Өсімдіктер физиологиясы пәнінен электронды оқулық мазмұНЫ

Өсімдік клеткасы мен ұлпасы қарапайым бөліктерден (протон, электрон, нейтрон, фотондардан), биоэлементтерден (су, органогендер-Н, С, S, О, Р), иондардан (Na⁺, K⁺, Mg², Ca²⁺, СI), микроэлементтерден ( Mn, Fe, Co, Cu, B, At, V, Vo, J) және молекулалық құрылымдардан (көмірсулар, майлар, фосфатидтер мен т.б.) тұрады. Минералдық заттар клеткада тұз күйінде немесе белоктар, көмірсулар және липидтермен байланысқан күйінде болады. Анионға (СГ) және катионға (Na⁺, K⁺) диссоциацияланатын тұздар клетканың осмостық қысымын және кышқыл-сілтілік тепе-теңдікті орындауда маңызды роль атқарады.

Өсімдік клеткасын микроскоппен қарағанда ең алдымен көзге түсетін үш бөлігі - қабығы, протопласт және вакуолі байқалады (1 сурет).

Клетка қабығы. Суретте көрсетілгендей, клетка сырты целлюлозадан және басқа полисахаридтерден құралған қабықпен қоршалған. Оның толып жатқан саңылаулары болады. Сондықтан ол еріген заттардың клетка ішіне енуіне немесе сыртына шығуына кедергі бола алмайды. Өсімдік клеткаларына судың және еріген қосылыстардың енуі немесе шығуы өсімдіктің сыртқы ортамен маңызды қарым-қатынасын анықтайтын өте күрделі процесс. Бұл процесс молекулалық және иондық түрде өтуіне байланысты тікелей байқауға келмейді. Лабораторияда өсімдік ұлпалары мен клеткаларында тәжірибе жасағанда сыртқы ортанын әсеріне байланысты клеткада өтіп жатқан процестерді түсінуге болады. Өсімдік клеткасының қабықшасы клеткаларға, өсімдік ұлпаларына механикалық қаттылық бере отырып, клеткада түзілетін гидростатикалық қысымнан цитоплазмалық мембраналарды бұзылудан сақтайды. Сондай-ақ минералды қосылыстарды қабылдауда ол ион алмастырушы болып табылады.

Клетка қабықшасының құрамы целлтолоза, гемоцеллюлоза, пектин, липидтер мен белоктан құралған. Химиялық тұрғыдан клетчатканы (целлюлоза, оның формуласы - (C₅H₁₀O₅ ) глюкоза қалдықтары деп атайды. Глюкоза қалдықтарының 3-10 мыңға жуығы 1,4 көміртек байланыстарымен жалғасып, целлюлозаның ұзын жазық тізбегін, молекуласын құрайды. Целлюлозаның 100 молекуласы бірігіп целлюлозаның мицелласын, 20 мицелла - микрофибрилін, ал 250 микрофибрилл - клетчатканың макрофибрюгін түзеді. Целлюлозаның макрофибрилдері, сол сияқты микрофибрилдері мен мицелла тізбектері бір-бірімен сутекті байланыспен жалғасып, топ құрайды.

Бұл топтар өсімдік клетка қабықшасының тірек қызметін атқаратын кристалдың бөлімін түзеді.

   Клетка қабыкшасында мұндай кристалдық бөліммен қатар паракристалдық аморфты іркілдек масса матрикс болады  Целлюлозаның микро, макрофибрилдері осы матрикске батып жатады. Матрикстің құрамында гемоцеллюлоза, пектин мен белоктар болады. Клетка қабықшасы құрамындағы белоктар қабықшаға белгілі құрылыспен қатар созылғыштық қасиет береді. Целлюлозаның фибрилдері арасын түгелдей матрикс алып жатпай, клетка қабықшасында қуыстар қалып, онда су болады. Ондай суы бар клетка қабықшасындағы бөлім бос қуыс деп аталады, ал ол бөлімдер барлық клеткаларда жалғасып жүйе кұрайды, оны апопласт деп атайды.   

      Клетка қабықшаларында жіңішке санылаулар болады да олардан плазмалық жіпшелер - плазмодесмос өтеді. Әрбір жеке клетка қабықшаларының 100 мкм² бөлімінде 10 - 20-ға жуык диаметрі 0,2 мкм плазмодесмалар болады. Плазмодесмалар барлық клеткалардың цитоплазмаларын жалғастырып біртұтас жүйе құрайды. Ол симпласт деп аталады. Сонымен клеткалар арасындағы қосылыстардың өтуінің симпласт және апопласт деп аталатын екі түрі болады. Клеткаларда судың және еріген қосылыстардын өтуінде клетка қабықшасынан бөлек цитоплазмалық мембраналар бар.

     Плазмалық мембрана. Клетка қабығының іш жағында цитоплазманы қоршаған плазмалық мембрана-илозмолемма орналасқан. Ол өзі арқылы заттарды, сыртқы қабыққа қарағанда таңдап өткізеді. Соған байланысты заттардың клеткаға енуін және одан шығуын реттейді. Цитоплазмада митохондрия, хлоропластар, ядро т.б. органоидтар жайғасқан.

     Вакуоль. Өсімдіктердің өсіп жетілген клеткаларьшда тонопласт деп аталатын мембранамен қоршалған үлкен орталық вакуолі бар. Оның кұрамында минералдық иондар, органикалық кышкылдар, кейде қанттар мен амин қышкылдары бар ерітіндіге толы болады. Өсімдіктің ішкі беліктері бір-бірінен мембраналар аркылы оқшауланып жатады.

     Ядро. Клетка органоидтарының ішінде көлемі жағынан ең ірі, қызметі жағынан ең маңыздысы ядро болып есептеледі. Әр түрлі ұлпаларда ядроның көлемі және пішіндері де түрліше болып келеді. Оның диаметрі 10 мкм шамасында дөңгелек, сопақша немесе қалақша түрлері кездеседі.   

     Меристемалық клеткалар көлемнің 75 %-ын ядро алып жататын болса, өсіп жетілген клеткаларда біршама кішірейеді.Ядродағы рибосома беліктері пайда болатын аймақты ядрошықтар деп атайды. Ядрошықтарда екі рибосомалық РНҚ (25 S және 18 S), цитоплазмалык рибосоманың (80 S) бөліктерінің қалыптасу процестері жүзеге асады. Қорытып айтқанда, ядро клетканың генетикалық акпараты сақталатын және ДНҚ молекуласының өздігінен құрылуын қамтамасыз ететін органоид болып есептеледі 

 

Өсімдік клеткасынын ультрақұрылысы

1 -пекюцеллюлоздык мембрана; 2-клеткааралык куыс; 3-плазмодесмалар; 4-эндоплазмалык тор (ретикулум); 5-вакуоль; б-тоиопласт; 7-провакуоль; 8-ядро; 9-ядролык мембрана; 10-ядролык тесіктер; 11-ядрошык; 12-интерфазаіык хромосомалар; 13-Гольджи аппараты; 14-рибосомдар; 18-хлоропласт; 19-лейкопласт; 20-осьмиофильдік гранулалар (липидтердің үсак тамшылары); 21-цитосома, мдоплазмалык тормен тікелей байланыста болатын гранула; 22-элайопласт (микрогранула мен микротүтікшелердін шогыр.іануы); 23—сферосома (әр гүрлі гидролазалары бар тығыз гранулалар); 24-гиалоплазманын спираль тәріздес фибриллалары; 25-Гольджи аппараты экскретінін шоғыры; 26-пиноцитоздык инвагинация (Р.К.Саляев бойынша).

1- сурет

Рибосомалар. Клеткадағы белоктын биологиялык синтезделуін іске асыратын рибонуклеин қышқылды, өте күрделі пішінді, диаметрі 20 нм шамасында, қосарланған екі-үлкен және кіші бөліктерден құралған денелерді рибосомалар деп атайды. Өсімдік клеткасында рибосоманың үш түрі кездеседі: митохондриялық, хлоропластык және цитоплазмалық.

Митохондриялар. Клеткадағы тотығу-тотықсыздану процестерінің, электрон тасымалдаушы тізбектерінің, тотыға фосфорлану, яғни жалпы энергия алмасу процестерінің орталығы митохондриялар болып есептеледі. Олардың сыртқы қалыңдықтары 5-6 нм шамасында болатын кос мембраналы қабықпен қоршалған. Митохондрияның жалпы құрамында 65-70 % белок, 25-30 % липидтер және аздаған мөлшерде нуклеин қышкылдары бар. Көптеген зерттеу нәтижелері митохондриялардың эволюциялык жағынан прокариотты клеткадан шыққандығын көрсетеді.

Пластидтер жүйесі. (грек. plastides-жасаушы, пайда етуші). Пластидтер-пропластидтер, хлоропластар, хромопластар, олигопластар және этиопластар деген түрлерге бөлінеді. Меристемалық клеткалардағы өте майда пропластидтерден басқа пластидтер пайда болады. Жасыл түсті хлоропластарда фотосинтездік жүйелер орналасады. Түссіз амилопластарда крахмал синтезделіп қорға айналады. Жарық түспеген жағдайда өсімдік хлоропластары түссізденіп, олардың орнына этиопластар пайда болады. Барлық пластидтер сыртынан қос қабатты мембраналармен қапталған.

(2 сурет).

Хлоропластар жоғарғы сатыдағы өсімдіктің жапырақ мезофилиндегі борпылдақ және бағаналы клеткаларда көп болады. Хлоропластар мембраналық жүйеден (ламелла), белоктық негізден (строма) және тилакоидтардан түрады. Тилакоидтар бірінің үстіне бірі қабаттасып граналарды түзеді.

Гольджи аспабы. Камило Гольджи (1899) клетканың бұл органоиды диктиосома, везикула (көпіршік) және цистернааралық түтікшелер сияқты құрылымдардың жиынтығы екендігін анықтады. Гольджи аспабы (ГА) көптеген маңызды қызмет атқарады. Онын мембранасында майлар мен көмірсулар (полисахаридтер) синтезделеді де, олар клеткада пайдаланылады және мембрананың құрамына кіреді. ГА әрекетгерінің нәтижесінде плазмалық мембрана жаңарып өсіп отырады.

Эндоплазмалық mop. Сыртқы плазмалық мембранамен генетикалық байланыста болатын, клетканың ішкі мембраналар жүйесін 1945 ж. Г.Иалад ашып, К.Портер эндоплазмалык ретикулум (ЭР) немесе эндоплазмалық mop деп атады. Ол өзекше (канал), цистерна, көпіршік сияқты құрылымдардан құралған жүйе. Ядро қабықшасы да осы жүйеге қосылады. Құрылымдық пішініне қарап ЭТ кедір-бұдырлы және тегіс болып екі түрге бөлінеді. Біріншісінің өзекшелер жүйесінің бетінде рибосомалар орналасады да, тегіс түрінде болмайды. Осы екі түр бір-біріне ауысуы мүмкін. Эндоплазмалық тор тұрақсыз құрылым болып есептеледі (қолайсыз сыртқы жағдайларға байланысты). Эндоплазмалық тор алуан түрлі қызмет атқарады. Кедір-бұдырлы ЭТ-дың мембранасында липидтер мен көмірсулар синтезделеді. Бұл синтез өнімдерінің барлығы каналдар мен қуыстарға жиналады да, онда клетканың әртүрлі органоидтарына жеткізіліп, сонда жұмсалады. ЭТ клетканың негізгі органоидтарын өзара байланыстырып тұрады.

Барлық организмдер клеткасының атқаратын көптеген қызметтерінің ішінен олардың қоректенуі, қимыл-қозғалысын, көбеюін атауға болады. Жасыл өсімдік клеткасының коректенуі екі негізгі процестен автотрофты қоректену (фотосинтез) және минералдық заттарды, суды сіңіруден тұрады. Өсімдік клеткасының негізгі қызметтеріне тітіркендіргіштік, кимыл-қозғалыс, заттарды сіңіру және бөліп шығару (секреция) т.б. жатады.

1-екі    мембранадан   тұратын    кабығы;   2-строма;    3-граналар   меи    тилакоидтар;    4-гранааралык тилакоидтар; 5-тесіктсрі (А.МСилаеваның моделі бойынша).

2 - сурет