أهمية الخلايا النباتية

الخلية هي أصغر وحدة حياة في كل من النباتات والحيوانات. البكتيريا هي مثال على كائن وحيد الخلية ، بينما يتكون الإنسان البالغ من تريليونات من الخلايا. الخلايا أكثر من مهمة - فهي حيوية للحياة كما نعرفها. بدون الخلايا ، لن يبقى أي كائن حي. بدون الخلايا النباتية ، لن تكون هناك نباتات. وبدون النباتات ، تموت جميع الكائنات الحية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

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

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

تحتوي الخلايا النباتية على العديد من الهياكل الخلوية ، التي تؤدي وظائف أساسية للخلية لتعمل وتعيش. تتكون الخلية النباتية من جدار خلوي وغشاء خلوي والعديد من الهياكل المرتبطة بالغشاء (العضيات) ، مثل البلاستيدات والفجوات. يتكون جدار الخلية ، وهو الغطاء الخارجي الصلب للخلية ، من السليلوز ويوفر الدعم ويسهل التفاعل بين الخلايا. يتكون من ثلاث طبقات: جدار الخلية الأساسي وجدار الخلية الثانوي والصفيحة الوسطى. غشاء الخلية (يسمى أحيانًا غشاء البلازما) هو الجسم الخارجي للخلية داخل جدار الخلية. وتتمثل مهمتها الرئيسية في توفير القوة والحماية من العدوى والتوتر. إنه شبه نافذ ، مما يعني أن بعض المواد فقط يمكن أن تمر من خلاله. تسمى المصفوفة الشبيهة بالهلام داخل غشاء الخلية العصارة الخلوية أو السيتوبلازم ، والتي تتطور بداخلها جميع عضيات الخلية الأخرى.

كل عضية داخل الخلية النباتية لها دور مهم. تخزن البلاستيدات المنتجات النباتية. الفجوات هي عضيات مملوءة بالماء ومحددة بالغشاء وتستخدم أيضًا لتخزين المواد المفيدة. تقوم الميتوكوندريا بالتنفس الخلوي وتمنح الخلايا طاقة. البلاستيدات الخضراء عبارة عن بلاستيد ممدود أو قرصي الشكل يتكون من الصباغ الأخضر الكلوروفيل. يحبس الطاقة الضوئية ويحولها إلى طاقة كيميائية عبر عملية تسمى التمثيل الضوئي. جسم جولجي هو جزء من الخلية النباتية حيث يتم فرز البروتينات وتعبئتها. يتم تجميع البروتينات داخل هياكل تسمى الريبوسومات. الشبكة الإندوبلازمية عبارة عن عضيات مغطاة بالغشاء تنقل المواد.

النواة هي خاصية مميزة لخلية حقيقية النواة. إنه مركز التحكم في الخلية المرتبط بغشاء مزدوج يعرف باسم الغلاف النووي ، وهو غشاء مسامي يسمح بمرور المواد عبره. تلعب النواة دورًا مهمًا في تكوين البروتين.

تأتي الخلايا النباتية في أنواع مختلفة ، بما في ذلك خلايا اللحاء ، والحمة ، والصلبة ، وخلايا النسيج القطني.

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

الخلايا الرئيسية للنباتات هي خلايا الحمة ، والتي تشكل أوراق النبات وتسهل عملية التمثيل الغذائي وإنتاج الغذاء. تميل هذه الخلايا إلى أن تكون أكثر مرونة من غيرها لأنها أرق. توجد خلايا الحمة في أوراق وجذور وسيقان النبات.

توفر خلايا المصلبة للنبات قدراً كبيراً من الدعم. نوعان من الخلايا المصلبة هما الألياف والصلبة. الخلايا الليفية هي خلايا طويلة نحيلة تشكل عادة خيوطًا أو حزمًا. قد تحدث الخلايا الصلبة بشكل فردي أو في مجموعات وتأتي في أشكال مختلفة. عادة ما توجد في جذور النبات ولا تعيش بعد النضج لأن لها جدارًا ثانويًا سميكًا يحتوي على اللجنين ، وهو المكون الكيميائي الرئيسي للخشب. اللجنين شديد الصلابة ومقاوم للماء ، مما يجعل من المستحيل على الخلايا تبادل المواد لفترة كافية لحدوث عملية التمثيل الغذائي النشط.

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

خلايا النسيج الخشبي هي خلايا موصلة للماء ، تجلب الماء إلى أوراق النبات. هذه الخلايا الصلبة ، الموجودة في جذوع وجذور وأوراق النبات ، لا تعيش بعد النضج ، ولكن جدارها الخلوي يبقى للسماح بحرية حركة المياه في جميع أنحاء النبات بأكمله.

تشكل الأنواع المختلفة من الخلايا النباتية أنواعًا مختلفة من الأنسجة ، والتي لها وظائف مختلفة في أجزاء معينة من النبات. تشكل خلايا اللحاء وخلايا النسيج الخشبي نسيجًا وعائيًا ، وتشكل خلايا الحمة أنسجة البشرة وخلايا الحمة ، وتشكل الخلايا الملتوية وخلايا الصلبة النسيج الأرضي.

تشكل الأنسجة الوعائية الأعضاء التي تنقل الغذاء والمعادن والماء عبر النبات. تشكل أنسجة البشرة الطبقات الخارجية للنبات ، مما يخلق طبقة شمعية تمنع النبات من فقدان الكثير من الماء. تشكل الأنسجة الأرضية الجزء الأكبر من بنية النبات وتؤدي الكثير من الوظائف المختلفة ، بما في ذلك التخزين والدعم والتمثيل الضوئي.

تعتبر كل من النباتات والحيوانات كائنات متعددة الخلايا شديدة التعقيد مع بعض الأجزاء المشتركة ، مثل النواة والسيتوبلازم وغشاء الخلية والميتوكوندريا والريبوسومات. تؤدي خلاياها نفس الوظائف الأساسية: أخذ المغذيات من البيئة ، واستخدام تلك العناصر الغذائية لتوليد الطاقة للكائن الحي ، وصنع خلايا جديدة. اعتمادًا على الكائن الحي ، يمكن للخلايا أيضًا نقل الأكسجين عبر الجسم ، وإزالة النفايات ، والإرسال إشارات كهربائية إلى الدماغ ، تحمي من المرض - وفي حالة النباتات - تنتج الطاقة منها ضوء الشمس.

ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات بين الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية. على عكس الخلايا النباتية ، لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدار خلوي أو بلاستيدات خضراء أو فجوة بارزة. إذا شاهدت كلا النوعين من الخلايا تحت المجهر ، يمكنك رؤية فجوات كبيرة وبارزة في مركز الخلية النباتية ، بينما تحتوي الخلية الحيوانية على فجوة صغيرة غير واضحة.

عادة ما تكون الخلايا الحيوانية أصغر من الخلايا النباتية ولها غشاء مرن حولها. هذا يسمح للجزيئات والمغذيات والغازات بالمرور إلى الخلية. تسمح الاختلافات بين الخلايا النباتية والخلايا الحيوانية لها بأداء وظائف مختلفة. على سبيل المثال ، تمتلك الحيوانات خلايا متخصصة للسماح بالحركة السريعة لأن الحيوانات متحركة ، في حين أن النباتات ليست متحركة ولها جدران خلايا صلبة لمزيد من القوة.

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

تختلف الخلايا البكتيرية والخميرة تمامًا عن الخلايا النباتية والحيوانية. بالنسبة للمبتدئين ، فهي كائنات وحيدة الخلية. تحتوي كل من الخلايا البكتيرية وخلايا الخميرة على سيتوبلازم وغشاء محاط بجدار خلوي. تحتوي خلايا الخميرة أيضًا على نواة ، لكن الخلايا البكتيرية لا تملك نواة مميزة لمادة الجينات الخاصة بها.

توفر النباتات الموائل والمأوى والحماية للحيوانات ، وتساعد في صنع التربة والحفاظ عليها ، وتستخدم لصنع العديد من المنتجات المفيدة ، مثل:

• ألياف
  
• الأدوية

في بعض أنحاء العالم ، يعتبر خشب النباتات هو الوقود الأساسي المستخدم لطهي وجبات الناس وتدفئة منازلهم.

تنتج النباتات الأكسجين كمنتج نفايات لعملية كيميائية تسمى التمثيل الضوئي ، والتي ، كما يشير ملحق جامعة نبراسكا - لينكولن ، تعني حرفياً ، "لتجميعها مع الضوء. "خلال عملية التمثيل الضوئي ، تأخذ النباتات الطاقة من ضوء الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جزيئات ضرورية للنمو ، مثل الإنزيمات والكلوروفيل والسكريات.

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

قد يتحول الجلوكوز الناتج أثناء عملية التمثيل الضوئي إلى مواد كيميائية تحتاجها الخلايا النباتية للنمو. يمكن أيضًا تحويله إلى نشا جزيء التخزين ، والذي يمكن تحويله لاحقًا مرة أخرى إلى جلوكوز عند الحاجة من قبل النبات. يمكن أيضًا أن يتحلل خلال عملية تسمى التنفس ، والتي تطلق الطاقة المخزنة داخل جزيئات الجلوكوز.

هناك حاجة إلى العديد من الهياكل داخل الخلايا النباتية من أجل إجراء عملية التمثيل الضوئي. يتم احتواء الكلوروفيل والإنزيمات داخل البلاستيدات الخضراء. تحتوي النواة على الحمض النووي اللازم لحمل الشفرة الجينية للبروتينات المستخدمة في عملية التمثيل الضوئي. يسهل غشاء الخلية في النبات حركة الماء والغاز داخل وخارج الخلية ، كما يتحكم في مرور الجزيئات الأخرى.

تتحرك المواد المذابة داخل وخارج الخلية عبر غشاء الخلية ، من خلال عمليات مختلفة. واحدة من هذه العمليات تسمى الانتشار. يتضمن ذلك الحركة الحرة لجزيئات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. ينتقل تركيز عالٍ من ثاني أكسيد الكربون إلى الورقة ، بينما ينتقل تركيز عالٍ من الأكسجين من الورقة إلى الهواء.

يتحرك الماء عبر أغشية الخلايا عبر عملية تسمى التناضح. هذا ما يعطي النباتات الماء من خلال جذورها. يتطلب التناضح حلين بتركيزات مختلفة بالإضافة إلى غشاء شبه منفذ يفصل بينهما. ينتقل الماء من محلول أقل تركيزًا إلى محلول أكثر تركيزًا حتى المستوى على الجانب الأكثر تركيزًا من يرتفع الغشاء وينخفض ​​المستوى على الجانب الأقل تركيزًا من الغشاء ، حتى يكون التركيز هو نفسه على جانبي الغشاء غشاء. في هذه المرحلة ، تكون حركة جزيئات الماء هي نفسها في كلا الاتجاهين ويكون صافي تبادل الماء صفرًا.

يُعرف جزأا التمثيل الضوئي بالتفاعلات الضوئية (المعتمدة على الضوء) والتفاعلات المظلمة أو تفاعلات الكربون (المستقلة عن الضوء). تحتاج تفاعلات الضوء إلى طاقة من ضوء الشمس ، لذلك لا يمكن أن تحدث إلا خلال النهار. أثناء تفاعل الضوء ، ينفصل الماء ويتحرر 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.

لا يتطلب التفاعل الداكن ضوء الشمس ويحدث في جزء من البلاستيدات الخضراء يسمى السدى. هناك العديد من الإنزيمات المتضمنة ، بشكل رئيسي الروبيكو ، وهو الأكثر وفرة من بين جميع البروتينات النباتية ويستهلك معظم النيتروجين. يستخدم التفاعل المظلم ATP و NADPH أثناء تفاعل الضوء لإنتاج جزيئات الطاقة. تُعرف دورة التفاعل بدورة كالفين أو دورة كالفين بنسون. يتحد ATP و NADPH مع ثاني أكسيد الكربون والماء لصنع المنتج النهائي ، الجلوكوز.