گیرنده های غشای سیتوپلاسمی و نقش آن‌ها :: مرکز مهارت آموزی کشاورزی

مرکز مهارت آموزی کشاورزی
۲۳ آذر ۱۴۰۳
۶

در مورد گیرنده‌های غشای سیتوپلاسمی و نقش آن‌ها در جذب عناصر غذایی توسط گیاهان و همچنین مسیرهای سیمپلاستی و آپوپلاستی، موارد زیر را توضیح می‌دهم:

**گیرنده‌های غشای سیتوپلاسمی (پلاسمالمایی) و نقش آنها در جذب عناصر:**

غشای سیتوپلاسمی (پلاسمالمایی) سلول‌های گیاهی دارای پروتئین‌های متعددی است که نقش‌های حیاتی در جذب مواد مغذی و انتقال آن‌ها دارند. این پروتئین‌ها شامل موارد زیر هستند:

1. **کانال‌های یونی:**

* **عملکرد:** این کانال‌ها پروتئین‌های غشایی هستند که امکان عبور انتخابی یون‌ها را از طریق غشاء فراهم می‌کنند. یون‌ها با توجه به شیب غلظت و پتانسیل الکتریکی از طریق این کانال‌ها عبور می‌کنند.

* **نقش در جذب:** در جذب عناصر غذایی، کانال‌های یونی نقش مهمی در ورود و خروج یون‌های معدنی مانند پتاسیم (K+)، نیترات (NO3-)، کلسیم (Ca2+) و فسفات (HPO4^2-) دارند.

* **انتقال:** کانال‌ها معمولاً در انتقال غیرفعال (بدون نیاز به انرژی) یون‌ها نقش دارند، هرچند برخی از آن‌ها با انتقال فعال نیز مرتبط هستند.

2. **حامل‌های یونی:**

* **عملکرد:** حامل‌های یونی پروتئین‌های غشایی هستند که به طور انتخابی به یون‌ها متصل می‌شوند و با تغییر شکل خود، یون‌ها را از یک طرف غشاء به طرف دیگر منتقل می‌کنند.

* **نقش در جذب:** حامل‌ها نقش کلیدی در جذب فعال عناصر غذایی دارند، یعنی وقتی غلظت یک یون در خارج سلول کمتر از داخل سلول است. انتقال فعال نیاز به صرف انرژی (معمولاً ATP) دارد. حامل‌هایی برای جذب یون‌های نیترات، فسفات، پتاسیم و سایر عناصر غذایی وجود دارند.

* **انتقال:** حامل‌ها هم در انتقال فعال و هم غیرفعال نقش دارند.

3. **پمپ‌های یونی (ATPase):**

* **عملکرد:** پمپ‌های یونی، نوعی از پروتئین‌های غشایی هستند که انرژی حاصل از هیدرولیز ATP را برای انتقال یون‌ها در خلاف جهت شیب غلظت استفاده می‌کنند.

* **نقش در جذب:** پمپ‌ها در حفظ غلظت مناسب یون‌ها در داخل و خارج سلول نقش حیاتی دارند. به عنوان مثال، پمپ پروتون (H+-ATPase) با پمپ کردن پروتون‌ها به بیرون سلول، شیب الکتروشیمیایی لازم برای انتقال سایر یون‌ها و مواد مغذی را ایجاد می‌کند. همچنین، پمپ‌های کلسیم (Ca2+-ATPase) غلظت پایین کلسیم در سیتوزول را حفظ می‌کنند که برای بسیاری از فرآیندهای سلولی ضروری است.

* **انتقال:** پمپ‌ها همواره در انتقال فعال یون‌ها نقش دارند.

4. **آکوآپورین‌ها:**

* **عملکرد:** آکوآپورین‌ها پروتئین‌های غشایی هستند که کانال‌های عبور آب را تشکیل می‌دهند و انتقال سریع آب از طریق غشاء را تسهیل می‌کنند.

* **نقش در جذب:** آکوآپورین‌ها نقش مستقیمی در جذب عناصر غذایی ندارند، اما با تنظیم جریان آب به سلول‌ها در جذب عناصر محلول در آب غیرمستقیم نقش دارند.

* **انتقال:** آکوآپورین‌ها در انتقال غیرفعال آب نقش دارند.

**مسیرهای سیمپلاستی و آپوپلاستی در جذب عناصر غذایی:**

جذب مواد مغذی از طریق ریشه، عمدتاً از دو مسیر انجام می‌گیرد:

1. **مسیر آپوپلاستی:**

* **تعریف:** آپوپلاست شامل فضای خارج سلولی است، یعنی دیواره سلولی و فضاهای بین سلولی است.

* **انتقال:** در مسیر آپوپلاستی، آب و مواد مغذی از طریق دیواره سلولی و فضاهای بین سلولی حرکت می‌کنند و به صورت مستقیم وارد سلول‌های ریشه نمی‌شوند.

* **محدودیت:** این مسیر تا لایه آندودرمیس ادامه می‌یابد. لایه آندودرمیس دارای نوار کاسپارین است که غیرقابل نفوذ است و اجازه عبور آب و مواد محلول از طریق دیواره سلولی را نمی‌دهد.

* **عناصر عبوری:** عناصری که از طریق آپوپلاست جذب می‌شوند عمدتاً شامل یون‌هایی با بار مثبت مانند کلسیم و منیزیم هستند.

2. **مسیر سیمپلاستی:**

* **تعریف:** سیمپلاست شامل سیتوپلاسم تمام سلول‌های زنده یک گیاه است که توسط پلاسمودسماتا (اتصالات بین سلولی) به یکدیگر متصل هستند.

* **انتقال:** در مسیر سیمپلاستی، آب و مواد مغذی از طریق غشای پلاسمایی سلول‌های اپیدرم وارد سیتوپلاسم می‌شوند و سپس از طریق پلاسمودسماتا به سلول‌های داخلی‌تر منتقل می‌شوند.

* **کنترل:** این مسیر امکان کنترل دقیق‌تری بر جذب عناصر را فراهم می‌کند، زیرا سلول‌ها می‌توانند میزان و نوع یون‌های عبوری را تنظیم کنند.

* **عناصر عبوری:** بیشتر عناصر غذایی ضروری، از جمله نیترات، فسفات، پتاسیم و آمونیوم عمدتا از این طریق جذب می شوند.

**توضیحات تکمیلی:**

* **ورود اولیه:** معمولاً ورود اولیه یون‌ها به سلول‌های ریشه از طریق مسیر آپوپلاستی انجام می‌شود تا زمانی که به نوار کاسپارین برسند.

* **عبور از آندودرمیس:** برای عبور از آندودرمیس، آب و مواد مغذی باید از طریق غشای پلاسمایی سلول‌های آندودرمیس وارد سیتوپلاسم شوند و سپس از طریق مسیر سیمپلاستی به داخل استوانه مرکزی ریشه منتقل شوند.

* **انتقال به آوندها:** در نهایت، عناصر غذایی از طریق بافت‌های آوندی (آوند چوبی و آبکش) به بخش‌های مختلف گیاه منتقل می‌شوند.

* **نقش پمپ‌های یونی:** پمپ‌های یونی نقش اساسی در حفظ شیب غلظت یون‌ها دارند، به طوری که این پمپ‌ها، یون‌ها را به داخل یا خارج سلول پمپ می‌کنند و ورود آنها را از مسیر سیمپلاستی تسهیل می‌کنند.

**خلاصه:**

|-----------------------------|------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|-----------------------------------------------|

|-------------------|-----------------------------------------------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------------|-------------------------------------------------------------------------------|

| سیمپلاست | سیتوپلاسم تمام سلول‌های زنده متصل به هم با پلاسمودسماتا | انتقال از طریق غشای سلولی و سیتوپلاسم و پلاسمودسماتا | نیترات، فسفات، پتاسیم و آمونیوم و اکثر عناصر غذایی ضروری |