Tafiti za kisasa za majaribio zimethibitisha kuwa seli ndicho kitengo cha kimuundo na utendaji kazi changamani zaidi kati ya viumbe hai vyote, isipokuwa virusi, ambazo ni viumbe visivyo vya seli. Cytology inasoma muundo, pamoja na shughuli muhimu ya seli: kupumua, lishe, uzazi, ukuaji. Michakato hii itazingatiwa katika karatasi hii.
Muundo wa kisanduku
Kwa kutumia darubini nyepesi na elektroni, wanabiolojia wamegundua kuwa seli za mimea na wanyama zina vifaa vya uso (supra-membrane na sub-membrane complexes), saitoplazimu na organelles. Katika seli za wanyama, glycocalyx iko juu ya membrane, ambayo ina enzymes na hutoa lishe kwa seli nje ya cytoplasm. Katika seli za mimea, prokariyoti (bakteria na cyanobacteria), pamoja na kuvu, ukuta wa seli huundwa juu ya utando, ambao una selulosi, lignin au murein.
Kiini ni kiungo muhimuyukariyoti. Ina nyenzo za urithi - DNA, ambayo inaonekana kama chromosomes. Bakteria na cyanobacteria zina nucleoid ambayo hufanya kama carrier wa asidi deoxyribonucleic. Zote hufanya kazi mahususi kabisa ambazo huamua michakato ya seli za kimetaboliki.
Tunamaanisha nini kwa lishe ya seli
Maonyesho muhimu ya seli si chochote ila uhamishaji wa nishati na mabadiliko yake kutoka umbo moja hadi jingine (kulingana na sheria ya kwanza ya thermodynamics). Nishati inayopatikana katika virutubisho katika latent, yaani, hali ya kufungwa, hupita kwenye molekuli za ATP. Kwa swali la nini lishe ya seli katika biolojia, kuna jibu ambalo linazingatia machapisho yafuatayo:
- Seli, kwa kuwa ni mfumo wazi wa kibayolojia, inahitaji ugavi wa mara kwa mara wa nishati kutoka kwa mazingira ya nje.
- Vitu vya kikaboni vinavyohitajika kwa lishe, seli inaweza kupata kwa njia mbili:
a) kutoka kwa kiunganishi cha seli, katika umbo la misombo iliyotengenezwa tayari;
b) kuunganisha kwa kujitegemea protini, wanga na mafuta kutoka kwa kaboni dioksidi, amonia, n.k.
Kwa hivyo, viumbe vyote vimegawanywa katika heterotrophic na autotrophic, vipengele vya kimetaboliki ambavyo vinachunguzwa na biokemia.
Metaboli na nishati
Dutu kikaboni kikiingia kwenye seli hugawanyika, kutokana na ambayo nishati hutolewa katika umbo la molekuli za ATP au NADP-H2. Seti nzima ya athari za uigaji na utaftaji ni kimetaboliki. Hapo chini tutazingatia hatua za kimetaboliki ya nishati ambayo hutoa lishe kwa seli za heterotrophic. Kwanza protini, wanga na lipidshuvunjwa kwa monomers zao: amino asidi, glucose, glycerol na asidi ya mafuta. Kisha, wakati wa usagaji chakula bila oksijeni, hupata mchanganyiko zaidi (usagaji wa anaerobic).
Kwa njia hii, vimelea vya ndani ya seli hulishwa: rickettsia, klamidia na bakteria ya pathogenic, kama vile clostridia. Uyoga wa chachu ya unicellular huvunja sukari hadi pombe ya ethyl, bakteria ya asidi ya lactic kwa asidi ya lactic. Kwa hivyo, glikolisisi, pombe, butyric, uchachishaji wa asidi ya lactic ni mifano ya lishe ya seli kutokana na usagaji chakula cha anaerobic katika heterotrofu.
Autotrophy na vipengele vya michakato ya kimetaboliki
Kwa viumbe wanaoishi Duniani, chanzo kikuu cha nishati ni Jua. Shukrani kwake, mahitaji ya wenyeji wa sayari yetu yanatimizwa. Baadhi yao huunganisha virutubisho kutokana na nishati ya mwanga, huitwa phototrophs. Wengine - kwa msaada wa nishati ya athari za redox, huitwa chemotrophs. Katika mwani unicellular, lishe ya seli, ambayo picha yake imewasilishwa hapa chini, hufanywa kwa njia ya picha.
Mimea ya kijani kibichi ina klorofili, ambayo ni sehemu ya kloroplast. Inachukua nafasi ya antena ambayo inachukua quanta nyepesi. Katika awamu ya mwanga na giza ya photosynthesis, athari za enzymatic hutokea (mzunguko wa Calvin), ambayo husababisha kuundwa kwa vitu vyote vya kikaboni vinavyotumiwa kwa lishe kutoka kwa dioksidi kaboni. Kwa hiyo, kiini, ambacho kinalishwakutokana na matumizi ya nishati ya mwanga, inaitwa autotrophic au phototrophic.
Viumbe vyenye seli moja, vinavyoitwa chemosynthetics, hutumia nishati iliyotolewa kutokana na athari za kemikali kuunda vitu vya kikaboni, kwa mfano, bakteria ya chuma huweka oksidi ya misombo ya feri hadi chuma cha feri, na nishati iliyotolewa huenda kwenye usanisi wa glukosi. molekuli.
Kwa hivyo, viumbe vilivyotengeneza picha hunasa nishati ya mwanga na kuibadilisha kuwa nishati ya vifungo shirikishi vya mono- na polisakaridi. Kisha, pamoja na viungo vya minyororo ya chakula, nishati huhamishiwa kwenye seli za viumbe vya heterotrophic. Kwa maneno mengine, shukrani kwa photosynthesis, vipengele vyote vya kimuundo vya biosphere vipo. Inaweza kusemwa kwamba seli, lishe ambayo hutokea kwa njia ya autotrophic, "hujilisha" sio yenyewe tu, bali pia kila kitu kinachoishi kwenye sayari ya Dunia.
Jinsi viumbe vya heterotrofiki hula
Seli ambayo lishe yake inategemea unywaji wa vitu vya kikaboni kutoka kwa mazingira ya nje inaitwa heterotrophic. Viumbe hai kama vile fangasi, wanyama, binadamu na bakteria wa vimelea huvunja kabohaidreti, protini na mafuta kwa kutumia vimeng'enya vya usagaji chakula.
Kisha monoma zinazotokana humezwa na seli na kutumiwa nayo kujenga viungo na uhai wao. Virutubisho vilivyoyeyushwa huingia kwenye seli na pinocytosis, wakati chembe za chakula kigumu huingia kwenye seli na phagocytosis. Viumbe vya heterotrophic vinaweza kugawanywa katika saprotrophs na vimelea. Wa kwanza (kwa mfano, bakteria wa udongo, fangasi, baadhi ya wadudu) hula kwenye viumbe hai vilivyokufa, wa pili (bakteria wa pathogenic, helminths, fangasi wa vimelea) hula kwenye seli na tishu za viumbe hai.
Mixotrophs, usambazaji wake katika asili
Aina mseto ya lishe katika asili ni nadra kabisa na ni aina ya kukabiliana (idioadaptation) kwa vipengele mbalimbali vya mazingira. Hali kuu ya mixotrophy ni uwepo katika seli ya organelles zote mbili zilizo na chlorophyll kwa photosynthesis, na mfumo wa vimeng'enya ambao huvunja virutubishi vilivyotengenezwa tayari kutoka kwa mazingira. Kwa mfano, mnyama wa unicellular Euglena green ana chromatophores yenye klorofili kwenye hyaloplasm.
Bwawa anamoishi euglena linapowaka vizuri, linalishwa kama mmea, yaani, kiotomatiki, kupitia usanisinuru. Kama matokeo, sukari hutengenezwa kutoka kwa kaboni dioksidi, ambayo seli hutumia kama chakula. Euglena hulisha heterotrophically usiku, kuvunja vitu vya kikaboni kwa msaada wa enzymes ziko kwenye vacuoles ya utumbo. Kwa hivyo, wanasayansi wanaona lishe ya mchanganyiko wa seli kuwa dhibitisho la umoja wa asili ya mimea na wanyama.
Ukuaji wa seli na uhusiano wake na trophism
Kuongezeka kwa urefu, uzito, ujazo wa kiumbe kizima na viungo vyake binafsi na tishu huitwa ukuaji. Haiwezekani bila ugavi wa mara kwa mara wa virutubisho kwa seli, ambazo hutumika kama nyenzo ya ujenzi. Ili kupata jibu la swali la jinsi seli inakua, lishe ambayohutokea autotrophically, ni muhimu kufafanua kama ni viumbe huru au kama ni sehemu ya mtu binafsi multicellular kama kitengo cha kimuundo. Katika kesi ya kwanza, ukuaji utafanywa wakati wa interphase ya mzunguko wa seli. Michakato ya kubadilishana plastiki hufanyika ndani yake. Lishe ya viumbe vya heterotrophic inahusishwa na uwepo wa chakula kutoka kwa mazingira ya nje. Ukuaji wa kiumbe chembe chembe nyingi hutokea kwa sababu ya uanzishaji wa biosynthesis katika tishu za elimu, na vile vile kutawala kwa athari za anabolic juu ya michakato ya ukataboli.
Jukumu la oksijeni katika lishe ya seli za heterotrofiki
Viumbe aerobiki: Baadhi ya bakteria, kuvu, wanyama na binadamu hutumia oksijeni kuvunja kabisa virutubishi kama vile glukosi hadi kaboni dioksidi na maji (mzunguko wa Krebs). Inatokea kwenye tumbo la mitochondria iliyo na mfumo wa enzymatic H + -ATP-ase, ambayo huunganisha molekuli za ATP kutoka kwa ADP. Katika viumbe vya prokariyoti kama vile bakteria aerobiki na sianobacteria, hatua ya mtawanyiko wa oksijeni hutokea kwenye utando wa plazima ya seli.
Lishe maalum ya gametes
Katika baiolojia ya molekuli na saitolojia, lishe ya seli inaweza kuelezwa kwa ufupi kuwa mchakato wa virutubisho kuingia humo, mgawanyiko wao na usanisi wa sehemu fulani ya nishati katika umbo la molekuli za ATP. Trophism ya gametes: mayai na spermatozoa ina baadhi ya vipengele vinavyohusishwa na maalum ya juu ya kazi zao. Hii ni kweli hasa kwa seli ya vijidudu vya kike, ambayo inalazimika kukusanya rutuba nyingi, haswa katika mfumo wamgando.
Baada ya kurutubisha, atazitumia kuponda na kuunda kiinitete. Spermatozoa katika mchakato wa kukomaa (spermatogenesis) hupokea vitu vya kikaboni kutoka kwa seli za Sertoli ziko kwenye tubules za seminiferous. Kwa hivyo, aina zote mbili za gamete zina kiwango cha juu cha kimetaboliki, ambayo inawezekana kutokana na trophism amilifu ya seli.
Jukumu la lishe ya madini
Michakato ya kimetaboliki haiwezekani bila utitiri wa cations na anions ambazo ni sehemu ya chumvi za madini. Kwa mfano, ioni za magnesiamu ni muhimu kwa usanisinuru, ioni za potasiamu na kalsiamu ni muhimu kwa uendeshaji wa mifumo ya enzyme ya mitochondrial, na uwepo wa ioni za sodiamu, pamoja na anions za carbonate, ni muhimu kudumisha mali ya buffer ya hyaloplasm. Suluhisho za chumvi za madini huingia kwenye seli kwa pinocytosis au kueneza kupitia membrane ya seli. Lishe ya madini ni asili katika seli za autotrophic na heterotrophic.
Kwa muhtasari, tunasadikishwa kwamba umuhimu wa lishe ya seli ni mkubwa sana, kwani mchakato huu husababisha uundaji wa nyenzo za ujenzi (wanga, protini na mafuta) kutoka kwa kaboni dioksidi katika viumbe vya autotrophic. Seli za heterotrofiki hulisha vitu vya kikaboni vilivyoundwa kama matokeo ya shughuli muhimu ya autotrophs. Wanatumia nishati iliyopokelewa kwa uzazi, ukuaji, harakati na michakato mingine ya maisha.
