فصل 11 (علوم تجربی هفتم)
یاخته؛ کوچکترین واحد زنده
یاخته (سلول) کوچکترین واحد سازنده و کارکننده در موجودات زنده است. هر ساختار زندهٔ بدن از یاخته ساخته شده و هر کاری که در بدن انجام میشود، کار یاختههای همان بخش است. به همین دلیل یاخته را واحد ساختار و عمل مینامند.
شکل هر یاخته با کارش تناسب دارد: یاختهٔ پوستی فشرده و ضخیم (محافظت)، ماهیچهای دوکیشکل (حرکت)، عصبی دراز و کشیده (انتقال پیام)، خونی گرد (حرکت آسان در رگ). هر سانتیمتر مربع پوست حدود ۱۰۰ هزار یاخته دارد و بدن انسان از هزاران میلیارد یاخته ساخته شده است.
سه بخش مشترک همهٔ یاختهها
۱) غشای یاخته: پوششی که تمام یاخته را احاطه میکند. دو وظیفه دارد: محافظت از یاخته و تنظیم ورود و خروج مواد. غشا نفوذپذیری انتخابی دارد، یعنی به هر مادهای اجازهٔ عبور نمیدهد.
| ماده در غشا | نقش |
|---|---|
| لیپید (چربی) | مادهٔ اصلی و سازندهٔ ساختار غشا |
| پروتئین | کارهای ویژه، مثل انتقال مواد |
| کربوهیدرات | شناسایی و ارتباط با یاختههای دیگر |
چرا غشا از چربی ساخته شده؟ چون چربی در آب حل نمیشود و سدی مناسب برای کنترل ورود و خروج مواد میسازد.
۲) میانیاخته (سیتوپلاسم): بخشی که بین غشا و هسته است و اندامکها، نمکها و آنزیمها در آن قرار دارند. اندامک ساختاری درون یاخته است که کار ویژهای انجام میدهد — درست مثل اندامهای بدن ما.
۳) هسته: مرکز فرماندهی یاخته که فعالیتها، شکل و اندازهٔ آن را تنظیم میکند. در گیاهان، جانوران، قارچها و آغازیان هسته پوشش دارد، اما در باکتریها مواد هستهای پوشش ندارند و آزادانه در میانیاخته پخشاند.
اندامکها — یاخته مثل یک کارخانه
| بخش کارخانه | اندامک |
|---|---|
| دروازهٔ ورود و خروج | غشای یاخته |
| اداره مدیریت | هسته |
| نیروگاه | راکیزه (میتوکندری) |
| بخش تولید | رناتن (ریبوزوم) |
| شبکهٔ حملونقل | شبکهٔ درمیانیاختهای (آندوپلاسمی) |
| بستهبندی و توزیع | دستگاه گلژی |
| انبار | کریچه (واکوئول) |
راکیزه (میتوکندری) انرژی مورد نیاز یاخته را تولید میکند؛ هر چه یاخته پرکارتر باشد، راکیزهٔ بیشتری دارد (مثل یاختههای ماهیچهای). رناتن (ریبوزوم) پروتئین میسازد و در همهٔ یاختهها هست. دستگاه گلژی مواد تولیدشده را بستهبندی و ترشح میکند. کریچه (واکوئول) آب، مواد غذایی و مواد دفعی را ذخیره میکند. سبزدیسه (کلروپلاست) فقط در یاختهٔ گیاهی است و محل فتوسنتز؛ رنگ سبز گیاهان از همین اندامک میآید.
نکتهٔ مهم: رناتن تنها اندامکی است که پوشش (غشا) ندارد.
یاختهٔ گیاهی در برابر یاختهٔ جانوری
هر دو غشا، هسته، میانیاخته، راکیزه، رناتن، شبکهٔ آندوپلاسمی و دستگاه گلژی دارند. تفاوتها فقط سهتاست:
| مشخصه | گیاهی | جانوری |
|---|---|---|
| دیوارهٔ یاخته | دارد | ندارد |
| سبزدیسه | دارد | ندارد |
| واکوئول مرکزی | بزرگ و مشخص | ندارد یا خیلی کوچک |
یاختهٔ گیاهی شکل منظمتری دارد چون دیوارهٔ یاخته (از جنس سلولز) به آن استحکام میدهد. با اینکه یاختهٔ گیاهی سبزدیسه دارد، به راکیزه هم نیاز دارد: سبزدیسه فقط در نور کار میکند و مادهٔ غذایی میسازد، اما این راکیزه است که شب و روز از آن مواد، انرژی قابلاستفاده (ATP) استخراج میکند.
رنگآمیزی یاختهها: بعضی اندامکها بدون رنگآمیزی دیده نمیشوند. آبی متیل غشا و هسته را رنگ میکند (برای دیدن یاختههای پوششی دهان) و لوگول (ید) دیسههای ذخیرهای را؛ اگر دیسههای سیبزمینی با لوگول تیره شدند، یعنی در آنها نشاسته ذخیره شده است.
سازمانبندی یاختهها
در جانداران پُریاختهٔ پیشرفته، یاختهها تنها کار نمیکنند بلکه تقسیم کار دارند:
- تکیاختهای: فقط یک یاخته همهٔ کارهای حیاتی را انجام میدهد (مثل باکتری).
- پُریاختهای ساده: یاختهها کنار هماند اما هرکدام میتواند مستقل زندگی کند (مثل جلبک رشتهای).
- پُریاختهای پیشرفته: هر دسته یاخته شکل و کار ویژهای دارد و بدون بقیه نمیتواند زنده بماند.
بافت اجتماع یاختههای مشابه و همکار است که با هم یک کار انجام میدهند. چهار بافت اصلی بدن انسان: پوششی (پوشش و محافظت، تبادل مواد)، پیوندی (اتصال و پشتیبانی و حملونقل — خون، استخوان، غضروف، چربی)، عصبی (انتقال پیام)، ماهیچهای (حرکت). بافت پیوندی بیشترین تنوع را دارد.
اندام از چند بافت متفاوت ساخته میشود (معده، کلیه، قلب، مغز) و دستگاه از چند اندام هموظیفه (دستگاه گوارش، گردش خون، تنفس).
چند نکتهٔ خوب برای دانستن
کشف یاخته: رابرت هوک در سال ۱۶۶۵ با میکروسکوپ ابتدایی خود ساختارهای اتاقکمانندی را در چوبپنبه دید و نام «یاخته» (cell، یعنی اتاقک) را روی آنها گذاشت — آنچه او دید دیوارهٔ یاختهٔ مرده بود، نه یاختهٔ زنده.
نظریهٔ درونهمزیستی: راکیزه و سبزدیسه هر دو DNA مخصوص خودشان را دارند و میتوانند مستقل از هسته تقسیم شوند. به همین دلیل نظریهای معتبر میگوید این دو زمانی باکتریهای مستقلی بودهاند که وارد یاختههای بزرگتر شده و به اندامک تبدیل شدهاند.
تلههای رایج
- غشا دیوار بسته نیست؛ یک صافی هوشمند با نفوذپذیری انتخابی است.
- همهٔ یاختهها هستهٔ پوششدار ندارند؛ باکتریها پروکاریوت (پیشهستهای)اند و گیاهی و جانوری یوکاریوت.
- بافت و اندام یکی نیستند: بافت از یاختههای مشابه ساخته میشود، اندام از چند بافت متفاوت (قلب = ماهیچهای + عصبی + پیوندی).
- تکیاختهای بودن یعنی «یک یاخته»، نه «ساده بودن»؛ آمیب با یک یاخته شکار میکند.
- یاختهها بینهایت بزرگ نمیشوند: با بزرگشدن، حجم بسیار سریعتر از سطح غشا زیاد میشود و تبادل مواد کم میآورد؛ برای همین یاختهها بهجای بزرگ شدن، تقسیم میشوند.
نمونه سؤال
سؤال ۱. دانشآموزی برگ گیاهی را زیر میکروسکوپ میبیند: یاختههایی با دیوارهٔ ضخیم، اندامکهای سبزرنگ و یک حفرهٔ بزرگ در وسط. سپس همان برگ را مدت طولانی در تاریکی کامل میگذارد. کدام گزینه دربارهٔ فعالیت اندامکها در تاریکی درست است؟
۱) سبزدیسه و راکیزه هر دو کاملاً از فعالیت میایستند.
۲) سبزدیسه دیگر فتوسنتز نمیکند، اما راکیزه همچنان میتواند از ذخایر غذایی موجود انرژی بسازد.
۳) راکیزه از فعالیت میایستد، اما سبزدیسه در تاریکی هم فتوسنتز میکند.
۴) فعالیت هر دو اندامک بدون وابستگی به نور ادامه دارد.
پاسخ: گزینهٔ ۲. سبزدیسه فقط در حضور نور فتوسنتز میکند، پس در تاریکی این فرایند متوقف میشود. اما راکیزه به نور وابسته نیست؛ کارش استخراج انرژی از مواد غذایی است و تا وقتی ذخیرهٔ غذایی باقی باشد، شب و روز ادامه دارد. گزینهٔ ۳ نقش دو اندامک را برعکس کرده و گزینهٔ ۴ نادرست است چون سبزدیسه دقیقاً به نور وابسته است.
سؤال ۲. کدام گزینه دربارهٔ تفاوت یاختهٔ گیاهی و جانوری نادرست است؟
۱) یاختهٔ گیاهی دیوارهٔ یاختهای دارد، یاختهٔ جانوری ندارد.
۲) یاختهٔ گیاهی میتواند سبزدیسه داشته باشد، یاختهٔ جانوری ندارد.
۳) راکیزه فقط در یاختهٔ گیاهی وجود دارد.
۴) واکوئول مرکزی در یاختهٔ گیاهی بزرگ و مشخص است.
پاسخ: گزینهٔ ۳ نادرست است و پاسخ سؤال. راکیزه در هر دو نوع یاخته وجود دارد، چون هر دو برای تولید انرژی به آن نیاز دارند. گزینههای ۱، ۲ و ۴ دقیقاً همان سه تفاوت واقعیاند.