ІІІ. Жаңа материалды түсіндіру кезеңі. Препаратты микроскоппен қарағанда ең алдымен айқын көрінетіні жасуша қабықшасы

Препаратты микроскоппен қарағанда ең алдымен айқын көрінетіні жасуша қабықшасы. Барлық өсімдіктер мен жануарлар жасушаларының сыртын өте нәзік май тәрізді заттар мен нәруыздан тұратын жарғақша немесе қабықша қаптайды, нақтырақ айтсақ, оны плазмалық жарғақша (плазмалемма) дейміз.

Өсімдік жасушасының жануар жасушасынан айырмашылығы оның жұқа плазмалық жарғақшасы(мембрана) сыртын өте тығыз, таза жасуынықтан (клетчатка) тұратын берік, қалың, серпімді қабықша қаптайды(мұндай қабықша жануарлар жасушасында болмайды). Бұл қабықша цитоплазмадан бөлінген өнімнен түзіледі, оның әр жерінде көршілес орналасқан жасушалардың цитоплазмасымен байланысатын көп майда саңылаулары (қабықшаның жұқа жері) бар. Тығыз, берік қабықша өсімдікке белгілі пішін берумен бірге, цитоплазманы зақымданудан және кеуіп кетуден сақтап тірек қызметін атқарады. Жасуынық (клечатка немесе целлюлоза) ыстық суда, қышқылда, сілтіде ерімейтін тұрақты зат. Ол тек өте күшті тұз қышқылы мен күкірт қышқылында қантқа айналады. Сондықтан жасунықтан қағаз, жасанды жібек, пластмасса, кинопленка, лак, қопарылғыш зат жасалады. Мақта тұқымындағы ұзын талшықтарын және зығырдың тінін мақа тоқуға пайдаланады.

Плазмалық жарғақшаның атқаратын қызметі:

1) жасушаны қоршаған сыртқы ортадан бөліп тұрады;

2) қабықша ішке қарай барлық қоректік заттарды, яғни су мен газдарды (оттегі, азот, көмірқышқыл газы) өткізіп, ыдырау өнімдерінің зиянды керексіз қалдықтарын сыртқы шығарып, жасуша мен қоршаған орта арасында ұдайы зат алмасуды қамтамасыз етеді; жасуша ішіндегі қажетті сұйықтықтың құрымын реттейді;

3) ішке қарай зиянды, улы заттарды өткізбейді, тек кейбір заттарды ғана талғап өткізеді;

4) әр түрлі қосылыстар екінші жасушаға өтіп отырғандықтан плазмалық жарғақша тасымылдаушы қызметін де атқарады;

5) цитоплазмаға енген түрлі заттардың қосылысын, орын ауыстыруын реттейді.

Жасуша қабықшасы мөлдір түссіз болғандықтан күн сәулесін жақсы өткізеді, дегенмен ылғи да бір қалыпты болмай әр түрлі өзгеріске ұшырайды, оның түрлі себептері бар.

Жасуша қабықшасының өзгеріске ұшырау себептері:

1. Ағаштану. Жасуша қабықшасына лигнин (көмірсусыз компонент) сіңгендіктен қаншалықты қалыңдап ағаштанса да зат алмасу тоқтамайды. Қаттылық, беріктілік қасиет беретіндіктен ағаштар өте биік болып, жапырақтары қалың, жемістері көп болып өседі, бірақ салмағына сынып кетпей бұтақтары сәл майысып қана тұрады.

2. Тозаңдану. Қабақша жасуынығы өзгеріп, су мен газ ішке қарай өте алмай, цитоплазма кеуіп кетеді. Жабын ұлпалар тозданған өлі жасушалардан тұрады. Сондықтан зиянды микроағзамен зақымданбайды және өсімдікті қурап қалудан сақтайды. Түрлі тығындар қабықшасы тозанданған өлі жасушалардан жасалады.

3. Өңездену (кутикулану). Қабықшаның сыртқы қабатына май тәрізді заттар көбірек сіңетіндіктен су мен газ ішке қарай өте алмайды. Орамжапырақ, алхоры, жүзім, алма жемістерінің сыртын балауызды ақшыл өңез қаптайды, қолмен сүртсе тез кетеді. Өңез өсімдікті сыртқы ортаның қолайсыз жағдайларынан қорғайды.

4. Сілемейлену. Жасуынықтың өзгеруінен жасуша қабықшасына су тигенде ісініп көлемін ұлғайтады. Ол әсіресе, зығыр, қарбыз тұқымдарын суға жібіткенде байқалады. Жібітілген тұқымдарды қолға ұстағанда созылмалы шұбатылған сілемейлі зат бөлінгені сезіледі.

5. Минералдану. Қабықшаға кремний, көмірқышқыл кальций, т.б. минералды тұздар көп жиналғандықтан кейбір өсімдіктердің (қамыс, қырықбуын) жапырақтары, сабақтары мен бидай, арпа, сұлы масақтарының ұзын қылтанақтары қатайып өте берік болады. Тіпті қамыс жапырағы жиегінің өткірлігі пышақтың жүзіндей қолды кесіп кетеді. Минералданудың өсімдік тіршілігі үшін пайдасы зор, көбінесе малға жем болудан қорғайды. Ол қоршаған орта жағдайына бейімделудің бір түрі болып есептеледі. Тек өсімдік жасушасында ғана болатын жасуынықты қалың қабықша өсімдіктің сыртқы «қаңқасы» болумен қатар өте нәзік мүшелеріне беріктік, қаттылық, серпімділік, майысқыштық қасиет беріп, қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларынан қорғайды.

Цитоплазма – құрамында 60-90% су, 10-20% нәруыз, 2-3% май, көмірсулар, иондар, 1% минералды қосылыстары бар мөлдір, желімтек, созылмалы қоймалжың сұйықтық. Цитоплазманың сыртын жұқа жарғақша – плазмалемма қаптап жатады. Ал вакуольден шектеп тұратын жарғақшаны тонопласт дейді. Тонопласт пен плазмалемма бір-бірімен эндоплазмалық тор арқылы байланысады. Жасушадағы зат алмасу процестері цитоплазма арқылы жүзеге асатындықтан ұдайы қозғалыста болады. Кейде сыртқы ортаның қолайсыз жағдайынан (өте төменгі температура, оттек пен жарықтың жетіспеушілігенен, т.б.) қозғалысы баяулап немесе мүлде тоқтап қалады. Цитоплазма екі түрлі бағытта қозғалады: 1) айнымалы; 2)ағынды.

Айнымалы қозғалу кезінде жасуша қабықшасын жанай, бір бағытта айналады, бұл кезде ядро, хлоропластар мен басқа да органоидтар бірге қозғалады (кейде ядро қозғалмайды).

Ағынды қозғалуда цитоплазма қабықшадан орталыққа қарай немесе керісінше бағытталады. Плазмалемма мен тонопласт қозғалыссыз күйде қалады. Цитоплазма да ұдайы жүз мыңдаған түрлі химиялық заттар түзіліп қайта ыдырап жатады. Осының нәтижесінде жасуша цитоплазма арқылы энериямен қамтамасыз етіледі. Сонымен жасушада жүретін көптеген реакциялар тек цитоплазманың қатысуымен жүзеге асырылады.

Ядро (латынша «нуклеус», грекше «карион») – цитоплазма сияқты жасушаның ең негізгі бөлімі. Оны өсімдік жасушасынан алғаш рет 1831 жылы ағылшын ботанигі роберт Броун ашқан. Цитоплазмадан тығыздау пішінді көбінесе шар тәрізді, кейде ұзынша сопақ, жұлдыз тәрізді, түссіз, мөлдір жасушаның дәл ортасына, шетіне орналасады. Оны препаратқа йодтың әлсіз ерітіндісін тамызу арқылы қоңыр түске боялудың нәтижесінде көруге болады. Әдетте жасушада бір ядро болады, әйтсе де екі, үш және көп ядролы жасушалар да бар. Жасыл балдырлар мен саңырауқұлақтарда көп ядролар кездеседі.

Жас жасушаның ядросы ірі, дәл ортасында, ал ересек жасушада ол шетінде (қабыққа жақын) орналасады, себебі жасуша вакуольі ұлғайып көп орын алып жатады. Ядроның сыртын екі қабат қабықша қаптайды. Сыртқы қабықшада көптеген саңылаулар арқылы цитоплазмадаға эндплазмалық тормен тығыз байланысады, ішін ядро шырыны (кариоплазма немесе нуклеоплазма), хроматин жіпшелері мен ядрошық толтырып тұрады. Ядроның құрамында нуклеин қышқылдары, нәруыз, минералды заттардың иондары, май заттары бар. Ядро ағзаның белгілерін анықтайтын тұқым қуалау орталығы, көбеюге қатысады. Ол жасушада болатын барлық процестің орталығы болып табылады.

Пластидтер тек өсімдіктерге ғана тән, бірақ ол өсімдіктердің ішінде саңырауқұлақ, бактерия, көк-жасыл балдырлардың жасушаларында кездеспейді. Қалған жасыл өсімдіктердің жасушаларының цитоплазмасында шашырап жатады. Бір жасушалыларда олардың саны 1-ден 10-ған болады. Цитоплазмаға қарағанда тығыз болғандықтан жарық микроскобының көмегімен ғана көрінеді.

Пластидтер 3-ке бөлінеді: 1)хлоропластар (жасыл түсті); 2)хромопластар(сары, қызғылт-сары, қызыл түсті); 3)лейкопластар (түссіз). Балдырлардың жасушасындағы пластидтерді хромотофор дейді, олардың пішіндері таспа, таяқша, таға, тостаған тәрізді.

Хлоропластар (грекше – «хлорос» жасыл) жасыл өсімдіктердің жасушаларында кездеседі, пішіні сопақша, сыртын қос жарғақша қаптайды, ішкі жағынан стромасы (негізі) бірінің үстіне бірін қалаған, тиын тәрізді орналасқан. Ішіндегі хлорофилл дәндері белгілі ретпен текшеленеді. Жасыл пигмент – хлорофилл басым болғандықтан өсімдікке жасыл түс береді. Хлорофилл өсімдіктерде темір, магний элементтерінің қатысуымен тек жарықта ғана түзіледі. Қараңғыда өсірілген өсімдіктер хлорофиллдің түзілуімен түссіз болады. Егер оны жарық жерге шығарса біртіндеп түске енеді. Жасыл пигмент – хлорофиллді өсімдіктен алғаш ет француз ғалымы Ж.Пельтье мен И.Каванту 1818 жылы бөліп алған.

Табиғатта жасыл өсімдіктердің хлорофиллінде күн энергиясы, көмірқышқыл газы, су қатысуымен күрделі түрлі органикалық зат (көмірсулар, майлар, нәруыздар) түзіледі.

Фотосинтез процесінің нәтижесінде өсімдіктер жарық энериясын химиялық энергияға айналдырады. Фотосинтезге керекті суды тамыры арқылы топырақтан, ал көмірқышқыл газын ауадан жапырақтың тыныс тесіктері (устьице) арқылы сіңіреді.

Хромопластар пішіні дөңгелек, үшбұрышты, ине тәрізді, құрамындағы пигменттеріне байланысты сары, қызғылт-сары, қызыл, қоңыр, т.б. түсті. Жемістердің (қызанақ, қызыл бұрыш, итмұрын жемісі, долана, алма, шетен, шие, өрік, мандарин, апельсин) кейбір жемтамырлардың (сәбіз, ас қызылшасы), гүл күлтелерінің (сары түсті лалагүл, қызыл түсті қызғалдақ, қалампыр, т.б.) алуан түрлілігі жасушаларындағы хромопластардың әсері.

Түрлі түсті пигменттерге каротин мен ксантофилл жатады. Каротин сәбіз тамырында, қарбыздың жұмас етінде, алма қабығында, итмұрын, шетен мен сары өрік жемісінде көп болса, ксантофилл әр түрлі гүл күлтелерінде көп. Жасыл хлоропластарда жасыл пигменттер басым болғандықтан басқа пигменттер (сары, қызыл, т.б.) көбіне онша білінбейді. Тек күзді күні хлорофиллдер жойылған кезде ғана айқындала бастайды. Оған мысал ретінде жасыл жапырақтың күзде сарғаюы, қызаруы, қоңырқай түске енуі, жемістер піскен кезде алуан түске боялуын алуға болады. Хлоропластар хромопластқа, ал хромопластар хлоропластқа айнала береді (сәбіз жемтамырының топыраққа көмілмей ашық қалған жерінің жасыл түсті болуы). Хромопластар өсімдік гүлдеріне, жемістеріне алуан түс беретіндіктен ұсақ жәндіктер (ара, шыбын, қоңыз, көбелек, т.б.) ашық реңді гүлдерге қонып, гүлдерді тозаңдандыруға себепші болса, құстар мен аңдар жемістермен, жидектермен қоректеніп тұқымдарын алысқа таратуға көмектеседі.

Лейкопластар өсімдіктің барлық мүшелерінде болады. Пішіндері дөңгелек немесе таяқша тәрізді, басқа пластидтерден ұсақтау. Мысалы, көктемде бүршік алғаш жарылып, одан нәзік, түссіз өркен дамиды, алғашында жасушаларында лейкопластар көп болса, жарық түсе бастағанда лейкопластар хлоропластқа айналып жапырақтары жасыл түске айналады. Тостағанша жапырақшаның ішінде бітеу гүлдің күлтелері түссіз (көкнәр гүлін еске түсіріңіз), ал гүл ашылған кезде қызыл, сары, т.б. түске боялады, яғни лейкопласт хромопластқа айналады. Лейкопластар жарық түспейтін жасушаларда сақталады, оның қызметі нәруыз, крахмал, май заттарын қорға жинау. Лейкопласта крахмал қорға жиналады да қабығы созылып барып жарылып, крахмал дәндерінің сыртында тек жұқа қабықшасының қалыңдығы ғана сақталып қалады.

Хлоропластарда фитосинтез (органикалық заттардың түзілуі) процесі жүрсе, хромопластар – жемістер мен гүлдерге жануарларды еліктіретін алуан түрі рең береді. Лейкопластар түрлі органикалық заттарды қорға жинауға қатысады, жануарлардан негізгі айырмашылығы да осында.

Вакуоль – іші көмірсулар, тұздар, органикалық қышқылдардың ерітіндісіне толы жасуша ішіндегі кеңістік. Ол сыртындағы қабықшасы арқылы (тонопласт) цитоплазмадан оқшауланып тұрады. Қабықшасының жартылай өткізгіштік (талғап өткізу) қасиеті бар, сондықтан цитоплазмадан өтетін заттарды бақылайды. Вакуоль жаңа түзіле бастаған жас жасушаларда өте ұсақ болады. Жасуша өскен сайын майда вакуолдер бір-бірімен қосылып ұлғайып, іріленіп, цитоплазманы қабықшаға қарай ығыстырып, жасушаның дәл орталық бөліміне орналасады. Вакуольдің ішін шырын, қант, амин қышқылдары, органикалық қышқылдар, бояғыш заттар, витаминдер, иілік заттар, алколоидтар, минералды тұздардың судағы ерітіндісі толтырып тұрады. Бұл заттардың барлығы жасуша тіршілігінің өнімдері. Оның бірі қор заты ретінде сақтылып қажет болған жағдайда қайтадан цитоплазмаға өтіп жасуша тіршілігіне жұмсалады. Енді бірі зат алмасудың керіксіз өнімдері ретінде цитоплазмадан шығарылған қалдық түрінде сақталып, күзде жапырақ түскен қалдық зат есебінде шығарылады.

Жасушада вакуольдың атқаратын қызметі:

1. Жасуша ішіндегі сулы ортаны қалыптастырып су мен тұздың алмасуын реттейді;

2. Жасушадағы сұйықтықтың қысымы бірқалыпты болуын сақтайды;

3. Вакуольде көптеген органикалық заттар қорға жиналып, өсімдікке қажет болғанда жұмсалады;

4. Керексіз зиянды улы заттар жиынтығы вакуоль арқылы сыртқа шығарылады;

5. Вакуоль улы заттарды ерітіп ыдыратады, мұндай вакуольды лизосома дейді.