التركيب الكيميائيالخلايا. لا المواد العضويةالخلايا

الخصائص الأساسية ومستويات تنظيم الطبيعة الحية

تعكس مستويات تنظيم الأنظمة الحية التبعية والتسلسل الهرمي التنظيم الهيكليحياة:

الجينات الجزيئية - البوليمرات الحيوية الفردية (DNA ، RNA ، البروتينات) ؛

خلوي - وحدة أولية ذاتية التكاثر للحياة (بدائيات النوى ، حقيقيات النوى أحادية الخلية) والأنسجة والأعضاء.

عضوي - وجود مستقل فردي;

الأنواع السكانية - وحدة أولية متطورة - مجموعة ؛

التكاثر الحيوي - النظم الإيكولوجية التي تتكون من مجموعات سكانية مختلفة وموائلها ؛

المحيط الحيوي - جميع السكان الأحياء على الأرض ، مما يوفر تداول المواد في الطبيعة.

الطبيعة هي كل العالم المادي الموجود بجميع أشكاله المتنوعة. تتجلى وحدة الطبيعة في موضوعية وجودها ، والتكوين الأساسي المشترك ، والخضوع لنفس القوانين الفيزيائية ، في الطبيعة المنهجية للمنظمة. الأنظمة الطبيعية المختلفة ، الحية وغير الحية ، مترابطة وتتفاعل مع بعضها البعض. مثال على التفاعل النظامي هو المحيط الحيوي.

علم الأحياء عبارة عن مجموعة من العلوم التي تدرس أنماط تطور وحياة الأنظمة الحية ، وأسباب تنوعها وقدرتها على التكيف معها. بيئة، العلاقة مع الأنظمة الحية الأخرى والأشياء ذات الطبيعة غير الحية.

الهدف من البحث في علم الأحياء هو الحياة البرية.

موضوع البحث البيولوجي هو:

الأنماط العامة والخاصة للتنظيم والتطوير والتمثيل الغذائي ونقل المعلومات الوراثية ؛

تنوع أشكال الحياة والكائنات الحية نفسها ، وكذلك علاقتها بالبيئة.

يتم شرح كل تنوع الحياة على الأرض عملية تطوريةوالتأثيرات البيئية على الكائنات الحية.

يتم تحديد جوهر الحياة بواسطة M.V. Volkenstein كوجود على الأرض "أجسام حية ، وهي أنظمة مفتوحة ذاتية التنظيم والتكاثر الذاتي مبنية من البوليمرات الحيوية - البروتينات و احماض نووية».

الخصائص الرئيسية لنظم المعيشة:

الاسْتِقْلاب؛

التنظيم الذاتي

التهيج؛

تقلب

الوراثة

تكاثر؛

التركيب الكيميائي للخلية. المواد غير العضوية للخلية

علم الخلايا هو علم يدرس بنية الخلايا ووظائفها. الخلية هي الوحدة الأساسية الهيكلية والوظيفية للكائنات الحية. الخلايا الكائنات الحية وحيدة الخليةجميع خصائص ووظائف الأنظمة الحية متأصلة. الخلايا الكائنات متعددة الخلايامتباينة حسب الهيكل والوظيفة.

التركيب الذري: تحتوي الخلية على حوالي 70 عنصرًا من جدول عناصر منديليف الدوري ، و 24 منها موجودة في جميع أنواع الخلايا.

المغذيات الكبيرة - H ، O ، N ، C ، العناصر الدقيقة - Mg ، Na ، Ca ، Fe ، K ، P ، CI ، S ، العناصر فائقة الصغر - Zn ، Cu ، I ، F ، Mn ، Co ، Si ، إلخ.

التركيب الجزيئي: يتضمن تكوين الخلية جزيئات المركبات العضوية وغير العضوية.

المواد غير العضوية للخلية

ماء. جزيء الماء له بنية مكانية غير خطية ولها قطبية. تتكون الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات الفردية ، والتي تحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماء.

أرز. 1. جزيء الماء 2. الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء

الخصائص الفيزيائية للماء:

يمكن أن يكون الماء في ثلاث حالات - سائلة وصلبة وغازية ؛

الماء مذيب. تعمل جزيئات الماء القطبية على إذابة الجزيئات القطبية للمواد الأخرى. المواد القابلة للذوبان في الماء تسمى ماء. المواد غير القابلة للذوبان في الماء كارهة للماء ؛

سعة حرارية عالية النوعية. يتطلب الأمر الكثير من الطاقة لكسر الروابط الهيدروجينية التي تربط جزيئات الماء معًا. تضمن خاصية الماء هذه الحفاظ على توازن الحرارة في الجسم ؛

ارتفاع درجة حرارة التبخر. يتطلب تبخير الماء الكثير من الطاقة. درجة غليان الماء أعلى من العديد من المواد الأخرى. هذه الخاصية المائية تحمي الجسم من الحرارة الزائدة ؛

جزيئات الماء في حركة مستمرة ، فهي تتصادم مع بعضها البعض في المرحلة السائلة ، وهو أمر مهم لعمليات التمثيل الغذائي ؛

القابض و التوتر السطحي. تحدد الروابط الهيدروجينية لزوجة الماء والتصاق جزيئاته بجزيئات المواد الأخرى (التماسك). بسبب قوى الالتصاق للجزيئات ، يتم إنشاء فيلم على سطح الماء ، والذي يتميز بالتوتر السطحي ؛

كثافة. عند التبريد ، تتباطأ حركة جزيئات الماء. يصبح عدد الروابط الهيدروجينية بين الجزيئات الحد الأقصى. أعلى كثافة للماء عند 4 درجات مئوية. التجميد ، يتمدد الماء (هناك حاجة إلى مكان لتكوين الروابط الهيدروجينية) ، وتقل كثافته ، لذلك يطفو الجليد على سطح الماء ، مما يحمي الخزان من التجمد ؛

القدرة على تكوين هياكل غروانية. تشكل جزيئات الماء غلافًا حول الجزيئات غير القابلة للذوبان لبعض المواد ، مما يمنع تكوين الجزيئات الكبيرة. تسمى هذه الحالة من هذه الجزيئات مشتتة (مبعثرة). تتشكل أصغر جزيئات المواد المحاطة بجزيئات الماء الحلول الغروانية(السيتوبلازم ، السوائل بين الخلايا).

الوظائف البيولوجية للمياه:

النقل - يوفر الماء حركة المواد في الخلية والجسم ، وامتصاص المواد وإفراز منتجات التمثيل الغذائي. في الطبيعة ، تحمل المياه الفضلات إلى التربة والمسطحات المائية ؛

التمثيل الغذائي - الماء هو وسيط لجميع التفاعلات الكيميائية الحيوية ومانح الإلكترون أثناء عملية التمثيل الضوئي ، وهو ضروري للتحليل المائي للجزيئات الكبيرة لمونومراتها ؛

يشارك في التعليم:

1) سوائل التشحيم التي تقلل الاحتكاك (الزليلي - في مفاصل الفقاريات ، الجنبي ، في التجويف الجنبي ، التامور - في كيس التامور) ؛

2) المخاط ، الذي يسهل حركة المواد عبر الأمعاء ، ويخلق بيئة رطبة على الأغشية المخاطية في الجهاز التنفسي ؛

3) أسرار (اللعاب ، الدموع ، العصارة الصفراوية ، السائل المنوي ، إلخ) والعصائر في الجسم.

أيونات غير عضوية. يتم تمثيل أيونات الخلايا غير العضوية بواسطة: K + ، Na + ، Ca2 + ، Mg2 + ، NH3 كاتيونات و Cl- ، NOi2- ، H2PO4- ، HCO3- ، HPO42- الأنيونات.

يوفر الاختلاف بين عدد الكاتيونات والأنيونات على السطح وداخل الخلية حدوث جهد فعل ، والذي يكمن وراء الإثارة العصبية والعضلية.

أنيونات حمض الفوسفوريك تخلق نظامًا عازلًا للفوسفات يحافظ على درجة الحموضة في البيئة داخل الخلايا في الجسم عند مستوى 6-9.

ينشئ حمض الكربونيك وأنيوناته نظامًا عازلًا للبيكربونات ويحافظ على الرقم الهيدروجيني للوسط خارج الخلية (بلازما الدم) عند مستوى 4-7.

تعمل مركبات النيتروجين كمصدر للتغذية المعدنية وتوليف البروتينات والأحماض النووية. ذرات الفوسفور هي جزء من الأحماض النووية ، الفسفوليبيد ، وكذلك عظام الفقاريات ، الغطاء الكيتيني للمفصليات. أيونات الكالسيوم هي جزء من مادة العظام ، كما أنها ضرورية لتقلص العضلات وتخثر الدم.

ماء- أحد المكونات الأساسية للخلية الحية ، حيث يشكل متوسط ​​70-80٪ من كتلة الخلية. في الخلية ، يكون الماء في صورة حرة (95٪) ومربوطة (5٪). بالإضافة إلى كونها جزءًا من تكوينها ، فهي أيضًا موطن للعديد من الكائنات الحية.

يتم تحديد دور الماء في الخلية من خلال مادة كيميائية فريدة و الخصائص الفيزيائية، ترتبط بشكل أساسي بالحجم الصغير للجزيئات ، مع قطبية جزيئاتها وقدرتها على تكوين روابط هيدروجينية مع بعضها البعض. يؤدي الماء كعنصر من مكونات الأنظمة البيولوجية الوظائف الهامة التالية:

1. الماء هو مذيب شامل للمواد القطبية ، مثل الأملاح والسكريات والكحوليات والأحماض ، وما إلى ذلك. المواد شديدة الذوبان في الماء تسمى ماء.

2. تشارك جزيئات الماء في العديد من التفاعلات الكيميائية ، على سبيل المثال ، في التحلل المائي للبوليمرات.

3. في عملية التمثيل الضوئي ، يعتبر الماء مانحًا للإلكترون ، ومصدرًا لأيونات الهيدروجين والأكسجين الحر.

4. لا يذوب الماء أو يختلط مع المواد غير القطبية ، لأنه لا يمكن أن يشكل معها روابط هيدروجينية. تسمى المواد غير القابلة للذوبان في الماء كارهة للماء.

5. للماء قدرة حرارية عالية. يتطلب الأمر الكثير من الطاقة لكسر الروابط الهيدروجينية التي تربط جزيئات الماء معًا. تضمن هذه الخاصية الحفاظ على التوازن الحراري للجسم مع التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة في البيئة.

6. للماء موصلية حرارية عالية ، مما يسمح للجسم بالحفاظ على نفس درجة الحرارة خلال حجمه.

7. يتميز الماء بارتفاع درجة حرارة التبخر ، أي قدرة الجزيئات على حمل كمية كبيرة من الحرارة معها أثناء تبريد الجسم. بسبب هذه الخاصية المائية ، والتي تتجلى أثناء التعرق في الثدييات ، وضيق التنفس الحراري في التماسيح والحيوانات الأخرى ، والنتح في النباتات ، يتم منع ارتفاع درجة حرارتها.

8. الماء لديه توتر سطحي مرتفع بشكل استثنائي. هذه الخاصية ذات أهمية كبيرة لحركة المحاليل عبر الأنسجة (الدورة الدموية ، التيارات الصاعدة والهابطة في النباتات). بالنسبة للعديد من الكائنات الحية الصغيرة ، يسمح التوتر السطحي لها بالطفو أو الانزلاق عبر سطح الماء.

9. الماء يضمن حركة المواد في الخلية والجسم ، وامتصاص المواد وإفراز منتجات التمثيل الغذائي.

10. في النباتات ، يحدد الماء انتفاخ الخلايا ، ويؤدي في بعض الحيوانات وظائف الدعم، كونه هيكل عظمي هيدروستاتيكي (دائري وحلقية ، شوكيات الجلد).

11. الماء - عنصرسوائل التزليق (الزليلي - في مفاصل الفقاريات ، الجنبي - في التجويف الجنبي ، التأمور - في كيس التامور) والمخاط (تسهل حركة المواد عبر الأمعاء ، وتخلق بيئة رطبة على الأغشية المخاطية للقناة التنفسية) . إنه جزء من اللعاب والصفراء والدموع وما إلى ذلك.

خصائص ووظائف ومعنى الماء

املاح معدنية. تتحلل جزيئات الأملاح في محلول مائي إلى كاتيونات وأنيونات. الكاتيونات (K +، Na +، Ca2 +، Mg2 +، NH4 +) والأنيونات (Cl-، H2P04 -، HP042-، HC03 -، NO3 2-، SO4 2-) لها أهمية قصوى. وتشارك بعض الأيونات في تنشيط الإنزيمات ، خلق ضغط تناضحي في الخلية ، في عمليات تقلص العضلات ، تخثر الدم ، إلخ. هناك عدد من الكاتيونات والأنيونات ضرورية لتركيب المواد العضوية المهمة (على سبيل المثال ، الفوسفوليبيدات ، ATP ، النيوكليوتيدات ، الهيموغلوبين ، الكلوروفيل ، وما إلى ذلك) ، وكذلك الأحماض الأمينية ، كونها مصادر ذرات النيتروجين والكبريت. حمض الهيدروكلوريك جزء من عصير المعدة. توجد أملاح الكالسيوم والفوسفور في أنسجة العظامالحيوانات والبشر.

المواد العضوية.أساس جميع المركبات العضوية هو الكربون (C) ، الذي يشكل روابط مع الذرات الأخرى ومجموعاتها. نتيجة لذلك ، معقدة مركبات كيميائية، مختلفة في التركيب والوظائف ، هي جزيئات كبيرة (من وحدات الماكرو اليونانية - كبيرة).

تتكون الجزيئات الكبيرة من تكرار المركبات ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، - مونومرات(من اليونانية مونو - واحد).

بوليمر(من اليونانية بولي - الكثير) – جزيء ضخم يتكون من المونومرات.

في جزيئات البوليمر ، يمكن أن تكون المونومرات متماثلة أو مختلفة. اعتمادًا على المونومرات التي يتم تضمينها في تكوين البوليمرات ، يتم تقسيم البوليمرات إلى المجموعات التالية:

البوليمرات

منتظم غير منتظم

أ-أ-أ-أ-أ- أ-ب-أ-ج- ب-أ-د- ج- أ-

A-S-D-A-S-D-A-S-D-

تسمى البوليمرات التي تتكون منها الكائنات الحية البوليمرات الحيوية ،التي تعتمد خصائصها على بنية جزيئاتها ، وعدد وتنوع المونومرات. البوليمرات الحيوية عالمية ، حيث يتم بناؤها وفقًا لخطة واحدة في جميع الكائنات الحية. تنوع خصائص البوليمرات الحيوية يرجع إلى مجموعات مختلفة من المونومرات التي تشكل متغيرات مختلفة. تتجلى خصائص البوليمرات الحيوية فقط في خلية حية.

الكربوهيدرات أو السكريات، - المركبات العضوية ، والتي تشمل الكربون والهيدروجين والأكسجين. حصلوا على اسم "الكربوهيدرات" بسبب تركيبتها الكيميائية: الصيغة العامة لمعظمهم هي Сn (H2O) n.

تكوين وهيكل الكربوهيدرات

السكريات الأحادية- سكريات بسيطة لها الصيغة العامة (CH2O) n ، حيث n = 3-9. من بين السكريات الأحادية ، تتميز الثلاثيات (3C) ، الرباعي (4C) ، البنتوز (5C) - الريبوز ، الديوكسيريبوز ، السداسي (6C) - الجلوكوز ، الجالاكتوز. السكريات الأحادية تذوب جيدًا في الماء ، فهي حلوة المذاق. الفركتوز هو جزء من العسل ، يوجد في الفواكه والأجزاء الخضراء من النباتات. الجلوكوز موجود في الفواكه ، الدم ، اللمف ، هو المصدر الرئيسي للطاقة ، وهو جزء من السكريات والسكريات.

السكريات- المواد المتكونة نتيجة تكثف جزيئين من السكريات الأحادية مع فقد جزيء واحد من الماء. في النباتات هو السكروز (С12Н22О11) والمالتوز ، وفي الحيوانات هو اللاكتوز. السكروز هو شكل النقل الرئيسي للكربوهيدرات في النباتات. ينتج اللاكتوز في الغدة الثديية ويوجد في الحليب.

الجلوكوز + الجلوكوز = المالتوز ؛
الجلوكوز + الجالاكتوز = اللاكتوز.
الجلوكوز + الفركتوز = السكروز.

من خلال خصائصها ، السكاريد قريب من السكريات الأحادية. تذوب جيدًا في الماء ولها طعم حلو.

السكريات- هذه هي الكربوهيدرات عالية الجزيئات التي تتكون عن طريق الجمع بين عدد كبير من جزيئات السكريات الأحادية في النباتات - النشا ، السليلوز (الألياف) ، الصيغة (C6H10O5) ن ؛ في الحيوانات - الجليكوجين والكيتين. السليلوز هو المكون الرئيسي الداعم لجدار الخلية في النباتات. النشا هو احتياطي رئيسي من الكربوهيدرات في النباتات. الجليكوجين هو عديد السكاريد الاحتياطي للحيوانات (يتراكم في الكبد والعضلات. الكيتين هو جزء من تكامل المفصليات ، ويضمن قوة الهياكل الغشائية للفطريات.

التوطين في الخلية والجسم: جدار الخلية ، شوائب الخلية ، عصارة الخليةالنباتات وأغطية المفصليات.

وظائف الكربوهيدرات:

1) الطاقة. الكربوهيدرات هي المصدر الرئيسي للطاقة للكائنات الحية. في عملية الأكسدة ، يطلق 1 غرام من الكربوهيدرات 17.6 كيلو جول.

2) الهيكلية. تم بناء جدران الخلايا للنباتات من السليلوز. تكامل جسم المفصليات ، وتتكون جدران خلايا الفطريات من الكيتين. الكربوهيدرات جزء من العضيات وجزيئات الحمض النووي والحمض النووي الريبي.

3) الاحتياطي. يتم تنفيذ هذه الوظيفة في النباتات عن طريق النشا ، في الحيوانات عن طريق الجليكوجين. لديهم القدرة على التراكم في الخلايا واستهلاكها عندما تنشأ الحاجة إلى الطاقة.

4) الحماية. تفرز الغدد إفرازات تحتوي على الكربوهيدرات. تحمي الأسرار جدران الأعضاء المجوفة (المعدة والأمعاء) من التلف الميكانيكي واختراق البكتيريا المسببة للأمراض.

الدهون- هذه مواد شبيهة بالدهون ، ويتكون معظمها من الأحماض الدهنية والكحول ثلاثي الهيدروجين ؛ هذه هي استرات الأحماض الدهنية العالية والغليسيرول الكحولي ثلاثي الهيدروجين.

الدهون هي أبسط الدهون وأكثرها وفرة. تسمى الدهون السائلة بالزيوت. توجد الزيوت في اللبن في الحيوانات ، ولكنها أكثر شيوعًا في النباتات في البذور والفواكه.

تكوين وهيكل الدهون

مكان التوليف في الخلية: على أغشية الشبكة الإندوبلازمية الملساء.

التوطين في الخلية والجسم: غشاء الخلية ، شوائب الخلايا ، الأنسجة الدهنية تحت الجلد والثرب.

وظائف الدهون:

1) الطاقة. الدهون - "مستودع الطاقة". عندما يتأكسد 1 غرام من الدهون إلى CO2 و H2O ، يتم تحرير 38.9 كيلو جول ، وهو ضعف ما يقارن بالكربوهيدرات والبروتينات.

2) الهيكلية. تشارك الدهون في بناء أغشية الخلايا وتكوين مركبات بيولوجية مهمة ، مثل الهرمونات والفيتامينات.

3) الاحتياطي. تميل النباتات إلى تخزين الزيوت بدلاً من الدهون. بذور فول الصويا وعباد الشمس غنية بالزيوت.

4) واقية وعازلة للحرارة. لا تنقل الدهون الحرارة بشكل جيد. تترسب تحت جلد الحيوانات ؛ في بعض ، تصل هذه التراكمات إلى سمك يصل إلى 1 متر ، على سبيل المثال ، في الحيتان. تحمي الطبقة الدهنية الحيوانات من انخفاض حرارة الجسم. تعمل الأنسجة الدهنية كمنظم حرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يلعب دورًا آخر في الحيتان - فهو يساهم في الطفو. بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة ، تساعد طبقة الدهون تحت الجلد على الاحتفاظ بالحرارة ، مما يسمح ، على سبيل المثال ، للعديد من الحيوانات بالعيش في المناخات الباردة.

5) التشحيم وطارد المياه. يغلف الشمع الجلد والصوف والريش ويجعلها أكثر مرونة ويحميها من الرطوبة. أوراق وفواكه العديد من النباتات لها طلاء شمعي. تحمي هذه الطبقة الأوراق من التبلل أثناء هطول الأمطار الغزيرة.

6) تنظيمية. العديد من المواد النشطة بيولوجيًا (الهرمونات الجنسية - هرمون التستوستيرون في

الرجال والبروجسترون عند النساء) ، والفيتامينات (أ ، د ، هـ) هي مركبات من الدهون

7) مصدر المياه الأيضية. ومن منتجات أكسدة الدهون الماء الذي

مهم جدا لبعض سكان عالم حيوانات الصحاري ، على سبيل المثال ، للإبل.

الدهون التي تخزنها هذه الحيوانات في حدباتها هي مصدر للمياه. أكسدة 100 جم

يعطي الدهن حوالي 105 جم من الماء. المياه اللازمة لنشاط الحياة الدببة والغرير و

سبات الحيوانات الأخرى الحصول على الدهون من الأكسدة.

8) في أغلفة المايلين لمحاور الخلايا العصبية ، تكون الدهون عوازل أثناء توصيل النبضات العصبية.

9) يستخدم النحل الشمع في بناء أقراص العسل.

يمكن أن تشكل الدهون معقدات مع جزيئات بيولوجية أخرى - البروتينات والسكريات.

البروتينات ، أو البروتينات (من البروتوس اليوناني - الأول) - المركبات العضوية الأكثر عددًا وتنوعًا وذات أهمية قصوى. البروتينات هي جزيئات كبيرة لأنها كبيرة.

التركيب الكيميائيجزيئات البروتين: يمكن أيضًا أن يكون الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكبريت والفوسفور والحديد والزنك والنحاس.

البروتينات عبارة عن بوليمرات تتكون من تكرار مونومرات منخفضة الوزن الجزيئي. الأحماض الأمينية هي مونومرات جزيئات البروتين. من المعروف أن حوالي 200 من الأحماض الأمينية تحدث في الكائنات الحية ، ولكن 20 منها فقط هي جزء من البروتينات. هذه هي ما يسمى بالأحماض الأمينية الأساسية أو المكونة للبروتين. 20 من الأحماض الأمينية توفر مجموعة متنوعة من البروتينات. في النباتات ، يتم تصنيع جميع الأحماض الأمينية الضرورية من المنتجات الأولية لعملية التمثيل الضوئي. لا يستطيع الإنسان والحيوان تخليق عدد من الأحماض الأمينية ويجب أن يتلقاها في شكله النهائي مع الطعام. تسمى هذه الأحماض الأمينية أساسية. وتشمل هذه ليسين ، فالين ، ليسين ، إيزولوسين ، ثريونين ، فينيل ألانين ، تريبتوفان ، ميثيونين ، أرجينين ، وهيستيدين (10 في المجموع).

هيكل الحمض الأميني:

يتم تكوين رابطة تساهمية بين المجموعة الأمينية لحمض أميني واحد ومجموعة الكربوكسيل لحمض أميني آخر. السندات الببتيد،وجزيء البروتين بولي ببتيد.

في المحلول ، يمكن أن تعمل الأحماض الأمينية كأحماض وقواعد ، أي أنها مركبات مذبذبة. مجموعة الكربوكسيل -COOH قادرة على التبرع ببروتون ، يعمل كحامض ، ومجموعة الأمين - NH2 - لتقبل البروتون ، وبالتالي تظهر خصائص القاعدة.

هيكل البروتينات.يتميز كل بروتين في بيئة معينة ببنية مكانية خاصة. عند توصيف الهيكل المكاني (ثلاثي الأبعاد) ، يتم تمييز أربعة مستويات من تنظيم جزيئات البروتين.

مستويات التنظيم الهيكلي للبروتين: أ - الهيكل الأساسي - تسلسل الأحماض الأمينية البروتينية ؛ ب - الهيكل الثانوي - سلسلة البولي ببتيد ملتوية على شكل حلزوني ؛ ج - البنية الثلاثية للبروتين ؛ د - التركيب الرباعي للهيموجلوبين.

مكان تخليق البروتين في الخلية: على الريبوسومات.

توطين البروتينات في الخلية والجسم: موجودة في جميع العضيات والمصفوفة السيتوبلازمية.

التركيب المكاني للبروتين:

الهيكل الأساسيبروتين - سلسلة من الأحماض الأمينية متصلة ببعضها البعض عن طريق روابط الببتيد لتشكيل سلسلة ببتيد. تعتمد جميع خصائص ووظائف البروتينات على البنية الأولية. عادةً ما يستلزم استبدال حمض أميني واحد في تكوين جزيئات البروتين أو انتهاك الترتيب في ترتيبها تغييرًا في وظيفة البروتين.

الهيكل الثانوييتم تحقيق جزيء البروتين عن طريق الحلزوني: تتكون سلسلة البولي ببتيد ، التي تتكون من أحماض أمينية متصلة على التوالي ، في روابط هيدروجينية حلزونية وهشة بين مجموعات - CO - و - NH-.

في التعليم الهيكل الثالثلا يزال جزيء البروتين الحلزوني ينثني بشكل متكرر ، مكونًا كرة - كرة. يتم تحديد قوة البنية الثلاثية من خلال روابط مختلفة ، على سبيل المثال ، روابط ثاني كبريتيد (-S-S-) ، تفاعل أيوني ، هيدروجين ، كاره للماء.

هيكل رباعيهو مركب يتكون من عدة جزيئات بروتينية ذات بنية ثلاثية. الروابط الكيميائية - تفاعل أيوني ، هيدروجين ، كاره للماء.

وهكذا ، فإن الهيكل الأساسي هو هيكل خطي ، في شكل سلسلة بولي ببتيد ؛ ثانوي - حلزوني ، بسبب الروابط الهيدروجينية ؛ التعليم العالي - كروي. الرباعي - اتحاد عدة جزيئات بروتينية ذات بنية ثلاثية.

خاصية البروتين تمسخ- انتهاك البنية الطبيعية للبروتين ، والذي يكون قابلاً للعكس إذا لم يتم تدمير الهيكل الأساسي ، ولا رجعة فيه إذا تم تدمير الهيكل الأساسي.

تأثير العوامل البيئية

(درجة حرارة، مواد كيميائيةوالإشعاع وما إلى ذلك)

تمسخ البروتين (تدمير الهياكل)

إعادة التشبع- استعادة كاملة لبنية البروتين.

تحت تأثير العوامل الكيميائية والفيزيائية المختلفة (العلاج بالكحول ، الأسيتون ، الأحماض ، القلويات ، ارتفاع درجة الحرارة ، التشعيع ، ضغط مرتفعالخ) هناك تغيير في الهياكل الثانوية والثالثية والرباعية للبروتين بسبب كسر الروابط الهيدروجينية والأيونية. تسمى عملية كسر البنية الطبيعية للبروتين تمسخ. في هذه الحالة ، لوحظ انخفاض في قابلية ذوبان البروتين ، وتغير في شكل وحجم الجزيئات ، وفقدان النشاط الأنزيمي ، وما إلى ذلك.يمكن أن تكون عملية التمسخ كاملة أو جزئية. في بعض الحالات ، يكون الانتقال إلى الظروف البيئية الطبيعية مصحوبًا باستعادة تلقائية للبنية الطبيعية للبروتين. هذه العملية تسمى إعادة التأهيل.

بروتينات بسيطة ومعقدة. وفقًا للتركيب الكيميائي ، تنقسم البروتينات إلى بسيطة ومعقدة. تشمل البروتينات البسيطة بروتينات تتكون فقط من أحماض أمينية ، وتشمل البروتينات المعقدة بروتينات تحتوي على جزء بروتيني وجزء غير بروتيني - أيونات معدنية ، وبقايا حمض الفوسفوريك ، وكربوهيدرات ، ودهون ، إلخ.

وظائف البروتينات:

1) أنزيمية، أو المحفز.المحفزات هي مواد تسرع تفاعلات كيميائية. الانزيماتهي محفزات للتفاعلات البيوكيميائية. تسرع الإنزيمات ردود الفعل في الجسم عشرات ومئات الآلاف من المرات. إنها محددة للغاية ، حيث أن كل إنزيم يحفز تفاعلًا معينًا فقط.

الإنزيمات = المحفزات الحيوية (مسرعات التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلايا)

2) الهيكلي.البروتينات هي جزء من جميع أغشية وعضيات الخلية (على سبيل المثال ، بالاقتران مع RNA ، يشكل البروتين الريبوسومات).

3) طاقة. مع تحلل 1 جرام من البروتينات إلى المنتجات النهائية (CO2 ، H2O والمواد المحتوية على النيتروجين) ، يتم تحرير 17.6 كيلو جول.

4) احتياطي.يتم تنفيذ هذه الوظيفة عن طريق البروتينات - مصادر الغذاء (بروتين البيض - الألبومين ،

بروتين الحليب - الكازين وخلايا السويداء وخلايا البيض).

5) محمي.جميع الخلايا والكائنات الحية لها أنظمة وقائية. في البشر والحيوانات ، هذا هو دفاع مناعي. تتشكل الأجسام المضادة في الخلايا الليمفاوية - وهي بروتينات واقية تعمل على تحييد الأجسام الغريبة. مثال آخر على وظيفة الحماية هو تخثر بروتين الفيبرينوجين في الدم ، مما يؤدي إلى تكوين جلطة دموية - جلطة دموية تسد الوعاء الدموي ، ويتوقف النزيف. يتم توفير الحماية الميكانيكية من خلال تشكيلات القرن - الشعر ، الأبواق ، الحوافر. تحتوي هذه الهياكل على بروتينات. تشكل النباتات أيضًا بروتينات واقية ، مثل قلويدات ، والتي تجعل أغطية النباتات أقوى وأكثر مقاومة.

6) تنظيمية.العديد من البروتينات الهرموناتتنظيم العمليات الفسيولوجية (الأنسولين والجلوكاجون لهما طبيعة بروتينية). تنتج خلايا البنكرياس هرمون الأنسولين الذي ينظم مستويات السكر في الدم.

البنكرياس

هرمون الأنسولين

الجلوكوز (في الدم) الجليكوجين (في خلايا الكبد)

7) ينقل.وظيفة بروتينات النقل هي الارتباط العناصر الكيميائيةأو المواد الفعالة بيولوجيا ونقلها إلى الأنسجة والأعضاء.

الهيموجلوبين (الموجود في خلايا الدم الحمراء)

الهيموجلوبين + الهيموجلوبين الأكسجين + ثاني أكسيد الكربون

8) محرك.تشارك البروتينات المقلصة في جميع أنواع الحركة التي تستطيع الخلايا والكائنات الحية القيام بها. أمثلة: حركة الأسواط والأهداب في أبسط الحيوانات أحادية الخلية ، وتقلص العضلات في الحيوانات متعددة الخلايا (بروتينات الميوسين والأكتين توفر تقلصًا لخلايا العضلات) ، وحركة الأوراق في النباتات.

9) الإشارة.تتلقى البروتينات الموجودة في غشاء الخلية إشارات من

البيئة الخارجية ونقل المعلومات إلى الخلية. هذه جزيئات البروتين قادرة على

تغيير هيكلها الثالث استجابة لتفاعلات العوامل البيئية.

10) سامة(السموم التي توفر الحماية من الأعداء وقتل الفرائس).

وظائف البروتين	صفة مميزة
1. الهيكلية	البروتينات هي جزء من أغشية الخلاياوالعضيات
2. الطاقة	عندما يتأكسد 1 جرام من البروتين ، يتم تحرير 17.6 كيلو جول
3. قطع الغيار	البروتينات هي مادة مغذية وطاقة احتياطي
4. محفز ، أنزيمي	البروتينات هي إنزيمات تسرع التفاعلات الكيميائية.
5. تنظيمية	العديد من البروتينات عبارة عن هرمونات تنظم العمليات الفسيولوجية.
6. النقل	تحويل مواد مختلفة(هيموجلوبين + أكسجين)
7. المحرك	توفر البروتينات المقلصة الحركة (الكروموسومات إلى أقطاب الخلية)
8. الحماية	حماية الجسم من الأجسام الغريبة
9. الإشارة	يستقبلون إشارات من البيئة الخارجية وينقلون المعلومات إلى الخلية
10. سامة	توفر السموم الحماية من الأعداء وتقتل الفريسة

نادرًا ما تستخدم البروتينات كمصدر للطاقة ، لأنها تؤدي عددًا من الوظائف المهمة الأخرى. تُستخدم البروتينات عادةً عند استنفاد مصادر مثل الكربوهيدرات والدهون. يتم تخزين الكربوهيدرات والدهون في الاحتياطي ؛ عندما يفتقر الطعام إلى أي مركب عضوي ، يمكن للجسم تحويل بعض المركبات العضوية إلى أخرى: البروتينات إلى دهون وكربوهيدرات وكربوهيدرات ودهون إلى بعضها البعض. لكن لا يمكن تحويل الكربوهيدرات والدهون إلى بروتينات.

دهون الكربوهيدرات

الأحماض الأمينية ، التي تتشكل أثناء تكسير جزيئات البروتين ، ضرورية لبناء بروتينات جديدة. لا يمكن الاستغناء عن نقص البروتينات في الطعام ، لأنها تتكون فقط من الأحماض الأمينية. لذلك ، فإن تجويع البروتين يشكل خطورة على الجسم.

احماض نووية. ATP

احماض نووية(من lat. nucleus - nucleus) - أحماض ، اكتشفت لأول مرة في دراسة نوى الكريات البيض ؛ تم اكتشافه في عام 1868 بواسطة I.F. ميشير ، عالم الكيمياء الحيوية السويسري. الأهمية البيولوجية الأحماض النووية - تخزين المعلومات الوراثية ونقلها ؛ فهي ضرورية للحفاظ على الحياة وإعادة إنتاجها.

احماض نووية

نيوكليوتيد الحمض النووي ونيوكليوتيد الحمض النووي الريبي لهما أوجه تشابه واختلاف.

هيكل النوكليوتيدات DNA

هيكل نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي

جزيء الحمض النووي هو حبلا حلزون مزدوج.

جزيء الحمض النووي الريبي هو خيط واحد من النيوكليوتيدات ، يشبه في هيكله خيط واحد من الحمض النووي. فقط بدلاً من deoxyribose ، يشتمل RNA على كربوهيدرات أخرى - ريبوز (ومن هنا جاءت تسميته) ، وبدلاً من الثايمين - اليوراسيل.

يتم توصيل شريطين من الحمض النووي ببعضهما البعض بواسطة روابط هيدروجينية. في هذه الحالة ، يتم ملاحظة نمط مهم: مقابل القاعدة النيتروجينية ، الأدينين أ في سلسلة واحدة هو القاعدة النيتروجينية الثايمين T في السلسلة الأخرى ، والسيتوزين C يقع دائمًا مقابل الجوانين G. تسمى هذه الأزواج القاعدية أزواج مكملة.

هكذا، مبدأ التكامل(من خط مكمل - إضافة) هو أن كل قاعدة نيتروجينية متضمنة في النيوكليوتيد تتوافق مع قاعدة نيتروجينية أخرى. هناك أزواج محددة بدقة من القواعد (A - T ، G - C) ، هذه الأزواج محددة. هناك ثلاث روابط هيدروجينية بين الجوانين والسيتوزين ، وبين الأدينين والثايمين ، توجد رابطتان هيدروجينيتان في نوكليوتيد الحمض النووي ، وفي الحمض النووي الريبي ، توجد رابطتان هيدروجينيتان بين الأدينين واليوراسيل.

الروابط الهيدروجينية بين القواعد النيتروجينية للنيوكليوتيدات

G ≡ C G ≡ C

نتيجة لذلك ، في أي كائن حي ، يكون عدد نيوكليوتيدات الأدينيل مساويًا لعدد الثيميديل ، وعدد نيوكليوتيدات الغوانيل يساوي عدد السيتيدل. بسبب هذه الخاصية ، فإن تسلسل النيوكليوتيدات في إحدى السلاسل يحدد تسلسلها في سلسلة أخرى. تسمى هذه القدرة على الجمع الانتقائي للنيوكليوتيدات بالتكامل ، وهذه الخاصية تكمن وراء تكوين جزيئات DNA جديدة بناءً على الجزيء الأصلي (النسخ المتماثل ، أي المضاعفة).

وبالتالي ، فإن المحتوى الكمي للقواعد النيتروجينية في الحمض النووي يخضع لقواعد معينة:

1) مجموع الأدينين والجوانين يساوي مجموع السيتوزين والثيمين A + G = C + T.

2) مجموع الأدينين والسيتوزين يساوي مجموع الجوانين والثيمين A + C = G + T.

3) كمية الأدينين تساوي كمية الثايمين ، كمية الجوانين تساوي كمية السيتوزين A = T ؛ G = ج.

عندما تتغير الظروف ، يمكن أن يخضع الحمض النووي ، مثل البروتينات ، للتمسخ ، وهو ما يسمى بالذوبان.

للحمض النووي خصائص فريدة: القدرة على المضاعفة الذاتية (التكرار ، إعادة التكرار) والقدرة على الإصلاح الذاتي (الإصلاح). تكراريضمن التكاثر الدقيق في جزيئات الابنة للمعلومات التي تم تسجيلها في الجزيء الأصل. لكن في بعض الأحيان تحدث أخطاء أثناء عملية النسخ المتماثل. تسمى قدرة جزيء الحمض النووي على تصحيح الأخطاء التي تحدث في سلاسله ، أي استعادة التسلسل الصحيح للنيوكليوتيدات تعويضات.

توجد جزيئات الحمض النووي بشكل أساسي في نوى الخلايا وكمية صغيرة في الميتوكوندريا والبلاستيدات - البلاستيدات الخضراء. جزيئات الحمض النووي هي ناقلات للمعلومات الوراثية.

الهيكل والوظائف والتوطين في الخلية. هناك ثلاثة أنواع من الحمض النووي الريبي. ترتبط الأسماء بالوظائف المؤداة:

الخصائص المقارنةاحماض نووية

أحماض الأدينوزين الفوسفوريك - أ حمض الدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) ،أ حمض الدينوزين ثنائي الفوسفوريك (ADP) ،أ حمض أحادي الفوسفوريك (AMP).

يحتوي السيتوبلازم في كل خلية ، وكذلك الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء والنواة ، على ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). يوفر الطاقة لمعظم التفاعلات التي تحدث في الخلية. بمساعدة ATP ، تقوم الخلية بتجميع جزيئات جديدة من البروتينات والكربوهيدرات والدهون ، وتقوم بالنقل الفعال للمواد ، وتتغلب على الأسواط والأهداب.

يشبه ATP في هيكله نيوكليوتيد الأدينين الذي يعد جزءًا من الحمض النووي الريبي ، فقط بدلاً من حمض الفوسفوريك واحد ، يحتوي ATP على ثلاث بقايا حمض الفوسفوريك.

هيكل جزيء ATP:

الروابط الكيميائية غير المستقرة التي تربط جزيئات حمض الفوسفوريك في ATP غنية جدًا بالطاقة. عندما تنكسر هذه الروابط ، يتم إطلاق الطاقة ، والتي تستخدمها كل خلية لضمان العمليات الحيوية:

ATP ADP + P + E.

ADP AMP + F + E ،

حيث F هو حمض الفوسفوريك H3PO4 ، E هي الطاقة المنبعثة.

تسمى الروابط الكيميائية الغنية بالطاقة في ATP بين بقايا حمض الفوسفوريك روابط ماكرورجيك. يصاحب انقسام جزيء واحد من حامض الفوسفوريك إطلاق طاقة - 40 كيلو جول.

يتكون ATP من ADP والفوسفات غير العضوي بسبب الطاقة المنبعثة أثناء أكسدة المواد العضوية وفي عملية التمثيل الضوئي. هذه العملية تسمى الفسفرة.

في هذه الحالة ، يجب إنفاق ما لا يقل عن 40 كيلو جول / مول من الطاقة ، والتي تتراكم في روابط كبيرة. وبالتالي ، يتم تحديد الأهمية الرئيسية لعمليات التنفس والتمثيل الضوئي من خلال حقيقة أنها توفر الطاقة لتخليق ATP ، مع مشاركة معظم العمل في الخلية.

يتم تحديث ATP بسرعة كبيرة. في البشر ، على سبيل المثال ، يتم تكسير كل جزيء ATP وإعادة بنائه 2400 مرة في اليوم ، بحيث يكون متوسط ​​عمره أقل من دقيقة واحدة. يتم تصنيع ATP بشكل رئيسي في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء (جزئيًا في السيتوبلازم). يتم إرسال ATP المتكون هنا إلى تلك الأجزاء من الخلية حيث توجد حاجة للطاقة.

يلعب ATP دور مهمفي الطاقة الحيوية للخلايا: يؤدي أحد أهم الوظائف - جهاز تخزين الطاقة ، وهو مجمع عالمي للطاقة البيولوجية.

التركيب الكيميائي للخلية

تم العثور على حوالي 60 عنصرًا من النظام الدوري لمندليف في الخلايا ، والتي توجد أيضًا في الطبيعة غير الحية. هذا هو أحد الأدلة على القواسم المشتركة بين الطبيعة الحية وغير الحية. الهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين هي الأكثر شيوعًا في الكائنات الحية ، والتي تشكل حوالي 98٪ من كتلة الخلايا. هذا يرجع إلى الخصائص الخواص الكيميائيةالهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين ، ونتيجة لذلك تبين أنها الأكثر ملاءمة لتكوين الجزيئات التي تؤدي وظائف بيولوجية. هذه العناصر الأربعة قادرة على تكوين روابط تساهمية قوية جدًا من خلال اقتران الإلكترونات التي تنتمي إلى ذرتين. يمكن أن تشكل ذرات الكربون المرتبطة تساهميًا العمود الفقري لعدد لا يحصى من الجزيئات العضوية المختلفة. نظرًا لأن ذرات الكربون تشكل بسهولة روابط تساهمية مع الأكسجين والهيدروجين والنيتروجين وكذلك مع الكبريت ، فإن الجزيئات العضوية تحقق تعقيدًا استثنائيًا وتنوعًا في البنية.

بالإضافة إلى العناصر الأربعة الرئيسية ، تحتوي الخلية على الحديد والبوتاسيوم والصوديوم والكالسيوم والمغنيسيوم والكلور والفوسفور والكبريت بكميات ملحوظة (الجزء العاشر والمئة من نسبة مئوية). تم العثور على جميع العناصر الأخرى (الزنك والنحاس واليود والفلور والكوبالت والمنغنيز ، وما إلى ذلك) في الخلية بكميات صغيرة جدًا ومن ثم تسمى العناصر الدقيقة.

العناصر الكيميائية هي جزء من المركبات العضوية وغير العضوية. تشمل المركبات غير العضوية الماء والأملاح المعدنية وثاني أكسيد الكربون والأحماض والقواعد. المركبات العضوية هي البروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون (الدهون) والدهون. بالإضافة إلى الأكسجين والهيدروجين والكربون والنيتروجين ، يمكن تضمين عناصر أخرى في تكوينها. تحتوي بعض البروتينات على الكبريت. جزء لا يتجزأالحمض النووي هو الفوسفور. يحتوي جزيء الهيموغلوبين على الحديد ، ويشارك المغنيسيوم في بناء جزيء الكلوروفيل. تلعب العناصر النزرة ، على الرغم من محتواها المنخفض للغاية في الكائنات الحية ، دورًا مهمًا في عمليات الحياة. اليود هو جزء من هرمون الغدة الدرقية - هرمون الغدة الدرقية - الكوبالت - في تكوين هرمون فيتامين ب 12 لجزيرة البنكرياس - الأنسولين - يحتوي على الزنك. في بعض الأسماك ، يحتل النحاس مكان الحديد في جزيئات الأصباغ الحاملة للأكسجين.

مواد غير عضوية

ماء. H 2 O هو المركب الأكثر شيوعًا في الكائنات الحية. يختلف محتواها في الخلايا المختلفة ضمن نطاق واسع إلى حد ما: من 10٪ في مينا الأسنان إلى 98٪ في جسم قنديل البحر ، لكنها في المتوسط ​​حوالي 80٪ من وزن الجسم. يرجع الدور المهم بشكل استثنائي للمياه في توفير العمليات الحيوية إلى خصائصه الفيزيائية والكيميائية. إن قطبية الجزيئات والقدرة على تكوين روابط هيدروجينية تجعل الماء مذيبًا جيدًا لعدد كبير من المواد. يمكن أن تحدث معظم التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية فقط في محلول مائي. يشارك الماء أيضًا في العديد من التحولات الكيميائية.

الرقم الإجماليتختلف الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء اعتمادًا على t °. في t ° يؤدي ذوبان الجليد إلى تدمير ما يقرب من 15٪ من الروابط الهيدروجينية عند درجة حرارة 40 درجة مئوية - نصف. عند الانتقال إلى الحالة الغازية ، يتم تدمير جميع الروابط الهيدروجينية. هذا يفسر السعة الحرارية العالية للماء. عندما تتغير درجة حرارة البيئة الخارجية ، يمتص الماء أو يطلق الحرارة بسبب التمزق أو التكوين الجديد للروابط الهيدروجينية. وبهذه الطريقة ، تصبح التقلبات في t ° داخل الخلية أصغر مما هي عليه في البيئة. تكمن حرارة التبخر العالية وراء الآلية الفعالة لنقل الحرارة في النباتات والحيوانات.

يشارك الماء كمذيب في ظاهرة التناضح والتي تلعب دورًا مهمًا في النشاط الحيوي لخلايا الجسم. يشير التناضح إلى تغلغل جزيئات المذيب من خلال غشاء شبه منفذ إلى محلول مادة ما. الأغشية شبه المنفذة عبارة عن أغشية تسمح لجزيئات المذيب بالمرور ، لكنها لا تمر جزيئات (أو أيونات) المذاب. لذلك ، فإن التناضح هو الانتشار أحادي الاتجاه لجزيئات الماء في اتجاه المحلول.

املاح معدنية.معظم المواد غير العضوية في الخلايايكون في شكل أملاح في حالة مفككة أو صلبة. تركيز الكاتيونات والأنيونات في الخلية وفي بيئتها ليس هو نفسه. تحتوي الخلية على الكثير من K والكثير من Na. في البيئة خارج الخلية ، على سبيل المثال ، في بلازما الدم ، في مياه البحر ، على العكس من ذلك ، هناك الكثير من الصوديوم وقليل من البوتاسيوم. يعتمد تهيج الخلية على نسبة تركيزات أيونات Na + و K + و Ca 2+ و Mg 2+. في أنسجة الحيوانات متعددة الخلايا ، يعتبر البوتاسيوم جزءًا من مادة متعددة الخلايا تضمن تماسك الخلايا وترتيبها المنظم. يعتمد الضغط الاسموزي في الخلية وخصائصها العازلة إلى حد كبير على تركيز الأملاح. التخزين المؤقت هو قدرة الخلية على الحفاظ على تفاعل قلوي قليلًا لمحتوياتها عند مستوى ثابت. يتم توفير التخزين المؤقت داخل الخلية بشكل أساسي بواسطة H 2 PO 4 و HPO 4 2- أيونات. في السوائل خارج الخلية وفي الدم ، يلعب H 2 CO 3 و HCO 3 دور المخزن المؤقت. تربط الأنيونات أيونات H وأيونات الهيدروكسيد (OH -) ، والتي بسببها لا يتغير التفاعل داخل خلية السوائل خارج الخلية عمليًا. توفر الأملاح المعدنية غير القابلة للذوبان (على سبيل المثال ، فوسفات الكالسيوم) قوة للأنسجة العظمية للفقاريات وأصداف الرخويات.

11. التركيب الكيميائي للخلية. المواد غير العضوية للخلية.

المادة العضوية للخلية

السناجب.من بين المواد العضوية في الخلية ، تأتي البروتينات في المقام الأول من حيث الكمية (10-12٪ من إجمالي كتلة الخلية) والقيمة. البروتينات عبارة عن بوليمرات عالية الوزن الجزيئي (بوزن جزيئي يتراوح من 6000 إلى 1 مليون أو أكثر) والتي تكون مونومراتها أحماض أمينية. تستخدم الكائنات الحية 20 من الأحماض الأمينية ، على الرغم من وجود الكثير منها. يتضمن تكوين أي حمض أميني مجموعة أمينية (-NH 2) ، والتي لها خصائص أساسية ، ومجموعة الكربوكسيل (-COOH) ، التي لها خصائص حمضية. يتم دمج اثنين من الأحماض الأمينية في جزيء واحد عن طريق إنشاء رابطة HN-CO مع إطلاق جزيء الماء. تسمى الرابطة بين المجموعة الأمينية لأحد الأحماض الأمينية ومجموعة الكربوكسيل الأخرى رابطة الببتيد. البروتينات هي عديد ببتيدات تحتوي على عشرات أو مئات من الأحماض الأمينية. تختلف جزيئات البروتينات المختلفة عن بعضها البعض في الوزن الجزيئي والعدد وتكوين الأحماض الأمينية وتسلسلها في سلسلة البولي ببتيد. من الواضح ، إذن ، أن البروتينات ذات تنوع كبير ، ويقدر عددها في جميع أنواع الكائنات الحية بـ 10 10-10 12.

تسمى سلسلة من وحدات الأحماض الأمينية المتصلة بواسطة روابط الببتيد التساهمية في تسلسل معين البنية الأساسية للبروتين. تحتوي البروتينات في الخلايا على شكل ألياف أو كرات ملتوية حلزونيًا (كريات). يفسر ذلك حقيقة أنه في البروتين الطبيعي يتم طي سلسلة البولي ببتيد بطريقة محددة بدقة ، اعتمادًا على التركيب الكيميائي للأحماض الأمينية المكونة لها.

أولاً ، تلتف سلسلة البولي ببتيد في شكل حلزون. ينشأ الجذب بين ذرات المنعطفات المجاورة وتتشكل روابط الهيدروجين ، على وجه الخصوص ، بين مجموعات NH و CO الموجودة على المنعطفات المجاورة. تشكل سلسلة من الأحماض الأمينية ، الملتوية على شكل حلزوني ، البنية الثانوية للبروتين. نتيجة لمزيد من طي اللولب ، ينشأ تكوين خاص بكل بروتين يسمى البنية الثلاثية. ترجع البنية الثلاثية إلى تأثير قوى التماسك بين الجذور الكارهة للماء الموجودة في بعض الأحماض الأمينية والروابط التساهمية بين مجموعات SH من حمض السيستين الأميني ( اتصالات S-S). عدد الجذور الكارهة للماء والسيستين ، وكذلك ترتيب ترتيبها في سلسلة البولي ببتيد ، محدد لكل بروتين. وبالتالي ، يتم تحديد خصائص البنية الثلاثية للبروتين من خلال هيكلها الأساسي. يعرض البروتين نشاطًا بيولوجيًا فقط في شكل بنية ثلاثية. لذلك ، يمكن أن يؤدي استبدال حتى حمض أميني واحد في سلسلة البولي ببتيد إلى تغيير في تكوين البروتين وتقليل أو فقدان نشاطه البيولوجي.

في بعض الحالات ، تتحد جزيئات البروتين مع بعضها البعض ويمكن أن تؤدي وظيفتها فقط في شكل مجمعات. لذا ، فإن الهيموجلوبين مركب من أربعة جزيئات وفقط في هذا الشكل يكون قادرًا على ربط ونقل الأكسجين ، وتمثل هذه الركام البنية الرباعية للبروتين. وفقًا لتكوينها ، تنقسم البروتينات إلى فئتين رئيسيتين - بسيطة ومعقدة. تتكون البروتينات البسيطة فقط من الأحماض الأمينية والأحماض النووية (النيوكليوتيدات) والدهون (البروتينات الدهنية) وأنا (البروتينات المعدنية) و P (البروتينات الفوسفورية).

وظائف البروتينات في الخلية متنوعة للغاية. واحدة من أهمها هي وظيفة البناء: تشارك البروتينات في تكوين جميع أغشية الخلايا وعضيات الخلية ، وكذلك الهياكل داخل الخلايا. من الأهمية بمكان الدور الإنزيمي (التحفيزي) للبروتينات. تسرع الإنزيمات التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الخلية بمقدار 10 كي و 100 مليون مرة. يتم توفير الوظيفة الحركية بواسطة بروتينات مقلصة خاصة. تشارك هذه البروتينات في جميع أنواع الحركات التي تستطيع الخلايا والكائنات الحية القيام بها: وميض الأهداب وضرب الأسواط في البروتوزوا ، وتقلص العضلات في الحيوانات ، وحركة الأوراق في النباتات ، وما إلى ذلك ، وتتمثل وظيفة نقل البروتينات في ربط العناصر الكيميائية (على سبيل المثال ، يعلق الهيموجلوبين O) أو المواد النشطة بيولوجيًا (الهرمونات) وينقلها إلى أنسجة وأعضاء الجسم. يتم التعبير عن وظيفة الحماية في شكل إنتاج بروتينات خاصة ، تسمى الأجسام المضادة ، استجابة لاختراق البروتينات أو الخلايا الأجنبية في الجسم. تربط الأجسام المضادة المواد الغريبة وتحييدها. تلعب البروتينات دورًا مهمًا كمصادر للطاقة. في انقسام كامل 1 جرام يتم تحرير البروتينات 17.6 كيلو جول (~ 4.2 كيلو كالوري).

الكربوهيدرات.الكربوهيدرات ، أو السكريات ، مواد عضوية لها الصيغة العامة (CH 2 O) n. تحتوي معظم الكربوهيدرات على ضعف عدد ذرات H كما هو الحال في ذرات O ، كما هو الحال في جزيئات الماء. لذلك ، كانت تسمى هذه المواد الكربوهيدرات. في الخلية الحية ، توجد الكربوهيدرات بكميات لا تتجاوز 1-2 ، وأحيانًا 5٪ (في الكبد والعضلات). الخلايا النباتية هي الأغنى في الكربوهيدرات ، حيث يصل محتواها في بعض الحالات إلى 90٪ من كتلة المادة الجافة (البذور ، درنات البطاطس ، إلخ).

الكربوهيدرات بسيطة ومعقدة. الكربوهيدرات البسيطة تسمى السكريات الأحادية. اعتمادًا على عدد ذرات الكربوهيدرات في الجزيء ، تسمى السكريات الأحادية التثليث ، أو الرباعي ، أو البنتوز ، أو السداسي. من بين السكريات الأحادية الكربونية الستة ، تعتبر السداسيات والجلوكوز والفركتوز والجلاكتوز هي الأكثر أهمية. الجلوكوز موجود في الدم (0.1-0.12٪). البنتوز ريبوز وديوكسيريبوز جزء من الأحماض النووية و ATP. إذا تم الجمع بين اثنين من السكريات الأحادية في جزيء واحد ، فإن هذا المركب يسمى ثنائي السكاريد. يتكون السكر الغذائي ، الذي يتم الحصول عليه من قصب السكر أو بنجر السكر ، من جزيء واحد من الجلوكوز وجزيء واحد من الفركتوز وسكر الحليب - من الجلوكوز والجلاكتوز.

الكربوهيدرات المعقدة التي تتكون من العديد من السكريات الأحادية تسمى السكريات. مونومر السكريات مثل النشا ، الجليكوجين ، السليلوز هو الجلوكوز. تؤدي الكربوهيدرات وظيفتين رئيسيتين: البناء والطاقة. السليلوز يشكل الجدران زرع الخلايا. يعتبر الكيتين متعدد السكاريد المعقد بمثابة العنصر الرئيسي المكون الهيكليالهيكل الخارجي للمفصليات. يؤدي الكيتين أيضًا وظيفة بناء في الفطريات. تلعب الكربوهيدرات دور المصدر الرئيسي للطاقة في الخلية. في عملية أكسدة 1 غرام من الكربوهيدرات ، يتم تحرير 17.6 كيلو جول (~ 4.2 كيلو كالوري). يتم تخزين النشا في النباتات والجليكوجين في الحيوانات في الخلايا ويعمل بمثابة احتياطي للطاقة.

احماض نووية.قيمة الأحماض النووية في الخلية عالية جدًا. توفر خصائص تركيبها الكيميائي إمكانية تخزين ونقل ونقل المعلومات حول بنية جزيئات البروتين إلى الخلايا الوليدة ، والتي يتم تصنيعها في كل نسيج في مرحلة معينة من التطور الفردي. نظرًا لأن معظم خصائص وخصائص الخلايا ناتجة عن البروتينات ، فمن الواضح أن استقرار الأحماض النووية هو أهم شرط للتشغيل الطبيعي للخلايا والكائنات الحية بأكملها. أي تغيرات في بنية الخلايا أو نشاط العمليات الفسيولوجية فيها ، مما يؤثر على الحياة. تعتبر دراسة بنية الأحماض النووية مهمة للغاية لفهم وراثة السمات في الكائنات الحية وأنماط عمل كل من الخلايا الفردية والأنظمة الخلوية - الأنسجة والأعضاء.

هناك نوعان من الأحماض النووية - DNA و RNA. الحمض النووي عبارة عن بوليمر يتكون من حلزوني نيوكليوتيدات ، محاطين بحيث يتم تكوين حلزون مزدوج. مونومرات جزيئات الحمض النووي هي نيوكليوتيدات تتكون من قاعدة نيتروجينية (أدينين ، ثايمين ، جوانين أو سيتوزين) ، كربوهيدرات (ديوكسيريبوز) وبقايا حمض الفوسفوريك. ترتبط القواعد النيتروجينية في جزيء الحمض النووي ببعضها البعض من خلال عدد غير متساوٍ من روابط H ويتم ترتيبها في أزواج: الأدينين (A) دائمًا ضد الثايمين (T) ، الجوانين (G) ضد السيتوزين (C). من الناحية التخطيطية ، يمكن وصف ترتيب النيوكليوتيدات في جزيء DNA على النحو التالي:

التين. 1. ترتيب النيوكليوتيدات في جزيء DNA

من الشكل 1. يمكن ملاحظة أن النيوكليوتيدات مرتبطة ببعضها البعض ليس بشكل عشوائي ، ولكن بشكل انتقائي. القدرة على التفاعل الانتقائي للأدينين مع الثايمين والجوانين مع السيتوزين يسمى التكامل. يتم تفسير التفاعل التكميلي لبعض النيوكليوتيدات من خلال خصائص الترتيب المكاني للذرات في جزيئاتها ، والتي تسمح لها بالاقتراب من بعضها البعض وتشكيل روابط H. في سلسلة عديد النوكليوتيدات ، ترتبط النيوكليوتيدات المجاورة ببعضها البعض من خلال سكر (deoxyribose) وبقايا حمض الفوسفوريك. الحمض النووي الريبي ، مثل الحمض النووي ، عبارة عن بوليمر تكون مونومراته نيوكليوتيدات. القواعد النيتروجينية للنيوكليوتيدات الثلاثة هي نفسها التي تتكون منها الحمض النووي (A ، G ، C) ؛ الرابع - uracil (U) - موجود في جزيء RNA بدلاً من الثايمين. تختلف نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي عن نيوكليوتيدات الحمض النووي في بنية الكربوهيدرات (الريبوز بدلاً من الديوكسيريبوز).

في سلسلة RNA ، تنضم النيوكليوتيدات عن طريق تكوين روابط تساهمية بين ريبوز أحد النيوكليوتيدات وبقايا حمض الفوسفوريك في آخر. تختلف RNAs ثنائية الشريطة في التركيب. الحمض النووي الريبي مزدوج الشريطة هو الحافظ على المعلومات الجينية في عدد من الفيروسات ، أي أداء وظائف الكروموسومات. تقوم RNAs أحادية الشريطة بنقل المعلومات حول بنية البروتينات من الكروموسوم إلى موقع تركيبها والمشاركة في تخليق البروتين.

هناك عدة أنواع من الحمض النووي الريبي أحادي الجديلة. تعود أسمائهم إلى وظيفتهم أو موقعهم في الخلية. معظم الحمض النووي الريبي السيتوبلازمي (حتى 80-90 ٪) هو RNA الريبوسوم (الرنا الريباسي) الموجود في الريبوسومات. جزيئات الرنا الريباسي صغيرة نسبيًا وتتكون من 10 نيوكليوتيدات في المتوسط. نوع آخر من الحمض النووي الريبي (mRNA) يحمل معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتينات المراد تصنيعها إلى الريبوسومات. يعتمد حجم هذه الحمض النووي الريبي على طول قطعة الحمض النووي التي تم تصنيعها منها. تؤدي نقل RNAs عدة وظائف. يقومون بإيصال الأحماض الأمينية إلى موقع تخليق البروتين ، "يتعرفون" (وفقًا لمبدأ التكامل) على الثلاثي والحمض النووي الريبي المقابل للحمض الأميني المنقول ، ويقومون بالتوجيه الدقيق للحمض الأميني على الريبوسوم.

الدهون والدهون.الدهون هي مركبات من الأحماض الدهنية الجزيئية والكحول ثلاثي الهيدروجين الجلسرين. لا تذوب الدهون في الماء - فهي كارهة للماء. هناك دائمًا مواد معقدة أخرى شبيهة بالدهون الكارهة للماء في الخلية ، تسمى الدهون. واحدة من الوظائف الرئيسية للدهون هي الطاقة. أثناء تحلل 1 جرام من الدهون إلى CO 2 و H 2 O ، يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة - 38.9 كيلو جول (~ 9.3 كيلو كالوري). يتراوح محتوى الدهون في الخلية من 5-15٪ من كتلة المادة الجافة. في خلايا الأنسجة الحية ، تزداد كمية الدهون إلى 90٪. تتمثل الوظيفة الرئيسية للدهون في عالم الحيوان (والنبات جزئيًا) في التخزين.

في أكسدة كاملة 1 غرام من الدهون (لثاني أكسيد الكربون والماء) يطلق حوالي 9 كيلو كالوري من الطاقة. (1 كيلو كالوري \ u003d 1000 سعرة حرارية ؛ سعرات حرارية (كالوري ، كالوري) - وحدة خارج النظام لمقدار العمل والطاقة ، تساوي كمية الحرارة المطلوبة لتسخين 1 مل من الماء بمقدار 1 درجة مئوية بشكل قياسي الضغط الجوي 101.325 كيلوباسكال 1 كيلو كالوري = 4.19 كيلو جول). عندما يتأكسد (في الجسم) 1 جرام من البروتينات أو الكربوهيدرات ، يتم إطلاق حوالي 4 كيلو كالوري / جرام فقط. في مجموعة متنوعة من الكائنات المائية - من الدياتومات أحادية الخلية إلى أسماك القرش العملاقة - سوف "تطفو" الدهون ، مما يقلل متوسط ​​كثافة الجسم. تبلغ كثافة الدهون الحيوانية حوالي 0.91-0.95 جم / سم مكعب. تقترب كثافة عظام الفقاريات من 1.7-1.8 جم / سم مكعب ، ويقترب متوسط ​​كثافة معظم الأنسجة الأخرى من 1 جم / سم مكعب. من الواضح أن هناك حاجة إلى الكثير من الدهون "لتوازن" الهيكل العظمي الثقيل.

تؤدي الدهون والدهون أيضًا وظيفة بناء: فهي جزء من أغشية الخلايا. بسبب الموصلية الحرارية السيئة ، فإن الدهون قادرة على القيام بوظيفة الحماية. في بعض الحيوانات (الفقمة ، الحيتان) ، تترسب في الأنسجة الدهنية تحت الجلد مكونة طبقة يصل سمكها إلى متر واحد ، تسبق تكوين بعض الليبويدات تخليق عدد من الهرمونات. وبالتالي ، فإن هذه المواد لها أيضًا وظيفة تنظيم عمليات التمثيل الغذائي.

12. انقسام الخلية.

تمر الخلية في حياتها بحالات مختلفة: مرحلة النمو ومراحل الإعداد للانقسام والانقسام. يمكن تمثيل دورة الخلية - الانتقال من الانقسام إلى تخليق المواد التي تتكون منها الخلية ، ثم العودة إلى الانقسام - في الرسم التخطيطي كدورة يتم فيها تمييز عدة مراحل.

تم وصف ثلاث طرق لانقسام الخلايا حقيقية النواة: amitosis (الانقسام المباشر) ، والانقسام (الانقسام غير المباشر) ، والانقسام الاختزالي (الانقسام الاختزالي).

أميتوسيس- طريقة نادرة نسبيًا لانقسام الخلايا. أثناء الانقسام ، تنقسم نواة الطور البيني عن طريق الانقباض والتوزيع المنتظم مادة وراثيةغير مزود. في كثير من الأحيان ، تنقسم النواة دون انقسام لاحق للسيتوبلازم وتتشكل الخلايا ثنائية النواة. لم تعد الخلية التي خضعت للتضخم قادرة على الدخول في دورة انقسامية طبيعية. لذلك ، يحدث amitosis ، كقاعدة عامة ، في الخلايا والأنسجة المحكوم عليها بالموت.

الانقسام المتساوي.الانقسام الخيطي ، أو الانقسام غير المباشر ، هو الطريقة الرئيسية لتقسيم الخلايا حقيقية النواة. الانقسام المتساوي هو انقسام النواة ، مما يؤدي إلى تكوين نواتين ابنتين ، لكل منهما نفس مجموعة الكروموسومات تمامًا كما كانت في النواة الأم. تتضاعف الكروموسومات الموجودة في الخلية ، وتصطف في الخلية ، وتشكل لوحة انقسامية ، وترتبط ألياف المغزل بها ، والتي تمتد إلى أقطاب الخلية ، وتنقسم الخلية ، وتشكل نسختين من المجموعة الأصلية.

أثناء تكوين الأمشاج ، أي الخلايا الجنسية - الحيوانات المنوية والبويضات - يحدث انقسام للخلايا يسمى الانقسام الاختزالي. تحتوي الخلية الأصلية على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات ، والتي تتضاعف بعد ذلك. ولكن ، إذا تباعدت الكروماتيدات أثناء الانقسام الفتيلي في كل كروموسوم ، فعند الانقسام الاختزالي ، يتشابك الكروموسوم (المكون من كروماتيدين) بشكل وثيق مع أجزائه مع كروموسوم متماثل آخر (يتكون أيضًا من كروماتيدات) ، ويحدث العبور - تبادل أجزاء متجانسة من الكروموسومات. ثم تتباعد الصبغيات الجديدة ذات الجينات المختلطة "أمي" و "أبي" وتتشكل الخلايا التي تحتوي على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات ، لكن تكوين هذه الكروموسومات يختلف بالفعل عن الأصل ، فقد حدث إعادة التركيب فيها. اكتمل القسم الأول من الانقسام الاختزالي ، ويحدث القسم الثاني من الانقسام الاختزالي بدون تخليق الحمض النووي ، لذلك ، خلال هذا الانقسام ، تنخفض كمية الحمض النووي إلى النصف. من الخلايا الأصلية التي تحتوي على مجموعة ثنائية الصبغيات من الكروموسومات ، تنشأ الأمشاج ذات مجموعة الصبغيات الفردية. تتكون أربع خلايا أحادية الصيغة الصبغية من خلية ثنائية الصيغة الصبغية. تسمى مراحل الانقسام الخلوي التي تتبع الطور البيني الطور الأول ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور البيني ، وبعد الانقسام الطور البيني مرة أخرى.

Prophase هي أطول مرحلة من الانقسام ، عندما يتم إعادة ترتيب بنية النواة بالكامل للتقسيم. في الطور الأولي ، تقصر الكروموسومات وتثخن بسبب تصاعدها. في هذا الوقت ، تكون الكروموسومات مزدوجة (تحدث المضاعفة في الفترة S من الطور البيني) ، وتتكون من كروماتيدات مترابطة في منطقة الانقباض الأولي بواسطة هيكل خاص - cetromere. بالتزامن مع سماكة الكروموسومات ، تختفي النواة ويتم تجزئة الغلاف النووي (ينقسم إلى خزانات منفصلة). بعد تفكك الغشاء النووي ، تكمن الكروموسومات بحرية وعشوائية في السيتوبلازم. يبدأ تشكيل المغزل اللوني - مغزل الانقسام ، وهو نظام من الخيوط القادمة من أقطاب الخلية. يبلغ قطر خيوط المغزل حوالي 25 نانومتر. هذه حزم من الأنابيب الدقيقة ، تتكون من وحدات فرعية من بروتين التوبولين. تبدأ الأنابيب الدقيقة في التكون من جانب المريكزات أو من جانب الكروموسومات (في الخلايا النباتية).

الطورية. في الطور الاستباقي ، يتم الانتهاء من تكوين مغزل الانقسام ، والذي يتكون من نوعين من الأنابيب الدقيقة: الكروموسومات ، التي ترتبط بوسط الكروموسومات ، والمركزية (القطب) ، والتي تمتد من قطب إلى قطب للخلية. كل كروموسوم مزدوج متصل بالأنابيب الدقيقة للمغزل. يتم دفع الكروموسومات ، كما كانت ، بواسطة الأنابيب الدقيقة إلى منطقة خط استواء الخلية ، أي تقع على مسافات متساوية من القطبين. إنها تقع في نفس المستوى وتشكل ما يسمى بالصفيحة الاستوائية أو الطورية. شوهد بوضوح في الطور الفوقي هيكل مزدوجالكروموسومات متصلة فقط في السنترومير. خلال هذه الفترة يكون من السهل حساب عدد الكروموسومات لدراسة خصائصها المورفولوجية.

يبدأ Anaphase بتقسيم السنترومير. يصبح كل كروماتيدات لكروموسوم واحد كروموسوم مستقل. يؤدي انكماش خيوط السحب لمغزل الأكروماتين إلى جذبها إلى أقطاب متقابلة للخلية. نتيجة لذلك ، يحتوي كل قطب من أقطاب الخلية على نفس عدد الكروموسومات الموجودة في الخلية الأم ، ومجموعتها هي نفسها.

Telophase هو المرحلة الأخيرة من الانقسام. تتفكك الكروموسومات وتصبح مرئية بشكل ضعيف. في كل من الأقطاب ، يتم إعادة تكوين غلاف نووي حول الكروموسومات. تتشكل النوى ، ويختفي محور الانقسام. في النواة الناتجة ، يتكون كل كروموسوم الآن من كروماتيد واحد فقط ، وليس اثنين.

تلقت كل نواة تم تشكيلها حديثًا الكمية الكاملة من المعلومات الجينية التي يمتلكها الحمض النووي للخلية الأم. نتيجة للانقسام الفتيلي ، تحتوي كلتا نوى الابنة على نفس كمية الحمض النووي ونفس عدد الكروموسومات ، كما هو الحال في الوالدَين.

الحركية الخلوية - بعد تكوين نواتين جديدتين في الطور البعيد ، يحدث انقسام الخلية وتشكيل الحاجز في المستوى الاستوائي - لوحة الخلية.

في المرحلة النهائية المبكرة ، بين نواة الابنتين ، قبل الوصول إليهما ، يتم تكوين نظام أسطواني من الألياف ، يسمى phragmoplast ، والذي يتكون ، مثل ألياف مغزل الأكروماتين ، من الأنابيب الدقيقة ويرتبط بها. في وسط phragmoplast عند خط الاستواء ، تتراكم حويصلات جولجي التي تحتوي على مواد بكتين بين نوى الابنة. تندمج مع بعضها البعض وتؤدي إلى ظهور لوحة الخلية ، وتشارك أغشيتها في بناء أغشية البلازما على جانبي الصفيحة. يتم وضع لوحة الخلية على شكل قرص معلق في phragmoplast. يبدو أن ألياف phragmoplast تتحكم في اتجاه حركة حويصلات جولجي. تنمو صفيحة الخلية بطرد مركزي باتجاه جدران الخلية الأم بسبب إدراج المزيد والمزيد من حويصلات جولجي الجديدة فيها. تحتوي صفيحة الخلية على تناسق شبه سائل ، وتتكون من البروتوبكتين غير المتبلور والمغنيسيوم وبكتات الكالسيوم. في هذا الوقت ، يتم تشكيل البيانات الوصفية للوسائط من ER أنبوبي. يأخذ phragmoplast المتوسع شكل البرميل بشكل تدريجي ، مما يسمح لصفيحة الخلية بالنمو بشكل جانبي حتى تندمج مع جدران الخلية الأم. يختفي phragmoplast ، وينتهي الفصل بين خليتين ابنتيتين. كل بروتوبلاست ترسب جدارها الخلوي الأساسي على لوحة الخلية.

يحدث التحلل الخلوي بمساعدة الصفيحة الخلوية في جميع النباتات العليا وبعض الطحالب. في الكائنات الحية الأخرى ، تنقسم الخلايا عن طريق الإدراج جدار الخلية، والتي تعمل على تعميق الخلايا وفصلها تدريجيًا.

تكمن الأهمية البيولوجية للانقسام الفتيلي في التوزيع المتطابق تمامًا بين الخلايا الوليدة لحاملات المواد الوراثية - جزيئات الحمض النووي التي تشكل الكروموسومات. بسبب التقسيم المنتظم للكروموسومات المنسوخة بين الخلايا الوليدة ، يتم ضمان تكوين خلايا مكافئة وراثيًا ويتم الحفاظ على الاستمرارية في عدد من أجيال الخلايا. وهذا يضمن لحظات مهمة من الحياة مثل التطور الجنيني ونمو الكائنات الحية ، واستعادة الأعضاء والأنسجة بعد التلف. انقسام الخلايا الانقسامية هو أيضا أساس خلوي التكاثر اللاجنسيالكائنات الحية.

الانقسام الاختزالي.الانقسام الاختزالي هو طريقة خاصة لانقسام الخلايا ، مما يؤدي إلى انخفاض (انخفاض) في عدد الكروموسومات بمقدار النصف وانتقال الخلايا من حالة ثنائية الصبغيات (2 ن) إلى حالة أحادية الصيغة الصبغية (ن). الانقسام الاختزالي هو عملية واحدة مستمرة تتكون من قسمين متتاليين ، يمكن تقسيم كل منهما إلى نفس المراحل الأربع كما هو الحال في الانقسام الفتيلي: الطور الأولي ، الطور الطوري ، الطور الطوري ، الطور البعيدة. يسبق كلا التقسيمين طور بيني واحد. في الفترة الاصطناعية من الطور البيني ، قبل الانقسام الاختزالي ، تتضاعف كمية الحمض النووي ويصبح كل كروموسوم ثنائي الكروماتيد.

الانقسام الانتصافي الأول أو الاختزال.

تستمر المرحلة الأولى من عدة ساعات إلى عدة أسابيع. تتصاعد الكروموسومات. تتحد الكروموسومات المتجانسة ، وتشكل أزواج - ثنائية التكافؤ. يتكون ثنائي التكافؤ من أربعة كروماتيدات من اثنين من الكروموسومات المتجانسة. في الثنائيات التكافؤ ، يحدث العبور - تبادل المناطق المتجانسة من الكروموسومات المتجانسة ، مما يؤدي إلى تحولها العميق. أثناء التعثر ، يتم تبادل كتل الجينات ، وهو ما يفسر التنوع الجيني للنسل. بحلول نهاية الطور الأولي ، يختفي الغلاف النووي والنواة ، ويتشكل مغزل الأكروماتين.

الطور الأول - يتجمع الثنائيات في المستوى الاستوائي للخلية. يكون اتجاه كروموسومات الأم والأب من كل زوج متماثل إلى واحد أو آخر من قطب المغزل عشوائيًا. يعلق على مركز كل كروموسوم خيوط من مغزل الأكروماتين. لا ينفصل الكروماتيدات الشقيقة.

الطور الأول - هناك تقلص في سحب الخيوط ، وتتباعد الكروموسومات ثنائية الكروماتيد في القطبين. تذهب الكروموسومات المتجانسة لكل من ثنائية التكافؤ إلى أقطاب متقابلة. تتباعد الكروموسومات المتجانسة المعاد توزيعها عشوائيًا لكل زوج (توزيع مستقل) ، ويتم جمع نصف عدد الكروموسومات (مجموعة أحادية الصيغة الصبغية) في كل من القطبين ، ويتم تشكيل مجموعتين أحاديتين من الكروموسومات.

Telophase I - عند أقطاب المغزل ، يتم تجميع مجموعة كروموسومات مفردة أحادية العدد ، حيث لم يعد يتم تمثيل كل نوع من الكروموسوم بزوج ، ولكن بواسطة كروموسوم واحد ، يتكون من كروماتيدات. في الفترة القصيرة من الطور الأول ، تتم استعادة الغلاف النووي ، وبعد ذلك تنقسم الخلية الأم إلى خليتين ابنتيتين.

يتبع الانقسام الانتصافي الثاني مباشرة بعد الأول ويشبه الانقسام الفتيلي العادي (وهذا هو السبب في أنه يطلق عليه غالبًا الانقسام الاختزالي) ، فقط الخلايا التي تدخل فيه تحمل مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات.

المرحلة الثانية قصيرة.

الطور الثاني - يتشكل مغزل الانقسام مرة أخرى ، تصطف الكروموسومات في المستوى الاستوائي وترتبط بواسطة السنتروميرات بالأنابيب الدقيقة لمغزل الانقسام.

الطور الثاني - يتم فصل مراكزهم المركزية ويصبح كل كروماتيد كروموسومًا مستقلًا. يتم توجيه كروموسومات الابنة المنفصلة عن بعضها البعض إلى أقطاب المغزل.

Telophase II - اكتمال تباعد الكروموسومات الشقيقة إلى القطبين ويبدأ انقسام الخلية: 4 خلايا مع مجموعة أحادية الصبغيات من الكروموسومات تتكون من خليتين أحاديتين.

إن تقسيم الاختزال ، كما كان ، منظم يمنع الزيادة المستمرة في عدد الكروموسومات أثناء اندماج الأمشاج. بدون هذه الآلية ، أثناء التكاثر الجنسي ، سيتضاعف عدد الكروموسومات في كل جيل جديد. أولئك. بفضل الانقسام الاختزالي ، يتم الحفاظ على عدد معين وثابت من الكروموسومات في جميع الأجيال من كل نوع من أنواع النباتات والحيوانات والطلائعيات والفطريات. أهمية أخرى هي ضمان تنوع التركيب الجيني للأمشاج نتيجة للعبور ونتيجة لتركيبة مختلفة من الكروموسومات الأبوية والأمومية عندما تتباعد في الطور الأول من الانقسام الاختزالي. هذا يضمن ظهور ذرية متنوعة وغير متجانسة أثناء التكاثر الجنسي للكائنات الحية.

13. عملية التمثيل الضوئي في الخلية النباتية.

تتكون عملية التمثيل الضوئي من مرحلتين متتاليتين ومترابطتين: الضوء (الكيمياء الضوئية) والظلام (التمثيل الغذائي). في المرحلة الأولى ، يتم تحويل طاقة الكميات الضوئية التي تمتصها أصباغ التمثيل الضوئي إلى طاقة روابط كيميائيةمركب عالي الطاقة من ATP وعامل اختزال عالمي NADPH - في الواقع المنتجات الأولية لعملية التمثيل الضوئي ، أو ما يسمى "قوة الاستيعاب". في التفاعلات المظلمة لعملية التمثيل الضوئي ، يتم استخدام ATP و NADPH المتكونين في الضوء في دورة تثبيت ثاني أكسيد الكربون واختزاله لاحقًا إلى الكربوهيدرات.
في جميع كائنات التمثيل الضوئي ، تحدث العمليات الكيميائية الضوئية للمرحلة الضوئية من عملية التمثيل الضوئي في أغشية خاصة لتحويل الطاقة ، تسمى ثايلاكويد ، ويتم تنظيمها في ما يسمى بسلسلة نقل الإلكترون. تحدث التفاعلات المظلمة لعملية التمثيل الضوئي خارج أغشية الثايلاكويد (في السيتوبلازم في بدائيات النوى وفي سدى البلاستيدات الخضراء في النباتات). وهكذا ، يتم فصل مراحل التمثيل الضوئي الفاتحة والداكنة في المكان والزمان.

كثافة التمثيل الضوئي النباتات الخشبيةيختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على تفاعل العديد من الخارجية و العوامل الداخلية، وهذه التفاعلات تتغير بمرور الوقت وتختلف عنها أنواع مختلفة.

تقاس قدرة التمثيل الضوئي أحيانًا من خلال زيادة الوزن الصافي الجاف. هذه البيانات ذات أهمية خاصة لأن المكسب هو متوسط ​​اكتساب الوزن الحقيقي على مدى فترة طويلة من الزمن في ظل الظروف البيئية التي تتضمن ضغوطًا طبيعية متقطعة.
تقوم بعض أنواع كاسيات البذور بعملية التمثيل الضوئي بكفاءة في كل من شدة الضوء المنخفضة والعالية. العديد من عاريات البذور أكثر إنتاجية في ظروف الإضاءة العالية. غالبًا ما تعطي المقارنة بين هاتين المجموعتين بكثافة إضاءة منخفضة وعالية فكرة مختلفة عن قدرة التمثيل الضوئي من حيث تراكم العناصر الغذائية. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تتراكم عاريات البذور بعض المادة الجافة أثناء السكون ، بينما تفقدها كاسيات البذور المتساقطة من خلال التنفس. لذلك ، يمكن أن يتراكم نبات عاريات البذور بمعدل أقل قليلاً من التمثيل الضوئي من كاسيات البذور المتساقطة خلال فترة نموه قدرًا كبيرًا أو حتى أكثر من إجمالي الكتلة الجافة خلال العام بسبب فترة أطول بكثير من نشاط التمثيل الضوئي.

14. الأنواع الرئيسية لأنسجة النبات. الأنسجة اللاصقة للنباتات (الجلد).

الأنسجة هي مجموعات من الخلايا لها بنية متجانسة ونفس الأصل وتؤدي نفس الوظيفة.

اعتمادًا على الوظيفة التي يتم إجراؤها ، يتم تمييز الأنواع التالية من الأنسجة: التعليمية (الأنسجة الإنشائية) ، والأساسية ، والموصلية ، والغلافية ، والميكانيكية ، والإخراجية. الخلايا التي تتكون منها الأنسجة ولديها أكثر أو أقل نفس الهيكلوتسمى الوظائف بسيطة ، إذا لم تكن الخلايا متشابهة ، فإن النسيج يسمى معقدًا أو معقدًا.

تنقسم الأنسجة إلى تعليمية ، أو نسيجية ، ودائمة (غلافية ، موصلة ، أساسية ، إلخ).

تصنيف الأنسجة.

1. الأنسجة التعليمية (meristems): 1) قمي.

2) الجانبي: أ) الأولي (البروكامبيوم ، الدراجة الهوائية) ؛

ب) الثانوية (كامبيوم ، فيلوجين)

3) الإدراج.

4) جريح.

2. الأساسية: 1) حمة الاستيعاب.

2) حمة التخزين.

3. موصل: 1) نسيج الخشب (الخشب) ؛

2) اللحاء (اللحاء).

4. غلاف (الحدود): 1) خارجي: أ) الأساسي (البشرة) ؛

ب) الثانوية (محيط الأدمة) ؛

ج) التعليم العالي (القشرة أو الورم الطقسي)

2) خارجي: أ) جذمور الجلد ؛

ب) فيلامين

3) داخلي: أ) الأديم الباطن.

ب) exoderm.

ج) الخلايا الجدارية لحزم الأوعية الدموية في الأوراق

5. الأنسجة الميكانيكية (الداعمة والهيكلية): 1) النسيج الضام.

2) الصلبة: أ) الألياف.

ب) الصلبة

6. الأنسجة الإخراجية (إفرازية).

2. أقمشة تعليمية. الأنسجة التعليمية ، أو meristems ، هي شابة باستمرار ، وتنقسم بنشاط مجموعات من الخلايا. توجد في أماكن نمو الأعضاء المختلفة: أطراف الجذور ، قمم السيقان ، إلخ. بفضل الخلايا الإنشائية ، يحدث نمو النبات وتشكيل أنسجة وأعضاء دائمة جديدة.

حسب الموقع في جسم النبات نسيج تعليميقد يكون قميًا أو قميًا أو جانبيًا أو جانبيًا أو مقسمًا أو مقسمًا وجرحًا. الأنسجة التعليمية مقسمة إلى الابتدائية والثانوية. وبالتالي ، فإن الخلايا الإنشائية القمية تكون دائمًا أولية ، فهي تحدد نمو النبات في الطول. في النباتات العليا منخفضة التنظيم (ذيل الحصان ، بعض السراخس) ، يتم التعبير عن النسيج الإنشائي القمي بشكل ضعيف ويتم تمثيله بخلية واحدة مقسمة أولية أو أولية. في عاريات البذور وكاسيات البذور ، يتم التعبير عن الخلايا الإنشائية القمية جيدًا ويتم تمثيلها بالعديد من الخلايا الأولية التي تشكل مخاريط النمو. تعتبر الأنفاق الجانبية ، كقاعدة عامة ، ثانوية ونتيجة لها ، تنمو الأعضاء المحورية (السيقان والجذور) في السماكة. تشمل الإنشائات الجانبية الكامبيوم والكامبيوم الفلين (فيلوجين) ، والذي يساهم نشاطه في تكوين الفلين في جذور وسيقان النبات ، بالإضافة إلى أنسجة تهوية خاصة - العدس. النسيج الإنشائي الجانبي ، مثل الكامبيوم ، يشكل الخشب وخلايا اللحاء. في الفترات غير المواتية من الحياة النباتية ، يتباطأ نشاط الكامبيوم أو يتوقف تمامًا. غالبًا ما تكون meristems Intercalary أو intercalary أولية وتبقى في شكل مناطق منفصلة في مناطق النمو النشط ، على سبيل المثال ، عند قاعدة interodes وقاعدة أوراق أعناق الحبوب.

3. الأنسجة غلافي. تحمي الأنسجة الغشائية النبات من الآثار الضارة للبيئة الخارجية: ارتفاع درجة حرارة الشمس ، والتبخر المفرط ، والانخفاض الحاد في درجة حرارة الهواء ، وتجفيف الرياح ، والضغط الميكانيكي ، ومن تغلغل الفطريات المسببة للأمراض والبكتيريا في النبات ، إلخ. هناك أنسجة غشائية أولية وثانوية. الأنسجة الغشائية الأولية تشمل الجلد ، أو البشرة ، و epiblem ، والأنسجة الثانوية هي الطبقة المحيطة بالأدمة (الفلين ، والكامبيوم الفلين ، والأديم النخاعي).

يغطي الجلد ، أو البشرة ، جميع أعضاء النباتات السنوية ، والبراعم الخضراء الصغيرة للنباتات الخشبية المعمرة في موسم النمو الحالي ، والأجزاء العشبية الموجودة فوق سطح الأرض من النباتات (الأوراق ، والسيقان ، والزهور). تتكون البشرة في أغلب الأحيان من طبقة واحدة من الخلايا المكتظة بكثافة بدون فراغ بين الخلايا. يمكن إزالته بسهولة وهو عبارة عن غشاء رقيق وشفاف. البشرة - نسيج حي، يتكون من طبقة تدريجية من البروتوبلاست مع الكريات البيضاء ونواة ، فجوة كبيرة تشغل الخلية بأكملها تقريبًا. جدار الخلية هو في الغالب السليلوز. الجدار الخارجي لخلايا البشرة أكثر سماكة ، والجدران الجانبية والداخلية رقيقة. الجدران الجانبية والداخلية للخلايا لها مسام. تتمثل الوظيفة الرئيسية للبشرة في تنظيم تبادل الغازات والنتح ، ويتم ذلك بشكل أساسي من خلال الثغور. يخترق الماء والمواد غير العضوية المسام.

تختلف خلايا البشرة في النباتات المختلفة من حيث الشكل والحجم. كثير نباتات أحاديةالخلايا ممدودة ، في معظم ثنائية الفلقة لها جدران جانبية متعرجة ، مما يزيد من كثافة التصاقها ببعضها البعض. تختلف أيضًا البشرة في الأجزاء العلوية والسفلية من الورقة في هيكلها: يوجد عدد أكبر من الثغور في البشرة على الجانب السفلي من الورقة ، وعدد أقل بكثير منها في الجانب العلوي ؛ على أوراق النباتات المائية ذات الأوراق العائمة على السطح (القرون ، زنبق الماء) ، توجد الثغور فقط في الجانب العلوي من الورقة ، بينما النباتات المغمورة بالكامل في الماء ليس بها ثغور.

الثغور عبارة عن تكوينات عالية التخصص للبشرة ، تتكون من خليتي حراسة وتشكيل يشبه الشق بينهما - الشق الثغري. الخلايا الزائدة ، التي لها شكل هلال ، تنظم حجم فجوة الفم ؛ يمكن أن تفتح الفجوة وتغلق حسب ضغط التمزق في الخلايا الحامية ، ومحتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، وعوامل أخرى. لذلك ، أثناء النهار ، عندما تشارك خلايا الثغور في عملية التمثيل الضوئي ، يكون ضغط التورم في خلايا الفم مرتفعًا ، وتكون فجوة الفم مفتوحة ، وفي الليل ، على العكس من ذلك ، يتم إغلاقها. تُلاحظ ظاهرة مماثلة خلال فترات الجفاف وعندما تذبل الأوراق ، وذلك بسبب تكيف الثغور لتخزين الرطوبة داخل النبات. العديد من الأنواع التي تنمو في المناطق ذات الرطوبة الزائدة ، خاصة في الغابات الاستوائية المطيرة ، لديها ثغور يتم من خلالها إطلاق المياه. تسمى الثغور الهيداثودات. يتم إطلاق الماء على شكل قطرات إلى الخارج ويقطر من الأوراق. "بكاء" النبات هو نوع من التنبؤ بالطقس ويسمى علميًا الإمساك. توجد الهيداثودات على طول حافة الورقة ، وليس لديها آلية للفتح والإغلاق.

توجد في بشرة العديد من النباتات أجهزة واقية من الظروف المعاكسة: الشعر ، البشرة ، طلاء الشمع ، إلخ.

الشعيرات (trichomes) هي نواتج غريبة للبشرة ، ويمكن أن تغطي النبات بأكمله أو بعض أجزائه. الشعر حي وميت. يساعد الشعر على تقليل تبخر الرطوبة ، وحماية النبات من الحرارة الزائدة ، والتهام الحيوانات وتقلبات درجات الحرارة المفاجئة. لذلك ، غالبًا ما يتم تغطية الشعر بنباتات المناطق القاحلة - القاحلة ، والجبال العالية ، والمناطق شبه القطبية في العالم ، وكذلك نباتات الموائل العشبية.

الشعر أحادي الخلية ومتعدد الخلايا. يتم تقديم الشعر أحادي الخلية في شكل حليمات. تم العثور على الحليمات على بتلات العديد من الأزهار ، مما يمنحها ملمسًا مخمليًا (تاجيتيس ، زهور الزنبق). يمكن أن يكون الشعر أحادي الخلية بسيطًا (على الجانب السفلي للعديد من محاصيل الفاكهة) وعادة ما يكون ميتًا. يمكن أن يتفرع الشعر أحادي الخلية (محفظة الراعي). في كثير من الأحيان ، يكون الشعر متعدد الخلايا ، ويختلف في التركيب: خطي (أوراق البطاطس) ، كثيف المتفرعة (مولين) ، متقشر ومتقشر (ممثلو عائلة Lokhov) ، ضخم (حزم من شعر نباتات عائلة Lamiaceae) . هناك شعيرات غدية يمكن أن تتراكم فيها المواد الأثيرية (نباتات الشفوية والمظلة) ، والمواد المحترقة (نبات القراص) ، وما إلى ذلك.بالإضافة إلى خلايا البشرة ، تشارك طبقات أعمق من الخلايا.

Epiblema (جذور الجلد) - النسيج الأساسي أحادي الطبقة للجذر. تشكلت من الخلايا الخارجية القمة الناميةالجذر بالقرب من غطاء الجذر. يغطي Epiblema نهايات الجذر الشباب. من خلاله ، يتم تنفيذ التغذية المائية والمعدنية للنبات من التربة. هناك العديد من الميتوكوندريا في epiblem. خلايا Epiblema رقيقة الجدران ، مع السيتوبلازم أكثر لزوجة ، وخالية من الثغور والبشرة. Epiblema قصير العمر ويتم تحديثه باستمرار بسبب الانقسامات الانقسامية.

Periderm - مركب معقد متعدد الطبقات من الأنسجة الغشائية الثانوية (الفلين ، الفلين كامبيوم ، أو الفلوجين ، والفلودر) من السيقان والجذور المعمرة نباتات ديكوتوعاريات البذور ، القادرة على التكاثف باستمرار. بحلول خريف السنة الأولى من العمر ، تصبح البراعم خشبية ، وهو ما يمكن ملاحظته من خلال تغير لونها من الأخضر إلى البني الرمادي ، أي كان هناك تغيير في البشرة إلى الأدمة المحيطة ، قادرة على الصمود الظروف غير المواتيةفترة الشتاء. يعتمد الأدمة المحيطية على النسيج الإنشائي الثانوي - الفلوجين (الفلين كامبيوم) ، والذي يتكون في خلايا الحمة الرئيسية ، التي تقع تحت البشرة. يشكل Phellogen الخلايا في اتجاهين: الخارج - خلايا الفلين ، داخل - الخلايا الحية للجلد. يتكون الفلين من خلايا ميتة مملوءة بالهواء ، وهي ممدودة ، وملائمة بإحكام مع بعضها البعض ، ولا توجد مسام ، والخلايا ضيقة الهواء والمياه. خلايا الفلين لها لون بني أو مصفر ، وهذا يعتمد على وجود الراتنج أو العفص في الخلايا (بلوط الفلين ، سخالين المخمل). الفلين مادة عازلة جيدة ، فهي لا توصل الحرارة والكهرباء والصوت ، وتستخدم في سد الزجاجات ، وما إلى ذلك. تحتوي الطبقة القوية من الفلين على بلوط الفلين ، وأنواع المخمل ، ودردار الفلين.

العدس عبارة عن فتحات "تهوية" في الفلين لضمان تبادل الغاز والماء لأنسجة النبات الحية الأعمق مع البيئة الخارجية. ظاهريًا ، يشبه العدس بذور العدس التي حصلوا على اسمهم. كقاعدة عامة ، يتم وضع العدسات لتحل محل الثغور. العدس أشكال وأحجام مختلفة. من الناحية الكمية ، العدس أصغر بكثير من الثغور. العدس عبارة عن خلايا مستديرة رقيقة الجدران وخالية من الكلوروفيل مع فراغات بين الخلايا ترفع الجلد وتمزقه. تسمى هذه الطبقة من الخلايا المتنيّة الفضفاضة والفلينّة التي تتكوّن العدس بالنسيج المؤدّي.

القشرة عبارة عن مركب غلافي قوي من الخلايا الخارجية الميتة للأدمة المحيطة. تتشكل على براعم معمرة وجذور النباتات الخشبية. القشرة لها شكل متشقق وغير متساو. يحمي جذوع الأشجار من التلف الميكانيكي وحرائق الأرض ودرجات الحرارة المنخفضة وحروق الشمس واختراق البكتيريا المسببة للأمراض والفطريات. تنمو القشرة بسبب نمو طبقات جديدة من الأدمة المحيطية تحتها. في نباتات الأشجار والشجيرات ، تظهر القشرة (على سبيل المثال ، في الصنوبر) في 8-10 ، وفي البلوط - في 25-30 سنة من العمر. اللحاء جزء من لحاء الأشجار. في الخارج ، يتم تقشيره باستمرار ، والتخلص من جميع أنواع جراثيم الفطريات والأشنات.

4. الأقمشة الرئيسية. يحتل النسيج الرئيسي ، أو الحمة ، معظم المساحة بين الأنسجة الدائمة الأخرى للسيقان والجذور والأعضاء النباتية الأخرى. تتكون الأنسجة الرئيسية بشكل أساسي من خلايا حية ، مختلفة في الشكل. الخلايا رقيقة الجدران ، ولكن في بعض الأحيان تكون سميكة وخشنة ، مع السيتوبلازم الجداري ، مسام بسيطة. تتكون الحمة من لحاء السيقان والجذور ، ولب السيقان ، والجذور ، ولب الثمار والأوراق ، وهي بمثابة مخزن للمواد الغذائية في البذور. هناك عدة مجموعات فرعية من الأنسجة الرئيسية: الاستيعاب والتخزين وخزان المياه الجوفية والهواء.

نسيج الاستيعاب ، أو الحمة الحاملة للكلوروفيل ، أو الكلورانشيما ، هو النسيج الذي يحدث فيه التمثيل الضوئي. الخلايا رقيقة الجدران ، وتحتوي على نواة البلاستيدات الخضراء. البلاستيدات الخضراء ، مثل السيتوبلازم ، مثبتة على الحائط. يقع Chlorenchyma مباشرة تحت الجلد. تتركز الكلورانشيما في الأساس في الأوراق والبراعم الخضراء الصغيرة للنباتات. تتميز الأوراق ، الحاجز ، أو العمودي ، والكلورانشيما الإسفنجية. خلايا Palisade chlorenchyma مستطيلة ، أسطوانية ، مع مسافات بين الخلايا ضيقة جدًا. تحتوي الكلورانشيما الإسفنجية على خلايا مستديرة إلى حد ما ومرتبة بشكل فضفاض مع عدد كبير من الفراغات بين الخلايا المليئة بالهواء.

Aerenchyma ، أو الأنسجة الحاملة للهواء ، عبارة عن حمة ذات فراغات بين الخلايا متطورة بشكل كبير في أعضاء مختلفة ، وهي سمة من سمات النباتات المائية والساحلية والمستنقعية (القصب ، والاندفاع ، وقرون البيض ، وأعشاب البرك ، والألوان المائية ، وما إلى ذلك) ، جذورها وجذورها موجودة في الطمي ، فقيرة في الأكسجين. يصل الهواء الجوي إلى الأعضاء الموجودة تحت الماء من خلال نظام التمثيل الضوئي عن طريق خلايا الإرسال. بالإضافة إلى ذلك ، تتواصل المساحات بين الخلايا الحاملة للهواء مع الغلاف الجوي بمساعدة pneumatodes غريبة - ثغور الأوراق والسيقان ، و pneumatodes من الجذور الهوائية لبعض النباتات (monstera ، philodendron ، ficus banyan ، إلخ) ، الشقوق ، الثقوب ، القنوات المحيطة بواسطة خلايا منظم الرسالة. يقلل Aerenchyma من الثقل النوعي للنبات ، والذي ربما يساعد في الحفاظ على الوضع الرأسي للنباتات المائية ، وللنباتات المائية ذات الأوراق العائمة على سطح الماء ، للحفاظ على الأوراق على سطح الماء.

يخزن الخزان الجوفي الماء في أوراق وسيقان النباتات النضرة (الصبار ، الصبار ، الأغاف ، الكراسولا ، إلخ) في المناطق القاحلة. تحتوي أوراق العشب أيضًا على خلايا كبيرة تحمل الماء بمواد مخاطية تحتفظ بالرطوبة. يحتوي طحالب الطحالب على خلايا حاملة للماء متطورة.

أنسجة التخزين - الأنسجة التي يتم فيها ترسيب المنتجات الأيضية خلال فترة معينة من نمو النبات - البروتينات والكربوهيدرات والدهون وما إلى ذلك. عادة ما تكون خلايا أنسجة التخزين رقيقة الجدران ، وتكون الحمة حية. يتم تمثيل أنسجة التخزين على نطاق واسع في الدرنات ، والمصابيح ، والجذور السميكة ، ولب السيقان ، والسويداء وأجنة البذور ، وحمة الأنسجة الموصلة (الفاصوليا ، والأرويدات) ، وأوعية الراتنجات والزيوت الأساسية في أوراق الغار ، وشجرة الكافور ، إلخ. يمكن أن يتحول نسيج التخزين إلى كلورانشيما ، على سبيل المثال ، أثناء إنبات درنات البطاطس ، ومصابيح النباتات المنتفخة.

5. الأقمشة الميكانيكية. الأقمشة الميكانيكية أو الداعمة هي نوع من حديد التسليح أو الاستريو. يأتي مصطلح ستيريوم من الكلمة اليونانية "ستريو" - صلب ودائم. وتتمثل الوظيفة الرئيسية في توفير مقاومة للأحمال الثابتة والديناميكية. وفقًا للوظائف ، لديهم هيكل مناسب. في نباتات ارضيةهم الأكثر تطورًا في الجزء المحوري من اللقطة - الجذع. الخلايا الأنسجة الميكانيكيةيمكن وضعها في الجذع إما على طول المحيط ، أو على شكل أسطوانة صلبة ، أو في أقسام منفصلة عند حواف الجذع. في الجذر ، الذي يقاوم بشكل أساسي مقاومة التمزق ، يتركز النسيج الميكانيكي في المركز. خصوصية بنية هذه الخلايا هي سماكة قوية لجدران الخلايا ، مما يمنح الأنسجة قوة. يتم تطوير الأنسجة الميكانيكية بشكل جيد في النباتات الخشبية. وفقًا لبنية الخلايا وطبيعة سماكة جدران الخلايا ، تنقسم الأنسجة الميكانيكية إلى نوعين: collenchyma و sclerenchyma.

Collenchyma هو أساسي بسيط دعم النسيجذات المحتويات الحية للخلايا: النواة ، السيتوبلازم ، أحيانًا مع البلاستيدات الخضراء ، مع سماكة غير متساوية جدران الخلايا. يتم تمييز ثلاثة أنواع من الرقائق وفقًا لطبيعة التكثيف واتصال الخلايا: الزاوي والرقائقي والفاكهة. إذا كانت الخلايا سميكة عند الزوايا فقط ، فهذه عبارة عن رباط ملتصق للزاوية ، وإذا كانت الجدران سميكة بالتوازي مع سطح الجذع وكانت السماكة موحدة ، فهذا عبارة عن غشاء صفيحي. تقع خلايا النسيج الزاوي والصفحي بإحكام مع بعضها البعض ، دون تكوين فراغات بين الخلايا. تحتوي الحشوة الرخوة على فراغات بين الخلايا ، ويتم توجيه جدران خلوية سميكة نحو الفراغات بين الخلايا.

نشأت الرابطة التطورية من الحمة. يتكون Collenchyma من النسيج الإنشائي الرئيسي ويقع تحت البشرة على مسافة طبقة واحدة أو أكثر منه. في السيقان الصغيرة للبراعم ، توجد على شكل أسطوانة على طول المحيط ، في عروق الأوراق الكبيرة - على كلا الجانبين. تستطيع خلايا Collenchyma الحية أن تنمو في الطول دون التدخل في نمو الأجزاء النامية الصغيرة من النبات.

Sclerenchyma هو النسيج الميكانيكي الأكثر شيوعًا ، ويتألف من خلايا ذات خشنة (باستثناء ألياف لحاء الكتان) وجدران خلوية سميكة بشكل متساوٍ مع عدد قليل من المسام الشبيهة. الخلايا المصلبة ممدودة ولها شكل بروز مع نهايات مدببة. قذائف خلايا الصلبة قريبة في القوة من الفولاذ. يزيد محتوى اللجنين في هذه الخلايا من قوة تصلب الأنسجة. Sclerenchyma موجود في الجميع تقريبًا الأعضاء الخضريةنباتات الأرض المرتفعة. في النباتات المائية ، إما أنها غير موجودة على الإطلاق ، أو أنها ممثلة بشكل ضعيف في الأعضاء المغمورة للنباتات المائية.

هناك تصلب أولي وثانوي. ينشأ التصلب الأولي من خلايا النسيج الإنشائي الرئيسي - البروكامبيوم أو الفلك المحيطي ، والثانوي - من خلايا الكامبيوم. هناك نوعان من الصلبة المتصلبة: ألياف صلبة ، تتكون من خلايا ميتة ذات جدران سميكة ذات نهايات مدببة ، مع قشرة خشنة وعدد قليل من المسام ، مثل ألياف اللحاء والخشب ، أو ألياف ليبروفورم ، والصلب - عناصر هيكلية للأنسجة الميكانيكية ، وتقع بمفردها أو في مجموعات بين الخلايا الحية لأجزاء مختلفة من النبات: قشر البذور ، والفواكه ، والأوراق ، والسيقان. وتتمثل الوظيفة الرئيسية للصلب في مقاومة الضغط. يتنوع شكل وحجم الصلبة.

6. الأنسجة الموصلة. نقل الأنسجة الموصلة العناصر الغذائيةفي اتجاهين. يمر التدفق التصاعدي (الترشيح) للسوائل (المحاليل والأملاح المائية) عبر الأوعية والقصبات في نسيج الخشب من الجذور حتى الساق إلى الأوراق والأعضاء الأخرى للنبات. يتم تنفيذ التيار الهابط (الاستيعابي) للمواد العضوية من الأوراق على طول الساق إلى الأعضاء تحت الأرض للنبات من خلال أنابيب غربال خاصة للحاء. يشبه النسيج الموصل للنبات إلى حد ما نظام الدورة الدمويةشخص ، لأنه يحتوي على شبكة متفرعة للغاية محورية وشعاعية ؛ تدخل العناصر الغذائية كل خلية في نبات حي. في كل عضو نباتي ، يوجد نسيج الخشب واللحاء جنبًا إلى جنب ويتم تقديمهما في شكل خيوط - حزم موصلة.

هناك أنسجة موصلة أولية وثانوية. يتم تمييز العناصر الأولية عن البروكامبيوم وتوضع في الأعضاء الصغيرة للنبات ، وتكون الأنسجة الموصلة الثانوية أكثر قوة وتتكون من الكامبيوم.

يتم تمثيل Xylem (الخشب) بواسطة القصبات الهوائية والقصبة الهوائية ، أو الأوعية.

القصبات الهوائية - الخلايا المغلقة الممدودة ذات النهايات الخشنة المقطوعة بشكل غير مباشر ، في حالة النضج يتم تمثيلها بواسطة الخلايا البولية الميتة. يبلغ طول الخلايا في المتوسط ​​1-4 ملم. يحدث التواصل مع القصبات الهوائية المجاورة من خلال المسام البسيطة أو المهدبة. الجدران سميكة بشكل غير متساو ، وفقًا لطبيعة سماكة الجدران ، القصيبات حلقية ، حلزونية ، تشبه الدرج ، شبكية ومسامية. القصيبات المسامية لها دائمًا مسام محدودة. تحتوي النباتات البوغية في جميع النباتات العليا على القصائد الهوائية ، وفي معظم ذيل الحصان ، والليكوبسيدات ، والسراخس ، وعاريات البذور ، فهي بمثابة العناصر الموصلة الوحيدة للخشب. تؤدي القصبة الهوائية وظيفتين رئيسيتين: توصيل الماء وتقوية العضو ميكانيكيًا.

القصبة الهوائية ، أو الأوعية ، هي العناصر الرئيسية الموصلة للماء في نسيج الخشب. كاسيات البذور. القصبة الهوائية عبارة عن أنابيب مجوفة تتكون من مقاطع فردية ؛ في الأقسام بين الأجزاء توجد ثقوب - ثقوب ، بسبب تدفق السائل. القصبة الهوائية ، مثل القصبة الهوائية ، هي نظام مغلق: نهايات كل القصبة الهوائية لها جدران مستعرضة مشطوفة ذات مسام تحدها. تكون أجزاء القصبة الهوائية أكبر من القصبات: يتراوح قطرها بين 0.1-0.15 إلى 0.3-0.7 ملم في الأنواع النباتية المختلفة. يتراوح طول القصبة الهوائية من عدة أمتار إلى عدة عشرات من الأمتار (ليانا). تتكون القصبة الهوائية من خلايا ميتة ، على الرغم من أنها على قيد الحياة في المراحل الأولى من التكوين. يُعتقد أن القصبة الهوائية في عملية التطور نشأت من القصبات الهوائية.

تحتوي الأوعية والقصبات ، بالإضافة إلى الغشاء الأساسي ، في الغالب على ثخانات ثانوية في شكل حلقات ، لولبية ، سلالم ، إلخ. يتم تشكيل ثخانات ثانوية على الجدار الداخلي للأوعية. لذلك ، في الوعاء الدائري ، تكون سماكة الجدار الداخلي على شكل حلقات تقع على مسافة من بعضها البعض. تقع الحلقات عبر الوعاء بشكل منحرف قليلاً. في الوعاء الحلزوني ، يتم وضع الغشاء الثانوي من داخل الخلية على شكل حلزوني ؛ في وعاء شبكي ، تبدو الأماكن غير السميكة من الصدفة وكأنها شقوق تشبه الخلايا الشبكية ؛ في وعاء السلم ، تتناوب الأماكن السميكة مع الأماكن غير السميكة ، وتشكل ما يشبه السلم.

يتم توزيع القصبات والأوعية - عناصر القصبة الهوائية - في نسيج الخشب بطرق مختلفة: على مقطع عرضي في حلقات صلبة ، وتشكيل خشب وعائي حلقي ، أو مبعثرة بشكل أو بآخر في نسيج الخشب ، مما يشكل خشبًا وعائيًا مبعثرًا. عادة ما يتم تشريب الطبقة الثانوية باللجنين ، مما يمنح النبات قوة إضافية ، ولكن في نفس الوقت يحد من نموه في الطول.

بالإضافة إلى الأوعية والقصبات الهوائية ، يشتمل نسيج الخشب على عناصر شعاعية تتكون من خلايا تشكل أشعة النخاع. تتكون أشعة النخاع من خلايا متني حية ذات جدران رقيقة تتدفق من خلالها العناصر الغذائية في اتجاه أفقي. يحتوي نسيج الخشب أيضًا على خلايا حية لحمة الخشب ، والتي تعمل كوسيلة نقل قصيرة المدى وتعمل كمكان تخزين للمواد الاحتياطية. جميع عناصر نسيج الخشب تأتي من الكامبيوم.

اللحاء هو نسيج موصل يتم من خلاله نقل الجلوكوز والمواد العضوية الأخرى - منتجات التمثيل الضوئي من الأوراق إلى أماكن استخدامها وترسيبها (إلى مخاريط النمو ، والدرنات ، والمصابيح ، والجذور ، والجذور ، والفواكه ، والبذور ، وما إلى ذلك). يمكن أن يكون اللحاء أيضًا أساسيًا وثانويًا. يتكون اللحاء الأساسي من البروكامبيوم ، واللحاء الثانوي (اللحاء) من الكامبيوم. في اللحاء الأساسي ، لا توجد أشعة لبية ونظام عناصر الغربال أقل قوة من القصيبات. في عملية تكوين أنبوب الغربال في الخلايا البدائية - أجزاء من أنبوب الغربال ، تظهر أجسام مخاطية تشارك في تكوين الحبل المخاطي حول ألواح الغربال. هذا يكمل تشكيل قطعة من أنبوب الغربال. تعمل أنابيب الغربال في معظم النباتات العشبية لموسم نمو واحد وحتى 3-4 سنوات في الأشجار والشجيرات. تتكون أنابيب الغربال من سلسلة من الخلايا الممدودة التي تتواصل مع بعضها البعض من خلال حواجز مثقبة - مصافي. إن قذائف أنابيب الغربال العاملة لا تتأرجح وتبقى على قيد الحياة. يتم انسداد الخلايا القديمة بما يسمى الجسم الثفني ، ثم تموت ، وتحت ضغط الخلايا العاملة الأصغر سنًا ، يتم تسطيحها.

يشمل اللحاء حمة اللحاء , تتكون من خلايا رقيقة الجدران حيث يتم ترسيب العناصر الغذائية الاحتياطية. تقوم الأشعة الأساسية للحاء الثانوي أيضًا بنقل قصير المدى للمغذيات العضوية - منتجات التمثيل الضوئي.

حزم موصلة - خيوط تتشكل ، كقاعدة عامة ، بواسطة نسيج الخشب واللحاء. إذا كانت خيوط الأنسجة الميكانيكية (عادةً ما تكون صلبة) مجاورة للحزم الموصلة ، فإن هذه الحزم تسمى ليفي وعائي. يمكن تضمين الأنسجة الأخرى في الحزم الوعائية - الحمة الحية ، والخلايا اللبنية ، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون الحزم الوعائية كاملة عند وجود كل من نسيج الخشب واللحاء ، وغير مكتملة ، وتتكون فقط من نسيج الخشب (نسيج الخشب ، أو الخشب ، أو حزمة الأوعية الدموية) أو اللحاء (اللحاء ، أو اللحاء ، حزمة موصلة).

تتكون الحزم الموصلة في الأصل من البروكامبيوم. هناك عدة أنواع من الحزم الموصلة. يمكن الحفاظ على جزء من البروكامبيوم ثم تحويله إلى الكامبيوم ، ثم تكون الحزمة قادرة على التثخين الثانوي. هذه حزم مفتوحة. تسود هذه الحزم الوعائية في معظم الثنائيات و عاريات البذور. يمكن للنباتات ذات العناقيد المفتوحة أن تنمو بسماكة بسبب نشاط الكامبيوم ، والمساحات الخشبية أكبر بثلاث مرات من مناطق اللحاء. إذا تم ، أثناء تمايز الحزمة الموصلة عن الحبل الموالي ، إنفاق النسيج التعليمي بالكامل بالكامل على تكوين أنسجة دائمة ، عندئذٍ تسمى الحزمة مغلقة.

تم العثور على حزم الأوعية الدموية المغلقة في سيقان monocots. يمكن أن يكون للخشب واللحاء في الحزم مواضع نسبية مختلفة. في هذا الصدد ، هناك عدة أنواع من الحزم الموصلة: جانبية ، ثنائية الأطراف ، متحدة المركز وشعاعية. جانبية ، أو جانبية ، - الحزم التي يكون فيها نسيج الخشب واللحاء متجاورين. حزم ثنائية الجانب ، أو ذات وجهين ، حيث يلتقي خيطان من اللحاء مع نسيج الخشب جنبًا إلى جنب. في الحزم متحدة المركز ، يحيط نسيج الخشب تمامًا بأنسجة اللحاء ، أو العكس. في الحالة الأولى ، تسمى هذه الحزمة المركزية. تم العثور على حزم Centrophloem في السيقان والجذور لبعض النباتات ثنائية الفلقة وحيدة الفلقة (بيجونيا ، حميض ، قزحية ، العديد من البردي والزنابق). السرخس لديهم. هناك أيضًا حزم موصلة وسيطة بين الضمانات المغلقة والضمانات المركزية. في الجذور توجد حزم شعاعية فيها جزء مركزيويترك الخشب والحزم على طول نصف القطر ، ويتكون كل شعاع من الخشب من أوعية مركزية أكبر ، تتناقص تدريجيًا على طول نصف القطر. عدد الأشعة في النباتات المختلفة ليس هو نفسه. تقع مناطق اللحاء بين العوارض الخشبية. تمتد الحزم الموصلة على طول النبات بأكمله في شكل خيوط تبدأ في الجذور وتمر على طول النبات بأكمله على طول الجذع إلى الأوراق والأعضاء الأخرى. في الأوراق يطلق عليهم عروق. وتتمثل مهمتها الرئيسية في القيام بالتيارات الهابطة والمتصاعدة للمياه والمغذيات.

7. الأنسجة الإخراجية. الأنسجة المفرزة أو الإفرازية هي تكوينات هيكلية خاصة قادرة على عزل المنتجات الأيضية والوسط السائل المنقط عن النبات أو عزل أنسجته. تسمى نواتج التمثيل الغذائي بالأسرار. إذا تم إطلاقها في الخارج ، فهذه أنسجة من الإفراز الخارجي ، وإذا بقيت داخل النبات ، فعندئذ - إفراز داخلي. كقاعدة عامة ، هذه هي خلايا متنيّة رقيقة الجدران ، ومع ذلك ، مع تراكم الإفراز فيها ، تفقد البروتوبلاست وتصبح خلاياها من الفلين. يرتبط تكوين الإفرازات السائلة بنشاط الأغشية داخل الخلايا ومركب جولجي ، وأصلها هو الاستيعاب والتخزين و الأنسجة غلافي. تتمثل الوظيفة الرئيسية للإفرازات السائلة في حماية النبات من أن تأكله الحيوانات ، أو تتلفه الحشرات أو مسببات الأمراض. يتم تقديم أنسجة الغدد الصماء في شكل خلايا أرومة غدية ، وممرات راتنجية ، وعوامل لبنية ، وقنوات زيت أساسية ، وأوعية إفراز ، وشعر غدي ، وغدد. غالبًا ما تحتوي خلايا Idioblast على بلورات أكسالات الكالسيوم (ممثلو عائلة Liliaceae ، نبات القراص ، وما إلى ذلك) ، والمخاط (ممثلو عائلة Malvaceae ، وما إلى ذلك) ، و terpenoids (ممثلو عائلة Magnoliaceae ، و Pepper ، وما إلى ذلك) ، وما إلى ذلك.

15. الجذور وأنواعها. أنواع أنظمة الجذر. وظائف الجذر.

وظائف الجذر. الجذر - العضو الرئيسي نبات أعلى. وظائف الجذور هي كما يلي:

تمتص الماء والأملاح المعدنية المذابة فيه من التربة وتنقلها إلى أعلى الساق والأوراق و الأعضاء التناسلية. يتم تنفيذ وظيفة الشفط بواسطة شعيرات الجذور (أو الفطريات الفطرية) الموجودة في منطقة الشفط.

بسبب قوتها العالية ، يتم تثبيت النبات في التربة.

عندما يتفاعل الماء وأيونات الأملاح المعدنية ومنتجات التمثيل الضوئي ، يتم تصنيع منتجات الأيض الأولي والثانوي.

تحت تأثير ضغط الجذور والنتح ، أيونات المحاليل المائية المعادنوالمواد العضوية من خلال أوعية نسيج الخشب تتحرك على طول التيار الصاعد إلى الساق والأوراق.

يتم تخزين العناصر الغذائية (النشا ، الإنولين ، إلخ) في الجذور.

يتم إجراء التخليق الحيوي للمستقلبات الثانوية (القلويدات والهرمونات وغيرها من المواد النشطة بيولوجيًا) في الجذور.

تعتبر مواد النمو التي يتم تصنيعها في المناطق الإنشائية للجذور (الجبرلين ، إلخ) ضرورية لنمو الأجزاء الهوائية من النبات وتطورها.

بسبب الجذور ، يتم التكافل مع الكائنات الحية الدقيقة في التربة - البكتيريا والفطريات.

بمساعدة الجذور ، يحدث التكاثر الخضري للعديد من النباتات.

تؤدي بعض الجذور وظيفة الجهاز التنفسي (الوحوش ، الفيلوديندرون ، إلخ).

تؤدي جذور عدد من النباتات وظيفة الجذور "المتقلبة" (اللبخ البانيان ، الباندانوس ، إلخ).

الجذر قادر على التحولات (تثخين شكل الجذر الرئيسي "المحاصيل الجذرية" في الجزر ، البقدونس ، إلخ ؛ كثافات الجذور الجانبية أو العرضية تشكل الدرنات الجذرية في الدالياس ، الفول السوداني ، الكستياك ، إلخ ، تقصير الجذور في النباتات المنتفخة ).

الجذر - عضو محوري ، عادة ما يكون أسطواني الشكل ، مع تناظر شعاعي ، يمتلك توجهًا جغرافيًا. ينمو طالما أن النسيج الإنشائي القمي محفوظ ومغطى بغطاء جذر. على الجذر ، على عكس الجذع ، لا تتشكل الأوراق أبدًا ، ولكن ، مثل الفروع ، تتشكل فروع الجذر نظام الجذر.

نظام الجذر هو مجموع جذور نبات واحد. تعتمد طبيعة نظام الجذر على نسبة نمو الجذور الرئيسية والجانبية والعرضية.

أنواع الجذور وأنظمة الجذور. في جنين البذرة ، تكون جميع أعضاء النبات في مهدها. يتطور الجذر الرئيسي أو الأول من جذر جرثومي. يقع الجذر الرئيسي في وسط نظام الجذر بأكمله ، ويعمل الجذع كاستمرار للجذر ، ويشكلان معًا محورًا من الدرجة الأولى. المنطقة الواقعة على الحدود بين الجذر الرئيسي والساق تسمى طوق الجذر. هذا الانتقال من الجذع إلى الجذر يمكن ملاحظته من خلال السماكات المختلفة للساق والجذر: الجذع أثخن من الجذر. قسم الجذع من عنق الجذر إلى الأوراق الجرثومية الأولى - يسمى الفلقات الركبة تحت الجلدأو هيبوكوتيل(الشكل 46). تنحرف الجذور الجانبية للأوامر التالية من الجذر الرئيسي إلى الجانبين. هذه نظام الجذرمُسَمًّى محوري(الشكل 47 ، أ ، ب)، في العديد من النباتات ثنائية الفلقة قادرة على التفرع. نظام الجذر المتفرّع هو نوع من نظام جذر النقر. يتميز التفرع الجانبي للجذر بحقيقة أن الجذور الجديدة تتشكل على مسافة ما من الأعلى وتتشكل داخليًا - في الأنسجة الداخلية لجذر الأم من الترتيب السابق بسبب نشاط الفلك المحيط. كلما ابتعدت الجذور الجانبية عن الجذر الرئيسي ، زادت مساحة تغذية النبات ، لذلك ، هناك ممارسات زراعية خاصة تعزز قدرة الجذر الرئيسي على تكوين جذور جانبية ، على سبيل المثال ، القرص أو يغوصالجذر الرئيسي بمقدار l / 3 من طوله. بعد الغوص لبعض الوقت ، يتوقف الجذر الرئيسي عن النمو ، بينما تنمو الجذور الجانبية بشكل مكثف.

في النباتات ثنائية الفلقة ، يستمر الجذر الرئيسي ، كقاعدة عامة ، طوال الحياة ، في المونوتات ، يموت الجذر الجرثومي بسرعة ، ولا يتطور الجذر الرئيسي ، وتتشكل البراعم من القاعدة adnexalالجذور (الشكل 47 ، ز)، والتي لها أيضًا فروع الأول والثاني وما إلى ذلك. طلبات. يسمى نظام الجذر هذا ليفي(الشكل 47 ، ج ، د). يتم وضع الجذور العرضية ، مثل الجذور الجانبية ، داخليًا. يمكن أن تتشكل على السيقان والأوراق. تستخدم قدرة النباتات على تطوير جذور عرضية على نطاق واسع في إنتاج المحاصيل التكاثر الخضرينباتات (تكاثر بعقل الساق والأوراق). يتم إكثار الصفصاف ، والحور ، والقيقب ، والكشمش الأسود ، وما إلى ذلك بواسطة قصاصات الساق المرتفعة ؛ قصاصات المورقة - البنفسجي uzambar ، أو saintpaulia ، بعض أنواع البغونية. قصاصات تحت الأرض براعم معدلة(الجذور) روجت من قبل الكثيرين النباتات الطبية، على سبيل المثال ، زنبق الوادي ، أوفيسيناليس ، إلخ. تشكل بعض النباتات العديد من الجذور العارضة عند تلال الجزء السفلي من الساق (البطاطس ، الكرنب ، الذرة ، إلخ) ، مما يؤدي إلى تكوين تغذية إضافية.

أعلى نباتات بوغ(الطحالب ، ذيل الحصان ، السراخس) لا يظهر الجذر الرئيسي على الإطلاق ، فهي تشكل فقط جذورًا عرضية تمتد من الجذمور. في العديد من النباتات الجذرية العشبية ثنائية الفلقة ، غالبًا ما يموت الجذر الرئيسي ويمتد نظام الجذور العرضية الممتدة من الجذور (عشب مخاط ، نبات القراص ، حوذان الزاحف ، إلخ).

فيما يتعلق بعمق الاختراق في التربة ، فإن المرتبة الأولى تنتمي إلى نظام جذر الحنفية: يصل العمق القياسي لاختراق الجذور ، وفقًا لبعض التقارير ، إلى 120 مترًا! ومع ذلك ، فإن نظام الجذر الليفي ، الذي يمتلك موقعًا سطحيًا في الغالب للجذور ، يساهم في تكوين غطاء حمضي ويمنع تآكل التربة.

يختلف الطول الإجمالي للجذور في نظام الجذر ، حيث تصل بعض الجذور إلى عدة عشرات وحتى مئات الكيلومترات. على سبيل المثال ، في القمح ، يصل طول جميع الشعيرات الجذرية إلى 20 كيلومترًا ، وفي فصل الشتاء ، يبلغ الطول الإجمالي لجذور الرتب الأولى والثانية والثالثة أكثر من 180 كيلومترًا ، ومع إضافة جذور الجاودار الرابع طلب 623 كم. على الرغم من أن الجذر ينمو طوال حياته ، إلا أن نموه مقيد بتأثير جذور النباتات الأخرى.

درجة تطور نظم الجذور على أنواع مختلفة من التربة مناطق طبيعيةليس هو نفسه. لذلك ، في الصحاري الرملية ، حيث المياه الجوفية عميقة ، تصل جذور بعض النباتات إلى عمق 40 مترًا أو أكثر (عشب سيلين ، وبروسوبيس سيريفلورا من عائلة البقوليات ، وما إلى ذلك). النباتات سريعة الزوال من شبه الصحارى لها سطحينظام الجذر ، الذي يتكيف مع الامتصاص السريع لرطوبة الربيع المبكرة ، وهو ما يكفي تمامًا للمرور السريع لجميع مراحل الغطاء النباتي للنبات. على البودزولات الطينية سيئة التهوية في منطقة غابات التايغا ، يتركز نظام جذر النباتات بنسبة 90 ٪ في الطبقة السطحية للتربة (10-15 سم) ، والنباتات لها "جذور مغذية" (شجرة التنوب الأوروبية). على سبيل المثال ، تستخدم جذور الساكسول رطوبة الآفاق المختلفة في أوقات مختلفة من السنة.

عامل مهم جدًا في توزيع نظام الجذر هو الرطوبة. يسير اتجاه الجذور في اتجاه رطوبة أعلى ، ومع ذلك ، في الماء والتربة المشبعة بالمياه ، تتفرع الجذور أضعف بكثير.

لا تشكل صبغة Azo مواد طبية أو مشتقات

ألكساندر لوين يخيّم على الجسد. 1. ليس من غير المألوف أن تحدث نوبة ذهانية حادة بسبب استخدام دواء يبقي العقل مؤقتًا خارج سيطرة الجسم.