Gyvų organizmų kūnai gali būtiatskira ląstelė, jų grupė ar didžiulis spiečius, suskaičiuojant milijardus tokių elementarių struktūrų. Pastarieji apima daugumą aukštesnių augalų. Ląstelių - pagrindinio gyvų organizmų struktūros ir funkcijų - tyrimas atliekamas citologija. Ši biologijos šaka pradėjo sparčiai vystytis atradus elektronų mikroskopą, patobulinus chromatografiją ir kitus biochemijos metodus. Apsvarstykite pagrindinius požymius, taip pat požymius, kuriais augalo ląstelė skiriasi nuo mažiausių bakterijų, grybelių ir gyvūnų struktūros struktūrinių vienetų.
Visko mažyčių struktūrinių elementų teorijapragyvenimas praėjo vystymosi kelią, matuojamą šimtais metų. Augalų ląstelių lukštų struktūrą pirmą kartą savo mikroskopu pamatė britų mokslininkas R. Hooke'as. Schleiden ir Schwann suformulavo bendruosius ląstelės hipotezės principus, prieš tai kiti tyrėjai padarė panašias išvadas.
Anglas R.Kablys mikroskopu ištyrė ąžuolo kamštienos skyrių ir rezultatus pateikė Karališkosios draugijos susirinkime Londone 1663 m. Balandžio 13 d. (Kitų šaltinių duomenimis, įvykis įvyko 1665 m.). Paaiškėjo, kad medžio žievė susideda iš mažų ląstelių, kurias Hooke vadina „ląstelėmis“. Šių kamerų sienas formuojančios bičių korių formos mokslininkas laikė gyvąja medžiaga, o ertmę pripažino negyva, pagalbine struktūra. Taip pat buvo įrodyta, kad augalų ir gyvūnų ląstelėse yra medžiaga, be kurios neįmanoma egzistuoti, ir viso organizmo veikla.
Svarbus R. atradimasHooke buvo sukurtas kitų mokslininkų, tyrusių gyvūnų ir augalų ląstelių struktūrą, darbuose. Panašius struktūrinius elementus mokslininkai stebėjo mikroskopiniuose daugialąsčių grybelių pjūviuose. Buvo nustatyta, kad gyvųjų organizmų struktūriniai vienetai turi savybę dalytis. Remdamiesi tyrimais, Vokietijos biologinio mokslo atstovai M. Schleidenas ir T. Schwannas suformulavo hipotezę, kuri vėliau tapo ląstelių teorija.
Augalų ir gyvūnų ląstelių palyginimas subakterijos, dumbliai ir grybeliai leido vokiečių tyrinėtojams padaryti tokią išvadą: R. Hucko aptiktos „kameros“ yra elementarūs struktūriniai vienetai, o jose vykstantys procesai yra gyvybinės daugumos Žemės organizmų veiklos pagrindas. Svarbų papildymą 1855 m. Pateikė R. Virchowas, pažymėdamas, kad vienintelis jų dauginimosi būdas yra ląstelių dalijimasis. Schleiden-Schwann teorija su patobulinimais tapo visuotinai pripažinta biologijoje.
Remiantis teorinėmis Schleiden irSchwann, organinis pasaulis yra tas, kuris įrodo panašią mikroskopinę gyvūnų ir augalų struktūrą. Be šių dviejų karalysčių, ląstelių egzistavimas būdingas grybeliams, bakterijoms ir nėra virusų. Gyvųjų organizmų augimą ir vystymąsi užtikrina naujų ląstelių atsiradimas jau esančių ląstelių dalijimosi procese.
Daugialąstelinis organizmas nėra tik kaupimasiskonstrukciniai elementai. Maži struktūros vienetai sąveikauja tarpusavyje, sudarydami audinius ir organus. Vienaląsčiai organizmai gyvena izoliuotai, o tai netrukdo jiems kurti kolonijų. Pagrindiniai ląstelės požymiai:
Gyvenimo evoliucijoje tapo vienu iš svarbiausių etapųbranduolio atskyrimas nuo citoplazmos naudojant apsauginę membraną. Ryšys išsaugomas, nes atskirai šios struktūros negali egzistuoti. Šiuo metu yra dvi viršvalstybinės karalystės - be branduolio ir branduoliniai organizmai. Antrąją grupę sudaro augalai, grybai ir gyvūnai, kurių tyrimą atlieka atitinkami mokslo ir biologijos skyriai. Augalo ląstelė turi branduolį, citoplazmą ir organoidus, kurie bus aptariami toliau.
Ant prinokusio arbūzo, obuolio ar bulvės pertraukėlėsplika akimi galite pastebėti struktūrines „ląsteles“, užpildytas skysčiu. Tai yra vaisių parenchimos ląstelės, kurių skersmuo yra iki 1 mm. Karnienos pluoštai yra pailgos struktūros, kurių ilgis žymiai viršija plotį. Pavyzdžiui, augalų ląstelė, vadinama medvilne, pasiekia 65 mm ilgį. Linų karnienos ir kanapių pluoštai turi linijinius matmenis 40–60 mm. Tipiškos ląstelės yra daug mažesnės - 20-50 mikronų. Šiuos mažus konstrukcinius elementus galima ištirti tik mikroskopu. Mažiausių augalų organizmo struktūrinių vienetų bruožai pasireiškia ne tik formos ir dydžio skirtumais, bet ir funkcijomis, atliekamomis audinių sudėtyje.
Branduolys ir citoplazma yra glaudžiai susiję irsąveikauja tarpusavyje, tai patvirtina mokslininkų tyrimai. Tai yra pagrindinės eukariotinės ląstelės dalys, nuo jų priklauso visi kiti struktūriniai elementai. Branduolys padeda kaupti ir perduoti genetinę informaciją, reikalingą baltymų sintezei.
Britų mokslininkas R. Brownas 1831 m. Pirmą kartą pastebėjo ypatingą mažą kūną (branduolį) orchidėjų šeimos augalo ląstelėje. Tai buvo branduolys, apsuptas pusiau skystos citoplazmos. Šios medžiagos pavadinimas, pažodžiui išvertus iš graikų kalbos, reiškia „pirminę ląstelių masę“. Jis gali būti skystesnis ar klampesnis, tačiau jis turi būti padengtas membrana. Išorinę ląstelės membraną daugiausia sudaro celiuliozė, ligninas, vaškas. Vienas iš augalų ir gyvūnų ląstelių požymių yra šios kietos celiuliozės sienos buvimas.
Augalo ląstelės vidus užpildytashialoplazma su joje suspenduotomis mažiausiomis granulėmis. Arčiau apvalkalo vadinamoji endoplazma pereina į klampesnę egzoplazmą. Būtent šios medžiagos užpildo augalo ląstelę ir yra biocheminių reakcijų bei junginių pernašos, organelių ir inkliuzų vieta.
Apie 70–85% citoplazmos yra vanduo,10-20% yra baltymai, kiti cheminiai komponentai - angliavandeniai, lipidai, mineraliniai junginiai. Augalų ląstelės turi citoplazmą, kurioje tarp galutinių sintezės produktų yra funkcijų bioreguliatoriai ir atsarginės medžiagos (vitaminai, fermentai, aliejai, krakmolas).
Augalų ir gyvūnų ląstelių palyginimas rodokad jie turi panašią branduolio struktūrą, esančią citoplazmoje ir užimančią iki 20% jos tūrio. Anglas R. Brownas, kuris pirmą kartą mikroskopu ištyrė šį svarbiausią ir pastovų visų eukariotų komponentą, pavadino jį nuo lotyniško žodžio nucleus. Branduolių išvaizda paprastai koreliuoja su ląstelių forma ir dydžiu, tačiau kartais skiriasi nuo jų. Privalomi struktūriniai elementai yra membrana, karilimfa, branduolys ir chromatinas.
Membranoje, atskiriančioje branduolį nuo citoplazmos,yra porų. Per juos medžiagos patenka iš branduolio į citoplazmą ir atgal. Karyolimfa yra skystas arba klampus branduolys, turintis chromatino sričių. Branduolyje yra ribonukleino rūgštis (RNR), kuri patenka į citoplazmos ribosomas ir dalyvauja baltymų sintezėje. Kitos nukleorūgšties, dezoksiribonukleino rūgšties (DNR), taip pat yra dideliais kiekiais. Pirmą kartą DNR ir RNR gyvūnų ląstelėse buvo aptiktos 1869 m., Vėliau aptiktos augaluose. Branduolys yra tarpląstelinių procesų „valdymo centras“ - vieta, kurioje kaupiama informacija apie viso organizmo paveldimas savybes.
Gyvūnų ir augalų ląstelių struktūra turireikšmingų panašumų. Citoplazmoje būtinai yra vidinių kanalėlių, užpildytų skirtingos kilmės ir sudėties medžiagomis. Granuliuotas EPS tipas nuo agranulinio skiriasi tuo, kad ant membranos paviršiaus yra ribosomos. Pirmasis dalyvauja baltymų sintezėje, antrasis vaidina angliavandenių ir lipidų susidarymą. Kaip nustatė mokslininkai, kanalai ne tik prasiskverbia į citoplazmą, bet ir yra susiję su kiekvienu gyvos ląstelės organoidu. Todėl EPS vertė yra labai vertinama kaip metabolizmo, bendravimo su aplinka sistemos dalyvis.
Augalų ar gyvūnų ląstelių struktūra yra sunkiįsivaizduokite be šių mažų dalelių. Ribosomos yra labai mažos ir jas galima pamatyti tik su elektroniniu mikroskopu. Organizme vyrauja baltymai ir ribonukleino rūgščių molekulės, yra nedidelis kalcio ir magnio jonų kiekis. Beveik visa ląstelės RNR yra sutelkta ribosomose, jos teikia baltymų sintezę, „surenkant“ baltymus iš aminorūgščių. Tuomet baltymai patenka į EPS kanalus ir yra tinklo pernešti visoje ląstelėje, prasiskverbia į branduolį.
Šie ląstelės organeliai laiko ją energingastočių, jos matomos padidinus įprastiniu šviesos mikroskopu. Mitochondrijų skaičius skiriasi labai plačiai, jų gali būti keli ar tūkstančiai. Organoido struktūra nėra labai sudėtinga, viduje yra dvi membranos ir matrica. Mitochondrijos susideda iš baltymų lipidų, DNR ir RNR ir yra atsakingos už ATP - adenozino trifosforo rūgšties biosintezę. Šiai augalo ar gyvūno ląstelės medžiagai būdingi trys fosfatai. Kiekvieno jų atskyrimas suteikia energijos, reikalingos visiems gyvybiniams procesams pačioje ląstelėje ir visame kūne. Priešingai, pridėjus fosforo rūgšties likučių, galima kaupti energiją ir perduoti ją šia forma visoje ląstelėje.
Apsvarstykite paveikslėlyje žemiauląstelių organelius ir įvardinkite tuos, kuriuos jau žinote. Atkreipkite dėmesį į didelę pūslelę (vakuolę) ir žalius plastidus (chloroplastus). Tai bus daugiau apie juos.
Kompleksinį korinį organoidą sudaro granulės,membranos ir vakuolės. Kompleksas buvo atidarytas 1898 m. Ir buvo pavadintas italų biologo vardu. Augalų ląstelių ypatumai yra tolygus Golgi dalelių pasiskirstymas visoje citoplazmoje. Mokslininkai mano, kad kompleksas yra būtinas vandens ir atliekų kiekiui reguliuoti, pašalinant medžiagų perteklių.
Organellai yra tik augalų audinių ląstelėsežalia spalva. Be to, yra bespalvių, geltonų ir oranžinių plastidų. Jų struktūra ir funkcijos atspindi augalų mitybos tipą, todėl jie gali pakeisti spalvą dėl cheminių reakcijų. Pagrindinės plastidų rūšys:
Augalo ląstelės struktūra siejama suorganinių medžiagų sintezės iš anglies dioksido ir vandens cheminės reakcijos naudojant šviesos energiją. Šio nuostabaus ir labai sudėtingo proceso pavadinimas yra fotosintezė. Reakcijos atliekamos chlorofilo dėka, būtent ši medžiaga sugeba užfiksuoti šviesos pluošto energiją. Žalio pigmento buvimas paaiškina būdingą lapų, žolinių stiebų, neprinokusių vaisių spalvą. Chlorofilas pagal savo struktūrą yra panašus į hemoglobino kiekį gyvūnų ir žmonių kraujyje.
Raudona, geltona ir oranžinė įvairių spalvųaugalų organai dėl chromoplastų buvimo ląstelėse. Jų pagrindas yra didelė karotinoidų grupė, atliekanti svarbų vaidmenį metabolizme. Leukoplastai yra atsakingi už krakmolo sintezę ir kaupimąsi. Plastidai auga ir dauginasi citoplazmoje, kartu su ja juda palei vidinę augalo ląstelės membraną. Juose gausu fermentų, jonų ir kitų biologiškai aktyvių junginių.
Dauguma ląstelių primena mažą maišelįpripildytas gleivių, kūnų, granulių ir burbuliukų. Įvairūs inkliuzai dažnai būna kietų mineralinių medžiagų kristalų, aliejaus lašų, krakmolo grūdelių pavidalu. Ląstelės glaudžiai kontaktuoja augalų audinių sudėtyje, visas gyvenimas priklauso nuo šių mažiausių struktūrinių vienetų, kurie sudaro visumą, aktyvumo.
Turint daugialąsčių struktūrą, yraspecializacija, kuri išreiškiama skirtingomis mikroskopinių struktūrinių elementų fiziologinėmis užduotimis ir funkcijomis. Juos daugiausia lemia audinių vieta augalo lapuose, šaknyse, stiebe ar generaciniuose organuose.
Pabrėžkime pagrindinius augalo ląstelės palyginimo su kitų gyvų organizmų elementariais struktūriniais vienetais elementus:
Tarp dumblių žinoma daugybė viengubų,laisvos gyvos ląstelės. Pavyzdžiui, chlamydomonas yra toks nepriklausomas organizmas. Nors augalai nuo gyvūnų skiriasi celiuliozės ląstelės sienelėje, gemalo ląstelėse trūksta tokio tankio lukšto - tai dar vienas organinio pasaulio vienybės įrodymas.
