Тақырыбы: Фотосинтез.

 

 

 

 

Рефарат

 

 

 

Тақырыбы: Фотосинтез.

Орындаған:_______________

Қабылдаған:______________

 

 

 

                   Шәуілдір 2013 ж

 

 

 

 

 

 

 

 

Ядроның құрылысы мен қызметі. Хромосомалар

Уикипедия — ашық энциклопедиясынан алынған мәлімет

Мында өту: шарлау, іздеу

Жасуша ядросының құрылысы

Мазмұны 1 Ядроның құрылысы мен қызметі 1.1 Мембрана 1.2 Ядрошық 2 Хромосомалар 3 Генетикалық инженерия 4 Қорытынды 5 Пайдаланылған әдебиеттер

Ядроның құрылысы мен қызметі

1833 ж. Роберт Броун өсімдік материалынан жасушалық ядроны ашқан. Ол микроскоп арқылы тозаң жіпшелерінің жасушаларын қарап, дөңгеленген формалы денешіктерді тапқан. Оны "nuclei" — ядро деп атаған. Ядро жасушаның ортасында орналасқан дөңгелек немесе сопақша формалы жасушаның ең ірі органоиді. Ядро үш бөліктен тұрады: ортасында орналасқан — ядрошықтан, ядроның сұйық бөлігі — нуклеоплазмадан және ядролық мембранадан.

Мембрана

Ядро екі мембранадан  тұратын қабықшамен қоршалған. Сыртқы ядролық мембрана рибосомалармен қапталған, ішкі мембрана тегіс болады. Электронды микроскоп арқылы зерттеу ядролық мембрананың жасушалың мембрана жүйесінің бір бөлігі екендігін көрсетті. Сыртқы ядролық мембрананың өсінділері эндоплазмалық тордың өзектерімен (каналдарымен) байланысады да, біртұтас өзектер жүйесін құрайды. Ядроның тіршілік әрекетінде ядро мен цитоплазма арасындағы зат алмасу басты рөл аткарады. Ол негізгі екі жолмен жүзеге асады. Біріншіден, ядролық мембрананың көптеген саңылаулары болады. Осы саңылаулар арқылы ядро мен цитоплазма арасында молекула алмасуы жүреді. Ядро мен цитоплазма арасында зат алмасу белсенді түрде жүргенімен, ядро қабықшасы ядроның құрамын цитоплазмадан бөліп тұрады. Бұл өзін қоршап тұрған цитоплазмадан өзгеше, өзіндік ядроішілік ортаның болуын камтамасыз етеді.

Ядрошық

Ядродағы ядрошықтар саны 1—2, кейде 3—4 болатын дөңгелек, кейде  сопақша денешіктер. Ядроға қарағанда  ядрошық тығыз келеді. Ядрошық  ядродан толық бөлінбеген және ядролық  плазманың ішінде еркін козғалып жүреді. Ядрошық РНҚ синтезінің орталығы.

Хромосомалар

Соңғы профазадағы — митоз метафазасындағы хромосома құрылымының сызбасы. 1 — хроматида; 2 — центромера; 3 — қысқа иық; 4 — ұзын иық.

Хромосома дегеніміз –  ДНҚ-ның жіпшелерінен тұратын созылыңқы  тығыз денешік. Олар бірнеше бөліктерден  тұрады: алғашқы бөлік және екінші реттік бөлік. Хромосоманың құрамында 40 ДНҚ, 40 гистон, 20 қышқыл нәруыз және аз мөлщерде РНҚ болады. ДНҚ организмге қажетті әр түрлі нәруызды синтездеуге  ақпараттар береді. Гистон дегеніміз  – хромосомадағы құрылыс қызметін атқаратын нәруыз. Қышқыл нәруыз хромосоманың қозғалысына, ДНҚ мен РНҚ-ның синтезіне, организмдегі белгілерге жауап беретін  нәруыздың қызметін атқарады. РНҚ  ядро мен цитолазманың арасындағы байланысты қамтамасыз етеді. Көп уақытқа дейін  ғалымдар хромосомаларды жасушаның  бөлінуінен кейін жойылып кетеді деген пікірде болды. Бірақ таңбалы  атомдар әдісі арқылы олардың  жасушадағы тұрақты құрылым екендігі дәлелденді. Әрбір хромосоманың мөлшері  мен пішін тұрақты болады дедік. Ендеше, хромосоманы сыртынан қарағанда, екі буынның бар екенін аңғаруға болады. Бірінші буынды центромералы буын деп атайды. Бұл буынмен ахроматин  жіпшелерінің бір ұшы байланысады. Центромераларының орналасуына  байланысты хромосомалардың пішіндері  өзгеріп отырады. Осыған қарамастан әрбір хромосомадағы центромералардың орны тұрақты болады.

Генетикалық инженерия

1972 жылы америкалық ғалым Пол Берг әріптестерімен алғаш рет организмнен тыс (in vitro) жағдайда рекомбинатты (гибридті) ДНҚ-ны алған. Ол фагтың, бактериялық және вирустық ДНҚ бөлшектерінен (фрагменттерінен) құралған. Осылайша молекулалық биологияның жаңа саласы — генетикалық инженерияның іргесі қаланды. Генетикалық инженерияның мақсаты — жаңа генетикалық құрылымдарды ең соңында жаңа тұқым қуалау қасиеттері бар организмдерді жасап шығару.

Академик М. Ә. Айтхожин біздің елімізде осы саладағы зерттеулерді алғаш бастаған ғалым. Генетикалық немесе гендік инженерия дегеніміз — организмдердің тұқым қуалау аппаратына жана гендерді ендіру. Олар организмге адам үшін пайдалы жана қасиеттер береді. Сонымен табиғи жағдайда мыңдаған жыл кететін процестерді жүзеге асыру үшін қазір адамға тек бірнеше айлар ғана жеткілікті болады. Қазіргі уақытта бұл салада біраз жетістіктерге кол жетті. Мысалы, американың "Монсанта" деп аталатын ірі корпорадиясының ғалымдары картоп өсімдігіне хитиназа ферментінің генін енгізген. Соның нәтижесінде, картоп колорадо қоңызымен желінедқ. Мұндай картоптың жапырағын жеген жәндіктің хитин қабығы зақымданып, ол тез арада өледі. Адам организмінде хитин болмайтындықтан хитиназа ферменті адамға зиян келтірмейді.

Генетикалық инженерия көмегімен  микроорганизмдер арқылы жүздеген тонна  адам гормоны — инсулин және интерферон ендірілуде. Генетикалық инженерияның қалыптасуына төмендегідей жаңалықтар материалдық негіз болды. Микроорганизмдерден рестриктаза ферменті бөлініп алынды. Ол ДНҚ молекуласын белгілі бір қажетті жерінен қиып тастайды. Өткен ғасырдың 60-жылдары ауру қоздырғыш бактериялардан R-фактор анықталып, нәтижесінде терге төзімділігі артқан. R-фактордың бірінші бөлігі осы ДНК-ның екі еселенуіне жауап береді. Екінші бөлігінде пенициллинді ыдырататын пенициллиназа ферментінің гені болады. Казірде R-факторларды вектор ретінде, яғни бөтен организм гендерін тасушы ретінде қолданады. Генетикалық инженерияның зерттеу әдісі төмендегідей: ғалымдар R-факторды алып, рестриктазалар көмегімен ДНК-ның белгілі бір бөлігін қиып алады, тек репликация геніне тиіспейді. Содан соң лигазалар (фермент) көмегімен қажетті генді тігіп, жана гені бар векторды зерттейтін бір организмге орналастырады.

Қорытынды

1. Ядро жасушаның ортасында орналасқан. Ол екі мембранамен қоршалады. Ядроның басты элементі — хромосомалар.
2. Организмнің әрбір жасушасында жұп (диплоидті) хромосомалар жиынтығы болады. Ал жыныс жасушаларында жалғыз (гаплоидті) хромосомалар жиынтығы болады.
3. Генетикалық инженерия әдісі маңызды қасиеттері бар жаңа гендерді организмге ендіруге негізделген.^[1

 

 

 

 

Ядро

Ядро тек цитоплазмалық  ортада өмір сүре алады. Ол түқымқуалаушылық мәліметтерін сақтайтын жөне түзетін орын болып саналады. Ядро осы клетканың және осы организмнің белгілерін бүтіндей дерлік айқындайды. Сонымен бірге зат алмасу процесін басқаратын және цитоплазманың органелдерінің қызметін бақылайтын орталық. Егер клеткадан ядроны алып тастар болсақ, онда ол клетка коп кешікпей өледі.

Әдетте клеткада бір ядро болады, бірақ балдырлардың кейбір түрлерінде және саңырауқұлақтарда кәп ядролы клеткалар болады. Бактерия мен кокжасыл балдырлардың толық қалыптасқан ядросы болмайды, бірақ оның құрамына кіретін заттар олардың цитоплазмасыңда болады. Яғни ядро шашыраңқы жағдайда (диффузном) болады.

Ядроның формасы алуан түрлі болады, бірақ ол әдетте клетканың формасына сәйкес келеді: паренхималық клет-каларда ядро коп жағдайда шар тәрізді, ал прозенхималық клеткаларда линза тәрізді немесе ұршық тәрізді больш келеді.

Жабық тұқымды осімдіктердің  вегетативтік органдарының клеткаларының ядросының диаметрі әдетте 10—25 мкм.-ге тең. Зең саңырауқұлақтарының ядросының диаметрі 1— 2 мкм.-ден аспайды, ал хара балдырларында ол 2,5 мкм.-ге дейін жетеді. Онтогенез процесінің барысыңда ядроның формасы, молшері және клеткада орналасқан жері озгеріп отыруы мүмкін. Мысалы, жас клеткаларда ядроның келемі мен протопластың жалпы арасалмағы 1:4-тен 1:5-ке дейін, ал толық жетілген және қартайған клеткаларда 1:20-дан 1:200 дейін барады. Мұндай арасалмақтың бұзылуы не клетканың болінуіне, не оның олуіне әкеліп соғады.

Оптикалық микроскоппен қарағанда ядро 1—3 қара дақтары, яғни ядрошықтары бар копіршіктер түрінде көрінеді.

Ядроның құрылысы (структурасы) жөніндегі қазіргі кездегі көзқарас, оны фазалық контраст тәсілін қолдануға және электронды микроскоппен қарап зерттеуге негізделген. Ядроның құрылысының жалпы жоспары барлық клеткаларда (өсімдіктердің де, жануарлардың да) бірдей болады. Ол мынандай органелдерден: ядро қабықшасынан, нуклеоплазмалардан, хромосомдардан, ядрошықтан тұрады.

Ядро қабықшасы. Ядроның  ішіндегі заттарды цитоплазмадан боліп тұрады. Ядро қабықшасы екі қабат мембранадан тұрады, олардың арасында перинуклеарлық кеңістік деп аталынатын қуыс болады (15-сурет).

Мембрананың қалыңдығы 10 нм., ал перинуклеарлық кеңістіктің қалыңдығы тұрақты болмайды (озгеріп отырады). Қабықшаның жалпы қалыңдығы 60—80 нм. тең. Қабықшаның ішкі мембранасы агранулярлы болып келеді, ал сыртқы мембранасына рибосомалар бекінеді. Құрылысы және химиялық құрамы жағынан ядро қабықшасы эндоплазматикалық торға (Ядро қабықшасы кулум) жақын, оның сыртқы (сызба-нұсқасы): 1-ішкі мембра- мембранасынан, тіптен цина; 2-перинуклеарлы кеңістік; 30—100 нм. болатын күрделі құрылым, олар арқылы макромолекулалар нуклеоплазмадан гиалоплазмаға және керісінше өтіп жатады. Ядро қабықшасы ядро мен цитоплазманың арасындағы зат алмасуды реттеп отырады және белоктар мен липидтерді синтездеуге қабілетті.

Нуклеоплазма. Бұл ішінде хромосомдар мен ядрошықтар орналасқан коллоидты ерітінді. Нуклеоплазманың құрамына әртүрлі ферменттер, нуклеин-қышқылдары кіреді. Ол ядроның органелдерінің арасындағы байланыстарды ғана реттеп қоймайды, сонымен бірге олар арқылы өтетін заттарды тасымалдайды.

Хромосомдар. Бұл тек электронды микроскоппен көрінетін, өте жіңішке (10 нм.) жіп тәрізді құрылымдар. Ядро бөлінген кезде олар спираль тәрізді ширатылады, нәтижесінде қысқарып жуандайды және оптикалық микроскоппен көрінеді. Хромосомдар көптеген бояғыш заттарды (красители) бойына сіңіруге және белсенді түрде боялуға қабілетті болып келеді.

Химиялық құрамы жағынан  хромосом ДНК-дан және белоктан тұратын нуклепротеид. ДНК-ның молекуласының құрамдық бөлігі (мономері) нуклеотидтер болып келеді. Нуклеотидтің үш компоненті болады — фосфор қышқылының қалдығы, қант дезоксирибоза және төрт азоттық негіздердің бірі: аденин, гуанин, тимин, цитозин. Нуклеотидтер кез келген реттегі ұзын тізбекке бірігеді. ДНК-ның молекуласы осындай аса ұзын екі тізбектен тұрады, олар өзара азоттық негіздермен байланысқан. Оның ішінде аденин барлық уақытта тиминмен, ал гуанин цитозинмен байланысады. Осындай қосарланған тізбек өсті айнала орап тұрады. ДНК-ның молекуласының ең қажетті қасиетінің бірі — репликация (самоудвоение- өздігінен екі еселенуі). Бұл жағдайда екі қатар тізбек ажырап кетеді, олардың әрқайсы жоғалтқан бөлігін қайта түзеді. Клеткаға қажетті ерекше (специфический) белоктың синтезделуін қамтамасыз ететін ДНК-ның молекуласының бөлігін геном деп атайды. Әрбір организмге тән, ДНК-ның молекуласындағы нуклеотидтердің орналасу жүйелілігін (последовательность) генетикалық код деп атайды.

ДНК-ның құрамын айқыңдау жаратылыстануда ерекше жаңалық болды. Оны арнайы химиялық және рентге-ноструктуралық тәсілдерді қолдана отырып ағылшын ғалымдары Дж. Уотсон мен Ф. Крик (1953) ашты. Бұл жаңалық тұқымқуалаушылықтың молекулярлық механизмін түсіндіріп берді.

Белок хромосомда ДНК-ның молекуласының үстінде қаптама (футляр) түрінде орналасады. Хромосомның алғашқы тартылған жері болады (спиральданбаған бөлігі), онда центромер орналасады, кейде хромосомның екінші рет тартылған бөлігі де кездесіп отырады. Соңғысы кішкентай спутник деп аталынатын үзіңдіні (фрагмент) хромосомнан бөліп тұрады.

Өсімдіктің өрбір түрінің клеткаларыңдағы хромосом-

дардың саны әдетте тұрақты  болады. Саматикалық клеткаларда19 бұл сан жүп болады (2п). Ол хромосом саны тақ болып келетін (п) екі жаныс клеткасының қосылуының нәтижесінде пайда болады. Ядрошык, Ол диаметрі 1—3 мкм. болатын сфера тәрізді денешік. Ол негізінен белоктан жөне РНК-дан тұрады. РНК-ның молекуласы, ДНК-ның молекуласы секілді нуклеопротеидтердің тізбегі болып табылады. Бірақ РНК-ның нуклеотидінде дезоксирибозаның орнында рибоза, ал тиминнің орнында урацил болады. РНК-ның молекуласының, ДНК-ның молекуласынан айырмашылығы сол, ол нуклеодиттердің бір ғана тізбегінен тұрады.

Ядрошық әдетте хромосомның  екінші реттік тартылған бөлігімен байланыста болады. Сондықтанда бүл бөлікті ядрошықты ұйымдастырушы (түзуші) деп атайды, онда рибосомдық РНК-ның матрицалық синтезі түзіледі. Содан соң рибосомдық РНК белокпен қосылады, нәтижесінде рибонуклеопротидтердің түйіршіктері пайда болады. Бұл түйіршіктер рибосомның бастамасы болып табылады, олар алдымен нуклеоплазмаға, содан соң ядро қабықшасының поралары арқылы цитоплазмаға өтеді, осы жерде олардың толық қалыптасуы аяқталады.

Ядрода бір немесе бірнеше ядрошық болуы мүмкі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фотосинтез 

Фотосинтез (Фото...  және синтез) – жоғары сатыдағы  жасыл өсімдіктердің, балдырлардың, фотосинтездеуші хлорофилл және басқа дафотосинтездік пигменттер арқылы күн сәулесі энергиясын сіңіруі нәтижесінде қарапайым қосылыстардан (көмірқышқыл газы, су) өздерінің және басқа организмдердің тіршілігіне қажетті күрделі органикалық заттар түзуі. Фотосинтез нәтижесінде жер жүзіндегі өсімдіктер жыл сайын 100 млрд т-дан астам органикалық заттар түзеді (мұның жартысынан көбін теңіз, мұхит өсімдіктері түзеді) және бұлкезде олар 200 млрд-тай СО2 сіңіреді, оттегін бқледі. 
Фотосинтезді алғаш зерттеушілер Швейцария ғалымдары Ж.Сенебье, Н.Соссюр және неміс химигі Ю.Майер болды. 19 ғ-ң 2-жартысында К.А.Тимирязев күн сәулесі энергиясы фотосинтез процесінде хлорофилл арқылы сіңірілетінін анықтады. 20 ғ-ң басында фотосинтездің физиологиясы мен экологиясына арналған маңызды зерттеулер жүргізіледі (В.В.Сапожников, С.П.Костычев, В.Н.Любименко, А.А.Ничипорович т.б.). 20 ғ-ң орта кезінен бастап фотосинтезді зерттеуде жаңа әдістер (газ анализі,радиоизотопты әдіс спектроскопмя. Электрондық микроскоп т.б.) дамыды. 
Жоғары сатыдағы жасыл өсімдіктер, балдырлар (көп клеткалы жасыл, қоңыр, қызыл, сондай-ақ бір клеткалы эвглена, динофлагеллят, диатом балдырлар) фотосинтезінде сутек доноры және шығарылатын оттек көзі су, ал сутек атомның негізгі акцепторы және көміртек көзі – көмірқышқыл газ. Фотосинтезге тек СО2  мен Н2О пайдаланылса углевод түзіледі. Фотосинтез процесіне өсімдік углевод түзумен қатар құрамында азоты және күкірті бар  аминқышқылдарын, белок, молекуласы құрамында азот болатын хлорофилл де түзеді. Бұл жағдайда көмірқышқыл газбен қатар сутек атомының акцепторы және азот, күкірт көзі нитрат және сульфат болады. Фотосинтездеуші бактериялар молекула оттекті пайдаланбайды, оны бөліп шығармайды (бұлардың көбі анаэробтар). Бұл бактериялар су орнына донор ретінде электрондарды не органикалық емес қосылыстарды (күкіртті сутек, тиосульфат, газ тәрізді сутекті) немесе органикалық заттарды (сүт қышқылы, изопропил спиртін) пайдаланады. 
Фотосинтез аппаратының негізі – клетка ішіндегі органелла-хлоропластар (көк жапырақ клеткасында 20-100 болады). Балдырлардың көпшілігінде фотосинтездік аппарат – клетка ішіндегі арнайы органелла-хроматофорлар, ал фотосинтездеуші бактериялар мен көк-жасыл балдырларда тилакоидтер. өсімдік фотосинтез процесінің негізі – тотығу-тотықсыздану. Мұнда квант энергиясы әсерінен 4 электрон мен протон су дәрежесінен (оның тотығуы) углевод дәрежесіне дейін көтеріледі. (СО2-ның тотықсыздануы). Сөйтіп углеводтар фотосинтезі былай өтеді:  СО2+Н2О     С(Н2О)+О2+120 ккал/моль яғни СО2-ның бір молекуласының углевод дәрежесіне дейін тотықсыздануының бос энергиясы 120 ккал/моль болады. Демек, өсімдік фотосинтезі кезінде кем дегенде 3 квант («қызыл» кванттар энергиясы 40 ккал/моль) сіңірілуі қажет. әр түрлі жағдайда жасалған тәжірибе СО2-ның әр молекуласының тотықсыздануына 8–10 квант қажет екенін көрсетті. Көмірқышқыл газ да, су да, жарықты тікелей сіңірмейді, бұл қосылыстардың квантпен байланысқа түсуін хлоропласт не хроматофор структурасындағы хлорофилл а қамтамасыз етеді. Фотосинтездің биосферадағы маңызы да үлкен. Жер жүзіндеге, мысалы, көміртек, суттек, оттек, сондай-ақ N, S, P, Mg, Ca т.б. элементтер айналымы процесіне қатысы бар. Жер қалыптасқаннан бері фотосинтез нәтижесінде маңызды элементтер мен заттар бірнеше мың рет толық цикл айналымынан өткен. өсімдік өнімін арттырудың бір жолы - өсімдіктің фотосинтездік әрекетін үдету. Бұл үшін жапырақ көлемін үлкейту, жапырақ тіршілігін ұзарту, егістіктегі өсімдік жиілігін реттеу керек. СО2, ауа, су, топырақтағы қоректік элементтер жеткілікті болуы қажет. Фотосинтез аппаратының активтілігі жапырақтың анатомиялық құрылысына, фермент жүйесі активтілігіне, көміртек метабализмі типіне байланысты болады. өсімдік селекциясының, яғни СО2 ассимиляциясы тез жүретін өсімдік сорттарын шығарудыңда үлкен маңызы бар. 
  
  
Афтотрофты және гетеротрофты жасушалар. 
 Пластикалық (анобализм) алмасу сипатына сәйкес табиғаттағы барлық жасушалар екі топқа бөлінеді. Хлорофилі бар өсімдік жасушаларының  тірі табиғат үшін маңызы өте зор, себебі онда өзіне тән ерекше әрекеттер (процестер) жүріп жатады. Ол әрекеттер фотосинтез деген атпен ғылымға әйгілі. Фотосинтез дегеніміз күн сәулесі энергиясын химиялық байланыстар энергиясына айналдыратын күрделі механизмді әрекет. 
Тынысалу және фотосинтез 
 Ағзалар тыныс алғанда қоректік заттар толық ыдырау үшін оттегі қажет екендігі баршамызға белгілі. Тынысалудың  ең соңғы өнімі – көміртегі оксиді су жене бос энергия. Бұл соңғы өнімдер — фотосинтезге кажеттi негiзгi косылыстар болып табылады. Сондьктан, тынысалу фотосинтез кезiндегi энергияны жоққа шығарады. Алайда, тынысалу кезiнде жұмсалған пайдалы энергия фотосинтез кезiндегi алынған күн энергиясынан аз болатындығын төменгi тiзбектен көруге болады. 
Энергияның ең көбi — күн сәулесiнiкi, коректiк заттар одан аз, ең азы кемiртегi оксидi, су жене оттегi. Фотосинтез кепсатылы күрделi әрекет. Мұнда күн сәулесi энергиясын химиялык байланыс энергиясына айналдыруда басты рөлдi хлоропластар атқарады. Пластиттердiң үш түрге бөлінетіндігi белгiлi, олар: лейкопластар, хромопласт жене хлоропласт. Бул үшеуiнiң де негiэi — строма деп аталатын ақуыз. Ал, фотосинтез әрекетi хлорофилл пигментi (жасыл түс беретiн) бар хлоропласт жасушасында жүредi. Ол үшiн хлоропласт жасушасының құрылысымен танысайык. 
Хлоропластың құрылысы. Биологиядағы барлык органоидтар сияқты, хлоропластың құрамы оның қыэметiне сай күрделi болады. Хлорофилдер көк және қызыл түсті сәулелерді жұтып, жасылды шағылыстырады. Ол сәуле хлоропласт жасушасын жасыл етіп көрсетеді.