O’tmishning ko’zga ko’ringan olimlari – Robert Guk, Entoni van Levenguk, Teodor Shvann, Matias Shleydenlarning butun bir galaktikasi tabiatni o’rganish sohasidagi kashfiyotlari bilan tabiatshunoslikning eng muhim tarmog’ining shakllanishiga zamin yaratdi. zamonaviy biologiya fani - sitologiya. U Yerdagi hayotning elementar tashuvchisi bo'lgan hujayraning tuzilishi va xususiyatlarini o'rganadi. Hujayra fanining rivojlanishi natijasida olingan fundamental bilimlar tadqiqotchilarni genetika, molekulyar biologiya va biokimyo kabi fanlarni yaratishga ilhomlantirdi.
Ularda qilingan ilmiy kashfiyotlar sayyora qiyofasini butunlay oʻzgartirib, klonlar, genetik modifikatsiyalangan organizmlar va sunʼiy intellektning paydo boʻlishiga olib keldi. Bizning maqolamiz sizga sitologik tajribalarning asosiy usullarini tushunishga va hujayralarning tuzilishi va funktsiyalarini aniqlashga yordam beradi.
Hujayra qanday oʻrganiladi
500 yil avvalgidek, yorug'lik mikroskopi hujayraning tuzilishi va xususiyatlarini o'rganishga yordam beradigan asosiy asbobdir. Albatta, uning tashqi ko'rinishi va optikasiXVI asr o'rtalarida ota va o'g'il Yanssens yoki Robert Guk tomonidan yaratilgan birinchi mikroskoplar bilan solishtirib bo'lmaydi. Zamonaviy yorug'lik mikroskoplarining ajralish kuchi hujayra tuzilmalarining hajmini 3000 marta oshiradi. Rastr skanerlari bakteriyalar yoki viruslar kabi submikroskopik ob'ektlarning tasvirlarini olishlari mumkin, ikkinchisi juda kichikki, ular hatto hujayra ham emas. Sitologiyada yorliqli atomlar usuli faol qo'llaniladi, shuningdek hujayralarni in vivo o'rganish, buning yordamida hujayra jarayonlarining xususiyatlari aniqlangan.
Sentrifugalash
Hujayra tarkibini kasrlarga ajratish va hujayraning xossalari va funktsiyalarini o'rganish uchun sitologiya sentrifugadan foydalanadi. Kir yuvish mashinalarida xuddi shu nomdagi qism bilan bir xil printsip asosida ishlaydi. Santrifüj tezlashuvni yaratib, qurilma hujayra suspenziyasini tezlashtiradi va organellalar turli xil zichlikka ega bo'lgani uchun ular qatlamlarga joylashadilar. Pastki qismida yadrolar, mitoxondriyalar yoki plastidlar kabi yirik qismlar, sentrifuganing distillash panjarasining yuqori naylarida esa sitoskeletning mikrofilamentlari, ribosomalar va peroksizomalar joylashgan. Olingan qatlamlar ajratiladi, shuning uchun organellalarning biokimyoviy tarkibining xususiyatlarini o'rganish qulayroqdir.
O'simliklarning hujayra tuzilishi
O'simlik hujayralarining xususiyatlari ko'p jihatdan hayvonlar hujayralarining funktsiyalariga o'xshaydi. Biroq, hatto maktab o'quvchisi ham o'simlik, hayvon yoki odam hujayralarining fiksatsiyalangan preparatlarini mikroskop okulyarida tekshirganda, farq xususiyatlarini topadi. Bu geometrikto'g'ri konturlar, o'simlik hujayralariga xos bo'lgan zich tsellyuloza membranasi va katta vakuolalarning mavjudligi. Avtotrof organizmlar guruhidagi o'simliklarni to'liq ajratib turadigan yana bir farq - bu sitoplazmada aniq ko'rinadigan oval yashil jismlarning mavjudligi. Bular xloroplastlar - o'simliklarning tashrif qog'ozi. Axir, ular yorug'lik energiyasini ushlay oladilar, uni ATP ning makroergik aloqalari energiyasiga aylantiradilar, shuningdek organik birikmalar: kraxmal, oqsillar va yog'lar hosil qiladilar. Shunday qilib, fotosintez o'simlik hujayrasining avtotrof xususiyatlarini aniqlaydi.
Trofik moddalarning mustaqil sintezi
Keling, atoqli rus olimi K. A. Timiryazevning fikricha, oʻsimliklar evolyutsiyada kosmik rol oʻynaydigan jarayonga toʻxtalib oʻtamiz. Er yuzida 350 mingga yaqin o'simlik turlari mavjud bo'lib, ular bir hujayrali suv o'tlari, masalan, xlorella yoki xlamidomonasdan tortib, balandligi 115 metrga yetadigan ulkan daraxtlar - sekvoyalargacha. Ularning barchasi karbonat angidridni o'zlashtiradi, uni glyukoza, aminokislotalar, glitserin va yog' kislotalariga aylantiradi. Bu moddalar nafaqat o'simlikning o'zi uchun oziq-ovqat bo'lib xizmat qiladi, balki geterotroflar deb ataladigan organizmlar tomonidan ham qo'llaniladi: zamburug'lar, hayvonlar va odamlar. O'simlik hujayralarining organik birikmalarni sintez qilish va hayotiy muhim modda - kislorod hosil qilish qobiliyati kabi xususiyatlari avtotroflarning Yerdagi hayot uchun eksklyuziv roli haqiqatini tasdiqlaydi.
Plastidlar tasnifi
Gullagan atirgullar yoki kuzgi o'rmonning g'ayrioddiy ranglarini o'ylab, befarq qolish qiyin. O'simliklarning rangi faqat o'simlik hujayralari uchun xos bo'lgan maxsus organellalar - plastidlarga bog'liq. Ularning tarkibida maxsus pigmentlarning mavjudligi xloroplastlar, xromoplastlar va leykoplastlarning metabolizmdagi funktsiyalariga ta'sir qiladi, deb ta'kidlash mumkin. Yashil pigment xlorofillni o'z ichiga olgan organellalar hujayraning muhim xususiyatlarini aniqlaydi va fotosintez jarayoni uchun javobgardir. Ular xromoplastlarga ham aylanishi mumkin. Biz bu hodisani, masalan, kuzda, daraxtlarning yashil barglari oltin, binafsha yoki qip-qizil rangga aylanganda kuzatamiz. Leykoplastlar xromoplastlarga aylanishi mumkin, masalan, sutli pomidorlar to'q sariq yoki qizil rangga aylanadi. Ular, shuningdek, xloroplastlarga o'tishga qodir, masalan, kartoshka ildizlari po'stlog'ida yashil rang paydo bo'lishi, ular uzoq vaqt davomida yorug'likda saqlanganida paydo bo'ladi.
O'simlik to'qimalarining hosil bo'lish mexanizmi
Yuksak o’simlik hujayralarining ajralib turadigan xususiyatlaridan biri qattiq va mustahkam qobiqning mavjudligidir. Odatda tsellyuloza, lignin yoki pektinning makromolekulalarini o'z ichiga oladi. Siqilish va boshqa mexanik deformatsiyalarga barqarorlik va qarshilik o'simlik to'qimalarini og'ir yuklarga bardosh bera oladigan eng qattiq tabiiy tuzilmalar guruhiga ajratadi (masalan, yog'ochning xususiyatlarini eslang). Uning hujayralari orasida membranalardagi teshiklardan o'tib, elastik iplar kabi ularni bir-biriga tikib turadigan ko'plab sitoplazmatik iplar paydo bo'ladi.o'zaro. Shuning uchun kuch va qattiqlik o'simlik organizmi hujayrasining asosiy xossalari hisoblanadi.
Plazmoliz va deplazmoliz
Plazmoliz hodisasi tufayli suv, mineral tuzlar va fitohormonlar harakati uchun mas'ul bo'lgan teshikli devorlar mavjudligini aniqlash mumkin. O'simlik hujayrasini gipertonik tuz eritmasiga joylashtiring. Uning sitoplazmasidagi suv tashqi tomonga tarqaladi va mikroskop ostida biz gialoplazmaning parietal qatlamining qichishish jarayonini ko'ramiz. Hujayra qisqaradi, uning hajmi kamayadi, ya'ni. plazmoliz sodir bo'ladi. Shisha slaydga bir necha tomchi suv qo'shib, hujayra sitoplazmasidan pastroq eritma konsentratsiyasini yaratish orqali asl shaklni qaytarishingiz mumkin. H2O molekulalari qobiqdagi teshiklar orqali ichkariga kiradi, hujayraning hajmi va hujayra ichidagi bosimi ortadi. Bu jarayon deplazmoliz deb ataldi.
Hayvon hujayralarining oʻziga xos tuzilishi va funksiyalari
Sitoplazmada xloroplastlarning yo'qligi, tashqi qobig'idan mahrum bo'lgan ingichka membranalar, asosan ovqat hazm qilish yoki chiqarish funktsiyalarini bajaradigan kichik vakuolalar - bularning barchasi hayvonlar va inson hujayralariga tegishli. Ularning xilma-xil ko'rinishi va geterotrof oziqlanish odatlari yana bir ajralib turadigan xususiyatdir.
Alohida organizmlar yoki to'qimalarning bir qismi bo'lgan ko'plab hujayralar faol harakatlanish qobiliyatiga ega. Bular sutemizuvchilarning fagotsitlari va spermatozoidlari, amyoba, infuzoriya-poyabzal va boshqalar. Hayvon hujayralari membrana ustki kompleksi - glikokaliks tufayli to'qimalarga birlashadi. Uuglevodlar bilan bog'liq bo'lgan glikolipidlar va oqsillardan iborat bo'lib, yopishqoqlikni - hujayra membranalarining bir-biriga yopishishini ta'minlaydi, bu esa to'qimalarning shakllanishiga olib keladi. Hujayradan tashqari hazm qilish ham glikokaliksda sodir bo'ladi. Oziqlanishning geterotrofik usuli hujayralarda Golji apparatida hosil bo'lgan maxsus organellalar - lizosomalarda to'plangan ovqat hazm qilish fermentlarining butun arsenalining mavjudligini aniqlaydi - sitoplazmaning majburiy bir membranali tuzilishi.
Hayvon hujayralarida bu organella umumiy kanallar va sisternalar tarmog'i bilan ifodalanadi, o'simliklarda esa u ko'p sonli turli xil tuzilma birliklariga o'xshaydi. O'simlik va hayvonlarning somatik hujayralari mitoz, gametalar esa meioz yo'li bilan bo'linadi.
Shunday qilib, biz tirik organizmlarning turli guruhlari hujayralarining xususiyatlari organellalarning mikroskopik tuzilishi va funktsiyalariga bog'liq bo'lishini aniqladik.
