En hel galakse av fremragende forskere fra fortiden - Robert Hooke, Anthony van Leeuwenhoek, Theodor Schwann, Mathias Schleiden, med sine oppdagelser innen naturstudier, banet vei for dannelsen av den viktigste grenen av moderne biologisk vitenskap - cytologi. Den studerer strukturen og egenskapene til cellen, som er den elementære bæreren av liv på jorden. Den grunnleggende kunnskapen oppnådd som et resultat av utviklingen av cellevitenskap har inspirert forskere til å lage disipliner som genetikk, molekylærbiologi og biokjemi.
Vitenskapelige funn gjort i dem endret planetens ansikt fullstendig og førte til fremveksten av kloner, genmodifiserte organismer og kunstig intelligens. Artikkelen vår vil hjelpe deg å forstå de grunnleggende metodene for cytologiske eksperimenter og finne ut strukturen og funksjonene til celler.
Hvordan en celle studeres
Lysmikroskopet er som for 500 år siden hovedinstrumentet som hjelper til med å studere strukturen og egenskapene til cellen. Selvfølgelig, dens utseende og optiskegenskaper kan ikke sammenlignes med de første mikroskopene som ble skapt av far og sønn Janssens eller Robert Hooke på midten av 1500-tallet. Oppløsningskraften til moderne lysmikroskop øker størrelsen på cellestrukturer med 3000 ganger. Rasterskannere kan ta bilder av submikroskopiske objekter som bakterier eller virus, sistnevnte så små at de ikke en gang er celler. I cytologi brukes metoden for merkede atomer aktivt, så vel som in vivo-studier av celler, takket være hvilke funksjonene til cellulære prosesser blir avklart.
sentrifugering
For å skille celleinnhold i fraksjoner og studere egenskapene og funksjonene til cellen, bruker cytologi en sentrifuge. Den fungerer etter samme prinsipp som delen med samme navn i vaskemaskiner. Ved å lage sentrifugalakselerasjon akselererer enheten cellesuspensjonen, og siden organellene har ulik tetthet, legger de seg i lag. Nederst er store deler, som kjerner, mitokondrier eller plastider, og i de øvre dysene på destillasjonsristen til sentrifugen er mikrofilamenter i cytoskjelettet, ribosomer og peroksisomer lokalisert. De resulterende lagene er separert, så det er mer praktisk å studere egenskapene til den biokjemiske sammensetningen av organeller.
Cellestrukturen til planter
Egenskapene til en plantecelle ligner på mange måter funksjonene til dyreceller. Men selv en skolegutt som undersøker faste preparater av plante-, dyre- eller menneskeceller gjennom okularet til et mikroskop, vil finne forskjeller. Det er geometriskkorrekte konturer, tilstedeværelsen av en tett cellulosemembran og store vakuoler, karakteristisk for planteceller. Og en annen forskjell som helt skiller planter i gruppen autotrofe organismer, er tilstedeværelsen i cytoplasmaet av klart synlige ovale grønne kropper. Dette er kloroplaster - plantenes visittkort. Tross alt er det de som er i stand til å fange lysenergi, konvertere den til energien til makroerge bindinger av ATP, og også danne organiske forbindelser: stivelse, proteiner og fett. Fotosyntese bestemmer dermed de autotrofe egenskapene til plantecellen.
Uavhengig syntese av trofiske stoffer
La oss dvele ved prosessen som, ifølge den fremragende russiske vitenskapsmannen K. A. Timiryazev, gjør at planter spiller en kosmisk rolle i evolusjonen. Det er omtrent 350 tusen plantearter på jorden, alt fra encellede alger som chlorella eller chlamydomonas til gigantiske trær - sequoiaer, som når en høyde på 115 meter. Alle absorberer karbondioksid og gjør det til glukose, aminosyrer, glyserol og fettsyrer. Disse stoffene tjener som mat ikke bare for selve planten, men brukes også av organismer som kalles heterotrofer: sopp, dyr og mennesker. Slike egenskaper til planteceller som evnen til å syntetisere organiske forbindelser og danne et livsviktig stoff - oksygen, bekrefter faktumet om autotrofers eksklusive rolle for livet på jorden.
Klassifisering av plastider
Det er vanskelig å forbli likegyldig når du tenker på det ekstravagante av farger på blomstrende roser eller høstskogen. Fargen på planter skyldes spesielle organeller - plastider, karakteristiske bare for planteceller. Det kan hevdes at tilstedeværelsen av spesielle pigmenter i deres sammensetning påvirker funksjonene til kloroplaster, kromoplaster og leukoplaster i metabolismen. Organeller som inneholder det grønne pigmentet klorofyll bestemmer de viktige egenskapene til cellen og er ansvarlige for prosessen med fotosyntese. De kan også forvandles til kromoplaster. Vi observerer dette fenomenet, for eksempel om høsten, når de grønne bladene på trær blir gull, lilla eller karmosinrøde. Leukoplaster kan forvandles til kromoplaster, for eksempel melketomater modnes til oransje eller røde. De er også i stand til å gå over i kloroplaster, for eksempel oppstår utseendet av grønn farge på skallet av potetknoller når de oppbevares i lys over lang tid.
Mekanisme for plantevevsdannelse
Et av kjennetegnene til høyere planteceller er tilstedeværelsen av et hardt og sterkt skall. Den inneholder vanligvis makromolekyler av cellulose, lignin eller pektin. Stabilitet og motstand mot kompresjon og andre mekaniske deformasjoner skiller plantevev inn i gruppen av de mest stive naturlige strukturene som tåler store belastninger (husk for eksempel egenskapene til tre). Mellom cellene oppstår det mange cytoplasmatiske tråder som passerer gjennom hull i membranene, som, som elastiske tråder, syr dem sammen.seg imellom. Derfor er styrke og hardhet hovedegenskapene til en celle i en planteorganisme.
Plasmolyse og deplasmolyse
Tilstedeværelsen av perforerte vegger som er ansvarlige for bevegelse av vann, minerals alter og fytohormoner kan oppdages på grunn av fenomenet plasmolyse. Plasser en plantecelle i en hypertonisk s altløsning. Vann fra cytoplasmaet vil diffundere utover, og under et mikroskop vil vi se prosessen med eksfoliering av parietallaget av hyaloplasma. Cellen krymper, volumet avtar, d.v.s. Plasmolyse oppstår. Du kan returnere den opprinnelige formen ved å tilsette noen dråper vann til et glassglass og lage en konsentrasjon av løsningen lavere enn i cytoplasmaet til cellen. H2O-molekyler vil komme inn gjennom porene i skallet, volumet og det intracellulære trykket til cellen vil øke. Denne prosessen ble k alt deplasmolyse.
Spesifikk struktur og funksjoner til dyreceller
Fravær av kloroplaster i cytoplasmaet, tynne membraner uten ytre skall, små vakuoler som hovedsakelig utfører fordøyelses- eller utskillelsesfunksjoner – alt dette gjelder dyre- og menneskeceller. Deres varierte utseende og heterotrofe matvaner er et annet kjennetegn.
Mange celler, som er separate organismer, eller er en del av vev, er i stand til aktiv bevegelse. Dette er fagocytter og spermatozoer fra pattedyr, amøber, infusoria-sko, etc. Dyreceller kombineres til vev på grunn av supramembrankomplekset - glykokalyxen. Hanbestår av glykolipider og proteiner assosiert med karbohydrater, og fremmer adhesjon - adhesjon av cellemembraner til hverandre, noe som fører til dannelse av vev. Ekstracellulær fordøyelse skjer også i glykokalyxen. Den heterotrofe ernæringsmåten bestemmer tilstedeværelsen i cellene av et helt arsenal av fordøyelsesenzymer, konsentrert i spesielle organeller - lysosomer, som dannes i Golgi-apparatet - en obligatorisk enkeltmembranstruktur i cytoplasmaet.
I dyreceller er denne organellen representert av et felles nettverk av kanaler og sisterner, mens det i planter ser ut som mange forskjellige strukturelle enheter. Både plante- og dyreceller deler seg ved mitose, mens kjønnsceller deler seg ved meiose.
Så vi har slått fast at egenskapene til cellene til ulike grupper av levende organismer vil avhenge av egenskapene til den mikroskopiske strukturen og funksjonene til organeller.
