जीवों के शरीर एक एकल कोशिका, उनका एक समूह या एक विशाल संचय हो सकता है, जो अरबों ऐसी प्राथमिक संरचनाओं की संख्या हो सकती है। उत्तरार्द्ध में अधिकांश उच्च पौधे शामिल हैं। कोशिका का अध्ययन - जीवों की संरचना और कार्यों का मुख्य तत्व - कोशिका विज्ञान से संबंधित है। जीव विज्ञान की यह शाखा इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप की खोज, क्रोमैटोग्राफी में सुधार और जैव रसायन के अन्य तरीकों के बाद तेजी से विकसित होने लगी। मुख्य विशेषताओं, साथ ही उन विशेषताओं पर विचार करें जिनके द्वारा पादप कोशिका बैक्टीरिया, कवक और जानवरों की संरचना की सबसे छोटी संरचनात्मक इकाइयों से भिन्न होती है।
आर हुक द्वारा सेल का उद्घाटन
सभी जीवित चीजों की संरचना के छोटे तत्वों का सिद्धांत सैकड़ों वर्षों में मापा गया विकास का मार्ग पार कर गया है। पादप कोशिका झिल्ली की संरचना को सर्वप्रथम उनके सूक्ष्मदर्शी में ब्रिटिश वैज्ञानिक आर. हुक ने देखा था। सेल परिकल्पना के सामान्य प्रावधान स्लेडेन और श्वान द्वारा तैयार किए गए थे, इससे पहले अन्य शोधकर्ताओं ने भी इसी तरह के निष्कर्ष निकाले थे।
अंग्रेज आर. हुक ने एक माइक्रोस्कोप के तहत ओक कॉर्क के एक टुकड़े की जांच की और 13 अप्रैल, 1663 को लंदन में रॉयल सोसाइटी की एक बैठक में परिणाम प्रस्तुत किए (के अनुसार)अन्य स्रोत, घटना 1665 में हुई)। यह पता चला कि एक पेड़ की छाल में छोटी कोशिकाएँ होती हैं, जिन्हें हुक ने "कोशिकाएँ" कहा है। इन कक्षों की दीवारें, मधुकोश के रूप में एक पैटर्न बनाते हुए, वैज्ञानिक को एक जीवित पदार्थ माना जाता था, और गुहा को एक बेजान, सहायक संरचना के रूप में पहचाना जाता था। बाद में यह साबित हुआ कि पौधों और जानवरों की कोशिकाओं के अंदर एक पदार्थ होता है, जिसके बिना उनका अस्तित्व असंभव है, और पूरे जीव की गतिविधि।
कोशिका सिद्धांत
आर हुक की महत्वपूर्ण खोज अन्य वैज्ञानिकों के कार्यों में विकसित हुई जिन्होंने जानवरों और पौधों की कोशिकाओं की संरचना का अध्ययन किया। वैज्ञानिकों द्वारा बहुकोशिकीय कवक के सूक्ष्म वर्गों पर इसी तरह के संरचनात्मक तत्व देखे गए थे। यह पाया गया कि जीवित जीवों की संरचनात्मक इकाइयों में विभाजित करने की क्षमता होती है। शोध के आधार पर, जर्मनी के जैविक विज्ञान के प्रतिनिधियों एम। श्लीडेन और टी। श्वान ने एक परिकल्पना तैयार की जो बाद में कोशिका सिद्धांत बन गई।
बैक्टीरिया, शैवाल और कवक के साथ पौधों और जानवरों की कोशिकाओं की तुलना ने जर्मन शोधकर्ताओं को निम्नलिखित निष्कर्ष पर आने की अनुमति दी: आर। हुक द्वारा खोजे गए "कक्ष" प्राथमिक संरचनात्मक इकाइयाँ हैं, और उनमें होने वाली प्रक्रियाएँ जीवन का आधार हैं। पृथ्वी पर अधिकांश जीवों की। 1855 में आर. विरखोव द्वारा एक महत्वपूर्ण जोड़ दिया गया था, यह देखते हुए कि कोशिका विभाजन उनके प्रजनन का एकमात्र तरीका है। शोधन के साथ श्लीडेन-श्वान सिद्धांत को आम तौर पर जीव विज्ञान में स्वीकार किया गया है।
पौधों की संरचना और जीवन में कोशिका सबसे छोटा तत्व है
श्लीडेन और श्वान की सैद्धांतिक स्थिति के अनुसार,जैविक दुनिया एक है, जो जानवरों और पौधों की समान सूक्ष्म संरचना को साबित करती है। इन दो राज्यों के अलावा, सेलुलर अस्तित्व कवक की विशेषता है, बैक्टीरिया और वायरस अनुपस्थित हैं। जीवित जीवों की वृद्धि और विकास मौजूदा कोशिकाओं के विभाजन की प्रक्रिया में नई कोशिकाओं के उभरने से सुनिश्चित होता है।
एक बहुकोशिकीय जीव केवल संरचनात्मक तत्वों का संचय नहीं है। संरचना की छोटी इकाइयाँ एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, जिससे ऊतक और अंग बनते हैं। एकल-कोशिका वाले जीव अलगाव में रहते हैं, जो उन्हें उपनिवेश बनाने से नहीं रोकता है। सेल की मुख्य विशेषताएं:
- स्वतंत्र अस्तित्व की क्षमता;
- खुद का चयापचय;
- स्व-प्रजनन;
- विकास।
जीवन के विकास में, सबसे महत्वपूर्ण चरणों में से एक एक सुरक्षात्मक झिल्ली की मदद से नाभिक को कोशिका द्रव्य से अलग करना था। कनेक्शन को संरक्षित किया गया है, क्योंकि ये संरचनाएं अलग से मौजूद नहीं हो सकती हैं। वर्तमान में, दो सुपर-राज्य हैं - गैर-परमाणु और परमाणु जीव। दूसरा समूह पौधों, कवक और जानवरों द्वारा बनता है, जिनका अध्ययन सामान्य रूप से विज्ञान और जीव विज्ञान की संबंधित शाखाओं द्वारा किया जाता है। एक पादप कोशिका में एक केंद्रक, कोशिकाद्रव्य और अंगक होते हैं, जिनकी चर्चा नीचे की जाएगी।
पौधे कोशिकाओं की विविधता
एक पके तरबूज, सेब या आलू के टूटने पर, आप नंगी आंखों से तरल से भरी संरचनात्मक "कोशिकाओं" को देख सकते हैं। ये 1 मिमी तक के व्यास वाले भ्रूण पैरेन्काइमा कोशिकाएं हैं। बास्ट फाइबर लम्बी संरचनाएं हैं, जिनकी लंबाई चौड़ाई से काफी अधिक है। उदाहरण के लिए,कपास नामक पौधे की कोशिका 65 मिमी की लंबाई तक पहुँचती है। सन और भांग के बास्ट फाइबर में 40-60 मिमी के रैखिक आयाम होते हैं। विशिष्ट कोशिकाएं बहुत छोटी -20-50 माइक्रोन होती हैं। ऐसे छोटे संरचनात्मक तत्वों को केवल माइक्रोस्कोप के नीचे ही देखा जा सकता है। पौधे के जीव की सबसे छोटी संरचनात्मक इकाइयों की विशेषताएं न केवल आकार और आकार में अंतर में प्रकट होती हैं, बल्कि ऊतकों की संरचना में किए गए कार्यों में भी प्रकट होती हैं।
प्लांट सेल: बुनियादी संरचनात्मक विशेषताएं
नाभिक और कोशिका द्रव्य आपस में घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं और एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिसकी पुष्टि वैज्ञानिकों के शोध से होती है। ये यूकेरियोटिक कोशिका के मुख्य भाग हैं, अन्य सभी संरचनात्मक तत्व इन पर निर्भर करते हैं। नाभिक प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित करने का कार्य करता है।
ब्रिटिश वैज्ञानिक आर. ब्राउन ने 1831 में पहली बार आर्किड परिवार के एक पौधे की कोशिका में एक विशेष शरीर (नाभिक) को देखा। यह अर्ध-तरल साइटोप्लाज्म से घिरा हुआ एक नाभिक था। इस पदार्थ का नाम ग्रीक से शाब्दिक अनुवाद में है "कोशिका का प्राथमिक द्रव्यमान।" यह अधिक तरल या चिपचिपा हो सकता है, लेकिन यह आवश्यक रूप से एक झिल्ली से ढका होता है। कोशिका के बाहरी आवरण में मुख्य रूप से सेल्युलोज, लिग्निन और मोम होते हैं। एक विशेषता जो पौधे और पशु कोशिकाओं को अलग करती है, वह है इस मजबूत सेल्युलोज दीवार की उपस्थिति।
साइटोप्लाज्म की संरचना
पौधे की कोशिका का भीतरी भाग हाइलोप्लाज्म से भरा होता है जिसमें छोटे-छोटे दाने लटके रहते हैं। खोल के करीब, तथाकथित एंडोप्लाज्म एक अधिक चिपचिपा एक्सोप्लाज्म में गुजरता है। बिल्कुलये पदार्थ, जिनसे पादप कोशिका भरी हुई है, जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रवाह और यौगिकों के परिवहन, जीवों की नियुक्ति और समावेशन के लिए एक स्थान के रूप में काम करते हैं।
लगभग 70-85% साइटोप्लाज्म पानी है, 10-20% प्रोटीन है, अन्य रासायनिक घटक - कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, खनिज यौगिक हैं। पादप कोशिकाओं में एक कोशिकाद्रव्य होता है, जिसमें संश्लेषण के अंतिम उत्पादों में कार्यों और आरक्षित पदार्थों (विटामिन, एंजाइम, तेल, स्टार्च) के बायोरेगुलेटर होते हैं।
कोर
पौधे और जंतु कोशिकाओं की तुलना से पता चलता है कि उनके पास नाभिक की एक समान संरचना है, जो साइटोप्लाज्म में स्थित है और इसकी मात्रा का 20% तक है। अंग्रेज आर. ब्राउन, जिन्होंने सबसे पहले एक माइक्रोस्कोप के तहत सभी यूकेरियोट्स के इस सबसे महत्वपूर्ण और निरंतर घटक की जांच की, ने इसे लैटिन शब्द न्यूक्लियस से एक नाम दिया। नाभिक की उपस्थिति आमतौर पर कोशिकाओं के आकार और आकार से संबंधित होती है, लेकिन कभी-कभी उनसे भिन्न होती है। संरचना के अनिवार्य तत्व झिल्ली, कैरियोलिम्फ, न्यूक्लियोलस और क्रोमैटिन हैं।
झिल्ली में छिद्र होते हैं जो केंद्रक को कोशिकाद्रव्य से अलग करते हैं। वे नाभिक से साइटोप्लाज्म तक पदार्थों को ले जाते हैं और इसके विपरीत। कैरियोलिम्फ क्रोमैटिन के क्षेत्रों के साथ एक तरल या चिपचिपा परमाणु सामग्री है। न्यूक्लियोलस में राइबोन्यूक्लिक एसिड (आरएनए) होता है जो प्रोटीन संश्लेषण में भाग लेने के लिए साइटोप्लाज्म के राइबोसोम में प्रवेश करता है। एक अन्य न्यूक्लिक एसिड, डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) भी बड़ी मात्रा में मौजूद है। डीएनए और आरएनए को पहली बार 1869 में पशु कोशिकाओं में खोजा गया था और बाद में पौधों में पाया गया। केंद्रक केंद्र हैइंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं का प्रबंधन, पूरे जीव की वंशानुगत विशेषताओं के बारे में जानकारी संग्रहीत करने का स्थान।
एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ईआर)
जानवरों और पौधों की कोशिकाओं की संरचना में एक महत्वपूर्ण समानता है। साइटोप्लाज्म में आवश्यक रूप से मौजूद विभिन्न मूल और संरचना के पदार्थों से भरी आंतरिक नलिकाएं होती हैं। ईपीएस का दानेदार प्रकार झिल्ली की सतह पर राइबोसोम की उपस्थिति से एग्रान्युलर प्रकार से भिन्न होता है। पहला प्रोटीन के संश्लेषण में शामिल होता है, दूसरा कार्बोहाइड्रेट और लिपिड के निर्माण में भूमिका निभाता है। जैसा कि शोधकर्ताओं ने स्थापित किया है, चैनल न केवल साइटोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं, वे एक जीवित कोशिका के प्रत्येक अंग से जुड़े होते हैं। इसलिए, ईपीएस के मूल्य को चयापचय में भागीदार के रूप में अत्यधिक महत्व दिया जाता है, पर्यावरण के साथ संचार की एक प्रणाली।
राइबोसोम
इन छोटे कणों के बिना किसी पौधे या जंतु कोशिका की संरचना की कल्पना करना कठिन है। राइबोसोम बहुत छोटे होते हैं और केवल इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप से देखे जा सकते हैं। प्रोटीन और राइबोन्यूक्लिक एसिड के अणु शरीर की संरचना में प्रबल होते हैं, कैल्शियम और मैग्नीशियम आयनों की एक छोटी मात्रा होती है। कोशिका के लगभग सभी आरएनए राइबोसोम में केंद्रित होते हैं; वे अमीनो एसिड से "संयोजन" प्रोटीन द्वारा प्रोटीन संश्लेषण प्रदान करते हैं। फिर प्रोटीन ईआर चैनलों में प्रवेश करते हैं और पूरे सेल में नेटवर्क द्वारा ले जाया जाता है, नाभिक में प्रवेश करता है।
माइटोकॉन्ड्रिया
कोशिका के इन ऑर्गेनेल को इसके ऊर्जा केंद्र माना जाता है, ये पारंपरिक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी में आवर्धित होने पर दिखाई देते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है, इकाइयाँ या हजारों हो सकती हैं। ऑर्गेनॉइड की संरचना बहुत जटिल नहीं है, दो हैंझिल्ली और मैट्रिक्स अंदर। माइटोकॉन्ड्रिया प्रोटीन लिपिड, डीएनए और आरएनए से बने होते हैं, एटीपी के जैवसंश्लेषण के लिए जिम्मेदार होते हैं - एडेनोसिन ट्राइफॉस्फोरिक एसिड। एक पौधे या पशु कोशिका के इस पदार्थ को तीन फॉस्फेट की उपस्थिति की विशेषता है। उनमें से प्रत्येक का विभाजन कोशिका में और पूरे शरीर में सभी जीवन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक ऊर्जा प्रदान करता है। इसके विपरीत, फॉस्फोरिक एसिड के अवशेषों को जोड़ने से ऊर्जा को संग्रहीत करना और इस रूप में पूरे सेल में स्थानांतरित करना संभव हो जाता है।
नीचे दिए गए चित्र में सेल ऑर्गेनेल पर विचार करें और उन्हें नाम दें जिन्हें आप पहले से जानते हैं। बड़े पुटिका (वैक्यूल) और हरे रंग के प्लास्टिड (क्लोरोप्लास्ट) पर ध्यान दें। हम उनके बारे में बाद में बात करेंगे।
गोल्गी कॉम्प्लेक्स
जटिल कोशिकीय अंग में कणिकाओं, झिल्लियों और रिक्तिकाएं होती हैं। परिसर 1898 में खोला गया था और इसका नाम इतालवी जीवविज्ञानी के नाम पर रखा गया था। पादप कोशिकाओं की विशेषताएं पूरे कोशिका द्रव्य में गोल्गी कणों का समान वितरण है। वैज्ञानिकों का मानना है कि पानी और अपशिष्ट उत्पादों की सामग्री को विनियमित करने, अतिरिक्त पदार्थों को हटाने के लिए परिसर आवश्यक है।
प्लास्टिड
केवल पादप ऊतक कोशिकाओं में ही हरे अंगक होते हैं। इसके अलावा, रंगहीन, पीले और नारंगी रंग के प्लास्टिड होते हैं। उनकी संरचना और कार्य पौधों के पोषण के प्रकार को दर्शाते हैं, और वे रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण रंग बदलने में सक्षम हैं। मुख्य प्रकार के प्लास्टिड:
- कैरोटिन और ज़ैंथोफिल द्वारा निर्मित नारंगी और पीले रंग के क्रोमोप्लास्ट;
- क्लोरोफिल युक्त क्लोरोप्लास्ट -हरा रंगद्रव्य;
- ल्यूकोप्लास्ट रंगहीन प्लास्टिड होते हैं।
पौधे कोशिका की संरचना प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड और पानी से कार्बनिक पदार्थों के संश्लेषण की रासायनिक प्रतिक्रियाओं से जुड़ी होती है। इस अद्भुत और अत्यंत जटिल प्रक्रिया का नाम प्रकाश संश्लेषण है। क्लोरोफिल के लिए धन्यवाद प्रतिक्रियाएं की जाती हैं, यह वह पदार्थ है जो प्रकाश की किरण की ऊर्जा को पकड़ने में सक्षम है। हरे रंग के रंगद्रव्य की उपस्थिति पत्तियों, जड़ी-बूटियों के तनों, कच्चे फलों के विशिष्ट रंग की व्याख्या करती है। क्लोरोफिल की संरचना जानवरों और मनुष्यों के रक्त में हीमोग्लोबिन के समान होती है।
विभिन्न पौधों के अंगों का लाल, पीला और नारंगी रंग कोशिकाओं में क्रोमोप्लास्ट की उपस्थिति के कारण होता है। वे कैरोटीनॉयड के एक बड़े समूह पर आधारित होते हैं जो चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ल्यूकोप्लास्ट स्टार्च के संश्लेषण और संचय के लिए जिम्मेदार हैं। प्लास्टिड्स साइटोप्लाज्म में बढ़ते और गुणा करते हैं, इसके साथ-साथ पादप कोशिका की आंतरिक झिल्ली के साथ चलते हैं। वे एंजाइम, आयनों और अन्य जैविक रूप से सक्रिय यौगिकों में समृद्ध हैं।
जीवों के मुख्य समूहों की सूक्ष्म संरचना में अंतर
अधिकांश कोशिकाएं बलगम, शरीर, कणिकाओं और पुटिकाओं से भरी एक छोटी थैली जैसी होती हैं। अक्सर खनिजों के ठोस क्रिस्टल, तेल की बूंदों, स्टार्च अनाज के रूप में विभिन्न समावेशन होते हैं। पौधे के ऊतकों की संरचना में कोशिकाएं निकट संपर्क में हैं, समग्र रूप से जीवन इन सबसे छोटी संरचनात्मक इकाइयों की गतिविधि पर निर्भर करता है जो एक संपूर्ण बनाते हैं।
बहुकोशिकीय संरचना के साथ, हैविशेषज्ञता, जो सूक्ष्म संरचनात्मक तत्वों के विभिन्न शारीरिक कार्यों और कार्यों में व्यक्त की जाती है। वे मुख्य रूप से पौधे की पत्तियों, जड़, तना, या जनन अंगों में ऊतकों के स्थान से निर्धारित होते हैं।
आइए अन्य जीवित जीवों की प्राथमिक संरचनात्मक इकाइयों के साथ पादप कोशिका की तुलना के मुख्य तत्वों पर प्रकाश डालते हैं:
- घना खोल, केवल पौधों के लिए विशेषता, फाइबर (सेल्यूलोज) द्वारा निर्मित होता है। कवक में, झिल्ली में टिकाऊ चिटिन (एक विशेष प्रोटीन) होता है।
- प्लास्टिड की उपस्थिति या अनुपस्थिति के कारण पौधों और कवक की कोशिकाओं का रंग भिन्न होता है। क्लोरोप्लास्ट, क्रोमोप्लास्ट और ल्यूकोप्लास्ट जैसे शरीर केवल पादप कोशिका द्रव्य में मौजूद होते हैं।
- जानवरों को अलग करने वाला एक अंग है - यह सेंट्रीओल (कोशिका केंद्र) है।
- केवल पादप कोशिका में तरल पदार्थ से भरा एक बड़ा केंद्रीय रिक्तिका होता है। आमतौर पर यह कोशिका रस विभिन्न रंगों के पिगमेंट से रंगा होता है।
- पौधे के जीव का मुख्य आरक्षित यौगिक स्टार्च है। मशरूम और जानवर अपनी कोशिकाओं में ग्लाइकोजन जमा करते हैं।
शैवाल में अनेक एकल, मुक्त-जीवित कोशिकाएँ ज्ञात हैं। उदाहरण के लिए, ऐसा स्वतंत्र जीव क्लैमाइडोमोनास है। यद्यपि पौधे सेल्यूलोज कोशिका भित्ति की उपस्थिति में जानवरों से भिन्न होते हैं, लेकिन रोगाणु कोशिकाओं में इतने घने खोल का अभाव होता है - यह जैविक दुनिया की एकता का एक और प्रमाण है।
