अतीत के उत्कृष्ट वैज्ञानिकों की एक पूरी आकाशगंगा - रॉबर्ट हुक, एंथोनी वैन लीउवेनहोएक, थियोडोर श्वान, माथियास स्लेडेन ने प्रकृति अध्ययन के क्षेत्र में अपनी खोजों के साथ, की सबसे महत्वपूर्ण शाखा के गठन का मार्ग प्रशस्त किया। आधुनिक जैविक विज्ञान - कोशिका विज्ञान। यह कोशिका की संरचना और गुणों का अध्ययन करता है, जो पृथ्वी पर जीवन का प्राथमिक वाहक है। कोशिका विज्ञान के विकास के परिणामस्वरूप प्राप्त मौलिक ज्ञान ने शोधकर्ताओं को आनुवंशिकी, आणविक जीव विज्ञान और जैव रसायन जैसे विषयों को बनाने के लिए प्रेरित किया है।
उनमें की गई वैज्ञानिक खोजों ने ग्रह का चेहरा पूरी तरह से बदल दिया और क्लोन, आनुवंशिक रूप से संशोधित जीवों और कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उदय हुआ। हमारा लेख आपको साइटोलॉजिकल प्रयोगों के बुनियादी तरीकों को समझने और कोशिकाओं की संरचना और कार्यों का पता लगाने में मदद करेगा।
सेल का अध्ययन कैसे किया जाता है
500 साल पहले की तरह, प्रकाश सूक्ष्मदर्शी मुख्य उपकरण है जो कोशिका की संरचना और गुणों का अध्ययन करने में मदद करता है। बेशक, इसकी उपस्थिति और ऑप्टिकलविशेषताओं की तुलना 16वीं शताब्दी के मध्य में पिता और पुत्र जानसेंस या रॉबर्ट हुक द्वारा बनाए गए पहले सूक्ष्मदर्शी से नहीं की जा सकती। आधुनिक प्रकाश सूक्ष्मदर्शी की विभेदन शक्ति कोशिका संरचनाओं के आकार को 3000 गुना बढ़ा देती है। रास्टर स्कैनर बैक्टीरिया या वायरस जैसी सूक्ष्म वस्तुओं की छवियों को कैप्चर कर सकते हैं, बाद वाले इतने छोटे कि वे कोशिकाएं भी नहीं हैं। कोशिका विज्ञान में, लेबल किए गए परमाणुओं की विधि का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, साथ ही कोशिकाओं के विवो अध्ययन में, धन्यवाद जिससे सेलुलर प्रक्रियाओं की विशेषताओं को स्पष्ट किया जाता है।
सेंट्रीफ्यूजेशन
कोशिका सामग्री को भिन्नों में अलग करने और कोशिका के गुणों और कार्यों का अध्ययन करने के लिए, कोशिका विज्ञान एक अपकेंद्रित्र का उपयोग करता है। यह वाशिंग मशीन में उसी नाम के हिस्से के समान सिद्धांत पर काम करता है। केन्द्रापसारक त्वरण बनाकर, डिवाइस सेल निलंबन को तेज करता है, और चूंकि ऑर्गेनेल में अलग-अलग घनत्व होते हैं, वे परतों में बस जाते हैं। नीचे बड़े हिस्से होते हैं, जैसे कि नाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया या प्लास्टिड, और अपकेंद्रित्र के आसवन ग्रेट के ऊपरी नलिका में, साइटोस्केलेटन, राइबोसोम और पेरोक्सिसोम के माइक्रोफिलामेंट्स स्थित होते हैं। परिणामी परतें अलग हो जाती हैं, इसलिए जीवों की जैव रासायनिक संरचना की विशेषताओं का अध्ययन करना अधिक सुविधाजनक होता है।
पौधों की कोशिका संरचना
पौधे कोशिका के गुण कई तरह से पशु कोशिकाओं के कार्यों के समान होते हैं। हालांकि, एक स्कूली छात्र भी, सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से पौधे, पशु या मानव कोशिकाओं की निश्चित तैयारी की जांच कर रहा है, अंतर की विशेषताएं पाएगा। यह ज्यामितीय हैसही आकृति, घने सेल्यूलोज झिल्ली की उपस्थिति और बड़े रिक्तिकाएं, पौधों की कोशिकाओं की विशेषता। और एक और अंतर जो पौधों को ऑटोट्रॉफ़िक जीवों के समूह में पूरी तरह से अलग करता है, वह है स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले अंडाकार हरे पिंडों के साइटोप्लाज्म में उपस्थिति। ये क्लोरोप्लास्ट हैं - पौधों का कॉलिंग कार्ड। आखिरकार, यह वे हैं जो प्रकाश ऊर्जा को पकड़ने में सक्षम हैं, इसे एटीपी के मैक्रोर्जिक बॉन्ड की ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, और कार्बनिक यौगिक भी बनाते हैं: स्टार्च, प्रोटीन और वसा। प्रकाश संश्लेषण इस प्रकार पादप कोशिका के स्वपोषी गुणों को निर्धारित करता है।
पोषी पदार्थों का स्वतंत्र संश्लेषण
आइए उस प्रक्रिया पर ध्यान दें जिसके कारण, उत्कृष्ट रूसी वैज्ञानिक के.ए. तिमिरयाज़ेव के अनुसार, पौधे विकास में एक लौकिक भूमिका निभाते हैं। पृथ्वी पर लगभग 350 हजार पौधों की प्रजातियां हैं, जिनमें एकल-कोशिका वाले शैवाल जैसे क्लोरेला या क्लैमाइडोमोनस से लेकर विशाल पेड़ - सिक्वियोस, 115 मीटर की ऊंचाई तक पहुंचते हैं। ये सभी कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करते हैं, इसे ग्लूकोज, अमीनो एसिड, ग्लिसरॉल और फैटी एसिड में बदल देते हैं। ये पदार्थ न केवल पौधे के लिए भोजन के रूप में काम करते हैं, बल्कि हेटरोट्रॉफ़ नामक जीवों द्वारा भी उपयोग किए जाते हैं: कवक, जानवर और मनुष्य। कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करने और एक महत्वपूर्ण पदार्थ - ऑक्सीजन बनाने की क्षमता के रूप में पौधों की कोशिकाओं के ऐसे गुण, पृथ्वी पर जीवन के लिए ऑटोट्रॉफ़ की विशेष भूमिका के तथ्य की पुष्टि करते हैं।
प्लास्टिड्स का वर्गीकरण
खिलते गुलाबों या पतझड़ के जंगल के रंगों के अपव्यय को देखते हुए उदासीन रहना कठिन है। पौधों का रंग विशेष ऑर्गेनेल - प्लास्टिड्स के कारण होता है, जो केवल पौधों की कोशिकाओं के लिए विशेषता है। यह तर्क दिया जा सकता है कि उनकी संरचना में विशेष वर्णक की उपस्थिति चयापचय में क्लोरोप्लास्ट, क्रोमोप्लास्ट और ल्यूकोप्लास्ट के कार्यों को प्रभावित करती है। हरे रंग के वर्णक क्लोरोफिल युक्त ऑर्गेनेल कोशिका के महत्वपूर्ण गुणों को निर्धारित करते हैं और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया के लिए जिम्मेदार होते हैं। वे क्रोमोप्लास्ट में भी बदल सकते हैं। हम इस घटना का निरीक्षण करते हैं, उदाहरण के लिए, शरद ऋतु में, जब पेड़ों की हरी पत्तियां सोने, बैंगनी या लाल रंग में बदल जाती हैं। ल्यूकोप्लास्ट क्रोमोप्लास्ट में बदल सकते हैं, उदाहरण के लिए दूधिया टमाटर नारंगी या लाल रंग में पकते हैं। वे क्लोरोप्लास्ट में भी जाने में सक्षम हैं, उदाहरण के लिए, आलू के कंदों के छिलके पर हरे रंग की उपस्थिति तब होती है जब वे लंबे समय तक प्रकाश में संग्रहीत होते हैं।
पौधे के ऊतकों के निर्माण की क्रियाविधि
उच्च पादप कोशिकाओं की विशिष्ट विशेषताओं में से एक कठोर और मजबूत खोल की उपस्थिति है। इसमें आमतौर पर सेल्यूलोज, लिग्निन या पेक्टिन के मैक्रोमोलेक्यूल्स होते हैं। संपीड़न और अन्य यांत्रिक विकृतियों के लिए स्थिरता और प्रतिरोध पौधों के ऊतकों को सबसे कठोर प्राकृतिक संरचनाओं के समूह में अलग करता है जो भारी भार का सामना कर सकते हैं (उदाहरण के लिए, लकड़ी के गुणों को याद करें)। इसकी कोशिकाओं के बीच, झिल्लियों में छिद्रों से गुजरते हुए, बहुत सारे साइटोप्लाज्मिक स्ट्रैंड उत्पन्न होते हैं, जो लोचदार धागों की तरह, उन्हें एक साथ सीवे करते हैं।आपस में। इसलिए, ताकत और कठोरता एक पौधे के जीव की कोशिका के मुख्य गुण हैं।
प्लाज्मोलिसिस और डेप्लास्मोलिसिस
प्लास्मोलिसिस की घटना के कारण पानी, खनिज लवण और फाइटोहोर्मोन की गति के लिए जिम्मेदार छिद्रित दीवारों की उपस्थिति का पता लगाया जा सकता है। पादप कोशिका को हाइपरटोनिक लवणीय विलयन में रखें। इसके साइटोप्लाज्म से पानी बाहर की ओर फैल जाएगा, और एक माइक्रोस्कोप के तहत हम हाइलोप्लाज्म की पार्श्विका परत के छूटने की प्रक्रिया देखेंगे। कोशिका सिकुड़ती है, उसका आयतन घटता है, अर्थात्। प्लास्मोलिसिस होता है। आप एक गिलास स्लाइड में पानी की कुछ बूंदों को जोड़कर और सेल के साइटोप्लाज्म की तुलना में कम समाधान की एकाग्रता बनाकर मूल रूप वापस कर सकते हैं। H2O अणु खोल में छिद्रों के माध्यम से अंदर प्रवेश करेंगे, कोशिका का आयतन और इंट्रासेल्युलर दबाव बढ़ जाएगा। इस प्रक्रिया को डेप्लास्मोलिसिस कहा जाता था।
पशु कोशिकाओं की विशिष्ट संरचना और कार्य
साइटोप्लाज्म में क्लोरोप्लास्ट की अनुपस्थिति, बाहरी आवरण से रहित पतली झिल्ली, छोटे रिक्तिकाएं जो मुख्य रूप से पाचन या उत्सर्जन कार्य करती हैं - यह सब पशु और मानव कोशिकाओं पर लागू होता है। उनकी विविध उपस्थिति और विषमपोषी भोजन की आदतें एक और विशिष्ट विशेषता हैं।
कई कोशिकाएँ, जो अलग-अलग जीव हैं, या ऊतकों का हिस्सा हैं, सक्रिय गति करने में सक्षम हैं। ये स्तनधारियों, अमीबा, इन्फ्यूसोरिया-जूता, आदि के फागोसाइट्स और शुक्राणु हैं। सुपर-मेम्ब्रेन कॉम्प्लेक्स - ग्लाइकोकैलिक्स के कारण पशु कोशिकाओं को ऊतकों में जोड़ा जाता है। वहग्लाइकोलिपिड्स और कार्बोहाइड्रेट से जुड़े प्रोटीन होते हैं, और आसंजन को बढ़ावा देते हैं - एक दूसरे से कोशिका झिल्ली का आसंजन, जिससे ऊतक का निर्माण होता है। ग्लाइकोकैलिक्स में बाह्य पाचन भी होता है। पोषण का हेटरोट्रॉफ़िक तरीका पाचन एंजाइमों के पूरे शस्त्रागार की कोशिकाओं में उपस्थिति को निर्धारित करता है, विशेष अंगों में केंद्रित - लाइसोसोम, जो गोल्गी तंत्र में बनते हैं - साइटोप्लाज्म की एक अनिवार्य एकल-झिल्ली संरचना।
जंतु कोशिकाओं में, इस अंग को चैनलों और कुंडों के एक सामान्य नेटवर्क द्वारा दर्शाया जाता है, जबकि पौधों में यह कई असमान संरचनात्मक इकाइयों की तरह दिखता है। पादप और जंतु दोनों दैहिक कोशिकाएं समसूत्री विभाजन द्वारा विभाजित होती हैं, जबकि युग्मक अर्धसूत्रीविभाजन द्वारा विभाजित होते हैं।
इसलिए, हमने स्थापित किया है कि जीवों के विभिन्न समूहों की कोशिकाओं के गुण सूक्ष्म संरचना की विशेषताओं और जीवों के कार्यों पर निर्भर करेंगे।
