2 orqanizmlərin hüceyrə quruluşu. Canlı orqanizmlərin hüceyrə quruluşu

Təşkilat səviyyələri

İnsan heyvanlar aləminin təkamülünün zirvəsidir. Bütün canlı orqanizmlər fərdlərdən ibarətdir molekullar, bu da öz növbəsində təşkil olunur hüceyrələr, hüceyrələr - daxil parçalar, parçalar - in orqanlar, orqanlar - in orqan sistemləri. Və birlikdə onlar bir vahid meydana gətirirlər orqanizm.

Diaqram bədənin bütün orqan sistemlərinin qarşılıqlı əlaqəsini göstərir. Müəyyənedici (təyin edən) prinsip genotip, ümumi tənzimləmə sistemləri isə sinir və endokrindir. Molekulyardan sistemə qədər təşkilat səviyyələri bütün orqanlar üçün xarakterikdir. Bütövlükdə bədən bir-biri ilə əlaqəli vahid bir sistemdir.

Yer kürəsində həyat müəyyən sistematik qruplara, eləcə də müxtəlif mürəkkəblikdəki icmalara aid olan müəyyən strukturun fərdləri ilə təmsil olunur. Fərdlər və icmalar zaman və məkanda təşkil olunur. Onların öyrənilməsinə yanaşma əsasında canlı maddənin təşkilinin bir neçə əsas səviyyəsini ayırd etmək olar:

Molekulyar- hər hansı bir canlı sistem, nə qədər mürəkkəb təşkil olunsa da, bioloji makromolekulların: nuklein turşularının, zülalların, polisaxaridlərin və digər üzvi olanların işləməsi səviyyəsində özünü göstərir. Ən mühüm həyat prosesləri bu səviyyədən başlayır: maddələr mübadiləsi və enerjiyə çevrilmə, irsi məlumatların ötürülməsi və s.Bu səviyyə molekulyar biologiya tərəfindən öyrənilir.

Mobil- hüceyrə canlı orqanizmin struktur, funksional və universal vahididir. Hüceyrə biologiyası (sitologiya elmi) hüceyrələrin morfoloji təşkilini, inkişaf zamanı hüceyrələrin ixtisaslaşmalarını, hüceyrə membranının funksiyalarını, hüceyrə bölünməsinin mexanizmini və tənzimlənməsini öyrənir;

Parça- ümumi mənşə, quruluşun oxşarlığı və ümumi funksiyanın yerinə yetirilməsi ilə birləşən hüceyrələr toplusu.

Orqan- orqan əmələ gətirən bir neçə növ toxumanın struktur və funksional birləşməsi və qarşılıqlı əlaqəsi.

Orqanizmli- müxtəlif funksiyaları yerinə yetirən və çoxhüceyrəli orqanizmi təmsil edən inteqral diferensiallaşdırılmış orqanlar sistemi.

Populyasiya-növ- ümumi yaşayış mühiti ilə birləşən, supraorqanizmlər sistemi kimi populyasiya yaradan eyni növdən olan fərdlərin toplusu. Bu sistemdə ən sadə elementar təkamül çevrilmələri həyata keçirilir.

Biogeosenotik- bütün ətraf mühit amilləri ilə müxtəlif növ və müxtəlif mürəkkəb quruluşlu orqanizmlərin məcmusu.

Biosfer- Yerdəki həyatın bütün hadisələrini əhatə edən ən yüksək dərəcəli sistem. Bu səviyyədə canlı orqanizmlərin həyati fəaliyyəti ilə bağlı maddələrin dövranı və enerjinin çevrilməsi baş verir.

İnsan bədəninin təşkili səviyyələri ( motor funksiyasının icrası nümunəsindən istifadə etməklə)

Səviyyə	Strukturlar	Əməliyyat
Molekulyar	Zülallar: aktin, miyozin	Enerjinin sərbəst buraxılması, miyozin filamentlərinə nisbətən aktin filamentlərinin hərəkəti
Hüceyrəaltı	Sarkomerlər və miofibrillər - bir neçə zülaldan əmələ gələn strukturlar	Sarkomerlərin və miofibrillərin qısaldılması
Mobil	Əzələ lifləri	Əzələ liflərinin qısaldılması
Parça	Zolaqlı skelet əzələ toxuması	Əzələ liflərinin qruplarının (bağlarının) qısaldılması
Orqanizmli	Zolaqlı skelet əzələləri	Əzələ qısalması
Sistem	Əzələ-skelet sistemi	Sümüklərin mövqeyində dəyişiklik (üz əzələləri vəziyyətində dəri) bir-birinə nisbətən
Funksional sistem	Əzələ-skelet sistemi	Kosmosda bədən hissələrinin və ya cisimlərin hərəkəti

Bədən quruluşu

Hiss orqanları başda yerləşir: cütləşməmiş - burun, dil; ikiqat - gözlər, qulaqlar, balans orqanı. İçəridə kəllə sümüyü yerləşir beyin.

İnsan bədəni dəri ilə örtülmüşdür. Sümüklər və əzələlər kas-iskelet sistemini təşkil edir. Bədənin içərisində iki var bədən boşluqları - qarın və torakal septum - əzələ ilə ayrılan diafraqma. Bu boşluqlar ehtiva edir daxili orqanlar. Sinə içində - ağciyərlər, ürək, qan damarları, tənəffüs yolları və yemək borusu. IN qarın boşluğu sol (diafraqmanın altında) - mədə, sağ - öd kisəsi ilə qaraciyər Və dalaq. Onurğa kanalında var onurğa beyni. Bel bölgəsində var böyrəklər, oradan ayrılırlar üreterlər daxil uretra ilə sidik kisəsi.

Qadın cinsiyyət orqanları aşağıdakılarla təmsil olunur: yumurtalıqlar, fallopiya boruları, uşaqlıq.

Kişi cinsiyyət orqanları aşağıdakılarla təmsil olunur: testislər-də yerləşir xaya.

Orqanlar və orqan sistemləri

Hər bir orqanın öz forması və insan orqanizmində özünəməxsus yeri var. Ümumi fizioloji funksiyaları yerinə yetirən orqanlar orqan sisteminə birləşir.

Orqan sistemi	Sistem funksiyaları	Sistemi təşkil edən orqanlar
Pokrovnaya	Bədəni zərərdən və patogenlərin nüfuzundan qorumaq	Dəri
Əzələ-skelet sistemi	Bədənə güc və forma vermək, hərəkətlər etmək	Skelet, əzələlər
Tənəffüs	Qaz mübadiləsini təmin etmək	Tənəffüs yolları, ağciyərlər, tənəffüs əzələləri
qan	Nəqliyyat, bütün orqanların qida maddələri, oksigen ilə təchizatı, metabolik məhsulların sərbəst buraxılması	Ürək, qan damarları
Həzm	Qidanın həzm edilməsi, bədəni enerji maddələri ilə təmin edən, qoruyucu	Tüpürcək vəziləri, dişlər, dil, yemək borusu, mədə, bağırsaqlar, qaraciyər, mədəaltı vəzi
ifrazat	Metabolik məhsulların çıxarılması, osmorequlyasiya	Böyrəklər, sidik kisəsi, üreterlər
Reproduktiv orqan sistemi	Orqanizmlərin çoxalması	Yumurtalıqlar, yumurtalıqlar, uşaqlıq yolu, xayalar, xarici cinsiyyət orqanları
Sinir sistemi	Bütün orqanların fəaliyyətinin və bədənin davranışının tənzimlənməsi	Beyin və onurğa beyni, periferik sinirlər
Endokrin sistem	Daxili orqanların və bədən davranışının hormonal tənzimlənməsi	Qalxanabənzər vəz, böyrəküstü vəzilər, hipofiz və s.

Sinir sistemi elektrokimyəvi siqnallardan və sinir impulslarından istifadə edərək tənzimləməni həyata keçirir. Endokrin sistem bioloji aktiv maddələrin - hormonların köməyi ilə işləyir, qana daxil olur və orqanlara çatdıqda onların fəaliyyətini dəyişir.

Bədənin hüceyrə quruluşu

Bədənin xarici və daxili mühiti

Xarici mühit- bu, insan orqanizminin yerləşdiyi mühitdir. Bu, müəyyən bir fərdin, populyasiyanın və ya növün yaşadığı xüsusi abiotik və biotik şərtlər toplusudur. İnsan qazlı mühitdə yaşayır.

Bədənin daxili mühiti bədənin daxilində olan mühitdir: ondan ayrılır xarici mühit bədənin membranları (dəri, selikli qişalar). Bədənin bütün hüceyrələrini ehtiva edir. Mayedir, müəyyən duz tərkibinə və sabit temperatura malikdir. Daxili mühitə daxil deyil: həzm kanalının məzmunu, sidik və tənəffüs yolları. Xarici mühitlə həmsərhəddirlər: dərinin keratinləşdirilmiş xarici təbəqəsi və bəzi selikli qişalar. İnsan orqanizminin orqanları daxili mühit vasitəsilə hüceyrələri lazımi maddələrlə təmin edir və orqanizmin həyatı boyu lazımsız maddələri xaric edir.

Hüceyrə quruluşu

Hüceyrələr forma, quruluş və funksiya baxımından müxtəlifdir, lakin strukturca oxşardır. Hər bir hüceyrə digərlərindən hüceyrə membranı ilə ayrılır. Əksər hüceyrələrin sitoplazması və nüvəsi var. sitoplazma- daxili mühit, lifli torpaq maddəsi - sitozol və hüceyrə orqanoidlərindən ibarət hüceyrənin canlı məzmunu. Sitozol- hüceyrə orqanoidləri arasındakı boşluğu dolduran sitoplazmanın həll olunan hissəsi. Sitozolun tərkibində 90% su, həmçinin mineral və üzvi maddələr (qazlar, ionlar, şəkərlər, vitaminlər, amin turşuları, yağ turşuları, zülallar, lipidlər, nuklein turşuları və s.) olur. Bu, metabolik proseslərin (məsələn, qlikoliz, yağ turşularının, nukleotidlərin, amin turşularının və s. sintezi) yeridir.

Hüceyrənin sitoplazmasında hər biri müəyyən funksiyaya malik olan və nizamlı struktur xüsusiyyətlərinə və davranışına malik olan bir sıra orqanoid strukturları vardır. müxtəlif dövrlər hüceyrə həyatı. Orqanoidlər- hüceyrələrin daimi, həyati komponentləri.

Nüvənin quruluşu və funksiyaları

Hüceyrə və onun tərkibi xarici mühitdən və ya qonşu hüceyrələrdən səth quruluşu ilə ayrılır. Əsas- heyvan hüceyrəsinin ən vacib, məcburi orqanoidi. Sferik və ya yumurtavari bir forma malikdir, diametri 10-20 mikrondur. Nüvə sitoplazmadan nüvə membranı ilə ayrılır. Sitoplazmaya baxan səthdəki xarici nüvə membranı ribosomlarla örtülmüşdür, daxili membran hamardır. Xarici nüvə membranının çıxıntıları endoplazmatik retikulumun kanallarına bağlanır. Nüvə və sitoplazma arasında maddələr mübadiləsi iki əsas yolla baş verir: nüvə məsamələri vasitəsilə və nüvə membranının invaginasiya və çıxıntılarının sərbəst buraxılması səbəbindən.

Nüvə boşluğu bir və ya bir neçə nüvə, xromosom, DNT, RNT, fermentlər, xromosomların ribosomal və struktur zülalları, nukleotidlər, amin turşuları, karbohidratlar, mineral duzlar, ionları ehtiva edən geləbənzər nüvə şirəsi (karyoplazma) ilə doldurulur. həmçinin nüvə və xromatinin fəaliyyətinin məhsulları. Nüvə şirəsi bağlama, daşıma və tənzimləmə funksiyalarını yerinə yetirir.

DNT (genlər) ehtiva edən hüceyrənin ən vacib komponenti olan hüceyrə nüvəsi aşağıdakı funksiyaları yerinə yetirir:

1. İrsi genetik məlumatın saxlanması, çoxaldılması və ötürülməsi.
2. Metabolik proseslərin, maddələrin biosintezinin, bölünməsinin və hüceyrənin həyat fəaliyyətinin tənzimlənməsi.

Nüvədə xromosomlar var, onların əsasını hüceyrənin irsi aparatını təyin edən DNT molekulları təşkil edir. Müəyyən bir zülalın sintezindən məsul olan DNT molekullarının bölmələri deyilir genlər. Hər bir xromosomda milyardlarla gen var. Zülalların əmələ gəlməsinə nəzarət edərək, genlər kompleks bioloji bütün zəncirləri idarə edir kimyəvi reaksiyalar bədəndə və bununla da onun xüsusiyyətlərini müəyyən edir. Adi hüceyrələrdə (somatik) insan bədəni 46 xromosom, germ hüceyrələrində (yumurta və sperma) 23 xromosom var (yarım dəst).

Əsas ehtiva edir nüvəcik- mühüm maddələrin sintezinin həyata keçirildiyi nüvə şirəsinə batırılmış sıx yuvarlaq bədən. Bu, ribonukleoproteinlərin sintezi və təşkili mərkəzidir, ipəbənzər birləşmələrin dəstələri şəklində nüvənin xromatin strukturlarını təşkil edir. Beləliklə, nüvəcik RNT sintezinin yeridir.

Hüceyrə orqanoidləri

Hər biri öz xüsusi funksiyalarını yerinə yetirən daimi hüceyrə strukturları adlanır orqanoidlər. Bir hüceyrədə bədəndəki orqanlarla eyni rol oynayırlar.

Hüceyrənin əsas membran strukturları bunlardır sitoplazmatik membran, hüceyrəni qonşu hüceyrələrdən ayıran və ya hüceyrələrarası maddə, endoplazmik retikulum, Golgi aparatı, mitoxondrial və nüvə membranları. Bu membranların hər birinin struktur xüsusiyyətləri və müəyyən funksiyaları var, lakin hamısı eyni tipə görə qurulur.

Funksiyalar sitoplazmatik membran:

1. Hüceyrə səthinin formalaşması ilə sitoplazmanın məzmununun xarici mühitdən məhdudlaşdırılması.
2. Zərərdən qorunma.
3. Hüceyrədaxili mühitin müəyyən metabolik proseslərin baş verdiyi bölmələrə bölünməsi.
4. Maddələrin seçici daşınması (yarımkeçiricilik). Xarici sitoplazmatik membran bəzi maddələrə asanlıqla, digərlərinə isə keçirməzdir. Məsələn, hüceyrədə K+ ionlarının konsentrasiyası ətraf mühitə nisbətən həmişə yüksək olur. Əksinə, hüceyrələrarası mayedə həmişə daha çox Na + ionları olur. Membran müəyyən ionların və molekulların hüceyrəyə daxil olmasını və hüceyrədən maddələrin çıxarılmasını tənzimləyir.
5. Enerji çevirmə funksiyası elektrik enerjisinin kimyəvi enerjiyə çevrilməsidir.
6. Tənzimləyici siqnalların hüceyrəyə qəbulu (bağlanması) və ötürülməsi.
7. Maddələrin ifrazı.
8. Hüceyrələrarası təmasların formalaşması, hüceyrə və toxumaların əlaqəsi.

Endoplazmik retikulum- diametri 25-75 nm olan və sitoplazmaya nüfuz edən boşluqlar olan membran şaxələnmiş kanallar sistemi. Membranlarda sintez olunan maddələrin daşındığı intensiv metabolizmə malik hüceyrələrdə xüsusilə çoxlu kanallar var.

Endoplazmik retikulum membranlarının iki növü var: hamar Və kobud(və ya dənəvər, tərkibində ribosomlar olan). Hamar membranlarda yağ və karbohidrat mübadiləsində və maddələrin detoksifikasiyasında iştirak edən ferment sistemləri var. Yağların və qaraciyərin sintezi (qlikogen sintezi) baş verdiyi yağ bezlərinin hüceyrələrində belə membranlar üstünlük təşkil edir. Kobud membranların əsas funksiyası ribosomlarda həyata keçirilən zülal sintezidir. Xüsusilə glandular və sinir hüceyrələrində çoxlu kobud membranlar var.

Ribosomlar- diametri 15-35 nm olan, iki alt bölmədən (böyük və kiçik) ibarət kiçik sferik cisimlər. Ribosomlarda zülallar və rRNT var. Ribosomal RNT (rRNT) bəzi xromosomların DNT molekulunda nüvədə sintez olunur. Orada da ribosomlar əmələ gəlir, sonra onlar nüvəni tərk edirlər. Sitoplazmada ribosomlar sərbəst yerləşə və ya endoplazmatik retikulumun (kobud membranlar) membranlarının xarici səthinə yapışa bilər. Sintez olunan zülalın növündən asılı olaraq, ribosomlar fərdi olaraq "işləyə" və ya komplekslərə - poliribosomlara birləşdirilə bilər. Belə bir kompleksdə ribosomlar uzun m-RNT molekulu ilə bağlanır. Ribosomların funksiyası protein sintezində iştirak etməkdir.

Golgi aparatı- yastı kisələr (sisternlər) yığını və onunla əlaqəli qabarcıqlar və boşluqlar sistemlərini təşkil edən membran borular sistemi. Golgi aparatı xüsusilə zülal ifraz edən hüceyrələrdə, neyronlarda və yumurtalarda inkişaf etmişdir. Tanklar EPS kanalları ilə birləşdirilir. ER-nin membranlarında sintez olunan zülallar, polisaxaridlər və yağlar Qolji aparatına daşınır, onun strukturlarında qatılaşdırılır və ifrazat şəklində “qablaşdırılır”, ya sərbəst buraxılmağa, ya da həyatı boyu hüceyrənin özündə istifadəyə hazır olur. Golgi aparatı biomembranların yenilənməsində və lizosomların əmələ gəlməsində iştirak edir.

Lizosomlar- kiçik yuvarlaq bədənlər, diametri təxminən 0,2-0,5 µm, membranla məhdudlaşır. Ribosomların içərisində asidik mühit (pH 5) var və tərkibində zülalların, lipidlərin, karbohidratların, nuklein turşularının və başqalarının parçalanması üçün hidrolitik fermentlərin kompleksi (30-dan çox növ) var. Hüceyrədə bir neçə onlarla lizosom var (xüsusilə leykositlərdə onların çoxu var).

Lizosomlar ya Golgi kompleksinin strukturlarından, ya da birbaşa endoplazmatik retikulumdan əmələ gəlir. Onlar pinositoz və ya faqositoz vakuollarına yaxınlaşır və içindəkiləri onların boşluğuna tökürlər. Lizosomların əsas funksiyası faqositoz və həzm fermentlərinin ifrazı yolu ilə qida maddələrinin hüceyrədaxili həzmində iştirak etməkdir. Lizosomlar həmçinin ölü orqanoidləri və tullantı maddələri parçalayıb çıxara bilər, hüceyrə öləndə, embrion inkişaf zamanı və bir sıra başqa hallarda onun strukturlarını məhv edə bilir.

Mitoxondriya- iki qatlı membranla bağlanmış kiçik cisimlər. Mitoxondriya müxtəlif formalara malik ola bilər - sferik, oval, silindrik, filamentvari, spiral, uzunsov, kuboklu, budaqlanmış. Onların ölçüləri 0,25-1 µm diametrdə və 1,5-10 µm uzunluğundadır. Hüceyrədəki mitoxondriyaların sayı bir neçə mindir, müxtəlif toxumalarda dəyişir, bu da hüceyrənin funksional fəaliyyətindən asılıdır: sintetik proseslərin daha intensiv olduğu yerlərdə (məsələn, qaraciyərdə) daha çox olur.

Mitoxondrial divar iki membrandan ibarətdir - xarici hamar və daxili qatlanmış, içərisində elektron daşıma zənciri, ATPaz və 10-20 nm membranlararası boşluq qurulur. Arakəsmələr daxili membrandan orqanoidə qədər uzanır və ya cristas. Qatlanma mitoxondriyanın daxili səthini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Mitoxondrial matrisdəki kristalların membranlarında (mitoxondriyanın daxilində) enerji mübadiləsində iştirak edən çoxsaylı fermentlər (Krebs dövrünün fermentləri, yağ turşularının oksidləşməsi və s.) var. Mitoxondriyalar ER-nin membranları ilə sıx bağlıdır, onların kanalları tez-tez birbaşa mitoxondriyaya açılır. Mitoxondriyaların sayı bölünməklə sürətlə arta bilər, bu da onların tərkibinə daxil olan DNT molekulu ilə bağlıdır. Beləliklə, mitoxondrilərin öz DNT, RNT, ribosomları və zülalları var. Mitoxondriyanın əsas funksiyası oksidləşdirici fosforlaşma (hüceyrənin aerob tənəffüsü) zamanı ATP sintezidir.

Hüceyrə orqanoidlərinin quruluşu və funksiyaları

Sxematik illüstrasiya	Struktur	Funksiyalar
Plazma membranı (hüceyrə membranı)	İki zülal təbəqəsi arasında iki qat lipid (iki qatlı).	Hüceyrə ilə ətraf mühit arasında mübadiləsini tənzimləyən seçici keçirici maneə
Əsas	Nüvə məsamələri ilə nüfuz edən iki membranın bir qabığına daxil olan ən böyük orqanoid. ehtiva edir xromatin- bu formada açılmamış xromosomlar interfazada olur. ehtiva edir nüvəcik	Xromosomlarda DNT var - irsiyyət maddəsi. DNT-dən ibarətdir genlər bütün növ hüceyrə fəaliyyətini tənzimləyir. Nüvə bölünməsi hüceyrələrin çoxalmasının və buna görə də çoxalma prosesinin əsasını təşkil edir. Nüvədə r-RNT və ribosomlar əmələ gəlir
Endoplazmik retikulum (ER)	Boru və lövhələr şəklində yastılaşmış membran kisələri sistemi - sisternalar. Nüvə zərfinin xarici membranı ilə vahid vahid təşkil edir	ER-nin səthi ribosomlarla örtülüdürsə, o zaman deyilir kobud. Ribosomlarda sintez olunan zülal EPS sisternləri vasitəsilə nəql olunur. Hamar(ribosomlar olmadan) lipidlərin və steroidlərin sintezi üçün bir sahə kimi xidmət edir.
Ribosom	İki alt hissəcikdən ibarət çox kiçik orqanoidlər - böyük və kiçik. Onların tərkibində təxminən bərabər nisbətdə protein və RNT var. Mitoxondrilərdə olan ribosomlar daha kiçikdir	Müxtəlif qarşılıqlı molekulların düzgün mövqe tutduğu protein sintezi sahəsi. Ribosomlar EPS ilə əlaqələndirilir və ya sitoplazmada sərbəst yerləşir. Bir çox ribosomlar bir polisom (poliribosom) meydana gətirə bilər, burada onlar bir xəbərçi RNT zəncirinə bağlanırlar.
Mitoxondriya	Mitoxondri iki membrandan ibarət bir qabıqla əhatə olunmuşdur; daxili membran qıvrımlar (cristae) əmələ gətirir. Tərkibində az sayda ribosom, bir dairəvi DNT molekulu və fosfat qranulları olan matris var.	At aerob tənəffüs oksidləşdirici fosforlaşma və elektron ötürülməsi kristallarda baş verir və Krebs dövründə və yağ turşusu oksidləşməsində iştirak edən fermentlər matrisdə fəaliyyət göstərir.
Golgi aparatı	Yastılaşdırılmış membran kisələri yığını - tanklar. Yığının bir ucunda davamlı olaraq çantalar əmələ gəlir, digər ucunda isə baloncuklar şəklində bağlanır.	Bir çox hüceyrə materialı (məsələn, EPS fermentləri) sisternalarda modifikasiyaya məruz qalır və veziküllərdə daşınır. Golgi aparatı ifrazat prosesində iştirak edir və orada lizosomlar əmələ gəlir
lizosom	Həzm (hidrolitik) fermentlərlə dolu sadə sferik membran kisəsi (tək membran)	Həmişə hər hansı bir strukturun və ya molekulun parçalanması ilə əlaqəli bir çox funksiyanı yerinə yetirir. Lizosomlar autofagiya, avtoliz, endositoz, ekzositozda rol oynayır

Hüceyrə bölünməsi

Hüceyrə bölünməsi aseksual çoxalmanın mürəkkəb prosesidir. Birhüceyrəli orqanizmlərdə bu, fərdlərin sayının artmasına səbəb olur, çoxhüceyrəli orqanizmlərdə isə mövcudluğu bir hüceyrədən başlayır - ziqotlar, çoxhüceyrəli orqanizm yaradır. Bu, hər bir DNT molekulunun yanında eyni molekulun əmələ gəlməsi ilə başlayan mürəkkəb bir prosesdir. Beləliklə, xromosomda iki eyni DNT molekulu var. Hüceyrə bölünməsi başlamazdan əvvəl nüvənin ölçüsü artır. Xromosomlar spiral şəklində bükülür və nüvə membranı yox olur. Hüceyrə mərkəzinin orqanoidləri əks qütblərə və onların arasında ayrılır mil bölmə. Sonra xromosomlar ekvator boyunca düzülür. Hər bir xromosomun qoşalaşmış DNT molekulları bağlıdır sentriollar- bir sentrioldan bir DNT molekulu, digərindən isə ikiqat. Tezliklə DNT molekulları eyni xromosom və genlərdən ibarət yeni dəstlər əmələ gətirərək (hər biri öz qütbünə doğru) ayrılmağa başlayır. Qız hüceyrələrində xromosom dolaşıqları əmələ gəlir, onun ətrafında nüvə zərfi əmələ gəlir. Xromosomlar açılır və artıq görünmür. Nüvə meydana gəldikdən sonra orqanoidlər və sitoplazma bölünür - bir hüceyrəni iki qız hüceyrəyə bölən bir daralma görünür.

Hüceyrə bölünməsi

Bölmə mərhələləri	Rəsm	Mitoz
Profaza		xromosomlar spiral olur, qalınlaşır və iki bacı xromatiddən ibarətdir; nüvə membranı əriyir; mil filamentləri əmələ gəlir
Metafaza		xromosomlar ekvator müstəvisində düzülür; mil filamentləri sentromerlərə bağlıdır
Anafaza		sentromerlər bölünür, bacı xromosomlar qütblərə doğru hərəkət edir; hər bir qütb orijinal ana hüceyrədəki qədər xromosom istehsal edir
Telofaz		sitoplazma və onun bütün orqanoidləri bölünür; hüceyrənin ortasında bir daralma meydana gəlir; nüvə əmələ gəlir; ana ilə tamamilə eyni olan iki qız hüceyrəsi görünür

Mitozun bioloji əhəmiyyəti sabit sayda xromosom saxlamaqla eyni hüceyrənin çoxaldılmasından ibarətdir. Onun işinin nəticəsidir ana ilə eyni olan iki genetik homojen hüceyrənin meydana gəlməsi.

Hüceyrənin həyati prosesləri

Proseslər istənilən orqanizmin hüceyrələrində baş verir maddələr mübadiləsi. Hüceyrəyə daxil olan qida maddələri mürəkkəb maddələr əmələ gətirir; hüceyrə strukturları əmələ gəlir. Bundan əlavə, yeni maddələrin əmələ gəlməsi ilə üzvi maddələrin - karbohidratların, zülalların, yağların bioloji oksidləşməsi prosesləri baş verir, eyni zamanda hüceyrənin həyatı üçün lazım olan enerji ayrılır və çürümə məhsulları çıxarılır.

Fermentlər. Təsiri altında maddələrin sintezi və parçalanması baş verir fermentlər- bioaktivliyi dəfələrlə sürətləndirən protein təbiətinin bioloji katalizatorları kimyəvi proseslər qəfəsdə. Bir ferment yalnız müəyyən birləşmələrə - bu fermentin substratına təsir göstərir.

Hüceyrə böyüməsi və inkişafı. Bir orqanizmin həyatı boyu onun bir çox hüceyrələri böyüyür və inkişaf edir. Hündürlük- hüceyrə ölçüsündə və kütləsində artım. İnkişaf- yaşa bağlı dəyişikliklər və hüceyrənin öz funksiyalarını yerinə yetirmə qabiliyyəti.

Hüceyrələrin istirahəti və həyəcanlanması. Bədəndəki hüceyrələr istirahət və həyəcan vəziyyətində ola bilər. Həyəcanlandıqda hüceyrə işə başlayır və öz funksiyalarını yerinə yetirir. Hüceyrə həyəcanı adətən qıcıqlanma ilə əlaqələndirilir. Qıcıqlanma- bu hüceyrəyə mexaniki, kimyəvi, elektrik, istilik və s. təsir prosesidir. təsir. Nəticədə hüceyrə istirahət vəziyyətindən həyəcanlı vəziyyətə keçir (aktiv işləyir). Həyəcanlılıq- hüceyrənin qıcıqlanmaya cavab vermə qabiliyyəti (əzələ və sinir hüceyrələri bu qabiliyyətə malikdir).

Parçalar

İnsan bədən toxumaları dörd növə bölünür: epitelial, və ya sərhəd; birləşdirən, və ya bədənin daxili mühitinin toxumaları; kontraktil əzələlər parçalar və tekstil sinir sistemi .

Ümumi parçalar- epitelial və daxili mühit (qan, limfa və birləşdirici toxuma: birləşdirici toxumanın özü, qığırdaq, sümük).

Xüsusi parçalar- əzələli, əsəbi.

Epitel toxuması(integumentar) - bədəni xaricdən əhatə edən bitişik toxuma; daxili orqanların və boşluqların xətləri; qaraciyərin, bezlərin, ağciyərlərin bir hissəsi. Bundan əlavə, onlar qan damarlarının, tənəffüs yollarının və ureterlərin daxili səthini düzəldirlər. Epitel toxumalarına müxtəlif növ ifrazatları (tər, tüpürcək, mədə şirəsi, mədəaltı vəzi şirəsi) əmələ gətirən vəzi toxuması da daxildir. Bu toxumanın hüceyrələri təbəqə şəklində düzülmüşdür və onların xüsusiyyəti qütblülükdür (yuxarı və alt hissəsi hüceyrələr). Epitel hüceyrələri regenerasiya qabiliyyətinə malikdir ( regenerasiya). Epitel toxumasında qan damarları yoxdur (hüceyrələr bazal təbəqə vasitəsilə diffuz şəkildə qidalanır).

Müxtəlif növ epiteliya

Parça növü (naxış)	Doku quruluşu	Məkan	Funksiyalar
Düz epitel	hamar hüceyrə səthi; hüceyrələr bir-birinə möhkəm yapışır; tək qat; qapaq	dəri səthi, ağız boşluğu, yemək borusu, alveolalar, nefron kapsulları, plevra, periton	qoruyucu, qoruyucu, ifrazat(qaz mübadiləsi, sidik ifrazı)
Kuboik epitel	bir-birinə sıx şəkildə bitişik olan kub hüceyrələr; tək qat; vəzili	böyrək boruları, tüpürcək vəziləri, endokrin bezlər	ikincili sidiyin formalaşması zamanı reabsorbsiya (əks), tüpürcək ifrazı, hormonlarla ifrazatlar
Sütunlu epitel (prizmatik)	silindrik hüceyrələr; tək qat; qapaq	mədə, bağırsaq, öd kisəsi, nəfəs borusu, uşaqlıq yolu	mədə və bağırsaqların selikli qişası
Tək qatlı kirpikli epitel	çoxsaylı tüklü hüceyrələrdən (kirpiklər) ibarətdir; tək qatlı	tənəffüs yolları, onurğa kanalı, beyin mədəcikləri, yumurtalıqlar	qoruyucu(cilia toz hissəciklərini saxlayır və çıxarır), maye axını, yumurtanın hərəkətini təşkil edir
Pseudo-çox qatlı	konusvari hüceyrələr bir təbəqədə yerləşir, lakin ensiz və enli ucları bir-birini əvəz edərək nüvələrin iki cərgəli düzülüşü yaradır; qapaq	iybilmə zonaları, dilin dad qönçələri, sidik kanalı, traxeya	həssas epitel. Qoxu, dad, sidik kisəsinin doldurulması, traxeyada yad hissəciklərin olması hissi
Çox qatlı	hüceyrələrin yuxarı təbəqələrini keratinləşdirir; qapaq	dəri, saç, dırnaqlar	qoruyucu, termorequlyasiya edən, örtən

Beləliklə, epiteliya toxuması aşağıdakı funksiyaları yerinə yetirir: integumentar, qoruyucu, trofik, ifrazat.

Birləşdirici toxumalar

Birləşdirici toxumalar və ya daxili mühitin toxumaları qan, limfa və birləşdirici toxuma ilə təmsil olunur. Bu toxumanın bir xüsusiyyəti, hüceyrə elementlərinə əlavə olaraq, çoxlu miqdarda hüceyrələrarası maddənin olmasıdır. torpaq maddəsi və lifli strukturlar(fibrilyar zülallardan əmələ gəlir - kollagen, elastin və s.). Birləşdirici toxuma bölünür: əslində birləşdirici, qığırdaqlı, sümük.

Birləşdirici toxumanın özü daxili orqanların təbəqələrini yaradır, subkutan toxuma, bağlar, tendonlar və s. Qığırdaq toxuması formalar:

• hialin qığırdaq - artikulyar səthlər əmələ gətirir;
• lifli - intervertebral disklərdə yerləşir;
• elastik daxildir - daxildir qulaqlar və epiglottis.

Sümük toxuması skelet sümükləri əmələ gətirir, onların gücü içindəki həll olunmayan kalsium duzlarının yataqları ilə verilir. Sümük toxuması orqanizmdə mineral maddələr mübadiləsində iştirak edir. (“Əzələ-skelet sistemi” bölməsinə baxın).

Daxili mühitin toxumaları

Parça növü (naxış)	Doku quruluşu	Məkan	Funksiyalar
Boş birləşdirici toxuma	Boş şəkildə düzülmüş liflər və bir-biri ilə iç-içə olan hüceyrələr; hüceyrələrarası maddə struktursuzdur, mast və yağ hüceyrələri ilə.	dərialtı yağ toxuması, perikardial kisə, sinir sistemi yolları, qan damarları, mezenteriyalar	dərini əzələlərə bağlayır, bədəndəki orqanları dəstəkləyir, orqanlar arasındakı boşluqları doldurur. Bədənin termorequlyasiyasında iştirak edir
Qığırdaq toxuması	Yaşayış dairəvi və ya oval hüceyrələr xondrositlər, kapsullarda yatmaq; kollagen lifləri; Hüceyrələrarası maddə sıx, elastik, şəffafdır.	fəqərəarası disklər, qırtlaq qığırdaqları, nəfəs borusu, qabırğalar, qulaqcıq, oynaq səthləri, vətər əsasları, dölün skeleti	sümüklərin sürtünmə səthlərinin hamarlanması. Tənəffüs yollarının və qulaqların deformasiyasına qarşı qorunma. Vətərlərin sümüklərə yapışması

Birləşdirici toxumanın funksiyaları: qoruyucu, dəstəkləyici, qidalandırıcı (trofik).

Hüceyrələr əzələ toxuması xassələrə malikdir: həyəcanlılıq, kontraktivlik, keçiricilik.

Əzələ toxumasının növləri

Üç növ əzələ toxuması var: hamar, zolaqlı, ürək.

Daxili mühitin toxumaları

Parça növü (naxış)	Doku quruluşu	Məkan	Funksiyalar
Hamar parça	hüceyrələr mil şəklindədir; hüceyrələr bir nüvədən ibarətdir; eninə zolaqlar yoxdur	daxili orqanların əzələlərini əmələ gətirir, qan və limfa damarlarının divarlarının bir hissəsidir	avtonom sinir sistemi tərəfindən innervasiya olunur və nisbətən yavaş hərəkətlər və tonik daralmalar həyata keçirir
Zolaqlı toxuma (əzələ lifi)	əzələ zülallarının müəyyən tərkibinə və düzülüşünə görə eninə zolaqları olan uzun çoxnüvəli hüceyrə; kontraktil lifləri ehtiva edir	skelet əzələləri, dilin əzələləri, farenks, yemək borusunun başlanğıc hissəsi	onurğa beyni və beyindəki motor neyronlarından gələn impulslara cavab olaraq müqavilə
Ürək toxuması	zolaqları var və var muxtariyyət hüceyrələr bir-birinə proseslərlə bağlıdır (interkalasiya edilmiş disklər)	hamar və zolaqlı əzələ toxumasının xüsusiyyətlərini birləşdirir; ürək	bütün əzələ elementlərinin büzülməsindən məsuldur

Əzələ toxumasının funksiyaları: bədəni kosmosda hərəkət etdirmək; bədən hissələrinin yerdəyişməsi və fiksasiyası; bədən boşluğunun həcmində, damarın lümenində, dəri hərəkətində dəyişikliklər; ürəyin işi.

Sinir toxuması

Sinir toxuması beyin və onurğa beyni, sinir qanqliyaları və lifləri əmələ gətirir. Sinir toxumasının hüceyrələri neyronlar və glial hüceyrələrdir. Neyronların əsas xüsusiyyəti yüksək həyəcanlılıqdır. Onlar orqanizmin xarici və daxili mühitindən qıcıqlanma (siqnallar) alır, onları aparır və emal edirlər. Neyronlar məlumatı qəbul etmək, emal etmək, saxlamaq və istifadə etmək üçün zəruri olan çox mürəkkəb və çoxsaylı dövrələrə yığılır.

Neyron növləri:

1. birqütblü ( itələyici, mərkəzdənqaçma)
2. Psevdobipolyar ( həssas, mərkəzdənqaçma)
3. Çoxqütblü ( beynin bir hissəsi)

1. dendritlər
2. Neyron bədəni
3. Hüceyrə nüvəsi
4. sitoplazma
5. Aksonlar
6. Schwann hüceyrəsi
7. Axon terminalları
8. Dendron

Bir neyron ibarətdir hüceyrə bədəni(soma) və iki növ proses - dendritlər, aksonlar və son lövhələr. Neyronun gövdəsində dairəvi nüvələri olan bir nüvə var.

Neyronun quruluşu (sinir hüceyrəsi)

1. Neyron bədəni
2. dendritlər
3. Aksonlar
4. Son plitələr
5. Sinaptik veziküllər
6. Miyelin qabığı
7. Ranvierin tutulması
8. Nissl maddəsi
9. Sinir lifinin sonu
10. Büzülmə vəziyyətində olan əzələ lifinin bir hissəsi

dendritlər(2) - sinir hüceyrəsinin gövdəsinə sinir impulslarını (həyəcan) keçirən qısa, qalın, yüksək şaxələnmiş proseslər.

Axon(3) - sinir hüceyrəsinin bir uzun (1,5 m-ə qədər) budaqlanmayan prosesi, hüceyrə gövdəsindən onun terminal hissəsinə sinir impulsunu aparır. Proseslər son plitələrə doğru axan sitoplazma ilə doldurulmuş içi boş borulardır. Sitoplazma dənəvər endoplazmatik retikulumun (8) strukturlarında əmələ gələn və sintezi kataliz edən fermentləri qəbul edir. vasitəçilər son lövhələrdə (4). Transmitterlər sinaptik veziküllərdə saxlanılır (5). Bəzi neyronların aksonları səthdə əmələ gələn miyelin qabığı (6) ilə qorunur Schwann hüceyrələri, akson ətrafına sarılır. Bu membran bir növ sinir toxumasının hüceyrələrindən ibarətdir - glia, bütün sinir hüceyrələrinin batırıldığı. Glia köməkçi rol oynayır - izolyasiya, dəstəkləyici, trofik və qoruyucu funksiyaları yerinə yetirir. Aksonun örtülmədiyi yerlər (miyelin qabığı ilə) Ranvier düyünləri adlanır (7). Miyelin (yağ kimi ağ maddə) ölü hüceyrələrin membranlarının qalığıdır və onun tərkibi hüceyrənin izolyasiya xüsusiyyətlərini təmin edir.

Sinir hüceyrələri bir-birinə sinapslar vasitəsilə bağlanır. Sinaps- sinir impulsunun bir hüceyrədən digərinə ötürülməsinin baş verdiyi iki neyron arasında əlaqə yeri. Aksonun məlumat ötürdüyü hüceyrələrlə təmas nöqtələrində sinapslar əmələ gəlir. Bu sahələr bir qədər qalınlaşdırılıb (10), çünki onların tərkibində qıcıqlandırıcı maye olan baloncuklar var. Əgər sinir impulsları sinapsa çatarsa, qabarcıqlar partlayır, maye sinoptik yarığa tökülür və məlumatı qəbul edən hüceyrənin membranına təsir edir. Mayenin tərkibində olan bioloji aktiv maddələrin tərkibindən və miqdarından asılı olaraq, məlumat qəbul edən hüceyrə həyəcanlanaraq işini gücləndirə, ya da ləngidə bilər - zəiflədə və ya tamamilə dayandıra bilər.

İnformasiya qəbul edən hüceyrələrdə adətən çoxlu sinapslar olur. Onların bəziləri vasitəsilə stimullaşdırıcı siqnallar, digərləri vasitəsilə isə mənfi, tormozlayıcı siqnallar alırlar. Bütün bu siqnallar ümumiləşdirilir, sonra əməliyyatda dəyişiklik edilir.

Beləliklə, sinir toxumasının funksiyalarına aşağıdakılar daxildir: xarici mühitdən və daxili orqanlardan gələn məlumatları qəbul etmək, emal etmək, saxlamaq, ötürmək; bütün bədən sistemlərinin fəaliyyətinin tənzimlənməsi və əlaqələndirilməsi.

Fizioloji orqan sistemləri

İnsan və heyvan orqanizminin toxumaları orqan və fizioloji orqan sistemlərini əmələ gətirir: integumentar, dəstək və hərəkət sistemləri, həzm, qan dövranı, tənəffüs, ifrazat, reproduktiv, endokrin, sinir.

Fizioloji sistemlər	Sistemi təşkil edən orqanlar	Mənası
İntegumentar sistem	Dəri və selikli qişalar	Bədəni xarici təsirlərdən qoruyur
Dəstək və hərəkət sistemi	Skelet və əzələləri meydana gətirən sümüklər	Bədənə forma verin, dəstək və hərəkət təmin edin, daxili orqanları qoruyun
Həzm sistemi	Ağız boşluğunun orqanları ( dil, dişlər, tüpürcək vəziləri), farenks, yemək borusu, mədə, bağırsaqlar, qaraciyər, mədəaltı vəzi	Təkrar emal təmin edin qida maddələri bədəndə
Qan dövranı sistemi	Ürək və qan damarları	Orqanizmlə ətraf mühit arasında qan dövranı və maddələr mübadiləsi prosesini həyata keçirir
Tənəffüs sistemi	Burun boşluğu, nazofarenks, traxeya, ağciyərlər	Qaz mübadiləsini təmin edin
İfrazat sistemi	Böyrəklər, üreterlər, sidik kisəsi, uretra	Son zəhərli metabolik məhsulları bədəndən çıxarır
Reproduktiv sistem	Kişi orqanları(testislər, xaya, prostat vəzi, penis). Qadın orqanları(yumurtalıqlar, uşaqlıq yolu, vajina, xarici qadın cinsiyyət orqanları)	Reproduksiyanı təmin edin
Endokrin sistem	Endokrin bezlər (tiroid, reproduktiv, mədəaltı vəzi, adrenal bezlər və s.)	Orqan və toxumalarda funksiyaları və maddələr mübadiləsini tənzimləyən hormonlar istehsal edir
Sinir sistemi	Bütün orqan və toxumalara nüfuz edən sinir toxuması	Dəyişən ətraf mühit şəraitində bütün sistemlərin və bütün orqanizmin koordinasiyalı fəaliyyətini tənzimləyir

Refleks tənzimlənməsi

Sinir sistemi orqanizmdə gedən bütün prosesləri tənzimləyir, həmçinin xarici mühitin təsirinə orqanizmin müvafiq reaksiyasını təmin edir. Sinir sisteminin bu funksiyaları refleksiv şəkildə yerinə yetirilir. Refleks- mərkəzi sinir sisteminin iştirakı ilə baş verən qıcıqlanmaya bədənin reaksiyası. Reflekslər refleks qövsü boyunca yayılan həyəcan prosesi nəticəsində baş verir. Refleks fəaliyyəti iki prosesin qarşılıqlı təsirinin nəticəsidir - həyəcan və inhibə.

Həyəcan və inhibə iki əks prosesdir, onların qarşılıqlı təsiri sinir sisteminin əlaqələndirilmiş fəaliyyətini və bədənimizin orqanlarının əlaqələndirilmiş fəaliyyətini təmin edir.

Mərkəzi və periferik sinir sistemi

Əksər neyronlar beyində və onurğa beynində olur. Onlar təşkil edir mərkəzi sinir sistemi(CNS). Bu neyronların bəziləri onun hüdudlarından kənara çıxır: onların uzun prosesləri sinirlərin bir hissəsi kimi bədənin bütün orqanlarına gedən bağlamalara birləşir. Sinir sistemi sinir hüceyrələrindən - neyronlardan ibarətdir (beyində 25 milyard, periferiyada isə 25 milyon neyron var.

Mərkəzi sinir sisteminə beyin və onurğa beyni daxildir. Sinirlərə əlavə olaraq, beyində və mərkəzi sinir sistemində deyil, neyron cisimlərinin çoxluqları var - bunlar sinir qanqliyalarıdır. Sinir sisteminin periferik hissəsi beyin və onurğa beynindən yaranan sinirlər və beyin və onurğa beyni xaricində yerləşən sinir qanqliyaları daxildir. Funksiyasına görə sinir sistemi somatik və avtonom sinir sistemlərinə bölünür. Somatik - bədəni xarici mühitlə əlaqələndirir (qıcıqlanmaların qavranılması, zolaqlı əzələlərin hərəkətinin tənzimlənməsi və s.), vegetativ - maddələr mübadiləsini və daxili orqanların fəaliyyətini (ürək döyüntüsü, damar tonusu, bağırsaqların peristaltik daralması, sekresiya) tənzimləyir. müxtəlif bezlər və s.). Bu sistemlərin hər ikisi birlikdə sıx işləyir, lakin avtonom sinir sistemi qeyri-iradi funksiyaları idarə edən müəyyən müstəqilliyə (muxtariyyətə) malikdir.

Refleks və refleks qövsü

Sinir sisteminin fəaliyyəti refleksiv xarakter daşıyır. Refleks, reseptorların qıcıqlanmasına cavab olaraq mərkəzi sinir sistemi tərəfindən həyata keçirilən xarici və ya daxili mühitdəki dəyişikliklərə bədənin təbii reaksiyasıdır. Reseptorlar xarici və daxili mühitdə baş verən dəyişikliklər haqqında məlumatı qəbul edən sinir uclarıdır. Hər hansı qıcıqlanma ( mexaniki, işıq, səs, kimyəvi, elektrik, temperatur), reseptor tərəfindən qəbul edilən həyəcanlanma prosesinə çevrilir. Həyəcan, həssas - mərkəzləşdirilmiş sinir lifləri boyunca mərkəzi sinir sisteminə ötürülür, burada impulsların təcili işlənməsi prosesi baş verir. Buradan impulslar mərkəzdənqaçma neyronlarının lifləri boyunca stimullaşdırma reaksiyasını həyata keçirən icraedici orqanlara göndərilir.

Refleks qövsü sinir impulslarının reseptorlardan icra orqanına keçdiyi yoldur. Hər hansı bir refleksi həyata keçirmək üçün refleks qövsünün bütün hissələrinin əlaqələndirilmiş işi lazımdır.

Refleks qövs diaqramı.

1. Xarici stimul
2. Dəridə həssas sinir ucları
3. Həssas neyron
4. Sinaps
5. İnterneyron
6. sinaps ( neyrondan neyrona ötürülmə)
7. Motor neyron

Hər hansı bir refleks hərəkətin həyata keçirilməsi müəyyən bir fəaliyyətə səbəb olan həyəcanlanma proseslərini və refleks hərəkətlərinin həyata keçirilməsinə mane olan sinir mərkəzlərini söndürən bir inhibə prosesini əhatə edir. İnhibə prosesi həyəcanlanmanın əksidir. Həyəcan və inhibə proseslərinin qarşılıqlı əlaqəsi sinir fəaliyyətinin, bədəndəki funksiyaların tənzimlənməsi və əlaqələndirilməsinin əsasını təşkil edir.

Beləliklə, bu hər iki proses ( həyəcan və inhibə) bütün orqanların və bütün orqanizmin koordinasiyalı fəaliyyətini təmin edən bir-biri ilə sıx bağlıdır.

Dərs inkişafı (dərs qeydləri)

Dərslər üçün təqdimatlar

Əsaslar ümumi təhsil

Xətt UMK V.V. Biologiya (5-9)

Diqqət! Sayt rəhbərliyi metodik işlənmələrin məzmununa, habelə inkişafın Federal Dövlət Təhsil Standartına uyğunluğuna görə məsuliyyət daşımır.

“Sinifdə elektron dərslik” müsabiqəsinin qalibi.

Hədəf: bitki hüceyrəsinin quruluşu və orada baş verən həyati proseslər haqqında bilikləri ümumiləşdirmək və sistemləşdirmək.

Planlaşdırılan nəticələr:

• şəxsi: prosesdə tələbələr və müəllimlə ünsiyyətdə kommunikativ səriştənin formalaşması təhsil fəaliyyəti;
• meta-mövzu: öz hərəkətlərini planlaşdırılan nəticələrlə əlaqələndirmək, fəaliyyətinə nəzarət etmək, fəaliyyətin nəticələrini qiymətləndirmək bacarığı;
• kommunikativ: qrupda işləmək bacarığı;
• tənzimləyici: fərziyyə irəli sürmək və onu sübut etmək bacarığı;
• koqnitiv: müqayisə üçün əsas seçin, məntiqi zəncir qurun
• mövzu: göbələklərin fərqli xüsusiyyətlərinin müəyyən edilməsi, bioloji obyektlərin müqayisəsi, nəticə çıxarmaq bacarığı.

Dərsin növü: xülasə dərsi.

Dərs avadanlığı:“Bitki hüceyrəsi”, “Mitoz” cədvəlləri, tapşırıqları olan zərflər, mikroskoplar, parçalar olan Petri qabları soğan, slaydlar və qapaqlar şüşələr, iynələr, pipetlər, su stəkanları, salfetlər. Zərflərdəki tapşırıqlar.

Dərsdə istifadə olunan EFU: Biologiya dərsliyinə elektron əlavə. Bakteriyalar, göbələklər, bitkilər V.V. Pasechnik "Drofa" nəşriyyatı.

Dərsdə istifadə olunan İKT vasitələrinin növü: kompüter, proyektor, ekran. müəllim noutbuku, tələbə noutbuku (20 ədəd). Qulaqlıqlar (səs məlumat mənbələri ilə işləmək üçün). Multimedia təqdimatı.

Ofis tələbələrin üç qrupda işləməsi üçün hazırlanmışdır. Qruplara bölünmə müstəqil olaraq baş verir. Şagirdlərin sayına görə üç rəngli tokenlər. Şagirdlər müəyyən rəngdə nişanə çəkirlər və rəngə görə birləşərək üç qrup təşkil edirlər.

Dərsin gedişatı

Təşkilati mərhələ. salamlar

Problemin ifadəsi

U: Tapmacanı həll etdikdən sonra dərsin mövzusunu öyrənəcəksiniz.

COP PRO NZV VLT BSO IKR LAE YUDN GHI TNE

Biliklərin yenilənməsi

U: Hüceyrə bütün canlı orqanizmlərin struktur və funksional vahididir. Bundan əlavə, hüceyrənin özü də canlıdır. Bütün canlı orqanizmlər ya bir sərbəst yaşayan hüceyrədir, ya da müəyyən sayda hüceyrələrin birləşməsidir. Slayd № 2

?: Bütün canlı orqanizmlərin hansı xüsusiyyətlərə malik olduğunu xatırlayın?..

HAQQINDA: Qidalanma, tənəffüs, ifrazat, böyümə və inkişaf, maddələr mübadiləsi və enerji və s.

U: Hüceyrə əslində özünü çoxaldan bir kimyəvi sistemdir. O, fiziki cəhətdən ətraf mühitdən ayrıdır, lakin bu mühitlə mübadilə etmək qabiliyyətinə malikdir, yəni “qida” kimi ehtiyac duyduğu maddələri udmaq və yığılmış “tullantıları” xaric etmək qabiliyyətinə malikdir. Hüceyrələr bölünərək çoxalmağa qadirdir.

?: Bir dərs məqsədi təyin edin

HAQQINDA:“Orqanizmlərin hüceyrə quruluşu” mövzusunu öyrənərkən əldə edilmiş bilikləri təkrarlayın və möhkəmləndirin.

U: Hansı sualları təkrar etməliyik?

HAQQINDA: Hüceyrə quruluşu, hüceyrədə həyat prosesləri.

Əsas mərhələ. Ümumiləşdirmə və sistemləşdirmə

U: Siz üç qrupa bölünmüsünüz. Qrupunuzda bir kapitan seçin. Kapitanlar tapşırıqları olan zərfləri almağa dəvət olunur. Hazırlıq 7 dəqiqə davam edir.

Tələbələrin fəaliyyəti: Hər qrup daxilində tapşırığı yerinə yetirmək və layihələrini qorumaq üçün rollar paylayırlar. Onlar materialı öyrənir, məlumatları təhlil edir, dəftərlərə qeydlər aparırlar. Qrupun işi haqqında hesabat hazırlayın.

• I qrup"Bitki hüceyrəsinin quruluşu." Elektron dərslikdəki məlumatlardan istifadə edərək və interaktiv rejimdən istifadə edərək “hüceyrənin portreti” yaradın (interaktiv məzmun s. 36; Şəkil 20 “Bitki hüceyrəsinin quruluşu”).

1. Orqanoidlərin quruluşu və funksiyası haqqında biliklərinizi sistemləşdirin, bunun üçün siçanınızı onun strukturunun hər bir elementinin adının üzərinə gətirin və siçan düyməsini basın;
2. Soğan qabığının mikroskopik nümunəsini hazırlayın və mikroskop altında araşdırın. Slayd № 3

• II qrup“Mikroskopun dizaynı və onunla işləmə qaydaları” (interaktiv məzmun s. 32-33; Şəkil 17 “İşıq mikroskopu”).

1. Siçandan istifadə edərək, işıq mikroskopunun struktur elementlərinin adlarını sürükləyin və buraxın.
2. Siçandan istifadə edərək, müvafiq Lens-Okulyar birləşmənin verdiyi böyütməni sürükləyin. Slayd № 4

• III qrup“Hüceyrənin həyati fəaliyyəti. Hüceyrə bölünməsi və böyüməsi” (interaktiv məzmun səh. 44; Şəkil 24 “Qonşu hüceyrələrin qarşılıqlı əlaqəsi”).

1. İnteraktiv rejimdən istifadə edərək hüceyrədə sitoplazmanın hərəkətinin əhəmiyyəti haqqında bilikləri ümumiləşdirin.
2. Hüceyrə bölgüsü haqqında biliklərinizi ümumiləşdirmək üçün interaktiv rejimdən istifadə edin. Slayd № 5

Hər bir qrup tapşırığı yerinə yetirərkən müxtəlif məlumat mənbələrindən istifadə edir: dərsliyə elektron əlavə, dərsliyin mətni və şəkilləri, dərs üçün təqdimat. Formalar: frontal, qrup, fərdi. Metodlar: şifahi (hekayə, söhbət); vizual (cədvəllərin və slaydların nümayişi); praktiki (müxtəlif mənbələrdən məlumatların axtarışı, mini layihə); deduktiv (təhlil, ümumiləşdirmə). İş başa çatdıqdan sonra tələbələr qrup işinin nəticələrini təqdim edirlər.

Sualları cavablandırdıqdan sonra tələbələrə başqa tapşırıqlar verilir. Müəllim ən fəal şagirdləri başqa masaya keçməyə dəvət edir. Onlara daha çətin tapşırıq verilir - mətni oxuyun, ona başlıq verin və çatışmayan sözləri daxil edin (onlar indi mətndə kursivlədir).

Artan çətinliyin tapşırıqları

Çatışmayan şərtləri doldurun:

... bütün canlı orqanizmlərin struktur və funksional vahididir. Bütün hüceyrələr bir-birindən hüceyrə ilə ayrılır.... Xaricdən ibarət olan xüsusi sıx qabığa malik olan.... Hüceyrənin canlı tərkibi... ilə təmsil olunur - rəngsiz özlü şəffaf maddə. Sitoplazmada çoxlu... Hüceyrənin ən mühüm orqanoidi.... O, irsi məlumatları saxlayır və hüceyrə daxilində metabolik prosesləri tənzimləyir. Nüvə bir və ya bir neçə... Bitki hüceyrəsində üç növ vardır... . ... yaşıl rəngə malikdir, ... qırmızıdır və ... ağdır. Köhnə hüceyrələrdə hüceyrə şirəsi olan boşluqlar aydın görünür. Bu formasiyalar deyilir... .

Düzgün cavab:Hüceyrə – bütün canlı orqanizmlərin struktur və funksional vahidi. Hamısı hüceyrələr hüceyrə ilə bir-birindən ayrılır qabıq. Xarici tərəfdə ibarət olan xüsusi sıx bir qabıq ehtiva edir lif. Hüceyrənin canlı məzmunu təmsil olunur sitoplazma – rəngsiz viskoz şəffaf maddə. Sitoplazma çox sayda ehtiva edir orqanoidlər. Hüceyrənin ən mühüm orqanoididir əsas. O, irsi məlumatları saxlayır və hüceyrə daxilində metabolik prosesləri tənzimləyir. Əsas bir və ya daha çox ehtiva edir nüvələr. Bitki hüceyrəsində üç növ var plastid. Xloroplastlar yaşıl rəngə malikdir xromoplastlar qırmızı və leykoplastlar – ağ. Köhnə hüceyrələrdə hüceyrə şirəsi olan boşluqlar aydın görünür. Bu formasiyalar deyilir ( vakuollar).

Qalan şagirdlər rəngli karandaşlardan istifadə edərək hüceyrənin bütün hissələrini müəyyən edərək quruluşunun ümumi sxemini çəkirlər.

U: Təəssüf ki, bütün canlılar kimi hüceyrələr də ölür. Bədənimiz də hüceyrələrdən ibarətdir. Siqaret çəkmək və spirt içmək orqanizmin hüceyrələrinə xüsusilə dağıdıcı təsir göstərir.

Tütün tüstüsünün tərkibində hüceyrələri məhv edən və bədxassəli şişlərin inkişafına kömək edən nikotin və benzopiren kimi zəhərli maddələr var.

Xülasə

Bu gün biz sizinlə bir bitki hüceyrəsinin struktur xüsusiyyətlərini və həyati funksiyalarını təkrarladıq. Dərsimizin sonunda hansı nəticəyə gəlmək olar? Slayd № 6

HAQQINDA: Hüceyrə elementar canlı sistemdir, bütün canlı orqanizmlərin quruluşunun və həyat fəaliyyətinin əsasıdır. Bitki və heyvan hüceyrələrinin böyük müxtəlifliyinə baxmayaraq, bütün hüceyrələr eyni hissələrə - hüceyrə membranına, sitoplazmaya və nüvəyə malikdir. Bütün hüceyrələr oxşar həyati proseslərdən keçir: qidalanma, tənəffüs, böyümə, inkişaf, çoxalma, maddələr mübadiləsi. Slayd № 7

Şagirdlər əlamətlərlə gəlir və qiymətləri alırlar.

Tələbənin seçdiyi ev tapşırığı:

• Müxtəlif materiallardan (plastilin, rəngli kağız və s.) istifadə edərək bitki hüceyrəsinin modelini yaradın.
• Bitki hüceyrəsinin həyatı haqqında nağıl hekayəsi qurun
• R.Hukun kəşfi haqqında hesabat hazırlayın
• Məktəb laboratoriyasına baş çəkin və R.Hukun "tarixi" hazırlığını hazırlayın*

İstifadə olunan ədəbiyyat:

• A.A.Kalinina. Biologiya dərslərinin inkişafı. 6(7) sinif – M.: Vako, 2005.

Biologiya üzrə Vahid Dövlət İmtahanından 4-cü tapşırıq üçün nəzəriyyə

Bioloji sistem kimi hüceyrə

Müasir hüceyrə nəzəriyyəsi, onun əsas müddəaları, dünyanın müasir təbiətşünaslıq mənzərəsinin formalaşmasında rolu. Hüceyrə haqqında biliklərin inkişafı. Orqanizmlərin hüceyrə quruluşu üzvi dünyanın vəhdətinin əsasıdır, canlı təbiətin qohumluğunun sübutudur.

Müasir hüceyrə nəzəriyyəsi, onun əsas müddəaları, dünyanın müasir təbiətşünaslıq mənzərəsinin formalaşmasında rolu

Əsas anlayışlardan biri müasir biologiya bütün canlı orqanizmlərin hüceyrə quruluşuna malik olması fikridir. Elm hüceyrənin quruluşunu, onun həyat fəaliyyətini və ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqəsini öyrənir. sitologiya, indi daha çox hüceyrə biologiyası olaraq adlandırılır. Sitologiya öz görünüşünü hüceyrə nəzəriyyəsinin formalaşdırılmasına borcludur (1838-1839, M. Schleiden, T. Schwann, 1855-ci ildə R. Virchow tərəfindən əlavə edilmişdir).

Hüceyrə nəzəriyyəsi canlı vahidlər kimi hüceyrələrin quruluşu və funksiyaları, onların çoxalması və formalaşmasında rolu haqqında ümumiləşdirilmiş bir fikirdir. çoxhüceyrəli orqanizmlər.

Hüceyrə nəzəriyyəsinin əsas prinsipləri:

1. Hüceyrə canlı orqanizmlərin quruluşunun, həyat fəaliyyətinin, böyümə və inkişafının vahididir - hüceyrədən kənarda həyat yoxdur.
2. Hüceyrə müəyyən bir inteqral formalaşmanı təmsil edən, təbii olaraq bir-biri ilə əlaqəli bir çox elementdən ibarət vahid sistemdir.
3. Bütün orqanizmlərin hüceyrələri kimyəvi tərkibinə, quruluşuna və funksiyalarına görə oxşardır.
4. Yeni hüceyrələr yalnız ana hüceyrələrin bölünməsi nəticəsində əmələ gəlir (“hüceyrədən hüceyrə”).
5. Çoxhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələri toxumaları, orqanlar isə toxumalardan ibarətdir. Bütövlükdə orqanizmin həyatı onu təşkil edən hüceyrələrin qarşılıqlı əlaqəsi ilə müəyyən edilir.
6. Çoxhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələri genlərin tam dəstinə malikdir, lakin bir-birindən onunla fərqlənir ki, onlarda müxtəlif gen qrupları işləyir ki, bu da hüceyrələrin morfoloji və funksional müxtəlifliyi - diferensiasiya ilə nəticələnir.

Hüceyrə nəzəriyyəsinin yaradılması sayəsində məlum oldu ki, hüceyrə canlıların bütün əlamət və xüsusiyyətlərinə malik olan ən kiçik canlı vahidi, elementar canlı sistemdir. Hüceyrə nəzəriyyəsinin formalaşdırılması irsiyyət və dəyişkənliyə dair fikirlərin inkişafı üçün ən vacib şərt oldu, çünki onların təbiətinin və xas nümunələrinin müəyyən edilməsi qaçılmaz olaraq canlı orqanizmlərin quruluşunun universallığını təklif edirdi. Hüceyrələrin kimyəvi tərkibinin və quruluşunun vəhdətinin müəyyən edilməsi həm də canlı orqanizmlərin mənşəyi və onların təkamülü haqqında fikirlərin inkişafına təkan olmuşdur. Bundan əlavə, çoxhüceyrəli orqanizmlərin rüşeym inkişafı zamanı bir hüceyrədən yaranması müasir embriologiyanın doqmasına çevrilmişdir.

Hüceyrə haqqında biliklərin inkişafı

17-ci əsrə qədər insanlar ətrafdakı cisimlərin mikrostrukturları haqqında ümumiyyətlə heç nə bilmirdilər və dünyanı adi gözlə qəbul edirdilər. Mikrodünyanı öyrənmək üçün cihaz - mikroskop təxminən 1590-cı ildə holland mexanikləri Q. və Z. Yansen tərəfindən icad edilmişdir, lakin onun qeyri-kamilliyi kifayət qədər kiçik obyektləri tədqiq etməyə imkan vermirdi. Yalnız onun əsasında mürəkkəb mikroskop adlandırılan K.Drebbelin (1572-1634) yaradılması bu sahədə tərəqqiyə səbəb olmuşdur.

1665-ci ildə ingilis fiziki R.Huk (1635-1703) mikroskopun konstruksiyasını və linzaların üyüdülməsi texnologiyasını təkmilləşdirdi və görüntü keyfiyyətinin yaxşılaşdırılmasını təmin etmək məqsədilə onun altındakı mantar, kömür və canlı bitkilərin kəsiklərini araşdırdı. Kesimlərdə o, bal pətəyini xatırladan kiçik məsamələri kəşf etdi və onları hüceyrə adlandırdı (latıncadan. hüceyrə- hüceyrə, hüceyrə). Maraqlıdır ki, R. Huk hüceyrə membranını hüceyrənin əsas komponenti hesab edirdi.

XVII əsrin ikinci yarısında bir çox bitkilərin hüceyrə quruluşunu da kəşf edən ən görkəmli mikroskopçular M.Malpiqinin (1628-1694) və N.Qrunun (1641-1712) əsərləri meydana çıxdı.

R.Hukun və digər alimlərin gördüklərinin doğru olduğuna əmin olmaq üçün kimdə yox idi xüsusi təhsil Hollandiyalı tacir A. van Leeuwenhoek müstəqil olaraq mövcud olandan əsaslı şəkildə fərqlənən mikroskop dizaynını hazırladı və linzaların istehsal texnologiyasını təkmilləşdirdi. Bu, ona 275-300 dəfə böyütməyə və digər elm adamları üçün texniki cəhətdən əlçatmaz olan belə struktur detallarını araşdırmağa imkan verdi. A. van Leeuwenhoek misilsiz bir müşahidəçi idi: o, mikroskop altında gördüklərini diqqətlə cizdi və təsvir etdi, lakin izah etməyə çalışmadı. O, birhüceyrəli orqanizmləri, o cümlədən bakteriyaları kəşf etdi və bitki hüceyrələrində nüvələr, xloroplastlar və hüceyrə divarlarının qalınlaşması tapdı, lakin onun kəşfləri çox sonralar yüksək qiymətləndirildi.

19-cu əsrin birinci yarısında orqanizmlərin daxili quruluşunun komponentlərinin kəşfləri bir-birinin ardınca getdi. G. Bitki hüceyrələrində fərqlənən güvə canlı maddə və sulu maye - hüceyrə şirəsi, aşkar edilmiş məsamələr. İngilis botanik R. Braun (1773-1858) 1831-ci ildə səhləb hüceyrələrində nüvəni kəşf etdi, sonra bütün bitki hüceyrələrində aşkar edildi. Çex alimi J. Purkinje (1787-1869) nüvəsiz hüceyrənin yarı maye jelatin tərkibini təyin etmək üçün "protoplazma" terminini istifadə etdi (1840). Belçikalı botanik M.Şleyden (1804-1881) ali bitkilərin müxtəlif hüceyrə quruluşlarının inkişafını və differensiasiyasını öyrənməklə bütün bitki orqanizmlərinin bir hüceyrədən əmələ gəldiyini sübut edən bütün müasirlərindən daha da irəli getdi. O, həmçinin soğan pulcuqlu hüceyrələrin nüvələrində yuvarlaqlaşdırılmış nüvə cisimlərini tədqiq etmişdir (1842).

1827-ci ildə rus embrioloqu K.Baer insanların və digər məməlilərin yumurtalarını kəşf etdi və bununla da orqanizmin yalnız kişi cinsi hüceyrələrdən inkişafı ideyasını təkzib etdi. Bundan əlavə, o, bir hüceyrədən - mayalanmış yumurtadan çoxhüceyrəli heyvan orqanizminin əmələ gəlməsini, həmçinin çoxhüceyrəli heyvanların embrional inkişaf mərhələlərinin oxşarlığını sübut etdi ki, bu da onların mənşəyinin vəhdətini irəli sürdü. 19-cu əsrin ortalarında toplanan məlumatlar hüceyrə nəzəriyyəsinə çevrilən ümumiləşdirmə tələb etdi. Biologiya öz tərtibini alman zooloqu T.Şvanna (1810-1882) borcludur ki, o, öz məlumatlarına və bitkilərin inkişafı ilə bağlı M.Şleydenin gəldiyi nəticələrə əsaslanaraq, mikroskopda görünən hər hansı formasiyada nüvənin olması ehtimalını irəli sürdü. , onda bu formalaşma hüceyrədir. Bu meyar əsasında T.Şvann hüceyrə nəzəriyyəsinin əsas müddəalarını formalaşdırmışdır.

Alman həkimi və patoloqu R.Virxov (1821-1902) bu nəzəriyyəyə daha bir vacib məqamı daxil etdi: hüceyrələr yalnız ilkin hüceyrənin bölünməsi ilə yaranır, yəni hüceyrələr yalnız hüceyrələrdən əmələ gəlir (“hüceyrədən hüceyrə”).

Hüceyrə nəzəriyyəsi yaranandan bəri orqanizmin quruluş, funksiya və inkişaf vahidi kimi hüceyrə haqqında doktrina davamlı olaraq inkişaf etmişdir. 19-cu əsrin sonunda mikroskopik texnologiyanın uğurları sayəsində hüceyrənin quruluşu aydınlaşdırıldı, orqanellər - hüceyrənin müxtəlif funksiyaları yerinə yetirən hissələri təsvir edildi, yeni hüceyrələrin əmələ gəlməsi üsulları (mitoz, meyoz) tədqiq edilmiş və irsi xüsusiyyətlərin ötürülməsində hüceyrə strukturlarının mühüm əhəmiyyəti aydın olmuşdur. Ən son tətbiq fiziki və kimyəvi üsullar tədqiqatlar bizə irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsi proseslərini daha dərindən öyrənməyə, həmçinin tədqiq etməyə imkan verdi. nazik struktur hüceyrə strukturlarının hər biri. Bütün bunlar hüceyrə elminin müstəqil bir bilik sahəsinə ayrılmasına kömək etdi - sitologiya.

Orqanizmlərin hüceyrə quruluşu, bütün orqanizmlərin hüceyrələrinin quruluşunun oxşarlığı üzvi dünyanın birliyinin əsasını, canlı təbiətin qohumluğunun sübutudur.

Bu gün məlum olan bütün canlı orqanizmlər (bitkilər, heyvanlar, göbələklər və bakteriyalar) hüceyrə quruluşuna malikdir. Hüceyrə quruluşu olmayan viruslar belə yalnız hüceyrələrdə çoxala bilir. Hüceyrə canlının elementar struktur-funksional vahididir, onun bütün təzahürləri, xüsusən maddələr mübadiləsi və enerji çevrilməsi, homeostaz, böyümə və inkişaf, çoxalma və qıcıqlanma ilə xarakterizə olunur. Eyni zamanda, irsi məlumatların saxlanması, işlənməsi və həyata keçirilməsi məhz hüceyrələrdə olur.

Hüceyrələrin bütün müxtəlifliyinə baxmayaraq, onlar üçün struktur plan eynidir: hamısını ehtiva edir irsi aparatbatırılır sitoplazma, və ətrafdakı hüceyrə plazma membranı.

Hüceyrə üzvi dünyanın uzun təkamülü nəticəsində yaranmışdır. Hüceyrələrin çoxhüceyrəli orqanizmə birləşməsi sadə bir cəm deyil, çünki hər bir hüceyrə canlı orqanizmə xas olan bütün xüsusiyyətləri saxlamaqla, eyni zamanda müəyyən bir funksiyanı yerinə yetirməsi sayəsində yeni xüsusiyyətlər əldə edir. Bir tərəfdən, çoxhüceyrəli orqanizmi onun tərkib hissələrinə - hüceyrələrə bölmək olar, lakin digər tərəfdən, onları yenidən bir araya gətirməklə bütün orqanizmin funksiyalarını bərpa etmək mümkün deyil, çünki yalnız hissələrin qarşılıqlı təsirində. sistem yeni xüsusiyyətlər görünür. Bu, canlıları səciyyələndirən əsas qanunauyğunluqlardan birini - diskret və vahidin vəhdətini ortaya qoyur. Kiçik ölçülər və əhəmiyyətli sayda hüceyrələr çoxhüceyrəli orqanizmlərdə sürətli maddələr mübadiləsini təmin etmək üçün lazım olan böyük bir səth sahəsi yaradır. Bundan əlavə, bədənin bir hissəsi ölürsə, onun bütövlüyü hüceyrələrin çoxalması ilə bərpa edilə bilər. Hüceyrədən kənarda irsi məlumatın saxlanması və ötürülməsi, enerjinin saxlanması və ötürülməsi, sonradan işə çevrilməsi mümkün deyil. Nəhayət, çoxhüceyrəli orqanizmdə hüceyrələr arasında funksiyaların bölünməsi orqanizmlərin ətraf mühitə uyğunlaşması üçün geniş imkanlar yaratdı və onların təşkilinin mürəkkəbliyini artırmaq üçün ilkin şərt idi.

Beləliklə, bütün canlı orqanizmlərin hüceyrələrinin struktur planının vəhdətinin yaradılması Yerdəki bütün həyatın mənşəyinin vəhdətinin sübutu kimi xidmət edirdi.

Hüceyrələrin müxtəlifliyi. Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələr. Bitkilərin, heyvanların, bakteriyaların, göbələklərin hüceyrələrinin müqayisəli xüsusiyyətləri Hüceyrələrin müxtəlifliyi

Hüceyrə nəzəriyyəsinə görə, hüceyrə canlının bütün xüsusiyyətlərinə malik olan orqanizmlərin ən kiçik struktur və funksional vahididir. Hüceyrələrin sayına görə orqanizmlər birhüceyrəli və çoxhüceyrəlilərə bölünür. Birhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələri müstəqil orqanizmlər kimi mövcuddur və canlıların bütün funksiyalarını yerinə yetirirlər. Qeyri-adi forma və ölçü müxtəlifliyi ilə diqqəti cəlb edən bütün prokaryotlar və bir sıra eukariotlar (bir çox növ yosun, göbələk və protozoa) birhüceyrəlidir. Bununla belə, əksər orqanizmlər hələ də çoxhüceyrəlidirlər. Onların hüceyrələri müəyyən funksiyaları yerinə yetirməkdə ixtisaslaşır və morfoloji xüsusiyyətlərdə əks olunmayan toxuma və orqanlar əmələ gətirir. Məsələn, insan bədəni müxtəlif forma və ölçülərə malik təxminən 200 növlə təmsil olunan təxminən 10 14 hüceyrədən əmələ gəlir.

Hüceyrələrin forması dəyirmi, silindrik, kubik, prizmatik, diskşəkilli, milşəkilli, stellat və s. biconcave diskin forması, əzələ toxuması hüceyrələri bir mil formasına, ulduz şəklində isə sinir toxumasının hüceyrələrinə malikdir. Bir sıra hüceyrələrin ümumiyyətlə daimi forması yoxdur. Bunlara, ilk növbədə, qan lökositləri daxildir.

Hüceyrə ölçüləri də əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir: çoxhüceyrəli orqanizmin əksər hüceyrələrinin ölçüləri 10-100 mikron, ən kiçiyi isə 2-4 mikrondur. Aşağı hədd, hüceyrənin həyati fəaliyyətini təmin etmək üçün minimum maddələr və strukturlar dəstinə malik olması ilə əlaqədardır və çox böyük bir hüceyrə ölçüsü ətraf mühitlə maddələr və enerji mübadiləsinə mane olacaq, həmçinin prosesləri çətinləşdirəcəkdir. homeostazın qorunması. Ancaq bəzi hüceyrələr çılpaq gözlə görünə bilər. Bunlara ilk növbədə qarpız və alma meyvələrinin hüceyrələri, həmçinin balıq və quşların yumurtaları daxildir. Hüceyrənin xətti ölçülərindən biri orta həddi aşsa belə, qalanların hamısı normaya uyğundur. Məsələn, bir neyron prosesi uzunluğu 1 m-dən çox ola bilər, lakin onun diametri hələ də orta qiymətə uyğun olacaq. Hüceyrə ölçüsü ilə bədən ölçüsü arasında birbaşa əlaqə yoxdur. Beləliklə, fil və siçanın əzələ hüceyrələri eyni ölçüdədir.

Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələr

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, hüceyrələr bir çox oxşar funksional xüsusiyyətlərə malikdir və morfoloji xüsusiyyətləri. Onların hər biri ona batırılmış sitoplazmadan ibarətdir irsi aparat, və xarici mühitdən ayrılır plazma membranı , və ya plazmalemma, maddələr mübadiləsi və enerji prosesinə müdaxilə etməyən. Membran xaricində hüceyrənin müxtəlif maddələrdən ibarət hüceyrə divarı da ola bilər, hüceyrəni qorumağa xidmət edir və bir növ xarici skeletdir.

Sitoplazma hüceyrənin bütün tərkibidir, plazma membranı ilə genetik məlumatı ehtiva edən struktur arasındakı boşluğu doldurur. Əsas maddədən ibarətdir - hialoplazma- və ona batırılmış orqanoidlər və daxilolmalar. Orqanoidlər hüceyrənin müəyyən funksiyaları yerinə yetirən daimi komponentləri, daxilolmalar isə hüceyrənin həyatı boyu yaranan və yox olan, ilk növbədə saxlama və ya ifrazat funksiyalarını yerinə yetirən komponentlərdir. Daxiletmələr çox vaxt bərk və maye bölünür. Bərk daxilolmalar əsasən qranullarla təmsil olunur və müxtəlif təbiətli ola bilər, vakuollar və yağ damcıları isə maye daxilolmalar hesab edilir.

Hal-hazırda hüceyrə quruluşunun iki əsas növü var: prokaryotik və eukaryotik.

Prokaryotik hüceyrənin nüvəsi yoxdur; onun genetik məlumatı membranlarla sitoplazmadan ayrılmır.

Prokaryotik hüceyrədə genetik məlumatın saxlandığı sitoplazmanın bölgəsi adlanır. nukleoid. Prokaryotik hüceyrələrin sitoplazmasında əsasən bir növ orqanoid var - ribosomlar və membranlarla əhatə olunmuş orqanellər tamamilə yoxdur. Bakteriyalar prokaryotlardır.

Eukaryotik hüceyrə, inkişaf mərhələlərindən ən azı birinin olduğu bir hüceyrədir əsas- DNT-nin yerləşdiyi xüsusi bir quruluş.

Eukaryotik hüceyrələrin sitoplazması membran və qeyri-membran orqanellələrinin əhəmiyyətli müxtəlifliyi ilə fərqlənir. Eukaryotik orqanizmlərə bitkilər, heyvanlar və göbələklər daxildir. Prokaryotik hüceyrələrin ölçüsü adətən eukaryotik hüceyrələrin ölçüsündən kiçikdir. Əksər prokaryotlar birhüceyrəli orqanizmlər, eukaryotlar isə çoxhüceyrəlilərdir.

Bitki, heyvan, bakteriya və göbələklərin hüceyrələrinin quruluşunun müqayisəli xüsusiyyətləri

Bitkilərin, heyvanların, göbələklərin və bakteriyaların hüceyrələri prokariot və eukariotlara xas olan xüsusiyyətlərlə yanaşı, bir sıra xüsusiyyətlərə malikdir. Beləliklə, bitki hüceyrələrində xüsusi orqanoidlər var - xloroplastlar, onların fotosintez qabiliyyətini müəyyən edən, halbuki bu orqanoidlər digər orqanizmlərdə tapılmır. Əlbəttə ki, bu, digər orqanizmlərin fotosintez edə bilməyəcəyi anlamına gəlmir, çünki məsələn, bakteriyalarda plazma membranının və sitoplazmadakı fərdi membran veziküllərinin invaginasiyalarında baş verir.

Bitki hüceyrələrində, bir qayda olaraq, hüceyrə şirəsi ilə dolu böyük vakuollar var. Onlar heyvanların, göbələklərin və bakteriyaların hüceyrələrində də olur, lakin tamamilə fərqli mənşəyə malikdir və müxtəlif funksiyaları yerinə yetirirlər. Bitkilərdə bərk daxilolmalar şəklində tapılan əsas ehtiyat maddə nişasta, heyvanlarda və göbələklərdə glikogen, bakteriyalarda isə qlikogen və ya volutindir.

Daha bir əlamətdar orqanizmlərin bu qruplarından səthi aparatın təşkili: heyvan orqanizmlərinin hüceyrələrində hüceyrə divarı yoxdur, onların plazma membranı yalnız nazik qlikokalikslə örtülmüşdür, digərlərində isə bu var. Bu, tamamilə başa düşüləndir, çünki heyvanların qidalanması faqositoz prosesi zamanı qida hissəciklərinin tutulması ilə əlaqələndirilir və hüceyrə divarının olması onları bu imkandan məhrum edərdi. Hüceyrə divarını təşkil edən maddənin kimyəvi təbiəti fərqlidir müxtəlif qruplar canlı orqanizmlər: bitkilərdə sellülozdursa, göbələklərdə xitin, bakteriyalarda isə mureindir. Müqayisəli xüsusiyyətlər bitkilərin, heyvanların, göbələklərin və bakteriyaların hüceyrələrinin quruluşu

İmza	Bakteriyalar	Heyvanlar	Göbələklər	Bitkilər
Qidalanma üsulu	Heterotrof və ya avtotrof	Heterotrof	Heterotrof	Avtotrof
İrsi məlumatların təşkili	Prokaryotlar	Eukariotlar	Eukariotlar	Eukariotlar
DNT lokalizasiyası	Nukleoidlər, plazmidlər	Nüvə, mitoxondriya	Nüvə, mitoxondriya	Nüvə, mitoxondriya, plastidlər
Plazma membranı	Yemək	Yemək	Yemək	Yemək
Hüceyrə divarı	Mureinovaya	—	Xitinli	pulpa
sitoplazma	Yemək	Yemək	Yemək	Yemək
Orqanoidlər	Ribosomlar	Hüceyrə mərkəzi də daxil olmaqla membran və qeyri-membran	Membran və qeyri-membran	Membran və qeyri-membran, o cümlədən plastidlər
Hərəkət orqanoidləri	Flagella və villi	Flagella və kirpiklər	Flagella və kirpiklər	Flagella və kirpiklər
Vakuollar	Nadir hallarda	Sıxılma, həzm	Bəzən	Hüceyrə şirəsi olan mərkəzi vakuol
Daxiletmələr	Glikogen, volutin	qlikogen	qlikogen	nişasta

Canlı təbiətin müxtəlif krallıqlarının nümayəndələrinin hüceyrələrinin quruluşundakı fərqlər şəkildə göstərilmişdir.

Hüceyrənin kimyəvi tərkibi. Makro və mikroelementlər. Hüceyrəni təşkil edən qeyri-üzvi və üzvi maddələrin (zülallar, nuklein turşuları, karbohidratlar, lipidlər, ATP) quruluşu və funksiyaları arasında əlaqə. Hüceyrə və insan orqanizmində kimyəvi maddələrin rolu

Hüceyrənin kimyəvi tərkibi

Ən çox kimyəvi elementlər canlı orqanizmlərdə aşkar edilmişdir Dövri cədvəl Bu günə qədər D.I.Mendeleyev tərəfindən kəşf edilmiş elementlər. Bir tərəfdən onların tərkibində cansız təbiətdə rast gəlinməyəcək bir element yoxdur, digər tərəfdən isə onların cansız təbiət cisimlərində və canlı orqanizmlərdə konsentrasiyası əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

Bunlar kimyəvi elementlər qeyri-üzvi və üzvi maddələr əmələ gətirir. Canlı orqanizmlərin üstünlük təşkil etməsinə baxmayaraq qeyri-üzvi maddələr, onların kimyəvi tərkibinin unikallığını və ümumiyyətlə həyat hadisəsini müəyyən edən üzvi maddələrdir, çünki onlar əsasən həyat prosesində orqanizmlər tərəfindən sintez olunur və reaksiyalarda mühüm rol oynayır.

Elm orqanizmlərin kimyəvi tərkibini və onlarda baş verən kimyəvi reaksiyaları öyrənir. biokimya.

Qeyd etmək lazımdır ki, müxtəlif hüceyrələrdə və toxumalarda kimyəvi maddələrin tərkibi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər. Məsələn, heyvan hüceyrələrində üzvi birləşmələr arasında zülallar üstünlük təşkil edirsə, bitki hüceyrələrində karbohidratlar üstünlük təşkil edir.

Kimyəvi element	Yer qabığı	dəniz suyu	Canlı orqanizmlər
O	49.2	85.8	65-75
C	0.4	0.0035	15-18
H	1.0	10.67	8-10
N	0.04	0.37	1.5-3.0
P	0.1	0.003	0.20-1.0
S	0.15	0.09	0.15-0.2
K	2.35	0.04	0.15-0.4
Ca	3.25	0.05	0.04-2.0
Cl	0.2	0.06	0.05-0.1
Mg	2.35	0.14	0.02-0.03
Na	2.4	1.14	0.02-0.03
Fe	4.2	0.00015	0.01-0.015
Zn	< 0.01	0.00015	0.0003
Cu	< 0.01	< 0.00001	0.0002
I	< 0.01	0.000015	0.0001
F	0.1	2.07	0.0001

Makro və mikroelementlər

Canlı orqanizmlərdə 80-ə yaxın kimyəvi element var, lakin bu elementlərdən yalnız 27-nin hüceyrə və orqanizmdə öz funksiyaları var. Qalan elementlər az miqdarda mövcuddur və görünür, bədənə qida, su və hava ilə daxil olur. Bədəndəki kimyəvi elementlərin məzmunu əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Konsentrasiyasından asılı olaraq onlar makroelementlərə və mikroelementlərə bölünürlər.

Hər birinin konsentrasiyası makronutrientlər bədəndə 0,01%-dən çox, onların ümumi tərkibi isə 99%-dir. Makroelementlərə oksigen, karbon, hidrogen, azot, fosfor, kükürd, kalium, kalsium, natrium, xlor, maqnezium və dəmir daxildir. Sadalanan elementlərin ilk dördü də (oksigen, karbon, hidrogen və azot) adlanır. orqanogen, çünki onlar əsas üzvi birləşmələrin bir hissəsidir. Fosfor və kükürd də zülallar və nuklein turşuları kimi bir sıra üzvi maddələrin tərkib hissəsidir. Fosfor sümüklərin və dişlərin formalaşması üçün vacibdir.

Qalan makroelementlər olmadan bədənin normal fəaliyyəti mümkün deyil. Beləliklə, kalium, natrium və xlor hüceyrənin həyəcanlanması proseslərində iştirak edir. Kalium bir çox fermentin işləməsi və hüceyrədə suyun saxlanması üçün də lazımdır. Kalsium bitkilərin, sümüklərin, dişlərin və mollyuskaların hüceyrə divarlarında olur və əzələ hüceyrələrinin büzülməsi və hüceyrədaxili hərəkət üçün tələb olunur. Maqnezium, fotosintezin baş verməsinə imkan verən bir piqment olan xlorofilin tərkib hissəsidir. O, həmçinin protein biosintezində iştirak edir. Dəmir, qanda oksigeni daşıyan hemoglobinin bir hissəsi olmaqla yanaşı, tənəffüs və fotosintez prosesləri, həmçinin bir çox fermentlərin işləməsi üçün lazımdır.

Mikroelementlər bədəndə 0,01% -dən az konsentrasiyada olur və hüceyrədə onların ümumi konsentrasiyası 0,1% -ə çatmır. Mikroelementlərə sink, mis, manqan, kobalt, yod, flüor və s. daxildir. Sink mədəaltı vəzi hormonu insulinin molekulunun bir hissəsidir, mis fotosintez və tənəffüs prosesləri üçün lazımdır. Kobalt B12 vitamininin tərkib hissəsidir, onun olmaması anemiyaya səbəb olur. Yod normal metabolizmi təmin edən tiroid hormonlarının sintezi üçün lazımdır, flüor isə diş minasının əmələ gəlməsi ilə əlaqələndirilir.

Makro və mikroelementlərin həm çatışmazlığı, həm də artıqlığı və ya mübadiləsinin pozulması inkişafa səbəb olur. müxtəlif xəstəliklər. Xüsusilə, kalsium və fosfor çatışmazlığı raxit xəstəliyinə, azot çatışmazlığı ağır zülal çatışmazlığına, dəmir çatışmazlığı anemiyaya, yod çatışmazlığı isə qalxanabənzər vəz hormonlarının əmələ gəlməsinin pozulmasına və maddələr mübadiləsinin sürətinin azalmasına səbəb olur. Sudan və qidadan flüorun qəbulunun azalması əsasən diş minasının yenilənməsinin pozulmasını və nəticədə kariyesə meylliliyi müəyyən edir. Qurğuşun demək olar ki, bütün orqanizmlər üçün zəhərlidir. Onun artıqlığı görmə və eşitmə itkisi, yuxusuzluq ilə özünü göstərən beyin və mərkəzi sinir sisteminə geri dönməz ziyan vurur, böyrək çatışmazlığı, nöbet və həmçinin iflic və xərçəng kimi xəstəliklərə səbəb ola bilər. Kəskin qurğuşun zəhərlənməsi qəfil hallüsinasiyalarla müşayiət olunur və koma və ölümlə başa çatır.

Makro və mikroelementlərin çatışmazlığı qida və içməli suda onların tərkibini artırmaqla, həmçinin qəbul etməklə kompensasiya edilə bilər. dərmanlar. Belə ki, yod dəniz məhsulları və yodlaşdırılmış duzda, kalsium yumurta qabığında və s.

Hüceyrəni təşkil edən qeyri-üzvi və üzvi maddələrin (zülallar, nuklein turşuları, karbohidratlar, lipidlər, ATP) quruluşu və funksiyaları arasında əlaqə. Hüceyrə və insan orqanizmində kimyəvi maddələrin rolu

Qeyri-üzvi maddələr

Hüceyrənin kimyəvi elementləri müxtəlif birləşmələr əmələ gətirir - qeyri-üzvi və üzvi. Hüceyrənin qeyri-üzvi maddələrinə su, mineral duzlar, turşular və s., üzvi maddələrə isə zülallar, nuklein turşuları, karbohidratlar, lipidlər, ATP, vitaminlər və s.

Su(H 2 O) unikal fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərə malik olan hüceyrənin ən çox yayılmış qeyri-üzvi maddəsidir. Onun dadı, rəngi, qoxusu yoxdur. Bütün maddələrin sıxlığı və özlülüyü su istifadə edərək qiymətləndirilir. Bir çox digər maddələr kimi, su da üç birləşmə vəziyyətində ola bilər: bərk (buz), maye və qaz (buxar). Suyun ərimə temperaturu $0°$С, qaynama temperaturu $100°$С-dir, lakin digər maddələrin suda həlli bu xüsusiyyətləri dəyişə bilər. Suyun istilik tutumu da kifayət qədər yüksəkdir - 4200 kJ/mol K, bu da ona termorequlyasiya proseslərində iştirak etmək imkanı verir. Su molekulunda hidrogen atomları $105°$ bucaq altında yerləşir, ortaq elektron cütləri isə daha elektronmənfi oksigen atomu tərəfindən çəkilir. Bu, su molekullarının dipol xassələrini (bir ucu müsbət, digəri isə mənfi yüklüdür) və su molekulları arasında hidrogen bağlarının yaranma ehtimalını müəyyən edir. Su molekullarının birləşməsi səthi gərilmə fenomeninin, kapilyarlığın və suyun universal həlledici kimi xüsusiyyətlərinin əsasını təşkil edir. Nəticədə, bütün maddələr suda həll olunanlara (hidrofil) və onda həll olunmayanlara (hidrofobik) bölünür. Bu unikal xüsusiyyətləri sayəsində suyun Yerdəki həyatın əsasına çevrildiyi əvvəlcədən müəyyən edilmişdir.

Bədənin hüceyrələrində orta su miqdarı dəyişir və yaşa görə dəyişə bilər. Belə ki, bir ay yarımlıq insan embrionunda hüceyrələrdə su miqdarı 97,5%-ə, səkkiz aylıq uşaqda 83%-ə, yeni doğulmuş körpədə 74%-ə qədər azalır, böyüklər üçün orta hesabla 66% təşkil edir. Bununla belə, bədən hüceyrələri su tərkibinə görə fərqlənir. Belə ki, sümüklərdə təxminən 20%, qaraciyərdə - 70%, beyində - 86% su var. Ümumiyyətlə, belə demək olar hüceyrələrdə suyun konsentrasiyası maddələr mübadiləsi sürəti ilə düz mütənasibdir.

Mineral duzlar həll edilmiş və ya həll olunmamış vəziyyətdə ola bilər. Həll olunan duzlar ionlara - kationlara və anionlara ayrılır. Ən vacib kationlar maddələrin membrandan keçməsini asanlaşdıran və sinir impulslarının meydana gəlməsində və keçirilməsində iştirak edən kalium və natrium ionlarıdır; həmçinin əzələ lifinin daralması və qanın laxtalanması proseslərində iştirak edən kalsium ionları; xlorofilin bir hissəsi olan maqnezium; hemoglobin də daxil olmaqla bir sıra zülalların bir hissəsi olan dəmir. Ən vacib anionlar ATP və nuklein turşularının bir hissəsi olan fosfat anionu və ətraf mühitin pH-nın dəyişməsini yumşaldan karbon turşusu qalığıdır. Mineral duzların ionları suyun özünün hüceyrəyə daxil olmasını və onun içində saxlanmasını təmin edir. Əgər ətraf mühitdə duz konsentrasiyası hüceyrədəkindən azdırsa, su hüceyrəyə nüfuz edir. İonlar həm də sitoplazmanın tamponlama xüsusiyyətlərini, yəni hüceyrədə asidik və qələvi məhsulların daimi əmələ gəlməsinə baxmayaraq, sitoplazmanın sabit bir az qələvi pH-ni saxlamaq qabiliyyətini müəyyən edir.

Həll olunmayan duzlar(CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2 və s.) birhüceyrəli və çoxhüceyrəli heyvanların sümüklərinin, dişlərinin, qabıqlarının və qabıqlarının bir hissəsidir.

Bundan əlavə, orqanizmlər turşular və oksidlər kimi digər qeyri-üzvi birləşmələr də istehsal edə bilər. Beləliklə, insan mədəsinin parietal hüceyrələri həzm fermenti pepsini aktivləşdirən xlorid turşusu istehsal edir və silisium oksidi qatırquyruğunun hüceyrə divarlarına nüfuz edərək diatomların qabıqlarını əmələ gətirir. Son illərdə azot oksidinin (II) hüceyrələrdə və orqanizmdə siqnalizasiyada rolu da öyrənilmişdir.

Üzvi maddə

Hüceyrənin üzvi maddələrinin ümumi xüsusiyyətləri

Hüceyrənin üzvi maddələri həm nisbətən sadə molekullarla, həm də daha mürəkkəb molekullarla təmsil oluna bilər. Mürəkkəb bir molekulun (makromolekulun) əhəmiyyətli sayda təkrarlanan daha sadə molekullardan əmələ gəldiyi hallarda buna deyilir. polimer və struktur bölmələr - monomerlər. Polimer vahidlərinin təkrar olub-olmamasından asılı olaraq, onlar kimi təsnif edilir müntəzəm və ya nizamsız. Polimerlər hüceyrənin quru maddə kütləsinin 90%-ni təşkil edir. Onlar üzvi birləşmələrin üç əsas sinfinə aiddir - karbohidratlar (polisaxaridlər), zülallar və nuklein turşuları. Polisaxaridlər müntəzəm polimerlər, zülallar və nuklein turşuları isə nizamsızdır. Zülallarda və nuklein turşularında monomerlərin ardıcıllığı son dərəcə vacibdir, çünki onlar məlumat funksiyasını yerinə yetirirlər.

Karbohidratlar

Karbohidratlar- Bunlar, əsasən, üç kimyəvi elementdən ibarət olan üzvi birləşmələrdir - karbon, hidrogen və oksigen, baxmayaraq ki, bir sıra karbohidratlarda azot və ya kükürd də var. Karbohidratların ümumi formulu C m (H 2 O) n-dir. Onlar sadə və mürəkkəb karbohidratlara bölünürlər.

Sadə karbohidratlar (monosakkaridlər) daha sadələrə parçalana bilməyən tək bir şəkər molekulunu ehtiva edir. Bunlar kristal maddələrdir, dadı şirindir və suda çox həll olunur. Monosakkaridlər hüceyrə mübadiləsində fəal iştirak edir və mürəkkəb karbohidratların - oliqosakkaridlərin və polisaxaridlərin bir hissəsidir.

Monosakkaridlər karbon atomlarının sayına görə təsnif edilir (C 3 -C 9), məsələn, pentozlar(C 5) və heksozlar(C 6). Pentozalara riboza və deoksiriboza daxildir. riboza RNT və ATP-nin bir hissəsidir. Deoksiriboza DNT-nin tərkib hissəsidir. Heksozlar (C 6 H 12 O 6) qlükoza, fruktoza, qalaktoza və s. qlükoza(üzüm şəkəri) enerji ehtiyatı olduğu üçün bütün orqanizmlərdə, o cümlədən insan qanında olur. Bir çox mürəkkəb şəkərlərin bir hissəsidir: saxaroza, laktoza, maltoza, nişasta, sellüloza və s. Fruktoza(meyvə şəkəri) ən yüksək konsentrasiyalarda meyvələrdə, balda və şəkər çuğundurunun köklərində olur. O, yalnız metabolik proseslərdə fəal iştirak etmir, həm də saxaroza və bəzi polisaxaridlərin, məsələn, insulinin bir hissəsidir.

Əksər monosaxaridlər güzgü reaksiyası verməyə və misi azaltmağa qadirdirlər, çünki maye (mis (II) sulfat və kalium natrium tartrat məhlullarının qarışığı) əlavə edilir və qaynar.

TO oliqosakaridlər bir neçə monosaxarid qalıqlarından əmələ gələn karbohidratlar daxildir. Onlar ümumiyyətlə suda yaxşı həll olunur və şirin dadı var. Bu qalıqların sayından asılı olaraq disaxaridlər (iki qalıq), trisaxaridlər (üç) və s. fərqləndirilir. saxaroza(çuğundur və ya qamış şəkəri) qlükoza və fruktoza qalıqlarından ibarətdir, bəzi bitkilərin saxlama orqanlarında olur. Sənaye üsulu ilə əldə edilən şəkər çuğundurunun və şəkər qamışının kök bitkilərində xüsusilə çoxlu saxaroza var. Karbohidratların şirinliyi üçün standart kimi xidmət edir. Laktoza, və ya süd şəkəri, qlükoza və qalaktoza qalıqlarından əmələ gəlir, ana və inək südündə olur. maltoza(səməni şəkəri) iki qlükoza vahidindən ibarətdir. Bitki toxumlarında və tərkibində polisaxaridlərin parçalanması zamanı əmələ gəlir həzm sistemi insan, pivə istehsalında istifadə olunur.

Polisaxaridlər monomerləri mono- və ya disakarid qalıqları olan biopolimerlərdir. Polisaxaridlərin çoxu suda həll olunmur və şəkərsiz dadı var. Bunlara nişasta, glikogen, sellüloza və xitin daxildir. nişasta- bu, su ilə islanmayan, dəmləndikdə əmələ gələn ağ tozlu maddədir isti su suspenziya - pasta. Əslində, nişasta iki polimerdən ibarətdir - daha az budaqlanmış amiloza və daha çox budaqlanmış amilopektin (şəkil 2.9). Həm amiloza, həm də amilopektin monomeri qlükozadır. Nişasta bitkilərin əsas anbar maddəsidir, toxumlarda, meyvələrdə, kök yumrularında, rizomlarda və bitkilərin digər saxlama orqanlarında çoxlu miqdarda toplanır. Nişastaya keyfiyyətli reaksiya, nişastanın mavi-bənövşəyi rəngə çevrildiyi yod ilə reaksiyadır.

qlikogen(heyvan nişastası) heyvanların və göbələklərin ehtiyat polisaxarididir, insanlarda ən çox əzələlərdə və qaraciyərdə toplanır. O, həmçinin suda həll olunmur və şirin dadı yoxdur. Qlikogenin monomeri qlükozadır. Nişasta molekulları ilə müqayisədə qlikogen molekulları daha da şaxələnmişdir.

Sellüloza, və ya lif, bitkilərin əsas dəstəkləyici polisaxarididir. Selülozanın monomeri qlükozadır. Budaqlanmamış sellüloza molekulları bitki hüceyrə divarlarının bir hissəsini təşkil edən bağlamalar əmələ gətirir. Sellüloza ağacın əsasını təşkil edir, tikintidə, tekstil, kağız, spirt və bir çox üzvi maddələrin istehsalında istifadə olunur. Sellüloza kimyəvi cəhətdən inertdir və nə turşularda, nə də qələvilərdə həll olunmur. O, həmçinin insanın həzm sistemindəki fermentlər tərəfindən parçalanmır, lakin onun həzmini yoğun bağırsaqdakı bakteriyalar asanlaşdırır. Bundan əlavə, lif mədə-bağırsaq traktının divarlarının daralmasını stimullaşdırır, onun fəaliyyətini yaxşılaşdırmağa kömək edir.

xitin monomeri azot tərkibli monosaxarid olan polisaxariddir. Göbələklərin və artropod qabıqlarının hüceyrə divarlarının bir hissəsidir. İnsanın həzm sistemində də xitin həzm etmək üçün ferment yoxdur;

Karbohidratların funksiyaları. Karbohidratlar hüceyrədə plastik (tikinti), enerji, saxlama və dəstək funksiyalarını yerinə yetirir. Bitkilərin və göbələklərin hüceyrə divarlarını əmələ gətirirlər. 1 q karbohidratın parçalanmasının enerji dəyəri 17,2 kJ-dir. Qlükoza, fruktoza, saxaroza, nişasta və glikogen anbar maddələridir. Karbohidratlar həmçinin kompleks lipidlərin və zülalların bir hissəsi ola bilər, xüsusilə də hüceyrə membranlarında qlikolipidlər və qlikoproteinlər əmələ gətirir. Xarici mühitdən gələn siqnalların hüceyrələrarası tanınmasında və qavranılmasında karbohidratların rolu daha az əhəmiyyət kəsb etmir, çünki onlar qlikoproteinlərin bir hissəsi kimi reseptor kimi fəaliyyət göstərirlər.

Lipidlər

Lipidlər hidrofobik xüsusiyyətlərə malik aşağı molekulyar çəkili maddələrin kimyəvi cəhətdən heterojen qrupudur. Bu maddələr suda həll olunmur və onun tərkibində emulsiyalar əmələ gətirir, lakin üzvi həlledicilərdə yüksək dərəcədə həll olunur. Lipidlər toxunuşda yağlıdır, onların çoxu kağızda qurumayan xarakterik izlər buraxır. Zülallar və karbohidratlarla birlikdə hüceyrələrin əsas komponentlərindən biridir. Müxtəlif hüceyrələrdə lipidlərin tərkibi eyni deyil, xüsusilə bəzi bitkilərin toxumlarında və meyvələrində, qaraciyərdə, ürəkdə, qanda çox olur.

Molekulun quruluşundan asılı olaraq lipidlər sadə və mürəkkəb bölünür. TO sadə Lipidlərə neytral lipidlər (yağlar), mumlar və steroidlər daxildir. Kompleks lipidlərin tərkibində başqa, lipid olmayan komponent də var. Onlardan ən mühümləri fosfolipidlər, qlikolipidlər və s.

Yağlar trihidrik spirt qliserin və yüksək yağ turşularının efirləridir. Yağ turşularının əksəriyyətində 14-22 karbon atomu var. Onların arasında həm doymuş, həm də doymamış, yəni ikiqat bağlar var. Ən çox yayılmış doymuş yağ turşuları palmitik və stearik, ən çox yayılmış doymamış yağ turşuları isə oleikdir. Bəzi doymamış yağ turşuları insan orqanizmində sintez olunmur və ya qeyri-kafi miqdarda sintez olunur və buna görə də vacibdir. Qliserin qalıqları hidrofilik “başlar”, yağ turşusu qalıqları isə hidrofobik “quyruqlar” əmələ gətirir.

Yağlar ilk növbədə hüceyrələrdə saxlama funksiyasını yerinə yetirir və enerji mənbəyi kimi xidmət edir. Dərialtı yağ toxuması onlarla zəngindir, şok udma və istilik izolyasiya funksiyalarını yerinə yetirir və su heyvanlarında da üzmə qabiliyyətini artırır. Bitki yağları əsasən doymamış yağ turşularını ehtiva edir, nəticədə onlar maye olur və adlanır. yağlar. Yağlar bir çox bitkilərin toxumlarında olur, məsələn, günəbaxan, soya, kolza və s.

Mumlar- Bunlar yağ turşuları və yağ spirtlərinin efirləri və qarışıqlarıdır. Bitkilərdə onlar yarpağın səthində buxarlanmadan, patogen mikroorqanizmlərin nüfuzundan və s.-dən qoruyan pərdə əmələ gətirirlər.Bir sıra heyvanlarda bədəni örtür və ya pətəklərin qurulmasına xidmət edir.

TO steroidlər Bunlara hüceyrə membranlarının vacib komponenti olan xolesterin kimi lipidlər, həmçinin cinsi hormonlar estradiol, testosteron, D vitamini və s.

Fosfolipidlər, qliserin və yağ turşusu qalıqlarına əlavə olaraq, ortofosforik turşu qalıqlarını ehtiva edir. Onlar hüceyrə membranlarının bir hissəsidir və onların maneə xüsusiyyətlərini təmin edir.

Glikolipidlər həm də membranların tərkib hissəsidir, lakin orada onların tərkibi azdır. Qlikolipidlərin qeyri-lipid hissəsi karbohidratlardır.

Lipidlərin funksiyaları. Lipidlər hüceyrədə plastik (tikinti), enerji, saxlama, qoruyucu, ifrazat və tənzimləyici funksiyaları yerinə yetirir, bundan əlavə vitaminlərdir; Hüceyrə membranlarının əsas komponentidir. 1 q lipid parçalandıqda 38,9 kJ enerji ayrılır. Onlar bitki və heyvanların müxtəlif orqanlarında saxlanılır. Bundan əlavə, subkutan yağ toxuması daxili orqanları hipotermiyadan və ya həddindən artıq istiləşmədən, həmçinin şokdan qoruyur. Lipidlərin tənzimləyici funksiyası onların bəzilərinin hormon olması ilə bağlıdır. Həşəratların yağlı bədəni ifrazata xidmət edir.

dələlər

dələlər- Bunlar monomerləri peptid bağları ilə bağlanmış amin turşuları olan yüksək molekullu birləşmələr, biopolimerlərdir.

Amin turşusu bir amin qrupu, bir karboksil qrupu və bir radikal olan üzvi birləşmə adlanır. Təbiətdə ümumilikdə 200-ə yaxın amin turşusu var ki, bunlar radikallar və funksional qrupların qarşılıqlı düzülüşü ilə fərqlənir, lakin onlardan yalnız 20-si zülalların bir hissəsi ola bilər. Bu amin turşuları adlanır proteinogendir.

Təəssüf ki, bütün proteinogen amin turşuları insan orqanizmində sintez edilə bilməz, buna görə də onlar dəyişdirilə bilən və vacib olanlara bölünür. Əsas olmayan amin turşuları insan orqanizmində lazımi miqdarda əmələ gəlir və əvəzolunmaz- Xeyr. Onlar qida ilə təmin edilməlidir, həm də bağırsaq mikroorqanizmləri tərəfindən qismən sintez edilə bilər. Bunlara valin, izolösin, lösin, lizin, metionin, treonin, triptofan və fenilalanin daxildir. Tamamilə bütün proteinogen amin turşularının bitkilərdə sintez edilməsinə baxmayaraq, bitki zülalları natamamdır, çünki onların tərkibində amin turşularının tam dəsti yoxdur və bitkilərin vegetativ hissələrində zülalın olması nadir hallarda kütlənin 1-2% -dən çox olur. . Ona görə də təkcə bitki mənşəli deyil, həm də heyvan mənşəli zülallar yemək lazımdır.

Peptid bağları ilə bağlanan iki amin turşusunun ardıcıllığı adlanır dipeptid, üçdən - tripeptid Peptidlər arasında hormonlar (oksitosin, vazopressin), antibiotiklər və s. kimi mühüm birləşmələr var. İyirmidən çox amin turşusu zəncirinə deyilir polipeptid, və 60-dan çox amin turşusu qalıqları olan polipeptidlər zülallardır.

Zülalın struktur təşkilinin səviyyələri. Zülallar ilkin, ikincil, üçüncü və dördüncü quruluşa malik ola bilər.

İlkin protein quruluşu- Bu amin turşularının xətti ardıcıllığı peptid bağı ilə bağlıdır. İlkin quruluş nəticədə zülalın spesifikliyini və unikallığını müəyyən edir, çünki orta zülalın tərkibində 500 amin turşusu qalığı olduğunu düşünsək belə, mümkün birləşmələrin sayı 20500-ə bərabərdir birincil strukturda turşu ikincili və daha yüksək strukturların, eləcə də bütövlükdə zülalın xüsusiyyətlərinin dəyişməsinə səbəb olur.

Zülalın struktur xüsusiyyətləri onun fəzada düzülməsini - ikincili və üçüncü dərəcəli strukturların meydana çıxmasını müəyyən edir.

İkinci dərəcəli quruluşşəklində bir zülal molekulunun fəza düzülməsini təmsil edir spirallər və ya qatlar, spiral və ya qıvrımların müxtəlif növbələrinin peptid qruplarının oksigen və hidrogen atomları arasında hidrogen bağları ilə tutulur. Bir çox zülalda ikinci dərəcəli quruluşa malik daha çox və ya daha az uzun bölgələr var. Bunlar, məsələn, saç və dırnaqların keratinləri, ipək fibroindir.

Üçüncü quruluş dələ ( kürəcik) həm də hidrofobik, hidrogen, disulfid (S-S) və digər bağlarla bir yerdə tutulan polipeptid zəncirinin məkan düzülüşü formasıdır. Bu, əzələ miyoqlobini kimi bədəndəki əksər zülallar üçün xarakterikdir.

Dördüncü quruluş- ən mürəkkəb, əsasən üçüncü (hidrofobik, ion və hidrogen) ilə eyni bağlarla bağlanan bir neçə polipeptid zəncirindən, eləcə də digər zəif qarşılıqlı təsirlərdən ibarətdir. Dördüncü quruluş bir neçə zülal üçün xarakterikdir, məsələn, hemoglobin, xlorofil və s.

Molekulun formasına əsasən onlar fərqlənir fibrilyar Və kürəşəkilli zülallar. Bunlardan birincisi uzadılmışdır, məsələn, birləşdirici toxumanın kollageni və ya saç və dırnaqların keratinləri. Qlobular zülallar əzələ mioqlobini kimi bir top (qlobul) formasına malikdir.

Sadə və mürəkkəb zülallar. Proteinlər ola bilər sadə Və kompleks. Sadə zülallar yalnız amin turşularından ibarətdir, halbuki kompleks zülallar (lipoproteinlər, xromoproteinlər, qlikoproteinlər, nukleoproteinlər və s.) zülal və zülal olmayan hissələrdən ibarətdir. Xromoproteinlər rəngli qeyri-protein hissəsi var. Bunlara hemoglobin, mioqlobin, xlorofil, sitoxromlar və s. hemoglobinə qırmızı rəng verən ion. Qeyri-zülal hissəsi lipoproteinlər lipiddir və qlikoproteinlər- karbohidrat. Həm lipoproteinlər, həm də qlikoproteinlər hüceyrə membranlarının bir hissəsidir. Nukleoproteinlər zülalların və nuklein turşularının (DNT və RNT) kompleksləridir. Onlar irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsi proseslərində ən mühüm funksiyaları yerinə yetirirlər.

Zülalların xassələri. Bir çox zülallar suda yüksək dərəcədə həll olunur, lakin yalnız duzların, qələvilərin, turşuların və ya üzvi həlledicilərin məhlullarında həll olunanlar da var. Zülal molekulunun quruluşu və onun funksional fəaliyyəti ətraf mühit şəraitindən asılıdır. Zülal molekulunun ilkin quruluşunu saxlayaraq strukturunu itirməsinə deyilir denaturasiya.

Denatürasiya temperaturun, pH-nın dəyişməsi, atmosfer təzyiqi, turşuların, qələvilərin, duzların təsiri altında ağır metallar, üzvi həlledicilər və s. İkinci dərəcəli və daha yüksək strukturların bərpasının əks prosesi deyilir renaturasiya, lakin bu həmişə mümkün olmur. Zülal molekulunun tam məhvinə deyilir məhv.

Zülalların funksiyaları. Zülallar hüceyrədə bir sıra funksiyaları yerinə yetirir: plastik (tikinti), katalitik (fermentativ), enerji, siqnal (reseptor), kontraktil (motor), daşıma, qoruyucu, tənzimləmə və saxlama.

Zülalların tikinti funksiyası onların hüceyrə membranlarında və hüceyrənin struktur komponentlərində olması ilə bağlıdır. Enerji - ona görə ki, 1 q zülal parçalandıqda 17,2 kJ enerji ayrılır. Membran reseptor zülalları ətraf mühit siqnallarının qavranılmasında və onların hüceyrə boyu ötürülməsində, həmçinin hüceyrələrarası tanınmasında fəal iştirak edir. Zülallar olmadan hüceyrələrin və bütövlükdə orqanizmlərin hərəkəti mümkün deyil, çünki onlar flagella və kirpiklərin əsasını təşkil edir, həmçinin əzələlərin daralmasını və hüceyrədaxili komponentlərin hərəkətini təmin edir. İnsanların və bir çox heyvanların qanında protein hemoglobin oksigeni və karbon qazının bir hissəsini, digər zülallar isə ionları və elektronları daşıyır. Zülalların qoruyucu rolu ilk növbədə toxunulmazlıqla əlaqələndirilir, çünki interferon zülalı bir çox virusu məhv etməyə qadirdir və antikor zülalları bakteriyaların və digər xarici agentlərin inkişafını boğur. Zülallar və peptidlər arasında bir çox hormon var, məsələn, mədəaltı vəzi hormonu - qanda qlükoza konsentrasiyasını tənzimləyən insulin. Bəzi orqanizmlərdə zülallar, toxumdakı paxlalılar və ya toyuq yumurtasının ağı kimi ehtiyat kimi saxlanıla bilər.

Nuklein turşuları

Nuklein turşuları monomerləri nukleotidlər olan biopolimerlərdir. Hal-hazırda nuklein turşularının iki növü məlumdur: ribonuklein turşusu (RNT) və dezoksiribonuklein turşusu (DNT).

Nukleotid azotlu əsas, pentoza şəkər qalığı və ortofosfor turşusu qalığı ilə əmələ gəlir. Nukleotidlərin xüsusiyyətləri əsasən onları təşkil edən azotlu əsaslarla müəyyən edilir, buna görə də, hətta şərti olaraq, nukleotidlər adlarının ilk hərfləri ilə təyin olunur. Nukleotidlərin tərkibində beş azotlu əsas ola bilər: adenin (A), guanin (G), timin (T), urasil (U) və sitozin (C). Pentoza nukleotidləri - riboza və deoksiriboza - hansı nukleotidin - ribonukleotid və ya deoksiribonukleotidin əmələ gələcəyini təyin edir. Ribonukleotidlər RNT-nin monomerləridir, siqnal molekulları (cAMP) kimi çıxış edə bilər və ATP kimi yüksək enerjili birləşmələrin və NADP, NAD, FAD və s. kimi koenzimlərin, deoksiribonukleotidlər isə DNT-nin bir hissəsidir.

Deoksiribonuklein turşusu (DNT) monomerləri dezoksiribonukleotidlər olan ikiqat zəncirli biopolimerdir. Dezoksiribonukleotidlərin tərkibində beş mümkündən yalnız dörd azotlu əsas var - adenin (A), timin (T), guanin (G) və ya sitozin (C), həmçinin dezoksiriboza və ortofosfor turşusu qalıqları. DNT zəncirindəki nukleotidlər ortofosfor turşusu qalıqları vasitəsilə bir-birinə bağlanaraq fosfodiester bağı əmələ gətirir. İki zəncirli molekul əmələ gəldikdə, azotlu əsaslar molekulun içərisinə doğru yönəldilir. Bununla belə, DNT zəncirlərinin birləşməsi təsadüfi baş vermir - müxtəlif zəncirlərin azotlu əsasları bir-birinə tamamlayıcılıq prinsipinə uyğun olaraq hidrogen bağları ilə bağlanır: adenin timinlə iki hidrogen rabitəsi (A=T), quanin ilə birləşir. sitozinə üç (G$≡C) ilə bağlıdır.

Onlar onun üçün quraşdırılıb Chargaff qaydaları:

1. Tərkibində adenin olan DNT nukleotidlərinin sayı timin olan nukleotidlərin sayına bərabərdir (A=T).
2. Quanini olan DNT nukleotidlərinin sayı sitozini olan nukleotidlərin sayına bərabərdir (G$≡$C).
3. Tərkibində adenin və quanini olan dezoksiribonukleotidlərin cəmi timin və sitozin olan dezoksiribonukleotidlərin cəminə bərabərdir (A+G = T+C).
4. Tərkibində adenin və timin olan dezoksiribonukleotidlərin cəminin guanin və sitozin olan dezoksiribonukleotidlərin cəminə nisbəti orqanizmin növündən asılıdır.

DNT-nin strukturu F.Crick və D.Watson tərəfindən deşifrə edilmişdir ( Nobel mükafatı fiziologiya və tibb, 1962). Onların modelinə görə, DNT molekulu sağ əlli ikiqat spiraldır. DNT zəncirindəki nukleotidlər arasındakı məsafə 0,34 nm-dir.

DNT-nin ən mühüm xüsusiyyəti replikasiya (özünü çoxaltma) qabiliyyətidir. DNT-nin əsas funksiyası nukleotid ardıcıllığı şəklində yazılmış irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsidir. DNT molekulunun sabitliyi güclü təmir (bərpa) sistemləri tərəfindən qorunur, lakin hətta onlar mənfi təsirləri tamamilə aradan qaldıra bilmirlər ki, bu da son nəticədə mutasiyaların yaranmasına səbəb olur. Eukaryotik hüceyrələrin DNT-si nüvədə, mitoxondriyada və plastidlərdə, prokaryotik hüceyrələrdə isə birbaşa sitoplazmada cəmləşmişdir. Nüvə DNT-si xromosomların əsasını təşkil edir, açıq molekullarla təmsil olunur. Mitoxondrilərin, plastidlərin və prokaryotların DNT-si dairəvidir.

Ribonuklein turşusu (RNT)- monomerləri ribonukleotidlər olan biopolimer. Onların tərkibində həmçinin dörd azotlu əsas var - adenin (A), urasil (U), guanin (G) və ya sitozin (C), bununla da əsaslardan birində DNT-dən fərqlənir (timin əvəzinə RNT urasil ehtiva edir). Ribonükleotidlərdəki pentoza şəkər qalığı riboza ilə təmsil olunur. RNT, bəzi viral olanlar istisna olmaqla, əsasən tək zəncirli molekullardır. RNT-nin üç əsas növü var: messenger və ya şablon (mRNA), ribosomal (rRNT) və nəqliyyat (tRNT). Onların hamısı prosesdə formalaşır transkripsiyalar- DNT molekullarından yenidən yazmaq.

Və RNT-lər hüceyrədəki RNT-nin ən kiçik hissəsini (2-4%) təşkil edir ki, bu da onların müxtəlifliyi ilə kompensasiya olunur, çünki bir hüceyrədə minlərlə müxtəlif mRNT ola bilər. Bunlar polipeptid zəncirlərinin sintezi üçün şablon olan tək zəncirli molekullardır. Zülalın quruluşu haqqında məlumatlar onlarda nukleotid ardıcıllığı şəklində qeyd olunur, hər bir amin turşusu üçlü nukleotid ilə kodlanır - kodon.

r RNT-lər hüceyrədə ən çox rast gəlinən RNT növüdür (80%-ə qədər). Onların molekulyar çəkisi orta hesabla 3000-5000; nüvələrdə əmələ gəlir və hüceyrə orqanoidlərinin - ribosomların bir hissəsidir. rRNA-lar da zülal sintezində rol oynayır.

T RNT yalnız 73-85 nukleotid ehtiva etdiyi üçün RNT molekullarının ən kiçikidir. Hüceyrədəki RNT-nin ümumi miqdarında onların payı təxminən 16% təşkil edir. tRNT-nin funksiyası amin turşularını protein sintezi yerinə (ribosomlara) nəql etməkdir. tRNT molekullarının forması yonca yarpağına bənzəyir. Molekulun bir ucunda bir amin turşusunun bağlanması üçün bir yer var və döngələrdən birində mRNT kodonu tamamlayan və tRNT-nin hansı amin turşusunu daşıyacağını təyin edən üçlü nukleotidlər var - antikodon.

RNT-nin bütün növləri DNT-dən mRNT-yə transkripsiya edilən irsi məlumatın həyata keçirilməsi prosesində fəal iştirak edir və sonuncu zülal sintezini həyata keçirir. tRNT zülal sintezi zamanı amin turşularını ribosomlara çatdırır və rRNT ribosomların özlərinin bir hissəsidir.

Adenozin trifosfor turşusu (ATP) azotlu əsas adeninə və riboza qalığına əlavə olaraq üç fosfor turşusu qalığı olan nukleotiddir. Son iki fosfor qalığı arasındakı bağlar yüksək enerjilidir (parçalanma zamanı 42 kJ/mol enerji ayrılır), parçalanma zamanı standart kimyəvi bağ isə 12 kJ/mol əmələ gətirir. Enerji lazım olduqda, ATP-nin makroergik bağı parçalanır, adenozin difosfor turşusu (ADP), fosfor qalığı əmələ gəlir və enerji ayrılır:

ATP + H 2 O $→$ ADP + H 3 PO 4 + 42 kJ.

ADP həmçinin AMP (adenozin monofosfor turşusu) və fosfor turşusu qalığı yaratmaq üçün parçalana bilər:

ADP + H 2 O $→$ AMP + H 3 PO 4 + 42 kJ.

Enerji mübadiləsi zamanı (tənəffüs, fermentasiya zamanı), eləcə də fotosintez zamanı ADP fosfor qalığını birləşdirir və ATP-yə çevrilir. ATP reduksiya reaksiyası adlanır fosforlaşma. ATP canlı orqanizmlərin bütün həyat prosesləri üçün universal enerji mənbəyidir.

Bütün canlı orqanizmlərin hüceyrələrinin kimyəvi tərkibinin öyrənilməsi göstərdi ki, onların tərkibində eyni kimyəvi elementlər, eyni funksiyaları yerinə yetirən kimyəvi maddələr var. Üstəlik, DNT-nin bir orqanizmdən digərinə köçürülən bir hissəsi orada işləyəcək və bakteriya və ya göbələklər tərəfindən sintez edilən bir zülal insan bədənində bir hormon və ya ferment funksiyasını yerinə yetirəcəkdir. Bu, üzvi dünyanın mənşəyinin vəhdətinin sübutlarından biridir.

Hüceyrə quruluşu. Hüceyrənin hissələrinin və orqanoidlərinin quruluşu və funksiyaları arasındakı əlaqə onun bütövlüyünün əsasını təşkil edir.

Hüceyrə quruluşu

Prokaryotik və eukaryotik hüceyrələrin quruluşu

Hüceyrələrin əsas struktur komponentləri plazma membranı, sitoplazma və irsi aparatdır. Təşkilatın xüsusiyyətlərindən asılı olaraq iki əsas hüceyrə növü fərqlənir: prokaryotik və eukaryotik. Prokaryotik hüceyrələrlə eukaryotik hüceyrələr arasındakı əsas fərq onların irsi aparatının təşkilidir: prokaryotlarda o, birbaşa sitoplazmada yerləşir (sitoplazmanın bu sahəsi adlanır) nukleoid) və ondan membran strukturları ilə ayrılmır, halbuki eukariotlarda DNT-nin çox hissəsi ikiqat membranla əhatə olunmuş nüvədə cəmləşmişdir. Bundan əlavə, nukleoiddə yerləşən prokaryotik hüceyrələrin genetik məlumatı dairəvi DNT molekulunda yazılır, eukariotlarda isə DNT molekulları açıqdır.

Eukariotlardan fərqli olaraq, prokaryotik hüceyrələrin sitoplazması da az sayda orqanoid ehtiva edir, eukaryotik hüceyrələr isə bu strukturların əhəmiyyətli müxtəlifliyi ilə xarakterizə olunur.

Bioloji membranların quruluşu və funksiyaları

Biomembran quruluşu. Eukaryotik hüceyrələrin hüceyrəni birləşdirən membranları və membran orqanoidləri ümumi kimyəvi tərkibə və quruluşa malikdir. Bunlara lipidlər, zülallar və karbohidratlar daxildir. Membran lipidləri əsasən fosfolipidlər və xolesterol ilə təmsil olunur. Əksər membran zülalları qlikoproteinlər kimi mürəkkəb zülallardır. Karbohidratlar zülallar və lipidlərlə əlaqəli membranda müstəqil olaraq meydana gəlmir; Membranların qalınlığı 7-10 nm-dir.

Membran quruluşunun hazırda ümumi qəbul edilmiş maye mozaika modelinə görə, lipidlər ikiqat təbəqə əmələ gətirir və ya lipid ikiqatlı, burada lipid molekullarının hidrofilik "başları" xaricə baxır və hidrofobik "quyruqlar" membranın içərisində gizlənir. Bu "quyruqlar" hidrofobikliyinə görə hüceyrənin daxili mühitinin və onun mühitinin sulu fazalarının ayrılmasını təmin edir. Lipidlərin istifadəsi ilə müxtəlif növlər qarşılıqlı əlaqə zülallardır. Bəzi zülallar membranın səthində yerləşir. Belə zülallar adlanır periferik, və ya səthi. Digər zülallar qismən və ya tamamilə membrana batırılır - bunlardır inteqral, və ya batmış zülallar. Membran zülalları struktur, nəqliyyat, katalitik, reseptor və digər funksiyaları yerinə yetirir.

Membranlar kristallara bənzəmir, onların komponentləri daim hərəkətdədir, bunun nəticəsində lipid molekulları arasında boşluqlar - müxtəlif maddələrin hüceyrəyə daxil ola biləcəyi və ya çıxa biləcəyi məsamələr yaranır;

Bioloji membranlar hüceyrədə yerləşməsinə, kimyəvi tərkibinə və funksiyalarına görə fərqlənir. Membranların əsas növləri plazma və daxilidir. Plazma membranı Tərkibində təxminən 45% lipidlər (qlikolipidlər daxil olmaqla), 50% zülallar və 5% karbohidratlar var. Kompleks zülalların-qlikoproteinlərin və mürəkkəb lipidlərin-qlikolipidlərin bir hissəsi olan karbohidrat zəncirləri membranın səthindən yuxarı çıxır. Plazmalemma qlikoproteinləri son dərəcə spesifikdir. Məsələn, sperma və yumurta daxil olmaqla, hüceyrələrin qarşılıqlı tanınması üçün istifadə olunur.

Heyvan hüceyrələrinin səthində karbohidrat zəncirləri nazik bir səth təbəqəsi meydana gətirir - qlikokaliks. Demək olar ki, bütün heyvan hüceyrələrində aşkar edilir, lakin ifadə dərəcəsi dəyişir (10-50 µm). Glycocalyx hüceyrə və hüceyrədənkənar həzmin baş verdiyi xarici mühit arasında birbaşa əlaqəni təmin edir; Reseptorlar qlikokaliksdə yerləşir. Plazmalemmadan başqa bakteriya, bitki və göbələklərin hüceyrələri də hüceyrə membranları ilə əhatə olunmuşdur.

Daxili membranlar eukaryotik hüceyrələr hüceyrənin müxtəlif hissələrini məhdudlaşdıraraq özünəməxsus "bölmələr" yaradır - bölmələr, müxtəlif metabolik və enerji proseslərinin ayrılmasına kömək edir. Onlar kimyəvi tərkibi və funksiyaları ilə fərqlənə bilər, lakin ümumi plan binaları qorunub saxlanılır.

Membran funksiyaları:

1. Məhdudlaşdıran.İdeya ondan ibarətdir ki, onlar hüceyrənin daxili məkanını xarici mühitdən ayırırlar. Membran yarımkeçiricidir, yəni ondan yalnız hüceyrənin ehtiyac duyduğu maddələr sərbəst keçə bilir və lazımi maddələrin daşınması mexanizmləri mövcuddur.
2. Reseptor. O, ilk növbədə ətraf mühit siqnallarının qavranılması və bu məlumatın hüceyrəyə ötürülməsi ilə bağlıdır. Xüsusi reseptor zülalları bu funksiyadan məsuldur. Membran zülalları həm də "dost və ya düşmən" prinsipinə görə hüceyrənin tanınmasından, həmçinin hüceyrələrarası əlaqələrin yaranmasından məsuldur, ən çox öyrənilənləri sinir hüceyrələrinin sinapslarıdır.
3. Katalitik. Membranlarda çoxsaylı ferment kompleksləri yerləşir, bunun nəticəsində onlarda intensiv sintetik proseslər baş verir.
4. Enerji çevrilməsi. Enerjinin əmələ gəlməsi, ATP şəklində saxlanması və istehlakı ilə əlaqələndirilir.
5. Bölmələrə ayırma. Membranlar həmçinin hüceyrə daxilindəki boşluğu da məhdudlaşdırır, bununla da reaksiyanın başlanğıc materiallarını və müvafiq reaksiyaları həyata keçirə bilən fermentləri ayırır.
6. Hüceyrələrarası təmasların formalaşması. Membran qalınlığının adi gözlə ayırd edilə bilməyəcək qədər kiçik olmasına baxmayaraq, o, bir tərəfdən ionlar və molekullar, xüsusən də suda həll olunanlar üçün kifayət qədər etibarlı maneə rolunu oynayır. , onların hüceyrəyə daxil və xaricə daşınmasını təmin edir.
7. Nəqliyyat.

Membran daşınması. Hüceyrələrin elementar bioloji sistemlər kimi açıq sistemlər olması səbəbindən maddələr mübadiləsini və enerjini təmin etmək, homeostazı, böyüməyi, qıcıqlanmanı və digər prosesləri qorumaq üçün maddələrin membran vasitəsilə ötürülməsi - membran nəqli tələb olunur. Hal-hazırda maddələrin hüceyrə membranı ilə daşınması aktiv, passiv, endo- və ekzositoz bölünür.

Passiv nəqliyyat- Bu, yüksək konsentrasiyadan aşağı konsentrasiyaya qədər enerji sərfiyyatı olmadan baş verən nəqliyyat növüdür. Lipiddə həll olunan kiçik qeyri-polyar molekullar (O 2, CO 2) hüceyrəyə asanlıqla nüfuz edir. sadə diffuziya. Lipidlərdə həll olunmayanlar, yüklü kiçik hissəciklər də daxil olmaqla, daşıyıcı zülallar tərəfindən götürülür və ya xüsusi kanallardan (qlükoza, amin turşuları, K+, PO 4 3-) keçir. Bu növ passiv nəqliyyat adlanır diffuziyanı asanlaşdırır. Su lipid fazasındakı məsamələrdən, həmçinin zülallarla örtülmüş xüsusi kanallar vasitəsilə hüceyrəyə daxil olur. Suyun membran vasitəsilə daşınmasına deyilir osmos yolu ilə.

Hüceyrənin həyatında osmos son dərəcə vacibdir, çünki onu hüceyrə məhlulundan daha çox duz konsentrasiyası olan məhlula yerləşdirsələr, o zaman su hüceyrəni tərk etməyə başlayacaq və canlı məzmunun həcmi azalmağa başlayacaq. Heyvan hüceyrələrində hüceyrə bütövlükdə kiçilir, bitki hüceyrələrində isə sitoplazma hüceyrə divarından geri qalır, buna plazmoliz. Hüceyrə sitoplazmadan daha az konsentrasiyalı bir məhlulda yerləşdirildikdə, su nəqliyyatı əks istiqamətdə - hüceyrəyə daxil olur. Bununla belə, sitoplazmatik membranın uzanma qabiliyyətinin məhdudiyyətləri var və heyvan hüceyrəsi sonda qopur, bitki hüceyrəsi isə güclü hüceyrə divarına görə buna imkan vermir. Hüceyrənin bütün daxili boşluğunun hüceyrə məzmunu ilə doldurulması fenomeni deyilir deplazmoliz. Xüsusilə üçün dərmanlar hazırlayarkən hüceyrədaxili duz konsentrasiyası nəzərə alınmalıdır venadaxili administrasiya, çünki bu, qan hüceyrələrinin zədələnməsinə səbəb ola bilər (bunun üçün 0,9% natrium xlorid konsentrasiyası olan salin məhlulu istifadə olunur). Hüceyrə və toxumaların, eləcə də heyvan və bitki orqanlarının becərilməsi zamanı bu, heç də az əhəmiyyət kəsb etmir.

Aktiv nəqliyyat ATP enerjisinin bir maddənin daha aşağı konsentrasiyasından daha yüksək konsentrasiyasına xərclənməsi ilə davam edir. Xüsusi nasos zülallarından istifadə etməklə həyata keçirilir. Zülallar membran vasitəsilə K + , Na + , Ca 2+ və digər ionları pompalayır ki, bu da əsas üzvi maddələrin daşınmasına, həmçinin sinir impulslarının yaranmasına və s.

Endositoz- bu, maddələrin hüceyrə tərəfindən udulmasının aktiv bir prosesidir, burada membran invaginasiyalar meydana gətirir və sonra membran vezikülləri əmələ gətirir - faqosomlar, udulmuş obyektləri ehtiva edir. Sonra ilkin lizosom faqosomla birləşir və əmələ gəlir ikincili lizosom, və ya faqolizosom, və ya həzm vakuolu. Vezikülün tərkibi lizosom fermentləri tərəfindən həzm olunur və parçalanma məhsulları hüceyrə tərəfindən sorulur və mənimsənilir. Həzm olunmamış qalıqlar ekzositoz yolu ilə hüceyrədən çıxarılır. Endositozun iki əsas növü var: faqositoz və pinositoz.

Faqositoz hüceyrə səthi tərəfindən tutulması və bərk hissəciklərin hüceyrə tərəfindən udulması prosesidir və pinositoz- mayelər. Faqositoz əsasən heyvan hüceyrələrində (birhüceyrəli heyvanlar, insan leykositləri) baş verir, onların qidalanmasını təmin edir və çox vaxt orqanizmi qoruyur. Prosesdə pinositozla zülallar və antigen-antikor kompleksləri udulur immun reaksiyalar s. Ancaq bir çox viruslar da pinositoz və ya faqositoz yolu ilə hüceyrəyə daxil olurlar. Bitki və göbələk hüceyrələrində faqositoz praktiki olaraq mümkün deyil, çünki onlar davamlı hüceyrə membranları ilə əhatə olunmuşdur.

Ekzositoz- endositoza əks proses. Bu yolla həzm olunmamış qida qalıqları həzm vakuollarından ayrılır, hüceyrənin və bütövlükdə orqanizmin həyatı üçün lazım olan maddələr xaric edilir. Məsələn, sinir impulslarının ötürülməsi impuls göndərən neyron tərəfindən kimyəvi xəbərçilərin sərbəst buraxılması səbəbindən baş verir - vasitəçilər, və bitki hüceyrələrində hüceyrə membranının köməkçi karbohidratları belə ifraz olunur.

Bitki hüceyrələrinin, göbələklərin və bakteriyaların hüceyrə divarları. Membran xaricində hüceyrə güclü bir çərçivə ifraz edə bilər - hüceyrə membranı, və ya hüceyrə divarı.

Bitkilərdə hüceyrə divarının əsasını təşkil edir sellüloza, 50-100 molekuldan ibarət paketlərdə qablaşdırılır. Aralarındakı boşluqlar su və digər karbohidratlarla doldurulur. Bitki hüceyrə membranı borularla nüfuz edir - plasmodesmata, buradan endoplazmatik retikulumun membranları keçir. Plasmodesmata hüceyrələr arasında maddələr nəql edir. Bununla belə, su kimi maddələrin daşınması da hüceyrə divarları boyunca baş verə bilər. Zamanla bitkilərin hüceyrə divarında müxtəlif maddələr, o cümlədən taninlər və ya yağa bənzər maddələr toplanır ki, bu da hüceyrə divarının özünün lignfikasiyasına və ya suberizasiyasına, suyun yerdəyişməsinə və hüceyrə tərkibinin ölümünə səbəb olur. Qonşu bitki hüceyrələrinin hüceyrə divarları arasında jele kimi boşluqlar var - onları bir yerdə tutan və bütövlükdə bitki gövdəsini sementləşdirən orta lövhələr. Onlar yalnız meyvə yetişmə prosesində və yarpaqlar düşəndə ​​məhv edilir.

Göbələk hüceyrələrinin hüceyrə divarları əmələ gəlir xitin- tərkibində azot olan karbohidrat. Onlar kifayət qədər güclüdür və hüceyrənin xarici skeletidir, lakin yenə də bitkilərdə olduğu kimi faqositozun qarşısını alırlar.

Bakteriyalarda hüceyrə divarında peptid fraqmentləri olan karbohidratlar var - murein, lakin onun məzmunu müxtəlif bakteriya qrupları arasında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Digər polisaxaridlər də hüceyrə divarının üstündə ifraz olunaraq bakteriyaları xarici təsirlərdən qoruyan selikli kapsul əmələ gətirə bilər.

Membran hüceyrənin formasını təyin edir, mexaniki dəstək rolunu oynayır və yerinə yetirir qoruyucu funksiya, hüceyrənin osmotik xüsusiyyətlərini təmin edir, canlı məzmunun uzanmasını məhdudlaşdırır və suyun axını səbəbindən artan hüceyrənin qopmasının qarşısını alır. Bundan əlavə, su və orada həll olunan maddələr sitoplazmaya daxil olmamışdan əvvəl və ya əksinə, onu tərk edərkən hüceyrə divarını aşır, su isə hüceyrə divarları vasitəsilə sitoplazmadan daha sürətli nəql olunur.

sitoplazma

sitoplazma- Bu hüceyrənin daxili məzmunudur. Bütün hüceyrə orqanoidləri, nüvəsi və müxtəlif tullantı məhsulları ona batırılır.

Sitoplazma hüceyrənin bütün hissələrini bir-biri ilə bağlayır və orada çoxsaylı metabolik reaksiyalar baş verir. Sitoplazma ətraf mühitdən ayrılır və membranlarla bölmələrə bölünür, yəni hüceyrələr membran quruluşuna malikdir. İki vəziyyətdə ola bilər - sol və gel. Sol- bu, həyati proseslərin ən intensiv şəkildə getdiyi sitoplazmanın yarı maye, jele kimi vəziyyətidir və gel- kimyəvi reaksiyaların baş verməsinə və maddələrin daşınmasına mane olan daha sıx, jelatinli vəziyyət.

Sitoplazmanın orqanoidləri olmayan maye hissəsi adlanır hialoplazma. Hialoplazma və ya sitozoldur kolloid məhlul, su molekullarının dipolları ilə əhatə olunmuş kifayət qədər böyük hissəciklərin, məsələn, zülalların bir növ dayandırılması var. Bu asqının çökməsi onların eyni yükə malik olması və bir-birini itməsi səbəbindən baş vermir.

Orqanoidlər

Orqanoidlər- Bunlar hüceyrənin xüsusi funksiyaları yerinə yetirən daimi komponentləridir.

Struktur xüsusiyyətlərinə görə onlar membrana və qeyri-membrana bölünürlər. Membran orqanoidlər, öz növbəsində, tək membranlı (endoplazmatik retikulum, Qolji kompleksi və lizosomlar) və iki membranlı (mitoxondriya, plastidlər və nüvə) olaraq təsnif edilir. Qeyri-membran Orqanoidlər ribosomlar, mikrotubullar, mikrofilamentlər və hüceyrə mərkəzidir. Sadalanan orqanoidlərdən yalnız ribosomlar prokaryotlara xasdır.

Nüvənin quruluşu və funksiyaları. Əsas- hüceyrənin mərkəzində və ya onun periferiyasında yerləşən böyük iki membranlı orqanoid. Nüvənin ölçüləri 3-35 mikron arasında dəyişə bilər. Nüvənin forması ən çox sferik və ya ellipsoidal olur, lakin çubuqşəkilli, fusiform, lobyaşəkilli, loblu və hətta seqmentli nüvələr də var. Bəzi tədqiqatçılar nüvənin formasının hüceyrənin öz formasına uyğun gəldiyinə inanırlar.

Əksər hüceyrələrin bir nüvəsi var, lakin, məsələn, qaraciyər və ürəyin hüceyrələrində onlardan ikisi, bir sıra neyronlarda isə 15-ə qədər ola bilər. Skelet əzələ liflərində adətən çoxlu nüvələr olur, lakin onlar hüceyrə deyillər. bir neçə hüceyrənin birləşməsi nəticəsində əmələ gəldiyi üçün sözün tam mənasında.

Özü əhatə olunub nüvə zərfi, və onun daxili boşluğu doldurulur nüvə şirəsi, və ya nukleoplazma (karioplazma), onların daldırıldığı xromatin Və nüvəcik. Nüvə irsi məlumatları saxlamaq və ötürmək, həmçinin hüceyrənin həyatına nəzarət etmək kimi mühüm funksiyaları yerinə yetirir.

Nüvənin irsi məlumatların ötürülməsindəki rolu Acetabularia yaşıl yosunları ilə aparılan təcrübələrdə inandırıcı şəkildə sübut edilmişdir. Uzunluğu 5 sm-ə çatan tək nəhəng hüceyrədə qapaq, sap və rizoid fərqlənir. Üstəlik, rizoiddə yerləşən yalnız bir nüvədən ibarətdir. 1930-cu illərdə İ.Hemmerlinq yaşıl rəngli asetabulariyanın bir növünün nüvəsini nüvəsi çıxarılan qəhvəyi rəngli digər növün rizoidinə köçürdü. Bir müddət sonra transplantasiya edilmiş nüvəsi olan bitki, nüvə donor yosunları kimi yeni bir qapaq böyüdü. Eyni zamanda, rizoiddən ayrılmış və nüvəsi olmayan qapaq və ya sap bir müddət sonra öldü.

Nüvə zərfi iki membrandan əmələ gəlir - xarici və daxili, arasında boşluq var. Membranlararası boşluq kobud endoplazmatik retikulumun boşluğu ilə əlaqə qurur və nüvənin xarici membranı ribosomları daşıya bilər. Nüvə zərfinə xüsusi zülallarla döşənmiş çoxsaylı məsamələr keçir. Maddələrin daşınması məsamələr vasitəsilə baş verir: zəruri zülallar (fermentlər daxil olmaqla), ionlar, nukleotidlər və digər maddələr nüvəyə daxil olur və RNT molekulları, sərf edilmiş zülallar və ribosomların alt bölmələri onu tərk edir. Beləliklə, nüvə zərfinin funksiyaları nüvənin tərkibinin sitoplazmadan ayrılması, həmçinin nüvə ilə sitoplazma arasında maddələr mübadiləsinin tənzimlənməsidir.

Nukleoplazma xromatinin və nüvənin batırıldığı nüvənin məzmunu adlanır. O, kimyəvi cəhətdən sitoplazmanı xatırladan kolloid məhluldur. Nukleoplazmanın fermentləri amin turşularının, nukleotidlərin, zülalların və s. mübadiləsini katalizləyir. Nukleoplazma nüvə məsamələri vasitəsilə hialoplazma ilə birləşir. Nukleoplazmanın funksiyaları, hialoplazma kimi, hamının qarşılıqlı əlaqəsini təmin etməkdir struktur komponentləri nüvə və bir sıra enzimatik reaksiyaların həyata keçirilməsi.

Xromatin nukleoplazmaya batırılmış nazik filamentlər və qranullar toplusu adlanır. Xromatinin və nukleoplazmanın qırılma göstəriciləri təxminən eyni olduğundan onu yalnız boyanma yolu ilə aşkar etmək olar. Xromatinin filamentli komponenti adlanır euxromatin, və dənəvər - heterokromatin. Euchromatin zəif sıxılmışdır, çünki irsi məlumat ondan oxunur, daha çox spiralləşmiş heterokromatin isə genetik olaraq qeyri-aktivdir.

Xromatin bölünməyən nüvədə xromosomların struktur modifikasiyasıdır. Beləliklə, xromosomlar daim nüvədə olurlar, ancaq nüvənin hal-hazırda yerinə yetirdiyi funksiyadan asılı olaraq onların vəziyyəti dəyişir;

Xromatinin tərkibinə əsasən nukleoprotein zülalları (dezoksiribonukleoproteinlər və ribonukleoproteinlər), həmçinin ən mühümləri nuklein turşularının sintezi ilə bağlı olan fermentlər və bəzi digər maddələr daxildir.

Xromatinin funksiyaları, birincisi, xüsusi zülalların sintezini istiqamətləndirən müəyyən bir orqanizmə xas olan nuklein turşularının sintezindən, ikincisi, irsi xassələrin ana hüceyrədən qız hüceyrələrə ötürülməsindən ibarətdir ki, bunun üçün xromatin ipləri bölünmə prosesi zamanı xromosomlara qablaşdırılır.

Nükleolus- mikroskop altında aydın görünən, diametri 1-3 mikron olan sferik bədən. rRNT və ribosom zülallarının quruluşu haqqında məlumatların kodlandığı xromatinin bölmələrində əmələ gəlir. Nüvədə çox vaxt yalnız bir nüvə olur, lakin intensiv həyati proseslərin baş verdiyi hüceyrələrdə iki və ya daha çox nüvəli ola bilər. Nukleolların funksiyaları rRNT-nin sintezi və rRNT-ni sitoplazmadan gələn zülallarla birləşdirərək ribosomal alt bölmələrin yığılmasıdır.

Mitoxondriya- dəyirmi, oval və ya çubuq formalı iki membranlı orqanoidlər, baxmayaraq ki, spiral formalı olanlara da rast gəlinir (spermada). Mitoxondriyanın diametri 1 µm-ə qədər, uzunluğu isə 7 µm-ə qədərdir. Mitoxondriyanın içindəki boşluq matrislə doldurulur. Matris- Bu, mitoxondriyanın əsas maddəsidir. Dairəvi bir DNT molekulu və ribosomlar ona batırılır. Xarici membran Mitoxondriya hamar və bir çox maddələri keçirməzdir. Daxili membranın proyeksiyaları var - cristas, kimyəvi reaksiyaların baş verməsi üçün membranların səthinin artırılması. Membran səthində çox sayda var protein kompleksləri, sözdə tənəffüs zəncirini, həmçinin göbələk formalı ATP sintetaza fermentlərini təşkil edir. Tənəffüsün aerob mərhələsi mitoxondriyada baş verir, bu müddət ərzində ATP sintez olunur.

Plastidlər- yalnız bitki hüceyrələrinə xas olan böyük iki membranlı orqanoidlər. Plastidlərin daxili boşluğu doldurulur stroma, və ya matris. Stroma az və ya çox inkişaf etmiş bir membran vezikül sistemini ehtiva edir - tilakoidlər xovlarda yığılan - taxıl, həmçinin öz dairəvi DNT molekulu və ribosomları. Plastidlərin dörd əsas növü var: xloroplastlar, xromoplastlar, leykoplastlar və proplastidlər.

Xloroplastlar- bunlar mikroskop altında aydın görünən 3-10 mikron diametrli yaşıl plastidlərdir. Onlar yalnız bitkilərin yaşıl hissələrində - yarpaqlarda, gənc gövdələrdə, çiçəklərdə və meyvələrdə olur. Xloroplastlar ümumiyyətlə oval və ya ellipsoidal formadadır, lakin eyni zamanda stəkan, spiral və hətta loblu ola bilər. Bir hüceyrədəki xloroplastların sayı orta hesabla 10-100 ədəddir. Bununla birlikdə, məsələn, bəzi yosunlarda bir ola bilər, əhəmiyyətli ölçülərə və mürəkkəb bir formaya malikdir - sonra buna deyilir. xromatofor. Digər hallarda, ölçüləri kiçik olsa da, xloroplastların sayı bir neçə yüzə çata bilər. Xloroplastların rəngi fotosintezin əsas piqmentinə bağlıdır - xlorofil, baxmayaraq ki, onların tərkibində əlavə piqmentlər də var - karotenoidlər. Karotenoidlər yalnız payızda, qocalmış yarpaqlardakı xlorofil parçalandıqda nəzərə çarpır. Xloroplastların əsas funksiyası fotosintezdir. Fotosintezin işıq reaksiyaları xlorofil molekullarının bağlandığı tilakoid membranlarda baş verir və çoxlu fermentlərin olduğu stromada qaranlıq reaksiyalar baş verir.

Xromoplastlar- Bunlar karotenoid piqmentləri olan sarı, narıncı və qırmızı plastidlərdir. Xromoplastların forması da əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilər: boruşəkilli, sferik, kristal və s. ola bilər. Xromoplastlar bitkilərin çiçəklərinə və meyvələrinə rəng verir, toxum və meyvələrin tozlayıcılarını və paylayıcılarını cəlb edir.

Leykoplastlar- Bunlar əsasən dəyirmi və ya oval formada olan ağ və ya rəngsiz plastidlərdir. Onlar bitkilərin qeyri-fotosintetik hissələrində, məsələn, yarpaqların qabığında, kartof kök yumrularında və s. çox yayılmışdır. Onlar qida maddələrini, ən çox nişastanı saxlayır, lakin bəzi bitkilərdə bu, zülal və ya yağ ola bilər.

Bitki hüceyrələrində proplastidlərdən plastidlər əmələ gəlir ki, onlar artıq təhsil toxumasının hüceyrələrində mövcuddur və kiçik cüt membranlı cisimlərdir. İnkişafın erkən mərhələlərində müxtəlif növ plastidlər bir-birinə çevrilməyə qadirdir: işığa məruz qaldıqda, kartof kökünün leykoplastları və kök kökünün xromoplastları yaşıl olur.

Plastidlər və mitoxondriyalar hüceyrənin yarı avtonom orqanoidləri adlanır, çünki onların öz DNT molekulları və ribosomları var, zülal sintezini həyata keçirirlər və hüceyrə bölünməsindən asılı olmayaraq bölünürlər. Bu xüsusiyyətlər birhüceyrəli prokaryotik orqanizmlərdən mənşəyi ilə izah olunur. Bununla birlikdə, mitoxondriya və plastidlərin "müstəqilliyi" məhduddur, çünki onların DNT-si sərbəst mövcud olmaq üçün çox az gen ehtiva edir, qalan məlumatlar isə nüvənin xromosomlarında kodlanır ki, bu da ona bu orqanoidləri idarə etməyə imkan verir.

Endoplazmik retikulum (ER), və ya endoplazmik retikulum (ER), sitoplazmanın tərkibinin 30% -ni tutan membran boşluqları və borular şəbəkəsi olan tək membranlı orqanoiddir. EPS borularının diametri təxminən 25-30 nm-dir. İki növ EPS var - kobud və hamar. Kobud XPS protein sintezinin baş verdiyi ribosomları daşıyır. Hamar XPS ribosomları yoxdur. Onun funksiyası lipidlərin və karbohidratların sintezi, həmçinin zəhərli maddələrin daşınması, saxlanması və zərərsizləşdirilməsidir. Xüsusilə intensiv metabolik proseslərin baş verdiyi hüceyrələrdə, məsələn, qaraciyər hüceyrələrində - hepatositlərdə və skelet əzələ liflərində inkişaf etdirilir. ER-də sintez olunan maddələr Qolji aparatına daşınır. Hüceyrə membranlarının yığılması da ER-də baş verir, lakin onların formalaşması Qolji aparatında tamamlanır.

Golgi aparatı, və ya Golgi kompleksi, düz sisternlər, borular və onlardan ayrılmış veziküllər sistemi ilə əmələ gələn tək membranlı orqanoiddir. Golgi aparatının struktur vahidi diktiosom- bir qütbdə EPS-dən olan maddələr, əks qütbdən isə müəyyən çevrilmələrə məruz qalaraq, veziküllərə yığılaraq hüceyrənin digər hissələrinə göndərilən bir çən yığını. Tankların diametri təxminən 2 mikron, kiçik baloncukların diametri isə təxminən 20-30 mikrondur. Golgi kompleksinin əsas funksiyaları müəyyən maddələrin sintezi və ER-dən gələn zülalların, lipidlərin və karbohidratların modifikasiyası (dəyişməsi), membranların son formalaşması, həmçinin maddələrin hüceyrə boyunca daşınması, strukturlarının yenilənməsidir. və lizosomların əmələ gəlməsi. Golgi aparatı öz adını bu orqanoidi ilk dəfə kəşf edən italyan alimi Camillo Golgi-nin şərəfinə almışdır (1898).

Lizosomlar- hüceyrədaxili həzmdə iştirak edən hidrolitik fermentləri ehtiva edən diametri 1 mkm-ə qədər olan kiçik bir membranlı orqanoidlər. Lizosomların membranları bu fermentlər üçün zəif keçiriciliyə malikdir, buna görə də lizosomlar öz funksiyalarını çox dəqiq və məqsədyönlü şəkildə yerinə yetirirlər. Beləliklə, onlar faqositoz prosesində fəal iştirak edərək həzm vakuollarını əmələ gətirir, aclıq və ya hüceyrənin müəyyən hissələri zədələndikdə başqalarına təsir etmədən onları həzm edirlər. Hüceyrə ölümü proseslərində lizosomların rolu yaxınlarda kəşf edilmişdir.

Vakuol bitki və heyvan hüceyrələrinin sitoplazmasında membranla bağlanmış və maye ilə dolu boşluqdur. Həzm və kontraktil vakuollar protozoa hüceyrələrində olur. Birincilər faqositoz prosesində iştirak edirlər, çünki onlarda qida maddələri parçalanır. Sonuncu osmorequlyasiya sayəsində su-tuz balansının saxlanmasını təmin edir. Çoxhüceyrəli heyvanlarda əsasən həzm vakuollarına rast gəlinir.

Bitki hüceyrələrində vakuollar həmişə mövcuddur və onlar xüsusi bir membranla əhatə olunur və hüceyrə şirəsi ilə doldurulur. Vakuolun ətrafındakı membran kimyəvi tərkibinə, quruluşuna və funksiyalarına görə plazma membranına bənzəyir. Hüceyrə şirəsi müxtəlif qeyri-üzvi və üzvi maddələrin, o cümlədən mineral duzların sulu məhluludur; üzvi turşular, karbohidratlar, zülallar, qlikozidlər, alkaloidlər və s. Vakuol hüceyrə həcminin 90%-ni tuta və nüvəni periferiyaya itələyə bilər. Hüceyrənin bu hissəsi saxlama, ifrazat, osmotik, qoruyucu, lizosomal və digər funksiyaları yerinə yetirir, çünki o, qida və tullantı məhsulları toplayır, su ilə təmin edir və hüceyrənin formasını və həcmini saxlayır, həmçinin hüceyrənin parçalanması üçün fermentləri ehtiva edir. çoxlu hüceyrə komponentləri. Bundan əlavə, vakuolların bioloji aktiv maddələri bir çox heyvanın bu bitkiləri yeməsinə mane ola bilər. Bir sıra bitkilərdə vakuolların şişməsi səbəbindən hüceyrə böyüməsi uzanma yolu ilə baş verir.

Vakuollar bəzi göbələklərin və bakteriyaların hüceyrələrində də olur, lakin göbələklərdə onlar yalnız osmorequlyasiya funksiyasını yerinə yetirir, siyanobakteriyalarda isə üzmə qabiliyyətini saxlayır və havadan azotun mənimsənilməsi prosesində iştirak edirlər.

Ribosomlar- böyük və kiçik - iki alt bölmədən ibarət diametri 15-20 mikron olan kiçik membran olmayan orqanoidlər. Eukaryotik ribosomal bölmələr nüvədə yığılır və sonra sitoplazmaya daşınır. Prokaryotlarda, mitoxondriyalarda və plastidlərdə olan ribosomlar eukariotlardakı ribosomlardan daha kiçik ölçülüdür. Ribosomal alt bölmələrə rRNT və zülallar daxildir.

Hüceyrədəki ribosomların sayı bir neçə on milyona çata bilər: sitoplazmada, mitoxondriyada və plastidlərdə onlar sərbəst vəziyyətdə, kobud ER-də isə bağlı vəziyyətdədirlər. Onlar zülal sintezində iştirak edirlər, xüsusən də tərcümə prosesini - mRNT molekulunda polipeptid zəncirinin biosintezini həyata keçirirlər. Sərbəst ribosomlar hialoplazmanın, mitoxondrilərin, plastidlərin zülallarını və öz ribosom zülallarını sintez edir, kobud ER-yə bağlanan ribosomlar isə hüceyrələrdən çıxarılması, membranın yığılması, lizosomların və vakuolların əmələ gəlməsi üçün zülalların tərcüməsini həyata keçirir.

Ribosomlar hialoplazmada tək-tək tapıla və ya bir mRNT-də bir neçə polipeptid zəncirinin eyni vaxtda sintezi zamanı qrup halında toplana bilər. Ribosomların belə qrupları adlanır poliribosomlar, və ya polisomlar.

Mikrotubullar- Bunlar hüceyrənin bütün sitoplazmasına nüfuz edən silindrik içi boş membransız orqanoidlərdir. Onların diametri təxminən 25 nm, divar qalınlığı 6-8 nm-dir. Onlar çoxsaylı protein molekulları tərəfindən əmələ gəlir tubulin,əvvəlcə 13 muncuq kimi sap əmələ gətirir, sonra isə mikrotubula yığılır. Mikrotubullar hüceyrəyə forma və həcm verən, plazma membranını hüceyrənin digər hissələri ilə birləşdirən, maddələrin hüceyrə boyu daşınmasını təmin edən, hüceyrənin və hüceyrədaxili komponentlərin hərəkətində iştirak edən sitoplazmatik retikulum əmələ gətirir. genetik materialın bölünməsi. Onlar hüceyrə mərkəzinin və hərəkət orqanoidlərinin - flagella və kirpiklərin bir hissəsidir.

Mikrofilamentlər, və ya mikroiplər, həm də membran olmayan orqanoidlərdir, lakin onlar filamentli formaya malikdirlər və tubulin tərəfindən deyil, əmələ gəlirlər. aktin. Onlar membranların daşınması, hüceyrələrarası tanınması, hüceyrə sitoplazmasının bölünməsi və onun hərəkəti proseslərində iştirak edirlər. Əzələ hüceyrələrində aktin mikrofilamentlərinin miyozin filamentləri ilə qarşılıqlı təsiri daralmaya vasitəçilik edir.

Mikrotubullar və mikrofilamentlər hüceyrənin daxili skeletini təşkil edir - sitoskelet. Bu, plazma membranına mexaniki dəstək verən, hüceyrənin formasını, hüceyrə orqanoidlərinin yerini və hüceyrə bölünməsi zamanı onların hərəkətini təyin edən mürəkkəb liflər şəbəkəsidir.

Hüceyrə mərkəzi- nüvənin yaxınlığında heyvan hüceyrələrində yerləşən qeyri-membran orqanoid; bitki hüceyrələrində yoxdur. Uzunluğu təxminən 0,2-0,3 mikron, diametri isə 0,1-0,15 mikrondur. Hüceyrə mərkəzi iki tərəfindən əmələ gəlir sentriollar, qarşılıqlı perpendikulyar müstəvilərdə uzanan və parlaq sfera mikrotubullardan. Hər bir sentriol üç qrupda toplanan doqquz mikrotubul qrupu tərəfindən əmələ gəlir, yəni üçlülər. Hüceyrə mərkəzi mikrotubulların yığılması, hüceyrənin irsi materialının bölünməsi, həmçinin bayraq və kirpiklərin əmələ gəlməsində iştirak edir.

Hərəkət orqanoidləri. Flagella Və kirpiklər Onlar plazmalemma ilə örtülmüş hüceyrə çıxıntılarıdır. Bu orqanoidlərin əsasını periferiya boyunca yerləşən doqquz cüt mikrotubul və mərkəzdə iki sərbəst mikrotubul təşkil edir. Mikrotubullar müxtəlif zülallarla bir-birinə bağlanaraq, onların oxdan koordinasiyalı sapmasını - salınımını təmin edir. Salınımlar enerjidən asılıdır, yəni yüksək enerjili ATP bağlarının enerjisi bu prosesə sərf olunur. İtirilmiş flagella və kirpiklərin bərpası bir funksiyadır bazal cisimlər, və ya kinetosomlar onların bazasında yerləşir.

Kirpiklərin uzunluğu təxminən 10-15 nm, flagellanın uzunluğu isə 20-50 mkm-dir. Bayraq və kirpiklərin ciddi şəkildə yönəldilmiş hərəkətləri sayəsində təkcə tək hüceyrəli heyvanların, sperma və s.-nin hərəkəti deyil, həm də tənəffüs yollarının təmizlənməsi və yumurtanın fallopiya boruları vasitəsilə hərəkəti baş verir, çünki bütün bu hissələr insan bədəni kirpikli epitellə örtülmüşdür.

Daxiletmələr

Daxiletmələr- Bunlar hüceyrənin qeyri-daimi komponentləridir ki, həyatı boyu əmələ gəlir və yox olur. Bunlara həm ehtiyat maddələr, məsələn, bitki hüceyrələrindəki nişasta və ya zülal dənələri, heyvanların və göbələklərin hüceyrələrindəki qlikogen qranulları, bakteriyalarda volutin, bütün növ hüceyrələrdəki yağ damcıları və tullantı məhsulları, xüsusən də qida qalıqları daxildir. faqositoz nəticəsində həzm olunmamış , sözdə qalıq cisimləri əmələ gətirir.

Hüceyrənin hissələrinin və orqanoidlərinin quruluşu və funksiyaları arasındakı əlaqə onun bütövlüyünün əsasını təşkil edir.

Hüceyrənin hər bir hissəsi, bir tərəfdən, müəyyən bir quruluşa və funksiyaya malik olan ayrıca bir quruluşdur, digər tərəfdən isə daha çox hüceyrənin tərkib hissəsidir. mürəkkəb sistem hüceyrə adlanır. Eukaryotik hüceyrənin irsi məlumatlarının çoxu nüvədə cəmləşmişdir, lakin nüvənin özü onun həyata keçirilməsini təmin edə bilmir, çünki bunun üçün ən azı əsas maddə kimi çıxış edən sitoplazma və bu sintezin baş verdiyi ribosomlar lazımdır. . Ribosomların çoxu dənəvər endoplazmatik retikulumda yerləşir, buradan zülallar ən çox Golgi kompleksinə, sonra isə modifikasiyadan sonra hüceyrənin nəzərdə tutulduğu və ya xaric olunduğu hissələrinə daşınır. Zülalların və karbohidratların membran qablaşdırması orqanoidlərin membranlarına və sitoplazmik membrana daxil edilə bilər, onların daimi yenilənməsini təmin edir. Əhəmiyyətli funksiyaları yerinə yetirən lizosomlar və vakuollar da Qolji kompleksindən ayrılır. Məsələn, lizosomlar olmadan hüceyrələr tez bir zamanda tullantı molekulları və strukturları üçün bir növ zibilxanaya çevrilərdi.

Bütün bu proseslərin baş verməsi üçün mitoxondriyalar, bitkilərdə isə xloroplastlar tərəfindən istehsal olunan enerji lazımdır. Və bu orqanellər nisbətən avtonom olsalar da, öz DNT molekullarına malik olduqları üçün onların bəzi zülalları hələ də nüvə genomu tərəfindən kodlaşdırılır və sitoplazmada sintez olunur.

Beləliklə, hüceyrə hər biri özünəməxsus funksiyanı yerinə yetirən onu təşkil edən komponentlərin ayrılmaz birliyidir.

Maddələr mübadiləsi və enerjiyə çevrilmə canlı orqanizmlərin xüsusiyyətləridir. Enerji və plastik maddələr mübadiləsi, onların əlaqəsi. Enerji mübadiləsinin mərhələləri. Fermentasiya və tənəffüs. Fotosintez, onun əhəmiyyəti, kosmik rolu. Fotosintezin fazaları. Fotosintezin işıq və qaranlıq reaksiyaları, onların əlaqəsi. Xemosintez. Yer üzündə kimyosintetik bakteriyaların rolu

Maddələr mübadiləsi və enerji çevrilməsi - canlı orqanizmlərin xüsusiyyətləri

Hüceyrəni yüzlərlə və minlərlə kimyəvi reaksiyanın baş verdiyi miniatür kimya fabrikinə bənzətmək olar.

Metabolizm- bioloji sistemlərin qorunmasına və özünü çoxalmasına yönəlmiş kimyəvi çevrilmələrin məcmusu.

Buraya qidalanma və tənəffüs zamanı maddələrin orqanizmə daxil olması, hüceyrədaxili metabolizm və ya maddələr mübadiləsi, həmçinin son metabolik məhsulların təcrid edilməsi.

Maddələr mübadiləsi bir növ enerjinin digərinə çevrilməsi prosesləri ilə ayrılmaz şəkildə bağlıdır. Məsələn, fotosintez prosesində işıq enerjisi mürəkkəb üzvi molekulların kimyəvi bağlarının enerjisi şəklində toplanır, tənəffüs prosesində isə sərbəst buraxılaraq yeni molekulların sintezinə, mexaniki və osmotik işə, istilik şəklində yayılır və s.

Canlı orqanizmlərdə kimyəvi reaksiyaların baş verməsi protein təbiətinin bioloji katalizatorları sayəsində təmin edilir - fermentlər, və ya fermentlər. Digər katalizatorlar kimi fermentlər də hüceyrədə kimyəvi reaksiyaların baş verməsini onlarla və yüz minlərlə dəfə sürətləndirir, bəzən hətta mümkün edir, lakin reaksiyanın son məhsul(lar)ının xarakterini və ya xassələrini dəyişdirmir və özlərini dəyişməzlər. Fermentlər həm sadə, həm də mürəkkəb zülallar ola bilər ki, bunlara zülal hissəsi ilə yanaşı, zülal olmayan hissəsi də daxildir - kofaktor (koenzim). Fermentlərə misal olaraq uzun müddət çeynəmə zamanı polisaxaridləri parçalayan tüpürcək amilazasını və mədədə zülalların həzmini təmin edən pepsini göstərmək olar.

Fermentlər zülal olmayan katalizatorlardan yüksək təsir spesifikliyi, onların köməyi ilə reaksiya sürətinin əhəmiyyətli dərəcədə artması, həmçinin reaksiyanın şərtlərini və ya onlarla müxtəlif maddələrin qarşılıqlı təsirini dəyişdirərək hərəkəti tənzimləmək qabiliyyəti ilə fərqlənir. Bundan əlavə, fermentativ katalizin baş verdiyi şərtlər qeyri-fermentik katalizlərin baş verdiyi şərtlərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir: insan orqanizmində fermentlərin işləməsi üçün optimal temperatur $37°C$ təşkil edir, təzyiq atmosferə yaxın olmalıdır və Ətraf mühitin $pH$ əhəmiyyətli dərəcədə tərəddüd edə bilər. Beləliklə, amilaz üçün qələvi mühit, pepsin üçün isə turşu mühit tələb olunur.

Fermentlərin təsir mexanizmi aralıq ferment-substrat komplekslərinin əmələ gəlməsi ilə reaksiyaya girən maddələrin (substratların) aktivləşmə enerjisini azaltmaqdan ibarətdir.

Enerji və plastik maddələr mübadiləsi, onların əlaqəsi

Metabolizm hüceyrədə eyni vaxtda baş verən iki prosesdən ibarətdir: plastik və enerji mübadiləsi.

Plastik maddələr mübadiləsi (anabolizm, assimilyasiya) ATP enerjisinin xərclənməsini əhatə edən sintez reaksiyalarının məcmusudur. Plastik maddələr mübadiləsi prosesində hüceyrə üçün lazım olan üzvi maddələr sintez olunur. Plastik mübadiləsi reaksiyalarına misal olaraq fotosintez, zülal biosintezi və DNT replikasiyası (özünü çoxaltma) ola bilər.

Enerji mübadiləsi (katabolizm, dissimilyasiya) mürəkkəb maddələri daha sadə maddələrə parçalayan reaksiyalar məcmusudur. Enerji mübadiləsi nəticəsində enerji ayrılır və ATP şəklində saxlanılır. Enerji mübadiləsinin ən vacib prosesləri tənəffüs və fermentasiyadır.

Plastik və enerji mübadiləsi bir-biri ilə sıx bağlıdır, çünki plastik mübadiləsi prosesində üzvi maddələr sintez olunur və bunun üçün ATP enerjisi tələb olunur və enerji mübadiləsi prosesində üzvi maddələr parçalanır və enerji ayrılır, sonra sintez proseslərinə sərf ediləcəkdir. .

Orqanizmlər qidalanma prosesində enerji alır və onu əsasən tənəffüs prosesində sərbəst buraxaraq əlçatan formaya çevirir. Qidalanma üsuluna görə bütün orqanizmlər avtotroflara və heterotroflara bölünür. Avtotroflarüzvi maddələri qeyri-üzvi maddələrdən müstəqil sintez etməyə qadirdir və heterotroflar yalnız hazırlanmış üzvi maddələrdən istifadə edin.

Enerji mübadiləsinin mərhələləri

Enerji mübadiləsi reaksiyalarının mürəkkəbliyinə baxmayaraq, şərti olaraq üç mərhələyə bölünür: hazırlıq, anaerob (oksigensiz) və aerob (oksigen).

Aktiv hazırlıq mərhələsi polisaxaridlərin, lipidlərin, zülalların, nuklein turşularının molekulları daha sadə olanlara parçalanır, məsələn, qlükoza, qliserin və yağ turşuları, amin turşuları, nukleotidlər və s. Bu mərhələ birbaşa hüceyrələrdə və ya bağırsaqlarda baş verə bilər. aşağı maddələr qan axını ilə çatdırılır.

Anaerob mərhələ enerji mübadiləsi üzvi birləşmələrin monomerlərinin daha da sadə ara məhsullara, məsələn, piruvik turşuya və ya piruvatlara parçalanması ilə müşayiət olunur. O, oksigenin olmasını tələb etmir və bataqlıqların palçıqlarında və ya insan bağırsaqlarında yaşayan bir çox orqanizmlər üçün enerji əldə etməyin yeganə yoludur. Sitoplazmada enerji mübadiləsinin anaerob mərhələsi baş verir.

Müxtəlif maddələr oksigensiz parçalana bilər, lakin çox vaxt reaksiyaların substratı qlükoza olur. Onun oksigensiz parçalanması prosesi deyilir qlikoliz. Qlikoliz zamanı bir qlükoza molekulu dörd hidrogen atomunu itirir, yəni oksidləşir və iki molekul piruvik turşusu, iki ATP molekulu və reduksiya edilmiş hidrogen daşıyıcısının iki molekulu $NADH + H ^ (+) $ əmələ gəlir:

$C_6H_(12)O_6 + 2H_3PO_4 + 2ADP + 2NAD → 2C_3H_4O_3 + 2ATP + 2NADH + H^(+) + 2H_2O$.

ADP-dən ATP əmələ gəlməsi fosfat anionunun əvvəlcədən fosforlanmış şəkərdən birbaşa ötürülməsi nəticəsində baş verir və adlanır. substratın fosforlaşması.

Aerobik mərhələ Enerji mübadiləsi yalnız oksigenin iştirakı ilə baş verə bilər, oksigensiz parçalanma zamanı əmələ gələn ara birləşmələr son məhsullara (karbon dioksid və su) oksidləşir və üzvi birləşmələrin kimyəvi bağlarında toplanan enerjinin böyük hissəsi ayrılır. 36 ATP molekulunun yüksək enerjili bağlarının enerjisinə çevrilir. Bu mərhələ də adlanır toxuma tənəffüsü. Oksigen olmadıqda, ara birləşmələr digər üzvi maddələrə çevrilir, bu proses adlanır. fermentasiya.

Nəfəs

Hüceyrə tənəffüsünün mexanizmi Şəkildə sxematik şəkildə təsvir edilmişdir.

Aerob tənəffüs mitoxondriyada baş verir, piruvik turşusu əvvəlcə bir karbon atomunu itirir, bu, bir azaldıcı ekvivalent $NADH + H ^ (+) $ və asetil koenzim A molekulunun (asetil-KoA) sintezi ilə müşayiət olunur:

$C_3H_4O_3 + NAD + H~CoA → CH_3CO~CoA + NADH + H^(+) + CO_2$.

Mitoxondrial matrisdəki asetil-KoA kimyəvi reaksiyalar zəncirində iştirak edir, bunların məcmusuna deyilir. Krebs dövrü (trikarboksilik turşu dövrü, dövrə limon turşusu ). Bu çevrilmələr zamanı iki ATP molekulu əmələ gəlir, asetil-CoA tamamilə oksidləşərək karbon qazına çevrilir və onun hidrogen ionları və elektronları hidrogen daşıyıcıları $NADH + H^(+)$ və $FADH_2$ əlavə olunur. Daşıyıcılar hidrogen protonlarını və elektronları mitoxondriyanın daxili membranlarına daşıyaraq kristallar əmələ gətirir. Daşıyıcı zülalların köməyi ilə hidrogen protonları membranlararası boşluğa vurulur və elektronlar mitoxondriyanın daxili membranında yerləşən tənəffüs zənciri adlanan fermentlər vasitəsilə ötürülür və oksigen atomlarına axıdılır:

$O_2+2e^(-)→O_2^-$.

Qeyd etmək lazımdır ki, bəzi tənəffüs zənciri zülallarında dəmir və kükürd var.

Membranlararası boşluqdan hidrogen protonları xüsusi fermentlərin - ATP sintazalarının köməyi ilə yenidən mitoxondrial matrisə daşınır və bu halda ayrılan enerji hər bir qlükoza molekulundan 34 ATP molekulunun sintezinə sərf olunur. Bu proses adlanır oksidləşdirici fosforlaşma. Mitoxondrial matrisdə hidrogen protonları su əmələ gətirmək üçün oksigen radikalları ilə reaksiya verir:

$4H^(+)+O_2^-→2H_2O$.

Oksigen tənəffüsünün reaksiyalar toplusu aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:

$2C_3H_4O_3 + 6O_2 + 36H_3PO_4 + 36ADP → 6CO_2 + 38H_2O + 36ATP.$

Ümumi nəfəs tənliyi belə görünür:

$C_6H_(12)O_6 + 6O_2 + 38H_3PO_4 + 38ADP → 6CO_2 + 40H_2O + 38ATP.$

Fermentasiya

Oksigen və ya onun çatışmazlığı olmadıqda fermentasiya baş verir. Fermentasiya tənəffüslə müqayisədə enerji əldə etmək üçün təkamül baxımından daha erkən bir üsuldur, lakin enerji baxımından daha az faydalıdır, çünki fermentasiya hələ də enerji ilə zəngin olan üzvi maddələr istehsal edir. Fermentasiyanın bir neçə əsas növü var: laktik turşu, spirtli, sirkə turşusu və s.Beləliklə, fermentasiya zamanı oksigen olmadıqda skelet əzələlərində piruvik turşusu laktik turşuya qədər azalır, əvvəllər əmələ gələn reduksiyaedici ekvivalentlər isə istehlak edilir və yalnız iki ATP molekulu qalır:

$2C_3H_4O_3 + 2NADH + H^(+) → 2C_3H_6O_3 + 2NAD$.

Mayanın köməyi ilə fermentasiya zamanı oksigenin iştirakı ilə piruvik turşu etil spirtinə və karbon monoksitinə (IV) çevrilir:

$C_3H_4O_3 + NADH + H^(+) → C_2H_5OH + CO_2 + NAD^(+)$.

Mikroorqanizmlərin köməyi ilə fermentasiya zamanı piruvik turşudan sirkə, butirik, qarışqa turşuları və s.

Enerji mübadiləsi nəticəsində əldə edilən ATP hüceyrədə müxtəlif iş növlərinə sərf olunur: kimyəvi, osmotik, elektrik, mexaniki və tənzimləyici. Kimyəvi iş zülalların, lipidlərin, karbohidratların, nuklein turşularının və digər həyati vacib birləşmələrin biosintezini əhatə edir. Osmotik işə hüceyrənin özündən daha çox konsentrasiyada hüceyrədənkənar məkanda olan maddələrin hüceyrə tərəfindən udulması və ondan çıxarılması prosesləri daxildir. Elektrik işləri osmosla sıx bağlıdır, çünki yüklü hissəciklərin membranlar vasitəsilə hərəkəti nəticəsində membran yükü əmələ gəlir və həyəcanlılıq və keçiricilik xassələri əldə edilir. Mexanik iş hüceyrə daxilində maddələrin və strukturların, eləcə də bütövlükdə hüceyrənin hərəkətini əhatə edir. Tənzimləmə işinə hüceyrədəki proseslərin koordinasiyasına yönəlmiş bütün proseslər daxildir.

Fotosintez, onun əhəmiyyəti, kosmik rolu

fotosintez işıq enerjisinin xlorofilin iştirakı ilə üzvi birləşmələrin kimyəvi bağlarının enerjisinə çevrilməsi prosesi adlanır.

Fotosintez nəticəsində hər il təxminən 150 milyard ton üzvi maddə və təxminən 200 milyard ton oksigen istehsal olunur. Bu proses biosferdə karbon dövranını təmin edir, karbon qazının yığılmasının qarşısını alır və bununla da meydana gəlməsinin qarşısını alır. istixana effekti və Yerin həddindən artıq istiləşməsi. Fotosintez nəticəsində əmələ gələn üzvi maddələr digər orqanizmlər tərəfindən tam istehlak edilmir; Son zamanlar kolza yağı (“biodizel”) və bitki qalıqlarından alınan spirt də yanacaq kimi istifadə olunmağa başlayıb. Ozon elektrik boşalmalarının təsiri altında oksigendən əmələ gəlir ki, bu da Yerdəki bütün həyatı ultrabənövşəyi şüaların dağıdıcı təsirindən qoruyan ozon ekranı əmələ gətirir.

Həmyerlimiz, görkəmli bitki fizioloqu K. A. Timiryazev (1843-1920) fotosintezin rolunu "kosmik" adlandırdı, çünki o, Yeri Günəşlə (kosmos) birləşdirərək planetə enerji axını təmin edir.

Fotosintezin fazaları. Fotosintezin işıq və qaranlıq reaksiyaları, onların əlaqəsi

1905-ci ildə ingilis bitki fizioloqu F.Blekman kəşf etdi ki, fotosintez sürəti sonsuza qədər arta bilməz; Buna əsaslanaraq o, fotosintezin iki fazasının olduğunu fərz etdi: işıq Və qaranlıq. Aşağı işıq intensivliyində işıq reaksiyalarının sürəti işığın intensivliyinin artmasına mütənasib olaraq artır və əlavə olaraq, bu reaksiyalar temperaturdan asılı deyildir, çünki fermentlərin meydana gəlməsini tələb etmir. Tilakoid membranlarda işıq reaksiyaları baş verir.

Qaranlıq reaksiyaların sürəti, əksinə, temperaturun artması ilə artır, lakin $30°C$ temperatur həddinə çatdıqda bu artım dayanır ki, bu da stromada baş verən bu çevrilmələrin fermentativ xarakterini göstərir. Qeyd etmək lazımdır ki, qaranlıq reaksiyalar adlandırılmasına baxmayaraq, işıq da qaranlıq reaksiyalara müəyyən təsir göstərir.

Fotosintezin yüngül fazası bir neçə növ zülal kompleksi daşıyan tilakoid membranlarda baş verir, bunlardan başlıcası I və II fotosistemlər, həmçinin ATP sintazadır. Fotosistemlərə xlorofillə yanaşı, karotenoidləri də ehtiva edən piqment kompleksləri daxildir. Karotenoidlər spektrin xlorofilin olmadığı yerlərdə işığı tutur, həmçinin xlorofilli yüksək intensivlikli işıqla məhv olmaqdan qoruyur.

Fotosistemlərə piqment kompleksləri ilə yanaşı, elektronları ardıcıl olaraq xlorofil molekullarından bir-birinə ötürən bir sıra elektron qəbuledici zülallar da daxildir. Bu zülalların ardıcıllığına deyilir xloroplastların elektron nəqli zənciri.

Xüsusi bir zülal kompleksi də fotosintez zamanı oksigenin buraxılmasını təmin edən fotosistem II ilə əlaqələndirilir. Bu oksigen buraxan kompleksin tərkibində manqan və xlor ionları var.

IN işıq mərhələsi tilakoid membranlarda yerləşən xlorofil molekullarına düşən işıq kvantları və ya fotonlar onları daha yüksək elektron enerjisi ilə xarakterizə olunan həyəcanlı vəziyyətə köçürür. Bu halda, fotosistem I xlorofilindən həyəcanlanmış elektronlar bir vasitəçi zənciri vasitəsilə həmişə sulu məhlulda mövcud olan hidrogen protonlarını birləşdirən hidrogen daşıyıcısı NADP-ə köçürülür:

$NADP + 2e^(-) + 2H^(+) → NADPH + H^(+)$.

Azaldılmış $NADPH + H^(+)$ sonradan qaranlıq mərhələdə istifadə olunacaq. II fotosistemin xlorofilindən olan elektronlar da elektron daşıma zənciri boyunca ötürülür, lakin onlar fotosistem I xlorofilinin “elektron dəliklərini” doldururlar. II fotosistem xlorofilində elektronların çatışmazlığı su molekullarını götürməklə doldurulur. artıq yuxarıda qeyd olunan oksigen azad edən kompleksin iştirakı ilə baş verir. adlanan su molekullarının parçalanması nəticəsində fotoliz, hidrogen protonları əmələ gəlir və fotosintezin əlavə məhsulu olan molekulyar oksigen ayrılır:

$H_2O → 2H^(+) + 2e^(-) + (1)/(2)O_2$.

Hüceyrədəki genetik məlumat. Genlər, genetik kod və onun xassələri. Biosintez reaksiyalarının matris təbiəti. Zülal və nuklein turşularının biosintezi

Hüceyrədəki genetik məlumat

Öz növünün çoxalması canlıların əsas xüsusiyyətlərindən biridir. Bu fenomen sayəsində təkcə orqanizmlər arasında deyil, həm də ayrı-ayrı hüceyrələr, eləcə də onların orqanoidləri (mitoxondriya və plastidlər) arasında oxşarlıq var. Bu oxşarlığın maddi əsası DNT-nin təkrarlanması (özünü çoxalması) prosesləri vasitəsilə həyata keçirilən DNT nukleotid ardıcıllığında şifrələnmiş genetik məlumatın ötürülməsidir. Hüceyrələrin və orqanizmlərin bütün xüsusiyyətləri və xüsusiyyətləri strukturu ilk növbədə DNT nukleotidlərinin ardıcıllığı ilə təyin olunan zülallar sayəsində həyata keçirilir. Buna görə də metabolik proseslərdə nuklein turşularının və zülalların biosintezi böyük əhəmiyyət kəsb edir. İrsi məlumatın struktur vahidi gendir.

Genlər, genetik kod və onun xassələri

Hüceyrədəki irsi məlumat monolit deyil, ayrı-ayrı "sözlərə" - genlərə bölünür.

Gen genetik məlumatın elementar vahididir.

Bir neçə ölkədə eyni vaxtda həyata keçirilən və bu əsrin əvvəllərində başa çatdırılan “İnsan Genomu” proqramı üzərində iş bizə belə bir anlayış verdi ki, insanda cəmi 25-30 min gen var, lakin DNT-mizin əksəriyyətindən məlumatlar var. heç vaxt oxunmur, çünki orada çoxlu sayda mənasız bölmələr, təkrarlar və insanlar üçün mənasını itirmiş əlamətləri kodlayan genlər var (quyruq, bədən tükləri və s.). Bundan əlavə, inkişafdan məsul olan bir sıra genlər irsi xəstəliklər, həmçinin dərman hədəf genləri. Lakin bu proqramın həyata keçirilməsi zamanı əldə edilən nəticələrin praktiki tətbiqi daha çox insanın genomları deşifrə olunana və onların nə ilə fərqləndiyi aydınlaşana qədər təxirə salınır.

Protein, ribosom və ya transfer RNT-nin ilkin strukturunu kodlayan genlər adlanır struktur, və struktur genlərdən məlumatın oxunmasını və ya aktivləşdirilməsini təmin edən genlər - tənzimləyici. Bununla belə, hətta struktur genlər də tənzimləyici bölgələri ehtiva edir.

Orqanizmlərin irsi məlumatları DNT-də nukleotidlərin müəyyən birləşmələri və onların ardıcıllığı şəklində şifrələnir - genetik kod. Onun xassələri bunlardır: üçlük, spesifiklik, universallıq, artıqlıq və üst-üstə düşməmək. Bundan əlavə, genetik kodda durğu işarələri yoxdur.

Hər bir amin turşusu DNT-də üç nukleotidlə kodlanır - üçlü, məsələn, metionin TAC üçlüyü ilə kodlanır, yəni kod üçlüdür. Digər tərəfdən, hər üçlük yalnız bir amin turşusunu kodlayır ki, bu da onun spesifikliyi və ya birmənalılığıdır. Genetik kod bütün canlı orqanizmlər üçün universaldır, yəni insan zülalları haqqında irsi məlumat bakteriyalar tərəfindən oxuna bilər və əksinə. Bu, üzvi dünyanın mənşəyinin vəhdətindən xəbər verir. Bununla belə, üç nukleotidin 64 kombinasiyası yalnız 20 amin turşusuna uyğun gəlir, bunun nəticəsində bir amin turşusu 2-6 üçlü kodlaşdırıla bilər, yəni genetik kod lazımsız və ya degenerativdir. Üç üçlüyün müvafiq amin turşuları yoxdur, onlara deyilir kodonları dayandırın, çünki onlar polipeptid zəncirinin sintezinin sonunu göstərir.

DNT tripletlərindəki əsasların ardıcıllığı və onların kodladıqları amin turşuları

*Polipeptid zəncirinin sintezinin sonunu göstərən kodonu dayandırın.

Amin turşusu adlarının qısaldılması:

Ala - alanin

Arg - arginin

Asn - asparagin

Asp - aspartik turşu

Val - valin

Onun - histidin

Gly - glisin

Gln - qlutamin

Glu - qlutamik turşu

Ile - izolösin

Leu - leysin

Liz - lizin

Meth - metionin

Pro - prolin

Ser - serin

Tyr - tirozin

Tre - treonin

Üç - triptofan

Fen - fenilalanin

Cys - sistein

Əgər siz genetik məlumatı tripletdəki birinci nukleotiddən deyil, ikincidən oxumağa başlasanız, o zaman nəinki oxu çərçivəsi dəyişəcək, həm də bu şəkildə sintez olunan zülal təkcə nukleotid ardıcıllığında deyil, həm də nükleotid ardıcıllığında tamamilə fərqli olacaq. quruluşu və xassələri. Üçlüklər arasında durğu işarələri yoxdur, ona görə də oxu çərçivəsinin yerdəyişməsinə heç bir maneə yoxdur, bu da mutasiyaların baş verməsi və saxlanması üçün yer açır.

Biosintez reaksiyalarının matris təbiəti

Bakterial hüceyrələr hər 20-30 dəqiqədən bir, eukaryotik hüceyrələr isə hər gün və hətta daha tez-tez ikiqat artırmağa qadirdir, bu da DNT replikasiyasının yüksək sürətini və dəqiqliyini tələb edir. Bundan əlavə, hər bir hüceyrədə bir çox zülalın, xüsusən də fermentlərin yüzlərlə və minlərlə nüsxəsi var, buna görə də onların istehsalının "parça-parça" üsulu onların çoxalması üçün qəbuledilməzdir. Daha mütərəqqi bir üsul, məhsulun çoxsaylı dəqiq nüsxələrini əldə etməyə və onun dəyərini azaltmağa imkan verən möhürləmədir. Ştamplama üçün təəssüratın aparıldığı bir matris tələb olunur.

Hüceyrələrdə şablon sintez prinsipi ondan ibarətdir ki, zülalların və nuklein turşularının yeni molekulları eyni nuklein turşularının (DNT və ya RNT) əvvəlcədən mövcud olan molekullarının strukturuna daxil edilmiş proqrama uyğun olaraq sintez edilir.

Zülal və nuklein turşularının biosintezi

DNT replikasiyası. DNT, monomerləri nukleotidlər olan ikiqat zəncirli biopolimerdir. Əgər DNT biosintezi fotokopiya prinsipi ilə baş versəydi, o zaman irsi məlumatda çoxsaylı təhriflər və səhvlər qaçılmaz olaraq ortaya çıxacaq və bu da son nəticədə yeni orqanizmlərin ölümünə səbəb olacaqdır. Beləliklə, DNT-nin ikiqat artması prosesi fərqli şəkildə baş verir, yarı mühafizəkar şəkildə: DNT molekulu açılır və zəncirlərin hər birində tamamlayıcılıq prinsipinə uyğun olaraq yeni zəncir sintez olunur. İrsi məlumatın dəqiq surətdə çıxarılmasını və nəsildən-nəslə ötürülməsini təmin edən DNT molekulunun özünü çoxalması prosesi adlanır. replikasiya(latdan. replikasiya- təkrar). Replikasiya nəticəsində hər biri ana DNT-nin bir nüsxəsini daşıyan ana DNT molekulunun iki tamamilə dəqiq nüsxəsi əmələ gəlir.

Çoxalma prosesi əslində son dərəcə mürəkkəbdir, çünki orada bir sıra zülallar iştirak edir. Onların bəziləri DNT-nin qoşa spiralını açır, digərləri tamamlayıcı zəncirlərin nukleotidləri arasında hidrogen bağlarını qırır, digərləri (məsələn, DNT polimeraza fermenti) tamamlayıcılıq prinsipi əsasında yeni nukleotidləri seçir və s. İki DNT molekulu replikasiyanın nəticəsi yeni yaranan qız hüceyrələrinin bölünməsi zamanı ikiyə ayrılır.

Replikasiya prosesində səhvlər olduqca nadir hallarda baş verir, lakin baş verərsə, həm DNT polimerazları, həm də xüsusi təmir fermentləri tərəfindən çox tez aradan qaldırılır, çünki nukleotid ardıcıllığında hər hansı bir səhv zülalın strukturunda və funksiyalarında geri dönməz dəyişikliklərə səbəb ola bilər. və son nəticədə yeni hüceyrənin və ya hətta fərdin həyat qabiliyyətinə mənfi təsir göstərir.

Protein biosintezi. XIX əsrin görkəmli filosofu F.Engelsin obrazlı şəkildə dediyi kimi: “Həyat zülal cisimlərinin mövcudluq formasıdır”. Zülal molekullarının quruluşu və xassələri onların ilkin quruluşu, yəni DNT-də kodlanmış amin turşularının ardıcıllığı ilə müəyyən edilir. Yalnız polipeptidin özünün mövcudluğu deyil, həm də bütövlükdə hüceyrənin işləməsi bu məlumatın çoxalmasının düzgünlüyündən asılıdır, buna görə də zülal sintezi prosesi böyük əhəmiyyət kəsb edir. Bu, üç yüzə qədər müxtəlif ferment və digər makromolekulları əhatə etdiyi üçün hüceyrədəki ən mürəkkəb sintez prosesi kimi görünür. Bundan əlavə, o, daha yüksək dəqiqlik tələb edən yüksək sürətlə axır.

Protein biosintezində iki əsas mərhələ var: transkripsiya və tərcümə.

Transkripsiya(latdan. transkripsiya- yenidən yazma) DNT matrisində mRNT molekullarının biosintezidir.

DNT molekulunda iki antiparalel zəncir olduğundan, hər iki zəncirdən məlumatın oxunması tamamilə fərqli mRNT-lərin əmələ gəlməsinə səbəb olardı, buna görə də onların biosintezi yalnız kodlaşdırma adlanan zəncirlərdən birində mümkündür və ya ikincidən fərqli olaraq kodogendir. kodlaşdırmayan və ya kodogen olmayan. Yenidən yazılma prosesi RNT nukleotidlərini tamamlayıcılıq prinsipinə uyğun seçən xüsusi ferment RNT polimeraza tərəfindən təmin edilir. Bu proses həm nüvədə, həm də öz DNT-si olan orqanoidlərdə - mitoxondriya və plastidlərdə baş verə bilər.

Transkripsiya zamanı sintez olunan mRNT molekulları tərcümə üçün mürəkkəb hazırlıq prosesindən keçir (mitoxondrial və plastid mRNT-lər zülal biosintezinin ikinci mərhələsinin baş verdiyi orqanellərin daxilində qala bilər). mRNT-nin yetişmə prosesi zamanı ona ilk üç nukleotid (AUG) və adenil nukleotidlərinin quyruğu bağlanır, uzunluğu müəyyən bir molekulda zülalın neçə nüsxəsinin sintez oluna biləcəyini müəyyənləşdirir. Yalnız bundan sonra yetkin mRNT-lər nüvə məsamələri vasitəsilə nüvəni tərk edir.

Paralel olaraq sitoplazmada amin turşusunun aktivləşməsi prosesi baş verir, bu müddət ərzində amin turşusu müvafiq sərbəst tRNT ilə birləşir. Bu proses xüsusi ferment tərəfindən kataliz edilir və ATP tələb olunur.

Yayım(latdan. yayım- transfer) mRNT matrisində bir polipeptid zəncirinin biosintezidir, bu müddət ərzində genetik məlumat polipeptid zəncirinin amin turşusu ardıcıllığına çevrilir.

Zülal sintezinin ikinci mərhələsi ən çox sitoplazmada, məsələn, kobud ER-də baş verir. Onun meydana gəlməsi üçün ribosomların olması, tRNT-nin aktivləşməsi, onların müvafiq amin turşularını birləşdirməsi, Mg2+ ionlarının olması, həmçinin optimal ətraf mühit şəraiti (temperatur, pH, təzyiq və s.) lazımdır.

Yayımı başlamaq üçün ( təşəbbüs) sintez üçün hazır olan mRNT molekuluna kiçik bir ribosomal alt bölmə bağlanır və sonra birinci kodona (AUG) tamamlayıcılıq prinsipinə əsasən, amin turşusu metionini daşıyan tRNT seçilir. Yalnız bundan sonra böyük ribosomal subunit bağlanır. Yığılmış ribosomun içərisində iki mRNT kodonu var, onlardan birincisi artıq işğal edilmişdir. Ona bitişik olan kodona bir amin turşusu da daşıyan ikinci bir tRNT əlavə edilir, bundan sonra fermentlərin köməyi ilə amin turşusu qalıqları arasında peptid bağı yaranır. Ribosom mRNT-nin bir kodonunu hərəkət etdirir; bir amin turşusundan azad edilən ilk tRNT növbəti amin turşusundan sonra sitoplazmaya qayıdır və gələcək polipeptid zəncirinin bir parçası, sanki, qalan tRNT-də asılır. Növbəti tRNT özünü ribosomun içində tapan yeni kodona əlavə olunur, proses təkrarlanır və addım-addım polipeptid zənciri uzanır, yəni. uzanma.

protein sintezinin sonu ( xitam) mRNT molekulunda amin turşusunu (stop kodonu) kodlamayan xüsusi bir nukleotid ardıcıllığına rast gəlinən kimi baş verir. Bundan sonra ribosom, mRNT və polipeptid zənciri ayrılır və yeni sintez edilən zülal müvafiq quruluşa sahib olur və hüceyrənin öz funksiyalarını yerinə yetirəcəyi hissəsinə daşınır.

Tərcümə çox enerji tələb edən bir prosesdir, çünki bir ATP molekulunun enerjisi bir amin turşusunu tRNT-yə bağlamaq üçün sərf olunur və daha bir neçəsi ribosomu mRNT molekulu boyunca hərəkət etdirmək üçün istifadə olunur.

Müəyyən zülal molekullarının sintezini sürətləndirmək üçün bir neçə ribosom ardıcıl olaraq vahid bir quruluş meydana gətirən mRNT molekuluna birləşdirilə bilər - polisom.

Hüceyrə canlının genetik vahididir. Xromosomlar, onların quruluşu (forma və ölçü) və funksiyaları. Xromosomların sayı və onların növlərinin sabitliyi. Somatik və germ hüceyrələr. Hüceyrənin həyat dövrü: interfaza və mitoz. Mitoz somatik hüceyrələrin bölünməsidir. Meyoz. Mitoz və meyozun mərhələləri. Bitki və heyvanlarda cinsiyyət hüceyrələrinin inkişafı. Hüceyrə bölünməsi orqanizmlərin böyüməsi, inkişafı və çoxalması üçün əsasdır. Meyoz və mitozun rolu

Hüceyrə canlıların genetik vahididir.

Nuklein turşularının genetik məlumat daşıyıcısı olmasına baxmayaraq, bu məlumatın hüceyrədən kənarda həyata keçirilməsi qeyri-mümkündür ki, bu da virusların nümunəsi ilə asanlıqla sübuta yetirilir. Çox vaxt yalnız DNT və ya RNT ehtiva edən bu orqanizmlər bunun üçün müstəqil şəkildə çoxalda bilməzlər, hüceyrənin irsi aparatından istifadə etməlidirlər; Membran daşıma mexanizmlərinin istifadəsi və ya hüceyrə zədələnməsi istisna olmaqla, hüceyrənin köməyi olmadan hüceyrəyə belə nüfuz edə bilməzlər. Virusların əksəriyyəti qeyri-sabitdir, açıq havada bir neçə saat qaldıqdan sonra ölürlər. Nəticə etibarı ilə, hüceyrə irsi məlumatın qorunması, dəyişdirilməsi və həyata keçirilməsi, həmçinin nəsillərə ötürülməsi üçün minimum komponentlər dəstinə malik canlının genetik vahididir.

Eukaryotik hüceyrənin genetik məlumatının çox hissəsi nüvədə yerləşir. Onun təşkilinin özəlliyi ondan ibarətdir ki, prokaryotik hüceyrənin DNT-sindən fərqli olaraq, eukariotların DNT molekulları qapalı deyil və zülallarla - xromosomlarla mürəkkəb komplekslər əmələ gətirir.

Xromosomlar, onların quruluşu (forma və ölçü) və funksiyaları

Xromosom(yunan dilindən xrom- rəng, rəngləmə və soma- bədən) genləri ehtiva edən və orqanizmin xüsusiyyətləri və xüsusiyyətləri haqqında müəyyən irsi məlumatları daşıyan hüceyrə nüvəsinin quruluşudur.

Bəzən prokaryotların dairəvi DNT molekullarına xromosomlar da deyilir. Xromosomlar öz-özünə çoxalmağa qadirdirlər, onlar struktur və funksional fərdiliyə malikdirlər və onu nəsillər boyu saxlayırlar. Hər bir hüceyrə bədənin bütün irsi məlumatlarını daşıyır, lakin onun yalnız kiçik bir hissəsi işləyir.

Xromosomun əsasını zülallarla dolu ikiqat zəncirli DNT molekulu təşkil edir. Eukariotlarda histon və qeyri-histon zülalları DNT ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, prokaryotlarda isə histon zülalları yoxdur.

Xromosomlar hüceyrə bölünməsi zamanı işıq mikroskopu altında ən yaxşı şəkildə görünür, sıxılma nəticəsində onlar ilkin daralma ilə ayrılmış çubuq formalı cisimlərin görünüşünü aldıqda - sentromer — çiyinlərdə. Xromosomda da ola bilər ikincil daralma, bəzi hallarda sözdə ayıran peyk. Xromosomların ucları adlanır telomerlər. Telomerlər xromosomların uclarının bir-birinə yapışmasının qarşısını alır və bölünməyən hüceyrədə onların nüvə membranına yapışmasını təmin edir. Bölünmənin əvvəlində xromosomlar ikiqat artır və iki qız xromosomundan ibarətdir - xromatid, sentromerdə bərkidilir.

Formalarına görə xromosomlar bərabər qollu, qeyri-bərabər qollu və çubuqşəkilli xromosomlara bölünür. Xromosomların ölçüləri əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir, lakin orta xromosomun ölçüləri 5 $×$ 1,4 mikrondur.

Bəzi hallarda xromosomlarda çoxsaylı DNT duplikasiyası nəticəsində yüzlərlə və minlərlə xromatidlər olur: belə nəhəng xromosomlar adlanır. politen. İçəridə görüşürlər tüpürcək vəziləri Drosophila sürfələri, həmçinin dəyirmi qurdların həzm vəzilərində.

Xromosomların sayı və onların növlərinin sabitliyi. Somatik və germ hüceyrələr

Hüceyrə nəzəriyyəsinə görə hüceyrə orqanizmin quruluş, həyat fəaliyyəti və inkişafı vahididir. Beləliklə, canlıların böyümə, çoxalma və orqanizmin inkişafı kimi mühüm funksiyaları hüceyrə səviyyəsində təmin edilir. Çoxhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələri somatik və reproduktiv bölünə bilər.

Somatik hüceyrələr- bunlar mitoz bölünmə nəticəsində əmələ gələn orqanizmin bütün hüceyrələridir.

Xromosomların öyrənilməsi hər birinin bədəninin somatik hüceyrələri üçün olduğunu müəyyən etməyə imkan verdi bioloji növlər sabit sayda xromosom ilə xarakterizə olunur. Məsələn, bir insanda bunlardan 46-sı var somatik hüceyrələrin xromosom dəsti adlanır diploid(2n) və ya ikiqat.

Cinsi hüceyrələr, və ya gametlər, cinsi çoxalma üçün istifadə olunan xüsusi hüceyrələrdir.

Gametlərdə həmişə somatik hüceyrələrdən yarısı qədər xromosom var (insanlarda - 23), buna görə də germ hüceyrələrinin xromosom dəsti adlanır. haploid(n) və ya tək. Onun formalaşması meiotik hüceyrə bölünməsi ilə əlaqələndirilir.

Somatik hüceyrələrdə DNT miqdarı 2c, cinsi hüceyrələrdə isə 1c olaraq təyin olunur. Somatik hüceyrələrin genetik formulu 2n2c, cinsi hüceyrələr isə 1n1c kimi yazılır.

Bəzi somatik hüceyrələrin nüvələrində xromosomların sayı onların somatik hüceyrələrdəki sayından fərqli ola bilər. Əgər bu fərq bir, iki, üç və s haploid dəstlərdən çox olarsa, belə hüceyrələr deyilir poliploid(müvafiq olaraq tri-, tetra-, pentaploid). Belə hüceyrələrdə metabolik proseslər adətən çox intensiv gedir.

Xromosomların sayı özlüyündə növə xas xüsusiyyət deyil, çünki müxtəlif orqanizmlərdə bərabər sayda xromosom ola bilər, lakin əlaqəli olanlar fərqli sayda ola bilər. Məsələn, malyariya plazmodiumunun və at yuvarlaq qurdunun hər birində iki xromosom var, insanlarda və şimpanzelərdə isə müvafiq olaraq 46 və 48.

İnsan xromosomları iki qrupa bölünür: autosomlar və cinsi xromosomlar (heteroxromosomlar). Avtosom insan somatik hüceyrələrində 22 cüt var, onlar kişilər və qadınlar üçün eynidir və cinsi xromosomlar yalnız bir cüt, ancaq fərdin cinsini təyin edən budur. Cinsi xromosomların iki növü var - X və Y. Qadın bədən hüceyrələri iki X xromosomunu, kişilər isə X və Y xromosomunu daşıyır.

Karyotip- bu, orqanizmin xromosom dəstinin xüsusiyyətləri toplusudur (xromosomların sayı, onların forması və ölçüsü).

Adi karyotip qeydinə daxildir ümumi miqdar xromosomlar, cinsi xromosomlar və xromosomlar dəstində mümkün sapmalar. Məsələn, normal kişinin karyotipi 46,XY, karyotipi isə yazılır. normal qadın- 46, XX.

Hüceyrənin həyat dövrü: interfaza və mitoz

Hüceyrələr hər dəfə yeni yaranmır, yalnız ana hüceyrələrin bölünməsi nəticəsində əmələ gəlir. Bölündükdən sonra qız hüceyrələr orqanoidləri meydana gətirmək və müəyyən bir funksiyanın yerinə yetirilməsini təmin edəcək uyğun quruluşa sahib olmaq üçün bir müddət vaxt tələb edir. Bu müddət adlanır yetişmə.

Bölünmə nəticəsində hüceyrənin yaranmasından onun bölünməsinə və ya ölümünə qədər keçən müddət deyilir hüceyrənin həyat dövrü.

Eukaryotik hüceyrələrdə həyat dövrü iki əsas mərhələyə bölünür: interfaza və mitoz.

İnterfaza- bu, həyat dövrünün hüceyrənin bölünmədiyi və normal fəaliyyət göstərdiyi bir müddətdir. İnterfaza üç dövrə bölünür: G 1 -, S- və G 2 - dövrlər.

G 1 -dövr(presintetik, postmitotik) yeni əmələ gələn hüceyrənin tam həyat təminatı üçün zəruri olan RNT, zülal və digər maddələrin aktiv sintezinin baş verdiyi hüceyrə böyüməsi və inkişafı dövrüdür. Bu dövrün sonuna doğru hüceyrə DNT-ni çoxaltmağa hazırlaşmağa başlaya bilər.

IN S-dövrü(sintetik) DNT replikasiyası prosesinin özü baş verir. Xromosomun replikasiyaya uğramayan yeganə hissəsi sentromerdir, buna görə də yaranan DNT molekulları tam bir-birindən ayrılmır, orada bir yerdə saxlanılır və bölünmənin əvvəlində xromosom X formalı görünüşə malikdir. DNT ikiqat artdıqdan sonra hüceyrənin genetik formulu 2n4c-dir. Həmçinin S-dövrdə hüceyrə mərkəzinin sentriolları ikiqat artır.

G 2 -dövr(postsintetik, premitotik) hüceyrə bölünməsi prosesi üçün zəruri olan RNT, zülal və ATP-nin intensiv sintezi, həmçinin sentriolların, mitoxondriyaların və plastidlərin ayrılması ilə xarakterizə olunur. İnterfazanın sonuna qədər xromatin və nüvəcik aydın şəkildə fərqlənir, nüvə zərfinin bütövlüyü pozulmur və orqanoidlər dəyişmir.

Bədən hüceyrələrinin bəziləri bütün həyatı boyu öz funksiyalarını yerinə yetirə bilirlər (beynimizin neyronları, ürəyin əzələ hüceyrələri), digərləri isə qısa müddət ərzində mövcuddur və bundan sonra ölürlər (bağırsaq epitel hüceyrələri, epidermal hüceyrələr). dəri). Nəticə etibarilə, orqanizm daim hüceyrə bölünməsi və ölüləri əvəz edəcək yenilərinin əmələ gəlməsi proseslərindən keçməlidir. Bölünməyə qadir olan hüceyrələr deyilir kök. İnsan bədənində qırmızı rəngdə olurlar sümük iliyi, dərinin epidermisinin dərin qatlarında və digər yerlərdə. Bu hüceyrələrdən istifadə edərək yeni bir orqan yetişdirə, cavanlaşa, həmçinin bədəni klonlaya bilərsiniz. Kök hüceyrələrdən istifadə perspektivləri tamamilə aydındır, lakin bu problemin mənəvi və etik aspektləri hələ də müzakirə olunur, çünki əksər hallarda abort zamanı öldürülən insan embrionlarından alınan embrion kök hüceyrələrdən istifadə olunur.

Bitki və heyvan hüceyrələrində interfazanın müddəti orta hesabla 10-20 saat, mitoz isə təxminən 1-2 saat davam edir.

Çoxhüceyrəli orqanizmlərdə bir-birinin ardınca bölünməsi zamanı qız hüceyrələr bütün orqanizmlərdən məlumatları oxuduqca getdikcə müxtəlif olurlar. daha çox genlər.

Bəzi hüceyrələr zamanla bölünməyi dayandırır və ölür, bu da epidermal dəri hüceyrələrində və qan hüceyrələrində olduğu kimi müəyyən funksiyaların yerinə yetirilməsi və ya ətraf mühit faktorlarının, xüsusən də patogenlərin bu hüceyrələrin zədələnməsi ilə əlaqədar ola bilər. Genetik olaraq proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü adlanır apoptoz, təsadüfən ölüm halında - nekroz.

Mitoz somatik hüceyrələrin bölünməsidir. Mitozun mərhələləri

Mitoz- somatik hüceyrələrin dolayı bölünməsi üsulu.

Mitoz zamanı hüceyrə bir sıra ardıcıl fazalardan keçir, bunun nəticəsində hər bir qız hüceyrə ana hüceyrədəki kimi eyni xromosom dəstini alır.

Mitoz dörd əsas fazaya bölünür: profilaktika, metafaza, anafaza və telofaza. Profaza- mitozun ən uzun mərhələsi, bu müddət ərzində xromatinin kondensasiyası, nəticədə iki xromatiddən (qız xromosomlarından) ibarət X formalı xromosomların görünməsi ilə nəticələnir. Bu zaman nüvəcik yox olur, sentriollar hüceyrənin qütblərinə doğru ayrılır və mikrotubullardan akromatin mili (bölünmə mili) əmələ gəlməyə başlayır. Profazanın sonunda nüvə membranı ayrı-ayrı veziküllərə parçalanır.

IN metafaza Xromosomlar sentromerləri ilə hüceyrənin ekvatoru boyunca düzülür, onlara tam əmələ gəlmiş milin mikrotubulları bağlanır. Bölünmənin bu mərhələsində xromosomlar ən çox sıxılır və xarakterik bir formaya malikdir, bu da karyotipi öyrənməyə imkan verir.

IN anafaza Sürətli DNT replikasiyası sentromerlərdə baş verir, bunun nəticəsində xromosomlar parçalanır və xromatidlər mikrotubullarla uzanan hüceyrənin qütblərinə doğru ayrılır. Xromatidlərin paylanması tamamilə bərabər olmalıdır, çünki bədənin hüceyrələrində sabit sayda xromosomun saxlanmasını təmin edən bu prosesdir.

Səhnədə telofazalar qız xromosomları qütblərdə toplanır, veziküllərdən onların ətrafında despiral, nüvə membranları əmələ gəlir və yeni yaranan nüvələrdə nüvəlilər meydana çıxır.

Nüvə bölünməsindən sonra sitoplazmatik bölünmə baş verir - sitokinez, bu müddət ərzində ana hüceyrənin bütün orqanoidlərinin az və ya çox vahid paylanması baş verir.

Beləliklə, mitoz nəticəsində hər biri ana hüceyrənin (2n2c) genetik surəti olan bir ana hüceyrədən iki qız hüceyrə əmələ gəlir.

Bədənin xəstə, zədələnmiş, qocalmış hüceyrələrində və ixtisaslaşmış toxumalarında bir qədər fərqli bölünmə prosesi baş verə bilər - amitoz. Amitoz hüceyrə komponentləri qeyri-bərabər paylandığı üçün genetik ekvivalent hüceyrələrin əmələ gəlmədiyi eukaryotik hüceyrələrin birbaşa bölünməsi adlanır. Bitkilərdə endospermdə, heyvanlarda isə qaraciyərdə, qığırdaqda və gözün buynuz qişasında olur.

Meyoz. Meyozun fazaları

Meyoz birincil mikrob hüceyrələrinin (2n2c) dolayı bölünməsi üsuludur, nəticədə haploid hüceyrələrin (1n1c), əksər hallarda germ hüceyrələrinin əmələ gəlməsi.

Mitozdan fərqli olaraq, meyoz iki ardıcıl hüceyrə bölünməsindən ibarətdir, hər birindən əvvəl interfaza var. Meyozun birinci bölünməsi (meyoz I) adlanır reduksionist, çünki bu vəziyyətdə xromosomların sayı iki dəfə azalır və ikinci bölünmə (meiosis II) - bərabərlik, çünki onun prosesində xromosomların sayı saxlanılır.

Faza I mitozun interfazası kimi davam edir. Meioz I dörd fazaya bölünür: profilaktika I, metafaza I, anafaza I və telofaza I. B. profilaktika Iİki mühüm proses baş verir: konjugasiya və keçid. Konjuqasiya- Bu, homoloji (qoşalaşmış) xromosomların bütün uzunluğu boyunca birləşmə prosesidir. Konyuqasiya zamanı əmələ gələn cüt xromosomlar I metafazanın sonuna qədər saxlanılır.

Keçid- homoloji xromosomların homoloji bölgələrinin qarşılıqlı mübadiləsi. Krossinq-over nəticəsində hər iki valideyndən bədən tərəfindən alınan xromosomlar yeni gen birləşmələri əldə edir, bu da genetik cəhətdən müxtəlif nəslin görünüşünə səbəb olur. Profaza I-in sonunda, mitozun profilaktika fazasında olduğu kimi, nüvələr yox olur, sentriollar hüceyrənin qütblərinə doğru ayrılır, nüvə membranı parçalanır.

IN metafaza I cüt xromosomlar hüceyrənin ekvatoru boyunca düzülür və mil mikrotubulları onların sentromerlərinə bağlanır.

IN anafaza Iİki xromatiddən ibarət bütöv homoloji xromosomlar qütblərə doğru ayrılır.

IN telofaza I Hüceyrənin qütblərindəki xromosom qruplarının ətrafında nüvə membranları əmələ gəlir və nüvələr əmələ gəlir.

Sitokinez I qız hüceyrələrinin sitoplazmalarının ayrılmasını təmin edir.

I meyoz nəticəsində əmələ gələn qız hüceyrələr (1n2c) genetik cəhətdən heterojendir, çünki onların hüceyrə qütblərinə təsadüfi səpələnmiş xromosomları müxtəlif genləri ehtiva edir.

Mitoz və meyozun müqayisəli xüsusiyyətləri

İmza	Mitoz	Meyoz
Hansı hüceyrələr bölünməyə başlayır?	Somatik (2n)	İlkin germ hüceyrələri (2n)
Bölmələrin sayı	1	2
Bölünmə zamanı neçə və hansı hüceyrələr əmələ gəlir?	2 somatik (2n)	4 cinsi (n)
İnterfaza		Hüceyrənin bölünməyə hazırlanması, DNT-nin ikiqat artması	Çox qısa, DNT-nin ikiqat artması baş vermir
Fazalar		Meioz I	Meioz II
Profaza		Xromosom kondensasiyası, nüvənin yox olması, nüvə membranının parçalanması, konyuqasiya və krossinqover baş verə bilər.	Xromosom kondensasiyası, nüvənin yox olması, nüvə membranının parçalanması
Metafaza		Xromosom cütləri ekvator boyunca yerləşir, bir mil əmələ gəlir	Xromosomlar ekvator boyunca düzülür, bir mil əmələ gəlir
Anafaza		İki xromatiddən olan homoloji xromosomlar qütblərə doğru hərəkət edir	Xromatidlər qütblərə doğru hərəkət edir
Telofaz		Xromosomlar despiral olur, yeni nüvə membranları və nüvələr əmələ gəlir	Xromosomlar despiral olur, yeni nüvə membranları və nüvələr əmələ gəlir

İnterfaza IIçox qısadır, çünki DNT-nin ikiqat artması onda baş vermir, yəni S-dövrü yoxdur.

Meioz II həmçinin dörd fazaya bölünür: profilaktika II, metafaza II, anafaza II və telofaza II. IN profilaktika II konyuqasiya və krossinq-over istisna olmaqla, I profazada olduğu kimi eyni proseslər baş verir.

IN metafaza II xromosomlar hüceyrənin ekvatoru boyunca yerləşir.

IN anafaza II xromosomlar sentromerlərdə parçalanır və xromatidlər qütblərə doğru uzanır.

IN telofaza II Qız xromosomlarının çoxluqları ətrafında nüvə membranları və nüvələr əmələ gəlir.

sonra sitokinez II Dörd qız hüceyrəsinin hamısının genetik düsturu 1n1c-dir, lakin onların hamısında fərqli genlər dəsti var ki, bu da qız hüceyrələrində ana və ata orqanizmlərinin xromosomlarının kəsişməsi və təsadüfi birləşməsinin nəticəsidir.

Bitki və heyvanlarda cinsi hüceyrələrin inkişafı

Gametogenez(yunan dilindən gamet- arvad, gametlər- ər və genezis- mənşə, meydana çıxma) yetkin mikrob hüceyrələrinin əmələ gəlməsi prosesidir.

Cinsi çoxalma üçün ən çox iki fərd tələb olunduğundan - fərqli cinsi hüceyrələr - yumurta və sperma istehsal edən qadın və kişi, onda bu gametlərin formalaşması prosesləri fərqli olmalıdır.

Prosesin xarakteri əhəmiyyətli dərəcədə onun bitki və ya heyvan hüceyrəsində baş verməsindən asılıdır, çünki bitkilərdə gametlərin əmələ gəlməsi zamanı yalnız mitoz, heyvanlarda isə həm mitoz, həm də meyoz baş verir.

Bitkilərdə mikrob hüceyrələrinin inkişafı. Anjiyospermlərdə kişi və qadın reproduktiv hüceyrələrinin əmələ gəlməsi çiçəyin müxtəlif hissələrində - müvafiq olaraq erkəkciklərdə və pistillərdə baş verir.

Kişi reproduktiv hüceyrələrinin meydana gəlməsindən əvvəl - mikroqametogenez(yunan dilindən mikro- kiçik) - olur mikrosporogenez, yəni erkəkciklərin anterlərində mikrosporların əmələ gəlməsi. Bu proses ana hüceyrənin meyotik bölünməsi ilə əlaqələndirilir və nəticədə dörd haploid mikrospor meydana gəlir. Mikroqametogenez mikrosporun mitotik bölünməsi ilə əlaqələndirilir, iki hüceyrədən erkək gametofit - böyük bir hüceyrədən əmələ gəlir. vegetativ(sifonogen) və dayazdır generativ. Bölündükdən sonra erkək gametofit sıx membranlarla örtülür və polen taxılını əmələ gətirir. Bəzi hallarda, hətta polen yetişmə prosesində və bəzən yalnız pistilin damğasına keçdikdən sonra, generativ hüceyrə iki hərəkətsiz kişi cinsi hüceyrə yaratmaq üçün mitotik bölünür - sperma. Tozlanmadan sonra vegetativ hüceyrədən bir polen borusu əmələ gəlir ki, bunun vasitəsilə sperma mayalanma üçün pistilin yumurtalığına nüfuz edir.

Bitkilərdə qadın germ hüceyrələrinin inkişafına deyilir meqaqametogenez(yunan dilindən megas- böyük). Bundan əvvəl olan pistilin yumurtalığında meydana gəlir meqasporogenez, bunun nəticəsində nüvədə yatan meqasporun ana hüceyrəsindən meyoz bölünmə yolu ilə dörd meqaspor əmələ gəlir. Meqasporlardan biri mitotik olaraq üç dəfə bölünərək qadın gametofitinə - səkkiz nüvəli bir embrion kisəsinə verilir. Qız hüceyrələrinin sitoplazmalarının sonrakı ayrılması ilə nəticələnən hüceyrələrdən biri yumurtaya çevrilir, onun tərəflərində sinergidlər adlanır, embrion kisəsinin əks ucunda üç antipod meydana gəlir və mərkəzdə. , iki haploid nüvənin birləşməsi nəticəsində diploid mərkəzi hüceyrə əmələ gəlir.

Heyvanlarda mikrob hüceyrələrinin inkişafı. Heyvanlarda germ hüceyrələrinin əmələ gəlməsinin iki prosesi var - spermatogenez və oogenez.

Spermatogenez(yunan dilindən sperma, sperma- toxum və genezis- mənşəyi, meydana gəlməsi) yetkin kişi cinsiyyət hüceyrələrinin - sperma əmələ gəlməsi prosesidir. İnsanlarda xayalarda və ya xayalarda baş verir və dörd dövrə bölünür: çoxalma, böyümə, yetişmə və formalaşma.

IN çoxalma mövsümü primordial mikrob hüceyrələri mitotik bölünür, nəticədə diploid əmələ gəlir spermatoqoniya. IN böyümə dövrü spermatoqoniyalar sitoplazmada qida toplayır, ölçüsünü artırır və çevrilir ilkin spermatositlər, və ya 1-ci dərəcəli spermatositlər. Yalnız bundan sonra onlar meioza keçirlər ( yetişmə dövrü), bunun nəticəsində ilk ikisi əmələ gəlir ikincili spermatosit, və ya 2-ci dərəcəli spermatositlər, və sonra - hələ də kifayət qədər böyük miqdarda sitoplazması olan dörd haploid hüceyrə - spermatidlər. IN formalaşma dövrü onlar demək olar ki, bütün sitoplazmalarını itirir və spermaya çevrilərək bayraq əmələ gətirirlər.

Sperma, və ya canlılar, - baş, boyun və quyruğu olan çox kiçik mobil kişi reproduktiv hüceyrələri.

IN baş, əsasdan əlavə, edir akrozom- gübrələmə zamanı yumurta membranlarının əriməsini təmin edən dəyişdirilmiş Golgi kompleksi. IN uşaqlıq boynu hüceyrə mərkəzinin sentriolları və əsasıdır at quyruğu sperma hərəkətini birbaşa dəstəkləyən mikrotubullar əmələ gətirir. O, həmçinin spermanı hərəkət üçün ATP enerjisi ilə təmin edən mitoxondriləri ehtiva edir.

Oogenez(yunan dilindən BMT- yumurta və genezis- mənşə, meydana çıxma) yetkin qadın cinsi hüceyrələrinin - yumurtaların əmələ gəlməsi prosesidir. İnsanlarda yumurtalıqlarda baş verir və üç dövrdən ibarətdir: çoxalma, böyümə və yetişmə. Spermatogenezdə olduğu kimi çoxalma və böyümə dövrləri baş verir intrauterin inkişaf. Bu zaman mitoz nəticəsində ilkin cinsi hüceyrələrdən diploid hüceyrələr əmələ gəlir. oogonia sonra diploid birinciliyə çevrilir oositlər, və ya 1-ci dərəcəli oositlər. Meyoz və sonrakı sitokinezdə meydana gəlir yetişmə dövrü, ana hüceyrənin sitoplazmasının qeyri-bərabər bölünməsi ilə xarakterizə olunur ki, nəticədə əvvəlcə biri əldə edilir. ikincili oosit, və ya 2-ci dərəcəli oosit, Və ilk qütb bədəni, və sonra ikincil oositdən - qida maddələrinin bütün ehtiyatını saxlayan yumurta və ikinci qütb bədəni, birinci qütb bədəni isə ikiyə bölünür. Qütb cisimləri artıq genetik material alır.

İnsanlarda yumurta 28-29 gün ara ilə istehsal olunur. Yumurtaların yetişməsi və sərbəst buraxılması ilə əlaqəli dövrə menstruasiya deyilir.

yumurta- iri dişi cinsi hüceyrə, yalnız haploid xromosom dəstini deyil, həm də embrionun sonrakı inkişafı üçün əhəmiyyətli bir qida təchizatı daşıyır.

Məməlilərdə yumurta dörd membranla örtülmüşdür ki, bu da müxtəlif amillərlə zədələnmə ehtimalını azaldır. İnsanlarda yumurtanın diametri 150-200 mikrona çatır, dəvəquşuda isə bir neçə santimetrə çata bilər.

Hüceyrə bölünməsi orqanizmlərin böyüməsi, inkişafı və çoxalması üçün əsasdır. Mitoz və meyozun rolu

Əgər birhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrə bölünməsi fərdlərin sayının artmasına, yəni çoxalmaya səbəb olursa, çoxhüceyrəli orqanizmlərdə bu proses müxtəlif mənalara malik ola bilər. Beləliklə, embrion hüceyrələrin ziqotdan başlayaraq bölünməsi bir-biri ilə əlaqəli böyümə və inkişaf proseslərinin bioloji əsasını təşkil edir. Bənzər dəyişikliklər insanlarda yeniyetməlik dövründə müşahidə olunur, bu zaman hüceyrələrin sayı təkcə artmır, həm də bədəndə keyfiyyət dəyişikliyi baş verir. Çoxhüceyrəli orqanizmlərin çoxalması da hüceyrə bölünməsinə əsaslanır, məsələn, cinsiyyətsiz çoxalmada bu proses sayəsində orqanizmin bir hissəsindən bütün orqanizm bərpa olunur, cinsi çoxalmada isə gametogenez prosesində cinsi hüceyrələr. əmələ gəlir ki, bu da sonradan yeni bir orqanizmin yaranmasına səbəb olur. Qeyd etmək lazımdır ki, eukaryotik hüceyrənin bölünməsinin əsas üsulları - mitoz və meyoz - orqanizmlərin həyat dövrlərində müxtəlif mənalara malikdir.

Mitoz nəticəsində qız hüceyrələri arasında irsi materialın bərabər paylanması baş verir - ananın dəqiq nüsxələri. Mitoz olmadan tək hüceyrədən, ziqotdan inkişaf edən çoxhüceyrəli orqanizmlərin mövcudluğu və böyüməsi qeyri-mümkün olardı, çünki belə orqanizmlərin bütün hüceyrələri eyni genetik məlumatı ehtiva etməlidir.

Bölünmə prosesində qız hüceyrələr struktur və funksiyalarında getdikcə daha müxtəlif olur ki, bu da hüceyrələrarası qarşılıqlı təsir nəticəsində onlarda getdikcə daha çox yeni gen qruplarının aktivləşməsi ilə əlaqələndirilir. Beləliklə, orqanizmin inkişafı üçün mitoz lazımdır.

Hüceyrə bölünməsinin bu üsulu aseksual çoxalma və zədələnmiş toxumaların, eləcə də orqanların bərpası (bərpa) prosesləri üçün lazımdır.

Meiosis, öz növbəsində, cinsi çoxalma zamanı karyotipin sabitliyini təmin edir, çünki cinsi çoxalmadan əvvəl xromosom dəstini yarıya endirir, sonra mayalanma nəticəsində bərpa olunur. Bundan əlavə, meioz, qız hüceyrələrində xromosomların kəsişməsi və təsadüfi birləşməsi səbəbindən valideyn genlərinin yeni birləşmələrinin yaranmasına səbəb olur. Bunun sayəsində nəsil genetik cəhətdən müxtəlif olur ki, bu da təbii seçim üçün material verir və təkamül üçün maddi əsasdır. Xromosomların sayının, formasının və ölçüsünün dəyişməsi bir tərəfdən orqanizmin inkişafında müxtəlif sapmaların yaranmasına və hətta onun ölümünə, digər tərəfdən isə fərdlərin yaranmasına səbəb ola bilər. mühitə daha çox uyğunlaşır.

Beləliklə, hüceyrə orqanizmlərin böyümə, inkişaf və çoxalma vahididir.

(nüvə). Prokaryotik hüceyrələr daha sadə quruluşa malikdirlər, görünür, onlar təkamül prosesində daha əvvəl yaranıblar. Eukaryotik hüceyrələr daha mürəkkəbdir və sonra yaranmışdır. İnsan bədənini təşkil edən hüceyrələr eukaryotikdir.

Formaların müxtəlifliyinə baxmayaraq, bütün canlı orqanizmlərin hüceyrələrinin təşkili ümumi struktur prinsiplərinə tabedir.

Prokaryotik hüceyrə

Eukaryotik hüceyrə

Eukaryotik hüceyrənin quruluşu

Heyvan hüceyrəsinin səth kompleksi

ibarətdir glikokaliks, plazma membranları və altında yerləşən sitoplazmanın kortikal təbəqəsi. Plazma membranına hüceyrənin xarici membranı olan plazmalemma da deyilir. Bu, təxminən 10 nanometr qalınlığında olan bioloji membrandır. Hüceyrədən kənar mühitə münasibətdə ilk növbədə məhdudlaşdırıcı funksiyanı təmin edir. Bundan əlavə, nəqliyyat funksiyasını yerinə yetirir. Hüceyrə öz membranının bütövlüyünü qorumaq üçün enerji sərf etmir: molekullar yağ molekullarının bir yerdə saxlandığı eyni prinsipə əsasən bir yerdə saxlanılır - molekulların hidrofobik hissələrinin yaxın yerdə yerləşməsi termodinamik baxımdan daha sərfəlidir. bir-birinə. Qlikokaliks plazmalemmada “lövbər salmış” oliqosakaridlərin, polisaxaridlərin, qlikoproteinlərin və qlikolipidlərin molekullarıdır. Qlikokaliks reseptor və marker funksiyalarını yerinə yetirir. Heyvan hüceyrələrinin plazma membranı əsasən zülal molekulları, xüsusən də səth antigenləri və reseptorları ilə kəsişmiş fosfolipidlərdən və lipoproteinlərdən ibarətdir. Sitoplazmanın kortikal (plazma membranına bitişik) təbəqəsində xüsusi sitoskeletal elementlər - müəyyən bir şəkildə sıralanmış aktin mikrofilamentləri var. Kortikal təbəqənin (korteks) əsas və ən vacib funksiyası psevdopodial reaksiyalardır: psevdopodiyanın çıxarılması, bağlanması və büzülməsi. Bu vəziyyətdə mikrofilamentlər yenidən qurulur, uzadılır və ya qısaldılır. Hüceyrənin forması (məsələn, mikrovillilərin olması) kortikal təbəqənin sitoskeletinin strukturundan da asılıdır.

Sitoplazmatik quruluş

Sitoplazmanın maye komponenti də sitozol adlanır. İşıq mikroskopu altında hüceyrənin nüvənin və digər orqanoidlərin "üzən" maye plazma və ya sol kimi bir şeylə dolu olduğu görünürdü. Əslində bu doğru deyil. Eukaryotik hüceyrənin daxili məkanı ciddi şəkildə nizamlanır. Orqanoidlərin hərəkəti hüceyrədaxili "yollar" kimi xidmət edən mikrotubullar adlanan xüsusi nəqliyyat sistemlərinin və "motor" rolunu oynayan xüsusi zülalların dinin və kinesinlərin köməyi ilə əlaqələndirilir. Fərdi zülal molekulları da bütün hüceyrədaxili məkanda sərbəst yayılmır, lakin hüceyrənin nəqliyyat sistemləri tərəfindən tanınan səthindəki xüsusi siqnallardan istifadə edərək lazımi bölmələrə yönəldilir.

Endoplazmik retikulum

Eukaryotik hüceyrədə bir-birinə keçən membran bölmələri (borular və sisternlər) sistemi mövcuddur ki, bu da endoplazmatik retikulum (və ya endoplazmatik retikulum, ER və ya EPS) adlanır. ER-nin membranlarına ribosomların bağlandığı hissəsinə deyilir dənəvər(və ya kobud) endoplazmatik retikulum, onun membranlarında zülal sintezi baş verir. Divarlarında ribosomları olmayan bölmələr kimi təsnif edilir hamar(və ya aqranulyar) Lipid sintezində iştirak edən ER. Hamar və dənəvər ER-nin daxili boşluqları təcrid olunmur, lakin bir-birinə keçir və nüvə zərfinin lümeni ilə əlaqə qurur.

Golgi aparatı

Əsas

Sitoskeleton

Sentriollar

Mitoxondriya

Pro- və eukaryotik hüceyrələrin müqayisəsi

Eukariotlar və prokaryotlar arasındakı ən mühüm fərq uzun müddətdir formalaşmış nüvənin və membran orqanoidlərinin olması hesab olunurdu. Ancaq 1970-1980-ci illərdə. aydın oldu ki, bu, yalnız sitoskeletonun təşkilində daha dərin fərqlərin nəticəsidir. Bir müddətdir ki, sitoskeletonun yalnız eukariotlar üçün xarakterik olduğuna inanılırdı, lakin 1990-cı illərin ortalarında. eukariotların sitoskeletonunun əsas zülallarına homoloji olan zülallar da bakteriyalarda aşkar edilmişdir.

Bu, eukariotlara mobil daxili membran orqanoidləri sistemi yaratmağa imkan verən xüsusi strukturlaşdırılmış sitoskeletin olmasıdır. Bundan əlavə, sitoskeleton endo- və ekzositozun baş verməsinə imkan verir (eukaryotik hüceyrələrdə mitoxondriya və plastidlər də daxil olmaqla hüceyrədaxili simbionların endositoz sayəsində meydana gəldiyi güman edilir). Eukaryotik sitoskeletonun digər mühüm funksiyası eukaryotik hüceyrənin nüvəsinin (mitoz və meyoz) və bədəninin (sitotomiya) bölünməsini təmin etməkdir (prokaryotik hüceyrələrin bölünməsi daha sadə şəkildə təşkil olunur). Sitoskeletonun quruluşundakı fərqlər pro- və eukariotlar arasındakı digər fərqləri də izah edir - məsələn, prokaryotik hüceyrələrin formalarının sabitliyi və sadəliyi və formanın əhəmiyyətli müxtəlifliyi və eukaryotik hüceyrələrdə onu dəyişdirmək qabiliyyəti, həmçinin sonuncunun nisbətən böyük ölçüsü. Beləliklə, prokaryotik hüceyrələrin ölçüləri orta hesabla 0,5-5 mikron, eukaryotik hüceyrələrin ölçüləri orta hesabla 10 ilə 50 mikron arasındadır. Bundan əlavə, yalnız eukariotlar arasında həqiqətən nəhəng hüceyrələr var, məsələn, köpəkbalığı və ya dəvəquşuların kütləvi yumurtaları (bir quş yumurtasında, bütün sarısı bir nəhəng yumurtadır), iri məməlilərin neyronları, prosesləri sitoskeleton tərəfindən gücləndirilir. , uzunluğu onlarla santimetrə çata bilər.

Anaplaziya

Məhv hüceyrə quruluşu(məsələn, bədxassəli şişlərdə) anaplaziya adlanır.

Hüceyrə kəşfinin tarixi

Hüceyrələri ilk görən ingilis alimi Robert Huk (Huk qanunu sayəsində bizə məlumdur) olmuşdur. İldə mantar ağacının niyə bu qədər yaxşı üzdüyünü anlamağa çalışan Huk təkmilləşdirdiyi mikroskopdan istifadə edərək mantarın nazik hissələrini tədqiq etməyə başladı. O, mantarın ona monastır hüceyrələrini xatırladan çoxlu kiçik hüceyrələrə bölündüyünü kəşf etdi və bu hüceyrələri hüceyrələr adlandırdı (ingilis dilində hüceyrə “hüceyrə, hüceyrə, hüceyrə” deməkdir). Elə həmin il hollandiyalı usta Anton van Leeuwenhoek (-) ilk dəfə mikroskopdan istifadə edərək "heyvanları" - hərəkət edən canlı orqanizmləri bir damla suda gördü. Beləliklə, artıq 18-ci əsrin əvvəllərində elm adamları yüksək böyüdülən bitkilərin hüceyrə quruluşuna sahib olduğunu bilirdilər və sonradan birhüceyrəli adlandırılan bəzi orqanizmləri gördülər. Lakin orqanizmlərin quruluşunun hüceyrə nəzəriyyəsi yalnız 19-cu əsrin ortalarında, daha güclü mikroskoplar meydana çıxdıqdan və hüceyrələrin bərkidilməsi və rənglənməsi üsulları işlənib hazırlandıqdan sonra formalaşmışdır. Onun yaradıcılarından biri Rudolf Virchow idi, lakin onun fikirlərində bir sıra səhvlər var idi: məsələn, o, hüceyrələrin bir-biri ilə zəif bağlı olduğunu və hər birinin “özlüyündə” mövcud olduğunu güman edirdi. Yalnız sonra hüceyrə sisteminin bütövlüyünü sübut etmək mümkün oldu.

Həmçinin baxın

• Bakteriyaların, bitkilərin və heyvanların hüceyrə quruluşunun müqayisəsi

Bağlantılar

• Molecular Biology Of The Cell, 4-cü nəşr, 2002 - İngilis dilində molekulyar biologiya dərsliyi
• Sitologiya və Genetika (0564-3783) müəllifin seçimi ilə rus, ukrayna və ingilis dillərində ingilis dilinə tərcümə edilmiş məqalələr dərc edir (0095-4527)

Wikimedia Fondu.

2010.

Digər lüğətlərdə "Hüceyrə (biologiya)" sözünün nə olduğuna baxın: BİOLOGİYA - BİOLOGİYA. Mündəricat: I. Biologiyanın tarixi.............. 424 Vitalizm və mexanizm. 16-18-ci əsrlərdə empirik elmlərin yaranması. Təkamül nəzəriyyəsinin yaranması və inkişafı. 19-cu əsrdə fiziologiyanın inkişafı. Hüceyrə elminin inkişafı. 19-cu əsrin nəticələri... Böyük

tibb ensiklopediyası - (cellula, cytus), bütün canlı orqanizmlərin əsas struktur və funksional vahidi, elementar canlı sistem. Şöbə kimi mövcud ola bilər. orqanizmdə (bakteriyalar, protozoa, bəzi yosunlar və göbələklər) və ya çoxhüceyrəli heyvanların toxumalarında,... ...

Bioloji ensiklopedik lüğət Bioloji ensiklopediya

Bu terminin başqa mənaları da var, bax Hüceyrə (mənalar). İnsan qan hüceyrələri (HBC) ... Vikipediya

Canlı orqanizmlərin kimyəvi tərkibi

Canlı orqanizmlərin kimyəvi tərkibi iki formada ifadə edilə bilər: atomik və molekulyar. Atom (elementar) tərkibi canlı orqanizmlərə daxil olan elementlərin atomlarının nisbətini göstərir. Molekulyar (material) tərkibi maddələrin molekullarının nisbətini əks etdirir.

Kimyəvi elementlər qeyri-üzvi və üzvi maddələrin ionları və molekulları şəklində hüceyrələrin bir hissəsidir. Hüceyrədəki ən vacib qeyri-üzvi maddələr su və mineral duzlar, ən vacib üzvi maddələr karbohidratlar, lipidlər, zülallar və nuklein turşularıdır.

Su bütün canlı orqanizmlərin əsas komponentidir. Əksər canlı orqanizmlərin hüceyrələrində orta su miqdarı təxminən 70% -dir.

Sulu hüceyrə məhlulunda olan mineral duzlar kationlara və anionlara ayrılır. Ən vacib kationlar K+, Ca2+, Mg2+, Na+, NHJ, anionlar Cl-, SO2-, HPO2-, H2PO-, HCO-, NO-dur.

Karbohidratlar - sadə şəkərlərin bir və ya bir çox molekulundan ibarət üzvi birləşmələr. Heyvan hüceyrələrində karbohidratların miqdarı 1-5%, bəzi bitki hüceyrələrində isə 70%-ə çatır.

Lipidlər - suda praktiki olaraq həll olunmayan yağlar və piyəbənzər üzvi birləşmələr. Müxtəlif hüceyrələrdə onların məzmunu çox dəyişir: bitki toxumlarının hüceyrələrində və heyvanların yağ toxumasında 2-3% -dən 50-90% -ə qədər.

dələlər monomerləri amin turşuları olan bioloji heteropolimerlərdir. Zülalların əmələ gəlməsində yalnız 20 amin turşusu iştirak edir. Onlara əsas və ya əsas deyilir. Amin turşularının bəziləri heyvanlarda və insanlarda sintez olunmur və bitki mənşəli qidalardan təmin edilməlidir (bunlara əsas deyilir).

Nuklein turşuları. Nuklein turşularının iki növü var: DNT və RNT. Nuklein turşuları monomerləri nukleotidlər olan polimerlərdir.

Hüceyrə quruluşu

Hüceyrə nəzəriyyəsinin yaranması

• Robert Huk 1665-ci ildə mantarın bir hissəsində hüceyrələri kəşf etdi və ilk dəfə "hüceyrə" terminindən istifadə etdi.
• Anthony van Leeuwenhoek təkhüceyrəli orqanizmləri kəşf etdi.
• 1838-ci ildə Matthias Schleiden və 1839-cu ildə Tomas Schwann hüceyrə nəzəriyyəsinin əsas prinsiplərini formalaşdırdılar. Lakin onlar səhvən hüceyrələrin ilkin hüceyrə olmayan maddədən əmələ gəldiyinə inanırdılar.
• Rudolf Virchow 1858-ci ildə sübut etdi ki, bütün hüceyrələri digər hüceyrələrdən əmələ gətirirlər hüceyrə bölünməsi.

Hüceyrə nəzəriyyəsinin əsas prinsipləri

1. Hüceyrə bütün canlıların struktur vahididir. Bütün canlı orqanizmlər hüceyrələrdən ibarətdir (viruslar istisna olmaqla).
2. Hüceyrə bütün canlıların funksional vahididir. Hüceyrə həyati funksiyaların bütün kompleksini nümayiş etdirir.
3. Hüceyrə bütün canlıların inkişaf vahididir. Yeni hüceyrələr yalnız ilkin (ana) hüceyrənin bölünməsi nəticəsində əmələ gəlir.
4. Hüceyrə bütün canlıların genetik vahididir. Hüceyrənin xromosomlarında bütün orqanizmin inkişafı haqqında məlumatlar var.
5. Bütün orqanizmlərin hüceyrələri kimyəvi tərkibinə, quruluşuna və funksiyalarına görə oxşardır.

Hüceyrə təşkilatının növləri

Canlı orqanizmlər arasında yalnız virusların hüceyrə quruluşu yoxdur. Bütün digər orqanizmlər hüceyrə həyat formaları ilə təmsil olunur. Hüceyrə quruluşunun iki növü var: prokaryotik və eukaryotik. Prokaryotlara bakteriyalar, eukariotlara bitkilər, göbələklər və heyvanlar daxildir.

Prokaryotik hüceyrələr nisbətən sadədir. Onların nüvəsi yoxdur, DNT-nin sitoplazmada yerləşdiyi sahə nukleoid adlanır, yeganə DNT molekulu dairəvidir və zülallarla əlaqəli deyil, hüceyrələr eukaryotiklərdən kiçikdir, hüceyrə divarına qlikopeptid - murein, membran orqanoidləri yoxdur, onların funksiyalarını plazma membranının invaginasiyaları yerinə yetirir, ribosomlar kiçikdir, mikrotubullar yoxdur, buna görə də sitoplazma hərəkətsizdir, kirpiklər və flagellalar xüsusi bir quruluşa malikdir.

Eukaryotik hüceyrələrdə xromosomların yerləşdiyi bir nüvə var - sitoplazmada müxtəlif membran orqanoidləri ilə əlaqəli xətti DNT molekulları yerləşir;

Bitki hüceyrələri qalın selüloz hüceyrə divarının, plastidlərin və nüvəni periferiyaya sıxışdıran böyük mərkəzi vakuolun olması ilə fərqlənir. Ali bitkilərin hüceyrə mərkəzində sentriollar yoxdur. Saxlama karbohidratı nişastadır.

Göbələk hüceyrələrində xitin olan hüceyrə divarı, sitoplazmada mərkəzi vakuol var və plastidlər yoxdur. Yalnız bəzi göbələklərin hüceyrə mərkəzində sentriol var. Əsas ehtiyat karbohidrat glikogendir.

Heyvan hüceyrələri, bir qayda olaraq, nazik bir hüceyrə divarına malikdir, plastidləri ehtiva etmir və mərkəzi vakuol hüceyrə mərkəzi bir sentriol ilə xarakterizə olunur; Saxlama karbohidratı glikogendir.

Eukaryotik hüceyrənin quruluşu

Tipik bir eukaryotik hüceyrənin üç komponenti var: membran, sitoplazma və nüvə.

Hüceyrə membranı

Xaricdə hüceyrə membranla əhatə olunub, onun əsasını plazma membranı və ya tipik quruluşa və qalınlığı 7,5 nm olan plazmalemma təşkil edir.

Hüceyrə membranı mühüm və çox müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir: hüceyrənin formasını təyin edir və saxlayır; hüceyrəni zərərli bioloji agentlərin nüfuzunun mexaniki təsirlərindən qoruyur; bir çox molekulyar siqnalın qəbulunu həyata keçirir (məsələn, hormonlar); hüceyrənin daxili məzmununu məhdudlaşdırır; hüceyrə və ətraf mühit arasında maddələr mübadiləsini tənzimləyir, hüceyrədaxili tərkibin sabitliyini təmin edir; hüceyrələrarası təmasların formalaşmasında iştirak edir və müxtəlif növlər sitoplazmanın spesifik çıxıntıları (mikrovillilər, kirpiklər, bayraqlar).

Heyvan hüceyrələrinin membranındakı karbon komponentinə qlikokaliks deyilir.

Hüceyrə ilə onun ətraf mühiti arasında maddələr mübadiləsi daim baş verir. Maddələrin hüceyrəyə daxil və xaricə daşınma mexanizmləri daşınan hissəciklərin ölçüsündən asılıdır. Kiçik molekullar və ionlar hüceyrə tərəfindən birbaşa membran vasitəsilə aktiv və passiv nəqliyyat şəklində daşınır.

Növündən və istiqamətindən asılı olaraq endositoz və ekzositoz fərqlənir.

Bərk və böyük hissəciklərin udulması və sərbəst buraxılması müvafiq olaraq faqositoz və əks faqositoz adlanır, maye və ya həll olunmuş hissəciklər pinositoz və əks pinositoz adlanır;

sitoplazma

Sitoplazma hüceyrənin daxili tərkibidir və hialoplazmadan və orada yerləşən müxtəlif hüceyrədaxili strukturlardan ibarətdir.

Hialoplazma (matris) özlülüyünü dəyişə bilən və tərkibində olan qeyri-üzvi və üzvi maddələrin sulu məhluludur. daimi hərəkət. Sitoplazmanın hərəkət və ya axma qabiliyyəti sikloz adlanır.

Matris çoxlu fiziki və kimyəvi proseslərin baş verdiyi və hüceyrənin bütün elementlərini vahid sistemdə birləşdirən aktiv mühitdir.

Hüceyrənin sitoplazmatik strukturları daxilolmalar və orqanoidlərlə təmsil olunur. Daxiletmələr nisbətən qeyri-sabitdir, həyatın müəyyən anlarında müəyyən növ hüceyrələrdə olur, məsələn, qida maddələri (nişasta taxılları, zülallar, glikogen damcıları) və ya hüceyrədən ayrılacaq məhsullar kimi. Orqanoidlər, müəyyən bir quruluşa malik olan və həyati funksiyanı yerinə yetirən əksər hüceyrələrin daimi və vacib komponentləridir.

Eukaryotik hüceyrənin membran orqanoidlərinə endoplazmatik retikulum, Qolji aparatı, mitoxondriya, lizosomlar və plastidlər daxildir.

Endoplazmik retikulum. Hamısı daxili zona Sitoplazma çoxsaylı kiçik kanallar və boşluqlarla doludur, onların divarları strukturuna görə plazma membranına oxşar membranlardır. Bu kanallar şaxələnir, bir-biri ilə əlaqələnir və endoplazmatik retikulum adlanan şəbəkə əmələ gətirir.

Endoplazmik retikulum quruluşunda heterojendir. Onun iki növü məlumdur: dənəvər və hamar. Dənəvi şəbəkənin kanallarının və boşluqlarının membranlarında çoxlu kiçik yuvarlaq cisimlər - ribosomlar var ki, bunlar membranlara kobud görünüş verir. Hamar endoplazmatik retikulumun membranları səthində ribosom daşımır.

Endoplazmik retikulum bir çox müxtəlif funksiyaları yerinə yetirir. Qranulyar endoplazmatik retikulumun əsas funksiyası ribosomlarda baş verən zülal sintezində iştirak etməkdir.

Lipidlərin və karbohidratların sintezi hamar endoplazmatik retikulumun membranlarında baş verir. Bütün bu sintez məhsulları kanallarda və boşluqlarda toplanır və sonra hüceyrənin müxtəlif orqanoidlərinə daşınır, burada istehlak olunur və ya hüceyrə daxilolmaları kimi sitoplazmada yığılır. Endoplazmatik retikulum hüceyrənin əsas orqanoidlərini birləşdirir.

Golgi aparatı

Sinir hüceyrələri kimi bir çox heyvan hüceyrəsində nüvənin ətrafında yerləşən kompleks şəbəkə şəklini alır. Bitkilərin və protozoaların hüceyrələrində Golgi aparatı fərdi oraq və ya çubuq formalı cisimlərlə təmsil olunur. Bu orqanoidin quruluşu formasının müxtəlifliyinə baxmayaraq, bitki və heyvan orqanizmlərinin hüceyrələrində oxşardır.

Golgi aparatına daxildir: membranlarla bağlanmış və qruplar halında yerləşən boşluqlar (5-10); boşluqların uclarında yerləşən böyük və kiçik baloncuklar. Bütün bu elementlər vahid kompleks təşkil edir.

Golgi aparatı bir çox vacib funksiyaları yerinə yetirir. Məhsullar endoplazmatik retikulumun kanalları ilə ona nəql olunur sintetik fəaliyyət hüceyrələr - zülallar, karbohidratlar və yağlar. Bütün bu maddələr əvvəlcə toplanır, sonra isə irili-xırdalı qabarcıqlar şəklində sitoplazmaya daxil olur və ya hüceyrənin öz həyatında istifadə olunur, ya da ondan çıxarılaraq orqanizmdə istifadə olunur. Məsələn, məməlilərin mədəaltı vəzinin hüceyrələrində orqanoidin boşluqlarında toplanan həzm fermentləri sintez olunur. Daha sonra fermentlərlə dolu baloncuklar əmələ gəlir. Onlar hüceyrələrdən mədəaltı vəzi kanalına atılır, oradan bağırsaq boşluğuna axır. Bu orqanoidin digər mühüm funksiyası ondan ibarətdir ki, onun membranlarında hüceyrədə istifadə olunan və membranların bir hissəsi olan yağların və karbohidratların (polisaxaridlərin) sintezi baş verir. Golgi aparatının fəaliyyəti sayəsində plazma membranının yenilənməsi və böyüməsi baş verir.

Mitoxondriya

Heyvan və bitki hüceyrələrinin əksəriyyətinin sitoplazmasında kiçik cisimlər (0,2-7 mikron) - mitoxondriyalar (yun. "mitos" - sap, "xondrion" - taxıl, qranul) olur.

Mitoxondriyalar işıq mikroskopunda aydın görünür, onun köməyi ilə onların formasını, yerini yoxlaya və sayını hesablaya bilərsiniz. istifadə edərək mitoxondriyanın daxili strukturu tədqiq edilmişdir elektron mikroskop. Mitoxondrial qabıq iki membrandan ibarətdir - xarici və daxili. Xarici membran hamardır, heç bir qıvrım və ya çıxıntı əmələ gətirmir. Daxili membran, əksinə, mitoxondrial boşluğa yönəldilmiş çoxsaylı qıvrımlar əmələ gətirir. Daxili membranın qıvrımları cristae adlanır (latınca "crista" - silsilə, çıxıntı) Kristaların sayı müxtəlif hüceyrələrin mitoxondrilərində dəyişir. Onlardan bir neçə yüzdən bir neçə yüzə qədər ola bilər, xüsusən də əzələ hüceyrələri kimi aktiv fəaliyyət göstərən hüceyrələrin mitoxondrilərində çoxlu kristallar var.

Mitoxondriya deyilir elektrik stansiyaları"hüceyrələr" çünki onların əsas funksiyası adenozin trifosfor turşusunun (ATP) sintezidir. Bu turşu bütün orqanizmlərin hüceyrələrinin mitoxondrilərində sintez olunur və hüceyrənin və bütün orqanizmin həyati prosesləri üçün zəruri olan universal enerji mənbəyidir.

Yeni mitoxondriyalar hüceyrədə artıq mövcud olan mitoxondrilərin bölünməsi nəticəsində əmələ gəlir.

Lizosomlar

Onlar kiçik yuvarlaq bədənlərdir. Hər bir lizosom sitoplazmadan membranla ayrılır. Lizosomun içərisində zülalları, yağları, karbohidratları və nuklein turşularını parçalayan fermentlər var.

Lizosomlar sitoplazmaya daxil olmuş qida hissəciyinə yaxınlaşır, onunla birləşir və bir həzm vakuolu əmələ gəlir, onun daxilində lizosom fermentləri ilə əhatə olunmuş qida hissəciyi var. Qida hissəciklərinin həzm olunması nəticəsində əmələ gələn maddələr sitoplazmaya daxil olur və hüceyrə tərəfindən istifadə olunur.

Qida maddələrini aktiv şəkildə həzm etmək qabiliyyətinə malik olan lizosomlar həyati fəaliyyət zamanı ölən hüceyrə hissələrinin, bütün hüceyrələrin və orqanların çıxarılmasında iştirak edirlər. Hüceyrədə daim yeni lizosomların əmələ gəlməsi baş verir. Lizosomların tərkibində olan fermentlər, digər zülallar kimi, sitoplazmadakı ribosomlarda sintez olunur. Sonra bu fermentlər endoplazmatik retikulum vasitəsilə Qolji aparatına keçir, onun boşluqlarında lizosomlar əmələ gəlir. Bu formada lizosomlar sitoplazmaya daxil olurlar.

Plastidlər

Plastidlər bütün bitki hüceyrələrinin sitoplazmasında olur. Heyvan hüceyrələrində plastidlər yoxdur. Plastidlərin üç əsas növü var: yaşıl - xloroplastlar; qırmızı, narıncı və sarı - xromoplastlar; rəngsiz - leykoplastlar.

Əksər hüceyrələr üçün membran quruluşuna malik olmayan orqanoidlər də lazımdır. Bunlara ribosomlar, mikrofilamentlər, mikrotubullar və hüceyrə mərkəzi daxildir.

Ribosomlar. Ribosomlar bütün orqanizmlərin hüceyrələrində olur. Bunlar 15-20 nm diametrli mikroskopik yuvarlaq cisimlərdir. Hər bir ribosom kiçik və böyük ölçülü iki qeyri-bərabər hissəcikdən ibarətdir.

Bir hüceyrədə minlərlə ribosom var, onlar ya dənəvər endoplazmatik retikulumun membranlarında yerləşir və ya sitoplazmada sərbəst şəkildə yerləşirlər; Ribosomlarda zülallar və RNT var. Ribosomların funksiyası protein sintezidir. Protein sintezi bir ribosom tərəfindən deyil, bütöv bir qrup, o cümlədən bir neçə onlarla birləşmiş ribosom tərəfindən həyata keçirilən mürəkkəb bir prosesdir. Bu qrup ribosomlara polisom deyilir. Sintez edilmiş zülallar əvvəlcə endoplazmatik retikulumun kanallarında və boşluqlarında toplanır və daha sonra istehlak edildiyi orqanellərə və hüceyrə sahələrinə nəql olunur. Onun membranlarında yerləşən endoplazmatik retikulum və ribosomlar zülalların biosintezi və daşınması üçün vahid aparatı təmsil edir.

Mikrotubullar və mikrofilamentlər

Müxtəlif kontraktil zülallardan ibarət olan və hüceyrənin motor funksiyalarını təyin edən ip kimi strukturlar. Mikrotubullar divarları zülallardan - tubulinlərdən ibarət olan içi boş silindrlərə bənzəyir. Mikrofilamentlər aktin və miozindən ibarət çox nazik, uzun, sap kimi strukturlardır.

Mikrotubullar və mikrofilamentlər hüceyrənin bütün sitoplazmasına nüfuz edir, onun sitoskeletini əmələ gətirir, sikloza, orqanoidlərin hüceyrədaxili hərəkətinə, nüvə materialının bölünməsi zamanı xromosomların divergensiyasına və s.

Hüceyrə mərkəzi (centrosom). Heyvan hüceyrələrində nüvənin yaxınlığında hüceyrə mərkəzi adlanan orqanoid var. Hüceyrə mərkəzinin əsas hissəsi sıxlaşmış sitoplazmanın kiçik bir sahəsində yerləşən iki kiçik cisimdən - sentriollardan ibarətdir. Hər bir sentriol uzunluğu 1 µm-ə qədər olan silindr şəklinə malikdir. Sentriollar oynayır mühüm rol hüceyrə bölünməsi zamanı; bölgü milinin formalaşmasında iştirak edirlər.

Təkamül prosesində müxtəlif hüceyrələr müxtəlif şəraitdə yaşamağa və müəyyən funksiyaları yerinə yetirməyə uyğunlaşdılar. Bu, yuxarıda müzakirə edilən ümumi təyinatlı orqanoidlərdən fərqli olaraq ixtisaslaşdırılmış adlanan xüsusi orqanoidlərin olmasını tələb etdi. Bunlara protozoaların kontraktil vakuolları, əzələ lifi miofibrilləri, neyrofibrillər və sinir hüceyrələrinin sinaptik vezikülləri, mikrovillilər daxildir. epitel hüceyrələri, bəzi protozoaların kirpikləri və bayraqcıqları.

Əsas

Nüvə eukaryotik hüceyrələrin ən vacib komponentidir. Əksər hüceyrələrin bir nüvəsi var, lakin çoxnüvəli hüceyrələrə də rast gəlinir (bir sıra protozoalarda, onurğalıların skelet əzələlərində). Bəzi yüksək ixtisaslaşmış hüceyrələr öz nüvələrini itirirlər (məsələn, məməlilərin qırmızı qan hüceyrələri).

Nüvə, bir qayda olaraq, sferik və ya oval formaya malikdir, daha az seqmentli və ya fusiform ola bilər. Nüvə nüvə zərfindən və tərkibində xromatin (xromosomlar) və nüvələr olan karioplazmadan ibarətdir.

Nüvə zərfi iki membrandan (xarici və daxili) əmələ gəlir və nüvə ilə sitoplazma arasında müxtəlif maddələr mübadiləsinin aparıldığı çoxsaylı məsamələri ehtiva edir.

Karioplazma (nukleoplazma) tərkibində müxtəlif zülallar, nukleotidlər, ionlar, həmçinin xromosomlar və nüvəciklər olan jele kimi məhluldur.

Nükleol kiçik yuvarlaq bir bədəndir, intensiv şəkildə boyanır və bölünməyən hüceyrələrin nüvələrində olur. Nukleolun funksiyası rRNT-nin sintezi və zülallarla əlaqəsidir, yəni. ribosomal alt bölmələrin yığılması.

Xromatin müəyyən boyalarla xüsusi olaraq boyanmış zülallarla kompleksdə DNT molekulları tərəfindən əmələ gələn yığınlar, qranullar və filamentvari strukturlardır. Xromatin daxilində DNT molekullarının müxtəlif bölmələri var müxtəlif dərəcələrdə spirallaşma və buna görə də rəngin intensivliyi və genetik fəaliyyətin təbiəti ilə fərqlənir. Xromatin bölünməyən hüceyrələrdə genetik materialın mövcudluğunun bir formasıdır və onda olan məlumatların ikiqat artırılması və həyata keçirilməsi imkanını təmin edir. Hüceyrə bölünməsi zamanı DNT spiralları və xromatin strukturları xromosomlar əmələ gətirir.

Xromosomlar genetik materialın morfoloji təşkilinin vahidləri olan və hüceyrə bölünməsi zamanı onun dəqiq paylanmasını təmin edən sıx, intensiv şəkildə boyanmış strukturlardır.

Hər bioloji növün hüceyrələrində xromosomların sayı sabitdir. Adətən bədən hüceyrələrinin nüvələrində (somatik) xromosomlar cüt-cüt deyil, cinsi hüceyrələrdə olur; Cinsi hüceyrələrdəki tək xromosom dəsti haploid (n), somatik hüceyrələrdəki xromosomlar dəsti isə diploid (2n) adlanır. Fərqli orqanizmlərin xromosomları ölçü və forma görə dəyişir.

Xromosomların sayı, ölçüsü və forması ilə xarakterizə olunan canlı orqanizmin müəyyən bir növü hüceyrələrinin xromosomlarının diploid dəsti karyotip adlanır. Somatik hüceyrələrin xromosom dəstində qoşalaşmış xromosomlar homolog, müxtəlif cütlərdən olan xromosomlar isə qeyri-homoloji adlanır. Homoloji xromosomlar ölçü, forma və tərkib baxımından eynidir (biri ana orqanizmindən, digəri ata orqanizmindən miras alınır). Karyotipin bir hissəsi kimi xromosomlar həm də kişi və qadın fərdlərində eyni olan autosomlara və ya qeyri-cinsi xromosomlara və cinsi təyinetmədə iştirak edən və kişi və qadınlarda fərqlənən heteroxromosomlara və ya cinsi xromosomlara bölünür. İnsan karyotipi 46 xromosom (23 cüt) ilə təmsil olunur: 44 autosom və 2 cinsi xromosom (qadınlarda iki eyni X xromosom, kişilərdə X və Y xromosomları var).

Nüvə genetik məlumatları saxlayır və həyata keçirir, zülalların biosintezi prosesini və zülallar vasitəsilə bütün digər həyat proseslərini idarə edir. Nüvə qız hüceyrələr arasında irsi məlumatların təkrarlanmasında və paylanmasında və nəticədə hüceyrə bölünməsinin və orqanizmin inkişaf proseslərinin tənzimlənməsində iştirak edir.