Solujen ja kudosten erilaistumisella on suuri merkitysrooli kehon kehityksessä. Kunkin solun vastuunjakoa voidaan verrata tehtaan työnjakoon: jos kukin yksikkö suorittaa vain sille kuuluvaa tehtävää, kokonaistulos voidaan saada lyhyemmässä ajassa. Sama koskee kaikkia elävää organismia, jonka elämänlaatu riippuu sen kehityksen monimutkaisuudesta ja miehitetystä evoluution markkinaraosta.
Mikä on solu: kehon elintoimintojen biologia
Solu on rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkökaikki elävät olennot. Ainoa poikkeus ovat virukset - ei-soluinen elämänmuoto. Kudos on kokoelma soluja ja solujen välistä ainetta, joilla on sama rakenne, toiminta ja alkuperä. Solun toiminnan biologia perustuu sen rakenteeseen, jonka määrää eläimen tai kasvin organisoitumisaste.
Eläinten ja kasvien solujen erilaistuminen tapahtuu ontogeneetin aikana. Jokainen niistä on peräisin esiastekudoksesta: jos eläimissä nämä ovat kantasoluja, niin kasveissa se on meristeemi.
Mikä on häkki? Solujen biologian ja rakenteen ansiosta ne voidaan luokitella kahteen ryhmään.
1. Eukaryoottisolut. Näitä ovat eläin- ja kasviorganismin rakenneyksiköt.
2. Prokaryoottisolut. Ne erottuvat ytimen ja muiden organellien puuttumisesta. Bakteerit ovat prokaryoottisia organismeja.
Eläinsolun rakenne
Biologia tutkii solujen rakennetta. Hooke löysi eläinsolun rakenteen 1800-luvulla, mutta sitä tutkittiin täydellisesti lähempänä 1900-lukua.
Eläinsolu on sytoplasma,plasmalemman ympäröimänä. Erilaiset organellit ja sulkeumat "kelluvat" sytoplasmassa. Organelleja ovat lysosomit, mitokondriot, Golgi-laitteisto, endoplasminen verkkokalvo, peroksisomit. Inkluusiot ovat aineita, jotka liukenevat sytosoliin ja odottavat, kunnes niitä tarvitaan solurakenteiden rakentamiseen.
Toisin kuin kasvi, eläinsolussaei ole soluseinää, tyhjiötä ja kloroplasteja. Lisäpeitekompleksin puuttuminen vaikuttaa esimerkiksi plasmalemman muodonmuutoksen ominaisuuksiin fission aikana.
Kasvisolun rakenne
Kasvisolun sisäinen sisältö on paljonrikkaampi kuin eläin. Ensinnäkin täältä löydät kaksi kalvorakennetta - kloroplastit. Ja tehtävänä on varmistaa fotosynteesiprosessi, joka on erittäin tärkeä kasveille lisäenergialähteen ja hengityksen sekä glukoosin kannalta.
Kasvisolu on lisäksi päällystetty ulkopuoleltasoluseinän. Se koostuu selluloosakuiduista, ja pektiiniä on edelleen läsnä kahden vierekkäisen solun kosketuskohdassa. Täällä tällainen voimakas ulkoinen kompleksi ei salli kosketusta samalla tavalla kuin eläinsolut tekevät. Päärooli kuljetuksissa on solun rakenteella. Luokka 6, jossa biologiaa ei ole vielä tutkittu niin syvällisesti, ei anna tietoa desmosomeista - soluseinän erityisistä huokosista, jotka siirtävät aineita solusta toiseen. Näiden rakenteiden avulla vakuolit voivat koskettaa halkaisijaltaan pienen sillan kautta.
Vakuoli on toinen ero eläinsolun jakasvis. Sen tehtävänä on varastoida kemiallisesti aktiivisia alkaloideja, happoja, kalsiumia, jotka auttavat stabiloimaan osmoottista painetta. Lisäksi alkaloidit ja hapot voivat vaikuttaa negatiivisesti sytoplasman sisältöön, joten ne on sijaittava eristetyssä organellissa, jossa on erityinen kalvo, jonka läpi tämän kokoiset molekyylit eivät pääse tunkeutumaan. Vakuolikalvoa kutsutaan tonoplastiksi.
Pylväsmäisen kudossolun kaikki rakenteelliset ominaisuudet ovat identtisiä yllä olevan kasvisolujen koostumussuunnitelman kanssa.
Prokaryoottisolut
Bakteerit (prokaryoottien edustajina) ovatevoluutionaalisesti vähemmän kehittyneet organismit. Bakteerisolu on sytosoli, jota ympäröi kalvo, soluseinä ja limakalvo. Sisällä ei ole organelleja, joita löytyy eukaryooteista. Ydin puuttuu myös, ja kaikkea geneettistä materiaalia useimmissa bakteereissa edustaa vain yksi kromosomi.
Solujen aineenvaihduntaa tukevat erityisetrakenteet - mesosomit. Ne edustavat solun sisällä olevan sytoplasmisen kalvon uloskasvua, ja niiden tehtävänä on hengitys tai fotosynteesi, kun kyseessä ovat fotosynteettiset bakteerit.
Ytimen puuttuminen auttaa lisäämään transkription ja translaation nopeutta. Myös binäärisolujen jakautumisnopeus kasvaa: bakteeripesäke voi kaksinkertaistaa lukumääränsä 20 minuutin välein.
Solun toiminnot
Solu rakenteellisena ja toiminnallisena yksikkönäKaikista elävistä olennoista voi suorittaa erilaisia toimintoja, jotka liittyvät organismin elintärkeän toiminnan ylläpitämiseen. Päärooli tässä on solun rakenteella. Luokka 6, jossa biologiaa opiskeltiin alkutasolla, sanelee meille solulaitteiston organisaation pääpiirteet.
Kasvisolujen määrittäminen onmonivaiheinen prosessi, jonka tuloksena meristeemistä muodostuu monia muita kehon kudoksia: integroituja, erittäviä, johtavaa, mekaanista. Näiden kudosten solut eroavat toisistaan rakenteeltaan ja toiminnaltaan. Esimerkiksi sisäsolujen tehtävänä ei ole päästää vieraita aineita kehoon, kun johtavia elementtejä tarvitaan orgaanisten ja mineraaliaineiden kuljettamiseen kasvin läpi.
Solujen vuorovaikutus saavutetaan erityisillä kontakteilla, joita kutsutaan plasmodesmaiksi. Työn säätely tapahtuu biokemiallisella tasolla erilaisten entsyymien ja metaboliittien avulla.
Lehti - kasvien kasvullinen elin
Kasvuelinten tehtävänä on ylläpitää kasvin elintärkeää toimintaa optimaalisella tasolla. Lehti kuuluu myös tähän ryhmään, joten sen päätehtävä on fotosynteesi.
Pylväskudos on tärkein fotosynteettinen kudosarkki kangas. Se koostuu parenkymaalisista soluista, jotka sisältävät monia kloroplasteja. Pylväskudossolut sijaitsevat lähempänä lehden yläpintaa saadakseen enemmän aurinkoenergiaa ja siten lisäämään fotosynteesin nopeutta ja tuottavuutta.
Arkki sisältää myös sienimäistä kudosta,jossa on myös kloroplasteja, mutta niiden määrä on paljon pienempi verrattuna polysad-parenkyymiin. Tosiasia on, että sienimäisten kudossolujen päätehtävä on kaasunvaihto suurten solujen välisten tilojen vuoksi.
Lehtikudoksen pylväsmäisen solun rakenteen ominaisuudet
Palisade parenchyma löytyy ylemmistä kerroksistalevy varastoimaan enemmän aurinkoenergiaa. Tämä on välttämätöntä fotosynteesin valon ja pimeyden vaiheiden tehokkaalle virtaukselle, jotka tapahtuvat vain valaistuksessa.
Pylväshäkki on pitkänomainen häkkisylinterimäinen, jonka päätehtävä on fotosynteesiprosessi. Tätä varten pylväskudoksen solut sisältävät useita kymmeniä kloroplasteja, jotka sijaitsevat solun reunalla. Tämä järjestely sytosolin tilassa selittyy auringonsäteiden absorption pinnan lisääntymisellä.
Trooppisten ja päiväntasaajan metsien C4-kasveissalehden rakenne on hieman erilainen. Niissä on pylväsmäinen kudos, joka sijaitsee elimen ylimmässä ja alimmassa kerroksessa. Tämä johtuu näiden kasvien fotosynteesin pimeän vaiheen erityispiirteistä.
Kasvi käyttää pylväsmäisten kudossolujen rakenteellisia ominaisuuksia lisäämään fotosynteesin tehokkuutta.
Mikä on fotosynteesi?
Fotosynteesi on monivaiheinen biokemiallinen prosessi, jossa energiaa tuotetaan ATP:n ja glukoosin, hiilihydraatin, muodossa, jonka kasvi varastoi.
Fotosynteesi on jaettu kahteen vaiheeseen:valo ja pimeys. Ensimmäisessä vaiheessa tapahtuu veden fotolyysi, hapen vapautuminen sivuaineena ja ATP:n, NADPH:n synteesi. Fotosynteesin pimeä vaihe on peräkkäisten reaktioiden sarja, joka johtaa glukoosin tai sokerianalogien synteesiin.
Miksi kasvit tarvitsevat fotosynteesiä?
Normaalin elämän ylläpitämiseksikasvi varastoi suuren määrän tärkkelystä. Tärkkelys on polysakkaridi, jonka monomeeri on glukoosi. Ei ole yllättävää, että kasvi-organismissa kaikista mahdollisista orgaanisten aineiden luokista hiilihydraatit muodostavat suurimman prosenttiosuuden.
Pylväsmäisen kudossolun rakenteen ominaisuudetavulla voit absorboida tehokkaasti valoenergiaa, joka on välttämätöntä fotosynteesin biokemiallisille reaktioille. Pimeän vaiheen aikana syntetisoidaan glukoosia ja muita heksoosia, jotka varastoituvat suurten polymeeritärkkelysmolekyylien muodossa parenkymaalisiin soluihin. Jopa itse kloroplasteissa voidaan joskus havaita tärkkelysjyviä.