Ang mga katawan ng mga nabubuhay na organismo ay maaaring isang solong selula, isang grupo ng mga ito o isang malaking akumulasyon, na may bilang na bilyun-bilyong tulad ng mga istrukturang elementarya. Kasama sa huli ang karamihan sa mga matataas na halaman. Ang pag-aaral ng cell - ang pangunahing elemento ng istraktura at pag-andar ng mga buhay na organismo - ay tumatalakay sa cytology. Ang sangay ng biology na ito ay nagsimulang umunlad nang mabilis pagkatapos ng pagtuklas ng electron microscope, ang pagpapabuti ng chromatography at iba pang mga pamamaraan ng biochemistry. Isaalang-alang ang mga pangunahing tampok, pati na rin ang mga tampok kung saan naiiba ang cell ng halaman mula sa pinakamaliit na yunit ng istruktura ng istraktura ng bakterya, fungi at hayop.
Pagbukas ng cell ni R. Hooke
Ang teorya ng maliliit na elemento ng istruktura ng lahat ng nabubuhay na bagay ay dumaan sa landas ng pag-unlad, na sinusukat sa daan-daang taon. Ang istraktura ng lamad ng cell ng halaman ay unang nakita sa kanyang mikroskopyo ng British scientist na si R. Hooke. Ang mga pangkalahatang probisyon ng cell hypothesis ay binuo nina Schleiden at Schwann, bago iyon gumawa ng mga katulad na konklusyon ang ibang mga mananaliksik.
Sinuri ng Englishman na si R. Hooke ang isang hiwa ng oak cork sa ilalim ng mikroskopyo at ipinakita ang mga resulta sa isang pulong ng Royal Society sa London noong Abril 13, 1663 (ayon saiba pang mga mapagkukunan, ang kaganapan ay naganap noong 1665). Ito ay lumabas na ang balat ng isang puno ay binubuo ng maliliit na selula, na tinatawag na "mga selula" ni Hooke. Ang mga dingding ng mga silid na ito, na bumubuo ng isang pattern sa anyo ng isang pulot-pukyutan, ang siyentipiko ay itinuturing na isang buhay na sangkap, at ang lukab ay kinikilala bilang isang walang buhay, pantulong na istraktura. Nang maglaon ay napatunayan na sa loob ng mga selula ng mga halaman at hayop ay naglalaman sila ng isang sangkap, kung wala ito ay imposible ang kanilang pag-iral, at ang aktibidad ng buong organismo.
Teorya ng cell
Ang mahalagang pagtuklas ng R. Hooke ay binuo sa mga gawa ng iba pang mga siyentipiko na nag-aral ng istruktura ng mga selula ng hayop at halaman. Ang mga katulad na elemento ng istruktura ay naobserbahan ng mga siyentipiko sa mga mikroskopikong seksyon ng multicellular fungi. Napag-alaman na ang mga istrukturang yunit ng mga buhay na organismo ay may kakayahang hatiin. Batay sa pananaliksik, ang mga kinatawan ng biological sciences ng Germany na sina M. Schleiden at T. Schwann ay bumuo ng hypothesis na kalaunan ay naging cell theory.
Ang paghahambing ng mga selula ng halaman at hayop na may bakterya, algae at fungi ay nagbigay-daan sa mga mananaliksik ng Aleman na magkaroon ng sumusunod na konklusyon: ang "mga silid" na natuklasan ni R. Hooke ay mga elementong pang-elementarya na istruktura, at ang mga prosesong nagaganap sa mga ito ay sumasailalim sa buhay ng karamihan sa mga organismo sa Earth. Isang mahalagang karagdagan ang ginawa ni R. Virkhov noong 1855, na binanggit na ang cell division ay ang tanging paraan para sa kanilang pagpaparami. Ang teoryang Schleiden-Schwann na may mga refinement ay naging pangkalahatang tinatanggap sa biology.
Ang cell ay ang pinakamaliit na elemento sa istraktura at buhay ng mga halaman
Ayon sa teoretikal na posisyon nina Schleiden at Schwann,ang organikong mundo ay iisa, na nagpapatunay sa katulad na mikroskopikong istraktura ng mga hayop at halaman. Bilang karagdagan sa dalawang kaharian na ito, ang pagkakaroon ng cellular ay katangian ng fungi, bakterya, at mga virus ay wala. Ang paglaki at pag-unlad ng mga buhay na organismo ay tinitiyak sa pamamagitan ng paglitaw ng mga bagong selula sa proseso ng paghahati ng mga umiiral na.
Ang isang multicellular na organismo ay hindi lamang isang akumulasyon ng mga istrukturang elemento. Ang mga maliliit na yunit ng istraktura ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, na bumubuo ng mga tisyu at organo. Ang mga single-celled na organismo ay naninirahan sa paghihiwalay, na hindi pumipigil sa kanila na lumikha ng mga kolonya. Ang mga pangunahing tampok ng cell:
- kakayahan para sa malayang pag-iral;
- sariling metabolismo;
- self-reproduction;
- development.
Sa ebolusyon ng buhay, isa sa pinakamahalagang yugto ay ang paghihiwalay ng nucleus mula sa cytoplasm sa tulong ng isang proteksiyon na lamad. Ang koneksyon ay napanatili, dahil ang mga istrukturang ito ay hindi maaaring umiral nang hiwalay. Sa kasalukuyan, mayroong dalawang super-kaharian - non-nuclear at nuclear organisms. Ang pangalawang pangkat ay nabuo ng mga halaman, fungi at hayop, na pinag-aaralan ng mga nauugnay na sangay ng agham at biology sa pangkalahatan. Ang plant cell ay may nucleus, cytoplasm at organelles, na tatalakayin sa ibaba.
Pagkakaiba-iba ng mga selula ng halaman
Sa hiwa ng hinog na pakwan, mansanas o patatas, makikita mo ang mga istrukturang "cells" na puno ng likido gamit ang mata. Ito ay mga fetal parenchyma cell na may diameter na hanggang 1 mm. Ang mga hibla ng Bast ay mga pinahabang istruktura, ang haba nito ay makabuluhang lumampas sa lapad. Halimbawa,ang cell ng halaman na tinatawag na cotton ay umaabot sa haba na 65 mm. Ang mga bast fibers ng flax at abaka ay may mga linear na sukat na 40–60 mm. Ang mga karaniwang cell ay mas maliit -20–50 µm. Ang gayong maliliit na elemento ng istruktura ay makikita lamang sa ilalim ng mikroskopyo. Ang mga tampok ng pinakamaliit na yunit ng istruktura ng isang organismo ng halaman ay makikita hindi lamang sa mga pagkakaiba sa hugis at sukat, kundi pati na rin sa mga pag-andar na ginagawa sa komposisyon ng mga tisyu.
Plant cell: mga pangunahing tampok sa istruktura
Ang nucleus at cytoplasm ay malapit na magkakaugnay at nakikipag-ugnayan sa isa't isa, na kinumpirma ng pananaliksik ng mga siyentipiko. Ito ang mga pangunahing bahagi ng eukaryotic cell, ang lahat ng iba pang mga elemento ng istruktura ay nakasalalay sa kanila. Ang nucleus ay nagsisilbing mag-imbak at magpadala ng genetic na impormasyong kinakailangan para sa synthesis ng protina.
Ang British scientist na si R. Brown noong 1831 ay unang napansin ang isang espesyal na katawan (nucleus) sa cell ng isang halaman ng pamilya ng orchid. Ito ay isang nucleus na napapalibutan ng semi-liquid cytoplasm. Ang pangalan ng sangkap na ito ay nangangahulugang sa literal na pagsasalin mula sa Greek "ang pangunahing masa ng cell." Maaaring ito ay mas likido o malapot, ngunit ito ay kinakailangang sakop ng isang lamad. Ang panlabas na shell ng cell ay pangunahing binubuo ng cellulose, lignin, at wax. Ang isang tampok na nagpapakilala sa mga selula ng halaman at hayop ay ang pagkakaroon ng malakas na cellulose wall na ito.
Ang istraktura ng cytoplasm
Ang panloob na bahagi ng isang plant cell ay puno ng hyaloplasm na may maliliit na butil na nakasuspinde dito. Mas malapit sa shell, ang tinatawag na endoplasm ay pumasa sa isang mas malapot na exoplasm. Eksaktoang mga sangkap na ito, kung saan napupuno ang selula ng halaman, ay nagsisilbing isang lugar para sa daloy ng mga biochemical reactions at transportasyon ng mga compound, ang paglalagay ng mga organelles at mga inklusyon.
Humigit-kumulang 70-85% ng cytoplasm ay tubig, 10-20% ay mga protina, iba pang mga kemikal na sangkap - carbohydrates, lipids, mineral compounds. Ang mga cell ng halaman ay may cytoplasm, kung saan, kabilang sa mga huling produkto ng synthesis, mayroong mga bioregulator ng mga function at reserbang sangkap (mga bitamina, enzyme, langis, almirol).
Core
Ang paghahambing ng mga selula ng halaman at hayop ay nagpapakita na sila ay may katulad na istraktura ng nucleus, na matatagpuan sa cytoplasm at sumasakop ng hanggang 20% ng dami nito. Ang Englishman na si R. Brown, na unang sumuri sa pinakamahalaga at patuloy na sangkap na ito ng lahat ng eukaryotes sa ilalim ng mikroskopyo, ay nagbigay nito ng pangalan mula sa Latin na salitang nucleus. Ang hitsura ng nuclei ay karaniwang nauugnay sa hugis at sukat ng mga selula, ngunit kung minsan ay naiiba sa kanila. Ang mga kinakailangang elemento ng istraktura ay ang lamad, karyolymph, nucleolus at chromatin.
May mga pores sa lamad na naghihiwalay sa nucleus mula sa cytoplasm. Nagdadala sila ng mga sangkap mula sa nucleus patungo sa cytoplasm at vice versa. Ang Karyolymph ay isang likido o malapot na nilalamang nuklear na may mga bahagi ng chromatin. Ang nucleolus ay naglalaman ng ribonucleic acid (RNA) na pumapasok sa mga ribosom ng cytoplasm upang lumahok sa synthesis ng protina. Ang isa pang nucleic acid, ang deoxyribonucleic acid (DNA), ay naroroon din sa malalaking halaga. Ang DNA at RNA ay unang natuklasan sa mga selula ng hayop noong 1869 at pagkatapos ay natagpuan sa mga halaman. Ang nucleus ang sentropamamahala” ng mga prosesong intracellular, isang lugar para sa pag-iimbak ng impormasyon tungkol sa mga namamana na katangian ng buong organismo.
Endoplasmic reticulum (ER)
Ang istraktura ng mga selula ng hayop at halaman ay may malaking pagkakatulad. Kinakailangang naroroon sa cytoplasm ang mga panloob na tubule na puno ng mga sangkap ng iba't ibang pinagmulan at komposisyon. Ang butil na uri ng EPS ay naiiba sa uri ng agranular sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga ribosom sa ibabaw ng lamad. Ang una ay kasangkot sa synthesis ng mga protina, ang pangalawa ay gumaganap ng isang papel sa pagbuo ng mga karbohidrat at lipid. Tulad ng itinatag ng mga mananaliksik, ang mga channel ay hindi lamang tumagos sa cytoplasm, sila ay nauugnay sa bawat organelle ng isang buhay na cell. Samakatuwid, ang halaga ng EPS ay lubos na pinahahalagahan bilang isang kalahok sa metabolismo, isang sistema ng komunikasyon sa kapaligiran.
Ribosome
Ang istraktura ng isang halaman o selula ng hayop ay mahirap isipin kung wala ang maliliit na particle na ito. Ang mga ribosome ay napakaliit at makikita lamang gamit ang isang electron microscope. Ang mga protina at molekula ng mga ribonucleic acid ay namamayani sa komposisyon ng mga katawan, mayroong isang maliit na halaga ng calcium at magnesium ions. Halos lahat ng RNA ng cell ay puro sa mga ribosom; nagbibigay sila ng synthesis ng protina sa pamamagitan ng "pagsasama-sama" ng mga protina mula sa mga amino acid. Pagkatapos ay pumapasok ang mga protina sa mga ER channel at dinadala ng network sa buong cell, tumagos sa nucleus.
Mitochondria
Ang mga organel na ito ng cell ay itinuturing na mga istasyon ng enerhiya nito, nakikita ang mga ito kapag pinalaki sa isang kumbensyonal na light microscope. Ang bilang ng mitochondria ay nag-iiba sa isang napakalawak na hanay, maaaring mayroong mga yunit o libo-libo. Ang istraktura ng organoid ay hindi masyadong kumplikado, mayroong dalawalamad at matris sa loob. Mitochondria ay binubuo ng protina lipids, DNA at RNA, ay responsable para sa biosynthesis ng ATP - adenosine triphosphoric acid. Ang sangkap na ito ng isang halaman o selula ng hayop ay nailalarawan sa pagkakaroon ng tatlong mga pospeyt. Ang paghahati ng bawat isa sa kanila ay nagbibigay ng enerhiya na kailangan para sa lahat ng proseso ng buhay sa cell mismo at sa buong katawan. Sa kabaligtaran, ang pagdaragdag ng mga residue ng phosphoric acid ay ginagawang posible na mag-imbak ng enerhiya at ilipat ito sa form na ito sa buong cell.
Isaalang-alang ang mga cell organelle sa figure sa ibaba at pangalanan ang mga kilala mo na. Pansinin ang malaking vesicle (vacuole) at berdeng plastid (chloroplasts). Pag-uusapan natin sila mamaya.
Golgi complex
Ang kumplikadong cellular organoid ay binubuo ng mga butil, lamad at vacuoles. Binuksan ang complex noong 1898 at pinangalanan sa Italian biologist. Ang mga tampok ng mga selula ng halaman ay ang pare-parehong pamamahagi ng mga partikulo ng Golgi sa buong cytoplasm. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang complex ay kinakailangan upang ayusin ang nilalaman ng tubig at mga produktong dumi, alisin ang labis na mga sangkap.
Plastids
Tanging mga cell ng tissue ng halaman ang naglalaman ng mga berdeng organelles. Bilang karagdagan, may mga walang kulay, dilaw at orange na plastid. Ang kanilang istraktura at pag-andar ay sumasalamin sa uri ng nutrisyon ng halaman, at nagagawa nilang baguhin ang kulay dahil sa mga reaksiyong kemikal. Mga pangunahing uri ng plastid:
- orange at dilaw na chromoplast na nabuo ng carotene at xanthophyll;
- chloroplast na naglalaman ng mga butil ng chlorophyll -berdeng pigment;
- Ang leucoplast ay walang kulay na plastid.
Ang istraktura ng isang cell ng halaman ay nauugnay sa mga kemikal na reaksyon ng synthesis ng organikong bagay mula sa carbon dioxide at tubig gamit ang magaan na enerhiya. Ang pangalan ng kamangha-manghang at napakakomplikadong prosesong ito ay photosynthesis. Ang mga reaksyon ay isinasagawa salamat sa chlorophyll, ito ang sangkap na nakakakuha ng enerhiya ng isang sinag ng liwanag. Ang pagkakaroon ng berdeng pigment ay nagpapaliwanag ng katangian ng kulay ng mga dahon, mala-damo na mga tangkay, mga hindi pa hinog na prutas. Ang chlorophyll ay katulad ng istraktura sa hemoglobin sa dugo ng mga hayop at tao.
Ang pula, dilaw at orange na kulay ng iba't ibang organo ng halaman ay dahil sa pagkakaroon ng mga chromoplast sa mga selula. Ang mga ito ay batay sa isang malaking grupo ng mga carotenoids na may mahalagang papel sa metabolismo. Ang mga leucoplast ay responsable para sa synthesis at akumulasyon ng starch. Ang mga plastid ay lumalaki at dumami sa cytoplasm, na gumagalaw kasama nito kasama ang panloob na lamad ng selula ng halaman. Mayaman sila sa mga enzyme, ion, at iba pang biologically active compound.
Mga pagkakaiba sa mikroskopikong istraktura ng mga pangunahing grupo ng mga buhay na organismo
Karamihan sa mga cell ay kahawig ng isang maliit na sac na puno ng mucus, katawan, butil at vesicle. Kadalasan mayroong iba't ibang mga pagsasama sa anyo ng mga solidong kristal ng mineral, mga patak ng mga langis, mga butil ng almirol. Ang mga cell ay malapit na nakikipag-ugnayan sa komposisyon ng mga tisyu ng halaman, ang buhay sa kabuuan ay nakasalalay sa aktibidad ng mga pinakamaliit na yunit ng istruktura na ito na bumubuo ng kabuuan.
Na may multicellular na istraktura, mayroonespesyalisasyon, na kung saan ay ipinahayag sa iba't ibang mga pisyolohikal na gawain at pag-andar ng mga microscopic structural elements. Pangunahing tinutukoy ang mga ito sa pamamagitan ng lokasyon ng mga tisyu sa mga dahon, ugat, tangkay, o generative organ ng halaman.
I-highlight natin ang mga pangunahing elemento ng paghahambing ng cell ng halaman sa mga elementary structural unit ng iba pang nabubuhay na organismo:
- Ang siksik na shell, katangian lamang para sa mga halaman, ay nabuo sa pamamagitan ng fiber (cellulose). Sa fungi, ang lamad ay binubuo ng matibay na chitin (isang espesyal na protina).
- Nag-iiba ang kulay ng mga selula ng halaman at fungi dahil sa pagkakaroon o kawalan ng mga plastid. Ang mga katawan gaya ng mga chloroplast, chromoplast at leukoplast ay naroroon lamang sa cytoplasm ng halaman.
- May isang organoid na nagpapakilala sa mga hayop - ito ang centriole (cell center).
- Tanging sa cell ng halaman ay may malaking gitnang vacuole na puno ng likidong nilalaman. Kadalasan ang cell sap na ito ay kinukulayan ng mga pigment sa iba't ibang kulay.
- Ang pangunahing reserbang tambalan ng organismo ng halaman ay almirol. Ang mga kabute at hayop ay nag-iipon ng glycogen sa kanilang mga selula.
Sa mga algae, maraming single, free-living cells ang kilala. Halimbawa, ang naturang malayang organismo ay chlamydomonas. Bagama't ang mga halaman ay naiiba sa mga hayop sa pagkakaroon ng cellulose cell wall, ngunit ang mga germ cell ay kulang sa gayong siksik na shell - ito ay isa pang patunay ng pagkakaisa ng organikong mundo.
