תא צמחים: מאפיינים, חלקים (אברונים) ותפקודים - ביולוגיה - 2025

תאי צמחים הם היחידות הבסיסיות המרכיבות את האורגניזמים השייכים לממלכת הצמחים (ממלכת פלאנטה).

כמו כל היצורים החיים, גם הצמחים מורכבים מתאים ואלה מכונים תאי צמחים . עבור כל אורגניזם חי שנחשב, תא מייצג את היחידה הבסיסית ביותר, כלומר החלק הקטן ביותר באדם שומר על המאפיינים של כל החיים.

בפנים שלה, כמו גם בפנים של תאים מן החי, מכיוון שמדובר בסוג של תא אוקריוטי, יש סוג של "נוזל" (הציטוזול), בו שקעים סדרת תאים שתוחמים על ידי ממברנות , שאנו מכירים אורגנלים או אורגנלים.

האברונים של כל תא יכולים להיחשב מקבילים לאיברי גופו של בעל חיים (לב, כבד, כליות, ריאות, בטן וכו ') אך בקנה מידה קטן משמעותית, כלומר קטן יותר (תאי צמחים יכולים למדוד עד 100 מיקרון) ).

תאי צמח בצל עם הגרעינים שלהם. מקור: Laurararas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)

לפיכך, ניתן לראות בכל תא כקהילה של רכיבים תת-תאיים, שלכל אחד מהם פונקציות משלה, המאפשרות חיים אך ללא יכולת לשרוד בכוחות עצמם מחוץ לתא.

חלק מהאיברונים של תאי צמחים אינם קיימים בתאי בעלי חיים, ומכאן שמבחינה מיוחדת נעשית תמיד בין שני הסוגים. בין האברונים הללו שנמצאים רק בתאי צמחים, בולטים דופן התא, הריק והכלורופלסטים, והאחרון אחראי לתהליך המדהים של הפוטוסינתזה.

מאפיינים

בצמחים, שנולדו, כמו כל האורגניזמים הרב-תאים, כקהילת תאים גדולה, יש תאים מסוגים שונים המבצעים פונקציות שונות.

ישנם תאים המתמחים ב:

- ההגנה,

- התמיכה המכנית,

- סינתזה של עתודות מזון,

- הובלה, קליטה והפרשה,

- פעילות ושכפול meristematic ו

- הקשר בין רקמות מיוחדות

מאפיינים כלליים

תאי צמחים חולקים מאפיינים רבים זה עם זה, אך בתורם הם חולקים כמה מאפיינים עם תאים מן החי, מאפיינים הטמונים בכל התאים האוקריוטים.

תצלום של המיקרוסקופ של רקמת דשא מים (תמונה מאת Andrea Vierschilling www.pixabay.com)

בשלב הבא נציג רשימה של כמה מהתכונות והמאפיינים המשותפים של תאי הצמח:

- הם תאים אוקריוטיים : החומר הגנטי שלהם סגור בתוך גרעין ממברני ויש להם תאים אחרים המוקפים בקרומים כפולים או יחידים.

- לכולם יש קיר תא : קרום הפלזמה (זה הסוגר את הציטוזול עם האברונים שלו) מוקף ומוגן על ידי קיר נוקשה, המורכב מרשתות מורכבות של פוליסכרידים כמו תאית (פולימר של מולקולות גלוקוז).

- יש להם פלסטידים : בין האברונים המיוחדים שיש רק לתאים צמחיים הם הפלסטידים המתמחים בפונקציות שונות. כלורופלסטים (שם כלורופיל הוא הפיגמנט פוטוסינתטיים) הם הכי חשוב, שכן הם באתר המנהלת מתרחש פוטוסינתזה , התהליך שבו צמחים לנצל את אור שמש, מים, פחמן דו חמצני לסנתז חומר אורגני ומייצר חמצן.

- הם תאים אוטוטרופיים : נוכחותם של כלורופלסטים בתוכם מספקת לתאי צמחים את היכולת "לסנתז את המזון שלהם", כך שהם קצת יותר אוטונומיים מתאי בעלי חיים להשגת אנרגיה ופחמן.

- יש להם חלל vacuole : בציטוזול של תאי צמחים יש אורגנל מיוחד, vacuole, שם מאוחסנים מים, סוכרים ואפילו כמה אנזימים.

- הם טוטוטוטנטים : בנסיבות מסוימות, לתאי צמחים רבים ומבדלים יש את היכולת לייצר אינדיבידואל חדש באופן מיני.

חלקים (אורגנלים) מתא הצמח ותפקודם

צמח אברוני תאים

קרום ציטוזול ופלזמה

הציטוזול הוא כל מה שנמצא סביב הגרעין. זהו סוג של נוזל הכולל תאים ממברניים ומבנים אחרים. לעיתים משתמשים במונח "ציטופלזמה" להתייחס לנוזל זה ולקרום הפלזמה בו זמנית.

קרום תא. מקור: Jpablo cad / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

"נוזל" כזה מוקף ומכיל קרום, ממברנת הפלזמה, שהיא לא יותר משכבה דו שומנית עם מאות חלבונים קשורים, אינטגרליים או היקפיים, המתווכים את חילופי החומרים בין התא לסביבה הסובבת אותו.

כאשר תאי צמחים מוקפים בקיר תא, סופרים רבים טבעו את המונח פרוטופלסט כדי להתייחס לכל מה שנמצא בתוך הקיר הזה, כלומר לתא הצומח: קרום הפלזמה והציטוזול עם האברונים שלו.

ציטוס שלד

ציטוס שלד, רשת של חלבונים חוטיים בציטופלזמה התאית. מקור: אליס אוולינו / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

לתאי צמח, כמו לתאי בעלי חיים, יש ציטוס שלד. שלד הציטוס מורכב מסדרת "פיגומים" מולקולריים החוצים את התא ושארגון כל המרכיבים הפנימיים של הציטוזול.

הם פועלים בתנועת שלפוחית, בהובלת חומרים ומולקולות דרך התא ובנוסף, בבניית התא ותמיכהו.

שלד ציטוס זה מורכב מחוטים של חלבון הנקרא F-actin ומיקרו-צינורות, שהם פולימרים של חלבון אחר המכונה טובולין.

גרעין הכרומטין ומעטפת הגרעין

גרעין התא האוקריוטי. מקור: מריאנה רייז וילאריאל (LadyofHats), תרגום מאת קלווינסונג. / CC0

הגרעין הוא האורגנל המכיל את החומר הגנטי, DNA (חומצה deoxyribonucleic), הנארז בצורה של כרומטין (ממנו עשויים הכרומוזומים). מדובר באורגנל המכוסה על ידי מערכת קרומית המכונה המעטפה הגרעינית.

Nucleolus

בתוכה יש גם אזור המכונה הגרעין, בו ישנם כמה חלבונים והגנים המקודדים ל- RNA ריבוזומלי (חומצה ריבונוקלאית).

מעטפה זו מורכבת למעשה מסדרה של בורות מיוחדים המקיפים את הגרעין ושולטים על חילופי החומרים בין הגרעין לציטוזול, המתרחשת דרך מתחמי הנקבובית הגרעינית.

הוא נוצר על ידי שני ממברנות התוחמים את לומן או גרעין, האחד פנימי ואחד חיצוני, והאחרון ממשיך עם הממברנות של תכנית הרשת האנדופלסמית הגסה (זו עם ריבוזומים משובצים).

הממברנה הפנימית קשורה לכמה מרכיבים פנימיים של הגרעין וכנראה מארגנת אותם במרחב. חלק מהמחברים מציינים את קיומו של שלד גרעין, שחוטי החלבון שלו (כמו גם אלה של הציטוס-שלד בציטוזול) מאפשרים ארגון של כרומטין.

תכנית אנדופלסמה

קרום גרעיני 1. נקבובית גרעינית 2. Reticulum endoplasmic 3-Rough (RER). תרכובת אנדופלמטית 4 חלקה (SER). 5-ריבוזום המצורף לתכנית הרשת האנדופלמטית הגסה. 6-מקרומולקולות. שלפוחית ​​7-תחבורה. מנגנון 8-גולגי. 9-פנים פנים של מנגנון גולגי. פני 10 טרנס של מנגנון גולגי. 11-סיסטרים של מנגנון גולגי. מקור: Nucleus ER golgi.jpg: מגנוס Manske העבודה היסודית: Pbroks13 / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0)

זוהי מערכת ממברנה דינאמית מאוד, שהשפע שלה משתנה, כמו גם המבנה שלה, הארגון שלה והסידור שלה בציטוזול.

לרוב הוא מחולק לחלק "חלק" ולחלק אחר "מחוספס", ממשיך במעטפת הגרעינית החיצונית שכבר מוטבעת בו ריבוזומים מרובים, שהם חלק מהמכונות המולקולריות האחראיות על סינתזת החלבון.

חלבונים סלולריים מעובדים ומופצים בתוך תכנית הרשת האנדופלמטית, במיוחד אלה המיועדים לקרומי השומנים (מסלול הפרשה). אם זה מתרחש, זהו אחד האתרים שבהם מתרחשים שינויים לאחר התרגום של חלבונים, כגון גליקוזילציה.

ברבים מהתאים היוצרים בלוטות, אורגנל זה שופע מאוד ועובד בהפרשת שומנים, שמנים ושמנים ריחניים.

הוא נפוץ גם בתאי אפידרמיס היוצרים ליפידים המופקדים כשעווה על פני העלים ואיברי הצמח האחרים.

מערכת גולג'י

אברונל זה, גם הוא ממברני, מורכב מסדרה של בורות מעגליות שטוחות, שתוחם על ידי קרום יחיד. תוכן הטנקים הללו, הרכבם הכימי ותפקידיהם משתנים מ"פנים "אחת לשנייה.

בכמה צמחים "תחתונים", בור מים "חיצוני" קשור לתכנית הרשת האנדופלמטית והוא ידוע בתור ציס או "פנים" של מתחם גולגי, בעוד שבורות מים "מרוחקים" יותר מהווים חלק מפן הטרנס . .

באמצע שבין בורות הברזל והטרנס נמצאים בורות ביניים "אמצעיים" ונוצרים שלפוחית ​​הפרשה בצד הטרנס.

מתחם גולגי אחראי על עיבוד ואריזה של מקרולות מולקולות שונות, כמו גם על הובלתן (ייצוא) שלהן אל פני התא או לחלל ריקים. מקרומולקולות כאלה כוללות ליפידים וחלבונים.

שלא כמו תאים מן החי, לגולגי של תאי צמחים פעילויות סינתזה חשובות, מכיוון שהם משתתפים בסינתזת דה נובו של גליקופרוטאינים, פקטינים, המיסולולוזות וכמה מוצרים פרטניים ומרכיבים של דופן התא.

ריבוזומים

סכמה של ריבוזום

ריבוזומים הם אברונים קטנים מאוד, בעלי צורה כדורית. הם בדרך כלל נמצאים בתכנית האנדופלסמה הגסה, אך חלקם חופשיים בציטופלזמה. הם מורכבים מ- RNA וחלבונים.

אלה מעורבים בסינתזה של מקרולולות, בעיקר חלבונים.

Vacuole וטונופלסט

הוואקום הוא אורגנל רב-פונקציונאלי העוסק באחסון, עיכול, אוסמורגולציה ושמירה על צורתם וגודלם של תאי הצמח.

בתוך האברונים הללו ניתן לאחסן חומרים רבים: פיגמנטים צבעוניים כמו אנתוציאנינים הצובעים עלים ועלי כותרת, חלקם חומצות אורגניות אשר פועלות לוויסות החומציות, חלקם כימיקלים "הגנתיים" מפני אוכלי עשב ומטבוליטים משניים.

תחת המיקרוסקופ ניתן לראות אותם כ"אתרים ריקים "בציטוזול, בעלי מראה כדורי ולעיתים גדול מאוד, מכיוון שהם יכולים לתפוס עד 90% מנפח התא.

מכיוון שמדובר באורגנל, עלינו להניח שהוא מוקף בקרום, הטונופלסט . ממברנה זו אחראית על ויסות מעבר החומרים בין לומן vacuolar ל cytosol, עבורו יש כמה חלבונים מיוחדים.

ווקואולים מתפקדים גם כ"איברוני עיכול "של תאים, כך שלעתים קרובות הם ממלאים פונקציות המקבילות לאלו של ליזוזומים בתאי בעלי חיים.

מיטוכונדריה

כמו בשאר התאים האוקריוטים, גם בתאי הצמח יש מיטוכונדריה, שהם אברונים המוקפים בשני ממברנות, האחד פנימי והשני חיצוני, התוחם מטריקס, הם מתמחים בסינתזת אנרגיה בצורה של ATP והנשמה. תָאִי.

הם אורגניים גליליים או אליפטיים, מעט מוארכים, ובמקרים מסוימים, מסועפים. יש להם גנום משלהם, ולכן הם מסוגלים לקודד ולסנתז רבים מהחלבונים שלהם, אם כי לא כולם, מכיוון שה- DNA הגרעיני של התא קודי עבור אחרים.

פלסטידים

פלסטידים הם קבוצה של רכיבים סלולריים שונים, הנובעים מקודמים המכונים proplastidia. בדרך כלל הם אורגניים גדולים יותר מהמיטוכונדריה, עם קרום כפול ומטריצה ​​צפופה הנקראת סטרומה . יש להם גם הגנום שלהם.

כלורופלסטים, אתיופלסטים, עמילופלסטים וכרומופלסטים שייכים למשפחת איברים אלה. לפיכך, אלה הם האברונים העיקריים המבדילים בין תאי צמחים לבעלי חיים.

- כלורופלסטים הם הפלסטידים שאחראים לפוטוסינתזה והם אלו המאכלסים את הכלורופיל , הפיגמנט הפוטוסינתטי המצויין.

סכמה של כלורופלסט. מקור: Kelvinsong / CC0, פיקוח וויקימדיה

- עמילופלסטים הם פלסטידים המתפקדים באגירת עמילן ברקמות שונות.

- כרומופלסטים הם פלסטידים בעלי צבע או פיגמנטציה צהבהבים או כתומים, מכיוון שהם יכולים להכיל פיגמנטים שונים בפנים.

- Ethioplasts , ומצד שני, נמצאים ברקמות "מולבן" והם בעצם כלורופלסטים שיש כלורופיל האבוד. ברקמות לא מובחנות הם עשויים להיקרא לויקופלסטים .

פרוקסיסומים או מיקרוביודים

מבנה בסיסי של פרוקסיזום

פרוקסיזומים או מיקרוביודים הם אברונים המוקפים בקרום פשוט, המבדילים בין שלפוחיות על פי גודלם ותוכנם. בדרך כלל הם מכונים פרוקסיסומים, מכיוון שיוצר בתוכם כימיקל רעיל המכונה מי חמצן (H ₂ O ₂ ), המזיק לתאים.

מדובר באורגנלים עם כמות גדולה של אנזימים חמצוניים בפנים ואחראים לסינתזה של כמה מולקולות, אם כי תפקידם העיקרי הוא חמצון ופירוק של סוגים מסוימים של ליפידים, חומצות אמינו, בסיסים חנקניים וכו '.

הם חשובים במיוחד בתאי זרע, מכיוון שהם עובדים בהמרת שומנים וליפידים המאוחסנים בהם לפחמימות, המהווים את מקור האנרגיה העיקרי לתאים עובריים.

כמה פרוקסיזומים שהשתנו מכונים גליוקסיסומים, שכן מחזור הגליוקסילט מתרחש בתוכם, ובאמצעותו ממוחזרים אטומי פחמן שמקורם בתהליכים פוטוסינתטיים.

קיר סלולרי

צמח תא תא. מקור: Scuellar / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

זהו עוד אחד מהאברונים האופייניים לתאי צמחים (לפטריות יש גם תאי דופן, אך הרכבם שונה).

דופן התא מורכבת מרשת מורכבת של פולימר הנקרא תאית, המורכב מיחידות חוזרות של סוכר הנקרא גלוקוזה. למבנה זה פונקציות רבות, אך החשוב ביותר הוא לשמור על מבנה תאי צמחים ורקמות ולהגן עליהם מבחוץ.

למרות שנצפה מתחת למיקרוסקופ נראה כי מדובר במבנה דק יחסית, הוא נותן לתאי הצמח קשיחות מכנית ועמידות בפני עיוות, במיוחד באקלים שונים.

פלסמוסמטה

ברקמות צמחיות ניתן להבחין בתעלות ציטופלסמיות צרות, מוקפות בקרום הפלזמה ומחברות תאים סמוכים דרך הפרוטופלסטים שלהם (כל מה שנמצא בתוך דופן התא).

סוגי תאים צמחיים

לאורגניזמים צמחיים יש סוגים רבים של תאים, שהם תוצר של תהליכי בידול תאים, הנשלטים הן גנטית והן סביבתית.

מדענים רבים מכירים אוסף של תאי צמחים, והנה כמה מהם:

- תאים ראשוניים או מריסטמטיים : הם נמצאים במריסטמים , שהם מרכזי הצמיחה והחלוקה העיקריים של כל הצמחים, מכיוון שהם נמצאים בחלוקה מיטוטית מתמדת. מאלה נבדלים התאים האחרים בגוף הצמח.

- הבדיל תאים : יש כל הצמחים שלושה סוגים עיקריים של תאים מובחנים הנגזרים מתאי meristematic, parenchymal תאים, collenchymal תאים, ואת תאי sclerenchyma .

תאים parenchymal או parenchymal

אלה התאים הנפוצים ביותר. חלק מהכותבים מתארים אותם כ"חיות הנטל "של צמח, מכיוון שהם הכי נפוצים, אך הם הכי פחות מתמחים, כלומר הכי פחות מובחנים.

יש להם דופן תא ראשונית דקה ואינם מפתחים קיר משני. הם אחראים ל"מילוי "השטח הזמין ברקמות הצמח ומספקים מבנה, כך שיכולים להיות בעלי צורות וגדלים שונים.

אותם תאים parenchymal המתמחים בפוטוסינתזה מכונים גם תאי כלורנכמה . תאים אלה משתתפים גם באגירת מים בשורשים, בגבעול, בעלים, בפירות ובזרעים.

תאים כולנמיים או קולנצימליים

הם תאים המספקים "תמיכה גמישה" לרקמות הצמח. הם מוארכים ובעלי צורות שונות, שיכולים להשתנות במהלך צמיחת הצמח. יש להם קיר ראשוני הניתן לעיבוי על ידי הצבת תאית נוספת.

הם תאי "דבק", מכיוון שהם אלו המספקים תמיכה גדולה יותר מתאי parenchymal, תוך שמירה על גמישות. הם תמיד נפוחים, מכיוון שהוווואולים שלהם מלאים במים.

תאי סקלרנציה

בתאים אלה, בניגוד לשניים הקודמים, יש דופן תא משנית, המחוזקת באמצעות ליגנין, פולימר המורכב מחומצות שונות ומולקולות פנוליות הטרוגניות למדי. המונח נובע מ"סלרוס "היווני שפירושו" קשה ".

הם פחות תאים נפוצים מאשר תאים פרנכימיים וקולצימליים ומתים כשהם מגיעים לבגרות. הם מספקים חוזק מבני לרקמות המפסיקות לצמוח באורך.

שני סוגים של תאי sclerenchyma ידוע: סיביים ו sclereids . הראשונים ארוכים עם קירות תאים עבים ומאושרים, מה שהופך אותם לחזקים וגמישים.

לעומת זאת, סקלריאידים מגוונים יותר, מבחינה מורפולוגית, אך הם בדרך כלל מעוקבים או כדוריים. תאים אלה הם המרכיבים את הקליפות והבורות של פירות רבים. הם אינם גמישים, אלא קשים יותר.

תאים ברקמות כלי הדם

רקמות כלי הדם של הצמחים מורכבות מתאים. אלה הם אלה שאחראים להולכת מים וחומרים מזינים ומינרלים דרך גוף הירקות.

רקמת xylem (xylem) היא זו שמעבירה חומרים מזינים מים ומינרלים מהשורש לשאר הצמח. רקמת הפלאם (הפלם), לעומת זאת, מוליכה סוכרים וחומרים מזינים אורגניים מהעלים לשאר הצמח. סכום שני הנוזלים נקרא SAP .

העצה מורכבת tracheids , אשר הוא תאים ארוכים, לצמצם בקצותיהם. הם נחשבים כסוג של תאי סקלרנציה. תאים אלה מתים כשהם מגיעים לבגרות ולכן מה ש"ישאר "הוא" הקליפה "הנוצרת על ידי דופן התא המעובה.

בתאים אחרים המכונים יסודות כלי שומן נמצאים גם ברקמה זו , המעבירים מים ומינרלים מהר יותר מאשר טרכידים. הם מתים גם בבגרותם, מה שהופך אותם ל"צינורות "חלולים, קצרים וצרים יותר מאשר טרכידים.

השיפה מורכב מסוג התא המכונה אלמנטים של צינורות כברה . מדובר בתאים חיים ופעילים במטבוליזם. הם מצטרפים בקצותיהם ליצירת צינור המסננת , שדרכו מועברים מוצרים פוטוסינתטיים מהעלים לשאר חלקי הגוף.

הפניות

1. אלברטס, ב., בריי, ד., הופקין, ק., ג'ונסון, א.ד., לואיס, ג'., רף, מ., … & וולטר, פ. (2013). ביולוגיה חיונית של תאים. גרלנד מדע.
2. Gunning, BE, & Steer, MW (1996). ביולוגיה של תאים צמחיים: מבנה ותפקוד. ג'ונס וברטלט למידה.
3. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., and Darnell, J. (2000). ביולוגיה מולקולרית של התא המהדורה הרביעית. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי, מדף ספרים.
4. Nabors, MW (2004). מבוא לבוטניקה (מס '580 N117i). פירסון,.
5. סולומון, EP, ברג, LR ומרטין, DW (2011). ביולוגיה (edn 9). ברוקס / קול, לימוד Cengage: ארה"ב.