Elävien organismien elimet voivat ollayksittäinen solu, niiden ryhmä tai valtava klusteri, lukumääräisesti miljardeja tällaisia alkeisrakenteita. Jälkimmäiset sisältävät suurimman osan korkeammista kasveista. Solun - elävien organismien rakenteen ja toimintojen pääelementin - tutkimus on mukana sytologiassa. Tämä biologian haara alkoi kehittyä nopeasti elektronimikroskoopin löytämisen, kromatografian parantamisen ja muiden biokemian menetelmien jälkeen. Tarkastellaan pääpiirteitä sekä piirteitä, joilla kasvisolu eroaa bakteerien, sienien ja eläinten rakenteen pienimmistä rakenneyksiköistä.
Pieni rakennuspalikateoria kaikestaeläminen kulki satojen vuosien mitatun kehityspolun. Kasvinsolukalvon rakenteen näki ensimmäisen kerran hänen mikroskoopissaan brittiläinen tiedemies R. Hooke. Soluhypoteesin yleiset säännökset muotoilivat Schleiden ja Schwann, ennen kuin muut tutkijat tekivät samanlaisia johtopäätöksiä.
Englishman R.Hooke tutki tammen korkkileikkausta mikroskoopilla ja esitteli tulokset Lontoon kuninkaallisen seuran kokouksessa 13. huhtikuuta 1663 (muiden lähteiden mukaan tapahtuma tapahtui vuonna 1665). Kävi ilmi, että puun kuori koostuu pienistä soluista, joita Hooke kutsui "soluiksi". Näiden kammioiden seinät, jotka muodostavat kuvion hunajakennoina, tutkija piti elävänä aineena, ja ontelo tunnistettiin elottomaksi apurakenteeksi. Myöhemmin todistettiin, että kasvien ja eläinten solujen sisällä ne sisältävät ainetta, jota ilman niiden olemassaolo ja koko organismin toiminta on mahdotonta.
Tärkeä löytö, kirjoittanut R.Hooke kehitettiin muiden tutkijoiden töissä, jotka tutkivat solujen rakennetta eläimissä ja kasveissa. Tutkijat havaitsivat samanlaisia rakenneelementtejä monisoluisten sienien mikroskooppisissa osissa. Todettiin, että elävien organismien rakenteellisilla yksiköillä on kyky jakaa. Tutkimuksen perusteella Saksan biologisen tieteen edustajat M. Schleiden ja T. Schwann muotoilivat hypoteesin, josta myöhemmin tuli soluteoria.
Kasvi- ja eläinsolujen vertailubakteerien, levien ja sienien avulla saksalaiset tutkijat pääsivät seuraavaan johtopäätökseen: R. Hooken löytämät "kammiot" ovat perusrakenneyksiköitä, ja niissä tapahtuvat prosessit ovat useimpien maapallon organismien elintärkeän toiminnan taustalla. R. Virchow teki tärkeän lisäyksen vuonna 1855 ja totesi, että solujen jakautuminen on ainoa tapa niiden lisääntymiseen. Schleiden-Schwann -teoria hienostuneineen on yleisesti hyväksytty biologiassa.
Schleidenin jaSchwann, orgaaninen maailma on yksi, mikä osoittaa eläinten ja kasvien samanlaisen mikroskooppisen rakenteen. Näiden kahden valtakunnan lisäksi solujen olemassaolo on ominaista sienille, bakteereille ja viruksille puuttuu. Elävien organismien kasvu ja kehitys varmistetaan uusien solujen syntymällä olemassa olevien solujen jakautumisprosessissa.
Monisoluinen organismi ei ole vain kasarakenneosat. Pienet rakenneyksiköt ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa muodostaen kudoksia ja elimiä. Yksisoluiset organismit elävät erillään, mikä ei estä niitä luomasta pesäkkeitä. Solun tärkeimmät merkit:
Elämän evoluutiossa yksi tärkeimmistä vaiheista oliytimen erottaminen sytoplasmasta käyttämällä suojakalvoa. Yhteys on säilynyt, koska näitä rakenteita ei voi olla erikseen. Tällä hetkellä on kaksi valtakuntaa - ydinvapaat ja ydinorganismit. Toisen ryhmän muodostavat kasvit, sienet ja eläimet, joita tutkivat vastaavat tieteenalat ja biologia yleensä. Kasvisolussa on ydin, sytoplasma ja organellit, joita käsitellään jäljempänä.
Kypsän vesimelonin, omenan tai perunan taukonesteellä täytetyt rakenteelliset "solut" voidaan nähdä paljaalla silmällä. Nämä ovat sikiön parenkyymisoluja, joiden halkaisija on enintään 1 mm. Bast-kuidut ovat pitkänomaisia rakenteita, joiden pituus ylittää merkittävästi leveyden. Esimerkiksi puuvillakasviksi kutsutun kasvin solun pituus on 65 mm. Pellavan ja hampun kuitujen lineaariset mitat ovat 40–60 mm. Tyypilliset solut ovat paljon pienempiä - 20-50 um. Tällaisia pieniä rakenneelementtejä voidaan tarkastella vain mikroskoopilla. Kasviorganismin rakenteiden pienimpien yksiköiden piirteet ilmenevät paitsi muodon ja koon eroissa, myös kudosten koostumuksessa tehtävissä toiminnoissa.
Ydin ja sytoplasma liittyvät läheisesti toisiinsa javuorovaikutuksessa toistensa kanssa, minkä tutkijat vahvistavat. Nämä ovat eukaryoottisen solun pääosat; kaikki muut rakenteelliset elementit riippuvat niistä. Ydin palvelee proteiinisynteesin edellyttämän geneettisen tiedon keräämistä ja välittämistä.
Brittiläinen tiedemies R. Brown huomasi vuonna 1831 orkideaperheen kasvin solussa ensimmäisen kerran erityisen pienen rungon (ytimen). Se oli ydin, jota ympäröi puolinesteinen sytoplasma. Tämän aineen nimi tarkoittaa kirjaimellisessa käännöksessä kreikaksi "primaarisolumassa". Se voi olla nestemäisempi tai viskoosimpi, mutta se on peitettävä kalvolla. Solun ulkokalvo koostuu pääasiassa selluloosasta, ligniinistä, vahasta. Yksi kasvi- ja eläinsolujen tunnusmerkeistä on tämän kiinteän selluloosaseinän läsnäolo.
Kasvisolun sisäpuoli on täytettyhyaloplasma, johon on ripustettu pienimmät rakeet. Lähempänä kuorta ns. Endoplasma siirtyy viskoosimpaan eksoplasmaan. Nämä aineet täyttävät kasvisolun, ja ne toimivat paikkana biokemiallisille reaktioille ja yhdisteiden kuljettamiselle, organellien sijoittamiselle ja sulkeumille.
Noin 70-85% sytoplasmasta on vettä,10-20% on proteiineja, muita kemiallisia komponentteja - hiilihydraatteja, lipidejä, mineraaliyhdisteitä. Kasvisoluilla on sytoplasma, jossa synteesin lopputuotteiden joukossa on toimintojen bioregulaattoreita ja varaaineita (vitamiineja, entsyymejä, öljyjä, tärkkelystä).
Kasvi- ja eläinsolujen vertailu osoittaaettä niillä on samanlainen rakenne solussa, joka sijaitsee sytoplasmassa ja vie jopa 20% sen tilavuudesta. Englantilainen R. Brown, joka ensin tutki tätä kaikkien eukaryoottien tärkeintä ja vakiokomponenttia mikroskoopilla, antoi sille nimen latinankielisestä sanasta ydin. Ytimien ulkonäkö korreloi yleensä solujen muodon ja koon kanssa, mutta joskus eroaa niistä. Pakollisia rakenneelementtejä ovat kalvo, karyolymfa, nukleoli ja kromatiini.
Kalvossa, joka erottaa ytimen sytoplasmasta,on huokosia. Niiden kautta aineet tulevat ytimestä sytoplasmaan ja takaisin. Karyolymfi on nestemäinen tai viskoosi ydinsisältö, jossa on kromatiinialueita. Ydin sisältää ribonukleiinihappoa (RNA), joka tunkeutuu sytoplasman ribosomeihin osallistuakseen proteiinisynteesiin. Toista nukleiinihappoa, deoksiribonukleiinihappoa (DNA), on myös läsnä suurina määrinä. DNA ja RNA löydettiin ensimmäisen kerran eläinsoluista vuonna 1869, myöhemmin kasveista. Ydin on solunsisäisten prosessien "valvontakeskus", paikka, johon tallennetaan tietoa koko organismin perinnöllisistä ominaisuuksista.
Eläinten ja kasvien solujen rakenteella onmerkittäviä yhtäläisyyksiä. Sisäputket, jotka on täytetty eri alkuperää ja koostumusta omaavilla aineilla, ovat välttämättä läsnä sytoplasmassa. EPS: n rakeinen tyyppi eroaa agranulaarisesta tyypistä ribosomien läsnäololla kalvon pinnalla. Ensimmäinen on mukana proteiinien synteesissä, toisella on rooli hiilihydraattien ja lipidien muodostumisessa. Kuten tutkijat havaitsivat, kanavat eivät vain läpäise sytoplasmaa, vaan ne liittyvät elävän solun kaikkiin organoideihin. Siksi EPS: n arvoksi arvioidaan erittäin korkea osallistuminen aineenvaihduntaan, ympäristöön viestintäjärjestelmään.
Kasvien tai eläinten solurakenne on vaikeaKuvittele ilman näitä pieniä hiukkasia. Ribosomit ovat hyvin pieniä, ja ne voidaan nähdä vain elektronimikroskoopilla. Ribonukleiinihappojen proteiinit ja molekyylit ovat hallitsevia kehossa, kalsium- ja magnesiumioneja on pieni määrä. Lähes kaikki solun RNA on keskittynyt ribosomeihin; ne tarjoavat proteiinisynteesin "keräämällä" proteiineja aminohapoista. Sitten proteiinit pääsevät EPS-kanaviin ja verkko kuljettaa niitä solussa, tunkeutuvat ytimeen.
Nämä solun organellit pitävät sitä energisenäasemat, ne ovat näkyvissä suurennettaessa tavanomaisella valomikroskoopilla. Mitokondrioiden määrä vaihtelee hyvin laajalla alueella, niitä voi olla muutama tai tuhansia. Organoidin rakenne ei ole kovin monimutkainen, sen sisällä on kaksi kalvoa ja matriisi. Mitokondriot koostuvat proteiinilipideistä, DNA: sta ja RNA: sta, ja ne vastaavat ATP - adenosiinitrifosforihapon biosynteesistä. Tämä kasvi- tai eläinsolun aineelle on ominaista kolmen fosfaatin läsnäolo. Kummankin jakaminen antaa tarvittavan energian kaikkiin elintärkeisiin prosesseihin solussa ja koko kehossa. Päinvastoin, fosforihappotähteiden lisääminen mahdollistaa energian varastoinnin ja siirtämisen tässä muodossa koko soluun.
Harkitse alla olevassa kuvassasolun organellit ja nimeä ne, jotka jo tunnet. Huomaa suuri vesikkeli (vacuole) ja vihreät plastidit (kloroplastit). Se tulee olemaan enemmän heistä.
Monimutkainen soluorganoidi koostuu rakeista,kalvot ja vakuolit. Kompleksi avattiin vuonna 1898 ja nimettiin italialaisen biologin mukaan. Kasvisolujen erityispiirteet ovat Golgi-hiukkasten tasaisessa jakautumisessa koko sytoplasmassa. Tutkijat uskovat, että kompleksi on välttämätön veden ja jätetuotteiden säätelemiseksi ja ylimääräisten aineiden poistamiseksi.
Vain kasvien kudossolut sisältävät organoidejavihreä väri. Lisäksi on värittömiä, keltaisia ja oransseja plastideja. Niiden rakenne ja toiminnot heijastavat kasvien ravintotyyppiä, ja ne pystyvät vaihtamaan väriä kemiallisten reaktioiden vuoksi. Tärkeimmät muovityypit:
Kasvisolun rakenne liittyykemialliset reaktiot orgaanisen aineen synteesissä hiilidioksidista ja vedestä käyttämällä valoa. Tämän hämmästyttävän ja erittäin monimutkaisen prosessin nimi on fotosynteesi. Reaktiot toteutetaan klorofyllin ansiosta, juuri tämä aine pystyy sieppaamaan valonsäteen energian. Vihreän pigmentin läsnäolo selittää lehtien, nurmivarren, kypsymättömien hedelmien ominaisvärin. Klorofylli on rakenteeltaan samanlainen kuin eläinten ja ihmisten veren hemoglobiini.
Punainen, keltainen ja oranssi väri erilaisiakasvielimet kromoplastien läsnäolon vuoksi soluissa. Ne perustuvat suureen ryhmään karotenoideja, joilla on tärkeä rooli aineenvaihdunnassa. Leukoplastit ovat vastuussa tärkkelyksen synteesistä ja kertymisestä. Plastidit kasvavat ja lisääntyvät sytoplasmassa, yhdessä sen kanssa ne liikkuvat kasvisolun sisäkalvoa pitkin. Ne sisältävät runsaasti entsyymejä, ioneja ja muita biologisesti aktiivisia yhdisteitä.
Suurin osa soluista muistuttaa pientä pussiatäynnä limaa, kappaleita, rakeita ja kuplia. Erilaisia sulkeumia esiintyy usein kiinteiden mineraalisten kiteiden, öljypisaroiden ja tärkkelysjyvien muodossa. Solut ovat läheisessä kosketuksessa kasvikudosten koostumuksessa, elämä kokonaisuutena riippuu näiden pienimpien kokonaisuuden muodostavien rakenteellisten yksiköiden aktiivisuudesta.
Monisoluisella rakenteella onerikoistuminen, joka ilmaistaan mikroskooppisten rakenneosien erilaisissa fysiologisissa tehtävissä ja toiminnoissa. Ne määräytyvät pääasiassa kudosten sijainnin mukaan kasvin lehdissä, juuressa, varressa tai generatiivisissa elimissä.
Korostetaan kasvisolun vertaamisen pääelementtejä muiden elävien organismien perusrakenteisiin:
Levistä tunnetaan monia yksittäisiä,vapaat elävät solut. Esimerkiksi klamydomonas on sellainen itsenäinen organismi. Vaikka kasvit eroavat eläimistä selluloosasoluseinän läsnä ollessa, sukusoluista puuttuu niin tiheä kuori - tämä on toinen osoitus orgaanisen maailman yhtenäisyydestä.
