บทที่1 เซลล์พืช






 

เซลล์พืชเป็นหน่วยย่อยๆของพืชทั้งในแง่ส่วนประกอบและในแง่การทำงานของพืช
โดยเซลล์ทั้งหลายจะเกิดขึ้นมาจากเซลล์ที่มีชีวิตอยู่ก่อนด้วยกระบวนการแบ่งเซลล์

ตอนที่1ชนิดของเซลล์พืช
เซลล์พืชสามารถจำแนกตามลักษณะโครงสร้างได้เป็น 2 ชนิด ดังนี้

  1. โพรคาริโอติคเซลล์ (procarioticcell) เป็นเซลล์ที่มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน ประกอบด้วย สารพันธุกรรม DNA หรือ RNA กระจายอยู่ในโพรโทพลาซึมโดยไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส สารสี (pigment) ที่ใช้ในการ สังเคราะห์ด้วยแสงก็กระจายอยู่ทั่วไป โดยไม่ได้อยู่ในพลาสติด (plastid) ไม่มีออร์แกเนลล์อื่นๆ ซึ่งจะพบเซลล์ชนิดนี้ในพืชชั้นต่ำพวกแบคทีเรีย และสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน



    2. ยูคาริโอติกเซลล์ (eucaryotic cell)
    เป็นเซลล์ที่มีโครงสร้างสมบูรณ์โดยมีเยื่อหุ้มนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ต่างๆ ทำให้ประกอบด้วย ผนังเซลล์ (cell wal) เยื่อหุ้มนิวเคลียส ไซโทพลาซึม (cytoplusm) และนิวเคลียส (nucleus) ซึ่งจะพบเซลล์ชนิดนี้ ในพืชทั้งหลาย ยกเว้นแบคทีเรียและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน

ตอนที่2 โครงสร้างของเซลล์พืช
ในการจำแนกโครงสร้างของเซลล์พ์ชตามส่วนประกอบของเซลล์ สามารถจำแนกได้ 2 ส่วนใหญ่ๆ
คือ

  1. ผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล
    1.1 ผนังเซลล
    เป็นโครงสร้างที่อยู่ด้านนอกสุดของเซลล์พืช มีลักษณะเป็นแผ่นล้อมรอบเซลล์ โดยประกอบขึ้นด้วยสาร พวกเซลลูโลส (cellulose) เป็นส่วนใหญ่ มีประโยชน์ในการให้ความ แข็งแรงแก่พืช ผนังเซลล์เป็นส่วน ที่ไม่มีชีวิต โดยโพรโทพลาซึมจะสร้างขึ้นมา ผนังเซลล์ของ พืชชั้นสูงจะประกอบด้วยส่วนต่างๆดังนี้
    1.1.1 มิดเดิลลาเมลลา (middle lamella) เป็นส่วนที่อยู่ตรงกลางระหว่างเซลล์หนึ่งกับอีก เซลล์หนึ่ง ซึ่งจะเชื่อทให้เซลล์ติดกัน มิดเดิลลาเมลลาจะเกิดขึ้นในช่วงท้ายของการแบ่งเซลล์ โดยจะเริ่มเกิด เป็นแผ่นบางๆกั้นระหว่างเซลล์เรียกว่าแผ่นกั้นเซลล์ (cell plate) ขึ้นบริเวณกลางเซลล์ก่อน แล้วจึง ค่อยๆ ขยายออกไปจนถึงขอบเซลล์
    1.1.2 ผนังเซลล์ปฐมภูมิ (primary wall) เป็นผนังเซลล์ขั้นแรกที่โพรโทพลาซึมสร้างขึ้น มีลักษณะ เป็นแผ่นบางๆฉาบอยู่ 2 ข้างของมิดเดิลลาเมลลา เซลล์พืชหลายชนิดจะมีผนังเซลล์ เฉพาะผนังเซลล์ ปฐมภูมินี้เท่านั้น เช่นเซลล์พาเรงคิมา (parenchyma) คอลเลงคิมา (collenchyma ) และเซลล์เนื้อเยื่อ เจริญต่างๆ
    1.1.3 ผนังเซลลืทุติยภูมิ (secondary wall) เป็นผนังเซลล์ชั้นในที่โพรโทพลาซึมสร้างเพิ่มขึ้น อีกชั้นหนึ่ง ภายหลังจากที่ผนังเซลล์ปฐมภูมิหยุดการเจริญเติบโตแล้ว โดยมีความหนามากกว่า ผนังเซลล์ปฐมภูมิ ซึ่งทำให้มีความแข็งแรงมากขึ้น
    1.1.4 รอยเว้าบนผนังเซลล์หรือพิท (pit) คือส่วนของผนังเซลล์ที่บางมาก เนื่องจาก ไม่มีสารต่างๆ ไปสะสม โดยมากรอยเว้าในผนังเซลล์นี้มักจะเกิดตรงกันระหว่าง 2 เซลล์ที่ติดกัน ซึ่งเรียกว่าพิทแพร์
    (pit pair) รอยเว้าในผนังเซลล์จำแนกได้ 3 แบบดังนี้
    1.1.4.1 รอยเว้าบนผนังเซลล์ปฐมภูมิ (primary pit field) รอยเว้าชนิดนี้เกิดบนผนังเซลล์ปฐมภูมิ
    1.1.4.2 รอยเว้าชนิดไม่มีขอบ (simple pit) รอยเว้าชนิดนี้เกิดขึ้นบนเซลล์ทุติยภูมิ โดยไม่มีส่วนขอบ ที่ยื่น เข้าไปปกคลุมส่วนที่เป็นโพรงรอยเว้า
    1.1.4.3 รอยเว้าชนิดมีขอบ (bordered pit) มีส่วนของผนังเซลล์ทุติยภูมิยื่นล้ำเป็นขอบเข้าไปในโพรง รอยเว้า จะพบในผนังเซลล์ของเซลล์เวสเซลในพืชดอก และเซลล์เทรคีต ของพืชพวกจิมโนสเปิร์ม
    1.2 เยื่อหุ้มเซลล์
    มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ 2 ชั้น แต่ละชั้นจะมีสารพวกโปรตีนและไขมันเป็นองค์ประกอบ เยื่อหุ้มเซลล์ ทำหน้าที่ควบคุมการเข้าออกของสารต่างๆ
  2. โพรโทพลาซึม
    เป็นส่วนของเซลลืที่บรรจุอยู่ภายในเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมด มีลักษณะคล้ายวุ้นหรือไข่ขาว โปร่งแสง ไม่มีสี และยืดหยุ่นได้ แบ่งออกได้เป็น 2 ส่วนคือ
    2.1ไซโทพลาซึม เป็นส่วนของโพรโทพลาซึมที่อยุ่นอกนิวเคลียสและผลผลิตที่ได้จากกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์ ซึ่งเป็นส่วนที่ไม่มีชีวิตภายในเซลล์ เรียกว่าสาร (erastic subatance) เช่นน้ำตาล แป้งผลึกต่างๆดังนี้
    2.1.1 (mitochondria) พบเฉพาะในเซลล์ยูคาริโอติกเซลล์ที่หายใจแบบใช้ออกซิเจน ชั้นนอกมีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่าน ชั้นในมีลักษณะพับไปมา เรียกรอยพับนี้ว่า cristae ภายในมี ของเหลวรวมเรียกว่าแมทริกซ์ (matrix) หน้าที่ของไมโทคอนเดรีย คือเป็นแหล่งสร้างพลังงาน ภายใน เซลล์ เป็นแหล่งสันดาปอาหาร และยังสังเคราะห์โปรตีนอีกด้วย
    2.1.2 เอนโดพลาสมิก เรติคูลัม endoplasmic reticulum (ER) จำแนกได้เป็น 2 ชนิด คือ
    2.1.2.1 E.R. ชนิดขรุขระ ได้แก่พวกที่มีไรโบโซมมาเกาะอยู่ภายนอก จึงทำให้ผิวขรุขระ
    2.1.2.1 ER. ชนิดเรียบ ได้แก่พวกที่ไม่มีไรโบโซมมาเกาะอยู่ภายนอก จึงทำให้ผิวเรียบ
    หน้าที่ของเอนโดพลาสมิก เรติคูลัม คือ ลำเลียงสารไปยังส่วนต่างๆของเซลล์
    2.1.3 ไรโบโซม มีลักษณะเป็นก้อนกลมหรือรูปไข่ขนาดเล็กมาก กระจายอยู่ทั่วไปในไซโทพลาซึม หน้าที่ของไรโบโซม คือ การสังเคราะห์โปรตีน
    2.1.4 กอลจิบอดี พบเฉพาะในยูคาริโอติกเซลล์ มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ มีหน้าที่ เป็นแหล่งเก็บสะสม สารที่เซลล์ผลิตขึ้นมา
    2.1.5 ไมโครบอดี (microbody) พบเฉพาะในยูคาริโอติกเซลล์จำแนกเป็นชนิดต่างๆได้ดังนี้
    2.1.6 ไมโครทิวบูล (microtubule) มีหน้าที่ช่วยลำเลียงสารเข้าออกจากกอลจิบอดี ควบคุมการ ไหลเวียน ของไวโทพลาซึม และช่วยการทำงานของเส้นใยสปินเดิลในขณะที่เซลล์แบ่งตัว
    2.1.7 พลาสติด (plastid) พบเฉพาะในเซลล์พืชชนิดยูคาริโอติกเซลล์จำแนกได้ 3 ชนิดคือ
    2.1.7.1 คลอโรพลาส มีสีเขียวภายในประกอบด้วย 2 ส่วน คือ กรานา และสโตมา โดยกรานาเป็นกลุ่ม ของไทลาคอยด์ ส่วนสโตมาเป็นของเหลวที่อยู่รอบๆกรานา
    2.1.7.2 ลิวโคพลาส ไม่มีสี พบมากในเซลล์พืชส่วนที่ไม่ถูกแสงหรืออยู่ในดิน ทำหน้าที่สะสมอาหาร พวกแป้ง โปรตีน และไขมัน
    2.1.7.3 โครโมพลาส มีสีต่างๆนอกจากสีเขียว พบได้มากในเซลล์กลีบดอกไม้ ใบไม้แก่ และผลไม้สุก
    2.1.8 แวคิวโอล (vacuoie) ในเซลล์พืชที่เกิดขึ้นใหม่จะมีแวคิวโอลจำนวนมากแต่มีขนาดเล็ก เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้นแวคิวโอลจะลดลงแต่มีขนาดใหญ่ขึ้น แวคิวโอลมีหน้าที่ ช่วยรักษาสภาพ ความเต่งตัว ของเซลล์ ช่วยรักษาสมดุลของน้ำภายในเซลล์
    2.2 นิวเคลียส
    ทำหน้าที่ ควบคุมกระบวนการต่างๆภายในเซลล์ได้แก่การแบ่งเซลล์ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
    2.2.1 เยื่อหุ้มนิวเคลียส มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ 2 ชั้น
    2.2.2 นิวคลีโอพลาซึม เป็นส่วนของโพรโทพลาซึมที่อยู่ภายในนิวเคลียส
    2.2.2.1 นิวคลีโอลัส มีลักษณะก้อกลม ไม่มีเยื่อหุ้มโดยปกติจะมีอยู่ 1อัน เป็นแหล่งสร้าง RNA
    2.2.2.2 โครโมโซม เป็นตัวกำหนดลักษณะทางพันธุกรรม.

ตอนที่3การแบ่งเซลล์

  1. ระยะอินเตอร์เฟส เป้นระยะที่นนานที่สุด มีการสังเคราะห์ DNA,RNA และโปรตีนแบ่งออกเป็น 3 ระยะย่อยๆได้ดังนี้
    1.1 ระยะ G1 มีการสังเคราะห์ RNA เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
    1.2 ระยะ S มีการจำลอง DNA เพิ่มขึ้นมาอีก 1 ชุด ทำให้แต่ละโครโมโซมประกอบด้วย 2 โครมาทิด
    1.3 ระยะ G2 การจำลอง DNA เสร็จสิ้นลง
  2. ระยะการแบ่งเซลล์
    2.1 การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส (mitotic cell division) เป็นการแบ่งเซลลของ์ร่างกายเพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ร่างกาย จะมีจำนวน โครโมโซมและชนิดของยีนส์ เหมือนกับเซลล์เดิมทุกประการ ในพืชจะพบกับเซลล์ของเนื้อเยื่อเจริญ ต่างๆ เช่น เนื้อเยื่อเจริญ ปลายยอด และเนื้อเยื่อเจริญแคมเบียม
    2.1.1 ระยะโพรเฟส โครโมโซมจะหดตัวสั้น แต่ละโครโมโซมจะประกอบด้วย 2 โครมาทิด
    2.1.2 ระยะเมทาเฟส โครโมโซมจะเคลื่อนที่มาเรียงกันตรงกลาง
    2.1.3 ระยะแอนาเฟส เซนโทรเมียร์จะแยกออกจากกัน 2 ส่วนโดยถูกเส้นใยสปินเดิล ดึงให้แยกกัน ไปสู่คนละข้างของเซลล์
    2.1.4 ระยะเทโลเฟส โครโมโซมเคลื่อนที่ไปถึงขั้วเซลล์แต่ละข้าง เส้นใยสปินเดิลค่อยๆสลายไป เยื่อหุ้มนิวเคลียสและนิวคลีโอลัสเกิดขึ้นทำให้เกิดเป็นนิวเคลียสใหม่ที่สมบูรณืทั้ง 2 นิวเคลียส

    2.2 การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (meiotic cell division)
    การแบ่งเซลล์แบบนี้ ส่วนมากพบใน germ cell (2n) ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงไปเป็น เซลล์ลูก(gamete) ที่ได้มีโครโมโซมเพียงครึ่งหนึ่งของ เซลล์แม่ (haploid cell, n)
    มี 2 ขั้นตอน ได้แก่
    2.1. Meiosis I (reductional division) เป็นการแบ่งเพื่อลดจำนวนโครโมโซม 2 ชุด เหลือ 1 ชุด
    (2n เป็น n) ในเซลล์ลูกแต่ละโครโมโซม ประกอบด้วย 2 chromatid ขั้นตอนในไมโอซิส I ประกอบด้วย
    2.2 ระยะเมทาเฟส I (metaphase I) เส้นใยสปินเเดิลที่ยึดกับฮอมอโลกัสโครโมโซม จะจัดโครโมโซม ให้มาอยู่ตรงกลางของเซลล์เป็นคู่ๆ โดยมีเซนโทรโซมอยู่คนละขั้วของ เซลล์เชื่อมต่อกันด้วยเส้นใยสปินเดิล ปลายหนึ่งของเส้นในสปินเดิลเกาะที่ไคนีโทคอร์ บริเวณ เซนโทรเมียร์ของแต่ละโครโมโซม
    2.3.ระยะแอนาเเฟส I (anaphase I) มีการแยกโครโมโซมออกจากกัน โดยแยกโครโมโซม ที่เข้าคู่กัน ออกจากกันไปคนละขั้วของเซลล์ โดยแต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิด
    2.4.ระยะเทโลเฟส I(telophase I) โครโมโซมจะมีการสร้างเยื่อหุ้มนิวเคลียสขึ้นมาล้อมรอบ ได้นิวเคลียส ใหม่ 2 นิวเคลียสและมีการสร้างนิวคลีโอลัสขึ้นมาใหม่ แต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิด จำนวนโครโมโซม ในระยะนี้ลดลงครึ่งหนึ่ง หรือเท่ากับ n ถ้าเซลล์เริ่มต้นเป็น 2n

    การแบ่งไซโทพลาซึม สำหรับในรอบที่ 1นี้ การแบ่งไซโทพลาซึมในเซลล์พืช และเซลล์สัตว์เกิดขึ้น เช่นเดียวกับการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส แต่การแบ่งไซโทพลาซึมในรอบที่ 1นี้อาจไม่เกิดขึ้นกับ เซลล์ทุกเซลล์ ในรอบที่ 2 ของการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส (meiosis II) ระยะอินเตอร์เฟส II (interphase II) ไม่มีการจำลองตัวเองของโครโมโซมเกิดขึ้น เนื่องจากในการแบ่งรอบที่ 1 โครโมโซมแต่ละโครโมโซมมี 2 โครมาทิดอยู่แล้ว การแบ่งนิวเคลียสในรอบที่ 2 ต่อจากระยะเทโลเฟส I ซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงในระยะต่างๆ ได้แก่ โพรเฟส II เมทาเฟสII แอนาเฟส II และเทโลเฟส II ตลอดจนการแบ่งไซโทพลาซึม เกิดขึ้นเช่นเดียวกับการแบ่งแบบไมโทซิส เมื่อสิ้นสุดการแบ่งเซลล์แบบ ไมโอซิส จึงจะได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์ และแต่ละเซลล์มีจำนวนโครโมโซม เท่ากับครึ่งหนึ่งของเซลล์เดิม

     


พัฒนาโดย นางสาวนงลักษณ์ ประสาทเกษการ เสนอ อาจารย์ภาสกร เรืองรอง รายวิชาเทคโนโลยีและสื่อสารการศึกษา 355201

สงวนลิขสิทธิ์ โดยคณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยนเรศวร พ.ศ.2547