אנו מסבירים מהו תא צמחי, סיווגו, חלקיו והסוגים הקיימים. כמו כן, ההבדלים שלו עם תא חיה.
מהו תא צמחי?
תא הצמח הוא תא המרכיב רבות מהרקמות של האורגניזמים השייכים ל ממלכת Plantae, זה ה צמחים. תאי צמחים, כמו תאי בעלי חיים, הם איקריוטים, אז יש להם א הליבה מוגדר (בו נמצא החומר הגנטי), קרום תא ואברונים שונים הממוקמים בציטופלזמה.
עם זאת, למרות שהם חולקים כמה מאפיינים, תא צמחי טיפוסי ניתן להבדיל לחלוטין מחיה. הבדלים אלו אינם נובעים רק מקריטריונים מורפולוגיים, בשל הצרכים המבניים של הצמחים, אלא גם מהפונקציות שהם מבצעים וסוג הצמחים. חילוף חומרים בבעלותם. לתא הצמח יש מבנים ייחודיים המאפשרים לו לבצע את התהליך של פוטוסינתזה.
כל האורגניזמים השייכים לממלכת הצמחים הם פוטואוטוטרופים, כלומר, הם מסוגלים לסנתז את המזון שלהם באמצעות פוטוסינתזה. במהלך תהליך זה, מ חומר אנאורגני (מים, פחמן דו חמצני) והשימוש ב אֵנֶרְגִיָה שֶׁל שמש, הצמחים מרחיבים חומר אורגני (גלוקוז) שהם משתמשים או מאחסנים, וחמצן שהם משחררים לאטמוספירה. שלא כמו ירקות, בעלי חיים כן הטרוטרופים, אז הם צריכים להאכיל על אחרים יצורים חיים להשיג את מקור החומר האורגני שלו.
למרות ההבדל הזה בדרך שבה הם מקבלים את שלהם מזון, תאי צמחים ובעלי חיים מבצעים נשימה תאית, תהליך שבאמצעותו הם משיגים אנרגיה (ATP) מחמצון חומר אורגני.
צמחים התפתחו לסוגים שונים של תאים, כל אחד התמחה לתפקודים מסוימים. תאי צמחים מאורגנים לרקמות, ורקמות אלו, בתורן, מאורגנות לשלוש מערכות רקמות, שכל אחת מהן משתרעת על פני הגוף. רוב הגוף הצמחי מורכב ממערכת היסוד, בעלת פונקציות שונות, כולל פוטוסינתזה, אחסון ותמיכה.
מערכת כלי הדם, מערכת הולכה סבוכה העוברת בכל גוף הצמח, אחראית להולכת חומרים שונים, ביניהם מים, מינרלים מומסים ומזון (סוכר מומס). מערכת כלי הדם פועלת גם לחיזוק ותמיכה בצמח. מערכת האפידרמיס מספקת כיסוי לגוף הצמח. שורשים, גבעולים, עלים, חלקי פרחים ופירות הם איברים, מכיוון שכל אחד מהם מורכב משלוש מערכות הרקמות.
סוגי תאי צמחים
לאורגניזמים בממלכת הצמחים יש סוגים רבים ושונים של תאים. בוטנאים מבחינים, מצד אחד, בין תאים ראשוניים או מריסטמטיים (אלה המצויים במרכזי הצמיחה והחלוקה העיקריים, שבהם הפעילות המיטוטית קבועה) לבין תאים מובחנים (שמקורם בתאים מריסטמטיים) ומסווגים כ:
- תאי פרנכימה. הם אחראים על תמיכת הגוף, הפרשת תרכובות רבות כגון שרפים, טאנינים, הורמונים, אנזימים וצוף ממותק, מהובלה ואחסון של חומרים, כמו גם הפוטוסינתזה עצמה. הם הנפוצים ביותר, אך הפחות מתמחים באורגניזם הצמחי.
- תאי קולנכימה. ניחנים בקיר ראשוני אחד בלבד, הם חיים במהלך הבשלות והם בדרך כלל מוארכים, מה שנותן להם אחיזה, גְמִישׁוּת י סיבולת לרקמות, כלומר, הם תאי תמיכה מבניים פלסטיים. לצמחים חסרה מערכת השלד הרגילה של בעלי חיים רבים; במקום זאת, תאים בודדים, כולל תאים כולנכימליים, תומכים בגוף הצמח.
- תאי סקלרנכימה. הם תאים קשים ונוקשים, שבדפנות המשניות שלהם יש ליגנין, מה שהופך אותם לעמידים למים. בבגרות הצמח בדרך כלל כבר מת, בלי ציטופלזמה, מותיר רק חלל מרכזי ריק. תפקידו העיקרי הוא תמיכה הגנתית ומכנית. הם יכולים להיות סקלרים וסיבים. סקלריידים הם תאים בעלי צורה משתנה, הנפוצים בקליפות של אגוזי מלך ובגלעינים של פירות כמו דובדבנים ואפרסקים. הסיבים הם תאים מחודדים ארוכים, המופיעים לעתים קרובות בכתמים או בקבוצות, הם מצויים בשפע במיוחד בעץ, בקליפת הפנימית ובוורידים של העלה.
- תאי Xylem. הם תאים שמוליכים מים ו מינרלים מומס מהשורשים לגבעולים ולעלים, ומספקים תמיכה מבנית. תאי Xylem יכולים להיות משני סוגים: טראכאידים ואלמנטים של כלי דם. טרכיידים ויסודות זכוכית מוליכים מים ומינרלים מומסים. הם מתמחים מאוד בנהיגה. עם התפתחותם, שני סוגי התאים עוברים מוות תאי מתוכנת וכתוצאה מכך חלולים, נותרו רק דפנות התא שלהם.
- תאי פלואם. הם תאים שמוליכים חומרי מזון, כלומר פחמימות בתמיסה שנוצרות בפוטוסינתזה בכל הצמח ומספקות תמיכה מבנית. הם יכולים להיות משני סוגים: אלמנטים של צינור מסננת ותאים נלווים. אלמנטי צינור המסננת מחוברים מקצה לקצה ליצירת צינורות מסננת ארוכים. יסודות צינור המסננת חיים בבגרות אך רבים מהאברונים שלהם, כולל הליבה, ואקוול, מיטוכונדריה וריבוזומים, מתפוררים או מתכווצים כשהם מתבגרים. יסודות צינור המסננת הם בין התאים האוקריוטיים הבודדים שיכולים לתפקד ללא גרעינים. סמוך לכל אלמנט צינור מסננת נמצא תא נלווה המסייע בהפעלת אלמנט צינור המסננת. התא הנלווה הוא תא שלם וחי עם גרעין. מאמינים שגרעין זה מכוון את הפעילות הן של התא הנלווה והן של אלמנט צינור המסננת.
- תאים של אפידרמיס. ברוב הצמחים, האפידרמיס מורכב משכבה אחת של תאים פחוסים. תאי אפידרמיס בדרך כלל אינם מכילים כלורופלסטים ולכן הם שקופים כך שאור יכול לחדור לרקמות הפנימיות של הגבעולים והעלים. הן בגבעולים והן בעלים, רקמות פוטוסינתטיות נמצאות מתחת לאפידרמיס. תאי האפידרמיס של חלקי האוויר מפרישים לציפורן שעווה על פני הקירות החיצוניים שלהם; שכבה שעווה זו מגבילה מאוד את איבוד המים ממשטחי הצמחים.
- תאי פרידרמיס. הם התאים היוצרים כמה שכבות תאים עבות מתחת לאפידרמיס כדי לספק כיסוי מגן חדש כאשר האפידרמיס נהרס. כאשר צמח עצי ממשיך לגדול בהיקפו, הוא משיל את האפידרמיס שלו וחושף את הפרידרמיס, היוצר את הקליפה החיצונית של הגבעולים והשורשים המבוגרים יותר. הם יוצרים מבנים מורכבים המורכבים מתאי שעם ותאי פרנכימה של הפקק. תאי הפקק מתים עם הבגרות, ודפנותיהם מכוסות בחומר הנקרא סוברין, המסייע בהפחתת איבוד המים. תאים פרנכימיים של שעם מתפקדים בעיקר כאחסון.
חלקים ותפקודים של תא צמחי
תא צמחי טיפוסי מורכב מ:
- קרום פלזמה. כמו כל התאים, לתאי הצמח יש ממברנה המורכבת משכבה כפולה של שומנים י חֶלְבּוֹן שמבדיל את פנים התא מהחוץ שלו, ומאפשר להם לשמור על טווחי הלחץ שלהם ו pH. חוץ מה קרום פלזמה מסדיר את הכניסה והיציאה של חומרים בין הפנים והחוץ של התא.
- גרעין התא. כמו כל התאים האיקריוטיים, לתאי הצמח יש גרעין תא מוגדר היטב, שבו נמצא החומר הגנטי (DNA) מאורגן ב כרומוזומים. תפקידו העיקרי של הגרעין הוא להגן על שלמות ה-DNA ולשלוט בפעילות התאית, ולכן אומרים שהוא מהווה את מרכז הבקרה של התא.
- קיר סלולרי. לתאי הצמח מבנה קשיח המצפה את קרום הפלזמה, המורכב בעיקר מתאית, שתפקידה לספק הגנה, קשיחות, תמיכה וצורה לתא. ניתן להבחין בין שני קירות: ראשוני ומשני, מופרדים על ידי מבנה הנקרא הלמלה האמצעית. נוכחות דופן התא מונעת את צמיחת התא ככזה ומאלצת אותו להתעבות, תוך הפקדת מיקרופייבר תאית.
- ציטופלזמה. כמו כל התאים, הציטופלזמה היא החלק הפנימי של התא, והיא מורכבת מההיאלופלזמה או הציטוזול, תרחיף מימי של חומרים ו יונים, ואברוני התא.
- Plasmodesmata. הן היחידות הרציפות של הציטופלזמה שיכולות לחצות את דופן התא ולחבר בין תאי הצמח של אותו אורגניזם, מה שמאפשר תקשורת בין ציטופלזמות התא וזרימה ישירה של חומרים ביניהם.
- Vacuole. הוא קיים בכל תאי הצמח, וזוהי קבוצה של תאים סגורים ללא צורה מוגדרת המוקפת בקרום פלזמה הנקרא טונופלסט, המכילים מים, אנזימים, סוכרים, מלחים, חלבונים, פיגמנטים ושאריות מטבוליות. באופן כללי, לתאי צמחים בוגרים יש ואקואול גדול, שיכול לתפוס עד 90% מנפח התא. הוואקואול הוא אברון רב תכליתי המשתתף באחסון חומרים, עיכול, ויסות אוסמו ושמירה על צורתם וגודלם של תאי הצמח.
- פלסטוס. הם אברונים שאחראים לייצור ואחסון בתא של חומרים חיוניים לתהליכים ראשוניים, כמו פוטוסינתזה, סינתזה של חומצות אמינו או של שומנים. ישנם סוגים שונים של פלסטו, כולל:
- כלורופלסטים. הם אוגרים כלורופיל (האחראי על הצבע הירוק האופייני של רקמות הצמח) ומהווים את האברון שבו מתרחשת הפוטוסינתזה.
- הלוקופלסטים. הם אוגרים חומרים חסרי צבע (או מעט צבעוניים), ומאפשרים הפיכת גלוקוז לסוכרים מורכבים יותר.
- כרומופלסטים. הם אוגרים פיגמנטים הנקראים קרוטנים, שקובעים, למשל, את צֶבַע של פירות, שורשים ופרחים.
- מערכת גולג'י. זהו קבוצה של שקיות פחוסות המוקפות בממברנה, האחראית על העיבוד, האריזה וההובלה (ייצוא) של שונים מקרומולקולותכמו חלבונים ושומנים.
- ריבוזומים. הם קומפלקסים מקרומולקולריים של חלבונים ו RNA, הממוקם בציטופלזמה וברשת האנדופלזמה המחוספסת, שם מתרחשת סינתזת חלבון מהמידע הכלול ב-DNA. האם מידע גנטי הוא עוזב את הגרעין בצורה של mRNA (שליח), ומגיע לריבוזום שם הוא "נקרא ומתורגם" לחלבון ספציפי.
- רשת אנדופלזמית. זוהי מערכת מורכבת של קרומי תאים המקיפה את כל הציטופלזמה של התא של אוקריוטים, בצורה של שקים פחוסים וצינוריות מחוברות הממשיכות עם הממברנה הגרעינית. הרשת האנדופלזמית מתחלקת לרוב לשני חלקים בעלי תפקידים שונים: הרשת החלקה, המעורבת בחילוף החומרים של שומנים, אגירת סידן וגמילה של תאים, והרשת המחוספסת, שעל פניו מוטמעים ריבוזומים מרובים, ושהוא אחראי על הסינתזה. של חלבונים מסוימים וכמה שינויים בהם.
- מיטוכונדריה. הם אברונים גדולים הקיימים בכל התאים האוקריוטיים, שמתפקדים כמרכז האנרגיה של התא. במיטוכונדריה, ה נשימה תאית, שבאמצעותם התא מצליח לייצר את האנרגיה (ATP) הדרושה לו לתפקודיו.
תא חיה
לתאי בעלי חיים, בניגוד לתאי צמחים, אין דופן תא (מה שהופך אותם לגמישים יותר) או פלסמודסמטה, או ואקואול מרכזי (בדרך כלל יש להם כמה שלפוחיות קטנות בהרבה). אין להם גם פלסטידים, וזה הגיוני אם נזכור שהם לא עושים פוטוסינתזה.
כשם שישנם אברונים הבלעדיים לתאי צמחים, ישנם אחרים שנמצאים רק בתאי בעלי חיים, בהתאם לדרישות המטבוליות והצרכים שלהם. זה המקרה, למשל, של centrioles, peroxisomes ו ליזוזומים. במקרים מסוימים, לתאי בעלי חיים מסופקים ריסים ודגלים לנוע בהם, דבר שאין לתאי צמחים.
עם זאת, ראוי להבהיר שכאשר עוסקים בתאים אוקריוטיים, לתאי צמחים ובעלי חיים יש מבנים משותפים: לשניהם גרעין תא (המכיל DNA), קרום פלזמה, ציטופלזמה, ריבוזומים חופשיים ואברונים קרומיים, כמו למשל. המנגנון של גולגי, הרטיקולום האנדופלזמי החלק והמחוספס והמיטוכונדריה.