(2محاضرة رقم )

Cytologyعلم الخلية

ي��دعى العلم ال��ذي يهتم بدراس��ة الخلي��ة ومكوناته��ا الحي��ة وغ��ير الحي��ة وط��رقCytologyانقسامها, علم الخلية

إن الخلية هي وحدة التركيب والوظيفة في جسم الكائن الحي, وقد تق��وم ه��ذه الخلي��ة بجمي��ع الوظ��ائف الحي��ة بمفرده��ا كم��ا في بعض النبات��ات األولي��ة ال��تي تتك��ون أجسامها من خلية واحدة. إال انه في النباتات الراقية يتكون جسم النبات من مجموع��ة من الخاليا تبدو وكأنها منفص�لة إال أنه�ا تتص�ل م�ع بعض�ها البعض بخي�وط س�ايتوبالزمية

. وتم��رPlasmodesma )المفرد )Plasmodesmataدقيقة تدعى الروابط البالزمية في جدران الخاليا االبتدائيةprimary pit fieldهذه الخيوط عبر حقول النقر االبتدائية

primary cell wallوتعمل هذه الروابط على جعل المادة الحية وحدة واح��دة. ومن organismalهن��ا ج��اء االختالف بين مض��مون النظري��تين النظري��ة الحيوي��ة theory

.cell theoryوالنظرية الخلوية

وتنص النظرية الحيوي��ة على إن مجم��ل الم��ادة الحي��ة للك��ائن الحي هي وح��دةالوظيفة وليست الخلية المفردة وهو ما جاءت به النظرية الخلوية.

مكونات الخلية النباتية

تتركب الخلية النباتية من جزئين أساسيين هما:

protoplast والبروتوبالست cell wallالجدار الخلوي

,celluloseالجدار الخلوي: تركيب صلب غير حي ويتك��ون من م��ادة الس��ليلوز ويوصف بأن��ه حقيقي, ويتك�ون نتيج�ة نش�اط البروتوبالس�ت ورغم ع�دم حيويت�ه إال ان�ه يتمدد نتيجة لنم��و الخلي��ة وزي��ادة حجم البروتوبالس��ت . ينع��دم ه��ذا الج��دار في الخالي��ا

Motileالحيواني��ة وك��ذلك الس��بورات المتحرك��ة sporesفي الطح��الب والفطري��ات )م��ا المقص��ود بالم��دمجcoenocytes والم��دمج الخل��وي gametesوخالي��ا األمش��اج

الخلوي؟(.

البروتوبالست: وتعني وحدة البروتوبالزم في الخلية المفردة . أم��ا ال��بروتوبالزم فهو مصطلح يعني المادة الحية, إال انه قد يشمل المادة الحية وغير الحية في الخلية.

protoplast componentsمكونات البروتوبالست

Non-living components )Crystals , Vacuole , Starch grain , Aleurone grain , Oil droplets

Living components )Cytoplasm , Nucleus , Mitochondria Ribosome's , Plastids , Golgi apparatus )Dictyosomes( , Endoplasmic reticulum .

((الخلية النباتية

Gross structure of the cell wallالتركيب العام للجدار الخلوي

يتميز في الجدار الخلوي ثالث طبقات )تختلف عن بعض��ها البعض في كث��ير من الص��فات منه��ا نس��بة الم��اء وال��تركيب الكيمي��ائي وبعض الص��فات الفيزياوي��ة, وه��ذه

الطبقات هي:

middle lamella - الصفيحة الوسطى 1

inter وتدعى أيضا المادة البينية cellular substancesوت��تركب من م��ادة بكتات الكالسيوم والمغنسيوم وفي العناصر الخشبية تحتوي على اللكنين باإلضافة إلى

Pectinaseالبكتات وتتحلل هذه المواد بفعل أنزيم البكتينيز enzymeوتوصف بأنه��ا ل��ذلك ليس له��ا ت��أثير على الض��وءisotropic أو متجانسة amorphousغير متبلورة .polarized lightالمستقطب

primary cell wall - الجدار االبتدائي 2

وه��و أول ج��زء من الج��دار ال��ذي يض��اف من قب��ل بروتوبالس��ت الخلي��ة ف��وق الص��فيحة الوس��طى , وعن��د إض��افته ال ت��زال الخلي��ة في حال��ة نم��و س��طحي وحجمي

Non-cellulosicويتركب من السليلوز وم��واد غ��ير س��ليلوزية substancesمتع��ددة Pecticالسكريات ومواد بكتية substancesوبسبب وجود الس��ليلوز يك��ون الج��دار .

وذل��ك الن الس��ليلوز مك��ونanisotropicاالبتدائي فعال ضوئياً أو غير متجانس ضوئياً من ألياف تترتب بطريقة تساعد على انح��راف الض��وء من خالله��ا , والس��ليلوز يتواج��د

amorphous وفيه تكون اللييفات متوازية , وغ��ير متبل��ور crystallineبنوعين متبلور حيث تكون الليفات فيه غير متوازية, وتكون نسبة السليلوز غير المتبلور كب��يرة ول��ذلك

.Reversibleيبقى مرن ويمر بتغيرات عكسية

Secondary cell wall - الجدار الثانوي 3

يضاف ه��ذا الج��دار على الج��دار االبت��دائي من ال��داخل بع��د وص��ول الخلي��ة إلى حجمها النهائي وتوقف النمو, أي انه يحيط بخاليا ميتة, ويتركب من السليلوز ومواد غير

ويخل��و من البك��تين, ونظ��راً لوج��ود الس��ليلوزsuberinس��ليلوزية ولك��نين وس��وبرين opticallyفيوص��ف الج��دار الث��انوي بأن��ه فع��ال ض��وئياً activeأو غ��ير متج��انس

anisotropic من90 , وتكون النسبة الكب��يرة هن��ا للس��ليلوز المتبل��ور حيث يش��كل % .Irreversibleنسبة السليلوز الكلية, ويمر بتغيرات غير عكسية

مالحظة:

عن��د ع��دم تم��يز الص��فيحة الوس��طى عن الج��دارين االبت��دائي والث��انوي ت��دعىcompoundالصفيحة الوسطى المركبة middle lamellaوفي ه��ذه الحال�ة تك��ون

الص��فيحة المركب��ة أم��ا ثالثي��ة الطبق��ات أو خماس��ية الطبق��ات )ح��اول إن تتع��رف علىالفرق بين االثنين(

أما الصفيحة الوسطى البسيطة فهي التي تكونت أوال قبل الجدار االبتدائي

Pitsالنقر:

وهي تجاويف أو انخفاض��ات في الج��دران الثانوي��ة, وتظه��ر ع��ادة في الج��دران االبتدائية بشكل من��اطق رقيق��ة تنش��أ من ع��دم إض��افة م��واد الج��دار االبت��دائي بش��كل متساوي على الصفيحة الوسطى ويطلق على هذه المناطق اسم حقول النقر االبتدائية

Primary pit fields.

تظه��ر النق��ر بش��كل أزواج في ج��دران الخالي��ا المتج��اورة ويفص��لها عن بعض��هاغشاء رقيق, يتركب أساسا من بكتات الكالسيوم.

تتكون النقرة من ثالثة أجزاء هي:

pitغش��اء النق��رة .1 membraneوه��و غش��اء رقي��ق يتك��ون من الص��فيحة : الوسطى وجزء قليل من الجدار االبتدائي.

pitتجويف النق�رة .2 cavityوه��و االنخف�اض ال��ذي يق��ع بين الغش��اء وتجوي��ف : الخلية.

pitفتحة النقرة .3 apertureوهي الفتحة الموجودة في نهاية تجوي��ف النق��رة : عند التقائه مع تجويف الخلية.

Type pit pits أنواع النقر

primary pit fieldsحقول النقر االبتدائية .1

عند تمدده نتيجة نمو البروتوبالست وتب��دو كالمس��بحة ب��المنظر الج��انبي, وتم��ر .plasmodesmataخاللها الروابط البالزمية

نقر مضفوفة

simple pitsالنقر البسيطة .2

وتوجد في الجدران الثانوية, وهي ذات قطر متجانس, وتتميز فيها مكون��ات النق��رةالثالثة, وتوجد في الخاليا البارنكيمية المتثخنة وبعض عناصر الخشب واأللياف.

Bordered pitsالنقرة المضفوفة .3

)كي��ف تتك��ونTorus والتخت bordersتختلف عن النقر البسيطة بوجود الضفاف الضفاف؟ وما المقصود بالتخت؟(

Coniferalsتوجد هذه النقر في رتب عاري��ات الب��ذور ) , Gnetales , Ginkgo ales)

Ramiform or Branched pitsالنقر المتشعبة أو القنوية .4

وتمتاز بزيادة سمك الجدار الثانوي وتكون النقر عميقة بش��كل قن��وات وق��د تتف�رع,وتوجد في ثمار العرموط.

مالحظة:

Margo.هو اصطالح يطلق على الجدار الرقيق الذي يحيط بالتخت :

Pit combinationاقتران النقر

غالباً ما توج��د النق��ر بهيئ��ة أزواج بين الخالي��ا المتج��اورة ويطل��ق على النق��رتين , وتكون بأنواع:pit pairالمقترنتين مصطلح

simple pit pair – الزوج النقري البسيط 1

وفيه تقترن نقرة بسيطة من جانب بأخرى بس��يطة من الج��انب األخ��ر كم��ا فيالخاليا البارنكيمية المتثخنة.

Bordered pit pair – الزوج النقري المضفوف 2

وفيه تقترن نقرة مضفوفة من جانب بأخرى مضفوفة من الجانب األخر كما فيعناصر الخشب.

semi or half- Bordered pit pair – الزوج النقري نصف المضفوف 3

ويحدث هنا اقتران نقرة مضفوفة من جانب بأخرى بس��يطة من الج��انب األخ��ر,كما في الجدران الفاصلة بين عنصر ناقل وخلية بارنكيمية.

pitting compound Unilaterally – التنقر مركب الجانب 4

وفيه تقترن نقرة من ج��انب ب��أكثر من نق��رة في الج��انب األخ��ر كم��ا في النق��رالمتشعبة في ثمار العرموط.

Blind pits – النقر العمياء 5

اقتران نقرة من جانب بمسافة بينية.

كما ذكرنا سابقاً فان الخاليا تبدو كوحدة واحدة حيث تترابط م�ع بعض�ها بخي�وط وتع���رف على أنه���ا: خي���وطplasmodesmataدقيق���ة ت���دعى الرواب���ط البالزمي���ة

س��ايتوبالزمية رقيق��ة تم��ر خالل الفتح��ات الموج��ودة في ج��وار الخلي��ة لترب��ط بينبروتبالست الخاليا المتجاورة. وتكون حية وذات طبيعة بروتوبالزمية واألدلة على ذلك:

- تتواجد في الخاليا الحية1

- تصطبغ بنفس صبغات السايتوبالزم2

- تنقطع في حالة البلزمة الدائمية3

- تفاعالتها موجبة مع أنزيمات األكسدة وهي مشابهة للسايتوبالزم في ذلك.4

وجودها:

توج��د في جمي��ع الخالي��ا الحي��ة في النبات��ات الراقي��ة أو الواطئ��ة )الس��راخسPteridophta الحزازي���ات , Bryophyta الطح���الب الحم���راء , Rhodophytaأم���ا

وظيفتها فهي تق�وم بنق�ل الم��اء والم�واد األخ�رى بين بروتوبالس�ت الخالي�ا المتج�اورة.ويعتقد إن الفيروسات تمر خاللها .

)ما نوع الجدران التي تمر عبرها هذه الخيوط؟(

ما اسم الفتحات التي تمر خاللها؟

مالحظة:-

Phoenixيمكن مالحظ����ة ه����ذه الخي����وط في اندوس����بيرم ن����واة التم����ر dactylifera.

المكونات الغير حية في الخلية النباتية:-

Vacuole الفجوات

membrane توج��د في الس��ايتوبالزم وتح��اط بغش��اء cavityوهي تج��اويف differentiallyحقيقي مف��رد اختي��اري النفاذي��ة permeable ي��دعى Tonoplast

cellيفصلها عن السايتوبالزم ومملوءة بعصير خل�وي sapيحت�وي على الم�اء بش�كل أساسي إضافة إلى مكون��ات عض��وية وال عض��وية كالس��كريات والبروتين��ات واألحم��اض العضوية والتانين��ات واألص��باغ كاالنثوس��ياثين واألمالح وه��ذه المكون��ات تش��كل محالي��ل

غروية أو حقيقية وذات طبيعة حامضية أو قاعدية, كما أنها تتباين في تركيزها.

وجودها: توجد في الخاليا الحي��ة البالغ��ة, حيث تك��ون كب��يرة وتش��كل نس��بة منحجم الخلية, كما أنها توجد في الخاليا المرستيمية غير أنها تكون صغيرة الحجم.

وظائفها:-

- خزن الم��واد واس��تعمالها2 - تنظيم الماء والمواد المذابة في داخل الخلية. 13ُفي أوقات أخ��رى في عملي��ة البن��اء. - تقوي��ة النب��ات المتالئه��ا خصوص��ا

- له��ا خاص��ية مش��ابهة لالبيسوس��ومات في الخالي��ا4األج��زاء الفتي��ة. الحيواني���ة. إذ تحت���وي على أنزيم���ات هاض���مة على تحلي���ل مكون���ات

السايتوبالزم

- لها خاص��ية مش��ابهة لالبيسوس��ومات في الخالي��ا الحيواني��ة. إذ تحت��وي على4.أنزيمات هاضمة على تحليل مكونات السايتوبالزم

Crystalsالبلورات

وهي أمالح ال عضوية تترسب في الخاليا نتيجة لزيادة تركيزها وهي على األغلب أمالح الكالسيوم)اوكزاالت أو كاربونات الكالسيوم( وأكثرها ش��يوعاً بل��ورات أو ك��زاالت الكالسيوم والناتجة من تحول ح��امض االوكزالي��ك وال��ذي يع��د س��اماً إلى مركب��ات غ��ير

ذائبة في الخلية. تكون البلورات أما مفردة أو متجمعة وهي بأشكال مختلفة منها:-

حيث تك��ون مس��تطيلة أو هرمي��ةprisms أو prismatic - البل��ورات الموش��ورية 1 ونب��ات البنج أو الس��كرانBegonia ونب��ات Citrusوتوج��د في أوراق الحمض��يات

Hyoscyamus واألوراق الجافة لنبات البصل .Allium cepa.

وتنتج من تجم��ع للبل��ورات الموش��وريةRosette أو Druses - الوردي��ة أو النجمي��ة 2 وس��يقانIpomea وج��ذور البط��اط الحل��وة Daturaوتالح��ظ في نب��ات ال��داتورة

. Nerium والدفلة Opuntiaالصبير

وهي بلورات رفيعة مس�تدقة األط�وال توج�دRaphides - الرافيدات )البلورات االبرية( 3 وأوراق اليه������ودي التائ������هAgave وال Arumفي أوراق نب������ات القلق������اس

Tradescantia.

Sand- البل��ورات الرملي��ة 4 crystalsوهي : بل��ورات موش��ورية ص��غيرة ج��دا وتوج��د في

والبطاط��اSambucusس��يقان نب��ات البيلس��ان Solanum tuberosum.

Sphaero crystals - البلورات الكروية 5

, وتوجد فيInulinوتتركب من مادة االيثولين ت��تركب البل��ورات Dhaliaدرنات نب��ات ال��داليا

السابقة جميعها من مادة اوك��زاالت الكالس��يوم ت��دعى البل��ورة المعلق��ة أو الحوص��لةا لحجري��ة

Cystolith.

Moraceaeتوج��د ه��ذه البل��ورة في البش��رة لعوائ��ل معين��ة هي, العائل��ة التوتي��ة والعائل����ةUrticaceae والعائل����ة الحريقي����ة Cucurbitaceaeوالعائل����ة القرعي����ة

Acanthaceae.

ويتركب أساسا منbodyوتتكون البلورة من جزئين أساسيين هما جسم البلورة ويتكون من مادة السليلوز, ويت��دلى عن��قstalk( والعنق Caco3كاربونات الكالسيوم )

البلورة من الجدران المماسية لخاليا البش��رة ويطل��ق على الخلي��ة ال��تي تض��م البل��ورة .Lithocyst أو كيس الحويصلة الحجرية Lithocyteالمعلقة اسم الخلية الحجرية

Starch grainالحبيبات النشوية

Polysaccharideالنش��ا : م��ادة كربوهيدراتي��ة وهي تمث��ل س��كريات معق��دة . وتخ��زن ه��ذه الم��ادة في البالس��تيداتglucoseوح��دتها األساس��ية س��كر الكلوك��وز

. وتختل�ف إش�كالهاLeucoplast والبالس�تيدات عديم��ة الل�ون chloroplastالخضراء باختالف النباتات وتصنف استناداً إلى األسس التالية:

)السرة هي مركز تك��وين الحب��ة(, فق��د تك��ون الس��رةhilum - موقع وشكل السرة 1 excentric أو تك��ون غ��ير مركزي��ة Pisium كما في البزاليا concentricمركزية

.Musaكما في الموز

وبالنسبة لإلشكال فقد تكون السرة دائرية في معظم األحيان إال أنها ق��د تتخ��ذ إش��كال.crackedأخرى كما في البقوليات حيث تكون متصدعة

Layers - وجود أو عدم وجود الطبقات 2 or stratificationوق��د تك��ون الطبق��ات واضحة كما في البطاطا أو مميزة أو واضحة في نباتات أخرى.

- إحجام وإشكال الحبيبات النشوية3

- طبيعة الحبيبات )بسيطة, شبه مركبة, مركبة( فتكون بس��يطة إذا ت��رتبت الطبق��ات4 جميعها حول سرة واحدة وشبه مركبة عندما تحتوي الحبة س��رتان او أك��ثر وت��ترتب الطبقات حول كل س��رة ومن ثم ت��ترتب الطبق��ات حوله��ا جميع��اً دون ح��اجز , أم��ا المركبة فتحتوي على أكثر من سرة ولكن توجد حواجز بين كل س��رتين متج��اورتين

وتترتب الطبقات حول كل منها بصورة مستقلة دون إن تندمج مع بعضها.

Aleurone grainsحبيبات االليرون

تمثل حبيبات االليرون برويتينات مخزون��ة, البروتين��ات عب��ارة عن م��ادة عض��وية , وتعد الجزء االساسيAmino acidsتشكل سالسل لوحدات تدعى األحماض االمينية

من المادة الحية وت��دخل في ت��ركيب الكروموس��ومات والن��واة والس��ايتوبالزم . إض��افة لذلك فان األنزيمات هي عبارة عن مادة بروتينية أيض��ا. البرويتين��ات ق��د تك��ون مقترن��ة

conjugatedإذ تق��ترن م��ع مركب��ات أخ��رى )ه��ل تع��رف المركب��ات ال��تي تق��ترن به��ا البروتينات ؟(. والبروتينات المقترنة تكون تركيبية عادةً.

-nonأم��ا البروتين�ات الغ�ير مقترن�ة conjugated,فغالب��ا م��ا تك��ون مخزون��ة كم��ا فيamorphousوالبروتينات المخزونة قد تكون عديمة الشكل أو غ��ير متبل��ورة

بروتينات الحنطة )الكلويتولين( وكذلك بروتينات الطحالب والفطري��ات أم��ا البروتين��ات المتبلورة فهي تتمثل بالحبيبات االليرونية. إن كل حب��ة ال��يرون تتك��ون من ج��زئين هم��ا

وي��تركب أساس�ا من ب�روتين الكلوبي��ولين المتح��د م��ع أمالحGloboidالجسم الك��روي )االص��طالحCrystalloidالفوسفات والمغنسيوم , أما الجسم األخر فهو شبه البل��وري

ويك��ثرAlbuminيعني دمج للحالتين البلورية والغروية( ويتكون من ب��روتين االلب��ومين وجودها في سويداء البذور في الحنطة والخروع وال��ذرة. وق��د تك��ون الحبيب��ات ص��غيرة بحيث يصعب معها تميز الجسمين الكروي وش��به البل��وري , وأحيان��ا توج��د طبق��ات من

النشا مع البروتين كما في الحنطة.

محتويات غير حية أخرى

تحتوي النباتات مركب�ات أخ�رى غ�ير حي��ة في خالياه��ا مث�ل األحم�اض العض�وية )وهيTaninsواألمالح واألص��باغ وال��دهون والش��موع والتانين��ات أو الم��واد الدباغي��ة

مجموعة من المشتقات الفينولية مهمتها الحف�اظ على النبات��ات (, وتتواج��د في أم��اكن مختلفة مثل البشرة المحيطة أو تقترن مع النسيج الوعائي أو ضمن خاليا خاصة مفردة

إن هذه المكونات تعد نواتج ايضية وتوجد في الخالياidioblastتسمى الخاليا المنعزلة أو على شكل فضالتintermediate productsأما بشكل مخزون أو نواتج وسطية

waste materials.