الجدار الخلوي

فسيولوجيا نبات

فسيولوجيا الخليه النباتيه

تتكون الأنسجة النباتية من أعداد كبيرة من الخلايا الدقيقة الحجم، أى أن كل سنتيمتر مكعب من النسيج النباتى يتكون من عدة ملايين من الخلايا، والتى قد تكون متماثلة فى الأنسجة البسيطة، او متباينة فى الأنسجة المركبة. وتتميز الخلية النباتية عن الخلية الحيوانية أساساً بوجود جدار سليولوزى صلب، غير حى، يحيط بمحتويات الخلية من الخارج، ويعطيها شكلاً ثابتاً ومحدداً. ويطلق على الخلية بدون الجدار الخلوى اسم البرتوبلاست Protoplast.

والخلية هى الوحدة التركيبية والوظائفية للكائنات الحية جميعها، وتتميز بقدرتها الكامنة أو الظاهرة على القيام بجميع الوظائف الحيوية اللازمة للحياة.

وقد كشف فصل كل مكون من المكونات الخلوية ودراسته باستفاضة، عن الوظائف الجارية بالخلية. وأن النواة أساس التحكم فى العوامل الوراثية؛ وبالتالى الانقسام والوظائف الفسيولوجية الأخرى بما فيها النمو، وعموماً يوجد نوعين أساسين من الخلايا: النوع الأول لخلايا حقيقية النواة Eucaryptic وفيها توجد وتنتظم العضيات الخلوية Cell Organelles بحيث يقوم كل منها بوظيفة حيوية معينة ، والمادة الوراثية تتركز فى النواة مكونة أساساً من الأحماض النووية؛ الريبوزية والدي أوكسي ريبوزية( RNA = Ribonucleic acid , DNA = Deoxyribonucleic acid) . وفي هذه الخلايا يجرى البناء الضوئى فى البلاستيدات الخضر، والتنفس يحدث فى الميتكوندريات .... الخ.

فسيولوجيا الخليه النباتيه

والنوع الثانى لخلايا بدائيات الأنوية Prokaryotic وفيها تحدث العمليات الحيوية على غشاء البلازما والتراكيب النامية منه ودون حدود مكانية لهذه الوظائف فتجرى مثلاً عمليات البناء الضوئى والتنفس فى أغشية متصلة بالغشاء الخلوى أو البلازما. وتكون المادة الوراثية هنا فى الخلايا Coenocytic موزعة فى بروتوبلازم الخلية وتسمى Necleoplasm فلا توجد نواة حقيقية محددة يفصلها غشاء عن باقى أجزاء الخلية كما هو الحال فى الطحالب الخضر المزرقة والبكتريا ، وهذا النوع من الخلايا بسيط فى التركيب والتنظيم والتطور.

وتتميز الخلية النباتية الراقية بعدة مزايا أهمها :

أ- تقوم بأعظم واقدم عملية كيموحيوية على وجه الأرض لاقتناص الطاقة الضوئية وتحويلها لشتى صور الطاقة الموجودة فى عالمنا، ويتم ذلك فى الكلوروبلاست، ومع بعض الشواذ القليلة.

ب- المقدرة على التجدد وتكوين نباتات جديدة، تمر بمراحل النمو الخضرى والزهرى والثمرى وذلك عندما تتوافر له المغذيات والمنظمات والهرمونات النباتية وتسمى هذه الخاصية Totipotency ويمكن ملاحظة هذه الظاهرة بوضوح خلال تجارب مزارع الأنسجة Tissue Culture.

ج- امتلاك فجوة عصارية مركزية، تصير كبيرة الحجم فى الخلايا البالغة ولها وظائف فسيولوجية خاصة أهمها الحفاظ على ضغط امتلاء مناسب.

د- إحاطتها بجدار سيليلوزى عادة يحفظ محتوياتها وله وظائف أخري.

علاقة تركيب الخلية النباتية بوظيفتها

تتركب الخلية النباتية من جدران خلوية، تحوى داخلها البروتوبلاست، الذى يتركب من مكونات غير حية، ومحتويات حية، لكل منها وظيفتها الفسيولوجية الخاصة.

فسيولوجيا الخليه النباتيه

الجدار الخلوى Cell Wall

يحيط بالخلية من الخارج، ويعطيها شكلاً ثابتاً ومحدداً. والجدار الخلوى مسامى، وليس له خاصية التحكم فى إنفاذ الماء أو الذائبات خلاله، كما أن له القدرة على تشرب كمية كبيرة من الماء دون أن يكون محلولاً، نظراً لاحتوائه على كثير من الغرويات الهلامية المتصلبة ذات القدرة العالية على تشرب الماء مثل السليلوز والبكتينات.

فسيولوجيا الخليه النباتيه

ومن أهم وظائف الجدار الخلوى ما يأتى:-

دعم الخلية ميكانيكياً وإكسابها الصلابة والمتانة.

حفظ المكونات الخلوية من المؤثرات الخارجية.

وسيلة وسطية لتبادل الأيونات بين الخلية والبيئة.

المعاونة فى نمو الخلية لمرونة الجدار الابتدائى.

المساهمة فى ضغط الامتلاء Turgor Pressures.

الاشتراك فى امتصاص وانتقال الماء.

له دور فى منع حدوث المرض ووقف اختراق الطفيل.

اعطاء شكل ثابت ومحدد للخلية.

يتركب الجدار الخلوى من الطبقات التالية:

أ-الصفيحة الوسطى Middle lamella:

وهى الجزء من الجدار الذى يفصل بين برتوبلاست الخلايا الحديثة الناشئة عن انقسام الخلية الأم، ويفرزها السيتوبلازم، حيث يتم بنائها حيوياً فى المرحلة الأخيرة لانقسام النواة، خلال عملية الانقسام الغير مباشر Mitosis.

يتركب الجدار الخلوى من الطبقات التالية:

ب- الجدار الابتدائى Primary Wall

وهو جدار رقيق، مرن، يقبل التمدد والنمو بدرجة مناسبة لحجم الخلية المتزايد فى الحجم. وهذا الجدار يفرزه السيتوبلازم بسرعة، ويترسب على الصفيحة الوسطى، من كلا الجانبين. ويتكون من لويفات Fibrils من السليولوز متشابكة ومتقاطعة مع بعضها البعض، تترسب دون نظام معين، مما يؤدى إلى وجود مسافات شعرية دقيقة بينها، وتختلط لويفات السليولوز بمركبات البكتين والهيميسليولوز كما أمكن إثبات وجود حمض الأمينين Hydroxyproline, Proline فى جدار الخلية.

يتركب الجدار الخلوى من الطبقات التالية:

ج-الجدار الثانوى Secondary Wall:

تترسب مواد هذا الجدار فوق الجدار الابتدائى، وهو يتكون عادة من ثلاثة طبقات، الوسطى منها سميكة، و الطبقتان الخارجية والداخلية رقيقتين نسبيا.ً وتتركب طبقات الجدار من سلاسل سليلوزية مختلطة باللجنين والسوبرين والشموع وغيرها من نواتج التحول الغذائى.

وتوجد فراغات بينية بين الليفات الصغيرة وتترسب بهذه الفراغات مواد مختلفة طبقاً لنوع الجدار ونوع الخلية وعمر الخلية عند تكون الليفات الكبيرة، وفى الجدر الأولية تمتلئ الفراغات كثيراً بالمركبات البكتينية واللجنين والتانين والشمع والكيوتين والسوبرين والكالوز والمعادن كالسيلكون والكالسيوم وبعض المواد الأخرى. وفى الجدر السيليلوزية البحتة، كالجدر الثانوية لشعيرات القطن، فإن الماء يشغل تلك الفراغات ، وجد فى تيلة القطن الواحدة حوالى 700 مليون سلسلة سيليلوزية.