Өсімдік клеткасының құрылысы

Кіріспе

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 30 бет
Таңдаулыға:

ӨСІМДІК КЛЕТКАСЫНЫҢ ҚҰРЫЛЫСЫ

Өсімдік клеткаларының құрылысы оның негізгі бөлімі — протопластқа және
клеткада болатын басқа заттарға бөлініп қарастырылады.
Протопласт. Протопласт дегеніміз — өсімдік клеткаларында тіршілік
процестерінің (зат алмасу, қимыл, тітіркену, көбею, тұқым қуалауы т.б.)
туғызатын негізгі бөлімі. Протопластқа жататындар: протоплазма, ядро,
пластидтер, хондриосома — митохондрий, рибосом, лизосом, Гольджи аппараты
т.б. Клетканың бұл бөліктері органелла немесе органоидтар делінеді.
Протоплазма – клетканың белгілі химиялық құрамы бар, әр қилы
консистенцияда (қоймалжың, қатыңқы) болатын, меншікті салмағы 1,025-1,050
келетін тірі заты.
Протоплазманы зерттеу ісі көпке дейін қиындыққа соғып келді, себебі
клетканың ішкі құрылысын зерттеуге керекті ғылми техникалық мүмкіндіктер
болмады. Тек техниканың кейінгі жетістіктерінің арқасында ғана клетканың
ішкі құрылысын жете зерттеуге мүмкіндік туды.
Протоплазма қабаттары. Микроскопты қолданудың арқасында, көптеген
ғалымдар клеткадағы протоплазманың физикалық қасиетін, жатқан жерін, өз ара
құрылысын зерттей келіп, оның үш қабаттан (плазмолемма, тонопласт және
мезопласт) тұратынын ашты.
Клетка қабықшасының ішкі бетін астарлап, оған өңезденіп жұғып жатқан
протоплазманың қоймалжың және мөлдір келген кабаты плазмолемма делінеді.
Бұл қабат протоплазманың басқа қабаттарына қарағанда тығыз келеді; сонымен
қатар оның серпінділік, жартылай өткізгіштік және басқа сұйық заттармен
араласпайтын ерекше қасиеттері болады. Плазмолемма серпінділігінің
арқасында, ортаның әсеріне байланысты кейде созылып, кейде жиырылып тұрады.
Сондықтан плазмолемма қабатында болатын көптеген протоплазмалық жіпшелердің
– плазмодесмалардың диаметрі де кейде кең, кейде тар болып өзгеріп тұрады.
Осының нәтижесінде протоплазманың бұл қабатының сырт жағындағы ерітінді
молекулалары ішкі жағына өтіп, сол арада бөртеді де кері өте алмайды.
Сөйтіп, мұның жартылай өткізгіш қасиеті пайда болады. Плазмолеммада ешбір
органелла болмайды.
Клеткадағы вакуоляның айналасын қоршап жатқан протоплазманың қабаты т
о н о п л a c т делінеді. Мұның қасиеттері де плазмолемманікі тәрізді
болады.
Плазмолемма мен тонопластың аралығындағы органелланың барлық түрі
бірдей кездесетін протоплазманың негізгі қалың қабаты мезоплазма делінеді.
Негізінен алғанда, мезоплазма күрделі зат; мұның құрамында жоғары
молекулалы нематикалық және смектикалық структуралы қосындылар кездеседі.
Мезоплазма нематикалық структурада болғанда протоплазма элементтері бір-
бірінен әр қилы аралықтарда ретсіз орналасады да, ал смектикалық структура
кезінде протоплазма элементтері бір-бірімен қатарласа (параллельді) белгілі
бір ретпен топтанып жатады. Мезоплазманың мұндай структурасы протоплазманың
серпінділік және шұбатылып созылу қабілеттілігін арттырады.
Соңғы кездердегі зерттеулерге қарағанда, протоплазманың
(цитоплазманың) екі түрлі бөліктерден құралатыны анықталды. Олардың бірі –
гиалоплазма, бұл протоплазманың негізгі заты, ал екіншісі – эндоплазмалық
тор, бұл гиалоплазма ішінде болатын екі қабат мембрана жүйесі; мұны кейде
эндоплазманың ретикульмі деп те атайды. Мембраналардың арасында
протоплазманың актив заттарын құрайтын компоненттері болады (2-сурет).
Сөйтіп, соңғы 15-20 жыл ішінде электрондық микроскоптар арқылы
протоплазма қаңқасы анықталып отыр. Бұған қарағанда, протоплазманың өзі
жаппай жатқан біркелкі масса емес, көптеген мембраналар жиынтығы. Бұндай
көптеген эндоплазмалық тор арқылы протоплазма мен ядро өне бойы үздіксіз
байланыста болады да ядродағы зат – протоплазмаға, ал протоплазмадағылары
ядроға қарай өтіп отырады.

Протоплазманың химиялық құрамы

Химиялық жағынан қарағанда, протоплазманың құрамында болатын негізгі
заты – белок, липоид (май тәрізді зат) және фосфатидтер. Бұлардың ішіндегі
ең негізгісі – тіршіліктің тірегі – белок. Белок – құрамында көптеген амин
қышқылы бар өте күрделі зат. Белоктардың құрамында сілтілік қасиеті бар
амин тобы және қышқылдық қасиеті бар карбоксил тобы болады. Протоплазма –
қоймалжың немесе шұбалаңқы келген зат.
Өсімдіктер протоплазмасының химиялық құрамын дәл анықтау өте қиын.
Олай дейтініміз біріншіден клетка қабықшасынан – протоплазманы, одан
вакуоля мен клетка шырынын және басқа органоидтарды жеке-жеке бөліп алуға
және оларға химиялық анализдер жүргізуге қазіргі микроскоптың күші
жетпейді. Екіншіден, протоплазмаға анализ жасау кезінде оның өзі әр қилы
өзгерістерге ұшырауы мүмкін, яғни табиғи күйіндегі тірі протоплазманың
құрамындағы кейбір заттар жойылып, ал оның орнына басқа қосындылар пайда
болуы мүмкін. Сондықтан протоплазмаға толығырақ анализ жасау ісіне –
қабықшасы жоқ өсімдік – миксомицеттерді – (клетка қабықшасы болмайтын
жалаңаш саңырауқұлақты) аламыз.
Миксомицет клеткасы протоплазмасының химиялық құрамына анализ
жасағанда белок-20,65%, пластид (альбумин тәрізді белок) -8,42%, нуклеин
қышқылы-3,68%, азотты экстракт зат-12,00%, май-17,85%, леңитин-4,67%,
холестерин-0,58%, липопротеид майы-1,20%, гликоген-15,24%, микоглюкозан-
1,78% және анықталмаған белгісіз заттар-5,87% болатыны анықталды.
Сайып келгенде, өсімдіктер протоплазмасындағы ең негізгі химиялық зат
– белок клеткада болатын тіршілік қасиеттерінің материялық негізі. Ф.
Энгельстің сөзімен айтқанда, өмір дегеніміз белоктық заттардың тіршілік ету
формасы. Протоплазмадағы белок ыдырайтын болса – тіршілік жойылады.
Белоктың құрамында көміртегі-55-56%, оттегі-20-25%, азот-15-19%, болады.
Белоктың кейбір түрлерінде бұларға қосымша күкірт пен фосфор да көздеседі.
Міне, осы сияқты элементтерден түзілген белок екі түрлі болып кездеседі:
1) Жай белок, яғни протеин – гидролизденген кезде әр қилы амин қышқылдарына
айналып кетеді. Протеинді кейде нағыз белок деп те атайды, бұған жататын –
тұқымдағы қорға жиналған белоктар.
2) Күрделі белок, яғни протеид, мұның құрамында жай белокпен қатар басқа да
органикалық қосындылар кездеседі. Бұған жататындар: а) гликопротеидтер –
құрамында углеводы бар белоктар, ә) липопротеидтер - жай белок пен май
қышқылдарының араласуынан пайда болған белок; б) нуклеопротеидтер –
құрамында нуклеин қышқылдары бар белок; в) хромопротеидтер – құрамында
пигменті (бояғыш заты) болатын белок.
Осы сияқты әр қилы болып кездесетін белоктың түрлерін микрохимиялық
жолмен де анықтап алуға болады. Ол үшін түрлі реактивтер қолданылып,
белокқа әр түрлі реакция жасайды. Белокқа жасалатын негізгі реакциялар:
1. Биурет реакциясы. Белокқа күйдіргіш сілті және 1-2 тамшы 2%-тік тотияйын
ерітіндісін тамызса, ол – күлгін-көк түске боялады.
2. Ксантопротеин реакциясы. Азот қышқылы тамызылған белок сары түске
боялады.
3. Миллон реакциясы. Азот қышқыл сынап ерітіндісі косылған белок қызыл
түске боялады.
4. Распайль реакциясы. Қант пен күкірт қышқылының концентрациялы
ерітінділерін тамызылған белок – қызғылт түске боялады.
5. Иодтың 5-10 проценттік ерітіндісі тамызылған белокта сары түске боялады.
Осы реактивтерді қолдана отырып, протоплазмаға реакциялар жасаса, бұлардың
әсерінен протоплазманың тіршілігі жойылады. Ал басқа бір реактивтер
протоплазманы белгілі түске бояғанымен біраз уақытқа дейін протоплазма
тіршілік қасиетін сақтайды. Ондай реактивке жататындар - анилин, эозин,
метилвиолет, хризоидин және т. б.
Протоплазманың химиялық құрамында белоктардан басқа да май, углевод,
липоид, түрлі минерал заттар кездеседі. Протоплазманың химиялық құрамы
өсімдіктің түріне, жасына, экологиялық жағдайларға қарай өзгеріп
тұратындығы анықталған.
Протоплазма қасиеттері

Тіршілік қасиетін жоймаған протоплазманың біраз өзіне тән қасиеттері
болады, оларға жататындар: плазмолиз, деплазмолиз, әр қилы қимылдар.
Плазмолиз және деплазмолиз. Плазмолиз кезінде клетка ішіндегі су
кеміп, протоплазманың плазмолемма қабаты біртіндеп клетка қабықшасының ішкі
қабырғасынан ажырап, жиырылады, ең ақырында ортаға жентектеледі. Плазмолиз
кұбылысының болуы клетка қабықшасының сыртындағы және ішіндегі
ерітінділердің концентрациясына байланысты. Мысалы, клетка қабықшасының
ішіндегі сұйық заттың концентрациясы оның сыртындағысынікінен кем болса, су
сұйық жақтан қоюлау жағына қарай өтеді. Сөйтіп, суы кеміген клетка шырыны
мен протоплазма бірте-бірте бүрісіп (жиырылып) жентектеледі, оны плазмолиз
деп атайды (3-сурет).
Плазмолиз құбылысын мынадан байқауға болады: өсімдіктің тіршілігін
жоймаған бір органынан препарат жасап, таза судың ішіне салып микроскоппен
қарайды; одан соң препарат тұрған зат әйнегіндегі суды бір шетінен сорғыш
қағазбен тартып алып, оның орнына клетка протоплазмасына зиян келтірмейтін
ерітіндіні (қант ерітіндісін немесе 10%-тік күйдіргіш калий) жабын әйнектің
екінші шетінен жібереді. Сөйтіп, препарат тұрған бұрынғы таза судың орнын
10%-тік күйдіргіш калий алады. 10%-тік күйдіргіш калий клетка қабықшасының
сыртында, ал клетка кабықшасының ішінде протоплазма мен клетка шырыны
болады. Бұлардың концентрациясы 10% күйдіргіш калийге қарағанда әлдеқайда
кем болады. Физика заңы бойынша, жарғақтың екі жағындағы сүйық заттардың
концентрациясы әр түрлі болса, судың біразы концентрациясы кем ерітіндіден
концентрациясы басым ерітіндіге өтеді. Сондықтан, клетка ішіндегі судың
біразы оның сыртындағы 10%-тік күйдіргіш калий жағына шығысымен, суынан
айырылған тірі протоплазма жиырылып – бүрісіп – плазмолизденіп кетеді.
Плазмолизге ұшыраған протоплазма, өсімдік түріне және оны қоршаған орта
жағдайына қарай біраз уақыт тіршілік қасиетін жоймайды.
Егерде, плазмолизденіп тұрған протоплазмасы бар клеткалардың тұрған
жеріндегі 10%-тік күйдіргіш калийдің ерітіндісі орнына таза су (бұған құбыр
суы немесе ағып жатқан таза арық суы қолайлы)

жіберіп, алғашқысын сорғызып алатын болса, концентрациясы артқан
протоплазма алғашқы қалта мен клетка шырыны қабықшаның сыртында тұрған таза
судың біразын өзіне қарай өткізіп алады. Сонымен, жиырылып – плазмолизденіп
– тұрған протоплазма, өзіне су сіңісімен, біртіндеп баяғы өз қалпына –
плазмолизденбей тұрғандағы күйіне – қайта келеді, мұны деплазмолиз деп
атайды.
Клетка қабықшасының ішіндегі және сыртындағы ерітінділер
концентрациялары бірімен-бірі өз ара теңелгенге дейін, бір жағынан екінші
жағына өте береді, бұл – физиканың заңы. Сондықтан, егерде клетка
қабықшасының сыртындағы ерітіндінің концентрациясы, оның ішкі жағындағыдан
кем болса, су клетка ішіне көбірек өтеді. Бірте-бірте клеткадағы
протоплазмаға қарай өткен су көбейіп, клеткада кернеу пайда болады, ол
тургор кернеуі делінеді. Тургор кернеуі – алғашқы қалтаның жартылай
өткізгіштік қасиетіне байланысты пайда болады. Клетка қабықшасының ішкі
қабырғасына жұғып жатқан протоплазманың плазмолемма деген қабаты алғашқы
қалта делінеді. Протоплазманың бұл жұғыны клетка ортасына жақын жатқан
бөліміне қарағанда әрі қою, әрі түйірлі келеді, құрамында липоид және т. б.
химиялық заттар болады. Осының нәтижесінде алғашқы қалта өзінен сұйық
заттарды талғап – бірбеткей өткізеді, яғни сыртындағы суды ішіне –
протоплазмаға – қарай өткізеді де, ол кейін толқыған кезде кері, сыртқа
қарай жібермейді. Бұл алғашқы қалтаның жартылай өткізгіштік қасиеті
делінеді. Осының салдарынан тургор кернеуі пайда болады. Жаз күндеріндегі,
шаңқай түс кезіндегі ыстықта өсімдік жапырағының солыңқырап, болбырап қалуы
– плазмолиздің, оны суырғаннан кейінгі керілуі – деплазмолиздің мысалы
болады. Деплазмолиздің маңызы - өсімдіктің өсіп тұрған жас органдарын
кернеп, тік ұстап, жапырақтарын жазып тұруында, сол сияқты өсімдік
органдарында фотосинтез процесіне қажетті болатын суды жеткізіп отыруында.
Мұнымен бірге деплазмолиздің (тургор кернеуінің) жас өсімдік органына
таяныш боларлықтай механикалық қасиеті де бар.
Протоплазма қимылы. Бұрынырақта өсімдіктің қай түрі болса да өлі деп
саналып, жансыз деп, ал жануарлар ғана тірі, жанды деп қаралған. Қазақ
халқының жандыда балық үлкен, жансызда қамыс үлкен деген мәтелі де бар.
Шындығында, тек қозғала алатындарды ғана тірі деп қарау дұрыс емес.
Қозғалыс дегеніміз – материяның өмір сүру формасы, - дейді, Ф. Энгельс.
Олай болса, материяның өмір сүру формасы біздің көзімізге көрініп те
кездесуі және жай көзге көрінбей-ақ, тірі организм денесіндегі тіршілік
қасиетін тудыратын белоктарда да болу мүмкін. Өсімдіктер бір жерде
қозғалмай тұрғанымен, олардың протоплазмасында үздіксіз қозғалыс немесе
қимыл болып тұрады. Оны өсімдіктердің тірі клеткаларын микроскоппен
қарағанда ғана байқаймыз. Осы байқалып отырған қозғалыс барлық өсімдік
клеткаларында біркелкі және бір бағытта бола бермейді, әр қилы келеді.
Негізінен алғанда өсімдіктер протоплазмасында екі түрлі қимылды көреміз,
олар: айналмалы және тасқынды қимыл немесе қөзғалыс.
Айналмалы (ротациялык) қимыл. Өсімдік клеткаларының алғашқы жас
кезінде олардың ішіндегі протоплазмасы да толық болады. Өсімдік өскен сайын
протоплазманың ішінде ұсақ вакуолялар бір-біріне қосылып, олардан орталық
вакуоля пайда болады да, оның айналасын протоплазма (тонопласт) қоршап
жатады. (4-сурет). Сол вакуоляның айналасындағы протоплазма белгілі бір
бағытта өнебойы айналуда болады (4-сурет,7). Сондықтан оны айналмалы қимыл
деп атайды. Бұл кезде протоплазма өзінің ішінде өне бойы болатын ядро мен
түрліше органоидтарды өзімен бірге ілестіре қай бағытқа қарай қозғалатыны
микроскоптан анық көрінеді. Мұндай қимылды суда өсетін элодеяның тұтас
жапырағынан, валлиснерия жапырағының кесіндісінен және т.б. жасалған
препараттан оңай көруге болады.
Тасқынды (циркуляциялық) қимыл. Кейбір өсімдік клеткаларының ядросы
протоплазманың ортасын ала немесе оның бір шетін ала орналасады. Мұның
айналасын протоплазманың бір бөлегі қоршап жатады. Бұны ядро қалташығы
дейді. Сонымен қатар протоплазманың біразы клетка қабықшасының ішкі
қабырғасына жұғып – алғашқы қалта (плазмолемма) болып жатады. Сөйтіп, ядро
қалташығы мен алғашқы калтаның арасын бірнеше жерден протоплазма талшығы
жалғастырып тұрады, оны протоплазма шұбырындысы дейміз.
Протоплазма шұбырындыларының жатысына қарай, олардың араларында
соншалықты көпіршік (вакуоля) пайда болады.
Бір клетканың ішіндегі протоплазма қанша жерге бөлініп немесе
талшықтанып жатса да, олардың әрбір бөлігінде белгілі бір бағытпен емес,
түрліше бағытпен кимылдай береді; тіптен, бір протоплазма шұбырындысының
өзінде біріне-бірі қарсыласа екі бағытта болатын қимылды да байқауға
болады. Міне, осы сияқты қимылды тасқынды қимыл деп атаймыз. Қимылдың бұл
түрін асқабақ немесе қалақай өсімдіктері жас сабағының, я жапырағының
немесе традесканция өсімдігінің гүліндегі аталық жіпшесінің сыртындағы
түгін сыдырып алып, оны микроскоптан қараса, оңай көруге болады (4-сурет,
8).

Ядро

Ядро – барлық жануар клеткаларындағыдай өсімдік клеткаларында да
міндетті түрде болатын клетканың негізгі тірі бөлімінің бірі.
Дүние жүзінде өсімдік түрлері жарты миллионнан асады. Осындай алуан
түрлі өсімдіктер дүниесінің клеткаларының құрылысы жалпы алғанда ұқсас
болғанымен, өз ара азды-көпті айырмашылықтары болады.
Көп өсімдіктердің клеткаларында бір ғана ядро болады. Біраз төменгі
сатыдағы өсімдіктерде (бактериялар мен көк-жасыл балдырларда) күрделі
өсімдіктердегідей өз алдына түйірленіп жүрген ядро болмайды. Олардың
клеткаларындағы нуклепротеид сияқты ядро заттары протоплазма ішінде таралып
жүреді. Өйткені ондай өсімдіктердің клеткаларындағы ядросында, оның сыртын
қаптап тұрған арнаулы кабықшасы болмайды. Сондықтан әдетте қабықша ішінде
жинақталып жататын ядро заттары протоплазмамен араласып кетеді; мұндай
ядроны диффузиялық ядро деп атаймыз.
Кейбір биологиялық еңбектерде ядросыз организмдер деген ұғым
кездеседі. Ядроның жалпы тірі организмдер тіршілігінде алатын орнына –
маңызына – қарағанда, ядросыз организм болмаған жерде өсімдікте зат алмасу,
көбею және өсу-даму процестері жүрмейді. Сондықтан ядросыз организм
болады деген пікір шындыққа жатпайды. Ядро болмаған күнде ядроның
құрамындағы заттары болады. Бірнеше ядролары барлары да кездеседі (мысалы,
төменгі сатыдағы өсімдіктерде).
Ядроның, көлемі мен пішіні. Өсімдік клеткаларының ядролары көлемі және
пішіні жағынан алғанда түрліше болады. Көбінесе олар домалақ және сопақтау
келеді. Ядролардың диаметрі орташа мөлшермен алғанда, төменгі сатыдағы
өсімдіктерде 1µ (мукор саңырауқұлағында) болса, ал жоғарғы сатыдағы,
күрделі, өсімдік клеткаларында 10-20 µ-ға дейін барады. Сонымен қатар,
кейбір өсімдік клеткаларының ядролары өте ұзын және ірі болады, мысалы:
хара дейтін теңіз балдырының клетка ядросының ұзындығы 2750 µ, көлденеңі –
5-10 µ; саговниктің аналық жыныс клеткаларындағы ядросының диаметрі 600 µ-
ға дейін барады, оны қарапайым көзбен көруге де болады. Бұған қарағанда,
өсімдіктер клеткаларында болатын ядролардың көлемі әр қилы болатындығы
көрінеді.
Ядро қандай формада, қандай пішінде болса да, оның сыртын протоплазма
тектес үлпек қаптап тұрады, оны ядро қабықшасы деп атайды. Ядро қабықшасы
екі қабат болады да, онда майда өзекшелер – каналшалары бар. Олар арқылы
ядро мен протоплазма арасында үздіксіз заттар алмасып отырады. Қабықшаның
ішінде ядроның негізгі заты – кариолимфа деп аталатын ядро шырыны мен
хроматин жіпшелері және ядрошықтар жатады.
Клеткадағы ядроны, оның ішіндегі бөліктерін анықтап көру үшін, оны
әдетте арнаулы бояулармен бояйды. Бұл бояуларды негізгі бояу немесе ядро
бояуы деп атайды. Негізгі бояуға жататындар: гематоксилин, фуксин, метилен
көгі т. б.
Өсімдік клеткалары бөлінер көзден басқа уақытта ядро заты біркелкі,
гомогенді қалыпта болады. Міне, осы ядроның гомогенді заты жалпы алғанда
протоплазма тәрізді болғанымен, оның сапа жағынан (химиялық құрылысы
жағынан) өзгешелігі бар.
Ядроның химиялық құрамы. Ядроның химиялық құрамы және физика-химиялық
қасиеті, жалпы алғанда, протоплазманікімен ұқсас келеді. Дегенмен
протоплазмаға қарағанда оның құрамындағы белоктары – нуклепротеидтері –
күрделі болады. Өйткені нуклепротеидтер дегеніміз – нағыз белок (нуклеин)
мен нуклеин қышқылының қосындысы. Ядроның құрамында кездесетін нуклеин
қышқылы екі түрлі болады, олардың бірі рибозонуклеин қышқылы (РНК) деп
аталады; бұл протоплазма мен ядрошықтың құрамында кездеседі. Нуклеин
қышқылының екіншісі – дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНК), бұл тек ядроның
құрамында ғана болады, сондықтан да мұны кейде ядро қышқылы немесе
тимонуклеин деп те атайды. Соңғы жылдар ішінде ДНК ядрода көбінесе
нуклепротеид және дара қышқыл күйінде кездесе беретіндігі анықталды.
Ядроның өсімдік тіршілігінде қандай мәнінің барлығын байқау үшін XIX
ғасырдың аяқ кезінде орыс ботанигі И. И. Герaсимов эксперименттер жасай
отырып, спирогира деп аталатын балдырдан екі тірі клетканы бақылаған. Оның
біріне екі ядро жібереді де, екіншісін – ядросыз қалдырды. Бұлардың
біріншісі – бір ядросы бар клеткадан да жақсы өсіп, ал екіншісі – біраздан
соң тіршілігін жойды. Ядро мен протоплазманың әрекетінің нәтижесінде ғана
клетканың қабықшасы және протоплазманың эндоплазмалық торы пайда болады;
ядро пластидтердің өсуіне және бөлінуіне әсер етеді; ядроның организмдегі
белгілердің тұқым қуалауы жөнінде аса зор маңызы бар; өйткені, организмнің
туқым қуалау қасиеттері ДНҚ-да болатын генге байланысты. Биология
ғылымының тұқым қуалау жөніндегі саласын генетика ғылымы зерттейді. Ядро
белок заттары мен нуклеин қышқылдарының синтезделуіндегі орталығы болып
табылатындығы, сондай-ақ белоктың синтезделуі жөнінде ДНҚ мен РНҚ-ның аса
маңыздылығы жөнінде соңғы оншақты жыл ішінде анықталды; ядрода
аденозинтрифосфат (АТФ) деп аталатын зат синтезделіп шығады. Бұл –
организмдегі болатын тіршілік процестерінің қайсысына болса да энергия
ретінде жұмсалатын зат. Ядрода болатын ядрошықтың клетка тіршілігіндегі
мәні әлі күнге толығынан анықталып біткен жоқ, дегенмен оның өзіндегі РНҚ-
ның көп болуына қарағанда белоктың және РНҚ-ның синтезделуінде зор мәні
бар.
Пластидтер. Пластидтер протоплазмада болады да, өзінің физика-химиялық
қасиеттері жағынан протоплазмаға ұқсайды. Күрделі өсімдік денесінің
клеткаларында пластид болмайтын жер жоқ. Алып жатқан орындарына, өздерінің
құрылыстарына, физика-химиялық қасиеттеріне және атқаратын қызметі мен
рөліне қарай пластидтер үш түрге бөлінеді, олар: лейкопласт, хромопласт,
хлоропласт. Бұл үшеуінің де негізі – строма деп аталатын белок.
Лейкопласт – пластидтердің ішіндегі ең ұсағы; мұның түсі мөлдір,
пішіні көбінесе шар тәрізді, кейде сопақтау болып кездеседі (5-сурет, А).
Лейкопласт өсімдіктің денесіндегі барлық органдарының клеткаларында,
көбінесе жер астындағы және күн сәулесі бармайтын органдарында басымырақ
кездеседі. Өсімдіктің жер бетіндегі органдарының кейбір тканьдерінің
клеткаларында кездесетін лейкопластар мөлдір болатындықтан күн сәулесін
өзінен астындағы клеткаларға қарай бөгетсіз өткізіп отырады.
Лейкопластың биологиялық мәні – стромасына әр қилы пигмент сіңіріп,
пластидтердің басқа түрлеріне айналуында, ал кейде ондай пластидтерге
крахмал жиналады, сондықтан мұны – крахмал жиғыш пластид деп те атайды.
Хромопластың пішіні әр қилы болады: үш бұрышты, төрт қырлы, ине
тәрізді және т. б. кристалл сияқты. Бұлай болатын себебі – хромопластқа
сіңетін каротин – бояу заты — көбейе-көбейе, ең ақырында строманы басып
қалады да, кейін ол кристалға айналып, оның ұшы стромадан шығып, үшкірленіп
кетеді (5-сурет, Б). Хромопластың түсі: сары, күрең, қызғылт және т. б.
болады; өйткені каротин және ксантофилл дейтін пигменттердің түстеріне
байланысты. Мысалы, сарғалдақтың, шытырдың күлтелеріндегі сары түстің,
жыланқияқтың, сәбіз тамырының кызғылт сары түсі, итмұрын мен помидор
жемістерінің күрең қызғылт және сары түсі осы пигменттерге байланысты.
Бұлардан басқа өсімдіктердің вегетативтік органдарында хромопласт көп
кездеспейді.
Хлоропласт - өсімдік денесіндегі кейбір мүшелері клеткаларындағы жасыл
түсті пластид. Хлоропластың пішіні барлық өсімдік клеткаларында бірдей бола
бермейді. Мысал үшін теменгі сатыдағы жасыл балдырларды алсақ, олардың
біріндегі хлоропластың пішіні сәулелі жұлдыз тәрізді (зигнемада) болса, ал
екінші біреуінікі – иректеніп жатқан таспа сияқты (спирогирада) болады (5-
сурет, В). Балдырлар клеткасындағы хлоропласты – хроматофор деп атайды.
Күрделі өсімдіктердің клеткаларындағы хлоропластың құрамында болатын
пигментті хлорофилл дейді, стромасының пішіні дәнге ұқсас. Сондықтан да
олардың клеткаларындағы хлоропласты – хлорофилл дәндері деп атайды.
Хлорофилл дәнінде төрт пигмент бар, олардың екеуі жасыл пигмент,
қалған екеуі каротиноидтар. Жасыл пигменттің бірі – хлорофилл α
(C55H72О5N4Mg), ал екіншісі - көкшіл жасыл хлорофилл β(C55H70О6N4Mg).
Хлорофилл α-ның хлорофилл β-дан айырмасы – құрамындағы сутегі мен оттегінің
атомдар санының айырмасында. Каротиноидтың кұрамында каротин (С40Н56) –
қызғылт-сары және ксантофилл (С40Н56О2) – сары түсті болатын екі түрлі
пигмент кездеседі.
Хлорофилл молекулаларының орталық ядросы төрт атомдық азотпен
байланысқан магний атомынан тұрады. Мұнда магний болмаса хлорофилл пайда
болмас та еді. Сонымен қатар хлорофилдың пайда болуындағы ең негізгі шарт –
күн сәулесі мен темірдің болуы, мұның соңғысы тек катализатор қызметін
атқарады. Соның арқасында күн сәулесі түскен жерде ғана хлорофилл пайда
болады. Егер топырақта темір қосылыстары болмаса өсімдік жапырақтары
сарғайып және ағарып кетеді, оны хлороза деп атайды.
Хлорофилл күн сәулесін өзіне сіңіреді де, оны өсімдіктердің тіршілік
процестеріне қажет болатын химиялық энергияға айналдырады. Хлорофилл күн
сәулесін қабылдаумен қатар, оны органикалық заттардың синтезделіп шығуына
жұмсайды: алғашында су молекуласы сутегі мен оттегіне ажырайды да, сутегі -
көмір қышқыл газымен қосылып, органикалық затқа айналады, ал оттегі барлық
тірі организмнің тыныс процесіне қатысады (6-сурет).
Жасыл өсімдіктің және ондағы хлорофилдың маңызын зерттей келіп, Қ. A.
Tимирязев, хлорофилды – тіршілік пен күннің арасындағы дәнекер, ал
өсімдіктің өзін – жасыл фабрика деп көрсеткен болатын. Өйткені жасыл
өсімдіктер клеткасында топырақтан қабылдаған су мен ауадан алынған көмір
қышқыл газы қосылып, күн сәулесі энергиясының қатысуымен күрделі
органикалық заттар пайда болады, мысалы,
6-сурет.Фотосинтез бен тыныс схемасы

6С02 + 6Н2О + 674 kkal → С6Н12О6 + 6О2

Осының ішіндегі С6Н12О6 — углеводтың (қанттардың) ішіндегі ең
қарапайымы, оны моносахарид деп атайды. Моносахарид сол күйінде өсімдік
жапырағында немесе басқа да жасыл органдарында әрмен қарай бір-бірімен
бірнеше рет қосылып (полимеризацияланып), ең соңында күрделі қантқа, яғни
полисахаридіе айналады:

n С6 Н12 О6 → n (С6 Н10 О5) + n Н2О
моносахарид полисахарид су

Өсімдік клеткаларында осы жолмен пайда болған полисахаридке
жататындар: крахмал және клетчатка.
Пластидтер де, протоплазма сияқты әрқашан қозғалыста болады. Бұлардағы
қозғалыс негізінен ортаның түрліше әсерінен болады. И. П. Бородин мұндай
қозғалысты көбінесе жасыл жапырақтағы хлорофилл дәндерінен байқаған. Мысал,
шаңқай түсте, өсімдік жапырағына күн сәулесі күшейіп түскен кезде,
клеткадағы хлорофилл дәндері жапырақ тақтасының күн сәулесінің бағытымен
жарыса жатқан қабырғасына ықтап орналасады. Хлорофилл дәнінің мұндай
жатысын парастроф деп атайды. Күн сәулесі тапшы болғанда, хлорофилл дәндері
қозғалып келіп жапырақ тақтасының бетімен жарыса жатқан клетка
қабырғаларына орналасады, мұндай жатысты – диастроф дейді. Қараңғыда
хлорофилл дәндері көршілес жатқан клеткалардың арасындағы органикалық
заттарды сіңіретін қабықтарына қарай ығысады, хлорофилл дәндерінің мұндай
орналасуын апостроф дейді.
Пластидтердің түр өзгерісі. Жоғарыда көрсетілген үш түрлі пластидтер
өсімдік клеткаларында сол күйінде өне бойы мәңгі бір түрде тұра бермейді:
өзгереді, бірінен-біріне ауысып отырады. Әрине, бұған негізгі себеп –
ортаның әсері, өсімдік денесіндегі жыл маусымында кездесетін биохимиялық
процестер, өзгерістер. Мысал үшін, жаңадан өніп келе жатқан өсімдіктер олар
өне бастаған кезде, топырақтан шыққан өскіннің ұшы мөлдір немесе бозарып
шығады; бір-екі күннен кейін – олардың ұштары сарғайып, түп жағы сол
күйінде қалады; тағы екі-үш күннен соң әлгі сарғайған бөлімі - көгеріп,
бозарған жері – сарғайып, топыраққа кіре жатқан ең төменгі жағы – бозарған
күйінде қала береді. Бұл құбылыстан түсінетініміз: тұқымнан өніп шыққан
алғашқы сабақтың (жапырақтың) ұшындағы жас клеткаларда тек лейкопласт көп
болады, онан өзге пластидтер кездеспегендіктен оның түсі мөлдір (ақ, бөз)
болады. Оны бір-екі күннен соң қарағандағы сарғаюы – күн сәулесінің
әсерінен лейкопластың стромасында каротиноид пигменті түзіліп, хромопласт
пайда болғаны. Екі-үш күннен кейін байқалғанда көгеруі (жасылдану) – ол
жердегі клеткалардың каротиноидына хлорофилл а және хлорофилл β қосылып,
толық бағалы хлоропластың пайда болғанын білеміз. Екінші бір мысал,
томаттың жемісі түйін тастап, піспей тұрған алғашқы кезінде өне бойы жасыл
түсте болса, ал піскеннен соң қызыл күрең немесе сары (сортына қарай) түске
айналады. Бұл – хлоропластың өзгере келіп (хлорофилдар еріп, жоғалып), оның
орнына тек хромопластың (каротиноидтың) қалғандығын көрсетеді. Үшінші бір
мысал, сәбіздің тамыр жемісі топырақта кемулі жатқан кезінде, әдетте, сары
түсті болады. Егерде оның үстіңгі жағы топырақтың бетінен азырақ шығып,
оған күн сәулесі түсетін болса – ол біраздан соң көгеріп (жасыл болып)
кетеді. Бұдан клеткада өне бойы болатын хромопласт күн әулесінің әсерінен
пластидтің хлоропласт дейтін түріне айналғанын көреміз.
Сонымен, пластидтердің осы сияқты негізгі үш түрі қайдан айда болады?
– деген сұрақ туады. Бұл жөнінде бұрынырақта пластидтер хондриосомадан,
яғни митохондриядан пайда болады деп келсе, соңғы жылдарда ғалымдар
пластидтер протоластид деп аталатын заттан пайда болады деген пікір
айтып жүр.
Хондриосома. Өсімдіктерде ғана емес, бүкіл жан-жануарлардың да
клеткаларында өне бойы болатын, тіршілікте мәні бар бөлімінің бірі –
хондриосома, кейде мұны митохондрия деп те атайды. Хондриосоманың химиялық
құрамы протоплазманікімен бірдей деп айтуға болады: оның негізгі заты –
белок және липоид (май тәрізді зат). Хондриосоманың пішіні өсімдік
түрлеріне қарай әр қилы болып кездеседі, олардың негізгі түрлері:
митохондрия – шар немесе жүлдыз тәрізді, хондриоконт – ұзын, таяқша
тәрізді, хондриомит – жіпке тізген моншақ тәріздес келеді, сонымен қатар
оның басқаша пішінде болатын түрлері де кездеседі.
Хондриосоманың физикалық қасиеті қоймалжың келген түйіршікті зат
болғанымен, сырттан болған түрлі тітіркендіргіштердің әсерінен ол өзгергіш
келеді, мысалы, егер температура 18-50° болса, олар сұйылып – еріген
тәрізді болады да, ал 55-60°-қа көтерілсе – коагуляцияланып (ұйып) қалады.
Хондриосомалар клетка ішінде бірде жоғалып, бірде пайда болып тұрады, ал
пайда болғанда әрмен қарай өзінше бөлініп, көбейіп те отырады. Сонымен
қатар бір хондриосома екіншісімен қосылып бірігіп кететін жағдайлары да
байқалған.
Хондриосома түрлерінің субмикроскоптық құрылысы соңғы кездерде, тек
электрондық микроскоп жасалғаннан кейін ғана анықталды (7-сурет).
Хондриосоманың сыртын екі қабат үлпек қабық (мембрана) қаптап жатады. Оның
ішкісі қатпаршақтанып барып ішіне қарай жымырылып кеткен, оны крист деп
атайды. Кристардың арасында хондриосоманың негізгі заты орналасады, мұның
консистенциясы – сұйық.
Міне, осы тәрізді клеткада түпкілікті болатын хондриосомаларды зерттей
келіп, ғалымдар хондриосомаларды өсімдік клеткаларында ферменттерді, эфир
майларын, илік заттарды, антоцианды түзіп шығады; сондай-ақ олар тыныс
процесін басқарады деп жорамалдайды.
Өсімдік клеткаларында жоғарыда көрсетілген пластидтер мен
хондриосомалардан басқа бірнеше органоидтар – Гольджи аппараты, лизисома,
рибосома, сферосома, микросомалар және элайтопластар кездеседі.
Гольджи аппаратын 1898 жылы итальян ғалымы Гольджи жануарлар
клеткасынан тапқан. Сондықтан бұл аппарат сол кісінің есімімен аталады.
Соңғы жылдар ішінде Гольджи аппараты өсімдік клеткаларында да
кездесетіндігі анықталды. Гольджи аппаратының қызметі мен мәні осы күнге
дейін жөнді анықталған жоқ. Дегенмен ол клетка мембраналарын үздіксіз жасап
отырады, клеткалардың бөлінер алдындағы протоплазма қимылы күшейе
бастауының себебі осы аппараттан болуға мүмкін деген жорамал бар.
Лизисома – еріткіш ферменттердің түзілуіндегі негізі орталық болып
табылатын субмикроскоптық зат.
Рибосома – белоктың синтезделу орталығы. Бұл да субмикроскоптық зат (7-
сурет, 1).
Сферосома мен микросома – протоплазма ішіндегі түйірленіп жататын мәні
осы күнге дейін толық айқындалып бітпеген заттардың бірі. Дегенмен бұларды
кейбір ғалымдар – рибосом жинағы десе, қайсыбірі – эндоплазма торларының
бос жатқан бөлігі деп ұйғарады.
Элайтопласт – протоплазмада болатын түрлі пішіндегі (шар, салқым және
спираль тәріздес болып келген) өзіне май сіңген протоплазмалық зат.
Элайтопласт клеткада көп болмайды; не бары – бір немесе бірнешеу ғана.
Протоплазмада кездесетін осы сияқты органоид түрлерінің саны тұрақты
болмайды. Егерде клеткадағы бірлі-жарым органоидтар жойылатын болса, оған
қарамай клетка тіршілік өте береді. Өйткені, клеткадағы қалған органоидтар
әлгінің орнын басуға шамалары келеді немесе жойылған түрлері протоплазмада
жаңадан пайда болады. Сөйтіп, өсімдік әрмен қарай қалыпты күйде өсе береді.
Физиологиялық актив заттар. Протоплазмада әр түрлі органоид түгел
кездескенімен де, оның құрамында физиологиялық актив заттар жоқ болса,
клетка және сондай-ақ тұтас организм тіршілік ете алмайды – зат алмасу
процесіне нұқсан келеді. Физиолиялық актив заттар дегеніміз - өз алдына
жеке органоид қатарына жатпағанымен, тіршілік үшін үлкен маңызы бар заттар.
Бұлар, клеткада қалыпты мөлшерінен не аз не көп болса, организмнің
тірлігіне қолайсыз әсер ететін заттар. Оған – витаминдер, ферменттер және
фитогормондар жатады.
Витаминдер – химиялық құрамы әр қилы болып келетін, организмнің
қоректенуіне және қалыпты түрде зат алмасуы мен тіршілік қабілетіне өте
қажетті органикалық заттардың бір тобы. Тағамдық заттар құрамында
витаминдер аз болады, соның өзінде витаминдер көп қызмет атқарады: денеге
сіңген витамин кейбір қосындының құрамына енеді, заттардың дұрыс алмасуын
қамтамасыз етеді. Егер кейбір витамин белокпен қосылатын болса, одан
ферменттер пайда болады. Витаминнің жетімсіздігінен зат алмасу процесі
жөнді жүрмесе, организм ауруға шалдығады. Оны авитаминөз деп атайды.
Витаминдердің негізгі жиырма шақты тобы бар, олар латын әрпімен
белгіленеді: A, B, С, D т. б. сияқтылар. Витаминдердің химиялық құрамы
күрделі. Сондықтан да бір топқа жататын витамин таңбасының төменгі жағына,
мысалы: витамин В1, В2, В6, В12 деген сияқты — белгілі цифр қояды.
Витаминді тұңғыш рет орыс ғалымы Н. И. Лунин 1880 жылы ашты. Ол ақ
тышқанға тәжірибе жасап: оның бір тобын шикі сүтпен асырады да, ал екінші
тобына витаминінен тазартылған азық берді. Бұлардың біріншісі жақсы өсті
де, екінші топтағы тышқандар біраздан соң өліп қалған. Бұған қарай Н. И.
Лунин: белок, май және углевод сияқты негізгі азықтық заттардан басқа да
жануарларға қажетті ерекше қасиеті бар заттар болады деген қорытындыға
келді. Әрине, Н. И. Лунинның ерекше заттар деп отырғаны — осы күнгі
витаминдер.
Витаминдерді зерттей келіп, қазір ғалымдар оны майда еритін және суда
еритін витаминдер деп екі топқа бөледі. Б і р і н ш і тобына — A, D, Е, К,
ал е к і н ш і с і н е — В1, В2, В6, В12, С, РР және т. б. витаминдері
жатады.
Витаминдер тек жануарлар мен адам организміне ғана емес, сонымен қатар
өсімдіктің дұрыс өсуі үшінде қажет. Мысалы, егер де өсімдіктің үнемі өсіп
отыратын камбиі, ұрығы мен тамыр ұшының клеткаларында витамин жоқ немесе
жетімсіз болса, өсімдік өсіп жетіле алмайды. Өйткені бұлар қараңғы жерде
витаминдер жасай алмайды, ал өсімдіктің жапырағы сияқты күн нұрына
бөленетін органдары витаминдерді өздері синтездейді.
Өсімдіктердің барлық органдарында витаминдер біркелкі кездесе
бермейді. Мысалы: итмұрын жемісінде, шала піскен грек жаңғағында, алхоры,
қарақат жидектерінде т. б.— витамин С көп, РР (никотин қышқылы), Н
(биотин) витаминдері – ферменттердің құрамында, В2 – жасыл жапырақта,
ашытқыда кейбір ферменттерде, В2 – бидай мен күріш кебегінде көп т.б. Ал,
А, D, E, K Витаминдері – тек жануарлар денесінде түзіледі.
Ферменттер – тірі организм денесінде пайда болатын белок тектес ерекше
катализаторлық қасиеті бар зат. Мұны кейде энзим дейді. Ферменттің осы күні
450-ден астам түрі белгілі олардың әрқайсысының өзінше қорытатын заты
болады: белокты – протеаза, майды — липаза, қантты — сахараза ферменттері
қорытады. Организм денесінде үздіксіз болатын түрлі биохимиялық процестер
ферменттердің қатысуынсыз жүрмейді. Сонымен қатар, фермент клеткада болатын
химиялық реакциялардың жылдамдығын да арттырады. Ферменттердің осы
қасиеттерін шарап қайнату, шай өңдеу, нан пісіру сияқты технологиялық
процестерге пайдаланады..
Фитогормондар — заттар алмасу процесінің нәтижесінде өсімдік денесінде
пайда болатын физиологиялық актив зат. Фитогормондар - өсімдік гормондары
деген сөз. Бұлар — өсімдіктің қалыпты өсіп-өнуіне және дамуына өте қажетті
заттардың бірі. Өсімдік гормондарын академик Н. Г. Холодный зерттеген.
Осылардың ішінен ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.