Сімдік клеткаларыныҢ физиологиясы

Өсімдіктердің, жапырақ, сабақ және тамыр сияқты миллиондаған клеткалардан құралған мүшелері бар. Олардың әрқайсысында тірі организмдегідей зат алмасу процесі үздіксіз етіп жатады.

Өсімдіктер клеткаларындағы зат алмасу ассимиляция және диссимиляция процестері арқылы қатар өтеді. Ассимиляция клеткаларда бейорганикалық заттардан (көмірқышқыл газы және су органикалық заттардың синтезделуі, диссимиляция — олардағы органикалық заттардың ыдырауы. Олар сыртқы ортаның факторларына байланысты өзгеріп отырады. Ассимиляция мен диссимиляция процестерінің байланысы тарихи даму негізінде қалыптасқан. Клеткаларда бірнеше органоидтар бар - олардың кейбірінің саны, көлемі және атқаратын рөлі толық белгілі болғанымен де кейбіреулері әлі толық зерттеліп болған жоқ. Белгісіз органоидтарды зерттеп, заңдылығын ашу-өсімдіктер физиологиясының негізгі міндетінің бірі.

Цитоплазмадағы органоидтар өзара тығыз байланысты. Сон-дықтан да зерттеу кезінде оларды бөліп ажыратуға болмайды. Өсімдіктердің әртүрлі физиологиялық және биохимиялық про-цестерінің негізін түсіну үшін ең алдымен клеткалармен және олардағы физиологиялық процестермен танысу қажет.

Клеткалардың ашылу тарихы. Клетканың ашылуы — биология ғылымындағы аса ірі жаңалықтың бірі. Кейінірек ол клетка теориясы деген атпен қалыптасты. Оның биология ғылымының материалистік бағытта дамуына әсері зор болды.

Клеткаларды зерттеу және клетка теориясының қалыптасуы неміс ғалымдары Г. Шванн мен М. Шлейденнің есімдерімен байланысты. Олар 1839 жылы бірінші рет клетка теориясының негізін қалады. Бұл екі ғалым жануарлар мен өсімдіктер организмі миллиондаған клеткадан тұратынын ғылымда бірінші болып дәлелдеді.

XVII ғасырдың алпысыншы жылдары (1765) ағылшын ғалымы Роберт Гук өсімдік организмінен алынған кесіндіні микроскоппен қарап, одан көптеген ұсақ бөлшектерді көреді. Бұларды ол клетка деп атады.

Клетканың ашылуына Голландия ғалымы А. Левенгук пен Италия ғалымы М. Малльпиги де көп еңбек сіңірді. Клетка құрылысын зерттеуге чех ғалымы Я. Пуркинье өте үлкен үлес қосты. Ол биология ғылымына протоплазма деген терминді енгізді (грекше рrоtоs — бірінші деген мағына береді), ол кейінгі кезде «цитоплазма» (клеткалық плазма) деп қалыптасты.

Клетка теориясының ғылыми негізін құруға орыс ғалымдары К- Вольф, К- Бэр, П. Ф. Горянинов және т. б. көп үлес қосты.

XX ғасырда физика ғылымы күшті қарқынмен дамығаны белгілі. Сондықтан микроскоп пен микротомдық техника жетіле түсті. Соның нәтижесінде электрондық және фазалық констрасты микроскоптар жасалды. Бұлар клеткалардың электронды суб-микроскоптық құрылымын анықтауға мүмкіндік берді. Бұдан соң жылдам айналатын центрифугалар жасалып; клеткалардың органоидтарың зерттеуге мүмкіндік туды. Қазіргі кезде өсімдік клеткаларының органоидтарын зерттеуге дифференциалды әдістер пайдаланылады.

Дифференциалды әдістің мазмұны мынадай сұйық заттарды пробиркаларға құйып қатты айналатын центрифугаға салып ай-налдырсақ, олардын. ішіндегі қатты бөлшектер тұнба түрінде шөгіп қалады. Өйткені олардың меншікті салмағы сұйық заттардың меншікті салмағына қарағанда ауыр, сол себептен олар тұнбаға шөгеді. Осы әдісті пайдаланып, цитоплазманын, ішіндегі дезоксирибонуклеин мен рибонуклеин қышқылдарын анықтауға болады. Қазіргі кезде зерттеушілер дифференциалды тәсілмен цитоплазма құрамындағы белгісіз органоидтарды ашудың жолдарын іздестіруде.

Клетканың морфологиясы. Клетка өте ұсақ болғанмен оның құрылысы өте күрделі. Ол цитоплазмадан тұрады. Цитоплазманы қоршаған зластикалық қабықша клетканы әртүрлі механикалық зақымданудан сақтайды. Цитоплазманың белгілі пішінде болуы осы қабықшаға байланысты. Күрделі өсімдік клеткаларынын, қабықшалары целлюлозадан құрылады. Целлюлоза полисахарид. Оның молекулалары шынжыр тәрізді тізбектелген болады. Әр тізбек жіп шұмақтардан, олардың әрқайсысы 40—60 молекуладан құралады. Олар өзара бірігіп, фибриллалар түзеді. Бұлар клетка қабықшасынын, негізін құрайды. Целлюлоза молекулалары тұрақты емес, олар үнемі өзгеріп отырады. Ондай өзгеру өсімдіктің жас ерекшелігіне және жүйеленген түрлеріне байланысты болады. Жас өсімдіктің клетка қабықшалары өте нәзік әрі майысқақ келеді. Өсімдік ұлғая келе, клетка қабықшаларында кристалдар пайда болады. Целлюлоза молекулаларының кейбіреулері кристалды, ал кейбір жері аморфты келеді. Аморфты бөлшек клетка қабықшаларында жиі-жиі кездеседі.

Целлюлозаның жіпшумақтары клетка қабыкшаларында тор тәрізді орналасқан. Олардың ара қашықтығы 1-ден 100 микрометрге (мкм) дейін жетеді. (1 мкм = 0,001 мм) клеткалар мен жіпшумақ бірімен бірі пектин заты арқылы байланысады. Ал эпидермис клеткаларының қабықшаларының аралығына кутин заты толады. Сүректі клеткалар қабықшаларында, әсіресе паренхималы клеткалардын. қабықшаларында аромат (жұпар иісті) қосылыс-лигнин кездеседі. Лигнин де клеткаларды өзара байланыстырып, бірімен бірін желімдестіріп, жапсырады. Қа-бықшалардағы пектин, лигнин, суберин және кутин заттары клеткаларды езара байланыстырып, жалғастырумен бірге, механикалық жарақаттанудан сақтайды. Ол клеткаларға анизотроптық қасиет береді, яғни суға қаныққан клетканың ұзындығы еніне қарағанда тез өседі.