Isang buong kalawakan ng mga namumukod-tanging siyentipiko sa nakaraan - sina Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden, kasama ang kanilang mga natuklasan sa larangan ng pag-aaral ng kalikasan, ang nagbigay daan para sa pagbuo ng pinakamahalagang sangay ng modernong biological science - cytology. Pinag-aaralan nito ang istruktura at katangian ng cell, na siyang pangunahing tagapagdala ng buhay sa Earth. Ang pangunahing kaalaman na natamo bilang resulta ng pag-unlad ng cell science ay nagbigay inspirasyon sa mga mananaliksik na lumikha ng mga disiplina gaya ng genetics, molecular biology, at biochemistry.
Ang mga siyentipikong pagtuklas na ginawa sa kanila ay ganap na nagpabago sa mukha ng planeta at humantong sa paglitaw ng mga clone, genetically modified organism at artificial intelligence. Tutulungan ka ng aming artikulo na maunawaan ang mga pangunahing pamamaraan ng mga eksperimento sa cytological at malaman ang istraktura at mga function ng mga cell.
Paano pinag-aaralan ang isang cell
Tulad ng 500 taon na ang nakalipas, ang light microscope ang pangunahing instrumento na tumutulong sa pag-aaral ng istraktura at mga katangian ng cell. Siyempre, ang hitsura at optical nitoang mga katangian ay hindi maihahambing sa mga unang mikroskopyo na nilikha ng mag-amang Janssens o Robert Hooke noong kalagitnaan ng ika-16 na siglo. Ang kapangyarihan ng paglutas ng mga modernong light microscope ay nagpapataas ng laki ng mga istruktura ng cell ng 3000 beses. Ang mga raster scanner ay maaaring kumuha ng mga larawan ng mga submicroscopic na bagay gaya ng bacteria o virus, ang huli ay napakaliit na hindi sila kahit na mga cell. Sa cytology, ang paraan ng mga may label na atom ay aktibong ginagamit, gayundin ang in vivo na pag-aaral ng mga cell, salamat sa kung saan ang mga tampok ng mga proseso ng cellular ay nilinaw.
Centrifugation
Upang paghiwalayin ang mga nilalaman ng cell sa mga fraction at pag-aralan ang mga katangian at function ng cell, gumagamit ang cytology ng centrifuge. Gumagana ito sa parehong prinsipyo bilang bahagi ng parehong pangalan sa mga washing machine. Sa pamamagitan ng paglikha ng centrifugal acceleration, pinapabilis ng device ang suspensyon ng cell, at dahil ang mga organelles ay may iba't ibang densidad, sila ay tumira sa mga layer. Sa ibaba ay may malalaking bahagi, tulad ng nuclei, mitochondria o plastids, at sa itaas na mga nozzle ng distillation grate ng centrifuge, matatagpuan ang mga microfilament ng cytoskeleton, ribosome at peroxisome. Ang mga resultang layer ay pinaghihiwalay, kaya mas madaling pag-aralan ang mga tampok ng biochemical na komposisyon ng mga organelles.
Estruktura ng cell ng mga halaman
Ang mga katangian ng isang plant cell sa maraming paraan ay katulad ng mga function ng mga selula ng hayop. Gayunpaman, kahit na ang isang batang lalaki sa paaralan, na sinusuri ang mga nakapirming paghahanda ng mga selula ng halaman, hayop o tao sa pamamagitan ng eyepiece ng isang mikroskopyo, ay makakahanap ng mga tampok ng pagkakaiba. Ito ay geometrictamang contours, ang pagkakaroon ng isang siksik na selulusa lamad at malalaking vacuoles, katangian ng mga selula ng halaman. At ang isa pang pagkakaiba na ganap na nagpapakilala sa mga halaman sa pangkat ng mga autotrophic na organismo ay ang pagkakaroon sa cytoplasm ng malinaw na nakikitang mga hugis-itlog na berdeng katawan. Ito ay mga chloroplast - ang calling card ng mga halaman. Pagkatapos ng lahat, sila ang nakakakuha ng liwanag na enerhiya, i-convert ito sa enerhiya ng macroergic bond ng ATP, at bumubuo rin ng mga organikong compound: starch, protina at taba. Sa gayon, tinutukoy ng photosynthesis ang mga autotrophic na katangian ng selula ng halaman.
Independent synthesis ng trophic substance
Pag-isipan natin ang proseso kung saan, ayon sa pambihirang siyentipikong Ruso na si K. A. Timiryazev, ang mga halaman ay may papel na kosmiko sa ebolusyon. Mayroong humigit-kumulang 350 libong species ng halaman sa Earth, mula sa single-celled algae tulad ng chlorella o chlamydomonas hanggang sa mga higanteng puno - sequoias, na umaabot sa taas na 115 metro. Lahat sila ay sumisipsip ng carbon dioxide, ginagawa itong glucose, amino acids, glycerol at fatty acids. Ang mga sangkap na ito ay nagsisilbing pagkain hindi lamang para sa halaman mismo, ngunit ginagamit din ng mga organismo na tinatawag na heterotrophs: fungi, hayop at tao. Ang mga katangian ng mga selula ng halaman bilang kakayahang mag-synthesize ng mga organikong compound at bumuo ng isang mahalagang sangkap - oxygen, ay nagpapatunay sa katotohanan ng eksklusibong papel ng mga autotroph para sa buhay sa Earth.
Pag-uuri ng mga plastid
Mahirap manatiling walang malasakit, pinag-iisipan ang labis na kulay ng mga namumulaklak na rosas o ang kagubatan ng taglagas. Ang kulay ng mga halaman ay dahil sa mga espesyal na organelles - plastids, katangian lamang para sa mga selula ng halaman. Maaari itong mapagtatalunan na ang pagkakaroon ng mga espesyal na pigment sa kanilang komposisyon ay nakakaapekto sa mga pag-andar ng mga chloroplast, chromoplast at leukoplast sa metabolismo. Tinutukoy ng mga organel na naglalaman ng berdeng pigment na chlorophyll ang mahahalagang katangian ng cell at responsable para sa proseso ng photosynthesis. Maaari rin silang mag-transform sa mga chromoplast. Napansin namin ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, halimbawa, sa taglagas, kapag ang mga berdeng dahon ng mga puno ay nagiging ginto, lila o pulang-pula. Ang mga leucoplast ay maaaring mag-transform sa mga chromoplast, halimbawa mga milky tomatoes na hinog sa orange o pula. Nagagawa rin nilang dumaan sa mga chloroplast, halimbawa, ang hitsura ng berdeng kulay sa balat ng mga tubers ng patatas ay nangyayari kapag sila ay nakaimbak sa liwanag nang mahabang panahon.
Mekanismo ng pagbuo ng tissue ng halaman
Ang isa sa mga natatanging tampok ng mas matataas na selula ng halaman ay ang pagkakaroon ng matigas at malakas na shell. Karaniwan itong naglalaman ng mga macromolecule ng selulusa, lignin o pectin. Ang katatagan at paglaban sa compression at iba pang mga mekanikal na deformation ay nakikilala ang mga tisyu ng halaman sa pangkat ng mga pinaka-matibay na likas na istruktura na maaaring makatiis ng mabibigat na karga (recall, halimbawa, ang mga katangian ng kahoy). Sa pagitan ng mga cell nito, maraming mga cytoplasmic strands ang lumitaw, na dumadaan sa mga butas sa mga lamad, na, tulad ng nababanat na mga thread, tahiin ang mga ito nang magkasama.sa pagitan nila. Samakatuwid, ang lakas at tigas ay ang mga pangunahing katangian ng isang cell ng isang organismo ng halaman.
Plasmolysis at deplasmolysis
Ang pagkakaroon ng mga butas-butas na pader na responsable para sa paggalaw ng tubig, mineral s alts at phytohormones ay maaaring matukoy dahil sa phenomenon ng plasmolysis. Maglagay ng cell ng halaman sa isang hypertonic saline solution. Ang tubig mula sa cytoplasm nito ay magkakalat palabas, at sa ilalim ng mikroskopyo makikita natin ang proseso ng pag-exfoliation ng parietal layer ng hyaloplasm. Ang cell ay lumiliit, ang dami nito ay bumababa, i.e. nangyayari ang plasmolysis. Maaari mong ibalik ang orihinal na anyo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ilang patak ng tubig sa isang glass slide at paglikha ng konsentrasyon ng solusyon na mas mababa kaysa sa cytoplasm ng cell. H2O ang mga molekula ay papasok sa loob sa pamamagitan ng mga pores sa shell, tataas ang volume at intracellular pressure ng cell. Ang prosesong ito ay tinatawag na deplasmolysis.
Espesipikong istraktura at paggana ng mga selula ng hayop
Ang kawalan ng mga chloroplast sa cytoplasm, manipis na lamad na walang panlabas na shell, maliliit na vacuole na pangunahing gumaganap ng digestive o excretory function - lahat ng ito ay naaangkop sa mga selula ng hayop at tao. Ang kanilang iba't ibang hitsura at heterotrophic na mga gawi sa pagpapakain ay isa pang natatanging tampok.
Maraming mga cell, na magkahiwalay na mga organismo, o bahagi ng mga tisyu, ay may kakayahang aktibong gumalaw. Ito ay mga phagocytes at spermatozoa ng mga mammal, amoeba, infusoria-shoe, atbp. Ang mga selula ng hayop ay pinagsama sa mga tisyu dahil sa supra-membrane complex - ang glycocalyx. Siyaay binubuo ng glycolipids at mga protina na nauugnay sa carbohydrates, at nagtataguyod ng pagdirikit - pagdirikit ng mga lamad ng cell sa bawat isa, na humahantong sa pagbuo ng tissue. Ang extracellular digestion ay nangyayari din sa glycocalyx. Tinutukoy ng heterotrophic na paraan ng nutrisyon ang presensya sa mga cell ng isang buong arsenal ng digestive enzymes, na puro sa mga espesyal na organelles - lysosomes, na nabuo sa Golgi apparatus - isang obligadong single-membrane na istraktura ng cytoplasm.
Sa mga selula ng hayop, ang organelle na ito ay kinakatawan ng isang karaniwang network ng mga channel at cisterns, habang sa mga halaman ay mukhang maraming magkakaibang structural unit. Ang mga somatic cell ng halaman at hayop ay nahahati sa pamamagitan ng mitosis, habang ang mga gamete ay nahahati sa pamamagitan ng meiosis.
Kaya, napagtibay namin na ang mga katangian ng mga selula ng iba't ibang grupo ng mga nabubuhay na organismo ay magdedepende sa mga katangian ng mikroskopikong istraktura at paggana ng mga organelles.
