Trupat e organizmave të gjallë mund të jenë një qelizë e vetme, një grup i tyre ose një grumbullim i madh, që numëron miliarda struktura të tilla elementare. Këto të fundit përfshijnë shumicën e bimëve më të larta. Studimi i qelizës - elementi kryesor i strukturës dhe funksioneve të organizmave të gjallë - merret me citologji. Kjo degë e biologjisë filloi të zhvillohet me shpejtësi pas zbulimit të mikroskopit elektronik, përmirësimit të kromatografisë dhe metodave të tjera të biokimisë. Merrni parasysh veçoritë kryesore, si dhe veçoritë me të cilat qeliza bimore ndryshon nga njësitë më të vogla strukturore të strukturës së baktereve, kërpudhave dhe kafshëve.
Hapja e qelisë nga R. Hooke
Teoria e elementeve të vogla të strukturës së të gjitha gjallesave ka kaluar rrugën e zhvillimit, e matur në qindra vjet. Struktura e membranës qelizore bimore u pa për herë të parë në mikroskopin e tij nga shkencëtari britanik R. Hooke. Dispozitat e përgjithshme të hipotezës së qelizave u formuluan nga Schleiden dhe Schwann, përpara se studiues të tjerë të bënin përfundime të ngjashme.
Anglezi R. Hooke ekzaminoi një fetë tape lisi nën një mikroskop dhe prezantoi rezultatet në një takim të Shoqërisë Mbretërore në Londër më 13 prill 1663 (sipasburime të tjera, ngjarja ka ndodhur në vitin 1665). Doli se lëvorja e një peme përbëhet nga qeliza të vogla, të quajtura "qeliza" nga Hooke. Muret e këtyre dhomave, duke formuar një model në formën e një huall mj alti, shkencëtari i konsideroi si një substancë të gjallë dhe zgavra u njoh si një strukturë e pajetë, ndihmëse. Më vonë u vërtetua se brenda qelizave të bimëve dhe kafshëve ato përmbajnë një substancë, pa të cilën ekzistenca e tyre është e pamundur dhe veprimtaria e të gjithë organizmit.
Teoria e qelizave
Zbulimi i rëndësishëm i R. Hooke u zhvillua në veprat e shkencëtarëve të tjerë që studiuan strukturën e qelizave shtazore dhe bimore. Elementë të ngjashëm strukturorë u vëzhguan nga shkencëtarët në seksionet mikroskopike të kërpudhave shumëqelizore. U zbulua se njësitë strukturore të organizmave të gjallë kanë aftësinë për t'u ndarë. Bazuar në hulumtimin, përfaqësuesit e shkencave biologjike të Gjermanisë M. Schleiden dhe T. Schwann formuluan një hipotezë që më vonë u bë teoria e qelizave.
Krahasimi i qelizave bimore dhe shtazore me bakteret, algat dhe kërpudhat i lejoi studiuesit gjermanë të vinin në përfundimin e mëposhtëm: "dhomat" e zbuluara nga R. Hooke janë njësi elementare strukturore dhe proceset që ndodhin në to qëndrojnë në themel të jetës. nga shumica e organizmave në Tokë. Një shtesë e rëndësishme është bërë nga R. Virkhov në 1855, duke vënë në dukje se ndarja e qelizave është e vetmja mënyrë për riprodhimin e tyre. Teoria Schleiden-Schwann me përmirësime është bërë përgjithësisht e pranuar në biologji.
Qeliza është elementi më i vogël në strukturën dhe jetën e bimëve
Sipas qëndrimeve teorike të Schleiden dhe Schwann,bota organike është një, e cila dëshmon strukturën e ngjashme mikroskopike të kafshëve dhe bimëve. Përveç këtyre dy mbretërive, ekzistenca qelizore është karakteristike për kërpudhat, bakteret dhe viruset mungojnë. Rritja dhe zhvillimi i organizmave të gjallë sigurohet nga shfaqja e qelizave të reja në procesin e ndarjes së atyre ekzistuese.
Një organizëm shumëqelizor nuk është vetëm një grumbullim i elementeve strukturorë. Njësi të vogla të strukturës ndërveprojnë me njëra-tjetrën, duke formuar inde dhe organe. Organizmat njëqelizorë jetojnë të izoluar, gjë që nuk i pengon ata të krijojnë koloni. Karakteristikat kryesore të qelizës:
- aftësi për ekzistencë të pavarur;
- metabolizmi vetanak;
- vetë-riprodhimi;
- zhvillimi.
Në evolucionin e jetës, një nga fazat më të rëndësishme ishte ndarja e bërthamës nga citoplazma me ndihmën e një membrane mbrojtëse. Lidhja është ruajtur, sepse këto struktura nuk mund të ekzistojnë veçmas. Aktualisht, ekzistojnë dy super-mbretëritë - organizmat jobërthamorë dhe ato bërthamore. Grupin e dytë e përbëjnë bimët, kërpudhat dhe kafshët, të cilat studiohen nga degët përkatëse të shkencës dhe biologjisë në përgjithësi. Një qelizë bimore ka një bërthamë, citoplazmë dhe organele, të cilat do të diskutohen më poshtë.
Diversiteti i qelizave bimore
Në thyerjen e një shalqini të pjekur, mollë ose patate, mund të shihni "qeliza" strukturore të mbushura me lëng me sy të lirë. Këto janë qeliza të parenkimës fetale me një diametër deri në 1 mm. Fijet e basteve janë struktura të zgjatura, gjatësia e të cilave tejkalon ndjeshëm gjerësinë. Për shembull,qeliza e një bime të quajtur pambuk arrin një gjatësi prej 65 mm. Fijet e basteve të lirit dhe kërpit kanë përmasa lineare 40-60 mm. Qelizat tipike janë shumë më të vogla -20-50 μm. Elementë të tillë strukturorë të vegjël mund të shihen vetëm nën një mikroskop. Karakteristikat e njësive më të vogla strukturore të një organizmi bimor manifestohen jo vetëm në ndryshimet në formë dhe madhësi, por edhe në funksionet e kryera në përbërjen e indeve.
Qeliza bimore: veçoritë themelore strukturore
Bërthama dhe citoplazma janë të ndërlidhura ngushtë dhe ndërveprojnë me njëra-tjetrën, gjë që konfirmohet nga kërkimet e shkencëtarëve. Këto janë pjesët kryesore të qelizës eukariote, të gjithë elementët e tjerë strukturorë varen prej tyre. Bërthama shërben për të ruajtur dhe transmetuar informacionin gjenetik të nevojshëm për sintezën e proteinave.
Shkencëtari britanik R. Brown në vitin 1831 vuri re për herë të parë një trup të veçantë (bërthamë) në qelizën e një bime të familjes së orkideve. Ishte një bërthamë e rrethuar nga citoplazma gjysmë e lëngshme. Emri i kësaj substance do të thotë në përkthim fjalë për fjalë nga greqishtja "masa kryesore e qelizës". Mund të jetë më e lëngshme ose viskoze, por domosdoshmërisht është e mbuluar me një membranë. Predha e jashtme e qelizës përbëhet kryesisht nga celuloza, linjina dhe dylli. Një veçori që dallon qelizat bimore dhe shtazore është prania e këtij muri të fortë celuloz.
Struktura e citoplazmës
Pjesa e brendshme e një qelize bimore është e mbushur me hialoplazmë me granula të vogla të pezulluara në të. Më afër guaskës, e ashtuquajtura endoplazmë kalon në një ekzoplazmë më viskoze. Pikërishtkëto substanca, me të cilat mbushet qeliza bimore, shërbejnë si vend për rrjedhjen e reaksioneve biokimike dhe transportin e përbërjeve, vendosjen e organeleve dhe përfshirjeve.
Përafërsisht 70-85% e citoplazmës është ujë, 10-20% janë proteina, përbërës të tjerë kimikë - karbohidrate, lipide, përbërje minerale. Qelizat bimore kanë një citoplazmë, në të cilën, midis produkteve përfundimtare të sintezës, ka bioregulator të funksioneve dhe substanca rezervë (vitamina, enzima, vajra, niseshte).
Bërthamë
Krahasimi i qelizave bimore dhe shtazore tregon se ato kanë një strukturë të ngjashme të bërthamës, të vendosura në citoplazmë dhe që zënë deri në 20% të vëllimit të saj. Anglezi R. Brown, i cili së pari ekzaminoi këtë komponent më të rëndësishëm dhe konstant të të gjithë eukariotëve nën një mikroskop, i dha një emër nga fjala latine bërthamë. Pamja e bërthamave zakonisht lidhet me formën dhe madhësinë e qelizave, por ndonjëherë ndryshon prej tyre. Elementë të detyrueshëm të strukturës janë membrana, kariolimfa, bërthama dhe kromatina.
Ka pore në membranë që ndan bërthamën nga citoplazma. Ata transportojnë substanca nga bërthama në citoplazmë dhe anasjelltas. Kariolimfa është një përmbajtje bërthamore e lëngshme ose viskoze me zona kromatine. Bërthama përmban acid ribonukleik (ARN) që hyn në ribozomet e citoplazmës për të marrë pjesë në sintezën e proteinave. Një tjetër acid nukleik, acidi deoksiribonukleik (ADN), është gjithashtu i pranishëm në sasi të mëdha. ADN dhe ARN u zbuluan për herë të parë në qelizat e kafshëve në 1869 dhe më pas u gjetën në bimë. Bërthama është qendramenaxhimi” i proceseve ndërqelizore, një vend për ruajtjen e informacionit për karakteristikat trashëgimore të të gjithë organizmit.
Retikulumi endoplazmatik (ER)
Struktura e qelizave shtazore dhe bimore ka një ngjashmëri të konsiderueshme. Domosdoshmërisht të pranishëm në citoplazmë janë tubulat e brendshëm të mbushur me substanca me origjinë dhe përbërje të ndryshme. Lloji granular i EPS ndryshon nga ai agranular nga prania e ribozomeve në sipërfaqen e membranës. E para është e përfshirë në sintezën e proteinave, e dyta luan një rol në formimin e karbohidrateve dhe lipideve. Siç kanë vërtetuar studiuesit, kanalet jo vetëm që depërtojnë në citoplazmë, por ato lidhen me çdo organelë të një qelize të gjallë. Prandaj, vlera e EPS vlerësohet shumë si pjesëmarrëse në metabolizëm, një sistem komunikimi me mjedisin.
Ribozomi
Struktura e një qelize bimore ose shtazore është e vështirë të imagjinohet pa këto grimca të vogla. Ribozomet janë shumë të vogla dhe mund të shihen vetëm me një mikroskop elektronik. Në përbërjen e trupave mbizotërojnë proteinat dhe molekulat e acideve ribonukleike, ka një sasi të vogël të joneve të kalciumit dhe magnezit. Pothuajse e gjithë ARN-ja e qelizës është e përqendruar në ribozome; ato sigurojnë sintezën e proteinave duke "bashkuar" proteinat nga aminoacidet. Pastaj proteinat hyjnë në kanalet ER dhe barten nga rrjeti në të gjithë qelizën, depërtojnë në bërthamë.
Mitokondri
Këto organele të qelizës konsiderohen stacionet e saj energjetike, ato janë të dukshme kur zmadhohen në një mikroskop drite konvencional. Numri i mitokondrive ndryshon në një gamë shumë të gjerë, mund të ketë njësi ose mijëra. Struktura e organoidit nuk është shumë komplekse, ka dymembranat dhe matrica brenda. Mitokondritë përbëhen nga lipide proteinike, ADN dhe ARN, janë përgjegjëse për biosintezën e ATP - acidit adenozinë trifosforik. Kjo substancë e një qelize bimore ose shtazore karakterizohet nga prania e tre fosfateve. Ndarja e secilës prej tyre siguron energjinë e nevojshme për të gjitha proceset jetësore në vetë qelizën dhe në të gjithë trupin. Përkundrazi, shtimi i mbetjeve të acidit fosforik bën të mundur ruajtjen e energjisë dhe transferimin e saj në këtë formë në të gjithë qelizën.
Shqyrtoni organelet e qelizës në figurën më poshtë dhe emërtoni ato që tashmë i njihni. Vini re vezikulën e madhe (vakuolën) dhe plastidet e gjelbra (kloroplastet). Ne do të flasim për to më vonë.
Kompleksi Golgi
Organoid kompleks qelizor përbëhet nga granula, membrana dhe vakuola. Kompleksi u hap në vitin 1898 dhe mori emrin e biologut italian. Karakteristikat e qelizave bimore janë shpërndarja uniforme e grimcave Golgi në të gjithë citoplazmën. Shkencëtarët besojnë se kompleksi është i nevojshëm për të rregulluar përmbajtjen e ujit dhe mbetjeve, për të hequr substancat e tepërta.
Plastet
Vetëm qelizat e indeve bimore përmbajnë organele jeshile. Përveç kësaj, ka plastide pa ngjyrë, të verdhë dhe portokalli. Struktura dhe funksionet e tyre pasqyrojnë llojin e të ushqyerit të bimëve, dhe ato janë në gjendje të ndryshojnë ngjyrën për shkak të reaksioneve kimike. Llojet kryesore të plastideve:
- kromoplastet portokalli dhe të verdha të formuara nga karotina dhe ksantofili;
- kloroplastet që përmbajnë kokrra klorofile -pigment jeshil;
- leukoplastet janë plastide pa ngjyrë.
Struktura e një qelize bimore lidhet me reaksionet kimike të sintezës së lëndës organike nga dioksidi i karbonit dhe uji duke përdorur energjinë e dritës. Emri i këtij procesi të mahnitshëm dhe shumë kompleks është fotosinteza. Reaksionet kryhen falë klorofilit, është kjo substancë që është në gjendje të kapë energjinë e një rreze drite. Prania e pigmentit jeshil shpjegon ngjyrën karakteristike të gjetheve, kërcellit barishtor, frutave të papjekura. Klorofila është e ngjashme në strukturë me hemoglobinën në gjakun e kafshëve dhe njerëzve.
Ngjyra e kuqe, e verdhë dhe portokallia e organeve të ndryshme të bimëve është për shkak të pranisë së kromoplasteve në qeliza. Ato bazohen në një grup të madh karotenoidësh që luajnë një rol të rëndësishëm në metabolizëm. Leukoplastet janë përgjegjëse për sintezën dhe akumulimin e niseshtës. Plastidet rriten dhe shumohen në citoplazmë, duke lëvizur së bashku me të përgjatë membranës së brendshme të qelizës bimore. Ato janë të pasura me enzima, jone dhe komponime të tjera biologjikisht aktive.
Dallimet në strukturën mikroskopike të grupeve kryesore të organizmave të gjallë
Shumica e qelizave ngjajnë me një qese të vogël të mbushur me mukozë, trupa, granula dhe fshikëza. Shpesh ka përfshirje të ndryshme në formën e kristaleve të ngurta të mineraleve, pikave të vajrave, kokrrave të niseshtës. Qelizat janë në kontakt të ngushtë në përbërjen e indeve bimore, jeta në tërësi varet nga aktiviteti i këtyre njësive strukturore më të vogla që formojnë një të tërë.
Me një strukturë shumëqelizore, ekzistonspecializimi, i cili shprehet në detyra dhe funksione të ndryshme fiziologjike të elementeve strukturorë mikroskopikë. Ato përcaktohen kryesisht nga vendndodhja e indeve në gjethe, rrënjë, kërcell ose organet gjeneruese të bimës.
Le të veçojmë elementet kryesore të krahasimit të qelizës bimore me njësitë strukturore elementare të organizmave të tjerë të gjallë:
- Gavozhga e dendur, karakteristike vetëm për bimët, formohet nga fibra (celuloza). Tek kërpudhat, membrana përbëhet nga kitinë e qëndrueshme (një proteinë e veçantë).
- Qelizat e bimëve dhe kërpudhave ndryshojnë në ngjyrë për shkak të pranisë ose mungesës së plastideve. Trupa të tillë si kloroplastet, kromoplastet dhe leukoplastet janë të pranishëm vetëm në citoplazmën e bimëve.
- Ekziston një organoid që i dallon kafshët - kjo është centriola (qendra qelizore).
- Vetëm në qelizën bimore ka një vakuolë të madhe qendrore të mbushur me përmbajtje të lëngshme. Zakonisht ky lëng qelizor ngjyroset me pigmente në ngjyra të ndryshme.
- Përbërësi kryesor rezervë i organizmit bimor është niseshteja. Kërpudhat dhe kafshët grumbullojnë glikogjen në qelizat e tyre.
Midis algave, njihen shumë qeliza të vetme, me jetë të lirë. Për shembull, një organizëm i tillë i pavarur është klamidomonas. Edhe pse bimët ndryshojnë nga kafshët në praninë e një muri qelizor celuloz, por qelizave germinale u mungon një guaskë kaq e dendur - kjo është një tjetër dëshmi e unitetit të botës organike.
