. 2) وجود جدار خلوي ، المكون الرئيسي منه هو السليلوز ؛ 3) نظام متطور من الفجوات ؛ 4) غياب المريكزات أثناء الانقسام ؛ 5) النمو عن طريق التمدد.
يتنوع شكل وحجم الخلايا النباتية بشكل كبير وتعتمد على موقعها في جسم النبات والوظائف التي تؤديها. غالبًا ما يكون للخلايا المغلقة بإحكام شكل متعدد السطوح ، والذي يتم تحديده بواسطة ضغطها المتبادل ؛ في الأقسام ، تبدو عادةً مثل 4 - 6-gons. تسمى الخلايا التي يكون قطرها متماثلًا تقريبًا في جميع الاتجاهات غشاء نسيجي. Prosenchymalتسمى الخلايا الممدودة بشدة في الطول ، ويتجاوز الطول عرضها بمقدار 5-6 مرات أو أكثر. على عكس الخلايا الحيوانية ، فإن الخلايا النباتية البالغة دائمًا لها شكل ثابت ، وهو ما يفسره وجود جدار خلوي صلب.
تتراوح أحجام الخلايا في معظم النباتات من 10 إلى 100 ميكرون (غالبًا 15-60 ميكرون) ، وهي مرئية فقط تحت المجهر. عادة ما تكون الخلايا التي تخزن الماء والمواد الغذائية أكبر. يتكون لب ثمار البطيخ والليمون والبرتقال من خلايا كبيرة (عدة مليمترات) يمكن رؤيتها بالعين المجردة. تصل بعض الخلايا البروتنشيمية إلى طول طويل جدًا. على سبيل المثال ، يبلغ طول ألياف اللحاء من الكتان حوالي 40 ملم ، ونبات القراص - 80 ملم ، بينما تظل قيمتها المقطعية ضمن الحدود المجهرية.
يصل عدد الخلايا في النبات إلى قيم فلكية. لذلك ، تحتوي ورقة الشجرة الواحدة على أكثر من 100 مليون خلية.
يمكن تمييز ثلاثة أجزاء رئيسية في الخلية النباتية: 1) الكربوهيدرات جدار الخليةتحيط بالخلية من الخارج ؛ 2) بروتوبلاست- المحتويات الحية للخلية ، - مضغوطة على شكل طبقة جدار رقيقة إلى حد ما على جدار الخلية ، و 3) فجوة عصارية- مساحة في الجزء المركزي من الخلية مليئة بالمحتويات المائية - عصارة الخلية. جدار الخلية والفجوة هي نفايات البروتوبلاست.
2.2. بروتوبلاست
بروتوبلاست- المحتوى الحي النشط للخلية. البروتوبلاست هو تشكيل معقد للغاية ، متباينة إلى مكونات مختلفة تسمى عضيات (عضيات)، الموجودة فيه باستمرار ، لها هيكل مميز وتؤدي وظائف محددة ( أرز. 2.1). عضيات الخلية جوهر, البلاستيدات, الميتوكوندريا, الريبوسومات, إندوبلازمية شبكة, جهاز جولجي, الجسيمات المحللة, الميكروب. العضيات مغمورة في الهيالوبلازميضمن تفاعلهم. الهيالوبلازم مع العضيات ناقص النواة ، يكون السيتوبلازمالخلايا. يتم فصل البروتوبلاست عن جدار الخلية بواسطة غشاء خارجي البلازما، من الفجوة - الغشاء الداخلي - تونوبلاست. يتم تنفيذ جميع عمليات التمثيل الغذائي الرئيسية في البروتوبلاست.
أرز. 2.1. هيكل الخلية النباتية حسب المجهر الإلكتروني: 1 - جوهر ؛ 2 - غلاف نووي ؛ 3 - المسام النووية 4 - نواة. 5 - الكروماتين 6 - كريوبلازم. 7- جدار الخلية؛ 8 - البلازما. 9 - plasmodesmata ؛ 10 - الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية. 11 - الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية ؛ 12 - الميتوكوندريا ؛ 13 - الريبوسومات. 14 - الليزوزوم. 15 - البلاستيدات الخضراء. 16 - دكتوسوم ؛ 17 - الهيالوبلازم. 18 - تونوبلاست ؛ 19 - فجوة.
التركيب الكيميائي للبروتوبلاست معقد للغاية ومتنوع. تتميز كل خلية بتركيبتها الكيميائية اعتمادًا على الوظائف الفسيولوجية. الفصول الرئيسية دستوري، أي المركبات التي تتكون منها البروتوبلاست هي: الماء (60-90٪) ، البروتينات (40-50٪ من الكتلة الجافة للبروتوبلاست) ، الأحماض النووية (1-2٪) ، الدهون (2-3٪). ) والكربوهيدرات وغيرها مركبات العضوية. يتضمن تكوين البروتوبلاست أيضًا مواد غير عضوية في شكل أيونات الأملاح المعدنية (2-6 ٪). يتم تصنيع البروتينات والأحماض النووية والدهون والكربوهيدرات بواسطة البروتوبلاست نفسه.
بالإضافة إلى المواد الدستورية ، تحتوي الخلية على إضافيالمواد (مستبعدة مؤقتًا من التمثيل الغذائي) و قمامة(المنتجات النهائية). المواد الاحتياطية والنفايات تلقى اسمًا عامًا ergasticمواد. تتراكم المواد Ergastic ، كقاعدة عامة ، في نسغ الخلية من الفجوات في شكل أو شكل مذاب تضمين- جسيمات متشكلة مرئية في مجهر ضوئي. عادةً ما تشتمل مواد Ergastic على مواد من التوليف الثانوي التي تمت دراستها في سياق العقاقير - terpenoids ، والقلويدات ، والمركبات البوليفينولية.
من حيث الخصائص الفيزيائية ، فإن البروتوبلاست عبارة عن محلول غرواني متعدد المراحل (كثافة 1.03-1.1). عادة ما يكون عبارة عن محلول مائي ، أي نظام غرواني مع غلبة وسط تشتت - الماء. في الخلية الحية ، يوجد محتوى البروتوبلاست في حركة مستمرةيمكن رؤيته تحت المجهر من خلال حركة العضيات والشوائب. يمكن أن تكون الحركة التناوب(في اتجاه واحد) أو محززة(يختلف اتجاه التيارات في خيوط مختلفة من السيتوبلازم). يسمى التيار السيتوبلازمي أيضًا داء. يوفر نقل أفضل للمواد ويعزز تهوية الخلايا.
السيتوبلازم- جزء إلزامي من الخلية الحية ، حيث تتم جميع عمليات التمثيل الغذائي الخلوي ، باستثناء تخليق الأحماض النووية ، الذي يحدث في النواة. أساس السيتوبلازم هو مصفوفة، أو الهيالوبلازم, حيث يتم تضمين العضيات.
الهيالوبلازم- نظام غرواني معقد عديم اللون وشفاف بصريًا ، فهو يربط جميع العضيات المغمورة فيه ، مما يضمن تفاعلها. يحتوي الهيالوبلازم على إنزيمات ويشارك بنشاط في الأيض الخلوي، هذه العمليات البيوكيميائية، مثل تحلل السكر ، تخليق الأحماض الأمينية ، تخليق الأحماض الدهنية والزيوت ، إلخ. إنه قادر على الحركة النشطة ويشارك في نقل المواد داخل الخلايا.
يشكل جزء من مكونات البروتين الهيكلي للهيالوبلازم مجاميع فوق جزيئية بترتيب صارم للجزيئات - أنابيب مجهريةو الميكروفيلامين. أنابيب مجهريةهي هياكل أسطوانية رقيقة يبلغ قطرها حوالي 24 نانومتر وطولها يصل إلى عدة ميكرومتر. يتكون جدارها من وحدات فرعية كروية توبيولين مرتبة حلزونيا. تشارك الأنابيب الدقيقة في توجيه الألياف الدقيقة السليلوزية لجدار الخلية التي تشكلها غشاء البلازما ، في النقل داخل الخلايا ، وفي الحفاظ على شكل البروتوبلاست. من بينها ، تتشكل ألياف المغزل أثناء الانقسام الفتيلي والسوط والأهداب. الميكروفيلامينخيوط طويلة بسمك 5-7 نانومتر ، تتكون من بروتين أكتين مقلص. في الهيالوبلازم ، تشكل حزمًا - ألياف حشوية ، أو تأخذ شكل شبكة ثلاثية الأبعاد ، مرتبطة بالبلازما ، والبلاستيدات ، وعناصر الشبكة الإندوبلازمية ، والريبوزومات ، والأنابيب الدقيقة. يُعتقد أنه من خلال التعاقد ، تولد الألياف الدقيقة حركة الهيالوبلازم والحركة الموجهة للعضيات المرتبطة بها. مزيج الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة الهيكل الخلوي.
يعتمد هيكل السيتوبلازم على بيولوجي أغشية- أنحف أفلام (4-10 نانومتر) مصنوعة أساسًا من الدهون الفسفورية والبروتينات - البروتينات الدهنية. تشكل جزيئات الدهون الأساس الهيكلي للأغشية. يتم ترتيب الدهون الفسفورية في طبقتين متوازيتين بحيث يتم توجيه الأجزاء المحبة للماء إلى الخارج ، في البيئة المائية، والمخلفات الكارهة للماء للأحماض الدهنية - بالداخل. توجد بعض جزيئات البروتين في طبقة غير متصلة على سطح الهيكل الدهني على جانب واحد أو كلا الجانبين ، وبعضها مغمور في هذا الإطار ، وبعضها يمر عبره مكونًا "مسام" محبة للماء في الغشاء ( أرز. 2.2). يتم تمثيل معظم بروتينات الغشاء بواسطة إنزيمات مختلفة.
أرز. 2.2. مخطط هيكل الغشاء البيولوجي : ب- جزيء بروتين فلوريداهو جزيء فسفوليبيد.
الأغشية هي المكونات الحية للسيتوبلازم. إنهم يحددون حدود البروتوبلاست من البيئة خارج الخلية ، ويخلقون الحدود الخارجية للعضيات ويشاركون في إنشاء هيكلها الداخلي ، كونهم في كثير من النواحي هم الناقل لوظائفهم. السمة المميزة للأغشية هي عزلتها واستمراريتها - نهاياتها ليست مفتوحة أبدًا. في بعض الخلايا النشطة بشكل خاص ، يمكن أن تمثل الأغشية ما يصل إلى 90٪ من المادة الجافة في السيتوبلازم.
أحد الخصائص الرئيسية أغشية بيولوجية- هُم انتخابي نفاذية(شبه نفاذية): بعض المواد تمر عبرها بصعوبة أو لا تمر على الإطلاق (خاصية الحاجز) ، والبعض الآخر يخترق بسهولة. تخلق النفاذية الانتقائية للأغشية إمكانية تقسيم السيتوبلازم إلى حجرات معزولة - مقصورات- تركيبة كيميائية مختلفة ، حيث يمكن أن تحدث عمليات كيميائية حيوية مختلفة في وقت واحد وبشكل مستقل عن بعضها البعض ، وغالبًا ما تكون معاكسة للاتجاه.
الأغشية الحدودية للبروتوبلاست هي البلازما- غشاء البلازما و تونوبلاست- غشاء فجوي. البلازما - الغشاء السطحي الخارجي للسيتوبلازم ، وعادة ما يكون متاخمًا لجدار الخلية. ينظم التمثيل الغذائي للخلايا بيئة، يدرك التهيجات والمحفزات الهرمونية ، وينسق تخليق وتجميع الألياف الدقيقة السليلوزية لجدار الخلية. ينظم تونوبلاست عملية التمثيل الغذائي بين البروتوبلاست ونسغ الخلية.
الريبوسومات- حبيبات صغيرة (حوالي 20 نانومتر) ، شبه كروية ، تتكون من بروتينات ريبونوكليوبروتينات - مجمعات من الحمض النووي الريبي (RNA) وبروتينات هيكلية مختلفة. إنها عضيات الخلية حقيقية النواة الوحيدة التي لا تحتوي على أغشية. توجد الريبوسومات في سيتوبلازم الخلية بحرية ، أو أنها متصلة بأغشية الشبكة الإندوبلازمية. تحتوي كل خلية على عشرات ومئات الآلاف من الريبوسومات. توجد الريبوسومات منفردة أو في مجموعات من 4-40 ( بوليبوزومات، أو polysomes) ، حيث ترتبط الريبوسومات الفردية ببعضها البعض بواسطة جزيء RNA الرسول الخيطي الذي يحمل معلومات حول بنية البروتين. الريبوسومات (بتعبير أدق ، polysomes) هي مراكز تخليق البروتين في الخلية.
يتكون الريبوسوم من وحدتين فرعيتين (كبيرة وصغيرة) مترابطة بواسطة أيونات المغنيسيوم. تتشكل الوحدات الفرعية في النواة ، وبالتحديد في النواة ، ويتم تجميع الريبوسومات في السيتوبلازم. توجد الريبوسومات أيضًا في الميتوكوندريا والبلاستيدات ، لكن حجمها أصغر ويتوافق مع حجم الريبوسومات في الكائنات بدائية النواة.
الشبكة الإندوبلازمية (endoplasmic شبكية)عبارة عن شبكة متفرعة ثلاثية الأبعاد من القنوات والحويصلات والصهاريج ، مقيدة بالأغشية ، تخترق الهيالوبلازم. تتكون الشبكة الإندوبلازمية في الخلايا التي تصنع البروتينات من أغشية تحمل السطح الخارجيالريبوسومات. هذا النموذج يسمى حبيبي، أو جرونجي (أرز. 2.1). تسمى الشبكة الإندوبلازمية التي لا تحتوي على الريبوسومات حبيبي، أو سلس. تشارك الشبكة الإندوبلازمية الحبيبية في تخليق الدهون والمركبات الأخرى المحبة للدهون (الزيوت الأساسية والراتنجات والمطاط).
تعمل الشبكة الإندوبلازمية كنظام اتصال للخلية وتستخدم لنقل المواد. ترتبط الشبكيات الإندوبلازمية للخلايا المجاورة من خلال خيوط السيتوبلازم - روابط بلازميةالتي تمر عبر جدران الخلايا. الشبكة الإندوبلازمية هي مركز تكوين ونمو أغشية الخلايا. إنه يؤدي إلى ظهور مكونات خلوية مثل الفجوات ، الجسيمات الحالة ، الديكتوسومات ، الأجسام الدقيقة. من خلال الشبكة الإندوبلازمية ، يتم التفاعل بين العضيات.
جهاز جولجيسمي على اسم العالم الإيطالي K.Golgi ، الذي وصفه لأول مرة في خلايا حيوانية. في الخلايا النباتية ، يتكون جهاز جولجي من فرد ديكتوسوم، أو هيئة جولجيو حويصلات جولجي. كل دكتوسوم عبارة عن كومة من 5-7 أو أكثر من الصهاريج المستديرة المسطحة قطرها حوالي 1 ميكرومتر ، يحدها غشاء ( أرز. 2.3).على طول الحواف ، غالبًا ما تنتقل الديكتوزومات إلى نظام من الأنابيب المتفرعة الرقيقة. يختلف عدد الدكتاتوزومات في الخلية اختلافًا كبيرًا (من 10-50 إلى عدة مئات) اعتمادًا على نوع الخلية ومرحلة تطورها. تنفصل حويصلات جولجي ذات الأقطار المختلفة عن حواف الصهاريج أو حواف الأنابيب وعادة ما تتجه نحو البلازما أو الفجوة.
أرز. 2.3 رسم تخطيطي لهيكل الديكتوسوم.
Dictyosomes هي مراكز تخليق وتراكم وإطلاق السكريات ، في المقام الأول مواد البكتين والهيميسليلوز لمصفوفة جدار الخلية والمخاط. تنقل حويصلات جولجي السكريات المتعددة إلى غشاء البلازما. تم تطوير جهاز جولجي بشكل خاص في الخلايا التي تفرز السكريات بشكل مكثف.
الجسيمات المحللة- عضيات مفصولة عن الهيالوبلازم بغشاء وتحتوي على إنزيمات محللة مائية قادرة على تدمير المركبات العضوية. الجسيمات الحالة للخلايا النباتية هي فجوات وحويصلات حشوية صغيرة (0.5-2 ميكرون) - مشتقات الشبكة الإندوبلازمية أو جهاز جولجي. الوظيفة الرئيسية للجسيمات الحالة محلية التحلل الذاتي- تدمير أقسام فردية من السيتوبلازم لخلية المرء ، وينتهي بتشكيل فجوة هيولي في مكانها. التحلل الذاتي المحلي في النباتات هو في المقام الأول قيمة وقائية: مع نقص مؤقت في العناصر الغذائية ، يمكن أن تظل الخلية قابلة للحياة عن طريق هضم جزء من السيتوبلازم. وظيفة أخرى للجسيمات الحالة هي إزالة العضيات الخلوية البالية أو الزائدة ، وكذلك تطهير تجويف الخلية بعد موت البروتوبلاست ، على سبيل المثال ، أثناء تكوين العناصر الموصلة للماء.
الميكروب- عضيات كروية صغيرة (0.5-1.5 ميكرون) محاطة بغشاء واحد. يوجد بالداخل مصفوفة كثيفة دقيقة الحبيبات تتكون من إنزيمات الأكسدة والاختزال. أشهر الميكروبات الجليوكسيسوماتو بيروكسيسومات. تشارك الجليوكسيسومات في تحويل الزيوت الدهنية إلى سكريات ، والتي تحدث أثناء إنبات البذور. في البيروكسيسومات ، تحدث تفاعلات التنفس الضوئي (التنفس الضوئي) ، بينما تتأكسد نواتج التمثيل الضوئي فيها بتكوين الأحماض الأمينية.
الميتوكوندريا -عضيات دائرية أو بيضاوية الشكل ، أقل خيطية بقطر 0.3-1 ميكرون ، محاطة بغشاءين. يشكل الغشاء الداخلي نتوءات في تجويف الميتوكوندريا - cristae، مما يزيد بشكل كبير من سطحه الداخلي. يتم ملء الفراغ بين cristae مصفوفة. تحتوي المصفوفة على ريبوسومات أصغر من الريبوسومات الهيالوبلازمية وخيوط من الحمض النووي الخاص بها ( أرز. 2.4).
أرز. 2.4 مخططات هيكل الميتوكوندريا في صورة ثلاثية الأبعاد (1) وفي قسم (2): VM- الغشاء الداخلي للميتوكوندريا. الحمض النووي- حبلا من الحمض النووي للميتوكوندريا ؛ ل- كريستا أماه- مصفوفة؛ NM – الغشاء الخارجيالميتوكوندريا؛ ص- ريبوسومات الميتوكوندريا.
تسمى الميتوكوندريا قوى الخلية. يجرون داخل الخلايا يتنفس، ونتيجة لذلك يتم تكسير المركبات العضوية مع إطلاق الطاقة. تُستخدم هذه الطاقة في تصنيع ATP مؤكسد الفسفرة. حسب الحاجة ، تُستخدم الطاقة المخزنة في ATP لتخليق مواد مختلفة وفي عمليات فسيولوجية مختلفة. يتراوح عدد الميتوكوندريا في الخلية من بضع إلى عدة مئات ، خاصة في الخلايا الإفرازية.
الميتوكوندريا هي عضيات دائمة لا تظهر مرة أخرى ، ولكن يتم توزيعها أثناء الانقسام بين الخلايا الوليدة. تحدث الزيادة في عدد الميتوكوندريا بسبب انقسامها. هذا ممكن بسبب وجود الأحماض النووية الخاصة بهم في الميتوكوندريا. الميتوكوندريا قادرة على توليف مستقل نوويًا لبعض البروتينات الخاصة بها على الريبوسومات الخاصة بها تحت سيطرة الحمض النووي للميتوكوندريا. ومع ذلك ، فإن هذا الاستقلال لم يكتمل ، لأن تطور الميتوكوندريا يحدث تحت سيطرة النواة ، وبالتالي فإن الميتوكوندريا هي عضيات شبه مستقلة.
البلاستيداتتوجد العضيات فقط في النباتات. هناك ثلاثة أنواع من البلاستيدات: 1) البلاستيدات الخضراء(البلاستيدات الخضراء) ؛ 2) الكروموبلاستس(البلاستيدات صفراء أو برتقالية أو حمراء) و leucoplasts(بلاستيدات عديمة اللون). عادة ، يوجد نوع واحد فقط من البلاستيد في الخلية.
البلاستيدات الخضراءهي الأكثر أهمية لعملية التمثيل الضوئي. تحتوي على صبغة خضراء الكلوروفيل، يعطي النباتات اللون الأخضر ، والأصباغ التي تنتمي للمجموعة الكاروتينات. يتراوح لون الكاروتينات من الأصفر والبرتقالي إلى الأحمر والبني ، ولكن عادةً ما يتم إخفاء ذلك بالكلوروفيل. الكاروتينات مقسمة إلى الكاروتين، وهي برتقالية اللون ، و الزانثوفيللها لون أصفر. هذه أصباغ محبة للدهون (قابلة للذوبان في الدهون) ، وفقًا لتركيبها الكيميائي ، تنتمي إلى التربينويد.
البلاستيدات الخضراء النباتية لها شكل عدسة ثنائية الوجه ويبلغ حجمها 4-7 ميكرومتر ؛ يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر الضوئي. يمكن أن يصل عدد البلاستيدات الخضراء في خلايا التمثيل الضوئي إلى 40-50. في الطحالب ، يتم لعب دور جهاز التمثيل الضوئي كروماتوفورس. شكلها متنوع: على شكل كوب (الكلاميوموناس) ، على شكل شريط (سبيروجيرا) ، صفائحي (بينولاريا) ، إلخ. كروماتوفورز أكبر بكثير ، وعددها في الخلية من 1 إلى 5.
البلاستيدات الخضراء لها هيكل معقد. يتم تحديدها من الهيالوبلازم بواسطة غشاءين - خارجي وداخلي. المحتوى الداخلي يسمى سدى. يشكل الغشاء الداخلي نظامًا معقدًا ومرتبًا بدقة من الأغشية داخل البلاستيدات الخضراء ، على شكل حويصلات مسطحة تسمى ثايلاكويدات. مكدسة Thylakoids - بقولياتتشبه أعمدة العملات المعدنية. ترتبط الجرانيت ببعضها البعض عن طريق الثايلاكويدات السدى (الثايلاكويدات الحبيبية) التي تمر عبرها على طول البلاستيد ( أرز. 2.5). يتم تضمين الكلوروفيل والكاروتينات في أغشية الثايلاكويد للغران. في سدى من البلاستيدات الخضراء الكريات البلعومية- شوائب كروية للزيوت الدهنية ، حيث يتم إذابة الكاروتينات ، وكذلك الريبوسومات المماثلة في الحجم لتلك الموجودة في بدائيات النوى والميتوكوندريا ، وخيوط الحمض النووي. غالبًا ما توجد حبوب النشا في البلاستيدات الخضراء ، وهذا ما يسمى أساسي، أو الاستيعاب نشاء- التخزين المؤقت لمنتجات التمثيل الضوئي.
أرز. 2.5 مخطط هيكل البلاستيدات الخضراء في صورة ثلاثية الأبعاد (1) وفي قسم (2): Vm- الغشاء الداخلي؛ غرام- جرانا الحمض النووي- حبلا من DNA البلاستيد ؛ NM- الغشاء الخارجي ص- بلاستوجلوبولي ص- ريبوسومات البلاستيدات الخضراء ؛ مع- سدى TIG- جرانا الثايلاكويد تيم- الثايلاكويد بين الحبيبات.
يتكون الكلوروفيل والبلاستيدات الخضراء فقط في الضوء. النباتات التي تزرع في الظلام ليس لها لون أخضر وتسمى محبط. بدلاً من البلاستيدات الخضراء النموذجية ، فإنها تشكل بلاستيدات متغيرة لا تحتوي على نظام غشاء داخلي متطور ، - ايتوبلاستس.
الوظيفة الرئيسية للبلاستيدات الخضراء هي البناء الضوئي، تكوين مواد عضوية من غير عضوية بسبب طاقة الضوء. يلعب الكلوروفيل دورًا مركزيًا في هذه العملية. يمتص طاقة الضوء ويوجهها إلى تنفيذ تفاعلات التمثيل الضوئي. تنقسم ردود الفعل هذه إلى تعتمد على الضوء ومظلمة (لا تتطلب وجود الضوء). تتكون التفاعلات المعتمدة على الضوء في تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية وتحلل الماء (التحلل الضوئي). وهي محصورة في أغشية الثايلاكويد. التفاعلات المظلمة - اختزال ثاني أكسيد الكربون في الهواء مع هيدروجين الماء إلى كربوهيدرات (تثبيت ثاني أكسيد الكربون) - تستمر في سدى البلاستيدات الخضراء.
في البلاستيدات الخضراء ، كما هو الحال في الميتوكوندريا ، يتم تصنيع ATP. في هذه الحالة ، مصدر الطاقة هو ضوء الشمس ، لذلك يطلق عليه الفسفرة الضوئية. تشارك البلاستيدات الخضراء أيضًا في تصنيع الأحماض الأمينية والأحماض الدهنية ، وتعمل كمخزن للاحتياطيات المؤقتة من النشا.
يشير وجود الحمض النووي والريبوسومات ، كما في حالة الميتوكوندريا ، إلى وجود نظام تخليق البروتين الخاص به في البلاستيدات الخضراء. في الواقع ، يتم تصنيع معظم بروتينات غشاء الثايلاكويد على ريبوسومات البلاستيدات الخضراء ، في حين أن معظم البروتينات اللحمية ودهون الغشاء من أصل بلاستيد إضافي.
Leukoplasts -بلاستيدات صغيرة عديمة اللون. توجد بشكل رئيسي في خلايا الأعضاء المخفية عنها ضوء الشمسمثل الجذور والجذور والدرنات والبذور. يتشابه هيكلها بشكل عام مع بنية البلاستيدات الخضراء: قشرة من غشاءين ، السدى ، الريبوسومات ، خيوط الحمض النووي ، الغلوبات البلاستوجلية تشبه تلك الموجودة في البلاستيدات الخضراء. ومع ذلك ، على عكس البلاستيدات الخضراء ، فإن البلاستيدات البيضاء لديها نظام غشاء داخلي ضعيف التطور.
Leukoplasts هي عضيات مرتبطة بتركيب وتراكم العناصر الغذائية الاحتياطية ، وخاصة النشا ، ونادرًا البروتينات والدهون. Leukoplasts التي تخزن النشا , مُسَمًّى الأميلوبلاست. هذا النشا له مظهر الحبوب ، على عكس النشا الاستيعابي للبلاستيدات الخضراء ، يطلق عليه إضافي، أو ثانوي. يمكن ترسيب بروتين التخزين على شكل بلورات أو شوائب غير متبلورة فيما يسمى البروتيناتوالزيوت الدهنية - في شكل الكريات اللدنة في elaioplasts.
غالبًا ما توجد في الخلايا خلايا بيضاء لا تتراكم العناصر الغذائية الاحتياطية ، ولم يتم توضيح دورها بالكامل بعد. في الضوء ، يمكن أن تتحول البلاستيدات البيضاء إلى البلاستيدات الخضراء.
كروموبلاستس -البلاستيدات برتقالية وحمراء وصفراء ، ويرجع ذلك إلى أصباغ تنتمي إلى مجموعة الكاروتينات. تم العثور على الكروموبلاستس في خلايا بتلات العديد من النباتات (القطيفة ، حوذان ، الهندباء) ، والفواكه الناضجة (الطماطم ، والورد البري ، ورماد الجبل ، واليقطين ، والبطيخ) ، ونادرًا - المحاصيل الجذرية (الجزر) ، وكذلك في أوراق الخريف .
نظام الغشاء الداخلي في البلاستيدات الخضراء ، كقاعدة عامة ، غائب. غالبًا ما يتم إذابة الكاروتينات في الزيوت الدهنية من الجسيمات البلاستوجلوبية ( أرز. 2.6) ،و chromoplasts كروية إلى حد ما. في بعض الحالات (جذور الجزر ، ثمار البطيخ) ، تترسب الكاروتينات على شكل بلورات. أشكال متعددة. تمتد البلورة إلى أغشية البلاستيدات الملونة ، وتتخذ شكلها: خشنة ، على شكل إبرة ، على شكل منجل ، رقائقي ، مثلث ، معيني ، إلخ.
أرز. 2.6. Chromoplast لخلية الميزوفيل من بتلة الحوذان: VM- الغشاء الداخلي؛ NM- الغشاء الخارجي ص- بلاستوجلوبولي مع- سدى.
لم يتم توضيح أهمية البلاستيدات الملونة بشكل كامل. معظمهم من البلاستيدات الشيخوخة. كقاعدة عامة ، تتطور من البلاستيدات الخضراء ، بينما يتم تدمير الكلوروفيل وهيكل الغشاء الداخلي في البلاستيدات ، وتتراكم الكاروتينات. يحدث هذا عندما تنضج الثمار وتتحول الأوراق إلى اللون الأصفر في الخريف. تكمن الأهمية البيولوجية غير المباشرة للبلاستيدات الملونة في أنها تحدد اللون الزاهي للأزهار والفواكه ، مما يجذب الحشرات للتلقيح المتبادل والحيوانات الأخرى لتشتت الفاكهة. يمكن أن تتحول Leukoplasts أيضًا إلى صانعات صبغية.
تتكون جميع أنواع البلاستيدات الثلاثة من بروبلاستيد- أجسام صغيرة عديمة اللون موجودة في الخلايا الإنشائية (المنقسمة) للجذور والبراعم. Proplastids قادرة على الانقسام ، وعندما تتمايز ، تتحول إلى أنواع مختلفة من البلاستيدات.
بالمعنى التطوري ، فإن النوع الأولي الأولي من البلاستيدات هو البلاستيدات الخضراء ، والتي نشأت منها البلاستيدات من النوعين الآخرين. في عملية التطور الفردي (التولد) ، يمكن أن تتحول جميع أنواع البلاستيدات تقريبًا إلى بعضها البعض.
تشترك البلاستيدات في العديد من الميزات مع الميتوكوندريا التي تميزها عن المكونات الأخرى للسيتوبلازم. هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، قشرة من غشاءين واستقلالية وراثية نسبية بسبب وجود الريبوسومات الخاصة بها والحمض النووي. شكلت خصوصية العضيات هذه الأساس لفكرة أن سلائف البلاستيدات والميتوكوندريا كانت بكتيريا ، والتي تحولت في عملية التطور إلى خلية حقيقية النواة وتحولت تدريجياً إلى بلاستيدات خضراء وميتوكوندريا.
جوهر- الجزء الرئيسي والإلزامي من خلية حقيقية النواة. النواة هي مركز التحكم في عملية التمثيل الغذائي للخلية ، ونموها وتطورها ، وتتحكم في نشاط جميع العضيات الأخرى. تخزن النواة المعلومات الجينية وتمررها إلى الخلايا الوليدة أثناء انقسام الخلية. النواة موجودة في جميع الخلايا النباتية الحية ، باستثناء الأجزاء الناضجة فقط من الأنابيب الغربالية للحاء. الخلايا ذات النواة البعيدة ، كقاعدة عامة ، تموت بسرعة.
النواة هي أكبر عضية ، حجمها 10-25 ميكرون. نوى كبيرة جدًا في الخلايا الجرثومية (تصل إلى 500 ميكرون). غالبًا ما يكون شكل النواة كرويًا أو إهليلجيًا ، ولكن في الخلايا الطويلة جدًا يمكن أن يكون عدسيًا أو مغزليًا.
تحتوي الخلية عادة على نواة واحدة. في الخلايا الشابة (الإنشائية) ، عادة ما تحتل موقعًا مركزيًا. وأنت تنمو فجوة المركزيةتنتقل النواة إلى جدار الخلية وتقع في طبقة جدار السيتوبلازم.
من حيث التركيب الكيميائي ، تختلف النواة بشكل حاد عن باقي العضيات في محتواها العالي (15-30٪) من الحمض النووي ، وهو مادة وراثة الخلية. تحتوي النواة على 99٪ من الحمض النووي للخلية ؛ وهي تشكل معقدات تحتوي على بروتينات نووية - بروتينات نوكليوبروتينات الديوكسي ريبونوكليوبروتينات. تحتوي النواة أيضًا على كميات كبيرة من RNA (بشكل رئيسي mRNA و rRNA) والبروتينات.
بنية النواة هي نفسها في جميع الخلايا حقيقية النواة. في النواة يوجد الكروماتينيةو نويةمغمورة في كاريوبلازم؛ يتم فصل النواة عن السيتوبلازم نووي صدَفَةمع المسام ( أرز. 2.1).
المغلف النووييتكون من غشاءين. الغشاء الخارجي المتاخم للهيالوبلازم يحمل الريبوسومات المرفقة. تتخلل القشرة مسام كبيرة إلى حد ما ، مما يسهل التبادل بين السيتوبلازم والنواة إلى حد كبير ؛ تمر الجزيئات البروتينية الكبيرة ، والبروتينات النووية الريبية ، والوحدات الفرعية للريبوسوم ، وما إلى ذلك عبر المسام ، ويتم دمج الغشاء النووي الخارجي في بعض الأماكن مع الشبكة الإندوبلازمية.
كاريوبلازم (نيوكليوبلازم، أو نووي عصير)- المادة الرئيسية للنواة ، تعمل كوسيط للتوزيع مركبات اساسيه- الكروماتين والنواة. يحتوي على إنزيمات ونيوكليوتيدات حرة وأحماض أمينية و mRNA و tRNA ومنتجات نفايات الكروموسومات والنواة.
نوية- جسم كروي كثيف بقطر 1-3 ميكرون. عادة ما تحتوي النواة على 1-2 ، وأحيانًا عدة نوى. النواة هي الناقل الرئيسي للحمض النووي الريبي النووي وتتكون من البروتينات النووية. وظيفة النوى هي تخليق الرنا الريباسي وتكوين الوحدات الفرعية للريبوسوم.
الكروماتينيةهو أهم جزء من النواة. يتكون الكروماتين من جزيئات الحمض النووي المرتبطة بالبروتينات - البروتينات النووية غير المؤكدة. أثناء انقسام الخلية ، يتمايز الكروماتين إلى الكروموسومات. الكروموسومات هي خيوط كروماتين حلزونية مضغوطة ؛ يمكن تمييزها بوضوح في الطور الرئيسي للانقسام ، عندما يمكنك حساب عدد الكروموسومات والنظر في شكلها. يوفر الكروماتين والكروموسومات تخزين المعلومات الوراثية وتكرارها ونقلها من خلية إلى أخرى.
عدد وشكل الكروموسومات ( النمط النووي) هي نفسها في جميع خلايا الجسم من كائنات من نفس النوع. تحتوي نوى الخلايا الجسدية (غير الجنسية) ثنائي الصيغة الصبغية(مزدوج) مجموعة الكروموسومات - 2n. يتكون من اندماج خليتين جنسيتين مع أحادي العدد(مفردة) مجموعة من الكروموسومات - ن. في المجموعة ثنائية الصبغيات ، يتم تمثيل كل زوج من الكروموسومات بواسطة كروموسومات متجانسة ، أحدهما من الأم والآخر من الكائن الحي الأب. تحتوي الخلايا الجنسية على كروموسوم واحد من كل زوج من الكروموسومات المتماثلة.
يختلف عدد الكروموسومات في الكائنات الحية المختلفة من مائتين إلى عدة مئات. كقاعدة عامة ، لكل نوع مجموعة مميزة وثابتة من الكروموسومات ، ثابتة في عملية تطور هذا النوع. يحدث التغيير في مجموعة الكروموسوم فقط نتيجة للطفرات الصبغية والجينومية. تسمى الزيادة الوراثية المتعددة في عدد مجموعات الكروموسومات تعدد الصبغيات، التغيير المتكرر في مجموعة الكروموسوم - اختلال الصيغة الصبغية. النباتات - متعدد الصيغ الصبغياتتتميز بأحجام أكبر وإنتاجية أكبر ومقاومة عوامل غير مواتيةبيئة خارجية. إنها ذات أهمية كبيرة باعتبارها المادة الأولية للتكاثر وإنشاء أنواع عالية الإنتاجية من النباتات المزروعة. يلعب تعدد الصبغيات أيضًا دورًا كبيرًا في الانتواع في النباتات.
انقسام الخلية
يحدث ظهور نوى جديدة بسبب تقسيم النوى الموجودة. في الوقت نفسه ، لا يتم تقسيم النواة عادةً عن طريق انقباض بسيط إلى النصف ، لأن هذه الطريقة لا يمكن أن توفر توزيعًا متطابقًا تمامًا للمادة الوراثية بين خليتين ابنتيتين. يتم تحقيق ذلك من خلال عملية انشطار نووي معقدة تسمى الانقسام المتساوي.
الانقسام المتساويهو شكل عالمي من الانشطار النووي ، مشابه للنباتات والحيوانات. تتكون من أربع مراحل: الطور الأول, الطورية, طورو الطور(أرز. 2.7). الفترة بين اثنين من الانقسامات الانقسامية تسمى الطور البيني.
في الطور الأولتبدأ الكروموسومات في الظهور في النواة. في البداية تبدو وكأنها كرة من الخيوط المتشابكة. ثم يتم تقصير الكروموسومات وتثخينها وترتيبها بطريقة منظمة. في نهاية الطور الأولي ، تختفي النواة ، ويتم تجزئة الغشاء النووي إلى صهاريج قصيرة منفصلة ، لا يمكن تمييزها عن عناصر الشبكة الإندوبلازمية ، يتم خلط الكاريوبلازم مع الهيالوبلازم. تظهر تراكمات الأنابيب الدقيقة في قطبين من النواة ، تتشكل منهما الشعيرات لاحقًا الانقسامية مغازل.
في الطوريةتنفصل الكروموسومات أخيرًا وتتجمع في مستوى واحد في المنتصف بين أقطاب النواة ، وتتشكل الطورية سِجِلّ. تتكون الكروموسومات من اثنين مطويين بالطول الكروماتيدات، يحتوي كل منها على جزيء DNA واحد. الكروموسومات مقيدة السنترومير، والتي تقسمهم إلى ذراعين متساويين أو غير متساويين. في الطور الاستباقي ، تبدأ كروماتيدات كل كروموسوم بالانفصال عن بعضها البعض ، ويتم الحفاظ على الاتصال بينهما فقط في منطقة السنترومير. ترتبط خيوط المغزل الانقسامي بالسنتروميرات. وهي تتكون من صفائف متوازية من الأنابيب الدقيقة. المغزل الانقسامي هو جهاز للتوجيه المحدد للكروموسومات في لوحة الطور وتوزيع الكروموسومات على طول أقطاب الخلية.
في طورينفصل كل كروموسوم أخيرًا إلى كروماتيدات ، والتي تصبح كروموسومات شقيقة. بعد ذلك ، بمساعدة خيوط المغزل ، يبدأ أحد أزواج الكروموسومات الشقيقة بالانتقال إلى أحد قطبي النواة ، والثاني إلى الآخر.
Telophaseيحدث عندما تصل الكروموسومات الشقيقة إلى أقطاب الخلية. يختفي المغزل ، وتتلاشى الكروموسومات المتجمعة على طول القطبين وتطول - تنتقل إلى كروماتين الطور البيني. تظهر النوى ، وتتجمع قشرة حول كل نواة ابنة. يتكون كل كروموسوم ابنة من كروماتيد واحد فقط. يتم الانتهاء من النصف الثاني ، الذي يتم تنفيذه عن طريق مضاعفة الحمض النووي ، بالفعل في نواة الطور البيني.
أرز. 2.7. مخطط الانقسام والحركة الخلوية لخلية تحتوي على عدد من الكروموسومات 2 ن=4 : 1 - الطور البيني. 2،3 - الطور ؛ 4 - الطورية. 5 - طور. 6 - تشكيل الطور النهائي وصفيحة الخلية ؛ 7 - الانتهاء من الحركية الخلوية (الانتقال إلى الطور البيني) ؛ في- المغزل الإنقسامية KP- تطوير لوحة الخلية. F- ألياف phragmoplast ؛ جلالة الملك- كروموسوم أنا- نوية؛ أسلحة نووية- المغلف النووي.
تتراوح مدة الانقسام من 1 إلى 24 ساعة. نتيجة للانقسام الفتيلي والطور البيني اللاحق ، تتلقى الخلايا نفس المعلومات الوراثية وتحتوي على كروموسومات متطابقة في العدد والحجم والشكل مع الخلايا الأم.
يبدأ انقسام الخلية في الطور النهائي انقسام السيتوبلازم. أولاً ، تظهر العديد من الألياف بين نواتين الابنتين ، ويكون مجموع هذه الألياف على شكل أسطوانة ويسمى phragmoplast(أرز. 2.7). مثل خيوط المغزل ، تتشكل ألياف phragmoplast بواسطة مجموعات من الأنابيب الدقيقة. في وسط phragmoplast ، في المستوى الاستوائي بين نوى الابنة ، تتراكم حويصلات Golgi التي تحتوي على مواد البكتين. يندمجون مع بعضهم البعض ويؤديون إلى الخلوية سِجِلّويصبح الغشاء الذي يقيدها جزءًا من غشاء البلازما.
صفيحة الخلية على شكل قرص وتنمو بطرد مركزي باتجاه جدران الخلية الأم. تتحكم ألياف Phragmoplast في اتجاه حركة حويصلات جولجي ونمو صفيحة الخلية. عندما تصل صفيحة الخلية إلى جدران الخلية الأم ، يكتمل تكوين الحاجز وفصل خليتين ابنتيتين ، ويختفي فراجموبلاست. بعد الانتهاء من الحركة الخلوية ، تبدأ كلتا الخليتين في النمو ، وتصلان إلى حجم الخلية الأم ، ثم يمكنهما الانقسام مرة أخرى أو المضي قدمًا في التمايز.
الانقسام الاختزالي(اختزال الانشطار النووي) - طريقة تقسيم خاصة ، على عكس الانقسام الفتيلي ، يحدث انخفاض (انخفاض) في عدد الكروموسومات وتنتقل الخلايا من حالة ثنائية الصبغة إلى حالة أحادية الصيغة الصبغية. في الحيوانات ، يعتبر الانقسام الاختزالي هو الرابط الرئيسي تكوين الأمشاج(عملية تكوين الأمشاج) ، وفي النباتات - تكوين الأبواغ(عملية تكوين البوغ). إذا لم يكن هناك انقسام ، فإن عدد الكروموسومات أثناء اندماج الخلية أثناء العملية الجنسية يجب أن يتضاعف إلى ما لا نهاية.
يتكون الانقسام الاختزالي من قسمين متتاليين ، في كل منهما يمكن تمييز نفس المراحل الأربع كما هو الحال في الانقسام الفتيلي العادي ( شكل 2.8).
في طور التقسيم الأول ، كما في طور الانقسام الفتيلي ، يمر كروماتين النواة إلى حالة مكثفة - تتشكل الكروموسومات النموذجية لهذا النوع من النباتات ، ويختفي الغشاء النووي والنواة. ومع ذلك ، أثناء الانقسام الاختزالي ، لا يتم ترتيب الكروموسومات المتجانسة في حالة اضطراب ، ولكن في أزواج ، تتواصل مع بعضها البعض بطولها بالكامل. في هذه الحالة ، يمكن للكروموسومات المزدوجة تبادل أقسام فردية من الكروماتيدات مع بعضها البعض. في الطور الأول للقسم الأول ، لا تشكل الكروموسومات المتجانسة طبقة واحدة ، بل لوحة طورية من طبقتين. في طور التقسيم الأول ، تتباعد الكروموسومات المتجانسة لكل زوج على طول أقطاب مغزل الانقسام دون فصلها الطولي إلى كروماتيدات معزولة. نتيجة لذلك ، في الطور النهائي ، في كل قطب من أقطاب الانقسام ، ينخفض عدد الكروموسومات أحادية العدد ، التي لا تتكون من واحد ، بل من اثنين من الكروموسومات ، إلى النصف. توزيع الكروموسومات المتجانسة في نوى الابنة عشوائي.
مباشرة بعد الطور النهائي للقسم الأول ، تبدأ المرحلة الثانية من الانقسام الاختزالي - الانقسام العادي مع تقسيم الكروموسومات إلى كروماتيدات. نتيجة لهذين التقسيمين والتحرك الخلوي اللاحق ، يتم تكوين أربع خلايا ابنة أحادية العدد - تتراد. في الوقت نفسه ، لا يوجد طور بين القسمين النوويين الأول والثاني ، وبالتالي ، تكرار الحمض النووي. أثناء الإخصاب ، تتم استعادة مجموعة الكروموسومات ثنائية الصبغيات.
أرز. 2.8. رسم تخطيطي للانقسام الاختزالي مع عدد الكروموسومات 2 ن=4 : 1 - الطور الأول (يتم تجميع الكروموسومات المتجانسة في أزواج في لوحة الطور) ؛ 2 - الطور الأول (تتحرك الكروموسومات المتجانسة بعيدًا عن بعضها البعض إلى أقطاب المغزل دون الانقسام إلى كروماتيدات) ؛ 3 - الطور الثاني (توجد الكروموسومات في لوحة الطور في صف واحد ، وعددها ينخفض إلى النصف) ؛ 4 - الطور الثاني (بعد الانقسام ، تبتعد كروموسومات الابنة عن بعضها البعض) ؛ 5 - الطور الثاني (يتم تشكيل رباعي الخلايا) ؛ في- المغزل الإنقسامية جلالة الملك 1 - كروموسوم كروماتيد واحد جلالة الملك 2 - كروموسوم لاثنين من الكروماتيدات.
لا تكمن أهمية الانقسام الاختزالي في ضمان ثبات عدد الكروموسومات في الكائنات الحية من جيل إلى جيل. بسبب التوزيع العشوائي للكروموسومات المتماثلة وتبادل أقسامها الفردية ، تحتوي الخلايا الجرثومية المتكونة في الانقسام الاختزالي على مجموعة متنوعة من الكروموسومات. يوفر هذا مجموعة متنوعة من مجموعات الكروموسومات ، ويزيد من تنوع السمات في الأجيال اللاحقة ، وبالتالي يوفر مادة لتطور الكائنات الحية.
1. دعنا نحدد المفاهيم.
الخلية هي الوحدة الهيكلية لجميع الكائنات الحية.
العضوي هو بنية خلوية متخصصة تؤدي وظائف معينة.
2. دعونا ندحض التأكيد على أن النواة هي عنصر إلزامي لجميع خلايا الكائنات الحية.
النواة هي مركز كل الخلايا النووية. ومع ذلك ، هناك كائنات لا تحتوي على نواة - البكتيريا. تسمى هذه الكائنات بدائيات النوى.
3. املأ الجدول.
4. لنكمل الجمل.
البيئة الداخلية للخلية هي السيتوبلازم. يحتوي على النواة والعديد من العضيات. إنها تربط العضيات ببعضها البعض ، وتوفر حركة المواد المختلفة وهي البيئة التي تحدث فيها العمليات المختلفة. تعمل القشرة كإطار خارجي للخلية ، وتعطيها شكلاً وحجمًا معينين ، وتؤدي وظائف الحماية والدعم ، وتشارك في نقل المواد إلى الخلية.
5. دعونا نوقع عضيات الخلية ، المشار إليها في الشكل بالأرقام.
1 - البلاستيدات الخضراء
2 - جدار الخلية
3 – تذكر الذكريات
4 - الليزوزوم
5 - فجوة
6- جهاز جولجي
7 - EPS
8 - النواة
6. املأ الجدول.
7. تشير إلى العضيات في محيط الخلية الحيوانية.
8. لنكمل المهام.
1) دلالة على عضيات السيتوبلازم:
نواة
ج) البلاستيدات الخضراء
د) الريبوسومات
ه) الميتوكوندريا
ه) الفجوات
2) دلالة على الهياكل الموجودة في القلب:
ب) النواة
9. اكتشف دور الكروموسومات في الخلية.
تخزين المعلومات الوراثية.
10. أدخل الأحرف المفقودة.
الشبكة الإندوبلازمية ، السيتوبلازم ، الميتوكوندريا ، الريبوسوم ، البلاستيدات الخضراء ، الفجوة ، الكلوروفيل ، كثرة الخلايا ، كثرة الخلايا.
العمل المخبري
"هيكل الخلية النباتية"
4. ارسم مجموعة من الخلايا النباتية.
5. لنرسم خلية واحدة من ورقة Elodea ونوقع أجزائها.
العمل المخبري
"هيكل الخلية الحيوانية"
2. ارسم مجموعة من خلايا الأنسجة الحيوانية.
3. لنرسم خلية واحدة ونوقع أجزائها.
4. دلالة مميزة و السمات المشتركةخلية حيوانية مع خلية أوراق elodea.
التشابه هو أن هناك غشاء سيتوبلازم ، سيتوبلازم ونواة.
الاختلافات: تحتوي خلية Elodea على بلاستيدات خضراء وجدار خلوي وفجوة ، بينما تحتوي الخلية الحيوانية على الجسيمات الحالة والميتوكوندريا.