بخش هایی از کتاب ""آموزش ترکیبی زیست شناسی به سبک کنکور"" از فصل سفری به دورن سلول زیست شناسی سال دوم دبیرستان.(شکل ها حذف شده اند)
(((قوی ترین و کامل ترین کتاب آموزش زیست شناسی کشور)))
---------------------------------
ساختار غشاي پلاسمايي
ساختار غشاء شامل دو لايهي فسفوليپيدي به همراه تعدادي پروتئين و ساير مواد است.اجزاء تشكيلدهنده غشاء مطابق شكل13-2 عبارتند از:
1- مولكولهاي فسفوليپيد: بيشترين مولكولهاي غشاء مولكولهاي فسفوليپيد هستند هر مولكول فسفوليپيد داراي دو بخش است.
1- سر قطبي (آبدوست) 2- دم غيرقطبي (آبگريز)
= دو لايهي فسفوليپيدي طوري قرار گرفتهاند كه سرهاي قطبي رو به بيرون دو لايه و دمهاي غيرقطبي رو به سمت همديگر (بين دو لايه) قرار دارند. سرهاي قطبي از يك سو با آب مايع بين سلولي و از سوي ديگر با آب درون سيتوپلاسم سرو كار دارند و دمهاي غيرقطبي با قرار گرفتن در بين دو لايه، خاصيت آبگريزي خود را حفظ كردهاند. در نتيجه فسفوليپيدهاي غشا بهصورت دو لايهاي به گونهاي قرار گرفتهاند كه سدي در برابر مولكولهاي آب و مواد محلول در آن ايجاد ميكنند.
&نکته: البته اين سد نسبت به آب كاملاً غيرقابل نفوذ نيست و مولكولهاي آب به علت كوچكي، ميتوانند به مقدار اندك از آن عبور كنند.
= مولكولهاي ليپيدي به آساني از اين بخش عبور ميكنند، چون جنس آنها مشابه است و به راحتي در هم حل ميشوند.
&نکته: فسفوليپيدها اجزاي اصلي غشاهاي سلولي هستند ساختار اين ليپيد بسيار به تريگليسريد شباهت دارد. تفاوت مهم اين دو در آن است كه مولكولهاي گليسرول در فسفوليپيد به دو اسيد چرب و يك گروه فسفات متصل است.
2- مولكولهاي پروتئيني: مولكولهاي پروتئيني مولكولهاي درشتي هستند كه با توجه به موقعيت شان در غشاء به دو گروه تقسيم ميشوند:
الف) پروتئينهاي سطحي: بعضي از مولكولهاي پروتئيني بر روي سطح غشاء قرار ميگيرند كه دو نوع مهم از آنها عبارتند از مولكولهاي پذيرنده و آنزيمها.
1) مولكولهاي پذيرنده: برخي از پروتئينهاي غشايي سطحي هستند كه بهويژه بر سطح خارجي غشاء قرار گرفتهاند. اين مولكولها به مولكولهاي ديگر متصل ميشوند و از اين راه به برقراري اتصال فيزيكي ميان سلولها و مولكولها كمك ميكند.
مثال: پروتئينهايي به نام گيرندههاي آنتيژني در سطح لنفوسيتها وجود دارد. گيرندههاي آنتيژني شكل خاصي دارند و به آنتيژنهاي خاصي كه از نظر شكل، مكمل آنها باشد، متصل ميشود.
&نکته: پروتئين سطحي ويروس هرپس تناسلي نقش شناساگر را براي سلولهاي دفاعي دارد.
کلروپلاست معمولا از میتوکندری بزرگتر است و شباهت زیادی به میتوکندری دارد و جایگاه فرآیند فتوسنتز میباشد. کلروپلاستها جز گروهی از اندامکها هستند که این اندامکها پلاستید نام دارند. پلاستیدها در کلیه سلولهای گیاهی یافت میشوند و شامل اتیوپلاست ، کلروپلاست ، کروموپلاست ، آمیلوپلاست و الایوپلاست هستند.
وجه مشترک تمام پلاستیدها این است که تمام آنها از اندامک کوچک اولیهای به نام پروپلاستید ایجاد میشوند. پروپلاستید که پیش ساز کلیه پلاستیدها است. بسته به بافت گیاه و پیامهای محیطی به انواع گوناگون پلاستها تمایز پیدا میکند. کلروپلاست تنها پلاستیدی است که کلروفیل دارد و عمل فتوسنتز را انجام میدهد.
تاریخچه
کلروپلاستها به دلیل رنگ داشتن رنگ سبز از اولین اندامکهایی هستند که در یاختههای گیاهی نظر پژوهشگران را به خود جلب کردهاند. ووشر در سال 1803 رده بندی جلبکهای رشتهای آب شیرین را بر بنای شکل ذرات سبز موجود در آنها قرار داد و آنها را به کونفروهای مارپیچی ، ستارهای و لولهای تقسیم کرد. در جلبکها کلروپلاستها ساختمان سادهتری دارند و اغلب آنهارا کروماتوفور مینامند. در گیاهان پیشرفته و عدهای از جلبکهای سرخ و قهوهای کلروپلاستها کروی ، بیضوی و یا اغلب عدسی شکل هستند.
اندازه کلروپلاست
کلروپلاستها اندازه بسیار متفاوتی دارند. طول آنها از حدود 2 تا بیش از 30 میکرون میرسد. در گیاهان پیشرفته طول کلروپلاستها 3 تا 10 میکرومتر ، عرض آنها 1 تا 3 و ضخامتشان 1 تا 2 میکرومتر است. اندازه کلروپلاست به ویژگیهای وراثتی ، سن یاخته و دیگر ویژگیهای فیزیولوژیکی یاخته وابسته است. یاختههای پلی پلوئید کلروپلاستهای درشتتری از یاختههای دیپلوئید دارند.
رنگ کلروپلاست
کلروپلاستها به دلیل داشتن کلروفیل اغلب سبز رنگ هستند اما در برخی شرایط فیزیولوژیکی یا بر حسب نوع یاخته و میزان نسبی رنگیزههای غیر کلروفیلی ممکن است به رنگهای دیگری دیده شوند. در جلبکهای قهوهای و قرمز ، رنگ سبز کلروفیل بوسیله سایر رنگیزهها پوشیده شده است.
تعداد و محل کلروپلاست
تعداد کلروپلاست بر حسب نوع یاخته ، گونه گیاهی و سن یاخته تغییر میکند. تعداد کلروپلاستها در هر میلیمتر مربع برگ کرچک به حدود 400 هزار میرسد و یک درخت ممکن است تا 1012 عدد کلروپلاست داشته باشد. کلروپلاستها در یاختههای جلبکها و گیاهان مختلف در بخشهای مختلف یاخته قرار میگیرند. بطور معمول در بخشهای کناری یاخته که امکان دریافت نور بیشتر است فراوانی بیشتری دارند.
در ساختمان کلروپلاستها سه بخش اصلی شامل پوشش پلاستی ، ماده زمینهای یا استروما و ساختمانهای غشایی درونی قابل تشخیص است.
سیانوباکترها میکروارگانیسم هایی هستند که در همه جا یافت میشوند. سیانوباکتر ها را همچنین به عنوان جلبکهای سبزآبی ،باکتریهای سبزآبی و یا سیانوفیتها میشناسند. حتی در محیط هایی که تعداد کمی موجود زنده دیده میشود، این نوع باکتری حضور دارد.
این توزیع گستردهی سیانوباکترها در محیط های گوناگون به دلیل: ۱- استفادهی آنها از نیتروژن اتمسفری به عنوان منبع نیتروژن میباشد. ۲- از خصوصیات دیگر این باکتریها، زنده ماندن در محیط خشک (بدون آب و غذا) در بعضی موارد تا سالها، و ۳- همچنین مقاومت آنها در برابر حرارت بالا و پایین میباشد.
سیانوباکترها در تمام محیطهای آبی یافت میشوند. چون بعضی از گونههای آنها ترموفیلیک هستند، حتی در چشمههای آب گرم با درجه حرارت 75 درجهی سلسیوس نیز دیده میشوند. شکوفایی سیانوباکترها سبب تولید سم در آب شده و در انسان و حیوانات ایجاد بیماری و حتی مرگ میکنند. این آبها سبب مرگ سریع ماهیان و سایر موجودات آبزی میگردند. سیانوباکترها در تعداد کم باعث ایجاد مزه و بو در آب میشوند. Oscillatoria، Nostoc، Anabaena و Synechococcus چهار گونه از سیانوباکترهای آب و فاضلاب هستند.
بیش از یک دهه پیش پژوهشگران دریافتند شاخص ترین واکنش فتوسنتز در باکتری هایی موسوم به سیانوباکترها از حدود ۷/۳ میلیارد سال پیش آغاز شده است. این جاندار در واقع نخستین موجود کره خاکی بود که می توانست از مولکول های آب به عنوان منبعی برای دریافت الکترون ها برای انتقال انرژی از نور خورشید و تبدیل دی اکسید کربن به اکسیژن استفاده کند. توان ویژه فتوسنتزی این موجود زنده نیز به دلیل وجود رنگدانه های آبی رنگ موسوم به «سیانو» در این باکتری است. در واقع این جاندار به عنوان موتوری دوسویه کار فتوسنتز و تولید اکسیژن برای تنفس موجودات دیگر را انجام می دهد.
پارامسیها پروتوزوئرهای تک سلولی (یونی سلولار) هستند و در شاخه مژه داران و سلسله پروتیستا طبقه بندی میشوند. آنها در آبهای آرام و آبگیرهای راکد زندگی میکنند و بخش اصلی زنجیرهٔ غذایی را تشکیل میدهند. آنها از پسماندهٔ جلبکها و سایر موجودات ریز تغذیه میکنند و خودشان توسط موجودات کوچک دیگر خورده میشوند. تمام اعضای شاخه مژه داران (سیلیوفورا) به وسیله برآمدگیهای ریز مو مانندی که مژه نامیده میشود حرکت میکنند. پارامسی قادر نیست شکل بدنش را مانند آمیب تغییر دهد زیرا غشای (پوسته ی) بیرونی ضخیم و سختی به نام پلیکل دارد. پلیکل غشای سلولی را فرا میگیرد. پارامسی دو نوع هسته دارد. هستهٔ بزرگ ماکرونوکلئوس نامیده میشود و فعالیتهایی مانند تنفس، سنتز پروتئین و هضم غذا را کنترل میکند. هستهٔ کوچک تر میکرونوکلئوس میباشد و تنها در طی تولید مثل به کار گرفته میشود. تولید مثل در پارامسی شامل تبادل DNA بین میکرونوکلئوس است. برای انجام این امر دو پارامسی از طول به هم می چسبند و از طریق دهان سلولی به هم ملحق میشوند. این فرایند گشنگیری نامیده میشود و نوعی تولید مثل جنسی در میکروارگانیسمها میباشد. واکوئل انقباضی در سلولهای جانوری برای بیرون راندن آب اضافی به کار میرود. واکئول انقباضی شکلی شبیه به ستاره دارد. پارامسیها هتروتروف هستند. یعنی باید از غذا برای کسب انرژی استفاده کنند. غذا از طریق دهان سلولی وارد میشود و به شیار دهانی میرود. در انتهای شیار دهانی واکئول غذایی شکل میگیرد. واکئول غذایی تا زمانی که هضم شود در سیتوپلاسم باقی می ماند. ذرات غذایی تجزیه نشده از طریق سوراخ مخرجی دفع میشود. ناحیهٔ تو رفته و کنگره دار، جایی که غذا وارد پارامسی میشود شیار دهانی نام دارد. پارامسی میتواند به دما، غذا، اکسیژن و توکسینها پاسخ دهد و همچنین مکانیسم دفاعی بسیار سادهای دارد. درون پلیکل اعضای نخ مانندی به نام تریکوسیست وجود دارد. پارامسی برای گرفتار کردن شکارچیها و برای بزرگتر به نظر رسیدن تریکوسیستها را به بیرون پرتاب میکنند. همچنین می دانیم پارامسیها میتوانند رفتار اجتنابی از خود نشان دهند. مانند وقتی که یک پارامسی از کنار محرکهای منفی و ناخوشایند دور میشود. دو نوع سیتوپلاسم در پارامسی وجود دارد. سیتوپلاسمی که در کنارهها قرار دارد صاف و کم تراکم است و اکتوپلاسم نامیده میشود. بقیهٔ سیتوپلاسم غلیظ تر است و اندو پلاسم نامیده میشود. نوعی تولید مثل جنسی در پارامسی دیده شده است. هنگامی که سلول به اندازه کافی رشد کرده و بزرگ شود تقسیم دو تایی کرده و به دو سلول جدید تبدیل می شود (توجه داشته باشید که تقسیم دوتایی تولیدمثل غیرجنسی است). اگر جاندار در شرایط سخت قرار گیرد هسته یک تقسیم میوز کرده و به دو هسته تقسیم می شود. پارامسی ای که چنین کاری کرده است با یک پارامسی مثل خود کنار هم قرار می گیرند و غشا ها به می پیوندند. سپس هسته های میوزی با هم تلفیق شده و تقسیمی صورت گرفته و ۴ سلول جدید به وجود می آیند. در چنین حالتی اگر یک صفت خوب یا بد باشد در تمام نسل بعد پخش می شود.