تحقیق وبررسی در مورد گیاهان می تواند از دیدگاهای مختلف صورت گیرد , لذا علم گیاه شناسی شامل قسمتهای مختلفی می باشد که یکی از انواع آن که در این سری آموزشی بحث می شود علم تشریح یا آناتومی است . به ساده ترین بیان , این علم در مورد ساختمان داخلی اندامهای گیاهی بحث می کند که خود شامل دو بخش سلول شناسی و بافت شناسی می باشد .

اهمیت سلول بعنوان کوچکترین واحد حیاتی پیکره موجودات در سال 1839 بوسیله شوان و شلایدن عنوان شد .

سلول گیاهی نسبت به سلول جانوری دارای اشکال متنوعتری است و علاوه بر آن سلولهای گیاهی در غشاء اسکلتی نسبتا سختی محصور هستند . در یک توده سلول همگن سازنده یک بافت , همه سلولهای دارای یک اندازه , یک شکل و معمولا چند وجهی هستند . در گیاهان عالی اندازه سلولها متناسب با کار آنهاست و حسب ماهیت بافتی و نقشی که در گیاه دارند اندازه آن متفاوت است .برای مثال درازی سلولهای فیبر همراه با بافت چوبی متقاوت با درازی سلولهای فیبر همراه بافت آبکش( غربالی) هستند . به بیان دیگر: اندازه و طول هر سلولهای عادی پیکره گیاه به ماهیت و ویژگی آن سلول بستگی دارد و به طول مولکولهای پروتوئین های موجود در آن سلول و همچنین میزان فعالیت هسته سلول و دوره استراحت آن در ارتباط است.

چیزی که مشخص است اینست که سلول عنصری بسیار کوچک است که با چشم غیرمسلح قابل روئیت نمی باشد( جز در موارد نادر! ) ساده ترین راه مشاهده سلول گیاهی مطالعه سلولهای بشره پیاز است که به صورت پوسته نازکی هنگام شکستن پیاز از آن جدا می شود . بشره (اپیدرم) پیاز در زیر میکروسکوپ به صورت سلولهای چند وجهی کشیده ای دیده می شود که به طور منظم در کنار یکدیگر قرار گرفته و فاقد فضای بین سلولی هستند . هسته در اپیدرم پیاز به خوبی قابل مشاهده است ( تصویر 1 )

شکل 1).اپیدرم پیاز . عکس از وبلاگ گلبول قرمز !.

تصویر 2). یک سلول الودآ . به کلروپلاستهای سبز رنگ توجه کنید!

با مطالعه اولیه و ابتدایی سلول گیاهی این نتایج بدست می آید :

1) .از نظر کلی ساختمان سلول گیاهی مشابه سلول حیوانی است .زیرا درسلول هر دو گروه , سیتوپلاسم , هسته , میتوکندری و کمپلکس گلژی دیده می شود

2) . برخی صفات مخصوص سلول گیاه است و در سلول جانوری دیده نمی شود مانند :

الف ) . وجود غشاء اسکلتی از جنس گلوسید که قسمت اعظم آنرا سلولز تشکیل می دهد .

ب). وجود پلاستهای مختلف در سیتوپلاسم .

ج).توسعه واکوئلها که بخش اعظم سلول را دربر می گیرد و بلاخره فقدان سانتروزوم در سلول گیاهی . سانتروزوم یکی ازمراکز سازمان دهنده میکروتوبولی است که در سلول جانوری دوک تقسیم و اشعه ها از این محل نشات می گبرند ولی با وجود فقدان سانتروزم , دوک تقسیم در سلول گیاهی نیز در هنگام تقسیمات سلول ایجاد می شود !.

مطالعه سلولی گیاه نه تنها در آناتومی اندامها بلکه در رده بندی و سیستماتیک گیاهی نیز غالبا ضروری است .در اینجا به اختصار به بررسی اندامکها داخلی گیاه می پردازیم .

به طور کلی بخش عمده محتویات سلول را پروتوپلاسم تشکیل می دهد که در آن هسته , ریبوزومها ( معروف به دانه های پالاد ) , میتوکندریها ,پلاستها , دستگاه گلژی و شبکه رتیکولوم اندوپلاسم که در تشکیل واکوئل های گیاهی نقش دارد دیده می شود .البته ضمائم دیگری نیز در سیتوپلاسم وجود دارد که از آن جمله می توان روغن های اسانسی ( اولئورزین ) را نام برد .

1). غشای خارجی که ضخامت آن 50 تا 70 انگسترم است و ساختمان پروتوئینی دارد

2).غشاء داخلی که تقریبا مشابه غشاء خارجی است .

3) . ماتریکس یا محتویات درونی میتوکندری که مرکز انرژی سلول می باشد و مولکولهای پر انرژی در این قسمت سنتز می شوند . همچنین میتوکندری واجد یک < دی ان ای > حلقوی مشابه ژنوم باکتری ها می باشند که در ماتریکس و چسبیده به دیواره غشاء داخلی آن است .

پلاستها را برحسب مواد محتوی آنها با انواع زیر تقسیم می کنند که هر یک مفصلا شرح داده خواهد شد :

1).کلروپلاست . 2). آمیلوپلاست . 3) کروموپلاست . 4). الئوپلاست ویک نوع پلاست به نام لوکوپلاست که پلاست اولیه بوده و پلاستهای دیگر از آن نشات می گیرند.

نکته مهم اینست که مواد موجود در پلاستها معمولا در جریان رشد و تخصیص یافتن سلول تغییر و تحول می یابند و به مواد دیگری تبدیل می شوند . برای مثال میوه نارس به علت داشتن کلروپلایت فراوان سبز رنگ است ولی هنگام رسیدن میوه رنگ آن تغییر می کند و کلروپلاستها تبدیل به کرموپلاست می شوند ویا اگر ریشه تازه روییده جو را در مقابل نور قرار دهیم پلاستهای اولیه بی رنگ ( لکوپلاست) تبدیل به کلروپلاست می شوند و اگر مجددا آنها را در تاریکی قرار دهیم کلروپلاستها تبدیل به کروموپلاست می شوند .

حال به طور جداگانه به بررسی هر کدام از پلاستها می پردازیم :

1) . کلروپلاست : محتوی ماده کلروفیل بوده وسبز رنگ است .شکل کلروپلاست در گیاهان آوندی تقریبا مشابه و یکنواخت و عدس مانند است . ولی تعداد آنها در سلولهای گیاهی بسیار متفاوت است مثلا در سلولهای گیاه علف خوک یا سلاژینل فقط یک کلروپلاست وجود دارد . ودر برخی گیاهان آوندی این تعداد به 100 ویا بیشتر هم می رسد . کلروپلاستها در جلبکها بسیار مختلف و متنوع ترند ( تصویر 3) که به آنها کروماتوفور گویند . کروماتوفور جلبک علاوه بر کلروفیل ممکن است حاوی مواد رنگی دیگری باشد . کروماتوفور در جلبک اسپیروژیر مارپیچی و در مروکارپوس ورقه مانند است . کلروپلاست در عمل فتوسنتز دخالت دارد و چون تشکیل کلروفیل و فعالیت آن احتیاج به نور دارد از این رو کلروپلاست در سطح خارجی ساقه های جوان و در اندامهای هوایی دیگر مانند برگها پراکنده اند.

تصویر شماره 3) .اشکال مختلف کلروپلاست در جلبکها

2). آمیلوپلاست : محتوی نشاسته (امیدون ) بوده و خاص بافت پارانشیم ذخیره ای هستند و در بخش های عمقی اندامها وجود دارند . منشا آمیلوبلاستها . لوکوپلاستها هستند . در اندامها و بافتهای دخیره ای همه لکوپلاستها همزمان محتوی نشاسته نمی شوند .برخی ممکن است هیچگاه تبدیل به آمیلوپلاست نشوند وبرخی نیز ممکن است بسیار دیر محتوی آمیدون گردند .

نشاسته ابتدا به صورت دانه های کوچم غوطه ور در پلاستها ظاهر می گردند سپس به تدریج به حجم آنها افزوده می شود . این افزایش حجم به صورت پیدایش صبقات متحد المرکزی به دور یک نقطه مرکزی صورت می گیرد که به این نقطه مزکری اصطلاحا ناف می گویند لازم به ذکر است که شکل و اندازه دانه های نشاسته در گیاهان مختلف متفاوت است ( تصویر 4 ) مثلا شکل نشاسته در سیب زمینی تخم مرغی و در نخود کلیوی شکل می باشد . دانه های نشاسته با نور پلاریزه در زیر میکروسکوپ پدیده صلیب سیاه را نشان می دهند که مربوط به ساختار کریستالی نشاسته می باشد .در این حالت دانه نشاسته کروی و سیاه رنگ دیده می شود که ساختاری صلیب مانند آنرا به 4 قسمت تقسیم می کند .

تصویر 4) . انواع مختلف دانه های نشاسته

3). کرموپلاستها : عبارتند از پلاستهایی که مواد رنگی غیر از کلروفیل دارند .کروموپلاستها غالبا از لوکوپلاست بوجود می آیند و بتدریج از رنگیزه های زرد یا قرمز که در آب نامحلول می باشند انباشته می شوند . رنگیزه های مزبور به خوبی در چربی حل می شوند و به همین دلیل به آنها لیپوکروم هم می گویند . به طور کلی لیپوکروم ها از گروه کارتنوئید ها هستند و کاروتن سر دسته این گروه است. مواد کارتنوئیدی مشتقات ایزوپرن وبه صورت بلورهای کوچک هشتند .(برای اطلاعات بیشتر در این زمینه می توانید به کتاب بیوشیمی لنینجر مراجعه نمایید ). کاروتن عامل ایجاد رنگ نارنجی در هویج است . لیکوپن نیز نوعی کارتنودید است که در گوجه فرنگی وجود دارد (عامل رنگ قرمز گیاه ) . گزانتین که عامل رنگ زرد بسیاری از گلبرگها ست نیز در گروه کارتنوئیدها قرار دارد .

نکته: در کلروپلاستها نیز معمولا نوعی لیپوکروم زرد رنگ به نام گزانتوفیل موجود است که به علت فراوانی کلروفیل رنگ زرد آن پوشیده می ماند .اما هنگامی که کلروفیل به عللی از بین برود رنگ زرد گزانتوفیل ظاهر می شود . مثلا در پاییز که کلروفیل برگ از بین می رود گزانتوفیل سبب زرد یا رنگین شدن برگ می شود .

مواد زائد سیتوپلاسم نیز در واکوئل جمع می شوند که اکثر این مواد قابل حل در آبند . همچنین مواد داخل واکوئل ها ممکن است بخشی از ذخایر سلول بوده . از مواد فعال گیاهی بشمار آیند ماتتد : آلکالوئیدها , گلوسیدها , هتروزیدها , پیگمانها , نمکهای کانی , اسیدهای آلی و گاها شیرابه یا لاتکس حال به اختصار به توضیح این مواد می پردازیم .

آلکالوئیدها : مواد ازت داری هستند که تشکیل آنها با متابولیسم پروتیدها ارتباط دارد به همین دلیل احتمال می دهند که از اسید آمینه سنتر می شوند . الکالوئیدها تقریبا همگی سمی هستند ولی مقدار کم آنها به عنوان دارو مصرف می شود

گلوسیدها : در شیره واکوئلی قندهایی مانند گلوکز و یا هلوزیدهایی مانند ساکارزموجود است ( رجوع شود به مبحث گلیکوبیلوژی 1 و 2 ) .

پلی هلوزیدهای واکوئل معمولا از تراکم هلوزیدهای واکوئل بوجود می آیند .یکی از هلوزیدهای واکوئل اینولین است اینولین شبیه نشاسته بوده ولی با ید آبی رنگ نمی شود .اینولین خاص ریشه های غده ای و به شکل رشته هایی در بافت گیاه متبلور و مجتمع می شود که تشکیل مجموعه های به نام اسفروکریستو را می دهد

رنگیزه ها : رنگیزه ها یا پیگمانهای آلی فلاونیک با رنگ زرد و پیگمانهای آنتوسیانیک با رنگ آبی . بنفش و قرمز جز گروهی از گلوسیدها به نام هتروزید ها هستند . برخی از ترکیبیات معطر گیاهان و برخی از مواد دارویی مانند دیژیتالین که از گیاه انگشت دانه بدست می آید نیز جز گروه هتروزیدها می باشد .

نمک های معدنی : نمکهای معدنی از خارج وارد پیکره گیاه و واکوئل ها می شوند . از مهترین مواد این گروه می توان به کربنات کلسیم اشاده کرد که در واکوئل تشکیل خوشه های آهکی به نام سیستولیت را می کند

توجه داشته باشید که در سیتوپلاسم علاوه بر موارد یاد شده ضمائم چربی , مانند روغنها و اسانسهای روغنی نیز وجود دارد .روغن بادام , زیتون , آفتابگردان و ... از این گروه می باشند