أحد الاختلافات الرئيسية بين الخلايا النباتية والحيوانية هو الوجود في السيتوبلازم للعضيات الأولى مثل البلاستيدات. ستتم مناقشة هيكل وخصائص عملياتها الحيوية ، فضلاً عن أهمية البلاستيدات الخضراء والبلاستيدات الخضراء والبلاستيدات في هذه المقالة.
هيكل كلوروبلاست
البلاستيدات الخضراء ، التي سندرس هيكلها الآن ، تنتمي إلى العضيات الإلزامية لخلايا نباتات البذور والجراثيم الأعلى. وهي عضيات خلوية مزدوجة الغشاء ولها شكل بيضاوي. يمكن أن يكون عددهم في السيتوبلازم مختلفًا. على سبيل المثال ، تحتوي خلايا الحمة العمودية لشفرة أوراق التبغ على ما يصل إلى ألف بلاستيدات خضراء ، في سيقان نباتات عائلة الحبوب من 30 إلى 50.
كلا الغشاءين المكونين للعضو العضوي لهما هيكل مختلف: فالأغشية الخارجية ناعمة ، ثلاثية الطبقات ، تشبه غشاء الخلية النباتية نفسها. يحتوي الجزء الداخلي على العديد من الطيات تسمى lamellae. بجوارها أكياس مسطحة - ثايلاكويد. تشكل الصفائح شبكة منالأنابيب المتوازية. بين الصفائح توجد أجسام ثايلاكويد. يتم جمعها في أكوام - حبوب يمكن توصيلها ببعضها البعض. يبلغ عددهم في بلاستيدات خضراء واحدة 60-150. يمتلئ التجويف الداخلي الكامل للبلاستيدات الخضراء بمصفوفة.
الأورجانيلا لها علامات الاستقلالية: مادتها الوراثية - DNA الدائري ، الذي بفضله يمكن أن تتكاثر البلاستيدات الخضراء. يوجد أيضًا غشاء خارجي مغلق يحد من العضية من العمليات التي تحدث في سيتوبلازم الخلية. البلاستيدات الخضراء لها الريبوسومات الخاصة بها ، و i-RNA و t-RNA ، مما يعني أنها قادرة على تخليق البروتين.
وظائف Thylakoid
كما ذكرنا سابقًا ، تحتوي بلاستيدات الخلايا النباتية - البلاستيدات الخضراء - على أكياس مفلطحة خاصة تسمى الثايلاكويدات. تم العثور على أصباغ فيها - الكلوروفيل (المشاركة في التمثيل الضوئي) والكاروتينات (أداء الوظائف الداعمة والغذائية). يوجد أيضًا نظام إنزيمي يوفر تفاعلات مراحل الضوء والظلام من عملية التمثيل الضوئي. تعمل الثايلاكويدات كهوائيات: فهي تركز الكميات الضوئية وتوجهها إلى جزيئات الكلوروفيل.
التمثيل الضوئي هو العملية الرئيسية للبلاستيدات الخضراء
الخلايا ذاتية التغذية قادرة على تصنيع المواد العضوية بشكل مستقل ، وخاصة الجلوكوز ، باستخدام ثاني أكسيد الكربون والطاقة الضوئية. تعد البلاستيدات الخضراء ، التي ندرس وظائفها حاليًا ، جزءًا لا يتجزأ من التغذية الضوئية - الكائنات متعددة الخلايا مثل:
- نباتات الأبواغ العليا (الطحالب ، ذيل الحصان ، طحالب النادي ،السرخس) ؛
- البذور (عاريات البذور - الجنكة والصنوبريات والإيفيدرا وكاسيات البذور أو النباتات المزهرة).
التمثيل الضوئي هو نظام من تفاعلات الأكسدة والاختزال ، والتي تعتمد على عملية نقل الإلكترون من المواد المانحة إلى المركبات التي "تستقبلها" ، أو ما يسمى بالمقبلات.
تؤدي هذه التفاعلات إلى تخليق المواد العضوية ، وخاصة الجلوكوز ، وإطلاق الأكسجين الجزيئي. تحدث المرحلة الضوئية لعملية التمثيل الضوئي على أغشية الثايلاكويد تحت تأثير الطاقة الضوئية. تثير كوانتا الضوء الممتص إلكترونات ذرات المغنيسيوم التي تشكل الصباغ الأخضر - الكلوروفيل.
تُستخدم طاقة الإلكترونات في تخليق المواد كثيفة الاستهلاك للطاقة: ATP و NADP-H2. يتم شقها بواسطة الخلية لتفاعلات المرحلة المظلمة التي تحدث في مصفوفة البلاستيدات الخضراء. يؤدي الجمع بين هذه التفاعلات التركيبية إلى تكوين جزيئات الجلوكوز والأحماض الأمينية والجليسرول والأحماض الدهنية ، والتي تعمل بمثابة مواد البناء والمواد الغذائية للخلية.
أنواع بلاستيد
البلاستيدات الخضراء ، الهيكل والوظائف التي ناقشناها سابقًا ، توجد في الأوراق والسيقان الخضراء وليست الأنواع الوحيدة. لذلك ، في قشر الفاكهة ، في بتلات النباتات المزهرة ، في الأغطية الخارجية للبراعم تحت الأرض - الدرنات والمصابيح ، هناك بلاستيدات أخرى. يطلق عليهم chromoplasts أو leucoplasts.
العضيات عديمة اللون (leucoplasts) لها شكل مختلف وتختلف عن البلاستيدات الخضراء من حيث أنهالا يحتوي التجويف الداخلي على صفائح رقيقة - صفائح ، وعدد الثايلاكويدات المغمورة في المصفوفة صغير. تحتوي المصفوفة نفسها على حمض الديوكسي ريبونوكلييك ، وعضيات تصنيع البروتين - الريبوسومات والإنزيمات المحللة للبروتينات التي تكسر البروتينات والكربوهيدرات.
تحتوي Leucoplasts أيضًا على إنزيمات - إنزيمات تركيبية تشارك في تكوين جزيئات النشا من الجلوكوز. نتيجة لذلك ، تتراكم بلاستيدات الخلايا النباتية عديمة اللون العناصر الغذائية الاحتياطية: حبيبات البروتين وحبوب النشا. يمكن لهذه البلاستيدات ، التي تتمثل وظيفتها في تراكم المواد العضوية ، أن تتحول إلى صانعات صبغية ، على سبيل المثال ، أثناء نضج الطماطم التي هي في مرحلة النضج اللبني.
تحت مجهر مسح عالي الدقة ، تظهر الاختلافات في بنية جميع الأنواع الثلاثة من البلاستيدات بوضوح. يتعلق هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، بالبلاستيدات الخضراء ، التي لديها أكثر الهياكل تعقيدًا المرتبطة بوظيفة التمثيل الضوئي.
Chromoplasts - البلاستيدات الملونة
إلى جانب الخلايا النباتية الخضراء وعديمة اللون ، هناك نوع ثالث من العضيات يسمى البلاستيدات الملونة. لديهم مجموعة متنوعة من الألوان: الأصفر والأرجواني والأحمر. هيكلها مشابه للبلاستيدات: يحتوي الغشاء الداخلي على عدد صغير من الصفائح وعدد صغير من الثايلاكويدات. تحتوي البلاستيدات الملونة على أصباغ مختلفة: الزانثوفيل ، والكاروتينات ، والكاروتينات ، وهي مواد مساعدة في التمثيل الضوئي. هذه البلاستيدات هي التي توفر لون جذور البنجر والجزر وثمار أشجار الفاكهة والتوت.
كيف تنشأوتحويل البلاستيدات بشكل متبادل
Leucoplasts ، chromoplasts ، البلاستيدات الخضراء هي بلاستيدات (البنية والوظائف التي ندرسها) التي لها أصل مشترك. وهي مشتقات من الأنسجة الإنشائية (التعليمية) ، والتي تتكون منها البروتوبلاستيدات - عضيات تشبه الكيس ذات غشاءين يصل حجمها إلى 1 ميكرون. في الضوء ، فإنها تعقد هيكلها: يتكون غشاء داخلي يحتوي على صفائح ، ويتم تصنيع الصباغ الأخضر الكلوروفيل. تصبح البروتوبلاستيدات البلاستيدات الخضراء. يمكن أيضًا تحويل Leukoplasts بواسطة الطاقة الضوئية إلى plastids خضراء ثم إلى chromoplasts. يعد تعديل البلاستيد ظاهرة منتشرة في عالم النبات.
كروماتوفور كسلائف للبلاستيدات الخضراء
الكائنات الحية بدائية النواة - البكتيريا الخضراء والأرجوانية ، تنفذ عملية التمثيل الضوئي بمساعدة بكتيريا كلوروفيل أ ، التي تقع جزيئاتها على النواتج الداخلية للغشاء السيتوبلازمي. يعتبر علماء الأحياء الدقيقة أن الكروماتوفورات البكتيرية هي سلائف للبلاستيدات.
يتم تأكيد ذلك من خلال هيكلها المماثل للبلاستيدات الخضراء ، أي وجود مراكز تفاعل وأنظمة احتجاز الضوء ، وكذلك النتائج العامة لعملية التمثيل الضوئي ، مما يؤدي إلى تكوين مركبات عضوية. تجدر الإشارة إلى أن النباتات السفلية - الطحالب الخضراء ، مثل بدائيات النوى ، لا تحتوي على بلاستيدات. هذا يرجع إلى حقيقة أن التكوينات المحتوية على الكلوروفيل - كروماتوفور ، قد تولت وظيفتها - التمثيل الضوئي.
كيف نشأت البلاستيدات الخضراء
من بين العديد من الفرضياتأصل البلاستيدات ، دعونا نتناول التكاثر التكافلي. وفقًا لأفكاره ، فإن البلاستيدات هي خلايا (البلاستيدات الخضراء) التي نشأت في العصر الأركي نتيجة لاختراق البكتيريا الضوئية في الخلية الأولية غيرية التغذية. هم الذين أدى لاحقًا إلى تكوين البلاستيدات الخضراء.
في هذه المقالة ، درسنا بنية ووظائف العضيات ثنائية الغشاء للخلية النباتية: البلاستيدات البيضاء ، والبلاستيدات الخضراء ، والبلاستيدات الملونة. واكتشفت أيضًا أهميتها في الحياة الخلوية.
