'n Hele sterrestelsel van uitstaande wetenskaplikes van die verlede - Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden het met hul ontdekkings op die gebied van natuurstudie die weg gebaan vir die vorming van die belangrikste tak van moderne biologiese wetenskap - sitologie. Dit bestudeer die struktuur en eienskappe van die sel, wat die elementêre draer van lewe op Aarde is. Die fundamentele kennis wat opgedoen is as gevolg van die ontwikkeling van selwetenskap het navorsers geïnspireer om dissiplines soos genetika, molekulêre biologie en biochemie te skep.
Wetenskaplike ontdekkings wat daarin gemaak is, het die gesig van die planeet heeltemal verander en gelei tot die ontstaan van klone, geneties gemodifiseerde organismes en kunsmatige intelligensie. Ons artikel sal jou help om die basiese metodes van sitologiese eksperimente te verstaan en die struktuur en funksies van selle uit te vind.
Hoe 'n sel bestudeer word
Soos 500 jaar gelede is die ligmikroskoop die hoofinstrument wat help om die struktuur en eienskappe van die sel te bestudeer. Natuurlik, sy voorkoms en optieseeienskappe kan nie vergelyk word met die eerste mikroskope wat pa en seun Janssens of Robert Hooke in die middel van die 16de eeu geskep het nie. Die oplosvermoë van moderne ligmikroskope vergroot die grootte van selstrukture met 3000 keer. Rasterskandeerders kan beelde van submikroskopiese voorwerpe soos bakterieë of virusse opneem, laasgenoemde so klein dat dit nie eers selle is nie. In sitologie word die metode van gemerkte atome aktief gebruik, sowel as in vivo studie van selle, waardeur die kenmerke van sellulêre prosesse opgeklaar word.
Sentrifugering
Om selinhoud in breuke te skei en die eienskappe en funksies van die sel te bestudeer, gebruik sitologie 'n sentrifuge. Dit werk op dieselfde beginsel as die gelyknamige deel in wasmasjiene. Deur sentrifugale versnelling te skep, versnel die toestel die selsuspensie, en aangesien die organelle verskillende digthede het, vestig hulle in lae. Aan die onderkant is groot dele, soos kerne, mitochondria of plastiede, en in die boonste spuitpunte van die distillasierooster van die sentrifuge is mikrofilamente van die sitoskelet, ribosome en peroksisome geleë. Die gevolglike lae word geskei, dus is dit geriefliker om die kenmerke van die biochemiese samestelling van organelle te bestudeer.
Selstruktuur van plante
Die eienskappe van 'n plantsel is in baie opsigte soortgelyk aan die funksies van dierselle. Selfs 'n skoolseun wat vaste preparate van plant-, dier- of menslike selle deur die oogstuk van 'n mikroskoop ondersoek, sal egter kenmerke van verskil vind. Dit is geometrieskorrekte kontoere, die teenwoordigheid van 'n digte sellulose membraan en groot vakuole, kenmerkend van plantselle. En nog 'n verskil wat plante in die groep outotrofiese organismes heeltemal onderskei, is die teenwoordigheid in die sitoplasma van duidelik sigbare ovaalgroen liggame. Dit is chloroplaste - die visitekaart van plante. Dit is immers hulle wat in staat is om ligenergie op te vang, dit om te skakel in die energie van makro-ergiese bindings van ATP, en ook organiese verbindings te vorm: stysel, proteïene en vette. Fotosintese bepaal dus die outotrofiese eienskappe van die plantsel.
Onafhanklike sintese van trofiese stowwe
Laat ons stilstaan by die proses waardeur, volgens die uitstaande Russiese wetenskaplike K. A. Timiryazev, plante 'n kosmiese rol in evolusie speel. Daar is ongeveer 350 duisend plantspesies op aarde, wat wissel van eensellige alge soos chlorella of chlamydomonas tot reuse bome - sequoia's, wat 'n hoogte van 115 meter bereik. Almal van hulle absorbeer koolstofdioksied en verander dit in glukose, aminosure, gliserol en vetsure. Hierdie stowwe dien nie net as voedsel vir die plant self nie, maar word ook gebruik deur organismes wat heterotrofe genoem word: swamme, diere en mense. Sulke eienskappe van plantselle soos die vermoë om organiese verbindings te sintetiseer en 'n noodsaaklike stof te vorm - suurstof, bevestig die feit van die eksklusiewe rol van outotrofe vir lewe op Aarde.
Klassifikasie van plastiede
Dis moeilik om onverskillig te bly as jy die ekstravaganza van kleure van bloeiende rose of die herfswoud oorweeg. Die kleur van plante is te danke aan spesiale organelle - plastiede, kenmerkend net vir plantselle. Daar kan aangevoer word dat die teenwoordigheid van spesiale pigmente in hul samestelling die funksies van chloroplaste, chromoplaste en leukoplaste in metabolisme beïnvloed. Organelle wat die groen pigment chlorofil bevat, bepaal die belangrike eienskappe van die sel en is verantwoordelik vir die proses van fotosintese. Hulle kan ook in chromoplaste verander. Ons neem hierdie verskynsel waar, byvoorbeeld in die herfs, wanneer die groen blare van bome goud, pers of bloedrooi word. Leukoplaste kan in chromoplaste verander, byvoorbeeld melktamaties wat tot oranje of rooi ryp word. Hulle kan ook in chloroplaste oorgaan, byvoorbeeld die verskyning van groen kleur op die skil van aartappelknolle vind plaas wanneer dit vir 'n lang tyd in die lig gestoor word.
Meganisme van plantweefselvorming
Een van die onderskeidende kenmerke van hoër plantselle is die teenwoordigheid van 'n harde en sterk dop. Dit bevat gewoonlik makromolekules van sellulose, lignien of pektien. Stabiliteit en weerstand teen kompressie en ander meganiese vervormings onderskei plantweefsels in die groep van die mees rigiede natuurlike strukture wat swaar vragte kan weerstaan (onthou byvoorbeeld die eienskappe van hout). Tussen sy selle ontstaan baie sitoplasmiese stringe wat deur gate in die membrane gaan, wat hulle, soos elastiese drade, saamwerk.tussen hulleself. Daarom is sterkte en hardheid die hoofeienskappe van 'n sel van 'n plantorganisme.
Plasmolise en deplasmolise
Die teenwoordigheid van geperforeerde mure wat verantwoordelik is vir die beweging van water, minerale soute en fitohormone kan opgespoor word as gevolg van die verskynsel van plasmolise. Plaas 'n plantsel in 'n hipertoniese soutoplossing. Water uit sy sitoplasma sal na buite diffundeer, en onder 'n mikroskoop sal ons die proses van afskilfering van die pariëtale laag hialoplasma sien. Die sel krimp, sy volume neem af, m.a.w. plasmolise vind plaas. Jy kan die oorspronklike vorm terugstuur deur 'n paar druppels water by 'n glasskyfie te voeg en 'n konsentrasie van die oplossing laer as in die sitoplasma van die sel te skep. H2O molekules sal binnegaan deur die porieë in die dop, die volume en intrasellulêre druk van die sel sal toeneem. Hierdie proses is deplasmolise genoem.
Spesifieke struktuur en funksies van dierselle
Die afwesigheid van chloroplaste in die sitoplasma, dun membrane sonder 'n buitenste dop, klein vakuole wat hoofsaaklik spysverterings- of uitskeidingsfunksies verrig - dit alles geld vir dier- en menslike selle. Hul uiteenlopende voorkoms en heterotrofiese voedingsgewoontes is nog 'n onderskeidende kenmerk.
Baie selle, wat afsonderlike organismes is, of deel van weefsels is, is in staat tot aktiewe beweging. Dit is fagosiete en spermatozoa van soogdiere, amoeba, infusoria-skoen, ens. Diereselle word in weefsels gekombineer as gevolg van die supra-membraankompleks - die glikokaliks. Hybestaan uit glikolipiede en proteïene wat verband hou met koolhidrate, en bevorder adhesie - adhesie van selmembrane aan mekaar, wat lei tot die vorming van weefsel. Ekstrasellulêre vertering vind ook plaas in die glikokaliks. Die heterotrofiese manier van voeding bepaal die teenwoordigheid in die selle van 'n hele arsenaal van verteringsensieme, gekonsentreer in spesiale organelle - lisosome, wat in die Golgi-apparaat gevorm word - 'n verpligte enkelmembraanstruktuur van die sitoplasma.
In dierselle word hierdie organel verteenwoordig deur 'n gemeenskaplike netwerk van kanale en sisterns, terwyl dit in plante soos talle uiteenlopende strukturele eenhede lyk. Beide plant- en dierlike somatiese selle verdeel deur mitose, terwyl gamete deur meiose verdeel.
Dus, ons het vasgestel dat die eienskappe van selle van verskeie groepe lewende organismes sal afhang van die kenmerke van die mikroskopiese struktuur en funksies van organelle.
