دیواره سلولی غشای سفت و متراکمی است که در بالای غشای سیتوپلاسمی قرار دارد. این عنصر مشخصه سلولهای باکتریها ، قارچها و گیاهان است. پوسته سفت و سخت علاوه بر محافظت از سلول ، تعدادی عملکرد مهم دیگر را نیز انجام می دهد.
دیواره سلولی: اطلاعات کلی
دیواره سلولی هر موجود زنده دارای تعدادی ویژگی است. به عنوان مثال ، در باکتری ها ، عمدتا از مورئین تشکیل شده است. به هر حال ، سویه های باکتریایی به دو دلیل تقسیم می شوند - گرم مثبت و گرم منفی - دقیقاً به دلیل ویژگی های ساختاری پوسته سخت. این حساسیت آنها را نسبت به آنتی بیوتیک ها تعیین می کند.
اگر در مورد دیواره های سلولی قارچ ها صحبت کنیم ، اجزای اصلی آنها کیتین و گلوکان هستند. اما پوسته جلبک ها می توانند از پلی ساکاریدهای مختلف - عمدتا گلوکز و ترکیبات آن - تشکیل شوند. به هر حال ، ترکیب دیواره سلولی جلبک ها یک طبقه بندی بسیار مهم است. شایان ذکر است که گروهی که نمایندگان آنها دیوار سیلیس خود را سنتز می کنند.
دیواره سلولی گیاه و عملکرد آن
اصول ساختار غشای سفت و سخت سلول به راحتی با مثال مورد بررسی قرار می گیرد و اگرچه حفاظت مکانیکی یکی از مهمترین آنهاست ، اما اهمیت بسیار بیشتری دارد:
- مقاومت مکانیکی و شیمیایی سلول را فراهم می کند.
- از پارگی سلول در محیط هیپوتونیک جلوگیری می کند.
- دیواره سلولی نیز مبدل یونی است ، زیرا جذب و آزادسازی یونها از طریق آن انجام می شود.
- در انتقال ترکیبات آلی شرکت می کند.
ساختار دیواره سلولی
مرسوم است که سه جزء اصلی در دیوار گیاه را تشخیص دهیم: قاب ، ماتریس و مواد محصور کننده.
اسکلت دیواره سلولی گیاه از سلولز تشکیل شده است. به دلیل تشکیل مولکول های سلولز ، آنها میکروفیبریل های قوی تشکیل می دهند که در ماده پایه یا ماتریس غوطه ور شده اند.
ماتریس دیواره سلولی تقریباً 60 درصد از کل جرم آن را تشکیل می دهد. این فضا بین میکروفیبریل ها را پر می کند و همچنین پیوندهای قوی بین ماکرومولکول ها ایجاد می کند و کشش و استحکام این ساختار سلولی را فراهم می کند. اجزای اصلی ماتریس همی سلولز و پکتین هستند.
- همی سلولز پلی ساکاریدی است که از نظر ساختاری شبیه سلولز است ، اما دارای زنجیره های مونومر کوتاهتر و منشعب تر است.
- به دلیل تشکیل پیوندهای شیمیایی با یونهای کلسیم و منیزیم ، پکتین در تشکیل صفحات میانی - محل اتصال دو سلول مجاور به یکدیگر - شرکت می کند. به هر حال ، مقدار زیادی پکتین در میوه های گیاهی یافت می شود.
مواد محصور کننده در بیشتر موارد توسط لیگنین نشان داده می شود که حدود 30 درصد از جرم خشک دیواره سلولی را تشکیل می دهد.
- لیگنین را می توان هم به صورت یک لایه پیوسته و هم به شکل عناصر فردی - مارپیچ ، تور یا حلقه ذخیره کرد. این ماده مانند سیمان عمل می کند - فیبرهای سلولز را در کنار هم نگه می دارد. به دلیل چربی سوزی ، دیواره سلولی مقاوم تر شده و نفوذپذیری کمتری در برابر آب دارد. به هر حال ، این لیگنین است که مسئول lignification گیاهان است.
اغلب موادی مانند کوتین ، سوبرین و موم بر روی سطح خارجی غشای سلولی رسوب می کنند.
Suberin در قسمت داخلی غشای سلولی ته نشین شده و فرآیند بسته شدن را فراهم می کند. چنین سلولی کاملاً در برابر رطوبت غیرقابل نفوذ می شود ، بنابراین محتویات آن به سرعت از بین می روند و فضای آزاد با هوا پر می شود.
عملکرد اصلی مواد مومی و کوتیکول محافظت از سلول ها در برابر عفونت و همچنین کاهش سطح تبخیر آب است.
می توان گفت دیواره سلولی عنصر بسیار مهمی از سلول گیاهی است که رشد طبیعی آن را تضمین می کند.
در آغاز توسعه حیات بر روی زمین ، تمام اشکال سلولی توسط باکتری ها نشان داده شد. آنها مواد آلی محلول در اقیانوس اولیه را از طریق سطح بدن جذب کردند.
با گذشت زمان ، برخی از باکتری ها برای تولید مواد آلی از مواد معدنی سازگار شده اند. برای این کار ، آنها از انرژی نور خورشید استفاده کردند. اولین سیستم اکولوژیکی بوجود آمد که در آن این موجودات تولید کننده بودند. در نتیجه ، اکسیژن در جو زمین ظاهر شد و توسط این موجودات آزاد شد. با کمک آن می توان انرژی بیشتری از همان غذا به دست آورد و از انرژی اضافی می توان برای پیچیده شدن ساختار بدن استفاده کرد: تقسیم بدن به اجزا.
یکی از دستاوردهای مهم زندگی جداسازی هسته و سیتوپلاسم است. هسته شامل اطلاعات ارثی است. یک غشاء ویژه در اطراف هسته باعث محافظت در برابر آسیب های تصادفی می شود. در صورت لزوم ، سیتوپلاسم دستوراتی را از هسته دریافت می کند که فعالیت و توسعه حیاتی سلول را هدایت می کند.
موجوداتی که در آنها هسته از سیتوپلاسم جدا شده است ، یک پادشاهی فوق العاده از هسته ها تشکیل داده اند (اینها شامل گیاهان ، قارچ ها ، حیوانات).
بنابراین ، سلول - اساس سازمان گیاهان و حیوانات - در طول تکامل بیولوژیکی بوجود آمد و توسعه یافت.
حتی با چشم غیر مسلح ، و حتی بهتر از آن زیر ذره بین ، می توانید ببینید که تفاله یک هندوانه رسیده از دانه های بسیار کوچک یا دانه ها تشکیل شده است. اینها سلولها هستند - کوچکترین "آجر" که بدن همه موجودات زنده ، از جمله گیاهان را تشکیل می دهند.
زندگی یک گیاه توسط فعالیت ترکیبی سلولهای آن انجام می شود که یک کل واحد را ایجاد می کند. با چند سلولی بودن اجزای گیاه ، تمایز فیزیولوژیکی عملکرد آنها ، تخصص سلول های مختلف بسته به موقعیت آنها در بدن گیاه وجود دارد.
سلول گیاهی با سلول حیوانی تفاوت دارد زیرا پوسته متراکمی دارد که محتویات داخلی را از هر طرف می پوشاند. سلول مسطح نیست (همانطور که معمولاً نشان داده می شود) ، به احتمال زیاد شبیه یک حباب بسیار کوچک است که پر از محتویات مخاطی است.
ساختار و عملکرد سلولهای گیاهی
بیایید یک سلول را به عنوان واحد ساختاری و عملکردی یک ارگانیسم در نظر بگیریم. در خارج ، سلول با یک دیواره سلولی متراکم پوشانده شده است ، که در آن مناطق نازک تر - منافذ وجود دارد. در زیر آن یک فیلم بسیار نازک - غشایی که محتویات سلول را می پوشاند - سیتوپلاسم است. حفره هایی در سیتوپلاسم وجود دارد - واکوئل های پر از شیره سلولی. در مرکز سلول یا نزدیک دیواره سلولی یک جسم متراکم وجود دارد - یک هسته با یک هسته. هسته توسط یک پاکت هسته ای از سیتوپلاسم جدا می شود. اجسام کوچک - پلاستیدها در سراسر سیتوپلاسم توزیع می شوند.
ساختار سلولهای گیاهی
ساختار و عملکرد اندامکهای سلول گیاهی
| ارگانوئید | نقاشی | شرح | عملکرد | ویژگی ها |
دیواره سلولی یا غشای پلاسمایی | بی رنگ ، شفاف و بسیار بادوام | اجازه ورود و خروج مواد به داخل سلول را می دهد. | غشای سلولی نیمه نفوذپذیر است |
|
سیتوپلاسم | ماده چسبناک غلیظ | تمام قسمتهای دیگر سلول در آن قرار دارند. | در حرکت مداوم است |
|
هسته (بخش مهمی از سلول) | گرد یا بیضی شکل | انتقال خواص موروثی به سلولهای دختر را در طول تقسیم تضمین می کند | قسمت مرکزی سلول |
|
شکل کروی یا نامنظم | در سنتز پروتئین شرکت می کند | |||
 | مخزنی که توسط یک غشا از سیتوپلاسم جدا می شود. حاوی آب سلولی | ذخیره مواد مغذی و مواد زائد انباشته می شود که برای سلول ضروری نیست. | با رشد سلول ، واکوئل های کوچک در یک واکوئل بزرگ (مرکزی) ادغام می شوند |
|
پلاستیدها | کلروپلاست ها | از انرژی نوری خورشید استفاده کنید و از معدنی مواد آلی ایجاد کنید | شکل دیسک ها توسط یک غشای دوگانه از سیتوپلاسم جدا شده است |
|
کروموپلاست ها | در نتیجه تجمع کاروتنوئیدها ایجاد می شود | زرد ، نارنجی یا قهوه ای |
||
 | لکوپلاست ها | پلاستیدهای بی رنگ | ||
پوسته هسته ای | شامل دو غشاء (بیرونی و داخلی) با منافذ است | هسته را از سیتوپلاسم جدا می کند | تبادل بین هسته و سیتوپلاسم را امکان پذیر می کند |
بخش زنده سلول یک سیستم ساختاری محدود از غشا ، منظم و منظم از بیوپلیمرها و ساختارهای غشای داخلی است که در مجموعه ای از فرآیندهای متابولیک و انرژی شرکت می کنند که کل سیستم را به طور کلی حفظ و بازتولید می کند.
یک ویژگی مهم این است که هیچ غشای باز با انتهای آزاد در سلول وجود ندارد. غشای سلولی همیشه حفره ها یا مناطق را در بر می گیرد و آنها را از هر طرف می پوشاند.
طرح سلولهای گیاهی مدرن عمومی
پلاسما لما(غشای سلولی بیرونی) - فیلم فوق جامد با ضخامت 7.5 نانومتر ، متشکل از پروتئین ، فسفولیپیدها و آب. این یک فیلم بسیار الاستیک است که به خوبی با آب خیس می شود و پس از آسیب به سرعت یکپارچگی خود را بازیابی می کند. این یک ساختار جهانی دارد ، یعنی معمولی برای همه غشاهای بیولوژیکی. در سلولهای گیاهی ، خارج از غشای سلولی ، یک دیواره سلولی قوی وجود دارد که پشتیبانی خارجی را فراهم می کند و شکل سلول را حفظ می کند. از فیبر (سلولز) تشکیل شده است ، یک پلی ساکارید نامحلول در آب.
پلاسمودسماتاسلولهای گیاهی لوله های زیر میکروسکوپی هستند که به داخل غشا نفوذ کرده و با غشای پلاسمایی پوشانده شده اند که در نتیجه از یک سلول به سلول دیگر بدون وقفه منتقل می شود. با کمک آنها ، گردش بین سلولی محلولهای حاوی مواد مغذی آلی رخ می دهد. آنها همچنین برای انتقال پتانسیل های زیستی و سایر اطلاعات استفاده می شوند.
منافذسوراخ هایی در غشای ثانویه نامیده می شود ، جایی که سلولها فقط توسط غشای اولیه و صفحه میانی از هم جدا می شوند. نواحی غشای اولیه و لایه میانی که منافذ مجاور سلولهای مجاور را جدا می کند ، غشای منفذ یا فیلم بستن منافذ نامیده می شود. فیلم بسته شدن منافذ به داخل لوله های قابل پلاسمود نفوذ می کند ، اما معمولاً یک سوراخ از طریق منافذ ایجاد نمی شود. منافذ ، انتقال آب و املاح را از سلول به سلول تسهیل می کنند. در دیواره های سلول های مجاور ، به عنوان یک قاعده ، یکی در مقابل دیگری ، منافذ ایجاد می شود.
غشای سلولیدارای پوسته ای نسبتاً ضخیم با طبیعت پلی ساکاریدی است. غشای سلول گیاهی محصول فعالیت سیتوپلاسم است. دستگاه گلژی و شبکه آندوپلاسمی به طور فعال در شکل گیری آن نقش دارند.
ساختار غشای سلولی
اساس سیتوپلاسم ماتریس یا هیالوپلاسم آن است ، یک سیستم کلوئیدی پیچیده بی رنگ ، شفاف و نوری است که می تواند از سل به ژل برگشت پذیر باشد. مهمترین نقش هیالوپلاسم این است که تمام ساختارهای سلولی را در یک سیستم واحد متحد کند و از تعامل بین آنها در فرایندهای متابولیسم سلولی اطمینان حاصل کند.
هیالوپلاسم(یا ماتریس سیتوپلاسم) محیط داخلی سلول را تشکیل می دهد. شامل آب و بیوپلیمرهای مختلف (پروتئین ، اسیدهای نوکلئیک، پلی ساکاریدها ، لیپیدها) ، که عمده آنها پروتئین هایی با ویژگی های مختلف شیمیایی و عملکردی هستند. هیالوپلاسم همچنین حاوی اسیدهای آمینه ، مونوساکاریدها ، نوکلئوتیدها و سایر مواد با وزن مولکولی کم است.
بیوپلیمرها یک محیط کلوئیدی با آب تشکیل می دهند که بسته به شرایط ، می تواند متراکم (به شکل ژل) یا مایع تر (به شکل یک سول) باشد ، هم در کل سیتوپلاسم و هم در نواحی جداگانه آن. در هیالوپلاسم ، اندامک ها و اجزای مختلف موضعی شده و با یکدیگر و محیط هیالوپلاسم در تعامل هستند. علاوه بر این ، مکان آنها اغلب برای انواع خاصی از سلول ها خاص است. هیالوپلاسم از طریق غشای بیلیپیدی با محیط خارج سلولی در تعامل است. در نتیجه ، هیالوپلاسم یک محیط پویا است و نقش مهمی در عملکرد اندامک های جداگانه و فعالیت حیاتی سلول ها به طور کلی ایفا می کند.
تشکیلات سیتوپلاسمی - اندامک ها
اندامکها (اندامکها) اجزای ساختاری سیتوپلاسم هستند. آنها دارای شکل و اندازه خاصی هستند ، آنها ساختارهای سیتوپلاسمی اجباری سلول هستند. در غیاب یا آسیب آنها ، سلول معمولاً توانایی ادامه حیات خود را از دست می دهد. بسیاری از اندامک ها قادر به تقسیم و تولید مثل خود هستند. ابعاد آنها آنقدر کوچک است که فقط از طریق میکروسکوپ الکترونی قابل مشاهده است.
هسته
هسته قابل مشاهده ترین و معمولاً بزرگترین اندامک سلول است. اولین بار توسط رابرت براون در سال 1831 به تفصیل مورد بررسی قرار گرفت. هسته مهمترین عملکردهای متابولیک و ژنتیکی سلول را فراهم می کند. شکل آن کاملاً متغیر است: می تواند کروی ، بیضی شکل ، لول دار ، عدسی باشد.
هسته نقش مهمی در زندگی سلول ایفا می کند. سلولی که هسته از آن خارج شده است دیگر غشایی ترشح نمی کند ، رشد و سنتز مواد متوقف می شود. محصولات پوسیدگی و تخریب در آن افزایش می یابد ، در نتیجه به سرعت می میرد. تشکیل هسته جدیدی از سیتوپلاسم رخ نمی دهد. هسته های جدید تنها با شکافتن یا خرد شدن هسته قبلی شکل می گیرند.
محتوای داخلی هسته کاریولنف (آب هسته ای) است که فضای بین ساختارهای هسته را پر می کند. این شامل یک یا چند هسته ، و همچنین تعداد قابل توجهی از مولکول های DNA متصل به پروتئین های خاص - هیستون ها است.
ساختار هسته
هسته
هسته ، مانند سیتوپلاسم ، عمدتاً حاوی RNA و پروتئین های خاصی است. مهمترین عملکرد آن تشکیل ریبوزوم در آن است که سنتز پروتئین ها را در سلول انجام می دهد.
دستگاه گلگی
دستگاه گلژی یک ارگانوئید است که به طور جهانی در انواع سلول های یوکاریوتی توزیع شده است. این یک سیستم چند لایه از کیسه های غشای مسطح است که در امتداد حاشیه ضخیم شده و فرآیندهای وزیکولار را تشکیل می دهد. بیشتر اوقات در نزدیکی هسته قرار دارد.
دستگاه گلگی
دستگاه گلژی لزوماً شامل یک سیستم حباب های کوچک (وزیکول ها) است که از مخازن ضخیم (دیسک ها) جدا شده و در امتداد حاشیه این ساختار قرار دارند. این وزیکول ها نقش یک سیستم حمل داخل سلولی از دانه های بخش خاصی را بازی می کنند و می توانند به عنوان منبع لیزوزوم های سلولی عمل کنند.
عملکردهای دستگاه گلژی همچنین شامل تجمع ، جداسازی و دفع در خارج از سلول با کمک حباب محصولات سنتز درون سلولی ، محصولات پوسیدگی و مواد سمی است. محصولات فعالیت مصنوعی سلول ، و همچنین مواد مختلفی که از محیط از طریق مجاری شبکه آندوپلاسمی وارد سلول می شوند ، به دستگاه گلژی منتقل می شوند ، در این اندامک جمع می شوند و سپس به شکل قطرات یا دانه ها وارد سیتوپلاسم می شود و یا توسط خود سلول مورد استفاده قرار می گیرد یا به خارج دفع می شود ... در سلولهای گیاهی ، دستگاه گلژی حاوی آنزیمهایی برای سنتز پلی ساکاریدها و خود مواد پلی ساکاریدی است که برای ساخت دیواره سلولی استفاده می شود. اعتقاد بر این است که در تشکیل واکوئل ها نقش دارد. نام دستگاه گلژی برگرفته از دانشمند ایتالیایی کامیلو گلجی است که اولین بار آن را در سال 1897 کشف کرد.
لیزوزوم ها
لیزوزومها وزیکولهای کوچکی هستند که توسط غشایی محدود شده اند و وظیفه اصلی آنها هضم درون سلولی است. استفاده از دستگاه لیزوزومی در هنگام جوانه زنی بذر گیاه (هیدرولیز مواد مغذی ذخیره) رخ می دهد.
ساختار لیزوزومی
ریز لوله ها
میکروتوبول ها ساختارهای غشایی ، فوق مولکولی هستند که از گلبول های پروتئینی تشکیل شده و در ردیف های مارپیچی یا راست خطی قرار گرفته اند. ریز لوله ها در درجه اول عملکرد مکانیکی (حرکتی) را انجام می دهند و باعث تحرک و انقباض اندامک های سلولی می شوند. آنها در سیتوپلاسم قرار دارند و شکل خاصی به سلول می دهند و ثبات آرایش فضایی اندامک ها را تضمین می کنند. ریز لوله ها حرکت اندامکها را به مکانهایی که با توجه به نیازهای فیزیولوژیکی سلول تعیین می شوند ، تسهیل می کنند. تعداد قابل توجهی از این ساختارها در پلاسمالما ، نزدیک غشای سلولی واقع شده اند ، جایی که در تشکیل و جهت گیری میکروفیبریل سلولز غشای سلول گیاهی نقش دارند.
ساختار ریز لوله ها
واکوئل
واکوئل مهمترین جزء سلولهای گیاهی است. این نوعی حفره (مخزن) در توده سیتوپلاسم است که پر شده است محلول آبینمک های معدنی ، اسیدهای آمینه ، اسیدهای آلی ، رنگدانه ها ، کربوهیدرات ها و توسط سیتوپلاسم توسط غشای واکوئولار - تونوپلاست جدا می شوند.
سیتوپلاسم کل حفره داخلی را تنها در جوانترین سلولهای گیاهی پر می کند. با رشد سلول ، آرایش فضایی توده اولیه پیوسته سیتوپلاسم به طور قابل توجهی تغییر می کند: واکوئل های کوچک پر از آب سلول در آن ظاهر می شود و کل توده اسفنجی می شود. با رشد بیشتر سلول ، واکوئل های جداگانه ادغام می شوند و لایه سیتوپلاسم را به حاشیه برمی گردانند ، در نتیجه معمولاً یک واکوئل بزرگ در سلول تشکیل شده وجود دارد و سیتوپلاسم با تمام اندامک ها نزدیک غشاء قرار دارد.
ترکیبات آلی و معدنی محلول در آب واکوئل ها ویژگی های اسمزی مربوط به سلول های زنده را تعیین می کنند. این محلول با غلظت مشخص نوعی پمپ اسمزی برای نفوذ تنظیم شده به داخل سلول و آزادسازی آب ، یونها و مولکولهای متابولیت از آن است.
در ترکیب با لایه ای از سیتوپلاسم و غشاهای آن که با ویژگی های نیمه نفوذپذیری مشخص می شوند ، واکوئل یک سیستم اسمزی موثر ایجاد می کند. چنین شاخصهایی از سلولهای گیاهی زنده به عنوان پتانسیل اسمزی ، نیروی مکش و فشار تورگور به صورت اسمزی تعیین می شود.
ساختار واکوئل
پلاستیدها
پلاستیدها بزرگترین اندامکهای سیتوپلاسمی (پس از هسته) هستند که فقط در سلولهای موجودات گیاهی ذاتی هستند. آنها فقط در قارچ یافت نمی شوند. پلاستیدها نقش مهمی در متابولیسم دارند. آنها با یک غشای غشایی دوگانه از سیتوپلاسم جدا می شوند و برخی از انواع آنها دارای سیستم توسعه یافته و منظمی از غشاهای داخلی هستند. همه پلاستیدها منشاء یکسانی دارند.
کلروپلاست ها- شایع ترین و مهمترین پلاستیدهای موجودات زنده فوتواتروف ، که فرایندهای فتوسنتز را انجام می دهند که در نهایت منجر به تشکیل مواد آلی و انتشار اکسیژن آزاد می شود. کلروپلاستهای گیاهان بالاتر دارای ساختار داخلی پیچیده ای هستند.
ساختار کلروپلاست
اندازه کلروپلاست ها در گیاهان مختلف یکسان نیست ، اما قطر متوسط آنها 4-6 میکرون است. کلروپلاست ها تحت تأثیر حرکت سیتوپلاسم قادر به حرکت هستند. علاوه بر این ، تحت تأثیر روشنایی ، حرکت فعال کلروپلاست های نوع آمیب به سمت منبع نور وجود دارد.
کلروفیل ماده اصلی کلروپلاست ها است. به لطف کلروفیل ، گیاهان سبز قادر به استفاده از انرژی نور هستند.
لکوپلاست ها(پلاستیدهای بی رنگ) اجسام سیتوپلاسمی به وضوح مشخص شده اند. اندازه آنها تا اندازه ای کوچکتر از اندازه کلروپلاست ها است. یکنواخت تر و شکل آنها ، نزدیک به کروی.
ساختار لوکوپلاست
در سلولهای اپیدرم ، غده ها ، ریزومها یافت می شود. هنگام روشن شدن ، آنها خیلی سریع با تغییر متناظر در ساختار داخلی به کلروپلاست تبدیل می شوند. لکوپلاست ها حاوی آنزیم هایی هستند که به کمک آنها نشاسته از گلوکز اضافی تشکیل شده در فرایند فتوسنتز سنتز می شود ، که قسمت عمده آن در بافت یا اندامهای ذخیره سازی (غده ها ، ریزومها ، دانه ها) به شکل دانه های نشاسته ذخیره می شود. در برخی از گیاهان ، چربی ها در لکوپلاست ها رسوب می کنند. عملکرد ذخیره لکوپلاست ها گهگاه خود را در تشکیل پروتئین های ذخیره ای به شکل کریستال یا اجزای بی شکل نشان می دهد.
کروموپلاست هادر بیشتر موارد ، آنها مشتقات کلروپلاست ها ، گاهی اوقات لکوپلاست ها هستند.
ساختار کروموپلاست
رسیدن گل سرخ ، فلفل ، گوجه فرنگی با تبدیل کلرو یا لوکوپلاست سلولهای پالپ به کاروتنوئیدوپلاست همراه است. دومی عمدتاً حاوی رنگدانه های پلاستیدی زرد - کاروتنوئیدها هستند ، که هنگام رسیدن ، به شدت در آنها سنتز می شوند و قطرات چربی رنگی ، گلوله های جامد یا کریستال ها را تشکیل می دهند. در این حالت کلروفیل از بین می رود.
میتوکندری
میتوکندری ها اندامک هایی هستند که مشخصه اکثر سلول های گیاهی هستند. آنها دارای شکل قابل تغییر از چوب ، دانه ، نخ هستند. در سال 1894 توسط R. Altman با استفاده از میکروسکوپ نوری کشف شد و ساختار داخلی آن بعداً با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار گرفت.
ساختار میتوکندری
میتوکندری ها دارای ساختار دو غشایی هستند. غشای بیرونی صاف است ، قسمت داخلی رویشهای مختلفی را شکل می دهد - لوله هایی در سلولهای گیاهی. فضای داخل میتوکندری با محتوای نیمه مایع (ماتریس) پر شده است که شامل آنزیم ها ، پروتئین ها ، لیپیدها ، نمک های کلسیم و منیزیم ، ویتامین ها ، و همچنین RNA ، DNA و ریبوزوم ها است. مجموعه آنزیمی میتوکندری ، مکانیسم پیچیده و به هم پیوسته واکنشهای بیوشیمیایی را که منجر به تشکیل ATP می شود ، تسریع می کند. در این اندامکها ، سلولها دارای انرژی هستند - تبدیل انرژی پیوندهای شیمیایی مواد مغذی به پیوندهای ATP با انرژی بالا در فرایند تنفس سلولی. در میتوکندری است که تجزیه آنزیمی کربوهیدرات ها رخ می دهد ، اسیدهای چرباسیدهای آمینه با آزاد شدن انرژی و تبدیل بعدی آن به انرژی ATP. انرژی انباشته صرف فرآیندهای رشد ، سنتزهای جدید و غیره میتوکندری با شکافتن می شود و حدود 10 روز زنده می ماند و پس از آن دچار تخریب می شوند.
شبکه آندوپلاسمی
شبکه آندوپلاسمی شبکه ای از کانال ها ، لوله ها ، وزیکول ها ، مخازن است که در داخل سیتوپلاسم قرار دارد. در سال 1945 توسط دانشمند انگلیسی K. Porter کشف شد ، این یک سیستم غشایی با ساختار فوق العاده میکروسکوپی است.
ساختار شبکه آندوپلاسمی
کل شبکه با غشای سلولی بیرونی پاکت هسته ای در یک کل واحد ادغام شده است. EPS را ریبوزومهای صاف و خشن و دارای بار تشخیص دهید. در غشای EPS صاف ، سیستمهای آنزیمی دخیل در چربی و متابولیسم کربوهیدرات... این نوع غشا در سلولهای بذری غنی از مواد ذخیره (پروتئین ، کربوهیدرات ، روغن) غالب است ، ریبوزومها به غشای EPS گرانول متصل می شوند و در طول سنتز مولکول پروتئین ، زنجیره پلی پپتیدی با ریبوزومها در کانال EPS غوطه ور می شود. عملکردهای شبکه آندوپلاسمی بسیار متنوع است: انتقال مواد هم در داخل سلول و هم در بین سلولهای مجاور. تقسیم سلول به بخشهای جداگانه ، که در آن فرایندهای فیزیولوژیکی مختلف و واکنشهای شیمیایی به طور همزمان انجام می شود.
ریبوزوم ها
ریبوزومها اندامکهای سلولی غیر غشایی هستند. هر ریبوزوم از دو ذره تشکیل شده است که اندازه آنها یکسان نیست و می توان آنها را به دو قطعه تقسیم کرد که پس از ترکیب شدن در یک ریبوزوم کامل ، توانایی سنتز پروتئین را حفظ می کنند.
ساختار ریبوزومی
ریبوزومها در هسته سنتز می شوند ، سپس آن را ترک می کنند و وارد سیتوپلاسم می شوند و در آنجا به سطح خارجی غشاهای شبکه آندوپلاسمی متصل می شوند یا آزادانه قرار می گیرند. بسته به نوع پروتئین سنتز شده ، ریبوزومها می توانند به تنهایی عمل کرده یا به صورت کمپلکس - پلی ریبوزومها ترکیب شوند.
دیواره سلولی مشتق پروتوپلاست است ، به عنوان مثال. در طول عمر خود شکل گرفت (شکل 61). شکل مشخصی به سلول می دهد ، از پروتوپلاست محافظت می کند و با مقاومت در برابر فشار داخل سلولی ، از پارگی سلول جلوگیری می کند. با انجام وظایف اسکلت داخلی یک گیاه ، دیواره های سلولی به اعضای آن قدرت مکانیکی لازم را می بخشد.
دیواره های سلولی نور خورشید را به خوبی منتقل می کنند ، آب و مواد معدنی محلول در آن به راحتی در امتداد آنها حرکت می کند. بین دیواره های سلولهای مجاور وجود دارد صفحه متوسط -لایه پکتین ، که در واقع یک ماده بین سلولی است ، دیواره سلولهای مجاور را در کنار هم نگه می دارد. در مکانهایی که دیواره سلولی سلولهای همسایه بسته نمی شود ، پر از آب تشکیل می شود فضاهای بین سلولیفرآیند تخریب ماده بین سلولی ، که در نتیجه آن دیوارهای سلولهای مجاور جدا می شوند ، نامیده می شود ترشحترشحات طبیعی را می توان مشاهده کرد
برنج. 61
آ- نمودار ساختار دیواره سلولی ؛ ب- طرح مشارکت دستگاه گلژی در ساخت دیواره سلولی ؛ V- ساختار دقیق دیواره سلولی: 1 - صفحه متوسط ؛ 2 - وقتشه؛ 3 - دیوار ثانویه ؛
- 4 - دیوار اولیه ؛ 5 - دیکتوزوم ؛ 6 - حباب گلژی ؛
- 7- پلاسمالما ؛ 8- دیواره سلولی ؛ 9- ماکروفیبریل ؛
- 10- میکروفیبریل ؛ 11 - میسل ؛ 12 - مولکول سلولز ؛
- 13 - ساختار قطعه ای از مولکول سلولز
در میوه های بسیار رسیده سیب ، خاکستر کوهی ، خربزه و غیره. برای مثال ، هنگام خیساندن ساقه های کتان برای جدا کردن الیاف ساقه از آنها ، مرطوب سازی مصنوعی انجام می شود. همچنین در طول عملیات حرارتی میوه ها رخ می دهد.
دیواره سلولی حاوی پلی ساکاریدها است: پکتین ، همی سلولز و سلولز.مولکولهای سلولز بسیار بلند به موازات منظم با یکدیگر (هر کدام 40-60) مرتب شده و تشکیل می شوند میسلمیسل ها به صورت دسته ای جمع آوری می شوند - میکروفیبریل ،نشان دهنده واحد ساختاری اصلی سلولز است. میکروفیبریل ها به نوبه خود ترکیب می شوند ماکروفیبریل ها- الیاف بسیار نازک با طول نامشخص. ماکروفیبریل های سلولزی در آب بسیار غوطه ور می شوند ماتریس ،شامل پکتین ، همی سلولز و برخی مواد دیگر است. استحکام دیواره سلولی توسط میکروفیبریل های الاستیک سلولز ، که از نظر استحکام کششی به فولاد نزدیک هستند ، به دست می آید. استحکام و کشش دیواره سلولی زمینه را برای کشش برگشت پذیر فراهم می کند. به لطف پکتین ها و همی سلولز ، دیواره سلولی در آب بسیار نفوذپذیر است - آب و مواد حل شده در آن به راحتی از سلول به سلول در امتداد آن حرکت می کنند.
دیواره سلولی در مجاورت بیرون پلاسمالما قرار دارد که به طور فعال در رشد آن نقش دارد. مولکول های پکتین ، همی سلولز ، سلولز و سایر مواد در مخازن دیکتیوزوم های دستگاه گلژی سنتز شده و انباشته می شوند. وزیکول های گلژی آنها را به پیرامون پروتوپلاست - به پلاسمالما می رسانند. در محل تماس بین حباب و پلاسمالما ، دومی حل می شود و محتویات حباب ، خارج از پلاسمالما ، به ساخت دیواره سلولی می رود. غشای حبابی نه تنها یکپارچگی غشای پلاسمایی را بازیابی می کند ، بلکه رشد سطحی آن را نیز تضمین می کند. رشد دیواره سلولی به دلیل فعالیت آنزیمی پلاسمالما انجام می شود.
دیواره سلولهای تقسیم کننده و در حال رشد نامیده می شود اولیه.آنها حاوی مقدار زیادی آب (60-90) هستند ، ماده خشک آنها تحت سلطه پکتین و همی سلولز - بیش از 30 سلولز نیست. در طول تقسیم سلولی در تلوفاز میتوز ، سلول مادر در نتیجه تشکیل سپتوم در صفحه استوایی خود به دو سلول دختر تقسیم می شود - صفحه میانیدر دو طرف صفحه میانی ، هر یک از دو سلول دختر شروع به ایجاد دیواره سلولی اولیه خود می کنند. رشد صفحه میانی و دیواره های اولیه دو سلول دختر در جهت گریز از مرکز - از مرکز سلول مادر تا حاشیه آن پیش می رود. لایه میانی بسیار نازک است و از پکتین تشکیل شده است.
سلول جدید ایجاد شده در نتیجه تقسیم شروع به رشد می کند ، در حالی که حجم آن می تواند تا 100 برابر یا بیشتر افزایش یابد. رشد سلولها عمدتا از طریق کششبا جذب آب و افزایش حجم واکوئل ها. فشار داخلی حاصله دیواره اولیه را می کشاند که میسل سلولز ، پکتین و همی سلولز به راحتی در آن گنجانده شده است. راهی برای رشد دیواره سلولی معرفی کردنمصالح ساختمانی بین سازه های موجود نامیده می شود تلقین
در دیواره اولیه سلولی ، در ابتدا ناحیه های نازک تری وجود دارد که در آن فیبریل های سلولزی شل تر قرار دارند ، زمینه های منافذ اولیهزمینه های منافذ اولیه دیواره های دو سلول مجاور معمولاً منطبق هستند. در اینجا ، از یک سلول به سلول دیگر ، لوله های شبکه آندوپلاسمی عبور می کنند - plasmodesmataمسیری که پلاسمودسمتاها از یک سلول به سلول دیگر منتقل می شوند نامیده می شوند لوله های پلاسمودسمالاز طریق این لوله ها ، هیالوپلاسم سلولهای مجاور نیز به هم متصل می شوند. انتقال بین سلولی مواد (هورمون ها ، اسیدهای آمینه ، ATP ، قندها و غیره) در امتداد پلاسمودسماها انجام می شود. پروتوپلاستهای سلولهای بدن که با کمک پلاسمودسم در یک کل واحد قرار گرفته اند ، سمپلاست نامیده می شوند. انتقال مواد از طریق پلاسمودسماها نامیده می شود سمپلاستیک(مجموعه دیواره های سلولی ، لایه میانی و فضاهای بین سلولی نامیده می شود آپوپلاست ،قدم زدن در کنار آنها آپوپلاستیکانتقال مواد.)
پس از تکمیل رشد سلول ، دیواره آن می تواند اولیه نازک (در سلولهای بافتهای آموزشی) باقی بماند یا در ضخامت (در سلولهای بافتهای دائمی) شروع به رشد کند. به رشد دیواره سلولی در ضخامت می گویند ضخیم شدن ثانویهدر نتیجه ، روی سطح داخلی دیوار اولیه رسوب می کند دیوار ثانویهکه رشد می کند برنامه ها- تحمیل میسل سلولز به دیواره موجود. در این حالت ، جوانترین لایه های دیواره سلولی ثانویه در کنار پلاسمالما قرار دارند. دیواره سلولی ثانویه عمدتا عملکردهای مکانیکی را پشتیبانی می کند. ترکیب آن بسیار کمتر از آب اولیه است و سلولز در ماده خشک (تا 50) غالب است. به عنوان مثال ، در دیواره های ثانویه موهای تک سلولی پنبه و الیاف کتان ، محتوای سلولز می تواند به 95 برسد.
ضخیم شدن ثانویه دیواره سلولی به طور ناهموار رخ می دهد. مناطق دیواره سلولی ثانویه در محل میدانهای منافذ اولیه معمولاً ضخیم باقی می مانند. به چنین نواحی غلیظ شده دیواره سلولی می گویند منافذبه عنوان یک قاعده ، منافذ دیواره های دو سلول مجاور همزمان می شوند و تشکیل می شوند چند منافذکانال حفره ای که از یک جفت منافذ تشکیل شده مسدود شده است فیلم بستن منافذ -یک سپتوم متشکل از یک صفحه میانی و دو دیواره اولیه سلولهای مجاور. فیلم بسته شدن منافذ توسط لوله های پلاسمودسمال متعددی که از آنها پلاسمودسماها عبور می کند نفوذ کرده است.
بین منافذ تمایز قائل شوید سادهو لبه دار(شکل 62). در منافذ ساده ، قطر قسمت آنها از کانال منافذ در تمام طول یکسان است ، به عنوان مثال. به شکل استوانه ای است منافذ ساده معمولی سلولهای پارانشیمی هستند. منافذ حاشیه ای مشخصه دیواره سلولهایی هستند که آب را با مواد معدنی محلول - نای ها و بخشهای عروقی هدایت می کنند. در چنین منافذی ، قسمت آنها از کانال منافذ به شکل قیف است که با طرف وسیع آن به فیلم بستن منافذ می چسبد.
در سلولهای بافتهای رسانای مخروط ها ، فیلم بسته شدن منافذ فقط در لبه ها نفوذپذیر است ، زیرا قسمت مرکزی دیسک شکل آن ضخیم شده و خط دار شده است توروس -اجازه عبور آب را نمی دهد توروس به عنوان یک سوپاپ عمل می کند. اگر فشار آب در سلولهای مجاور یکسان نباشد ، فیلم بسته می شود و توروس حرکت آب را در امتداد کانال حفره مسدود می کند.
برنج. 62
آ- ساده؛ ب- مرزی ؛ V- نیمه لبه:
1 - بستن فیلم ؛ 2 - کانال منافذ ؛ 3 - توروس
در دیواره های سلولهای رسانای آب ، علاوه بر منافذ ، سوراخ شدن- از طریق سوراخ ها (قطعات عروقی ، سلولهای ذخیره کننده آب خزه اسفناگوم).
تغییرات دیواره سلولی بسته به عملکردهای انجام شده توسط سلول ، دیواره آن به دلیل رسوب هرگونه ماده در آن قابل تغییر است. تغییرات معمول آن عبارتند از lignification ، suberization ، cutinization ، mineralization و مخاط.
آهک زدایی دیواره سلولی، یا lignification ،در نتیجه رسوب لیگنین در فضاهای بین سلولی - ماده ای با طبیعت معطر با ساختار شیمیایی پیچیده رخ می دهد. در عین حال ، قدرت و سختی دیوار افزایش می یابد ، اما کشش آن کاهش می یابد. دیوارهای آجدار قادر به عبور آب و هوا هستند. با وجود دیواره سلولی چروکیده ، پروتوپلاست سلول می تواند زنده بماند ، اما معمولاً می میرد. برخی از گیاهان چوبی تا 30 درصد لیگنین را در چوب جمع می کنند. همچنین لیگنین می تواند در دیواره های سلولی کهنه چمن تجمع می یابد ، که به طور قابل توجهی ارزش خوراک آنها را کاهش داده و زمان برداشت یونجه را تعیین می کند. در فرآیند بدست آوردن خمیر سلولز از چوب ، که برای تولید کاغذ ضروری است ، سنگ زنی مصنوعی انجام می شود. چربی زایی طبیعی دیواره سلولی امکان پذیر است ، اما نادر است.
چوب پنبه ای ،یا suberinization، - رسوب در چربی مداوم در دیواره سلولی ماده بی شکل suberin (پلیمر آبگریز). دیواره های چوب پنبه ای در برابر گازها و آب نفوذ ناپذیر است که باعث مرگ پروتوپلاست می شود. سلولهای دیواره چوب پنبه به طور قابل اعتماد از گیاهان در برابر از دست دادن آب ، دمای شدید ، باکتریهای بیماریزا و قارچها محافظت می کند.
کاتینیزاسیون -رسوب در دیواره های سلولی کوتین (ماده مشابه در ترکیب شیمیاییبه سوبرین) کوتین معمولاً در لایه های سطحی دیواره های بیرونی سلول ها و روی سطح آنها رسوب می کند. به شکل یک فیلم - کوتیکول - به عنوان مثال ، سطح سلولهای بافت پوششی - اپیدرم را می پوشاند.
معدنی شدندیواره سلولی به دلیل رسوب کلسیم و نمک های سیلیس در آن ایجاد می شود. این مواد سختی و شکنندگی را به دیوار منتقل می کنند. روند معدنی شدن در دیواره های سلولی اپیدرم شاخه های غلات ، سنجد و دم اسب به ویژه مشهود است. به همین دلیل ، توصیه می شود شاخه های گل گلی و علف ها را قبل از شکوفه زدن بکشید - بعداً ، به دلیل معدنی شدن قوی ، آنها درشت می شوند ، که باعث کاهش کیفیت یونجه می شود.
لجن- تبدیل سلولز و پکتین دیواره سلولی به پلی ساکاریدهای خاص - مخاط و لثه ها ، که در صورت تماس با آب قادر به تورم شدید هستند. ریزش دیوار در سلولهای پوست بذر مشاهده می شود ، به عنوان مثال ، در درخت ، کتان ، خیار ، چنار. مخاط چسبناک می تواند به پخش دانه ها (چنار) کمک کند. هنگامی که بذرها جوانه می زنند ، مخاط آب را جذب و در خود نگه می دارد و از خشک شدن آنها محافظت می کند. در کلاهک ریشه ، مخاط به عنوان یک روان کننده عمل می کند که عبور ریشه را بین توده های خاک تسهیل می کند. وقتی دیواره های سلولی به دلیل آسیب آنها حل شوند ، مخاط و لثه ها می توانند به مقدار قابل توجهی تشکیل شوند. گیلاس و آلو اغلب هنگام صدمه دیدن شاخه ها و تنه ها صمغ تولید می کنند. به اصطلاح چسب گیلاس ، صمغی است که به شکل افتادگی جامد می شود و سطح زخم ها ، سرمازدگی را می پوشاند و از نفوذ عفونت به داخل آنها جلوگیری می کند. لجن از این طبیعت نامیده می شود هموزو یک پدیده آسیب شناختی محسوب می شود.
از آنجایی که دیواره های سلولی ثانویه نقش اسکلت داخلی یک گیاه را بازی می کنند و قدرت لازم را به اندام های آن می دهند (که برای گیاهان زمینی بسیار مهم است) ، اغلب می توانند به طور قابل توجهی ضخیم شوند - محلی یا کاملاً - برای انتقال بیشتر. به بافت و در نتیجه به اندام گیاهی استحکام می بخشد. ضخیم شدن دیواره سلولی به دلیل رسوب سلولز رخ می دهد.
عملکرد سلولها اغلب به طور انحصاری توسط دیواره آنها انجام می شود ، زیرا پروتوپلاستهای سلولها می میرند. این در مورد سلولهای چوب پنبه صدق می کند ،
برنج. 63.
تراشه ها ، بخشهای عروقی ، الیاف بافت مکانیکی. چوب ، که بیشتر تنه درختان بزرگ را اشغال می کند ، به عنوان مثال ، عمدتاً از دیواره های سلولی لگن شده تشکیل شده است ، که پروتوپلاست های آن مدت هاست از بین رفته اند.
دیوارهای سلولی نقش مهمی در زندگی ما دارند. از آنها برای به دست آوردن مواد اولیه نساجی (موهای دانه های پنبه ، الیاف کتان و غیره) و مواد اولیه برای به دست آوردن طناب و طناب (الیاف کنف ، تله کابین ، سیزال و غیره) استفاده می شود. سلولز استخراج شده از دیواره های سلولی برای تولید کاغذ (صنوبر ، چوب آسپن) ، ابریشم استات ، ویسکوز ، پلاستیک ، سلفون و موارد دیگر استفاده می شود. پارچه ای متشکل از سلولهای مرده با دیوارهای چوب پنبه - چوب پنبه مدتهاست به عنوان یک ماده عایق حرارتی ضد آب و محکم در برابر حرارت استفاده می شود و به طور فزاینده ای در ساخت و سازهای مدرن مورد استفاده قرار می گیرد.
دیواره سلولی نه تنها توسط گیاهان بلکه توسط قارچها و همچنین بسیاری از پروکاریوتها در اختیار است. کشف سلول توسط رابرت هوک با این ساختار مرتبط است. برای درک ساختار دیواره سلولی ، در نظر گرفتن مکانیسم تشکیل آن مفید است. بیایید با بیشترین ها شروع کنیم مراحل اولیه... همانطور که می دانید ، سیتوکینزیس (فرآیند تقسیم سلولی در انتهای میتوز) در سلولهای حیوانی از طریق بستن آنها انجام می شود ، در گیاهان به روش کاملاً متفاوتی اتفاق می افتد. ابتدا ، در صفحه استوایی یک سلول تقسیم کننده ، یک ساختار استوانه ای از ریز لوله ها شکل می گیرد که به آن فراگموپلاست... سپس وزیکول های غشایی در امتداد این ریز لوله ها که توسط کیسه گلژی از کیسه ها جدا می شوند ، منتقل می شوند. این حباب ها با هم ادغام می شوند و دیسکی را تشکیل می دهند که توسط غشایی احاطه شده است. چنین دیسکی است لایه اولیه سلول، حباب های جدید دائماً با آن ادغام می شوند. در نتیجه ، صفحه اولیه سلول به غشای پلاسمایی می رسد و با آن جوش می خورد و سلولهای دختر را تقسیم می کند. لازم به ذکر است که لایه اولیه سلول ها توسط عناصر شبکه آندوپلاسمی نفوذ می کند ؛ بنابراین ، چنین تقسیم بندی سلول های دختر مطلق نیست. ارتباطات مستقیم بین سلولهای گیاهی نامیده می شود plasmodesmata... آنها مخصوص سلولهای گیاهی هستند و در زیر با جزئیات بیشتری مورد بحث قرار می گیرد. وزیکولهای مجموعه گلژی ، که دیواره سلولی اولیه از آنها تشکیل شده است ، حاوی پلی ساکاریدهای مختلفی است که اصلی ترین آنها پکتین ها و همی سلولز هستند. با تماس با یکدیگر ، این مواد تشکیل می شوند صفحه متوسطکه عمدتا از پکتین تشکیل شده است. بعداً ، حاوی مواد متراکم تری است - سلولز و لیگنین. همانطور که قبلاً نیز گفته شد ، تشکیل صفحه میانی بستگی به محور دوک تقسیم دارد ، با توجه به اینکه بافت ها در فضای سه بعدی توسعه می یابند ، به راحتی می توان تصور کرد که هر سلول از هر طرف توسط یک صفحه متوسط احاطه شده است.
برنج.سیتوکینزیس در سلولهای گیاهان بالاتر با ساختار سلولی سفت و سخت
(به گفته B. Alberts و همکاران ، با تغییرات و اضافات)
برنج.محل قرارگیری فراگموپلاست ( فراگموپلاست) در یک سلول گیاهی تقسیم کننده
در مراحل بعدی ابتدا شکل می گیرند اولیه، و سپس دیواره سلولی ثانویه... تصور ساختار این سازه ها دشوار نیست اگر اصل ساخت بلوک های بتنی مسلح را به خاطر بیاوریم ، که در آن یک قاب فلزی و یک اتصال دهنده به شکل سیمان وجود دارد. این طرح قدرت قابل توجهی دارد. همین اصل در دیواره های سلولی گیاهان (اعم از اولیه و ثانویه) رعایت شده است. در این حالت ، نقش عناصر ناپایدار چارچوب توسط دسته ای از مولکولهای سلولز ایفا می شود و نقش یک جزء اتصال دهنده متعلق به همی سلولزها و پکتین ها است که ماتریس دیواره سلولی را تشکیل می دهند. همه این مواد در وزیکولهای مجموعه گلژی به غشای پلاسمایی منتقل می شوند ، جایی که وزیکولها با آن ادغام می شوند و از طریق اگزوسیتوز ، مواد موجود در آن را به خارج بیرون می ریزند. این مواد با ورود به فضای بین غشای پلاسمایی و صفحه میانی ، به عنوان ماده ای برای تشکیل دیواره سلولی عمل می کنند.
مولکول ها سلولزتوسط تعداد زیادی (بیش از 500) بقایای گلوکز تشکیل شده است که از طریق پیوندهای گلیکوزیدی به صورت کووالانسی به یکدیگر متصل شده اند. این مولکول ها منشعب نمی شوند ، بلکه پیوندهای هیدروژنی متعددی را در تمام طول خود با مولکول های مجاور تشکیل می دهند. در نتیجه ، فیبریل ها تشکیل می شوند که شامل 60 تا 70 مولکول سلولز به طول چند میکرون است (شکل را ببینید). مولکول های همی سلولز با فیبریل های سلولز در ارتباط هستند. این پلی ساکارید از بقایای دو پنتوز - زایلوس و آرابینوز تشکیل شده است. آنها زنجیرهایی را تشکیل می دهند که شاخه های جانبی تشکیل شده توسط سایر مونوساکاریدها به آنها متصل است. به نوبه خود ، پکتین ها ، پلی ساکاریدهای تشکیل شده توسط مونومرهای شکر مانند ، با مولکول های همی سلولز در تعامل هستند (شکل را ببینید). آنها ویژگی متمایزوجود تعداد زیادی گروه کربوکسیل (به اصطلاح گروه های اتمی - COOH) است. این گروهها به راحتی با یونهای کلسیم و منیزیم تعامل می کنند و نمکهای ژل مانند - پکتاتها را تشکیل می دهند (این خاصیت به طور فعال در تمرینات اقتصادی بشر در تولید مارمالاد و ژله استفاده می شود ؛ برخی از انواع جلبکها به ویژه غنی از پکتین هستند که برای این استخراج می شوند. مقادیر زیاد). این واکنش برگشت پذیر است و به شرایط مختلف فیزیکی - رطوبت ، دما و همچنین وجود یون ها بستگی دارد.
برنج.میکروگراف الکترونی الیاف سلولز را در لایه های جداگانه دیواره سلولی جلبک دریایی سبز نشان می دهد - مالتونیم Chaetomorpha.
ضخامت میکروفیبریل های سلولز 20 نانومتر است (به گفته N. Green و همکاران ، با تغییرات)
برنج.نمودار ساختار دیواره سلولی (از ویکی)
لاملای میانی - لایه میانی ، دیواره سلولی اولیه - دیواره سلولی اولیه ، غشای پلاسمایی - غشای سیتوپلاسمی ، پکتین - مولکول های پکتین ، سلولز میکروفیبریل - میکروفیبریل سلولز ، همی سلولز - مولکول های همی سلولز ، پروتئین محلول - پروتئین محلول
سلولز ، همی سلولز و پکتین بسیار هستند اجزای مهمغذای انسان اینها مواد بالاست یا فیبر غذایی هستند که در روده انسان هضم نمی شوند. آنها آب را متصل می کنند ، متورم می شوند ، پرستالیز روده را تحریک می کنند و باعث دفع مواد سمی از بدن می شوند.
برنج.طرح اتصال احتمالی دو جزء اصلی دیواره سلولی اولیه - میكروفیبریل سلولز و ماتریس.
مولکول های همی سلولز (به عنوان مثال زایلوگلوکان) توسط پیوندهای هیدروژنی به سطح میکروفیبریل های سلولزی متصل می شوند. برخی از این مولکولها توسط مولکولهای کوتاه پکتین خنثی (به عنوان مثال آرابینو گالاکتانها) و پکتینهای اسیدی (به عنوان مثال رامنوگالاکتورونان) به هم متصل می شوند. گلیکوپروتئین ها محکم در بافت دیواره سلولی بافته شده اند
(به گفته B. Apberts و همکاران ، با تغییرات و اضافات)
دیواره سلولی اولیه تا 90 درصد آب دارد. این عمدتا برای سلولهای مریستماتیک (سلولهای مریستماتیک سلولهایی هستند که قادر به تقسیم مداوم هستند) و تمایز ضعیف (تمایز - دستیابی به ویژگیهای مورفولوژیکی توسط سلول مرتبط با تخصص عملکرد سلول) است. چنین سلولهایی قادرند حجم و بر این اساس اندازه خود را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. باید در نظر داشت که فیبرهای سلولز قابل انعطاف نیستند و افزایش ابعاد خطی به دلیل جابجایی فیبریل های ذکر شده نسبت به یکدیگر انجام می شود.
برخی از سلولها ، به ویژه مزوفیل برگ (مزوفیل پارانشیم فتوسنتزی برگهای رویشی است) ، پس از رسیدن به اندازه نهایی ، از ریختن عناصر غشایی دست می کشند. و آنها یک پوسته اولیه در طول زندگی خود دارند. اما در بیشتر سلول ها ، این روند متوقف نمی شود. در این حالت ، یک ثانویه بین غشای پلاسمایی و دیواره اولیه رسوب می کند. ساختار آن در اصل شبیه دیوار اولیه است ، اما نسبت اجزا متفاوت است. دیواره ثانویه حاوی مقدار قابل توجهی سلولز و آب کمتری است.
در دیوار ثانویه ، معمولاً سه لایه متمایز می شوند - بیرونی ، قوی ترین میانی و داخلی (شکل را ببینید). شامل تعداد زیادی منافذ (در دیواره ثانویه) است. لازم به ذکر است که با وجود نام ، زمان به هیچ وجه یک حفره نیست ، بلکه فقط یک فرو رفتگی معمولی در دیوار ثانویه است. دیواره اولیه و لایه میانی دست نخورده باقی می ماند. با وجود این ، حمل و نقل به طور م throughثر از طریق منافذ انجام می شود ، و در برخی از گیاهان (به عنوان مثال ، ژیمنوسپرم) ، آب فقط در طول گزیلم فقط از طریق منافذ منتقل می شود. منافذ می توانند ساده باشند (شکل را ببینید) و حاشیه دار (شکل را ببینید). منافذ مرزی مخروطیان ، به دلیل وجود چنین ساختاری به عنوان توروس ، می توانند به طور فعال بر شدت حمل و نقل تأثیر بگذارند. هنگام تغییر مکان ، توروس می تواند جریان آب (که در حالت عادی خود در امتداد لبه ها در اطراف آن جریان دارد) را مسدود کند. درست است ، چنین اقدامی فقط می تواند یک بار باشد ، زیرا با جابجایی ، توروس دیگر قادر به بازگشت به موقعیت اصلی خود نیست.
برنج.نمودار ساختار دیواره سلولی:
الف - نمای کلی ؛ B - بخشی از پوسته در بزرگنمایی بالا ؛ B - نمای بالا ؛ 1 - صفحه متوسط ؛ 2 ، 3 ، 4 - به ترتیب ، لایه های بیرونی ، میانی و داخلی پوسته ثانویه ؛ 5 - وقت آن است ؛ 6 - زمان کور ؛ 7 - لوله های plasmodesmenny ؛ 8 - زمینه منافذ
(طبق گفته V.A. Guliaev)
برنج.منافذ ساده در غشای سلولهای سنگی از پوشش دانه گردو:
1 - پوسته ثانویه از لایه های موازی زیادی تشکیل شده است 2 - حفره سلول ؛ 3 - کانال منافذ ؛ 4 - زمان انشعاب ؛ 5 - صفحه میانی ، با غشای اولیه ادغام شده است (به گفته کاوسمن)
برنج.طرح ساختار یک جفت منافذ حاشیه ای:
الف - موقعیت باز غشای حفره: 1 - غشای اولیه دو سلول مجاور (و لایه بین سلولی بین آنها) ؛ 2 - پوسته ثانویه ؛ 3 - مرز منافذ ؛ 4 - غشای حفره (شامل دو غشای اولیه سلولهای همسایه و لایه بین سلولی بین آنها) ؛ 5 - محفظه منفذ ؛ 6 - توروس ؛ B - موقعیت بسته غشای حفره (طبق A.A. Yatsenko -Khmelevsky)
حمل و نقل نیز از طریق سوراخ های کوچک (حداکثر 30 تا 60 نانومتر) انجام می شود که منجر به کانال هایی می شود که به همراه لایه میانی به دیواره های سلول های همسایه نفوذ می کنند - plasmodesmata... این کانال ها در سراسر طول خود با غشای پلاسمایی پوشیده شده اند. یک توخالی از طریق پلاسمودسماها عبور می کند desmotubula، از طریق آن عناصر شبکه آندوپلاسمی سلولهای همسایه با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند (شکل را ببینید). همیشه مقدار کمی بین غشای پلاسمایی و دسموتوبول وجود دارد هیالوپلاسم ها... تشکیل پلاسمودسماها معمولاً در زمان تقسیم سلولی در مرحله سیتوکینزیس اتفاق می افتد ، اما مطالعات مدرن نشان می دهد که چنین پیام های بین سلولی می توانند پس از جداسازی سلول های خواهر ایجاد شوند ، علاوه بر این ، بین سلول های غیر خواهر نیز وجود دارد. پلاسمودسماها به مواد اجازه می دهند آزادانه از یک سلول به سلول دیگر مهاجرت کنند ، در حالی که موانع جدی را دور می زنند. اعتقاد بر این است که زمینه های الک سلول های آبکش (آبکش نوعی بافت رسانا است که از طریق آن مواد آلی سنتز شده از اندام های فتوسنتز کننده به سمت ریشه منتقل می شود) همچنین نشان دهنده پلاسمودسمتای بزرگ است.
برنج.ساختار پلاسمودسموس
برنج.پلاسمودسماتا بخشی از پوسته های سه سلول مجاور با بزرگنمایی متوسط میکروسکوپ الکترونی (شماتیک):
1 - شبکه آندوپلاسمی سلولهای مجاور با یکدیگر از طریق دسموتوبولها (کانالهای plasmodesmata) ارتباط برقرار می کند. 2 - پوشش پلاسمالما
کانال ها ، محدود کردن سیتوپلاسم از غشا ؛ 3 - عناصر شبکه آندوپلاسمی ؛ 4 - صفحه متوسط ؛ 5 - پوسته اولیه ؛ 6 - هیالوپلاسم (طبق I.A. Korchagina)
با تشکیل دیواره سلولی ثانویه ، حفاری خطی سلول غیرممکن می شود ، بنابراین این روند همیشه با کاهش حجم پروتوپلاست همراه است (پروتوپلاست محتویات یک سلول زنده است ، به استثنای غشای سلولی). در برخی موارد ، سلولها با ضخامت ثانویه غشاها یک پروتوپلاست فعال را حفظ می کنند (به عنوان مثال ، سلولهای کلانشیم - بافت مکانیکی ، اگرچه غشاء در همه جا ضخیم نمی شود ، بلکه فقط در مناطق خاصی) ، اما اغلب غلیظ شدن منجر به یک بیماری جدی می شود. اختلال در حمل و نقل مواد ، در در نتیجه ، پروتوپلاست می میرد و عملکرد اصلی توسط یک غشای قوی (به عنوان مثال ، اسکلرانشیم) انجام می شود. در این حالت ، پوسته ها lignified می شوند ، یعنی آغشته به لیگنین (لاتین lignum - چوب) هستند. در همه گیاهان بالاتر ، به استثنای بریوفیت ها ، چربی سوزی مشاهده می شود.
در نتیجه ، مقاومت مکانیکی افزایش می یابد و نفوذ پذیری آب کاهش می یابد.
لیگنین کربوهیدرات نیست بلکه از الکلهای معطر ناشی می شود. در پوسته ثانویه ، محتوای آن به 25 - 30 reaches می رسد.
علاوه بر لیگنین ، موادی با خواص آبگریز می توانند در غشای سلولی برخی بافتهای غیر تخصصی تجمع کنند: موم گیاهی ، کوتیین و سوبرین (لاتین suber - cork). Suberin بر روی سطح داخلی دیواره های سلول چوب پنبه رسوب می کند که باعث اختلال در نفوذپذیری و مرگ سلولی می شود. از سوبرین ، نوارهای کاسپاری سلولهای اندودرم نیز تشکیل می شود (اندودرم داخلی ترین لایه قشر اولیه است ، اندودرم ساقه نیز به دلیل رسوبات نشاسته غلاف نشاسته ای نامیده می شود) ریشه. کوتین توسط سلول های اپیدرم ترشح می شود ، جایی که همراه موم های گیاهی ، یک کوتیکول محافظ ایجاد می کند.
بنابراین ، هر سلول گیاهی در یک محفظه چوبی پیچیده محصور شده است. اما این چه چیزی به سلول می دهد؟ دیواره سلولی عملکردهای زیادی را انجام می دهد ، اما به نظر می رسد دو مورد مهمترین آنها هستند - نقش اسکلت خارجی و اطمینان از احتمال تورگور(lat. turgescere - متورم شدن).
وجود پوسته ، توانایی تغییر شکل سلول را از بین می برد. این برای سلولهای حیوانی قابل قبول نیست ، زیرا تحرک را به شدت محدود می کند. با این حال ، موجودات گیاهی اتوتروف هستند و بنابراین به حرکت بسیار کمتری از بدن خود در فضا نیاز دارند. برعکس ، یک پوسته سفت و سخت سلول را برطرف می کند. نقش دیواره سلولی به ویژه در گیاهان زمینی بالاتر به وضوح مشخص شده است.
اشکال گیاهان زمینی باید به نحوی بدن بالای سطح زمین را پشتیبانی کنند. هوا ، به دلیل چگالی کم ، نمی تواند از گیاه حمایت کند ، بنابراین وجود دیواره سلولی سفت و سخت ، به ویژه دیواره ثانویه قوی ، مفید بود. اما سلول نمی تواند ضخامت دیواره را بدون محدودیت افزایش دهد ، در حالی که پروتوپلاست زنده را حفظ می کند ، زیرا انتقال مواد مختل می شود در واقع ، بخش قابل توجهی از سلولهای یک گیاه زنده مرده اند و غشاهای ضخیم در آنها کار می کنند (زایلم نوعی بافت رسانا است که از طریق آن آب با مواد معدنی محلول در جهت انتقال از ریشه به تمام ساختارها منتقل می شود. ساقه ، اسکلرانشما نوعی بافت مکانیکی است که از سلولهای مرده با دیواره ضخیم فوق العاده تشکیل شده است).
یک سلول گیاهی زنده با تورگور مشخص می شود - فشاری که پروتوپلاست بر دیواره سلولی وارد می کند و اگر آنجا نبود ، سلول می ترکید. تورگور به عنوان تکیه گاه سلولهای زنده عمل می کند که دیواره های آن ضخیم شدن ثانویه ای ندارند. این امر به ویژه در مورد گیاهان علفی صادق است.
علاوه بر این ، مواد مغذی را می توان در دیواره های سلولی ذخیره کرد.
دیواره های سلولی موجودات گیاهی را به دو فضا تقسیم می کند. به آنهایی که تمام پروتوپلاستهای متصل به یکدیگر را از طریق plasmodesmata متحد می کند ، می گویند سمپلاست... فضایی که توسط دیواره های سلولی محدود شده و شامل فضاهای بین سلولی است ، نامیده می شود آپوپلاست... بر این اساس ، انتقال از طریق پلاسمودسمتاها را سمپلاستیک و حمل و نقل در طول غشاها و فضاهای بین سلولی را آپوپلاستیک
سلولهای گیاهی ، مانند سلولهای پروکاریوت و قارچ ، در یک دیواره سلولی نسبتاً سفت قرار دارند. برخی از سلول ها فاقد دیواره سلولی هستند. اینها سلولهایی هستند که برای تولید مثل جنسی و غیرجنسی عمل می کنند.(زئوسپورها و گامتهای جلبک و قارچهای پایینی ، گامتهای نر گیاهان بالاتر) ، و در برخی از نمایندگان جلبک های طلایی ، زرد-سبز و پیروفیتیک(آنها قادر به حفظ شکل ثابت بدن نیستند ، حرکت آنها با کمک رویشها - کاذب پوستی - رخ می دهد حرکت آمیبوئید).
موادی که دیواره سلولی را تشکیل می دهند تولید می شوند پلاسمالما و دستگاه گلژیو در خارج از سلول ذخیره می شوند.
این مواد پلی ساکاریدها هستند:
1. سلولز- در گیاهان بالاتر (در جلبک ها - سلولز ، مانان و زیلان)
2. همی سلولز(مولکولهای آن به شکل زنجیر هستند ، مانند سلولز ، اما زنجیره های آن کوتاهتر و کمتر مرتب شده است).
3. مواد پکتین(اشغال فضای بین ماکروفیبریل سلولز) ؛
همچنین در دیواره سلولی گنجانده شده است پروتئین ساختاری(چارچوب پلی ساکارید را در سراسر "بخیه می زند".
دیواره سلولی که در طول تقسیم سلولی در یک گیاه رسوب می کند ، نامیده می شود دیواره سلولی اولیه(عکس. 1).
برنج. 1. طرح ساختار دیواره سلولی اولیه
بعد در نتیجه ضخیم شدناو می تواند تبدیل شود دیواره سلولی ثانویه.
مولکول های سلولز رشته های ریز را تشکیل می دهند. چندین رشته با اتصال پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر متصل می شوند ، رشته های سلولزی میکروفیبریل تشکیل می دهند و ماکروفیبریل ها را تشکیل می دهند. ماکروفیبریل ها در ماتریس پکتین غوطه ور شده و با مولکول های پروتئینی ساختاری "بخیه" می شوند.
مولکولهای سلولزی با استحکام کششی بالا قابل مقایسه هستند با استحکام فولاد... سلولز نه در آب گرم ، نه در قلیاهای غلیظ و نه در حلالهای آلی نامحلول است.
با این حال ، دیواره سلولی در آب و مواد محلول در آن نفوذ پذیر است ، این به دلیل خواص پکتین است.
فضای بین دیواره های سلولی سلولهای مجاور نامیده می شود صفحه متوسط... از ژلاتین چسبناک تشکیل شده است پکتات منیزیم و کلسیمدر دیواره های سلولی برخی میوه های رسیده ، مواد نامحلول پکتین به تدریج به پکتین های محلول تبدیل می شوند. وقتی شکر اضافه می شود ، این دومی ژل ایجاد می کنند. بنابراین از آنها در تهیه مربا و ژله استفاده می شود.
ضخامت دیواره های سلولی در تمام طول آنها یکسان نیست ، اما دارای قسمتهای نازکی است که به آنها می گویند زمینه های منافذ اولیه (شکل 2).
برنج. 2. زمینه های منافذ اولیه ، منافذ و پلاسمودسماها. الف) سلول پارانشیمی با غشای سلولی اولیه و زمینه های منافذ اولیه - بخشهای نازک غشا. ب- سلولهای با دیواره سلولی ثانویه و منافذ ساده متعدد. ب- چند منافذ ساده. D. چند منافذ محدود شده.
منافذ در اینجا نازک ترین مکان در پوسته (فرورفتگی) است ، اگرچه ممکن است منافذ دارای یک سوراخ باشد. ارتباط بین سلولهای مجاور از طریق منافذ انجام می شود. زمینه ها و منافذ نازک از آن عبور می کنند بندهای سیتوپلاسم - plasmodesmata.
خواص اولیه دیواره سلولی:
1. کشسان، با رشد سلول ، کشیده و رشد می کند.
2. ایجاد می کند استحکام - قدرتسلول ها و قادر به محافظت از آن در برابر آسیب مکانیکی است.
3. شفاف ، نور خورشید را منتقل می کند;
4. است محل سفرآب و مواد معدنی محلول در آن
اگر رسوب گذاری همراه با توقف رشد سلولی متوقف شود ، دیواره اولیه سلولی می تواند تا پایان عمر باقی بماند.
اگر رشد و رسوب سلولی متوقف شود عناصر پوسته از داخل ادامه می یابد ، دیواره سلولی ثانویه قوی تری تشکیل می شود... آنها به ویژه برای سلولهایی که عمل می کنند نیاز دارند عملکردهای مکانیکی و هدایت آب... پروتوپلاست سلول (محتویات زنده سلول) معمولاً است می میردپس از رسوب دیواره سلولی ثانویه. حاوی سلولز بیشتری است و هیچ ماده پکتین و پروتئین ساختاری وجود ندارد.
در دیواره سلولی ثانویه ، سه لایه - بیرونی ، میانی و داخلی (شکل 3)... آنها در جهت آرایش میکروفیبریل های سلولزی متفاوت هستند.
برنج. 3. چیدمان میکروفیبریل های سلولزی در ساختار
