زیست دهم- از یاخته تا گیاه


گفتار 1: ویژگی های یاختۀ گیاهی


پیکر  یک گیاه  از جهاتی مشابه بدن جانوران است. در  گیاهان نیز همانند جانوران، کوچکترین واحد زنده بدن جاندار، یاخته ها هستند.همچنین بافت ها در گیاهان همانند جانوران از کنار هم قرار گرفتن تعدادی سلول تمایز یافته تشکیل شده اند که کار مشخصی را در پیکر گیاه انجام می دهند و به همین ترتیب  در نهایت گیاه از تعدادی از بافت ها تشکیل شده است.شما در فصل 2 با تعدادی از ویژگی های سلول های یوکاریوت آشنا شدید.علی رغم شباهت هایی که سلول های جانوری و گیاهی با یکدیگر دارند تفاوت های زیادی بین این دو فرمانرو وجود دارد.ابتدا به اجزای سازنده ی سلول های گیاهی می پردازیم و در نهایت سلول گیاهی و جانوری را با یکدیگر مقایسه می کنیم :
یاخته های گیاهی از دو بخش مرده و زنده تشکیل شده اند یعنی:

 

 سلول گیاهی = دیوارۀ سلولی(بخش مرده) + پروتوپلاست( بخش زنده) 

 

دیواره یاخته ای(دیواره سلولی) که بخش غیر زنده ی گیاه است خود از اجزای دیگری به نام تیغه میانی و دیواره نخستین و دیواره پسین تشکیل شده است.  که تیغه میانی و دیواره نخستین در همه سلول ها وجود دارد ولی دیواره ی پسین در بعضی از سلول های گیاهی تشکیل می شود.

دیوارۀ سلولی(غیرزنده) = تیغۀ میانی + دیوارۀ نخستین + دیوارۀ پسین(گاهی)

 

پروتوپلاست که بخش زنده ی یاخته گیاهی محسوب میشود از  اجزای دیگر یعنی غشای پلاسمایی، سیتوپلاسم و هسته تشکیل شده است.
1. پروتوپلاست(زنده) = غشای پلاسمایی + سیتوپلاسم + هسته(معمولاً)
یاد آوری: خود سیتوپلاسم هم از سیتوسل (ماده روان) و اندامک های درون آن تشکیل شده است.
ابتدا به دیواره ی یاخته ای بپردازیم :


1) دیواره یاخته ای :


سلول های گیاهی  دارای اجزایی هستند که سلول های جانوری فاقد آن هستند. سلول های گیاهی همانند سلول های قارچ ها و اغلب آغازیان دارای دیواره سلولی ضخیم و سختی هستند. دیواره ی یاخته ای بخش مرده ی گیاهان محسوب می شود و یاخته گیاهی چه زنده باشد چه مرده  دارای دیواره است. پس هر یاخته گیاهی(زنده یا مرده) قطعا دارای دیواره است. برای مثال یاخته های چوب پنبه دارای یاخته های مرده است. 
یاخته، اولین بار در بافت چوب پنبه، مشاهده شد. چوب پنبه از یاخته‌های مرده تشکیل شده است. یاخته‌های این بافت در مشاهده با میکروسکوپ به صورت مجموعه حفره‌هایی دیده می‌شوند که دیواره‌های یاخته ای آنها را از یکدیگر جدا کرده‌اند و تنها بخش باقیمانده از یاختۀ گیاهی در بافتی مرده‌اند‌. 
در بافت‌های غیرزندۀ گیاهان، مثل چوب پنبه( و همینطور تراکئید و عناصر آوندی) پروتوپلاست وجود ندارد و تنها بخشی از سلول که باقی می‌ماند، دیوارۀ سلولی است. علت از بین رفتن پروتوپلاست در بافت‌های غیرزنده، افزایش ضخامت دیوارۀ سلولی است. وقتی دیوارۀ پسین تشکیل می‌شود و ضخامت دیواره بسیار زیاد می‌شود، پروتوپلاست از بین می‌رود.
دیوارۀ یاخته‌ای در بافت‌های زندۀ گیاه، بخشی پروتوپلاست را در بر می‌گیرد. پروتوپلاست هم‌ارز یاخته در جانوران است.


وظایف دیواره یاخته :


دیواره عملکردهای متفاوتی دارد :
 حفظ شکل یاخته ها،  استحکام یاخته ها   در نتیجه استحکام پیکر گیاه،  واپایش(کنترل) تبادل مواد بین یاخته ها در گیاه و جلوگیری از ورود عوامل بیماری زا (نقش دفاعی) از کارهای دیوارۀ یاخته است. 
دیواره یاخته ها در سلول های زنده و مرده به طور کلی دارای وطایف زیر هستند :

همۀ سلولهای دیوارهدار (مرده و زنده)

حفظ شکل یاختهها - استحکام یاختهها و در نتیجه استحکام پیکر گیاه

سلولهای دیوارهدار زنده

واپایش(کنترل) تبادل مواد بین یاختهها در گیاه - جلوگیری از ورود عوامل بیماری زا.

 
نکته: وجود ساختارهایی به نام لان در دیوارۀ سلولی، امکان واپایش(کنترل) تبادل مواد را ممکن می‌سازد. تبادل مواد بین سلول‌ها، از طریق پلاسمودسم‌هایی انجام می‌شود که از دیواره عبور می‌کنند.
 


ساختار دیواره سلولی : 


همانطور که پیشتر اشاره شد دیواره یاخته دارای از 3 بخش تشکیل شده است. تیغه میانی، دیواره ی نخستین و  دیواره ی پسین :
در شکل زیر ترتیب این لایه ها را می بینید تیغه میانی نخستین لایه‌ای است که بین دو سلول گیاهی قرار دارد و بین دو سلول گیاهی مشترک است. روی این لایه دیواره نخستین سلول های گیاهی رسوب می کند که این لایه انعطاف پذیری زیادی دارد و به پروتوپلاست سلول گیاهی اجازه رشد می دهد. در بعضی از سلول های گیاهی دیواره دیگری به نام دیواره پسین که نسبت به دیواره نخستین ضخیم تر و مستحکم تر است رسوب می کند که خود از چند لایه مختلف تشکیل شده است. در ادامه درباره هر کدام از این دیواره ها صحبت خواهیم کرد  :

آکادمی کنکور- زیست گیاهی- ساختار دیواره ی سلولی

تیغۀ میانی

در زیست یازدهم می بینیم که سلول های جانداران به منظور رشد، ترمیم و تولید مثل تقسیم می شوند. از مهم ترین این تقسیم ها تقسیم میتوز و میوز است.
در تقسیم میتوز و میوز ابتدا هسته سلول تقسیم شده و سپس سیتوپلاسم تقسیم می شود.
در تقسیم یاختۀ گیاهی بعد از تقسیم هسته، وزیکول هایی از دستگاه گلژی خارج شده و در وسط سلول تجمع می یابند به این ترتیب  لایه‌ای به نام تیغۀ میانی تشکیل می‌شود. این لایه، میان یاخته(سیتوپلاسم) را به دو بخش تقسیم می‌کند و در نتیجه، دو یاخته ایجاد می‌شود. تیغۀ میانی از پلی‌ساکاریدی به نام پکتین ساخته شده است. پکتین مانند چسب عمل می‌کند و دو یاخته را درکنار هم نگه می‌دارد.
نکته: پکتین هم در دیواره نخستین و هم در تیغه میانی وجود دارد.

یاد آوری: پلی ساکارید ها درشت مولکول هایی زیستی کربوهیدراتی هستند که از پیوند تعداد زیادی مولکول مونوساکارید تشکیل شده اند. اتم های سازنده آن ها شامل اکسیژن هیدروژن و کربن است.

پلاسمودسم و لان

  ساختار پلی ساکارید ها : 

پلی ساکارید ها می توانند تنها شامل یک نوع مونوساکارید باشند  که به صورت زنجیر وار به یکدیگر متصل شده اند.هر پلی ساکارید ممکن است بین ۱۰۰ تا چندین هزار مونوساکارید داشته باشد. مثلا نشاسته(آمیلوز)، گلیکوژن و  سلولز همگی پلی ساکارید هایی هستند که از اتصال زنجیروار تعداد زیادی گلوکوز تشکیل شده اند.در مقابل بعضی پلی ساکارید ها شامل ۲ نوع یا بیشتر از مونوساکارید ها هستند مثل پکتین.
در طبیعت پلی ساکارید ها ممکن است دارای شکل خطی، شاخه ای و یا حتی چرخه ای باشند و شکل ساختاری آن ها تاثیر مهمی بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آنها دارد. برای مثال سلولز کاملا خطی است ولی گلیکوژن و پکتین شکل منشعب دارد.آمیلوز یا نشاسته شکل چرخه ای دارد.
کاربرد پلی ساکارید ها:
پلی ساکارید ها در طبیعت فراوان هستند و تقریبا در هر موجود زنده یافت می شوند. آنها می توانند به عنوان پلی ساکارید ذخیره سازی، مانند نشاسته در گیاهان و گلیکوژن در جانوران، عناصر ساختاری در دیواره سلولی باکتری ها و گیاهان و اسکلت جانوران(مثلا اسکلت حشرات) نقش داشته باشند. آنها همچنین می توانند به پروتئین ها و چربی ها متصل شوند و در شناسایی سلول های خودی از بیگانه یا شناسایی بافت هدف برای مولکول ها مورد استفاده قرار بگیرند.
 

نکته: تیغۀ میانی، بین دو سلول گیاهی مجاور مشترک است؛ پس، دو سلولی که کنار هم قرار دارند، یک تیغه میانی دارند. بنابراین، بین دو سلول گیاهی، حداقل یک بخش از دیوارۀ سلولی، یک تیغۀ میانی وجود دارد. دقت داشته باشید که تیغۀ میانی فقط در وسط دو سلول تشکیل و سایر قسمت‌های سلول، از قبل دارای دیواره هستند؛ این دیواره‌ها، درواقع دیوارۀ سلول اولیه می‌باشند که تقسیم می‌شود.
نکته: تیغۀ میانی، قدیمی‌ترین و نازک‌ترین لایۀ دیوارۀ سلولی است و اولین بخش از دیوارۀ سلولی است که ساخته می‌شود. پس، بین دو سلول گیاهی قطعا تیغۀ میانی وجود دارد.


دیوارۀ نخستین


بخش زنده سلول گیاهی یا همان پروتوپلاست هریک از یاخته‌های تازه تشکیل شده، لایه یا لایه‌های دیگری به نام دیوارۀ نخستین می‌سازند. در این دیواره، رشته‌های سلولز وجود دارند که در زمینه‌ای از پروتئین و انواعی از پلی ساکاریدهای غیر رشته‌ای قرار می‌گیرند. دیوارۀ نخستین، مانند قالبی، پروتوپلاست را در برمی گیرد؛ اما مانع رشد آن نمی‌شود؛ زیرا قابلیت گسترش و کشش دارد و همراه با رشد پروتوپلاست و اضافه شدن ترکیبات سازندۀ دیواره، اندازۀ آن نیز افزایش می‌یابد. 
نکته: دیوارۀ نخستین و دیواره پسین می‌تواند یک یا چند لایه باشد.
نکته: دیوارۀ نخستین، دارای چند نوع پلی‌ساکارید مانند سلولز، پکتین و پلی ساکارید های غیر رشته ای است. بخش اصلی دیواره، توسط پلی‌ساکاریدهای رشته‌ای(سلولز) ساخته شده است و در زمینۀ دیواره، پلی‌ساکاریدهای غیررشته‌ای قرار دارند.
نکته: دیوارۀ نخستین، قابلیت گسترش و کشش دارد و در نتیجه، مانع رشد سلول گیاهی نمی‌شود؛ درواقع زمانی که پروتوپلاست رشد می‌کند، ترکیبات دیوارۀ سلولی نیز ساخته می‌شوند و با اضافه شدن آنها به دیواره، اندازۀ دیوارۀ سلولی نیز افزایش می‌یابد.

 

نکته: دیوارۀ نخستین  بعد از تیغه میانی ساخته می شود. پس از تیغۀ میانی جدیدتر است. چون دیوارۀ نخستین در سطح داخلی تیغۀ میانی ساخته می‌شود، دیوارۀ نخستین به اجزای زندۀ سلول(غشای پلاسمایی، سیتوپلاسم و اندامک‌های آن و هسته) نزدیک‌تر می‌باشد. درواقع با تشکیل دیوارۀ نخستین و پسین، تیغۀ میانی از پروتوپلاست دور می‌شود. با تشکیل لایه‌های جدید دیوارۀ سلولی حجم پروتوپلاست کم تر و کمتر می شود و میزان پرتوپلاست یعنی بخش زنده سلول کاهش پیدا کند به همین ترتیب بخش مرده سلول که دیواره سلولی باشد افزایش می یابد.
نکته: دیوارۀ سلولی نسبت به غشای پلاسمایی، خارجی‌تر است؛ زیرا مواد سازندۀ دیوارۀ سلولی، در پروتوپلاست ساخته می‌شوند و به خارج از غشای سلولی هدایت می‌شوند. عبور این مولکول‌های درشت از غشای سلولی، با روش اگزوسیتوز(برون‌رانی) انجام می‌شود.

دیواره ی پسین


در بعضی یاخته‌های گیاهی، لایه‌های دیگری نیز ساخته می‌شود که به مجموع آنها دیوارۀ پسین می‌گویند. استحکام و تراکم این دیواره از دیوارۀ نخستین بیشتر است. رشد یاخته بعد از تشکیل دیوارۀ پسین متوقف می‌شود.
نکته : دیواره پسین عمدتاً از رشته های سلولزی تشکیل شده است که به صورت فشرده در کنار هم آرایش یافت هاند. سه لایه سلولزی در دیواره پسین وجود دارد که از نظر جهت قرارگیری رشته های سلولزی و ضخامت باهم تفاوت دارند.
نکته: دیوارۀ پسین داراری چند لایه می‌باشد و به همین دلیل، ضخیم است. رشته‌های سلولزی در هر لایه، با هم موازی می‌باشند ولی در لایه‌های مختلف دیوارۀ پسین، با هم فرق می‌کنند.

نکته: همۀ لایه‌های دیوارۀ سلولی، توسط پروتوپلاست ساخته می‌شوند.
نکته: دیوارۀ پسین، ضخیم‌ترین، جدیدترین و داخلی‌ترین لایۀ دیوارۀ سلولی است.
نکته: در همۀ لایه‌های دیوارۀ سلولی، پلی‎‌ساکارید وجود دارد ولی مواد پروتئینی، فقط در دیوارۀ نخستین و پسین وجود دارند. همچنین، رشته‌های سلولزی مختص دیوار نخستین و پسین هستند و در تیغۀ یافت نمی‌شوند.

 

 

پلی ساکارید

مواد پروتئینی

پلی ساکارید

سلولز

پلی ساکارید پکتین

تیغه میانی

(فقط بین سلولها  قرار دارد)

دارد

ندارد

ندارد

دارد

دیواره نخستین

(در همهی سلول های گیاهی وجود دارد و روی تمامی دیوارهی های یک یاخته تشکیل میشود)

دارد( در زمینه دارای پلی ساکارید غیر رشتهای)

دارد

دارد(بخش اصلی دیواره)

دارد

دیواره پسین

( در بعضی از یاخته ها تشکیل میشود و روی تمامی دیوارهی های یاخته تشکیل میشود)

دارد

دارد

دارد(دارای ۳ لایه)

ندارد

 

پروتوپلاست :


دیوارۀ یاخته ای در بافت های زندۀ گیاه، بخشی به نام پروتوپلاست را در بر می گیرد. پروتوپلاست بخش زنده ی یاخته ی گیاهان است. این بخش هم ارز یاخته در جانوران است یعنی از غشای پلاسمایی و سیتوپلاسم(سیتوسل و اندامک های درون آن) تشکیل شده است.
در جدول زیر سلول و بافت های گیاهان را با یکدیگر مقایسه کرده است.
مقایسه سلول های جانوری و گیاهی 

سلول جانوری

                سلول گیاهی

مقایسه سلول گیاهی و جانوری

فاقد دیوارهی سلولی

دارای دیوارهی سلولی

سلولها به شکلهای مختلفی با یکدیگر در ارتباط اند

سلولها به وسیلهی پلاسمودسم در ارتباط اند

دارای واکوئلهای کوچک یا فاقد واکوئل

دارای واکوئلهای بزرگ

همیشه دارای غشای پلاسمایی است

سلول های مرده گیاهی (مثل سلول های آوندی چوبی)فاقد غشای پلاسمایی بوده و دارای دیواره سلولی هستند.

بعضی از سلول های جانوری می تواند فاقد هسته و اندامک است(مثل گلوبول قرمز)

همانند گیاهان بعضی از سلول های زنده می تواند فاقد هسته و اندامک باشد(مثل سلول های آوند آبکشی)

هسته سلول معمولا در مرکز آن قرار دارد

هسته سلول معمولا در کنار سلول قرار دارد.

دارای سانتریول هستند

گیاهان پیشرفته(نهاندانگان و بازدانگان) فاقد سانتریول هستند.

غذا به شکل گلیکوژن در آن ذخیره می شود

غذا به شکل نشاسته در آن ذخیره می شود

 

ارتباط سلول‌های گیاهی

همانطور که در فصل 4 دیدید در جانوران مهره‌دار خون وظیفه، انتقال مواد غذایی، اکسیژن، کربن دی اکسید، هورمون‌ها و مواد دیگر را در بدن دارد و از همین طریق، ارتباط شیمیایی بین یاخته‌های بدن را امکان‌پذیر می‌سازد.گیاه هم یک جاندار پر سلولی است  که این سلول ها هماهنگ با یکدیگر رشد و فعالیت می‌کنند. پس سلول های گیاهی نیز باید به نوعی با یکدیگر در ارتباط باشند. 

مشاهدۀ بافت‌های گیاهی با میکروسکوپ الکترونی نشان می‌دهد که دیواره ی سلول های گیاهی پیوسته نیستند. و منافذی بین دیواره ها وجود دارد که ارتباط بین سلول های گیاهی را ممکن می کند.این منافذ لان نام دارد. لان به منطقه‌ای گفته می‌شود که دیوارۀ یاخته‌ای در آنجا نازک مانده است. لان باعث می شود که کانال‌های میان یاخته‌ای از یاخته‌ای به یاختۀ دیگر کشیده شود. به این کانال‌ها، پلاسمودسم می‌گویند. مواد مغذی و ترکیبات دیگر می‌توانند از راه پلاسمودسم‌ها از یاخته‌ای به یاختۀ دیگر بروند. پلاسمودسم‌ها را همانند تونل هایی در دیوار یک قلعه تصور کنید.بسیاری از مواد می‌توانند به صورت آزاد و به مقدار نیاز از کانال های یک پلاسمودسم عبور کنند و به سلول همسایه بروند. همچنین پلاسمودسم با ارتباط سلول‌های مختلف با یکدیگر این امکان رو در گیاه فراهم می‌کند که سلول‌های مختلف برای یک هدف خاص هماهنگ با یکدیگر فعالیت کنند مثلا به سامانه های بافت و اندام‌های گیاه اجازه می‌دهد که هماهنگ با یکدیگر فعالیت و رشد کنند .

نکته: پلاسمودسم‌ها به طور یکنواخت در دیوارۀ سلولی پخش نشده‌اند، بلکه در بخش‌هایی از دیواره به نام لان، به فراوانی وجود دارند. لان، قسمتی از دیوارۀ سلولی است که در آن قسمت، دیوارۀ سلولی نازک‌ باقی مانده است. اینکه نازک باقی‌مانده است، یعنی بعد از اینکه تیغۀ میانی تشکیل شد، پروتوپلاست اصلاً دیواره‌ای آنجا تشکیل نداده یا کمتر از جاهای دیگر تشکیل شده و در نتیجه، ضخامتش کمتر از جاهای دیگر دیواره است.
نکته: لان بخشی از دیوارۀ سلولی است که نازک مانده است قبلا گفتیم که دیواره سلولی بخش مرده سلول است به همین خاطر لان بخش غیرزنده محسوب می‌شود. هر سلول گیاهی که دیوارۀ سلولی دارد، لان نیز دارد و از انجایی که همه سلول های گیاهی بالغ دیواره دارند پس تمامی سلول های گیاهی دارای لان هستند.
ترکیب دیوارۀ سلولی
ترکیب شیمیایی دیواره در یاخته‌های متفاوت، متناسب با کاری که انجام می‌دهند، و حتی در طول عمر یک یاخته فرق می‌کند.
نکته: پس کار و سن سلول، تعیین می کند که ترکیب شیمیایی دیواره سلول چه باشد. 
 4 تغییر بر دیواره های سلولی اتفاق می افتد چوبی شدن، کانی شدن، ژله ای شدن و چوب پنبه ای شدن
چوبی شدن
دیوارۀ آوندهای چوبی(تراکئید و عناصر آوندی)، به علت تشکیل ماده‌ای پلیمر به نام لیگنین(چوب)، چوبی شده است.
پروتوپلاستِ این یاخته‌ها لیگنین می‌سازد و آن را به دیوارۀ یاخته‌ای اضافه می‌کند. لیگنین سبب استحکام بیشتر دیواره می‌شود. به همین علت وجود درختانی با ارتفاع چند ده متر و حتی چند صد متر ممکن شده است.
نکته: چوبی شدن دیواره، اغلب سبب مرگ پروتوپلاست سلول می‌شود. اما چرا؟ چون لایه‌های جدید دیوارۀ سلولی به سمت داخل سلول ساخته می‌شوند؛ در نتیجه، با تشکیل لایه‌های جدید دیوارۀ سلولی، حجم پروتوپلاست کاهش پیدا می‌کند و به تدریج، فضای پروتوپلاست به حدی کم می‌شود که سلول می‌میرد؛ بنابراین، چوبی شدن دیواره توسط یک سلول زنده انجام می‌شود و با پایان آن، سلول می‌میرد. البته، ممکن است دیوارۀ سلولی چوبی شود و سلول زنده بماند.
نکته: در فرآیند چوبی شدن، رسوب لیگنین در سطح داخلی دیوارۀ پسین انجام می‌شود. درواقع، هر سلولی که دیوارۀ چوبی دارد، قطعاً دیوارۀ پسین هم دارد.

 

جنس

مکان

تاثیر بر گیاه

لیگنین

پلیمر

اضافه شدن به فضاهای بین سلولزها های دیوارهی یاخته

سدی در مقابل عوامل بیماری زا

استحکام گیاه

 

کانی شدن

اگر به برگ گیاه گندم، دست زده باشید، زبری آن را احساس کردهاید. این زبری به علت افزوده شدنِ سیلیس به دیوارۀ یاختههایی است که درسطح برگ قرار دارند. این تغییر از نوع کانی شدن است؛ زیرا در این تغییر، ترکیبات کانی به دیوارۀ یاختهای اضافه میشوند.

 

جنس

مکان

تاثیر بر گیاه

کانی شدن

ترکیب معدنی

سطح برگها

مقاومت گیاه در برابر بیماری های قارچی و ... می شود

مقاوم سازی گیاه در برابر انواع کرم های علفخوار و حشرات

 

 

ژلهای شدن

پکتین دیواره با جذب آب، متورم و ژلهای میشود، به این تغییر ژلهای شدن میگویند. مقدار پکتین در بعضی گیاهان به قدری فراوان است که از آن برای تولید ژلههای گیاهی استفاده میکنند. ژله یا لعابی که از خیساندن دانههایی مانند دانه به در آب ایجاد میشود، به علت فراوانی ترکیبات پکتینی در این دانههاست.

 

جنس

مکان

تاثیر بر گیاه

ژلهای شدن

نوعی پلی ساکارید که از بیش از یک نوع زیر واحد تشکیل شده

در دیواره نخستین و تیغه میانی

افزایش انعطاف پذیری دیواره یاخته گیاه و امکان بزرگ شدن دیواره یاخته ای از طریق جذب آب

 

 

 

نکته: موسین، نوعی گلیکوپروتئین است که از سلولهای لایۀ مخاطی در بخشهایی از بدن مثل لولۀ گوارشی و مجرای تنفسی ترشح میشود. موسین، پس از جذب آب، نوعی ترکیب چسبناک و ژلهای به نام مادۀ مخاطی تولید میکند.(ترکیب - فصل 2)

نکته: کانی شدن و ژلهای شدن، حاصل اضافه شدن ترکیبات معدنی(نه آلی) به دیوارۀ سلولی میباشند. بنابراین، در این دو نوع تغییر، مادهای که به دیوارۀ سلولی اضافه میشود، توسط بخش زندهی گیاه یاخته یعنی پروتوپلاست ساخته نشده است.

کوتینی شدن و چوبپنبهای شدن

 

کوتینی شدن و چوبپنبهای شدن از تغییرات دیگر دیواره در یاختههای گیاهیاند که در کاهش از دست دادن آب و جلوگیری از ورود عوامل بیماریزا به گیاه نقش دارند. کوتین و چوب پنبه از ترکیبات لیپیدی هستند.

کوتین :تا به حال به براق بودن برگها و میوه ها دقت توجه کردهاید؟ عامل این براقی مادهی  کوتین است. کوتین نوعی لیپید از انواع مومهاست.کوتین در شبکهی آندوپلاسمی واقع در  پروتوپلاست های سلولهای روپوستی در بخشهای هوایی گیاه( ساقه و برگها)ساخته میشود و به خارج از یاخته ترشح می شود. از تجمع کوتینها لایهای به نام کوتیکول (پوستک) را روی دیواره ها در بخش هایی که در معرض هوا قرار دارد  تشکیل می شود(یعنی ما در ریشه کوتین و پوستک نداریم).

نکته : همانطور که ذکر شد کوتین به خارج از دیواره یاخته ترشح میشود و یک لایه چسبیده روی دیواره نخستین ایجاد می کند؛ اما تمامی

تغییرات ذکرشده در خود لایهی دیواره صورت میگیرد.

نکته: در چوبی شدن، کوتینی شدن و چوب پنبهای شدن، ترکیبات آلی به دیوارۀ سلولی اضافه میشوند ولی در کانی شدن و ژلهای شدن، ترکیبات معدنی به دیوارۀ سلولی اضافه میشوند.

 

جنس

مکان

تاثیر بر گیاه

کوتینی و چوب پنبهای شدن

ترکیبات لیپیدی

چوب پنبه در در پریدرم و نوارکاسپاری وجود دارد.

 کاهش از دست دادن آب

جلوگیری از ورود عوامل بیماریزا

 

 

نکته : کوتینی و ژله ای و کانی شدن در یاخته های با دیواره نخستین صورت می گیرد درحالی که چوبپنبه ای و چوبی شدن در دیواره پسین رخ می دهد.

کُریچه(واکوئول)، محلّی برای ذخیره

ساختار واکوئول

یکی دیگر از ویژگیهای یاختههای گیاهی، داشتن اندامکی به نام کُریچه است. در این اندامک، مایعی به نام شیرۀ کُریچه ای قرار دارد. شیرۀ کُریچهای ترکیبی از آب و مواد دیگر است. مقدار و ترکیب این شیره، از گیاهی به گیاه دیگر و حتی از بافتی به بافت دیگر فرق میکند. بعضی یاختههای گیاهی کُریچه درشتی دارند که بیشترِ حجم یاخته را اشغال میکند.

نکته : اصلی ترین ویژگی کریچه کمک به حفظ شکل یاخته با ایجاد فشار تورژسانس است.

نکته: در غشای سلول و کریچه، پروتئینهای تسهیل کنندۀ عبور آب از غشاء(آکواپورین) وجود دارد که به صورت اختصاصی برای انتشار آب عمل میکنند. ساخت پروتئینهای تسهیل کنندۀ عبور آب از غشاء، هنگام کم آبی افزایش می‌‌یابد. (ترکیب – فصل 7)

ترکیبات واکوئول

به جز آب، کُریچه محل ذخیرۀ ترکیبات پروتئینی، اسیدی و رنگی است که در گیاه ساخته میشوند:

1 . مواد رنگی:

 آنتوسیانین یکی از ترکیبات رنگی است که در کُریچه ذخیره میشود. آنتوسیانین در ریشۀ چغندر قرمز، کلم بنفش و میوههایی مانند پرتقال توسرخ، به مقدار فراوانی وجود دارد. جالب است که رنگ آنتوسیانین در pH‌های متفاوت تغییر میکند.

2 . ترکیبات پروتئینی:

 

پروتئین، یکی دیگر از ترکیباتی است که در کُریچه ذخیره میشود. گِلوتن یکی از این پروتئینهاست که در بذر گندم و جو ذخیره میشود و هنگام رویش بذر برای رشد و نمو رویان به مصرف میرسد. گلوتن ارزش غذایی دارد، اما بعضی افراد با خوردن فراوردههای گلوتن دار، دچار اختلال رشد و مشکلات جدّی در سلامت میشوند. تشخیص قطعی آن با انجام آزمایشهای پزشکی است.

نکته: در بیماری سلیاک در اثر گلوتن، یاختههای روده تخریب میشوند و ریزپرزها و حتی پرزها از بین میروند؛ در نتیجه، سطح جذب مواد، کاهش شدیدی پیدا میکند و بسیاری از مواد مغذی موردنیاز بدن جذب نمیشوند. این موضوع، منجر به اختلال در رشد فرد میشود. (ترکیب - فصل 2)

نکته: انواعی از رنگها در گیاهان وجود دارند. بعضی از مواد رنگی گیاهان، مثل آنتوسیانین، در واکوئل ذخیره میشوند. ولی بعضی از مواد رنگی دیگر، در پلاستها ذخیره میشوند.

تورژسانس و پلاسمولیز

تورژسانس

وقتی مقدار آب در محیط بیشتر از مقدار آن در یاخته باشد، کُریچهها حجیم و پر آباند و سبب میشوند که پروتوپلاست به دیواره بچسبد و به آن فشار آورد. دیوارۀ یاختهای در برابر این فشار تا حدی کشیده میشود، اما(به علت داشتن پکتین) پاره نمیشود. یاخته در این وضعیت در حالت تورژسانس یا تورم است. حالت تورم یاختهها در بافتهای گیاهی سبب میشود که اندامهای غیر چوبی، مانند برگ وگیاهان علفی استوار بمانند.

پلاسمولیز

اگر به هر علتی آب کم باشد، حجم کُریچه کاهش مییابد و پروتوپلاست جمع میشود و از دیواره فاصله میگیرد. این وضعیت، پلاسمولیز نامیده میشود. اگر پلاسمولیز طولانی مدت باشد، پژمردگی حتی با آبیاری فراوان نیز رفع نمیشود و گیاه به دنبال مرگ یاختههایش، میمیرد.Text Box: فعالیت
غشای کُریچه مانند غشای یاخته، ورود مواد به کُریچه و خروج از آن را کنترل میکند.
وقتی که برگ کلم در آب جوشانده میشود، حرارت زیاد باعث میشود که غشاهای زیستی تخریب شوند. در نتیجۀ تخریب غشای واکوئل، مواد رنگی درون آن آزاد میشوند و وارد آب میشوند. با ورود آنتوسیانین به آب، رنگ آب تغییر میکند و بنفش میشود. اگر همین آزمایش در آبی با دمای معمولی انجام دهیم، تغییر چندانی در رنگ آب ایجاد نمیشود. البته در این حالت هم مقداری آنتوسیانین وارد آب میشود که علت آن، آسیب غشاهای زیستی هنگام برش کلم با چاقو است.

نکته: دو عامل مرگ سلولهای گیاهی: چوبی شدن و پلاسمولیز است.

تورژسانس و پلاسموسیز

 

 

 

پلاستها(دیسهها)

دانستیم که بعضی رنگها به علت وجود موادرنگی در کُریچه است. آیا رنگ زرد یا نارنجی ریشۀ هویج، و رنگ قرمز میوۀ گوجه فرنگی مربوط به ترکیبات رنگی در کُریچه هاست؟ پاسخ منفی است.

نام رنگیزه

رنگ

مکان ذخیره

در این اندامها وجود دارد

 

آنتوسیانین

قرمز، آبی و بنفش

واکوئل

ریشه (چغندرقند)، برگ (کلم بنفش)

گلبرگ (رُز)، میوه (پرتقال تو سرخ)

تغییر رنگ با تغییر pH ، خاصیت

پاداکسندگی، محلول در آب

سبزینه

سبز

کلروپلاست

تمام بخشهای سبز گیاه (برگ،

ساقه)

جذب انرژی نوری در فرآیند

فتوسنتز

کاروتن

(کارتنوئید)

نارنجی

کروموپلاست و کلروپلاست

ریشه هویج گلبرگ های زرد گوجه و فلفل قرمز

خاصیت پاداکسندگی (در پیشگیری از سرطان موثر است)

نقش مثبت  در بهبود کارکرد مغز و اندامهای دیگر

 

 

 

 

 

 

 

 

یکی دیگر از ویژگیهای یاختههای گیاهی، داشتن اندامکی به نام دیسه(پلاست) است. انواعی از دیسه‌‌ها در گیاهان وجود دارد.

سبز دیسه :

سبز دیسه(کلروپلاست) به مقدار فراوانی سبزینه دارد. به همین علت گیاهان، سبز دیده می شوند.

کروموپلاست:

نوع دیگری دیسه وجود دارد که در آن، رنگیزههایی با نام کاروتنوئیدها ذخیره میشوند. به این دیسهها، رنگ دیسه(کروموپلاست) میگویند؛ مثلاً رنگ دیسهها در یاختههای ریشۀ گیاه هویج، مقدار فراوانی کاروتن دارند که نارنجی است.

مشخص شده است که ترکیبات رنگی در کُریچه و رنگ دیسه، پاداُکسنده(آنتی اکسیدان)اند. ترکیبات پاداُکسنده در پیشگیری از سرطان (نه درمان) و نیز بهبود کارکرد مغز و اندامهای دیگر نقش مثبتی دارند.

 

دیسه های فاقد رنگریزه :

 بعضی دیسهها رنگیزه ندارند، مثلاً در دیسههای یاختههای بخش خوراکی سیبزمینی، به مقدار فراوانی نشاسته ذخیره شده است که به همین علت به آن نشادیسه(آمیلوپلاست) میگویند.

ذخیرۀ نشاسته، هنگام رویش جوانههای سیب زمینی، برای رشد جوانهها و تشکیل پایههای جدید از گیاه سیب زمینی مصرف میشود.

 

منشأ تمامی پلاست ها یک پلاست اولیه است که تحت شرایط مختلف و بسته به نوع اندام به پلاست های مختلف تبدیل می شود، همچنین یک پلاست بالغ نظیر کلروپلاست در موقعیت های مختلفی می تواند به پلاست های دیگر تبدیل شود. برای مثال سبزدیسهها کاروتنوئید هم دارند که با رنگ سبزینه پوشیده میشوند؛ در پاییز با کاهش طول روز و کم شدن نور، ساختار سبزدیسهها در بعضی گیاهان تغییر میکند و به رنگ دیسه تبدیل میشوند. در این هنگام سبزینه در برگ تجزیه میشود و مقدار کاروتنوئیدها افزایش مییابد.

 فعالیت

گوجه فرنگی در ابتدا سبز رنگ و با گذشت زمان رنگ آن تغییر میکند. چه توضیحی برای این رویداد دارید؟ چگونه میتوانید به طور تجربی، درستی توضیح خود را تأیید کنید؟

هنگام رسیدن میوۀ گوجه فرنگی، نوعی رنگیزۀ کاروتنوئیدی در کلروپلاست زیاد میشود و مقدار کلروافیل کاهش پیدا میکند؛ در نتیجه کلروپلاست به کروموپلاست تبدیل میشود و رنگ سبز آن به قرمز تغییر مییابد.

 

ترکیبات گیاهی

معمولاً گیاهان را به عنوان جانداران غذاساز میشناسیم، اما گیاهان ترکیبات دیگری میسازند که استفادههایی به غیر از غذا دارند؛ مثلاً قبل از تولید رنگهای شیمیایی، گیاهان از منابع اصلی تولید رنگ برای رنگ آمیزی الیاف بودند.

نکته: گیاهان مواد غذایی را توسط کلروپلاست تولید میکنند و به صورت نشاسته، در آمیلوپلاست ذخیره میکنند.

نکته: غذای انسان به طور مستقیم یا غیرمستقیم، از گیاهان به دست میآید. انسان، میتواند مستقیماً از منابع گیاهی(مثل میوه و سبزیجات) استفاده کند یا از محصولات جانوران گیاهخوار مثل گاو، بهرهمند شود.(ترکیب - فصل 1)

نکته: اصلاح ژنتیکی گیاهان، یکی از راههای افزایش کیفیت و کمیت غذایی است که انسان از گیاهان به دست میآورد. (ترکیب - فصل 1)

نکته: گروهی از جانوران، گیاهخوار هستند و غذای خود را مستقیماً از منابع گیاهی تأمین میکنند. لارو پروانه مونارک، ملخ، گروهی از پرندگان نظیر پرندۀ دانهخوار، نشخوارکنندگان و اسب، مثالهایی از این جانوران هستند. (ترکیب - فصلهای 1 و 2)

 

اگر دمبرگ انجیر را ببرید یا اینکه میوۀ تازۀ انجیر را از شاخه جدا کنید، از محل برش، شیرۀ سفید رنگی خارج میشود که به آن شیرابه میگویند. ترکیب شیرابه، در گیاهان متفاوت، فرق میکند. لاستیک برای اولین بار از شیرابۀ نوعی درخت ساخته شد.

نکته: ترکیب شیرابه در گیاهان متفاوت، فرق میکند و ممکن است سمی نیز باشد، مثلاً شیرابۀ خشخاش دارای ترکیبات آلکالوئیدی اعتیادآور(تریاک) است.

 

 

آلکالوئیدها:

 آلکالوئیدها از ترکیبات گیاهیاند و در شیرابۀ بعضی گیاهان به مقدار فراوانی وجود دارند.

 کاربرد در گیاهان : در  نقش آنها دفاع از گیاهان در برابر گیاه خواران است.

 کاربرد در پزشکی : ساختن داروهایی مانند مسکّنها، آرام بخشها و داروهای ضد سرطان به کار میبرند.

 مضرات: بعضی آلکالوئیدها اعتیادآورند مثل نیکوتین که در تنباکو وجود دارد.

نکته:  آلکالوئیدها نیز در تولید داروهای ضدسرطان نقش دارند یعنی در درمان بعضی سرطان ها نقش دارند. رنگهای موجود در کروموپلاستها و واکوئلها، آنتیاکسیدان هستند و در پیشگیری از سرطان نقش دارند.Text Box: فعالیت
برگ بعضی گیاهان بخشهای غیر سبز، مثلاً سفید، زرد، قرمز یا بنفش دارد. دیده میشود که کاهش نور در چنین گیاهانی، سبب افزایش مساحت بخشهای سبز میشود. چه توضیحی برای این مشاهده دارید؟ این تغییر رنگ در برگ چه اهمیتی در ماندگاری گیاه دارد؟
وجود بخشهایی با رنگی غیر از سبز در برگ گیاه، ناشی از وجود کروموپلاست‎ها میباشد. وقتی که مقدار نور در محیط اطراف این گیاهان کم میشود، سلولهای برگ برای جذب نور با مشکل مواجه میشوند. در نتیجه، لازم است که توانایی سلولها برای جذب نور افزایش پیدا کند. به همین دلیل، کروموپلاستها به کلروپلاست تبدیل میشوند؛ یعنی، مقدار کلروفیل در کروموپلاست، باعث تبدیل آن به کلروپلاست میشود و توانایی سلول را برای جذب نور افزایش میدهد. این سازگاری باعث میشود که گیاه در نور کم هم بتواند به بقای خود ادامه دهد و انرژی مورد نیاز خود را جذب کند.

مضر بودن برخی ترکیبات گیاهی :

 گیاهی بودن یک ترکیب به معنی بیضرر بودن آن نیست. شرکتهای تجاری در تبلیغ محصولات خود و تشویق مردم برای خرید، عبارتِ محصول کاملاً گیاهی است و هیچ ضرری ندارد! را به کار میبرند. در حالی که ترکیباتی در گیاهان ساخته میشود که در مقادیر متفاوت، ممکن است سرطان زا، مسموم کننده یا حتی کشنده باشند.

 

 

 
به این جزوه آموزشی امتیاز دهید:
لطفا برای امتیاز دادن به این مطلب وارد شوید.
تعداد افراد امتیاز دهنده: 1 | امتیاز: 5 از 5