Canlı orqanizmlərin cəsədləri tək bir hüceyrə, onların bir qrupu və ya milyardlarla belə elementar strukturlardan ibarət böyük bir yığılma ola bilər. Sonunculara ali bitkilərin əksəriyyəti daxildir. Canlı orqanizmlərin quruluşu və funksiyalarının əsas elementi olan hüceyrənin öyrənilməsi sitologiya ilə məşğul olur. Biologiyanın bu sahəsi elektron mikroskopun kəşfindən, xromatoqrafiyanın və biokimyanın digər üsullarının təkmilləşdirilməsindən sonra sürətlə inkişaf etməyə başladı. Əsas xüsusiyyətləri, eləcə də bitki hüceyrəsinin bakteriya, göbələk və heyvanların strukturunun ən kiçik struktur vahidlərindən fərqləndiyi xüsusiyyətləri nəzərdən keçirin.
Hüceyrənin R. Hooke tərəfindən açılması
Bütün canlıların quruluşunun kiçik elementləri nəzəriyyəsi yüz illərlə ölçülən inkişaf yolu keçmişdir. Bitki hüceyrə membranının quruluşunu ilk dəfə onun mikroskopunda ingilis alimi R. Huk görüb. Hüceyrə fərziyyəsinin ümumi müddəaları digər tədqiqatçılar oxşar nəticələrə gəlməmişdən əvvəl Schleiden və Schwann tərəfindən tərtib edilmişdir.
İngilis R. Huk bir dilim palıd mantarını mikroskop altında araşdırdı və nəticələrini 13 aprel 1663-cü ildə Londonda Kral Cəmiyyətinin iclasında təqdim etdi (müvafiq olaraqdigər mənbələrdə hadisə 1665-ci ildə baş verib). Məlum olub ki, ağacın qabığı Huk tərəfindən “hüceyrə” adlandırılan kiçik hüceyrələrdən ibarətdir. Pətək şəklində naxış əmələ gətirən bu otaqların divarları alim canlı maddə, boşluq isə cansız, yardımçı quruluş kimi tanınıb. Sonralar sübut olundu ki, bitki və heyvanların hüceyrələrinin içərisində onların mövcudluğu mümkün olmayan bir maddə və bütün orqanizmin fəaliyyəti var.
Hüceyrə nəzəriyyəsi
R. Hukun mühüm kəşfi heyvan və bitki hüceyrələrinin quruluşunu tədqiq edən digər alimlərin əsərlərində işlənib hazırlanmışdır. Oxşar struktur elementləri alimlər çoxhüceyrəli göbələklərin mikroskopik bölmələrində müşahidə ediblər. Məlum olub ki, canlı orqanizmlərin struktur vahidləri bölünmə qabiliyyətinə malikdir. Tədqiqat əsasında Almaniyanın biologiya elmlərinin nümayəndələri M. Şleyden və T. Şvann sonradan hüceyrə nəzəriyyəsinə çevrilən bir fərziyyə irəli sürdülər.
Bitki və heyvan hüceyrələrinin bakteriya, yosun və göbələklərlə müqayisəsi alman tədqiqatçılarına belə bir nəticəyə gəlməyə imkan verdi: R. Hukun kəşf etdiyi “kameralar” elementar struktur vahidləridir və onlarda baş verən proseslər həyatın əsasını təşkil edir. Yerdəki əksər orqanizmlərin. Mühüm əlavə 1855-ci ildə R. Virxov tərəfindən edilmiş, hüceyrə bölünməsinin onların çoxalmasının yeganə yolu olduğunu qeyd etmişdir. Təkmilləşdirmələrlə Schleiden-Schwann nəzəriyyəsi biologiyada ümumiyyətlə qəbul edilmişdir.
Hüceyrə bitkilərin quruluşunda və həyatında ən kiçik elementdir
Şleyden və Şvannın nəzəri mövqelərinə görə,üzvi dünya birdir ki, bu da heyvanların və bitkilərin oxşar mikroskopik quruluşunu sübut edir. Bu iki krallığa əlavə olaraq, hüceyrə varlığı göbələklər üçün xarakterikdir, bakteriya və viruslar yoxdur. Canlı orqanizmlərin böyüməsi və inkişafı mövcud olanların bölünməsi prosesində yeni hüceyrələrin meydana gəlməsi ilə təmin edilir.
Çoxhüceyrəli orqanizm yalnız struktur elementlərinin yığılması deyil. Kiçik struktur vahidləri bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, toxuma və orqanlar əmələ gətirir. Təkhüceyrəli orqanizmlər təcrid olunmuş vəziyyətdə yaşayır, bu da onların koloniya yaratmasına mane olmur. Hüceyrənin əsas xüsusiyyətləri:
- müstəqil yaşamaq qabiliyyəti;
- öz metabolizmi;
- özünü təkrar istehsal;
- inkişaf.
Həyatın təkamülündə ən mühüm mərhələlərdən biri qoruyucu membranın köməyi ilə nüvənin sitoplazmadan ayrılması idi. Bağlantı qorunub saxlanılıb, çünki bu strukturlar ayrıca mövcud ola bilməz. Hazırda iki super krallıq var - qeyri-nüvə və nüvə orqanizmləri. İkinci qrup isə ümumən müvafiq elm və biologiya sahələri tərəfindən öyrənilən bitkilər, göbələklər və heyvanlardan ibarətdir. Bitki hüceyrəsinin nüvəsi, sitoplazması və orqanoidləri var, bunlar aşağıda müzakirə olunacaq.
Bitki hüceyrələrinin müxtəlifliyi
Yetişmiş qarpız, alma və ya kartofun qırıldığı yerdə adi gözlə maye ilə dolu struktur "hüceyrələri" görə bilərsiniz. Bunlar diametri 1 mm-ə qədər olan fetal parenxima hüceyrələridir. Bast lifləri, uzunluğu genişliyi əhəmiyyətli dərəcədə aşan uzunsov strukturlardır. Misal üçün,pambıq adlı bitkinin hüceyrəsi 65 mm uzunluğa çatır. Kətan və çətənə lifləri 40-60 mm xətti ölçülərə malikdir. Tipik hüceyrələr daha kiçikdir -20-50 µm. Belə kiçik struktur elementləri yalnız mikroskop altında görmək olar. Bitki orqanizminin ən kiçik struktur vahidlərinin xüsusiyyətləri təkcə forma və ölçü fərqlərində deyil, həm də toxumaların tərkibində yerinə yetirilən funksiyalarda özünü göstərir.
Bitki hüceyrəsi: əsas struktur xüsusiyyətləri
Nüvə və sitoplazma bir-biri ilə sıx bağlıdır və bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədədir ki, bu da alimlərin tədqiqatları ilə təsdiqlənir. Bunlar eukaryotik hüceyrənin əsas hissələridir, bütün digər struktur elementləri onlardan asılıdır. Nüvə zülal sintezi üçün lazım olan genetik məlumatı saxlamağa və ötürməyə xidmət edir.
İngilis alimi R. Braun ilk dəfə 1831-ci ildə səhləblər fəsiləsindən olan bitkinin hüceyrəsindəki xüsusi cismi (nüvə) fərq etmişdi. Bu, yarı maye sitoplazma ilə əhatə olunmuş bir nüvə idi. Bu maddənin adı yunan dilindən hərfi tərcümədə "hüceyrənin ilkin kütləsi" deməkdir. Daha maye və ya viskoz ola bilər, lakin mütləq bir membranla örtülmüşdür. Hüceyrənin xarici qabığı əsasən sellüloza, liqnin və mumdan ibarətdir. Bitki və heyvan hüceyrələrini fərqləndirən xüsusiyyətlərdən biri də bu güclü sellüloza divarının olmasıdır.
Sitoplazmanın quruluşu
Bitki hüceyrəsinin daxili hissəsi içərisində asılmış xırda qranullar olan hialoplazma ilə doludur. Qabığa daha yaxın olan sözdə endoplazma daha viskoz ekzoplazmaya keçir. Tam olaraqbitki hüceyrəsinin doldurulduğu bu maddələr biokimyəvi reaksiyaların gedişi və birləşmələrin daşınması, orqanoidlərin və daxilolmaların yerləşdirilməsi üçün bir yer kimi xidmət edir.
Sitoplazmanın təxminən 70-85%-i su, 10-20%-i zülallar, digər kimyəvi komponentlər - karbohidratlar, lipidlər, mineral birləşmələrdir. Bitki hüceyrələrinin sitoplazması var, burada sintezin son məhsulları arasında funksiyaların biotənzimləyiciləri və ehtiyat maddələr (vitaminlər, fermentlər, yağlar, nişasta) var.
Core
Bitki və heyvan hüceyrələrinin müqayisəsi göstərir ki, onlar sitoplazmada yerləşən və onun həcminin 20%-ə qədərini tutan nüvənin oxşar strukturuna malikdirlər. Bütün eukariotların bu ən mühüm və daimi komponentini ilk dəfə mikroskop altında tədqiq edən ingilis R. Braun ona latınca nüvə sözündən bir ad vermişdi. Nüvələrin görünüşü adətən hüceyrələrin forması və ölçüsü ilə əlaqələndirilir, lakin bəzən onlardan fərqlənir. Quruluşun məcburi elementləri membran, karyolimfa, nüvə və xromatindir.
Membranda nüvəni sitoplazmadan ayıran məsamələr var. Onlar maddələri nüvədən sitoplazmaya və əksinə nəql edirlər. Karyolimf xromatin sahələri olan maye və ya özlü nüvə tərkiblidir. Nükleolusun tərkibində protein sintezində iştirak etmək üçün sitoplazmanın ribosomlarına daxil olan ribonuklein turşusu (RNT) var. Başqa bir nuklein turşusu, dezoksiribonuklein turşusu (DNT) də böyük miqdarda mövcuddur. DNT və RNT ilk dəfə 1869-cu ildə heyvan hüceyrələrində kəşf edilmiş və daha sonra bitkilərdə tapılmışdır. Nüvə mərkəzdirHüceyrədaxili proseslərin idarə edilməsi, bütün orqanizmin irsi xüsusiyyətləri haqqında məlumatların saxlanması üçün yer.
Endoplazmik retikulum (ER)
Heyvan və bitki hüceyrələrinin quruluşunda əhəmiyyətli oxşarlıq var. Mütləq sitoplazmada müxtəlif mənşəli və tərkibli maddələrlə dolu daxili borular mövcuddur. EPS-nin dənəvər növü aqranulyar tipdən membran səthində ribosomların olması ilə fərqlənir. Birincisi zülalların sintezində, ikincisi karbohidratların və lipidlərin əmələ gəlməsində rol oynayır. Tədqiqatçıların müəyyən etdiyi kimi, kanallar təkcə sitoplazmaya nüfuz etmir, həm də canlı hüceyrənin hər bir orqanoidi ilə əlaqələndirilir. Buna görə də, EPS-nin dəyəri maddələr mübadiləsinin, ətraf mühitlə əlaqə sisteminin iştirakçısı kimi yüksək qiymətləndirilir.
Ribosome
Bir bitki və ya heyvan hüceyrəsinin quruluşunu bu kiçik hissəciklərsiz təsəvvür etmək çətindir. Ribosomlar çox kiçikdir və yalnız elektron mikroskopla görünə bilər. Orqanların tərkibində zülallar və ribonuklein turşularının molekulları üstünlük təşkil edir, az miqdarda kalsium və maqnezium ionları var. Hüceyrənin demək olar ki, bütün RNT-si ribosomlarda cəmləşmişdir; onlar amin turşularından zülalları “toplayaraq” zülal sintezini təmin edirlər. Sonra zülallar ER kanallarına daxil olur və şəbəkə tərəfindən hüceyrə boyu daşınaraq nüvəyə nüfuz edir.
Mitoxondriya
Hüceyrənin bu orqanoidləri onun enerji stansiyaları hesab olunur, adi işıq mikroskopunda böyüdüldükdə görünür. Mitoxondrilərin sayı çox geniş diapazonda dəyişir, vahidlər və ya minlərlə ola bilər. Orqanoidin quruluşu çox mürəkkəb deyil, ikisi variçərisində membranlar və matris. Mitoxondriya protein lipidlərindən, DNT və RNT-dən ibarətdir, ATP - adenozin trifosfor turşusunun biosintezindən məsuldur. Bitki və ya heyvan hüceyrəsinin bu maddəsi üç fosfatın olması ilə xarakterizə olunur. Onların hər birinin parçalanması hüceyrənin özündə və bütün orqanizmdə bütün həyat prosesləri üçün lazım olan enerjini təmin edir. Əksinə, fosfor turşusu qalıqlarının əlavə edilməsi enerjini saxlamağa və onu bu formada bütün hüceyrəyə ötürməyə imkan verir.
Aşağıdakı şəkildəki hüceyrə orqanoidlərini nəzərdən keçirin və artıq bildiyiniz orqanların adını çəkin. Böyük vezikülə (vakuol) və yaşıl plastidlərə (xloroplastlara) diqqət yetirin. Onlar haqqında daha sonra danışacağıq.
Golgi kompleksi
Mürəkkəb hüceyrə orqanoidi qranullardan, membranlardan və vakuollardan ibarətdir. Kompleks 1898-ci ildə açılıb və italyan bioloqun adını daşıyır. Bitki hüceyrələrinin xüsusiyyətləri Qolji hissəciklərinin sitoplazma boyunca vahid paylanmasıdır. Alimlər hesab edirlər ki, kompleks su və tullantı məhsulların tərkibini tənzimləmək, artıq maddələri çıxarmaq üçün lazımdır.
Plastidlər
Yalnız bitki toxumalarının hüceyrələrində yaşıl orqanoidlər var. Bundan əlavə, rəngsiz, sarı və narıncı plastidlər var. Onların quruluşu və funksiyaları bitkilərin qidalanma növünü əks etdirir və kimyəvi reaksiyalar nəticəsində rəng dəyişdirə bilirlər. Plastidlərin əsas növləri:
- karoten və ksantofildən əmələ gələn narıncı və sarı xromoplastlar;
- tərkibində xlorofil dənələri olan xloroplastlar -yaşıl piqment;
- leykoplastlar rəngsiz plastidlərdir.
Bitki hüceyrəsinin quruluşu işıq enerjisindən istifadə edərək karbon qazı və sudan üzvi maddələrin sintezinin kimyəvi reaksiyaları ilə əlaqələndirilir. Bu heyrətamiz və çox mürəkkəb prosesin adı fotosintezdir. Reaksiyalar xlorofil sayəsində həyata keçirilir, bir işıq şüasının enerjisini tuta bilən bu maddədir. Yaşıl piqmentin olması yarpaqların, otlu gövdələrin, yetişməmiş meyvələrin xarakterik rəngini izah edir. Xlorofil strukturuna görə heyvanların və insanların qanındakı hemoglobinə bənzəyir.
Müxtəlif bitki orqanlarının qırmızı, sarı və narıncı rəngləri hüceyrələrdə xromoplastların olması ilə əlaqədardır. Onlar maddələr mübadiləsində mühüm rol oynayan karotenoidlərin böyük bir qrupuna əsaslanır. Leykoplastlar nişastanın sintezi və yığılmasından məsuldur. Plastidlər sitoplazmada böyüyür və çoxalır, onunla birlikdə bitki hüceyrəsinin daxili membranı boyunca hərəkət edir. Onlar fermentlər, ionlar və digər bioloji aktiv birləşmələrlə zəngindir.
Canlı orqanizmlərin əsas qruplarının mikroskopik quruluşunda fərqlər
Hüceyrələrin əksəriyyəti selik, cisimlər, qranullar və veziküllərlə dolu kiçik kisəyə bənzəyir. Tez-tez mineralların bərk kristalları, yağların damcıları, nişasta taxılları şəklində müxtəlif daxilolmalar var. Bitki toxumalarının tərkibində hüceyrələr sıx təmasda olur, bütövlükdə həyat bütövlükdə formalaşan bu ən kiçik struktur vahidlərin fəaliyyətindən asılıdır.
Çoxhüceyrəli quruluşu ilə varmikroskopik struktur elementlərinin müxtəlif fizioloji vəzifələrində və funksiyalarında ifadə olunan ixtisaslaşma. Onlar əsasən bitkinin yarpaqlarında, kökündə, gövdəsində və ya generativ orqanlarında toxumaların yeri ilə müəyyən edilir.
Bitki hüceyrəsinin digər canlı orqanizmlərin elementar struktur vahidləri ilə müqayisəsinin əsas elementlərini vurğulayaq:
- Yalnız bitkilər üçün xarakterik olan sıx qabıq lifdən (selüloz) əmələ gəlir. Göbələklərdə membran davamlı xitindən (xüsusi bir protein) ibarətdir.
- Bitki və göbələklərin hüceyrələri plastidlərin olub-olmamasına görə rəngləri ilə fərqlənir. Xloroplastlar, xromoplastlar və leykoplastlar kimi orqanlar yalnız bitki sitoplazmasında mövcuddur.
- Heyvanları fərqləndirən orqanoid var - bu sentrioldur (hüceyrə mərkəzi).
- Yalnız bitki hüceyrəsində maye ilə dolu böyük mərkəzi vakuol var. Adətən bu hüceyrə şirəsi müxtəlif rənglərdə piqmentlərlə rənglənir.
- Bitki orqanizminin əsas ehtiyat birləşməsi nişastadır. Göbələklər və heyvanlar hüceyrələrində qlikogen toplayırlar.
Yosunlar arasında çoxlu tək, sərbəst yaşayan hüceyrələr məlumdur. Məsələn, belə bir müstəqil orqanizm xlamidomonasdır. Bitkilər heyvanlardan sellüloza hüceyrə divarının olması ilə fərqlənsələr də, mikrob hüceyrələrində belə sıx bir qabıq yoxdur - bu, üzvi dünyanın birliyinin daha bir sübutudur.
