Tirik organizmlarning jismlari bitta hujayra, ularning bir guruhi yoki milliardlab shunday elementar tuzilmalarni o'z ichiga olgan ulkan to'plam bo'lishi mumkin. Ikkinchisiga yuqori o'simliklarning ko'pchiligi kiradi. Tirik organizmlar tuzilishi va funktsiyalarining asosiy elementi bo'lgan hujayrani o'rganish sitologiya bilan shug'ullanadi. Biologiyaning bu tarmogʻi elektron mikroskop kashf etilgandan soʻng, xromatografiya va biokimyoning boshqa usullari takomillashganidan keyin tez rivojlana boshladi. Asosiy xususiyatlarni, shuningdek, o'simlik xujayrasi bakteriyalar, zamburug'lar va hayvonlar tuzilishining eng kichik strukturaviy birliklaridan farq qiladigan xususiyatlarni ko'rib chiqing.
R. Xukning kamerani ochishi
Barcha tirik mavjudotlar tuzilishining mayda elementlari nazariyasi yuzlab yillar bilan oʻlchanadigan rivojlanish yoʻlidan oʻtgan. O'simlik hujayra membranasining tuzilishini birinchi marta ingliz olimi R. Guk o'zining mikroskopida ko'rgan. Hujayra gipotezasining umumiy qoidalari Shleyden va Shvann tomonidan ishlab chiqilgan, bundan oldin boshqa tadqiqotchilar shunga o'xshash xulosalar chiqarishgan.
Ingliz R. Guk eman po'stlog'ining bir bo'lagini mikroskop ostida ko'rib chiqdi va natijalarini 1663 yil 13 aprelda Londondagi Qirollik jamiyatining yig'ilishida taqdim etdi (ma'lumotlarga ko'ra).boshqa manbalarda, voqea 1665 yilda sodir bo'lgan). Ma'lum bo'lishicha, daraxtning qobig'i Huk tomonidan "hujayralar" deb nomlangan mayda hujayralardan iborat. Bu xonalarning devorlari asal shaklida naqsh hosil qilib, olim tirik modda, bo'shliq esa jonsiz, yordamchi tuzilma sifatida e'tirof etilgan. Keyinchalik o'simlik va hayvonlar hujayralari ichida ularning mavjudligi va butun organizmning faoliyati mumkin bo'lmagan modda borligi isbotlangan.
Hujayra nazariyasi
R. Gukning muhim kashfiyoti hayvon va oʻsimlik hujayralarining tuzilishini oʻrgangan boshqa olimlarning ishlarida ishlab chiqilgan. Shunga o'xshash strukturaviy elementlar olimlar tomonidan ko'p hujayrali qo'ziqorinlarning mikroskopik bo'limlarida kuzatilgan. Tirik organizmlarning strukturaviy birliklari bo'linish qobiliyatiga ega ekanligi aniqlandi. Tadqiqotlar asosida Germaniya biologiya fanlari vakillari M. Shleyden va T. Shvann gipoteza ishlab chiqdilar, keyinchalik u hujayra nazariyasiga aylandi.
Oʻsimlik va hayvon hujayralarini bakteriyalar, suv oʻtlari va zamburugʻlar bilan solishtirish nemis tadqiqotchilariga quyidagi xulosaga kelish imkonini berdi: R. Guk tomonidan kashf etilgan “kameralar” elementar struktur birliklar boʻlib, ularda sodir boʻladigan jarayonlar hayotning asosini yotadi. Yerdagi ko'pchilik organizmlarning. Muhim qo'shimcha 1855 yilda R. Virxov tomonidan kiritilgan bo'lib, hujayra bo'linishi ularning ko'payishining yagona yo'li ekanligini ta'kidladi. Shleyden-Shvann nazariyasi takomillashtirilgan holda biologiyada umumiy qabul qilingan.
Hujayra oʻsimliklarning tuzilishi va hayotidagi eng kichik element
Shleyden va Shvannning nazariy pozitsiyalariga ko'ra,organik dunyo bitta bo'lib, bu hayvonlar va o'simliklarning mikroskopik tuzilishini isbotlaydi. Ushbu ikki shohlikka qo'shimcha ravishda, hujayra mavjudligi qo'ziqorinlarga xosdir, bakteriyalar va viruslar yo'q. Tirik organizmlarning o'sishi va rivojlanishi mavjud hujayralarning bo'linishi jarayonida yangi hujayralar paydo bo'lishi bilan ta'minlanadi.
Ko'p hujayrali organizm shunchaki strukturaviy elementlarning to'planishi emas. Kichik tuzilish birliklari bir-biri bilan o'zaro ta'sirlanib, to'qimalar va organlarni hosil qiladi. Yagona hujayrali organizmlar yakka holda yashaydi, bu esa ularning koloniyalar yaratishiga to'sqinlik qilmaydi. Hujayraning asosiy xususiyatlari:
- mustaqil yashash qobiliyati;
- o'z metabolizmi;
- o'z-o'zini ko'paytirish;
- rivojlanish.
Hayot evolyutsiyasida eng muhim bosqichlardan biri yadroning sitoplazmadan himoya parda yordamida ajralishi edi. Aloqa saqlanib qoldi, chunki bu tuzilmalar alohida mavjud bo'lolmaydi. Hozirgi vaqtda ikkita super shohlik mavjud - yadrosiz va yadroviy organizmlar. Ikkinchi guruhni o'simliklar, zamburug'lar va hayvonlar tashkil qiladi, ular umuman fan va biologiyaning tegishli sohalari tomonidan o'rganiladi. O'simlik hujayrasida yadro, sitoplazma va organellalar mavjud bo'lib, ular quyida muhokama qilinadi.
O'simlik hujayralarining xilma-xilligi
Pishgan tarvuz, olma yoki kartoshka singanida siz oddiy ko'z bilan suyuqlik bilan to'ldirilgan strukturaviy "hujayralar" ni ko'rishingiz mumkin. Bu diametri 1 mm gacha bo'lgan xomilalik parenxima hujayralari. Bast tolalari cho'zilgan tuzilmalar bo'lib, ularning uzunligi kenglikdan sezilarli darajada oshadi. Misol uchun,paxta deb ataladigan o'simlikning hujayrasi uzunligi 65 mm ga etadi. Zig'ir va kanopning asosiy tolalari 40-60 mm chiziqli o'lchamlarga ega. Odatda hujayralar ancha kichikroq -20–50 mkm. Bunday mayda strukturaviy elementlarni faqat mikroskop ostida ko'rish mumkin. O'simlik organizmining eng kichik strukturaviy birliklarining xususiyatlari nafaqat shakli va hajmidagi farqlarda, balki to'qimalarning tarkibida bajariladigan funktsiyalarda ham namoyon bo'ladi.
O'simlik hujayrasi: asosiy tuzilish xususiyatlari
Yadro va sitoplazma bir-biri bilan chambarchas bog'langan va bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi, bu olimlarning tadqiqotlari bilan tasdiqlangan. Bular eukaryotik hujayraning asosiy qismlari, boshqa barcha strukturaviy elementlar ularga bog'liq. Yadro oqsil sintezi uchun zarur bo'lgan genetik ma'lumotni saqlash va uzatish uchun xizmat qiladi.
Britaniyalik olim R. Braun 1831 yilda birinchi marta orkide oilasiga mansub oʻsimlik hujayrasida maxsus tanani (yadro) payqagan. Bu yarim suyuq sitoplazma bilan o'ralgan yadro edi. Ushbu moddaning nomi yunoncha so'zma-so'z tarjimada "hujayraning asosiy massasi" degan ma'noni anglatadi. Bu ko'proq suyuq yoki yopishqoq bo'lishi mumkin, lekin u albatta membrana bilan qoplangan. Hujayraning tashqi qobig'i asosan tsellyuloza, lignin va mumdan iborat. O'simlik va hayvon hujayralarini ajratib turadigan xususiyatlardan biri bu kuchli tsellyuloza devorining mavjudligi.
Sitoplazmaning tuzilishi
O'simlik xujayrasining ichki qismi gialoplazma bilan to'lib, unda osilgan mayda granulalar mavjud. Qobiqga yaqinroq bo'lsa, endoplazma deb ataladigan narsa yopishqoqroq ekzoplazmaga o'tadi. Aynano'simlik hujayrasi to'ldirilgan bu moddalar biokimyoviy reaktsiyalar oqimi va birikmalarni tashish, organellalar va inklyuziyalarni joylashtirish uchun joy bo'lib xizmat qiladi.
Sitoplazmaning taxminan 70-85% suv, 10-20% oqsillar, boshqa kimyoviy komponentlar - uglevodlar, lipidlar, mineral birikmalar. O'simlik hujayralari sitoplazmaga ega bo'lib, unda sintezning yakuniy mahsulotlari orasida funktsiyalarning bioregulyatorlari va zaxira moddalar (vitaminlar, fermentlar, yog'lar, kraxmal) mavjud.
Yadro
O'simlik va hayvon hujayralarini solishtirish shuni ko'rsatadiki, ular sitoplazmada joylashgan va uning hajmining 20% gacha bo'lgan yadro tuzilishiga ega. Barcha eukariotlarning bu eng muhim va doimiy komponentini birinchi marta mikroskop ostida tekshirgan ingliz R. Braun unga lotincha yadro so'zidan nom bergan. Yadrolarning ko'rinishi odatda hujayralarning shakli va hajmiga mos keladi, lekin ba'zida ulardan farq qiladi. Tuzilishning majburiy elementlari membrana, kariolimfa, yadro va xromatindir.
Membranada yadroni sitoplazmadan ajratib turadigan teshiklar mavjud. Ular moddalarni yadrodan sitoplazmaga va aksincha. Karyolimfa - bu xromatinli joylarga ega suyuq yoki yopishqoq yadro tarkibi. Yadroda oqsil sintezida ishtirok etish uchun sitoplazma ribosomalariga kiradigan ribonuklein kislotasi (RNK) mavjud. Boshqa nuklein kislota, dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) ham katta miqdorda mavjud. DNK va RNK birinchi marta 1869 yilda hayvonlar hujayralarida topilgan va keyinchalik o'simliklarda topilgan. Yadro markazdirHujayra ichidagi jarayonlarni boshqarish, butun organizmning irsiy xususiyatlari haqidagi ma'lumotlarni saqlash joyi.
Endoplazmatik retikulum (ER)
Hayvon va o'simlik hujayralarining tuzilishi sezilarli o'xshashlikka ega. Sitoplazmada turli xil kelib chiqishi va tarkibi bo'lgan moddalar bilan to'ldirilgan ichki naychalar mavjud. EPS ning donador turi agranulyar tipdan membrana yuzasida ribosomalarning mavjudligi bilan farqlanadi. Birinchisi oqsillar sintezida ishtirok etadi, ikkinchisi uglevodlar va lipidlar hosil bo'lishida rol o'ynaydi. Tadqiqotchilar aniqlaganidek, kanallar nafaqat sitoplazmaga kiribgina qolmay, balki ular tirik hujayraning har bir organellasi bilan bog'langan. Shuning uchun EPS qiymati metabolizmning ishtirokchisi, atrof-muhit bilan aloqa tizimi sifatida juda qadrlanadi.
Ribosoma
O'simlik yoki hayvon hujayralarining tuzilishini bu mayda zarralarsiz tasavvur qilish qiyin. Ribosomalar juda kichik va faqat elektron mikroskopda ko'rish mumkin. Organizmlar tarkibida oqsillar va ribonuklein kislotalarning molekulalari ustunlik qiladi, oz miqdorda k altsiy va magniy ionlari mavjud. Hujayraning deyarli barcha RNKlari ribosomalarda to'plangan bo'lib, ular aminokislotalardan oqsillarni "yig'ish" orqali oqsil sintezini ta'minlaydi. Keyin oqsillar ER kanallariga kiradi va tarmoq orqali butun hujayra bo'ylab tashiladi, yadroga kirib boradi.
Mitoxondriya
Hujayraning bu organellalari uning energiya stansiyalari hisoblanadi, ular an'anaviy yorug'lik mikroskopida kattalashtirilganda ko'rinadi. Mitoxondriyalar soni juda keng diapazonda o'zgarib turadi, birliklar yoki minglab bo'lishi mumkin. Organoidning tuzilishi unchalik murakkab emas, ikkitasi bormembranalar va ichki matritsa. Mitoxondriyalar oqsil lipidlari, DNK va RNKdan iborat bo'lib, ATP - adenozin trifosfor kislotasining biosintezi uchun javobgardir. O'simlik yoki hayvon hujayralarining bu moddasi uchta fosfatning mavjudligi bilan tavsiflanadi. Ularning har birining bo'linishi hujayraning o'zida va butun tanadagi barcha hayotiy jarayonlar uchun zarur bo'lgan energiyani ta'minlaydi. Aksincha, fosfor kislotasi qoldiqlarining qo'shilishi energiyani saqlash va uni butun hujayra bo'ylab shu shaklda o'tkazish imkonini beradi.
Quyidagi rasmdagi hujayra organellalarini ko'rib chiqing va o'zingiz bilganlarini nomlang. Katta pufakcha (vakuola) va yashil plastidlarga (xloroplastlar) e'tibor bering. Ular haqida keyinroq gaplashamiz.
Golji kompleksi
Murakkab hujayra organoidi granulalar, membranalar va vakuolalardan iborat. Majmua 1898 yilda ochilgan va italiyalik biolog nomi bilan atalgan. O'simlik hujayralarining xususiyatlari Golji zarralarining sitoplazma bo'ylab bir xil taqsimlanishidir. Olimlarning fikricha, kompleks suv va chiqindi mahsulotlar tarkibini tartibga solish, ortiqcha moddalarni olib tashlash uchun zarurdir.
Plastidlar
Faqat o'simlik to'qimalarining hujayralarida yashil organellalar mavjud. Bundan tashqari, rangsiz, sariq va to'q sariq rangli plastidlar mavjud. Ularning tuzilishi va funktsiyalari o'simliklarning oziqlanish turini aks ettiradi va ular kimyoviy reaktsiyalar tufayli rangini o'zgartirishga qodir. Plastidlarning asosiy turlari:
- karotin va ksantofildan hosil bo'lgan to'q sariq va sariq xromoplastlar;
- xlorofill donalari bo'lgan xloroplastlar -yashil pigment;
- leykoplastlar rangsiz plastidlardir.
O'simlik hujayrasining tuzilishi yorug'lik energiyasidan foydalangan holda karbonat angidrid va suvdan organik moddalar sintezining kimyoviy reaktsiyalari bilan bog'liq. Ushbu ajoyib va juda murakkab jarayonning nomi fotosintezdir. Reaksiyalar xlorofill tufayli amalga oshiriladi, aynan shu modda yorug'lik nurlarining energiyasini ushlay oladi. Yashil pigmentning mavjudligi barglarning o'ziga xos rangini, o'tli poyalarni, pishmagan mevalarni tushuntiradi. Xlorofil tuzilishi jihatidan hayvonlar va odamlar qonidagi gemoglobinga o'xshaydi.
Turli oʻsimlik organlarining qizil, sariq va toʻq sariq ranglari hujayralarda xromoplastlarning mavjudligi bilan bogʻliq. Ular metabolizmda muhim rol o'ynaydigan karotenoidlarning katta guruhiga asoslangan. Leykoplastlar kraxmalning sintezi va to'planishi uchun javobgardir. Plastidlar sitoplazmada o'sib, ko'payib, u bilan birga o'simlik hujayrasining ichki membranasi bo'ylab harakatlanadi. Ular fermentlar, ionlar va boshqa biologik faol birikmalarga boy.
Tirik organizmlarning asosiy guruhlari mikroskopik tuzilishidagi farqlar
Koʻpchilik hujayralar shilimshiq, tanalar, granulalar va pufakchalar bilan toʻldirilgan mayda qopchaga oʻxshaydi. Ko'pincha minerallarning qattiq kristallari, yog'lar tomchilari, kraxmal donalari shaklida turli xil qo'shimchalar mavjud. Hujayralar o'simlik to'qimalari tarkibida yaqin aloqada bo'lib, butun hayot bir butunni tashkil etuvchi ushbu eng kichik strukturaviy birliklarning faoliyatiga bog'liq.
Ko'p hujayrali tuzilishga egamikroskopik strukturaviy elementlarning turli fiziologik vazifalari va funktsiyalarida ifodalangan ixtisoslashuv. Ular asosan o‘simlikning barglari, ildizi, poyasi yoki generativ organlaridagi to‘qimalarning joylashishiga qarab aniqlanadi.
O'simlik hujayrasini boshqa tirik organizmlarning elementar tuzilish birliklari bilan taqqoslashning asosiy elementlarini ajratib ko'rsatamiz:
- Faqat o'simliklar uchun xos bo'lgan zich qobiq tola (tsellyuloza)dan hosil bo'ladi. Zamburug'larda membrana bardoshli xitindan (maxsus oqsil) iborat.
- O'simliklar va zamburug'larning hujayralari plastidlarning borligi yoki yo'qligi sababli rangi bilan farqlanadi. Xloroplastlar, xromoplastlar va leykoplastlar kabi tanalar faqat o'simlik sitoplazmasida mavjud.
- Hayvonlarni ajratib turuvchi organoid bor - bu sentriol (hujayra markazi).
- Faqat o'simlik hujayrasida suyuqlik bilan to'ldirilgan katta markaziy vakuola mavjud. Odatda bu hujayra shirasi turli rangdagi pigmentlar bilan ranglanadi.
- O’simlik organizmining asosiy zahira birikmasi kraxmaldir. Qo'ziqorinlar va hayvonlar hujayralarida glikogen to'playdi.
Suv o'tlari orasida ko'plab yagona, erkin yashovchi hujayralar ma'lum. Misol uchun, bunday mustaqil organizm chlamydomonas hisoblanadi. O'simliklar hayvonlardan tsellyuloza hujayra devori mavjudligi bilan farq qilsa-da, lekin jinsiy hujayralarda bunday zich qobiq yo'q - bu organik dunyo birligining yana bir dalilidir.
