Კეიჯი მცენარეები. მცენარეთა უჯრედების თვისებები

ცოცხალი ორგანიზმების ორგანოები შეიძლება იყოს ერთი უჯრედი, მათი ჯგუფი ან მილიარდობით ასეთი ელემენტარული სტრუქტურების უზარმაზარი კასეტური. უმაღლესი მცენარეთა უმეტესობა ეკუთვნის ამ უკანასკნელს . საკანში შესწავლა - ცოცხალი ორგანიზმების სტრუქტურისა და ფუნქციების ძირითადი ელემენტი - ციტოლოგიაშია ჩართული. ბიოლოგიის ეს მონაკვეთი სწრაფად განვითარდა ელექტრონული მიკროსკოპის აღმოჩენის შემდეგ, ქრომატოგრაფიის სრულყოფა და ბიოქიმიის სხვა მეთოდების სრულყოფა. განვიხილოთ ძირითადი მახასიათებლები, ისევე როგორც თვისებები, რომლითაც მცენარეთა უჯრედი განსხვავდება ბაქტერიების, სოკოების და ცხოველების სტრუქტურული ქვედანაყოფებიდან.

რ. ჰუკის უჯრედის აღმოჩენა

ყველა ცოცხალი არსების სტრუქტურის პატარა ელემენტების თეორია განვითარების გზას გადააჭარბებს, ასობით წლის განმავლობაში. მცენარეთა უჯრედების ჭურვის სტრუქტურა პირველად იქნა აღმოჩენილი მისი მიკროსკოპით ბრიტანელი მეცნიერის რ. ჰუკის მიერ. ფიჭური ჰიპოთეზის ზოგადი დებულებები ჩამოყალიბდა Schleiden- მა და Schwann- მა, სანამ მსგავსი კვლევები სხვა მკვლევარებმა გააკეთეს.

ინგლისელი რ. ჰუკი შეისწავლა მიკროსკოპში მუხის დანამატის ნაჭერი და გამოაქვეყნა შედეგები ლონდონის სამეფო საზოგადოების შეხვედრაზე 1663 წლის 13 აპრილს (სხვა წყაროების მიხედვით, მოვლენა მოხდა 1665 წელს). აღმოჩნდა, რომ ხის ქერქი შედგება პატარა უჯრედებისგან, რომელსაც ჰუკე "უჯრედები" უწოდეს. ამ პალატების კედლები ქმნიან ნიმუშს honeycombs სახით, მეცნიერი განიხილა ცოცხალი ნივთიერება და ღრუს აღიარებულ იქნა უსიცოცხლო, დამხმარე სტრუქტურის სახით. მოგვიანებით დადასტურდა, რომ მცენარეებისა და ცხოველების უჯრედებში შეიცავს ნივთიერებას, რომლის გარეშეც მათი არსებობა შეუძლებელია და მთელი ორგანიზმის საქმიანობა.

უჯრედის თეორია

რ. ჰუკის მნიშვნელოვანი აღმოჩენა შემუშავდა სხვა მეცნიერების ნაწარმოებებში, რომლებიც სწავლობდნენ ცხოველებისა და მცენარეთა უჯრედების სტრუქტურას . სტრუქტურის მსგავსი ელემენტები შეიმჩნევა მეცნიერებმა მულტიკულური სოკოების მიკროსკოპული მონაკვეთებზე. აღმოჩნდა, რომ ცოცხალი ორგანიზმების სტრუქტურულ ერთეულებს აქვთ გაყოფის უნარი. კვლევის საფუძველზე გერმანიის ბიოლოგიური მეცნიერების წარმომადგენლებმა მ. შლეიდენმა და თ. შვმანმა ჩამოაყალიბეს ჰიპოთეზა, რომელიც მოგვიანებით გახდა ფიჭური თეორია.

მცენარეთა და ცხოველური უჯრედების შედარება ბაქტერიასთან, წყალმცენარეებთან და სოკოებთან ერთად გერმანელმა მკვლევარებმა მისცეს შემდეგ დასკვნამდე: რ. ჰუკის მიერ აღმოჩენილი "პალატები" ელემენტარული სტრუქტურული ერთეულებია და მათში მომხდარი პროცესები წარმოადგენს დედამიწის უმრავლესობის სასიცოცხლო საქმიანობის ძირითად საფუძველს. მნიშვნელოვანი დამატება გაკეთდა რ. ვირჯოუ 1855 წელს და აღნიშნა, რომ უჯრედების განყოფილება მათი გამრავლების ერთადერთი გზაა. Schleiden-Schwann თეორია ერთად refinements გახდა ზოგადად მიღებული ბიოლოგიის.

უჯრედი - სტრუქტურის ყველაზე პატარა ელემენტი და მცენარეების სასიცოცხლო საქმიანობა

Schleiden და Schwann თეორიული განცხადებების თანახმად, ორგანული სამყარო არის ერთი, რომელიც ადასტურებს ცხოველებისა და მცენარეთა მსგავსი მიკროსკოპული სტრუქტურას. ამ ორი სამეფოს გარდა, უჯრედის არსებობა დამახასიათებელია სოკოების, ბაქტერიების და ვირუსების გარეშე. ცოცხალ ორგანიზმთა ზრდა და განვითარება ახდენს ახალი საკნების წარმოქმნას არსებულთა გამიჯვნის პროცესში.

მულტიკულური ორგანიზმი არ არის მხოლოდ სტრუქტურული ელემენტების კასეტა. სტრუქტურის მცირე ნაწილები ერთმანეთთან ურთიერთქმედებენ, ქსოვილებსა და ორგანოებს ქმნიან. Unicellular ორგანიზმები ცხოვრობენ იზოლაციაში, რომელიც არ იცავს მათ კოლონიების შესაქმნელად. უჯრედის ძირითადი ნიშნებია:

• დამოუკიდებელი არსებობის უნარი;
• საკუთარი მეტაბოლიზმი;
• თვითმმართველობის რეპროდუცირება;
• განვითარება.

სიცოცხლის ევოლუციის დროს, ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპი იყო ციტოპლაზმის ბირთვიდან გამოყოფა დამცავი მემბრანის მეშვეობით. კომუნიკაცია გადარჩა, რადგან ცალკეული სტრუქტურები არ არსებობს. დღეისათვის, ორი სუპერ-სამეფოს - ბირთვული და ბირთვული ორგანიზმები გამოირჩევა. მეორე ჯგუფი შედგება მცენარეთა, სოკოს და ცხოველებისგან, რომლებიც სწავლობენ მეცნიერების და ბიოლოგიის შესაბამის მონაკვეთებს. მცენარის უჯრედს აქვს ბირთვი, ციტოპლაზმა და ორგანიზმებმა, რომლებიც ქვემოთ განიხილება.

მცენარეული უჯრედების მრავალფეროვნება

მწიფე საზამთრო, ვაშლი ან კარტოფილი, თხევადი სავსე სტრუქტურული "უჯრედები" გაჟღენთილი თვალით ჩანს. ეს არის ხილის პარრენიმიის უჯრედები, რომლებსაც აქვთ 1 მმ დიამეტრი. ბასტი ბოჭკოები უწყვეტი სტრუქტურებია, რომელთა სიგრძე მნიშვნელოვნად აღემატება სიგანეს. მაგალითად, მცენარეული უჯრედი, რომელსაც ბამბა ეწოდება, 65 მმ სიგრძის აღწევს. ქსოვილისა და კანაფის ბოჭკოს აქვს 40-60 მმ ხაზის ზომები. ტიპიური უჯრედები ბევრად ნაკლებია -20-50 მიკრონი. ასეთი პატარა სტრუქტურული ელემენტების გათვალისწინება შესაძლებელია მხოლოდ მიკროსკოპით. მცენარეთა ორგანიზმის სტრუქტურის ყველაზე პატარა ელემენტების თვისებები გამოიხატება არა მხოლოდ ფორმის და ზომის განსხვავებებში, არამედ ქსოვილებში შესრულებულ ფუნქციებში.

Cage ქარხანა: ძირითადი მახასიათებლები სტრუქტურა

ბირთვი და ციტოპლაზმა ერთმანეთთან მჭიდროდ ურთიერთქმედებენ და ურთიერთქმედებენ, რაც მეცნიერებმა დაადასტურეს. ეს არის ეუკარიოტული უჯრედის ძირითადი ნაწილები, სტრუქტურის ყველა სხვა ელემენტი მათზეა დამოკიდებული. ბირთვი ემსახურება გენეტიკური ინფორმაციის დაგროვებასა და გადაცემას ცილის სინთეზისთვის საჭირო.

ბრიტანელი მეცნიერი რ ბრაუნი 1831 წელს პირველად შეამჩნიეს ორქიდეის ოჯახში არსებული უჯრედების მცენარეთა სპეციფიკურ სხეულში (ბირთვი). ეს იყო ბირთვი, რომელიც გარშემორტყმულია ნახევარგამტარული ციტოპლაზმით. ამ ნივთიერების სახელი ნიშნავს ლიტერატურულ თარგმანს საბერძნეთის "პირველადი უჯრედების მასიდან". ეს შეიძლება იყოს უფრო თხევადი ან ბლანტი, მაგრამ აუცილებლად დაფარულია მემბრანა. უჯრედის გარე ჭურვი შედგება ძირითადად ცელულოზის, ლიგინის, ცვილისაგან. მცენარეთა და ცხოველური უჯრედების გამოყოფის ერთ-ერთი ნიშანია ეს ძლიერი ცელულოზის კედლის არსებობა.

ციტოპლაზმის სტრუქტურა

მცენარეთა უჯრედების შიდა ნაწილი ივსება ჰიალოპლაზმაში, რომელიც შეჩერებულია ჯარიმის გრანულებით. ჭურვი უფრო ახლოს, ე.წ. ენდოპლაზმა უფრო ბლანტი ეზოპლაზმს მიაღწევს. ეს ნივთიერებები, რომლებიც შეავსებენ მცენარეთა უჯრედს, რომელიც წარმოადგენს ბიოქიმიური რეაქციების ნაკადს და ნაერთების ტრანსპორტირებას, ორგანიზმებისა და ინკლუზიის განთავსებას.

ციტოპლაზმის დაახლოებით 70-85% წყალია, 10-20% არის ცილები, სხვა ქიმიური კომპონენტები - ნახშირწყლები, ლიპიდები, მინერალური ნაერთები. მცენარეთა უჯრედებს აქვთ ციტოპლაზმა, რომელშიც სინთეზის საბოლოო პროდუქტებს შორისაა ბიორეგულატორები ფუნქციებისა და სარეზერვო ნივთიერებების (ვიტამინები, ფერმენტები, ზეთები, სახამებელი).

ბირთვის

მცენარეებისა და ცხოველების უჯრედების შედარება გვიჩვენებს, რომ მათ აქვთ ბირთვული ანალოგიური სტრუქტურა, რომელიც ციტოპლაზმაშია განთავსებული და მისი მოცულობის 20% -ს შეადგენს. ინგლისელი რ. ბრაუნი, რომელმაც პირველად მიიჩნია, რომ ეს ეკორეოტების ყველაზე მნიშვნელოვანი და მუდმივი კომპონენტია მიკროსკოპის ქვეშ, მისთვის ლათინური სიტყვა ბირთვიდან სახელი მიენიჭა. უჯრედების გამოჩენა ჩვეულებრივ უჯრედების ფორმასა და ზომას უკავშირდება, მაგრამ ზოგჯერ განსხვავდება მათგან. სტრუქტურის სავალდებულო ელემენტები - მემბრანა, კეროლიმფი, ბირთვი და ქრომატინი.

მემბრანაში ბირთვი განლაგდება ციტოპლაზმისაგან, არსებობს პორები. მათი საშუალებით ნივთიერებები ბირთვიდან ციტოპლაზმისა და უკან დაბრუნდება. Cariolymph არის თხევადი ან ბლანტი ბირთვული შინაარსი ქრომატინის უბნებით. ბირთვში შეიცავს ribonucleic მჟავა (RNA), რომელიც ციტოპლაზმის რინომოსში შედის ციტოვანი სინთეზში მონაწილეობის მისაღებად. სხვა ნუკლეინის მჟავა, დეზოქსირიბონუკლეური (დნმ), ასევე დიდი რაოდენობითაა წარმოდგენილი. დნმ-ისა და რნმ-ს პირველად აღმოჩენილ იქნა ცხოველების უჯრედებში 1869 წელს, მოგვიანებით მცენარეებში აღმოაჩინეს. ბირთვი არის "საკონტროლო ცენტრი" უჯრედული პროცესებისათვის, მთელი ორგანიზმის მემკვიდრეობითი თვისებების შესახებ ინფორმაციის შენახვის ადგილი.

ენდოპლაზმული რეციკლიუმი (EPS)

ცხოველებისა და მცენარეთა უჯრედების სტრუქტურა მნიშვნელოვან მსგავსებაა. ციტოპლაზში აუცილებელია წარმოშობილი შიდა ტუბულები სხვადასხვა წარმოშობისა და შემადგენლობის ნივთიერებებით. ეპების მარცვლოვანი ჯიშისგან განსხვავებით, აგრონარული ტიპისგან განსხვავებით, რიბოსომების არსებობა მემბრანის ზედაპირზე. ყოფილი ჩართულია ცილების სინთეზში, ეს უკანასკნელი როლს ასრულებს ნახშირწყლები და ლიპიდების ფორმირებაში. როგორც მკვლევარებმა დაადგინეს, არხები მხოლოდ ციტოპლაზმაში იწვევს, ისინი დაკავშირებულია ცოცხალი უჯრედების თითოეული ორგანიზმით. აქედან გამომდინარე, EPS- ის ღირებულება ძალიან მაღალია, როგორც მეტაბოლიზმის მონაწილე, გარემოსთან კომუნიკაციის სისტემა.

რიბოზომები

მცენარეთა ან ცხოველის უჯრედების სტრუქტურა ძნელი წარმოსადგენია ამ პატარა ნაწილაკების გარეშე. Ribosomes ძალიან მცირეა, ხედავთ მათ მხოლოდ ელექტრონული მიკროსკოპით. ორგანოების შემადგენლობა დომინირებს ribonucleic მჟავების პროტეინებსა და მოლეკულებზე, არის უმნიშვნელო რაოდენობით კალციუმის და მაგნიუმის იონები. თითქმის მთელი რინი რიონის უჯრედები კონცენტრირებულია რინომოსში, ისინი უზრუნველყოფენ ცილის სინთეზს, ამინომჟავებისგან "შეგროვების" პროტეინებს. შემდეგ პროტეინები EPS- ის არხებში შედიან და ქსელში მთელი ქსელის მეშვეობით ახორციელებენ ბირთვებში.

მიტოქონდრია

უჯრედის ეს ორგანოები ითვლება ენერგეტიკულ სადგურებად, ისინი ხილული არიან, როდესაც გადიან ჩვეულებრივი სინათლის მიკროსკოპით. მიტოქონდრიას რიცხვი ძალიან ფართო მასშტაბით მერყეობს, შეიძლება იყოს ერთი ან ათასობით მათგანი. სტრუქტურის სტრუქტურა არ არის ძალიან რთული, არსებობს ორი მემბრანა და მატრიცა შიგნით. მიტოქონდრია შედგება ცილის ლიპიდების, დნმ-ისა და რნმ-სგან, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ATP- ადენოზის ტრიფოსფატის ბიოსინთეზზე. ამ ნივთიერებისათვის, მცენარეული ან ცხოველური უჯრედები დამახასიათებელია სამი ფოსფატით. ყოველი მათგანის გაღიზიანება საშუალებას აძლევს ენერგიულ აუცილებელ აქტივობას ყველა უჯრედში და მთლიანად ორგანიზმში. პირიქით, ფოსფორიული მჟავების დამატებით იძლევა ენერგიის შესანახად და ამ ფორმით გადაცემას საკანში.

განვიხილოთ საკანში ორგანოების ქვემოთ ფიგურა და დაასახელეთ ის, რაც უკვე იცით. შენიშვნა დიდი vesicle (vacuole) და მწვანე პლასტმასის (chloroplasts). მათზე ვისაუბრებთ.

გოლგის კომპლექსი

კომპლექსი ფიჭური ორგანული შედგება გრანულები, მემბრანა და ვაკუუმი. კომპლექსი 1898 წელს გაიხსნა და იტალიელი ბიოლოგის სახელს ატარებს. მცენარეთა უჯრედების თვისებები შედგება გლგის ნაწილაკების ერთგვაროვან განაწილებაში ციტოპლაზმაში. მეცნიერები მიიჩნევენ, რომ კომპლექსი აუცილებელია წყლის შინაარსისა და ნარჩენების რეგულირებაზე, ამოიღონ ჭარბი ნივთიერებები.

პლასტმასი

მცენარეთა ქსოვილების მხოლოდ უჯრედები შეიცავს მწვანე ფერის ორგანულობას. გარდა ამისა, არსებობს უფერო, ყვითელი და ნარინჯისფერი პლასტმასები. მათი სტრუქტურა და ფუნქციები ასახავს მცენარეთა კვების სახეობას და მათ შეუძლიათ ფერის შეცვლა ქიმიური რეაქციების საშუალებით. ძირითადი ტიპის პლასტმასები არიან:

• ნარინჯისფერი და ყვითელი ქრომოსოპების წარმოქმნა კაროტინი და ქსანტოფილის მიერ;
• ქლოროფილის შემცველი ქლოროპლასტები - მწვანე პიგმენტი;
• Leucoplasts - უფერო პლასტმასის.

მცენარეთა უჯრედების სტრუქტურა დაკავშირებულია ქიმიურ რეაქციებთან, რომლებიც იწვევენ მასში ორგანული ნივთიერებების ნახშირორჟანგიდან და წყალზე სინათლის ენერგიის გამოყენებით. ამ საოცარი და ძალიან რთული პროცესის სახელია ფოტოინთეზი. რეაქციები ქლოროფილით გამოწვეულია, ეს ნივთიერებაა, რომელსაც შეუძლია სინათლის სხივის ენერგია. მწვანე პიგმენტების არსებობა ახდენს ფოთლების დამახასიათებელ ფერს, ბალახოვან ფუძეებს, უნაყოფო ხილს. ქლოროფილი ანალოგიურია ცხოველებისა და ადამიანის ჰემოგლობინის სტრუქტურაში.

სხვადასხვა მცენარეული ორგანოების წითელი, ყვითელი და ფორთოხლის ფერია საკნებში არსებული ქრომოსოპების არსებობის გამო. მათი საფუძველია კარატეოიდების დიდი ჯგუფი, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მეტაბოლიზმში. ლეიკოპლასტები პასუხისმგებელნი არიან სახამებლის სინთეზსა და დაგროვებაზე. პლასტინადები იზრდება და გაიზრდება ციტოპლაზმაში, მცენარეული უჯრედის შიდა ჭურვითან ერთად. ისინი მდიდარია ფერმენტებით, იონებით, სხვა ბიოლოგიურად აქტიური ნაერთებით.

განსხვავებები ცოცხალი ორგანიზმების ძირითადი ჯგუფების მიკროსკოპული სტრუქტურაში

უჯრედების უმრავლესობას ჰგავს პატარა საკანი ლორწოს, კორპუსის, გრანულებითა და ვეზიკებით. ხშირად არსებობს სხვადასხვა ჩანართების სახით მინერალური ნივთიერებების მყარი კრისტალები, ნავთობის წვეთები, სახამებლის მარცვალი. უჯრედების ქსოვილების შემადგენლობაში მჭიდროდ დაშორებული უჯრედები, მთელი ცხოვრება დამოკიდებულია მთელი ამ სტრუქტურის ამ უმარტივე ელემენტების საქმიანობაზე.

მულტიკულური სტრუქტურა, არსებობს სპეციალობა, რომელიც გამოიხატება მიკროსკოპული სტრუქტურული ელემენტების სხვადასხვა ფიზიოლოგიურ ამოცანებსა და ფუნქციებში. ისინი ძირითადად განისაზღვრება მცენარეთა ფესვების, ფესვების, ღეროვანი ან გენეტიკური ორგანოების ქსოვილების ადგილმდებარეობის მიხედვით.

მოდით განვახორციელოთ მცენარეთა უჯრედების შედარების ძირითადი ელემენტები სხვა ცოცხალ ორგანიზმთა სტრუქტურის ელემენტარული ელემენტებით:

1. მკვრივი ჭურვი, რომელიც მხოლოდ მცენარეთათვის დამახასიათებელია, ცელულოზის (ცელულოზის) მიერ წარმოიქმნება. სოკოში, გარსის შედგება ძლიერი chitin (სპეციალური ცილის).
2. მცენარეებისა და სოკოების უჯრედები განსხვავდებიან პლასტმასის არსებობის ან არარსებობის გამო. ასეთი ორგანოები, როგორც ქლოროპლასტები, ქრომოსოპლომები და ლეიკოპლატები, მხოლოდ მცენარეულ ციტოპლაზმს წარმოადგენენ.
3. არსებობს ორგანიზმი, რომელიც განასხვავებს ცხოველებს - ესაა centriole (უჯრედის ცენტრი).
4. მხოლოდ საკანში საკანში არსებობს დიდი ცენტრალური ვაკუუმი, სავსე თხევადი შინაარსი. ჩვეულებრივ, ამ უჯრედის წვენი სხვადასხვა ფერის პიგმენტებთან ერთად ფერისაა.
5. მცენარეული ორგანიზმის ძირითადი სარეზერვო ნაერთია სახამებელი. სოკოები და ცხოველები გლიკოგენის უჯრედში აგროვებენ.

წყალმცენარეები ცნობილია მრავალი ცოცხალი, უწყვეტი უჯრედისთვის. მაგალითად, ასეთი დამოუკიდებელი ორგანიზმია ქლამიოდონები. მიუხედავად იმისა, რომ მცენარეები განსხვავდებიან ცხოველებისგან ცელულოზის უჯრედის კედლის არსებობით, მაგრამ სქესობრივი უჯრედები არ არიან ასეთი მკვრივი ჭურვი - ეს არის კიდევ ერთი მტკიცებულება ორგანული სამყაროს ერთიანობის შესახებ.