Cela plejada izjemnih znanstvenikov preteklosti - Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden je s svojimi odkritji na področju naravoslovja utrla pot za nastanek najpomembnejše veje znanosti. sodobna biološka znanost - citologija. Proučuje zgradbo in lastnosti celice, ki je osnovni nosilec življenja na Zemlji. Temeljno znanje, pridobljeno kot rezultat razvoja znanosti o celicah, je navdihnilo raziskovalce za ustvarjanje disciplin, kot so genetika, molekularna biologija in biokemija.
Znanstvena odkritja v njih so popolnoma spremenila podobo planeta in privedla do pojava klonov, gensko spremenjenih organizmov in umetne inteligence. Naš članek vam bo pomagal razumeti osnovne metode citoloških poskusov ter ugotoviti strukturo in funkcije celic.
Kako se preučuje celica
Tako kot pred 500 leti je svetlobni mikroskop glavni instrument, ki pomaga pri preučevanju strukture in lastnosti celice. Seveda njegov videz in optičnostznačilnosti se ne morejo primerjati s prvimi mikroskopi, ki sta jih ustvarila oče in sin Janssens ali Robert Hooke sredi 16. stoletja. Ločljiva moč sodobnih svetlobnih mikroskopov poveča velikost celičnih struktur za 3000-krat. Rastrski skenerji lahko zajamejo slike submikroskopskih objektov, kot so bakterije ali virusi, ki so tako majhni, da niti niso celice. V citologiji se aktivno uporablja metoda označenih atomov, pa tudi in vivo študija celic, zahvaljujoč kateri se razjasnijo značilnosti celičnih procesov.
centrifugiranje
Za ločitev vsebine celice na frakcije ter preučevanje lastnosti in funkcij celice citologija uporablja centrifugo. Deluje po enakem principu kot istoimenski del v pralnih strojih. Z ustvarjanjem centrifugalnega pospeška naprava pospeši celično suspenzijo, in ker imajo organele različno gostoto, se usedejo po plasteh. Na dnu so veliki deli, kot so jedra, mitohondriji ali plastidi, v zgornjih šobah destilacijske rešetke centrifuge pa se nahajajo mikrofilamenti citoskeleta, ribosomi in peroksisomi. Nastale plasti so ločene, zato je bolj priročno preučevati značilnosti biokemične sestave organelov.
celična struktura rastlin
Lastnosti rastlinske celice so v mnogih pogledih podobne funkcijam živalskih celic. Vendar pa bo tudi šolar, ki skozi okular mikroskopa preučuje fiksne pripravke rastlinskih, živalskih ali človeških celic, našel značilnosti razlike. Je geometrijskopravilne konture, prisotnost goste celulozne membrane in velikih vakuol, značilnih za rastlinske celice. In še ena razlika, ki popolnoma razlikuje rastline v skupini avtotrofnih organizmov, je prisotnost v citoplazmi jasno vidnih ovalnih zelenih teles. To so kloroplasti - vizitka rastlin. Navsezadnje so prav oni sposobni zajeti svetlobno energijo, jo pretvoriti v energijo makroergičnih vezi ATP in tvoriti tudi organske spojine: škrob, beljakovine in maščobe. Fotosinteza tako določa avtotrofne lastnosti rastlinske celice.
Neodvisna sinteza trofičnih snovi
Zadržimo se na procesu, zaradi katerega imajo rastline po mnenju izjemnega ruskega znanstvenika K. A. Timiryazeva kozmično vlogo v evoluciji. Na Zemlji je približno 350 tisoč rastlinskih vrst, od enoceličnih alg, kot sta klorela ali klamidomona, do orjaških dreves - sekvoj, ki dosežejo višino 115 metrov. Vsi absorbirajo ogljikov dioksid in ga spremenijo v glukozo, aminokisline, glicerol in maščobne kisline. Te snovi služijo kot hrana ne samo za rastlino samo, ampak jih uporabljajo tudi organizmi, imenovani heterotrofi: glive, živali in ljudje. Takšne lastnosti rastlinskih celic, kot je sposobnost sintetiziranja organskih spojin in tvorbe vitalne snovi - kisika, potrjujejo dejstvo izključne vloge avtotrofov za življenje na Zemlji.
Razvrstitev plastidov
Težko je ostati ravnodušen ob razmišljanju o ekstravaganci barv cvetočih vrtnic ali jesenskega gozda. Barva rastlin je posledica posebnih organelov - plastidov, značilnih samo za rastlinske celice. Lahko trdimo, da prisotnost posebnih pigmentov v njihovi sestavi vpliva na presnovne funkcije kloroplastov, kromoplastov in levkoplastov. Organele, ki vsebujejo zeleni pigment klorofil, določajo pomembne lastnosti celice in so odgovorne za proces fotosinteze. Lahko se spremenijo tudi v kromoplaste. Ta pojav opazimo na primer jeseni, ko se zeleni listi dreves obarvajo zlato, vijolično ali škrlatno. Leukoplasti se lahko spremenijo v kromoplaste, na primer mlečni paradižnik dozori v oranžno ali rdeče. Prav tako lahko prehajajo v kloroplaste, na primer pri daljšem skladiščenju na svetlobi se pojavi zelena barva na lupini gomoljev krompirja.
Mehanizem tvorbe rastlinskega tkiva
Ena od značilnosti višjih rastlinskih celic je prisotnost trde in močne lupine. Običajno vsebuje makromolekule celuloze, lignina ali pektina. Stabilnost in odpornost na stiskanje in druge mehanske deformacije ločujeta rastlinska tkiva v skupino najbolj togih naravnih struktur, ki lahko prenesejo velike obremenitve (spomnimo na primer lastnosti lesa). Med njenimi celicami nastane veliko citoplazmatskih pramenov, ki prehajajo skozi luknje v membranah, ki jih, kot elastične niti, šivajo skupaj.med seboj. Zato sta trdnost in trdota glavni lastnosti celice rastlinskega organizma.
Plazmoliza in deplazmoliza
Prisotnost perforiranih sten, ki so odgovorne za gibanje vode, mineralnih soli in fitohormonov, je mogoče zaznati zaradi pojava plazmolize. Postavite rastlinsko celico v hipertonično fiziološko raztopino. Voda iz njene citoplazme bo difundirala navzven in pod mikroskopom bomo videli proces luščenja parietalne plasti hialoplazme. Celica se skrči, njen volumen se zmanjša, t.j. pride do plazmolize. Prvotno obliko lahko vrnete tako, da na stekelce dodate nekaj kapljic vode in ustvarite koncentracijo raztopine, ki je nižja kot v citoplazmi celice. H2O molekule bodo vstopile v notranjost skozi pore v lupini, povečala se bosta prostornina in znotrajcelični tlak celice. Ta proces se je imenoval deplazmoliza.
Posebna struktura in funkcije živalskih celic
Odsotnost kloroplastov v citoplazmi, tanke membrane brez zunanje lupine, majhne vakuole, ki opravljajo predvsem prebavne ali izločevalne funkcije - vse to velja za živalske in človeške celice. Njihov raznolik videz in heterotrofne prehranjevalne navade so še ena značilnost.
Številne celice, ki so ločeni organizmi ali so del tkiv, so sposobne aktivnega gibanja. To so fagociti in spermatozoidi sesalcev, amebe, infuzorije-čevlji itd. Živalske celice so združene v tkiva zaradi supramembranskega kompleksa - glikokaliksa. onsestoji iz glikolipidov in beljakovin, povezanih z ogljikovimi hidrati, ter spodbuja oprijem - oprijem celičnih membran med seboj, kar vodi do tvorbe tkiva. Zunajcelična prebava poteka tudi v glikokaliksu. Heterotrofni način prehrane določa prisotnost v celicah celotnega arzenala prebavnih encimov, skoncentriranih v posebnih organelah - lizosomih, ki nastanejo v Golgijevem aparatu - obvezni enomembranski strukturi citoplazme.
V živalskih celicah je ta organela predstavljena s skupno mrežo kanalov in cistern, v rastlinah pa je videti kot številne različne strukturne enote. Tako rastlinske kot živalske somatske celice se delijo z mitozo, medtem ko se gamete delijo z mejozo.
Torej smo ugotovili, da bodo lastnosti celic različnih skupin živih organizmov odvisne od značilnosti mikroskopske strukture in funkcij organelov.
