Moderne eksperimentele studies het vasgestel dat die sel die mees komplekse strukturele en funksionele eenheid van byna alle lewende organismes is, met die uitsondering van virusse, wat nie-sellulêre lewensvorme is. Sitologie bestudeer die struktuur, sowel as die lewensbelangrike aktiwiteit van die sel: asemhaling, voeding, voortplanting, groei. Hierdie prosesse sal in hierdie vraestel oorweeg word.
Selstruktuur
Deur 'n lig- en elektronmikroskoop te gebruik, het bioloë vasgestel dat plant- en dierselle 'n oppervlakapparaat (supramembraan- en submembraankomplekse), sitoplasma en organelle bevat. In dierselle is 'n glikokalis bokant die membraan geleë, wat ensieme bevat en voeding verskaf aan die sel buite die sitoplasma. In plantselle, prokariote (bakterieë en sianobakterieë), sowel as swamme, word 'n selwand bokant die membraan gevorm, wat uit sellulose, lignien of mureïen bestaan.
Die kern is 'n noodsaaklike organeleukariote. Dit bevat oorerflike materiaal – DNS, wat soos chromosome lyk. Bakterieë en sianobakterieë bevat 'n nukleoïed wat as 'n draer van deoksiribonukleïensuur optree. Almal van hulle voer streng spesifieke funksies uit wat die metaboliese sellulêre prosesse bepaal.
Wat bedoel ons met sellulêre voeding
Die lewensbelangrike manifestasies van 'n sel is niks anders as die oordrag van energie en die transformasie daarvan van een vorm na 'n ander (volgens die eerste wet van termodinamika). Die energie wat in voedingstowwe gevind word in 'n latente, dit wil sê, gebonde toestand, gaan oor na ATP-molekules. Op die vraag wat selvoeding in biologie is, is daar 'n antwoord wat die volgende postulate in ag neem:
- Die sel, synde 'n oop biosisteem, vereis 'n konstante toevoer van energie vanaf die eksterne omgewing.
- Organiese stowwe wat nodig is vir voeding, die sel kan op twee maniere kry:
a) vanaf die intersellulêre medium, in die vorm van klaargemaakte verbindings;
b) onafhanklike sintetisering van proteïene, koolhidrate en vette uit koolstofdioksied, ammoniak, ens.
Daarom word alle organismes in heterotroof en outotroof verdeel, waarvan die metaboliese kenmerke deur biochemie bestudeer word.
Metabolisme en energie
Organiese stowwe wat die sel binnedring, ondergaan splitsing, waardeur energie in die vorm van ATP- of NADP-H2-molekules vrygestel word. Die hele stel assimilasie- en dissimilasiereaksies is metabolisme. Hieronder sal ons die stadiums van energiemetabolisme oorweeg wat voeding verskaf vir heterotrofiese selle. Eerste proteïene, koolhidrate en lipiedeword afgebreek tot hul monomere: aminosure, glukose, gliserol en vetsure. Dan, tydens suurstofvrye vertering, ondergaan hulle verdere afbreek (anaërobiese vertering).
Op hierdie manier word intrasellulêre parasiete gevoer: rickettsia, chlamydia en patogene bakterieë, soos clostridium. Eensellige gisswamme breek glukose af na etielalkohol, melksuurbakterieë na melksuur. Glikolise, alkohol, botter, melksuurfermentasie is dus voorbeelde van selvoeding as gevolg van anaërobiese vertering in heterotrofe.
Outotrofie en kenmerke van metaboliese prosesse
Vir organismes wat op aarde leef, is die son die hoofbron van energie. Danksy hom word aan die behoeftes van die inwoners van ons planeet voldoen. Sommige van hulle sintetiseer voedingstowwe as gevolg van ligenergie, hulle word fototrofe genoem. Ander - met behulp van die energie van redoksreaksies word hulle chemotrofe genoem. By eensellige alge word die voeding van die sel, waarvan die foto hieronder aangebied word, fotosinteties uitgevoer.
Groen plante bevat chlorofil, wat deel is van chloroplaste. Dit speel die rol van 'n antenna wat ligkwanta vasvang. In die lig en donker fases van fotosintese vind ensiematiese reaksies plaas (die Calvyn-siklus), wat lei tot die vorming van alle organiese stowwe wat vir voeding gebruik word uit koolstofdioksied. Daarom is die sel, wat gevoed wordas gevolg van die gebruik van ligenergie, word outotroof of fototrofies genoem.
Eensellige organismes, genoem chemosintetika, gebruik die energie wat vrygestel word as gevolg van chemiese reaksies om organiese stowwe te vorm, byvoorbeeld, ysterbakterieë oksideer ysterhoudende verbindings tot ysteryster, en die vrygestelde energie gaan na die sintese van glukose molekules.
Foto-sintetiese organismes vang dus ligenergie op en sit dit om in die energie van kovalente bindings van mono- en polisakkariede. Dan, langs die skakels van die voedselkettings, word energie oorgedra na die selle van heterotrofiese organismes. Met ander woorde, danksy fotosintese bestaan al die strukturele elemente van die biosfeer. Daar kan gesê word dat 'n sel, waarvan die voeding op 'n outotrofiese manier plaasvind, nie net homself “voed” nie, maar ook alles wat op planeet Aarde leef.
Hoe heterotrofiese organismes eet
'n Sel waarvan die voeding afhanklik is van die inname van organiese stowwe uit die eksterne omgewing word heterotrofies genoem. Organismes soos swamme, diere, mense en parasitiese bakterieë breek koolhidrate, proteïene en vette af met behulp van verteringsensieme.
Dan word die resulterende monomere deur die sel geabsorbeer en deur dit gebruik om hul organelle en lewe te bou. Opgeloste voedingstowwe kom die sel binne deur pinositose, terwyl vaste voedseldeeltjies die sel binnedring deur fagositose. Heterotrofiese organismes kan in saprotrofe en parasiete verdeel word. Eersgenoemde (byvoorbeeld grondbakterieë, swamme, sommige insekte) voed op dooie organiese materiaal, laasgenoemde (patogeniese bakterieë, helminte, parasitiese swamme) voed op selle en weefsels van lewende organismes.
Mixotrofe, hul verspreiding in die natuur
Gemengde tipe voeding in die natuur is redelik skaars en is 'n vorm van aanpassing (idio-aanpassing) by verskeie omgewingsfaktore. Die hoofvoorwaarde vir mixotrofie is die teenwoordigheid in die sel van beide organelle wat chlorofil bevat vir fotosintese, en 'n stelsel van ensieme wat klaargemaakte voedingstowwe uit die omgewing afbreek. Byvoorbeeld, die eensellige dier Euglena green bevat chromatofore met chlorofil in die hialoplasma.
Wanneer die reservoir waarin Euglena woon goed verlig is, voed dit soos 'n plant, d.w.s. outotrofies, deur fotosintese. As gevolg hiervan word glukose gesintetiseer uit koolstofdioksied, wat die sel as voedsel gebruik. Euglena voed snags heterotrofies en breek organiese materiaal af met behulp van ensieme wat in die spysverteringsvakuole geleë is. Wetenskaplikes beskou dus die mixotrofiese voeding van die sel as bewys van die eenheid van die oorsprong van plante en diere.
Selgroei en sy verhouding met trofisme
'n Toename in die lengte, massa, volume van beide die hele organisme en sy individuele organe en weefsels word groei genoem. Dit is onmoontlik sonder 'n konstante toevoer van voedingstowwe aan die selle, wat as boumateriaal dien. Om 'n antwoord te kry op die vraag hoe 'n sel groei, waarvan die voedingoutotrofies voorkom, is dit nodig om te verduidelik of dit 'n onafhanklike organisme is en of dit deel is van 'n meersellige individu as 'n strukturele eenheid. In die eerste geval sal groei tydens die interfase van die selsiklus uitgevoer word. Die prosesse van plastiekuitruiling vind intensief daarin plaas. Die voeding van heterotrofiese organismes word gekorreleer met die teenwoordigheid van voedsel wat uit die eksterne omgewing kom. Die groei van 'n meersellige organisme vind plaas as gevolg van die aktivering van biosintese in opvoedkundige weefsels, sowel as die oorheersing van anaboliese reaksies bo katabolisme prosesse.
Die rol van suurstof in die voeding van heterotrofiese selle
Aërobiese organismes: Sommige bakterieë, swamme, diere en mense gebruik suurstof om voedingstowwe soos glukose heeltemal in koolstofdioksied en water af te breek (die Krebs-siklus). Dit kom voor in die matriks van mitochondria wat die ensiematiese stelsel H + -ATP-ase bevat, wat ATP-molekules vanaf ADP sintetiseer. In prokariotiese organismes soos aërobiese bakterieë en sianobakterieë vind die suurstofdissimilasiestap by die plasmamembraan van die selle plaas.
Spesifieke voeding van gamete
In molekulêre biologie en sitologie kan selvoeding kortliks beskryf word as die proses van voedingstowwe wat dit binnedring, hul splitsing en die sintese van 'n sekere deel van energie in die vorm van ATP-molekules. Die trofisme van gamete: eiers en spermatozoa het 'n paar kenmerke wat verband hou met die hoë spesifisiteit van hul funksies. Dit is veral waar van die vroulike kiemsel, wat gedwing word om 'n groot voorraad voedingstowwe op te bou, hoofsaaklik in die vorm vaneiergeel.
Na bevrugting sal sy dit gebruik om 'n embrio te vergruis en te vorm. Spermatozoa in die proses van rypwording (spermatogenese) ontvang organiese stowwe van Sertoli-selle wat in die seminiferous tubules geleë is. Beide tipes gamete het dus 'n hoë vlak van metabolisme, wat moontlik is as gevolg van aktiewe sellulêre trofisme.
Die rol van minerale voeding
Metaboliese prosesse is onmoontlik sonder die invloei van katione en anione wat deel is van minerale soute. Magnesiumione is byvoorbeeld nodig vir fotosintese, kalium- en kalsiumione is nodig vir die werking van mitochondriale ensiemstelsels, en die teenwoordigheid van natriumione, sowel as karbonaatanione, is nodig om die buffereienskappe van hialoplasma te handhaaf. Oplossings van minerale soute gaan die sel binne deur pinositose of diffusie deur die selmembraan. Minerale voeding is inherent in beide outotrofiese en heterotrofiese selle.
Opsomming, ons is oortuig daarvan dat die belangrikheid van selvoeding werklik groot is, aangesien hierdie proses lei tot die vorming van boumateriaal (koolhidrate, proteïene en vette) uit koolstofdioksied in outotrofiese organismes. Heterotrofiese selle voed op organiese stowwe wat gevorm word as gevolg van die noodsaaklike aktiwiteit van outotrofe. Hulle gebruik die ontvangde energie vir voortplanting, groei, beweging en ander lewensprosesse.
