Өсімдік жасушаларының құрамы мен құрылысы


Өсімдіктер барлық организмдердей жасушалардан тұрады, әр жасуша жасушадан пайда болады. Оларға барлық тіршілік әрекеттері тән.

Тек бір ғана жасушадан тұратын өсімдіктер болады. Оған бір жасушалы балдыр мен саңырауқұлақ жатады.

55-сүрет.Біржасушалы өсімдіктер:

Солда – теңіз жасыл балдыры ацетабулярия жерортатеңіздік, алып жасушалардан тұрады, нақты көлемі көрсетілген: 1- қалпақ; 2- сабақша; 3-ризоидтар ядросымен. Оңдатұщы су диатомовалық балдыр жасыл пинулярия: 4- панцирь тігісінің соңғы түйіншегі; 5- панцирь қауырсынды құрылымы; 6-цитоплазма; 7- орталық түйіншек

4



56-сүрет. Көпжасушалы жіпше жасыл балдыр күмәнді спирогир жасушасы:

1-цитоплазма; 2- ядро ядрошығымен; 3- хроматофор; 4- қабық; 5- көпіршіктер


Әдетте ол микроскопиялық организм, бірақ тіпті ірі бір жасушалы да (бір жасушалы теңіз балдыры ацетабулярийдің ұзындығы 7 см жетеді) болады. Күнделікті тіршілікте кездесетін көптеген өсімдіктер, өте көп жасушалардан тұратын көпжасушалы организмдер.

Өсімдік жасушаларының негізгі, ең жалпы құрамбөліктеріне: ядро, әр түрлі құрылысы, қызметі көптеген тұрақты қосындылары бар цитоплазмасы, қабығы, көпіршіктері (вакуоль) жатады.

Бактериялар, саңырауқұлақтар, өсімдіктер жасушаларының әртүрлі заттан түзілген қабырғасы (цитоплазманың өсімдік жасушасы қабықшасына жабыса орналасқан сыртқы қабығы) болады. Олар бактерияда – мурсин, саңырауқұлақта–хитин, өсімдікте–целлюлоза аталатын полисахаридтер. Жасуша қабырғасының астында плазмалық жарғақ және тұрақты, тұрақсыз қосындылары бар цитоплазма болады. Онда бір, кейде бірнеше ядролар орналасды. Жалпы жануарлар мен өсімдіктер жасушаларының құрылысы ұқсас болады. Өсімдік жасушаларының ерекшелігі сол, онда пластидтер және көпіршіктер сақталады. Әртүрлі ұлпаның мамандануына байланысты жасушалардың құрылысы, қасиеттері де күрт ерекшеленеді.

Көпжасушалы жіпше балдырлар, біржасушалы өсімдіктер жасушалары тіпті әр түрлі, өзгеше болады. Біржасушалылар көпжасушалы өсімдіктерден ерекше, өйткені бірталай қызметті жалғыз өзі атқарады, көпжасушалыларда бұл қызметтер әр ұлпа жасушаларына бөлінген. Дегенмен де олардың құрылысы мен қызметтерінде айтарлықтай ұқсастықтар байқалады.

Көпжасушалы өсімдіктерде олар мынаған байланысты: біріншіден, организмнің барлық жасушалары (вегетативті көбеюден басқа, онда аналық өсімдіктен бірден жаңа дарак ретінде немесе ұрығынан тұтас көпжасушалы кешен бөлінеді) бір негіз салушы-жасушалардан пайда болады. Сондықтан жасушалар қалай маманданса да, шығу көзі бір болғандықтан, бір-біріне туыс болып келеді.

Екіншіден, әртүрлі өсімдіктер жасушаларының жалпы құрылысының белгілері барлық өсімдіктердің түрлі деңгейдегі туыстығына байланысты. Барлық өсімдіктер біржасушалы жалпы тегінен біртіндеп тарихи дамуда пайда болған. Қазіргі өсімдіктер жасушалары жалпы белгілерін көне ата тек жасушалардан мұралаған. Өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының жалпы құрылыс белгілері мен жұмыстары осыған байланысты көрінеді.

Үшіншіден, мұндай ұқсастық барлық тірі жасушалар организмде қандай да болмасын арнайы қызмет атқарғанымен, олар алдымен өз тіршілігін қамтамасыз етуі керек. Жасушалар қоректік заттарды сіңіреді, оларды өңдейді, қуат өндіреді, сөйтіп өз денесін құрады, тыныс алады, қажетсіз заттарды шығарады, түрлі бұзушылықпен күреседі, сыртқы орта өзгерісін сезеді, өз тіршілік әрекеттерін өзгертеді, өседі.

5

57-сүрет. Өсімдік жасушасы құрылысының сызбасы

1- Гольджи аппараты; 2- рибосома; 3- хлоропластар; 4- жасушааралық кеңістік; 5- полирибосома; 6- митохондрий; 7- лизосома; 8- түйіршікті эндоплазмалық тор; 9- тегіс эндоплазмалық тор; 10-микротүтікшелер; 11- пластидтер; 12- қабықтан өтетін плазмодесмдер; 13- жасуша қабығы; 14- ядрошық; 15,18- ядро қабығы; 16- ядро қабығындағы тесіктер; 17- плазмалемма; 19- гиалоплазма; 20- тонопласт; 21- көпіршіктер; 22- ядро.

Барлық бұл процестер әр жасушаларда ұқсас және тек әр өсімдіктердің жалпы құрылыс жоспары ғана емес, өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының бір типті құрылымдары көмегімен іске асады. Жасушалардың қандай да болмасын арнайы қызметінің орындалуы олардың жалпы қасиеттеріне негізделген.

Әртүрлі жасушаларда қалыңдығы, құрылысы әр түрлі өсімдік жасушасын сыртынан қаптаған қабығы болады. Оны түзетін заттар цитоплазмада өндіріледі де, оның қабығына жақын жиналып, біртіндеп қабығын құрады. Бұл заттарға, алдымен ірі молекулалы полисахаридтер—пектин, гемицеллюлоза және саны аз целлюлоза жатады. Олар бірінші қабық аталатын серпімді, жасуша өсуінде созылып, өсуге кедергі жасамайтын, әрі өсетін қабықты құрады. Сөйтіп, ол жасушаларға айтарлықтай беріктік құрып, оны механикалық бұзылудан қорғайды. Мұндай бірінші қабығы жоқ жасушалар да болады. Оларға жыныссыз, жынысты көбеюдегі кейбір жасушалар (зооспоралар, балдырлар, төменгі саңырауқұлақ, жоғары өсімдіктердің аталық гаметалары) жатады.

Көптеген жасушаларда бірінші түгілі, екінші қабықтары болады. Ол біріншінің астында, целлюлозадан құрылады. Целлюлоза — полисахарид, оның молекулалары жіңішке жіпшелер — микрофибриллдер құрады. Целлюлоза жіпшелері аморфты затқа батқан, пектин қосындыларынан тұрады. Кейбір жасушаларда бұл целлюлоза жіпшелері жасуша ұзына бойына көлденең орналасып, жасушалардың ұзына бойына, еніне созылуына (мысалы, сабақ тамырларының жасушалары) мүмкіндік береді. Басқа жасшаларда жіпшелер оның ұзына бойында жатқандықтан қабықты көлденең созғанда серпімді, бірақ ұзына бойы созылуында қатты болады. Үшіншілерде олар қисық орналасып, шиыршық (мақта тұқымының эпидермальды қылшықтары, шелқабық (лубяндар) талшықтары) құрады. Бұлардың бәрі темір бетонды құрылманы еске салады. Ондағы целлюлоза жіпшелері темір шыбықтары, ал пектин заттары - цемент рөлін атқарады. Екінші қабықты жасушалар өте берік болады. Олар өсімдіктердің механикалық, тіректік ұлпасын құрады. Кейде екінші қабықтыларды құрған заттар басқаларға қарапайымдарға айналып, қоректік заттар қоймасы рөлін де атқарады. Өйткені, олар қорек ретінде пайдаланылады.

Қабықтардың жіңішке орындары – саңылаулары (тесік, пор, бірінші қабықтыларда саңылау жиегі деп аталады) болады да, көрші жасушалар арасында байланыс іске асады. Саңылаулардан цитоплазманың жіңішке тізбегі өтеді. Бұлар плазмодесмалар, олар көрші жасушалар цитоплазмасын байланыстырып, заттек алмасуын іске асырады. Плазмодесмалар өткізгіш ұлпалығы мен бірге организм жасушалары мен ұлпаларының бірлік тұтастығын сақтайды.

Заттек алмасуы мен қозуды тарату жасушалардың бір-бірінің дамуы мен жұмысына, әрі әр ұлпа барлық басқа ұлпалардың тіршілік әрекетіне әсер етеді. Осымен тұтас организмнің – бүкіл өсімдіктің барлық бөлімдерінің жұмысы үйлестіріліп отырады.

Көптеген жасушалар қабықтары жасы асқан сайын, оларды одан әрі бекітетін заттарды сіңіреді. Онда лигниннің жиналуы қабықтың сүректенуіне жеткізеді. Ағаштың қабық астындағы қатты бөлігі, өте жиі шелқабық талшықтары, ағаш қабығындағы тұқым жасушаларының қабығы, кейде жеміс қабы, тіпті жапырағы сүректенеді. Сүректенген жасушалар қабырғасы тек берік қана болмай, өткізгіштігі микробтар, сулар үшін нашар болады. Жабын ұлпалардың кейбір басқа жасушалар қабығы, әрі жарақаттанған беттері суберинді өткізіп, тозданады. Суберин суды, газды өткізбейтіндіктен жасушалар құрамы өледі, бірақ мұндай өлі жасушалары бар ұлпалар өсімдіктердің ішкі тірі бөлігін зиянды сыртқы әсерлерден қорғайды.

Полисахаридті жасуша қабығы — өсімдіктер жасушаларының ерекше белгісі, ол жануарлар жасушаларынан ерекшелігін көрсетеді.

Плазмалемма май тәрізді және ақуыз молекулаларының әрекеті (комбинациясы) болып келеді. Мұндай жарғақты липопротеинді («липос» — май, «протеин» — ақуыз) деп атайды. Ол цитоплазманы көпіршіктен шектейді. Сондықтан бұл жарғақты тонопласт деп атайды. Жасушалардың көптеген тұрақты қосындылары липопротеин жарғағынан құралған. Бірақ, әр жағдайда осы жарғаққа тән май тәрізді заттардан (липидтерден), ақуыздардан құралады. Плазмалемма жасушаға кіретін және шығатын заттарды реттеп, таңдап өткізіп, шығаруды қамтамасыз етеді.

58-сүрет. Өсімдік жасушасының, жасуша аралық байланысының ультра құрылымы:

1- ядро; 2- ядрошық; 3- ядро қабығы; 4- саңлаулары; 5- митохондрий; 6- пластидтер; 7- диктиосомдар; 8- көпіршіктер; 9-плазмодесмалар; 10- эндоплазмалық тор

Жарғақ арқылы түрлі заттардың өту жылдамдығы да әртүрлі. Одан су және газ тәрізді заттар жақсы өтеді. Әрі май ерітетін заттар жеңіл өтеді. Мүмкін, ол липид қабатынан тұратындықтан да болар. Жарғақтың липид қабаты саңылаулармен тесілген деген пікір бар. Бұл жарғақ арқылы майда ерімейтін заттардың өтуіне мүмкіндік береді.

Саңылаулар электр зарядын алып жүреді, сондықтан ол арқылы иондар өтуі еркін емес. Кейбір жағдайда саңылау заряды өзгеріп, иондар үшін жарғақтың өткізгіштігі реттеледі. Бірақ, жарғақ бір түрлі зарядты түрлі иондар үшін және мөлшері жақын түрлі зарядталмаған молекулалар үшін өткізгіштігі бірдей болмайды. Мұндай да жарғақтың маңызды қасиеті - өткізгіштегі таңдауы: бір молекулалар және иондар үшін ол жақсы, ал басқалар үшін нашар өткізуі жүреді.

Цитоплазма, бұрын ақуыз затының біртүрлі коллоидты ертіндісі есептелгенімен, іс жүзінде өте күрделі құрылым. Микроскопиялық техниканың дамуына орай, цитоплазманың барлық өте нәзік құрылым бөлшектері зерделеніп, анықталды. Онда түрлі тұрақты қосындылар ашылып, олардың құрылымының әрқайсысы белгілі физиологиялық, биохимиялық қызметтер орындайтыны аян болды. Цитоплазманың маңызды тұрақты қосындыларына митохондрийлер, эндоплазмалық ретикулум (тор), Гольджи аппараты, рибосомалар, пластидтер, лизосомалар жатады. Қозғалмалы жасушаларда (зооспоралар, балдырлар, қырықбуын сперматозоидтары, қырыққұлақ (папоротник), саговник, кейбір біржасушалы және мекендеуші балдырлар) гаметаларында жылжымалы тұрақты қосындылар – талшықтар болады. Цитоплазманың тұрақты қосындылары орналасқан құрылымсыз бөлімі, оның негізгі заты немесе гиалоплазма деп аталады. Ол енжарлы толықтыру емес, цитоплазманың белсенді жұмыс атқаратын бөлігі. Онда тіршілікке қажет бірталай химиялық процестер өтеді. Оның құрамына осы процестердің іске асуына көмектесетін көптеген ақуыз-ферменттер кіреді.

Митохондрийлер — ұсақ домалақ немесе сопақша түрлі денешіктер, мөлшері 0,5 — 1,5 мк, яғни бактерия көлеміндей. Жасушадағы саны әдетте көп, 100—3000. Бірақ, митохондрийлер саны аз жасушаларда болады. Иә, теңіз балдыры фукустың аталық жасушасында барлығы 4, ал біржасушалы балдыр микромонаста — бір митохондрий болады.

Эндоплазмалық ретикулум — цитоплазманың тұрақты қосындысы, онда өте көп заттардың түзілуі жүреді. Ол цитоплазманы жарып өтетін желілер жүйесі, кейбір жерде жіңішкереді, басқа жерлерде кеңейеді де, цистерналар, жайпақ қапшалар және тарамдалған түтікшелер құрады. Барлық осы құрылымдар қабырғасы жарғақтардан тұрады, құрамына ферменттер кіреді. Оның түйіршікті, түйіршіксіз түрлері болады. Түйіршікті түрінің сыртқы бетінде көптеген ұсақ тұрақты қосынды – рибосомалар орналасады. Олардың қызметі ақуыз молекулаларын түзеді. Түйіршіксіз түрінің саны өсімдік жасушаларында түйіршіктілерден басым, рибосомалары болмайды. Олар ферменттердің көптеген түрлері көмегімен түзілетін заттарды қолма-қол жеткізіп тұрады, әсіресе олардың түзілуінде негізгі жол (магистраль) жүйесі болғандықтан, заттар жасуша ішінде бір жерден екінші жерге аууып отырады. Сөйтіп ол жасушаның барлық бөлімін байланыстырады. Олар плазмодесмалар арқылы өтіп, көрші жасушалардың эндоплазмалық торымен қосады. Жасушада түзілетін көптеген заттар шоғырланып, жасушадан сыртқы ортаға, немесе жасушаіші көпіршікке шығуы керек. Онымен бірге, жасуша басқа жасушалардан келген заттарды да шоғырландырып, қор жинайды. Бұл жұмысты диктиосомалар орындайды. Әдетте өсімдік жасушасында бірнеше диктиосомалар болады да, олардың барлық жиынтығы осы жасушаның Гольджи аппараты (немесе кешені) деп аталады. Осы тұрақты қосындыны құратын жарғақ аралық қуыстар түрі не тар саңылау, не жайпақ қапша-цистерналар, не көпіршіктер түзеді. Олардың түрлері жұмыс бойында, жарғақ аралық кеістікте бөлінетін және жиналған заттар деңгейіне орай, өзгеріп тұрады. Қалыптасқан және өскен көпіршіктер бұл қосындыдан бөлінеді. Мүмкін, бұл жарғақпен-тонопластпен қоршалған жасуша көпіршіктері Гольджи аппаратының өнімдері болар.

Лизосомалар — тағы бір цитоплазманың тұрақты қосындысы, тіпті ұсақ (диаметрі 0,5 мк жуық) домалақ денешік. Олар липопротеин жарғақты қабықпен жабылған. Лизосома құрамында ақуыздар, көмірсулар, нуклеин қышқылдары, липидтер қорытатын ферменттер сақталады. Лизосомалардың қабығы ферментердің гиалоплазмаға шығуына кедергі жасайды, тіпті болмаса, оларды қайта қорытады.

Рибосомалар — өте ұсақ тұрақты қосынды, диаметрі 250А жуық. Түрлері нақты шар тәрізді. Олардың біраз бөлігі жарғақтың сыртқы (гиалоплазма) түйіршікті эндоплазмалық тор өзегін құратын бетіне жабысқан, ал басқа бөлігі гиалоплазмада бос күйінде жатады. Жасушада 5 млн. жуық рибосомалар сақталады. Олар митохондриялар мен хлоропластада болып, онда ақуыздың біраз бөлігін түзеді. Олардан осы тұрақты қосындылар құралады.

Көптеген жасушаларда тұрақты қосынды аталатын микротүтікшелер байқалған. Олар расында да, өзегі ішінде түтігі бар түр, сыртқы диаметрі 250А. Кейде олар қос түтікті – бір-біріне қатар жатқан екі жалғыз түтіктер, жалпы қабырғасы бөлетінқуыстары болады. Қабырғасы ақуыз молекулаларынан құрылған. Микротүтікшелер цитоплазманың, оның құрылымдарының жиырылғыш (қозғалғыш) белсенділігімен байланысты деп саналады. Олардан талшықтар құралған, олардың көмегімен кейбір біржасушалы және мекендеуші балдырлар аууа алады, әрі көптеген төменгі өсімдіктер көбеюіне қызмет етеді.

Пластидтартек өсімдік жасушаларына тән тұрақты қосындылар. Әдетте олар жарық микроскопта жақсы байқалатын ірі денешіктер. Олар қос жарғақпен қоршалған, үш топқа бөлінеді: хлоропластар – құрамында хлорофиллдер, каротиноидтары болады. Бұл пигменттер күн сәулесі әсерінен өсімдік жасушаларында органикалық заттардың түзілуін қамтамасыз етіп, өсімдік жапырақтарында көп болады; хромопластар – органикалық заттарды түзбейді, бірақ олар қызыл, қызғылт сары және сары пигменттер сақтап, боялатын пластидтер. Хромопластар өсімдік жасушаларының ұрығында, гүлдерінде көп болады және ашық түске боялатындықтан жануарларды өзіне қызықтырып, тартады; лейкопластар – түссіз пластидтер, пигменттері болмайды. Лейкопластар жасушалардың жас жапырақтар эпидермисінде, дәнінде, түбірінде (тамырында) өте көп болады. Айта кететін жай, ол пластидтер бір түрінен басқа түріне айнала алуы мүмкін.

Өсімдік жасушасының қабырғасы атқаратын қызметтер: жасушаның механикалық беріктігін, тіректікті қамтамасыз етеді; жеке жасушаның ғана емес бүкіл өсімдіктің де механикалық тіректігін қамтамасыз етеді; кейбір жасуша қабырғасында қоректік заттар қоры сақталады; жасуша қабырғасындағы тамырлар бүкіл өсімдікке заттарды тасымалдауға бейімделген; эпидермистің сыртқы қабырғасы балауыз (воск) тәрізді кутиннен тұрады да, ол судың шығынын азайтып, өсімдікке ауру қоздыратын бактериялардың түспеуін қамтамасыз етеді.

Пропластидтертүссіз денешіктер, митохондрийлерге ұқсас, бірақ олардан біраз үлкен. Олардың көптеген саны ұлпа түзуші (меристема) жасушаларында кездеседі

Хлоропластар — жоғары сатыдағы өсімдіктердің пластидтері. Онда фотосинтез процесі жүреді, яғни жарық сәулесін бейорганикалық заттардан (көмір қышқылы газы, су) органикалық заттарды құруға қажет қуатты пайдаланып, онымен бірге атмосфераға оттегін шығарады. Олардың түрі екі жағы да шығыңқы линзадай, мөлшері 4—6 мк жуық. Оның жасушадағы саны 25—50 арасында болады.






59-сүрет. А — граны бар хлоропластың ішкі құрылысының сызбасы, олар жайпақ қапша бумасы тәрізді хлоропластың перпендикулярлы бетінде орналасқан; Б — оның толық сызбасы, онда жалғама (анастомоз) түтікшелер байқалады, олар гранның жеке камераларының өзара байланысын көрсетеді


60- сүрет. Хлоропласт құрылысының сызбасы: 1-ДНҚ; 2- рибосома; 3- строма; 4- гран; 5- тилакоид; 6- ламеллалар; 7- ішкі жарғақша; 8- сыртқы жарғақша; 9- крахмал түйірлері



Хлоропластар жасушада ауысуға қабілетті. Аз сәуледе олар жарыққа қараған жақтағы жасуша қабырғасы астында орналасып, өзінің үлкен бетімен жатады. Егер де сәуле тым қарқынды болса, олар аударылып, оған қабырғасын төсеп, қабырға бойына сапқа тұрып, сәуле жарығына паралель орналасады. Орташа сәуле түскенде хлоропластар екі шеттің орталық аралағын алып жатады.

Қандайда болмасын жағдайда хлоропластар фотосинтезге ең қолайлы сәуле түсіру нәтижені көздейді. Мұндай хлоропластар ауысуы (фототаксис), ол өсімдіктердің тітіркенгіштік түріне жауап беруінің бір түрі.

Хлоропластар жасушалар жүйесінде белгілі дербестілікке қабілетті болады. Олардың бірталай меншікті ақуыз түзілуіне анықталған меншікті рибосомалары, заттар жиынтығы болады. Онымен бірге, ламелл, хлорофилл құрамына кіретін липидтер құру жұмысын атқаратын ферменттері болады.

61-сүрет. Пластидтердін жіктелуі

Хромопластар не пропластидтерден, не лейкопластардан пайда болады. Олардың ішкі жарғақша құрылымы анағұрлы қарапайым болады. Граны жоқ, стромасы өте көп сары немесе қызғылт сары бояутек сақтайды.

Қалыпты өсімдік жасушасында сұйықтыққа толы ірі болады. Көпіршіктер өте жиі бүкіл жасушаны толтырып тұрады, сондықтан цитоплазма өте жұқа қабат құрады да, жасуша қабығына жанасады. Жас жасушаларда бірталай кіші көпіршіктер болып, олар жасуша өсуімен бірге, біреуіне құялады. Көпіршіктер құрамы – жасуша шырыны – ол өте көп су ертіндісіндегі заттар: қант, амин қышқылы, басқа органикалық қышқылдар, бояутектер (боялған заттар), дәуірмендер, малма (дубильді) заттар, алкалоидтар, гликозидтер, бейорганикалық тұздар (нитрат, фосфат, хлорид), кейде ақуыздар жатады. Бұл заттардың бәрі жасушаның тіршілік әрекеттерінің өнімдері. Олардың кейбіреулері көпіршік шырынында қор заты ретінде сақталады да, біраздан соң пайдалану үшін цитоплазмаға қайта түседі. Басқалары заттек алмасуының қалдықтары ретінде цитоплазмадан шығарылады. Көпіршіктер мына қызметтерді атқарады: осмос жолымен су тонопластан жеңіл өтеді. Ол кезде орталық көпіршік созылғандықтан цитоплазма жасуша қабырғасына жылжиды, ал ішкі қысым жасуша түрін сақтап тұрады; кейде көпіршікте әр түсті бояутектер болады. Олар өсімдік ұрығын, гүлін әр түске бояп, жануарлар назарын өздеріне тартады, дәнді тозаңдатады және таратады; кейде өсімдік көпіршігінде ас қорыту ферменті сақталады, тіршілікте лизосома тәрізді қызмет атқарады, ал жасуша өлсе, онда көпіршікті бұзып, ерітеді; көпіршіктерде тіршілік қалдықтарының қоры жиналады, шөпқоректі жануарларды үркітеді.

Көптеген өсімдіктердің (прокариотты организмдерден басқа) әр тірі жасушаларында бір немесе бірнеше ядро болады. Ядросы жоқ жасуша ұзақ тіршілік ете алмайды.