Zamonaviy eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, hujayra deyarli barcha tirik organizmlarning eng murakkab strukturaviy va funktsional birligi, hujayradan tashqari hayot shakllari bo'lgan viruslar bundan mustasno. Sitologiya hujayraning tuzilishini, shuningdek, hayotiy faoliyatini o'rganadi: nafas olish, ovqatlanish, ko'payish, o'sish. Ushbu jarayonlar ushbu maqolada ko'rib chiqiladi.
Hujayra tuzilishi
Yorug`lik va elektron mikroskop yordamida biologlar o`simlik va hayvon hujayralarida sirt apparati (membrana ustki va membrana osti komplekslari), sitoplazma va organellalar mavjudligini aniqladilar. Hayvon hujayralarida glikokaliks membrana ustida joylashgan bo'lib, u fermentlarni o'z ichiga oladi va sitoplazmadan tashqarida hujayraning oziqlanishini ta'minlaydi. O'simlik hujayralarida, prokariotlarda (bakteriyalar va siyanobakteriyalar), shuningdek zamburug'larda tsellyuloza, lignin yoki mureindan iborat membrana ustida hujayra devori hosil bo'ladi.
Yadro muhim organelladireukariotlar. Unda irsiy material - xromosomalarga o'xshash DNK mavjud. Bakteriyalar va siyanobakteriyalar dezoksiribonuklein kislotasining tashuvchisi vazifasini bajaradigan nukleoidni o'z ichiga oladi. Ularning barchasi hujayradagi metabolik jarayonlarni aniqlaydigan qat'iy o'ziga xos funktsiyalarni bajaradi.
Uyali oziqlanish deganda nimani tushunamiz
Hujayraning hayotiy koʻrinishlari energiyaning oʻtkazilishi va uning bir koʻrinishdan ikkinchisiga oʻtishidan boshqa narsa emas (termodinamikaning birinchi qonuniga koʻra). Yashirin, ya'ni bog'langan holatda ozuqa moddalarida topilgan energiya ATP molekulalariga o'tadi. Biologiyada hujayra oziqlanishi nima degan savolga quyidagi postulatlarni hisobga oladigan javob mavjud:
- Ochiq biotizim boʻlgan hujayra tashqi muhitdan doimiy energiya taʼminotini talab qiladi.
- Oziqlanish uchun zarur boʻlgan organik moddalar hujayra ikki yoʻl bilan olinishi mumkin:
a) hujayralararo muhitdan, tayyor birikmalar shaklida;
b) mustaqil ravishda karbonat angidrid, ammiak va boshqalardan oqsillar, uglevodlar va yog'larni sintez qilish.
Shuning uchun ham barcha organizmlar geterotrof va avtotroflarga boʻlinadi, ularning almashinuv xususiyatlari biokimyo tomonidan oʻrganiladi.
Metabolizm va energiya
Hujayraga kirgan organik moddalar parchalanadi, buning natijasida energiya ATP yoki NADP-H2 molekulalari shaklida ajralib chiqadi. Assimilyatsiya va dissimilyatsiya reaktsiyalarining butun majmuasi metabolizmdir. Quyida biz heterotrof hujayralarni oziqlantirishni ta'minlaydigan energiya almashinuvining bosqichlarini ko'rib chiqamiz. Birinchi oqsillar, uglevodlar va lipidlarUlar monomerlarga bo'linadi: aminokislotalar, glyukoza, glitserin va yog' kislotalari. Keyin kislorodsiz hazm qilish jarayonida ular yana parchalanadi (anaerob hazm qilish).
Shu tarzda hujayra ichidagi parazitlar oziqlanadi: rikketsiya, xlamidiya va patogen bakteriyalar, masalan, klostridium. Bir hujayrali xamirturushli qo'ziqorinlar glyukozani etil spirtiga, sut kislotasi bakteriyalarini sut kislotasiga parchalaydi. Shunday qilib, glikoliz, spirt, butirik, sut kislotasi fermentatsiyasi geterotroflarda anaerob hazm qilish tufayli hujayra oziqlanishiga misoldir.
Atotrofiya va metabolik jarayonlarning xususiyatlari
Yerda yashovchi organizmlar uchun asosiy energiya manbai Quyoshdir. Uning sharofati bilan sayyoramiz aholisining ehtiyojlari qondiriladi. Ularning ba'zilari yorug'lik energiyasi tufayli ozuqa moddalarini sintez qiladi, ular fototroflar deb ataladi. Boshqalar - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari energiyasi yordamida ular kimyotroflar deb ataladi. Bir hujayrali suv o'tlarida, fotosurati quyida keltirilgan hujayraning oziqlanishi fotosintetik tarzda amalga oshiriladi.
Yashil oʻsimliklar tarkibida xloroplastlarning bir qismi boʻlgan xlorofill mavjud. U yorug'lik kvantlarini ushlaydigan antenna rolini o'ynaydi. Fotosintezning yorug'lik va qorong'i fazalarida fermentativ reaktsiyalar (Kalvin sikli) sodir bo'ladi, buning natijasida karbonat angidriddan oziqlanish uchun ishlatiladigan barcha organik moddalar hosil bo'ladi. Shuning uchun, oziqlanadigan hujayrayorug'lik energiyasidan foydalanish tufayli avtotrof yoki fototrof deb ataladi.
Ximosintetiklar deb ataladigan bir hujayrali organizmlar kimyoviy reaksiyalar natijasida ajralib chiqqan energiyadan organik moddalar hosil qilish uchun foydalanadi, masalan, temir bakteriyalari temir birikmalarini temir temirga oksidlaydi va ajralib chiqqan energiya glyukoza sinteziga ketadi. molekulalar.
Shunday qilib, fotosintetik organizmlar yorug’lik energiyasini ushlaydi va uni mono- va polisaxaridlarning kovalent bog’lanish energiyasiga aylantiradi. Keyin oziq-ovqat zanjirlarining bo'g'inlari bo'ylab energiya geterotrof organizmlarning hujayralariga o'tkaziladi. Boshqacha qilib aytganda, fotosintez tufayli biosferaning barcha tarkibiy elementlari mavjud. Aytish mumkinki, oziqlanishi avtotrof tarzda sodir bo'ladigan hujayra nafaqat o'zini, balki Yer sayyorasida yashovchi hamma narsani ham "oziqlantiradi".
Heterotrof organizmlar qanday ovqatlanadi
Oziqlanishi tashqi muhitdan organik moddalarni olishiga bog'liq bo'lgan hujayra geterotrof deyiladi. Zamburug'lar, hayvonlar, odamlar va parazit bakteriyalar kabi organizmlar ovqat hazm qilish fermentlari yordamida uglevodlar, oqsillar va yog'larni parchalaydi.
Keyin hosil bo'lgan monomerlar hujayra tomonidan so'riladi va u tomonidan o'z organellalari va hayotini qurish uchun ishlatiladi. Erigan oziq moddalar hujayra ichiga pinotsitoz, qattiq oziq-ovqat zarralari esa fagotsitoz yo'li bilan kiradi. Geterotrof organizmlarni saprotroflar va parazitlarga bo'lish mumkin. Birinchisi (masalan, tuproq bakteriyalari, zamburug'lar, ba'zi hasharotlar) o'lik organik moddalar bilan oziqlanadi, ikkinchisi (patogen bakteriyalar, gelmintlar, parazitar zamburug'lar) tirik organizmlarning hujayralari va to'qimalari bilan oziqlanadi.
Mixotroflar, ularning tabiatda tarqalishi
Tabiatda aralash ovqatlanish turi juda kam uchraydi va atrof-muhitning turli omillariga moslashish (idioadaptatsiya) shaklidir. Miksotrofiyaning asosiy sharti - hujayrada fotosintez uchun xlorofillni o'z ichiga olgan ikkala organellaning va atrof-muhitdan keladigan tayyor oziq moddalarni parchalovchi fermentlar tizimining mavjudligi. Masalan, bir hujayrali hayvon Evglena yashil gialoplazmasida xlorofilli xromatoforlarni o'z ichiga oladi.
Euglena yashaydigan suv ombori yaxshi yoritilgan bo'lsa, u o'simlik kabi, ya'ni avtotrof tarzda fotosintez orqali oziqlanadi. Natijada glyukoza karbonat angidriddan sintezlanadi, hujayra undan oziq-ovqat sifatida foydalanadi. Euglena kechalari ovqat hazm qilish vakuolalarida joylashgan fermentlar yordamida organik moddalarni parchalab, heterotrofik oziqlanadi. Shunday qilib, olimlar hujayraning miksotrofik oziqlanishini o'simliklar va hayvonlarning kelib chiqishi birligining isboti deb hisoblashadi.
Hujayra oʻsishi va uning trofizm bilan aloqasi
Butun organizmning ham, uning alohida aʼzo va toʻqimalarining ham uzunligi, massasi, hajmining oshishi oʻsish deyiladi. Qurilish materiali bo'lib xizmat qiladigan hujayralarni doimiy oziq moddalar bilan ta'minlamasdan mumkin emas. Hujayra qanday o'sadi, qaysi oziqlanish degan savolga javob olish uchunavtotrof tarzda sodir bo'lsa, u mustaqil organizmmi yoki strukturaviy birlik sifatida ko'p hujayrali individning bir qismi ekanligiga aniqlik kiritish kerak. Birinchi holda, o'sish hujayra tsiklining interfazasida amalga oshiriladi. Unda plastik almashinuv jarayonlari intensiv ravishda sodir bo'ladi. Geterotrof organizmlarning oziqlanishi tashqi muhitdan keladigan oziq-ovqat mavjudligi bilan bog'liq. Ko'p hujayrali organizmning o'sishi ta'lim to'qimalarida biosintezning faollashishi, shuningdek, katabolizm jarayonlaridan anabolik reaktsiyalarning ustunligi tufayli sodir bo'ladi.
Geterotrof hujayralarning oziqlanishida kislorodning roli
Aerob organizmlar: Ba'zi bakteriyalar, zamburug'lar, hayvonlar va odamlar glyukoza kabi ozuqa moddalarini karbonat angidrid va suvga to'liq parchalash uchun kisloroddan foydalanadilar (Krebs tsikli). U ADP dan ATP molekulalarini sintez qiluvchi H + -ATP-aza fermentativ tizimini o'z ichiga olgan mitoxondriya matritsasida uchraydi. Aerob bakteriyalar va siyanobakteriyalar kabi prokaryotik organizmlarda kislorod dissimilyatsiya bosqichi hujayralarning plazma membranasida sodir bo'ladi.
Gemetalarning o'ziga xos oziqlanishi
Molekulyar biologiya va sitologiyada hujayra oziqlanishini qisqacha unga ozuqa moddalarining kirib borishi, ularning boʻlinishi va energiyaning maʼlum bir qismini ATP molekulalari koʻrinishida sintezlanishi deb taʼriflash mumkin. Gametalarning trofizmi: tuxum va spermatozoidlar ularning funktsiyalarining yuqori o'ziga xosligi bilan bog'liq ba'zi xususiyatlarga ega. Bu, ayniqsa, oziq moddalarining katta miqdorini, asosan, ko'rinishda to'plashga majbur bo'lgan ayol jinsiy hujayrasiga tegishli.sarig'i.
Urug'lantirilgandan so'ng u ularni maydalash va embrion hosil qilish uchun ishlatadi. Spermatozoidlar etilish (spermatogenez) jarayonida organik moddalarni seminifer tubulalarda joylashgan Sertoli hujayralaridan oladi. Shunday qilib, har ikkala turdagi gametalar ham yuqori darajadagi metabolizmga ega, bu faol hujayra trofizmi tufayli mumkin.
Mineral oziqlanishning roli
Metabolik jarayonlarni mineral tuzlar tarkibiga kiruvchi kationlar va anionlar oqimisiz amalga oshirish mumkin emas. Masalan, magniy ionlari fotosintez uchun, kaliy va k altsiy ionlari mitoxondrial ferment tizimlarining ishlashi uchun zarur, natriy ionlari, shuningdek, karbonat anionlari gialoplazmaning bufer xususiyatlarini saqlab qolish uchun zarurdir. Mineral tuzlarning eritmalari hujayra ichiga pinotsitoz yoki hujayra membranasi orqali diffuziya yo'li bilan kiradi. Mineral oziqlanish avtotrof va geterotrof hujayralarga xosdir.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, biz hujayra oziqlanishining ahamiyati haqiqatan ham katta ekanligiga aminmiz, chunki bu jarayon avtotrof organizmlarda karbonat angidriddan qurilish materiali (uglevodlar, oqsillar va yog'lar) hosil bo'lishiga olib keladi. Geterotrof hujayralar avtotroflarning hayotiy faoliyati natijasida hosil bo'lgan organik moddalar bilan oziqlanadi. Ular olingan energiyadan ko'payish, o'sish, harakat va boshqa hayotiy jarayonlar uchun foydalanadilar.
