ชีววิทยา - หน่วยพื้นฐานของชีวิต
บทนำ
หน่วยพื้นฐานของชีวิตคือเซลล์
เซลล์ถูกค้นพบครั้งแรกโดย Robert Hooke ในปี 1665 ด้วยกล้องจุลทรรศน์ธรรมดา
ในปี 1674 Leeuwenhoek ด้วยความช่วยเหลือของกล้องจุลทรรศน์ที่พัฒนาขึ้นได้ค้นพบเซลล์ที่มีชีวิตอิสระในน้ำบ่อ
ในปีพ. ศ. 2374 โรเบิร์ตบราวน์ได้ค้นพบ nucleus ในเซลล์
ในปีพ. ศ. 2382 Purkinje ใช้คำว่า 'โปรโตพลาสซึม' สำหรับสารเหลวที่พบในเซลล์
ทฤษฎีเซลล์เสนอโดย Schleiden (1838) และ Schwann (1839)
ตามทฤษฎีเซลล์พืชและสัตว์ทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์และเซลล์เป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิต
ในปีพ. ศ. 2398 Virchow ได้ขยายทฤษฎีเซลล์เพิ่มเติมและแนะนำว่าเซลล์ทั้งหมดเกิดจากเซลล์ที่มีอยู่ก่อน
ในปีพ. ศ. 2483 การค้นพบกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทำให้สามารถสังเกตและเข้าใจโครงสร้างที่ซับซ้อนของเซลล์ได้
สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว
สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเช่นAmoeba, Chlamydomonas, Paramoeciumและแบคทีเรียเรียกว่าสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว
สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์
สิ่งมีชีวิตที่ประกอบด้วยเซลล์จำนวนมากเรียกว่าสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เช่นมนุษย์สัตว์นก ฯลฯ
ลักษณะสำคัญของเซลล์
เซลล์สิ่งมีชีวิตแต่ละเซลล์มีความถนัดในการทำหน้าที่พื้นฐานบางอย่างที่เป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตทุกรูปแบบ
เซลล์ดังกล่าวแต่ละเซลล์มีส่วนประกอบเฉพาะที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ของเซลล์
เซลล์ประเภทต่างๆมีหน้าที่แตกต่างกันและออร์แกเนลล์แต่ละเซลล์ทำหน้าที่พิเศษ
ออร์แกเนลล์เหล่านี้รวมกันเป็นหน่วยพื้นฐานของชีวิตที่เรียกว่าเซลล์
พบว่าเซลล์ทั้งหมดมีออร์แกเนลล์เหมือนกันโดยไม่คำนึงถึงหน้าที่ที่แตกต่างกันและสิ่งมีชีวิตที่พบ
โครงสร้างของเซลล์
ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติพื้นฐานสามประการที่ทุกเซลล์มี -
เมมเบรนพลาสม่า / เมมเบรนเซลล์
Nucleus
Cytoplasm
เรามาพูดถึงแต่ละคนโดยสังเขป -
เมมเบรนพลาสม่า / เมมเบรนเซลล์
พลาสม่าเมมเบรนเป็นชั้นปิดด้านนอกสุดของเซลล์ (ดังแสดงในภาพด้านบน)
พลาสม่าเมมเบรนช่วยให้วัสดุบางอย่างเข้าไปในเซลล์และออกมาจากเซลล์ ดังนั้นจึงเรียกว่าselectively permeable membrane.
การเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำผ่านเยื่อเลือกที่สามารถซึมผ่านได้เรียกว่า osmosis.
ผนังเซลล์
เซลล์พืชมีส่วนป้องกันเพิ่มเติมที่เรียกว่า cell wall (ไม่มีอยู่ในเซลล์สัตว์)
ผนังเซลล์อยู่นอกเยื่อหุ้มพลาสมา ในทำนองเดียวกันมันยังครอบคลุมพลาสมาเมมเบรน
ผนังเซลล์ประกอบด้วยเซลลูโลสเป็นหลัก
นิวเคลียส
นิวเคลียสหรือนิวคูลัสเป็นศัพท์ภาษาละตินและความหมายของมันคือ kernel หรือเมล็ดพันธุ์
นิวเคลียสมีชั้นหุ้มสองชั้นซึ่งเรียกว่าเยื่อหุ้มนิวเคลียส (ดูภาพด้านบน)
เยื่อหุ้มเซลล์นิวเคลียร์มีรูพรุนบางส่วนซึ่งอนุญาตให้วัสดุบางอย่างเข้ามาภายใน (ในนิวเคลียส) และออกไปข้างนอก (ในไซโทพลาสซึม)
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของนิวเคลียสคือ - ประกอบด้วย chromosomes.
โครโมโซมเป็นโครงสร้างรูปแท่งและจะมองเห็นได้เฉพาะเมื่อเซลล์กำลังจะแบ่งตัว
โครโมโซมประกอบด้วย DNA และ protein.
ดีเอ็นเอ (Deoxyribo Nucleic Acid) โมเลกุลมีลักษณะการถ่ายทอดทางพันธุกรรมจากรุ่นพ่อแม่ไปสู่รุ่นต่อไป
โมเลกุลของดีเอ็นเอยังมีข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการสร้างและจัดระเบียบเซลล์
ส่วนหน้าที่ของ DNA เรียกว่า genes.
DNA มีอยู่เป็นส่วนหนึ่งของวัสดุโครมาติน
วัสดุโครมาตินสามารถมองเห็นได้เป็นมวลที่พันกันของโครงสร้างเหมือนด้าย (ดังแสดงในภาพด้านล่าง)
เมื่อใดก็ตามที่เซลล์กำลังจะแบ่งตัววัสดุโครมาตินจะถูกจัดเป็นโครโมโซม
นิวเคลียสมีบทบาทสำคัญในการสืบพันธุ์ของเซลล์
เซลล์ซึ่งไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสเรียกว่า prokaryotes(เช่น Pro = ดั้งเดิมหรือหลัก; คาริโอต≈คาริออน = นิวเคลียส) ดูภาพด้านล่าง:
เซลล์ซึ่งมีเยื่อหุ้มนิวเคลียสเรียกว่า eukaryotes.
เซลล์โปรคาริโอตไม่มีออร์แกเนลล์ไซโตพลาสซึมอื่น ๆ อีกมากมายที่มีอยู่ในเซลล์ยูคาริโอต (ดูภาพด้านบน)
ไซโทพลาซึม
เซลล์ประกอบด้วยไซโทพลาซึมภายในเยื่อหุ้มเซลล์ซึ่งมีสารชีวโมเลกุลหลายชนิดรวมทั้งโปรตีนและกรดนิวคลีอิก
มีโครงสร้างหลายอย่างที่พบในไซโทพลาซึมที่เรียกว่าออร์แกเนลล์ของเซลล์
ออร์แกเนลล์ของเซลล์
ต่อไปนี้เป็นออร์แกเนลล์หลักของเซลล์ที่มีบทบาทสำคัญในการทำงานของเซลล์ -
Nucleus
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
Ribosome
อุปกรณ์ Golgi
Lysosomes
Mitochondria
Plastids
Vacuoles
มาคุยกันสั้น ๆ -
Nucleus มีการกล่าวถึงข้างต้น
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม
เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม (หรือเรียกง่ายๆว่า ER) เป็นเครือข่ายขนาดใหญ่ของท่อและแผ่นเยื่อหุ้มเซลล์ (ดูภาพที่ให้ไว้ด้านบน)
ตามโครงสร้างภาพ ER ถูกจัดประเภทเป็น rough endoplasmic reticulum (RER) และ smooth endoplasmic reticulum (SER)
เมื่อไรโบโซมติดอยู่บนพื้นผิวของ ER เรียกว่า Rough Endoplasmic Reticulum และไม่มีไรโบโซมเรียกว่า Smooth Endoplasmic Reticulum
SER ช่วยในการผลิตโมเลกุลของไขมันหรือไขมันซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของเซลล์
หน้าที่สำคัญอย่างหนึ่งของ ER คือทำหน้าที่เป็นช่องทางในการขนส่งวัสดุ (โดยเฉพาะโปรตีน) ในบริเวณต่างๆของไซโทพลาสซึมและระหว่างไซโทพลาสซึมและนิวเคลียส
ไรโบโซม
ไรโบโซมตามปกติมีอยู่ในเซลล์ที่ใช้งานอยู่ทั้งหมด
ไรโบโซมเป็นแหล่งผลิตโปรตีน
เครื่องมือ Golgi
Golgi Apparatus ได้รับการตั้งชื่อตามชื่อการค้นพบ Camillo Golgi
Golgi Apparatus ประกอบด้วยระบบของถุงเยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียงตัวขนานกันโดยประมาณในกองที่เรียกว่า cisterns (ดูภาพที่ระบุด้านบน)
หน้าที่ที่สำคัญของ Golgi Apparatus คือการจัดเก็บการดัดแปลงและการบรรจุผลิตภัณฑ์ในถุง
อุปกรณ์ Golgi ยังช่วยในการสร้างไลโซโซม
ไลโซโซม
ไลโซโซมเป็นระบบกำจัดของเสียของเซลล์
ไลโซโซมช่วยในการรักษาความสะอาดของเซลล์โดยการย่อยสิ่งแปลกปลอมและออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่เสื่อมสภาพ
ไลโซโซมมีเอนไซม์ย่อยอาหารที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถทำลายสารอินทรีย์ได้ทุกประเภท
ไลโซโซมมีลักษณะทั่วไปคือเมื่อเซลล์ได้รับไลโซโซมที่เสียหายส่วนใหญ่จะระเบิดและเอนไซม์ที่ปล่อยออกมาจะย่อยเซลล์ของตัวเอง ด้วยเหตุนี้ไลโซโซมจึงเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า 'ถุงฆ่าตัวตาย' ของเซลล์
ไมโตคอนเดรีย
ไมโตคอนเดรียโดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อโรงไฟฟ้าของเซลล์
ไมโตคอนเดรียปลดปล่อยพลังงานที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมทางเคมีต่างๆ (จำเป็นสำหรับชีวิต)
ไมโตคอนเดรียจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปของโมเลกุลของ ATP (Adenosine Triphopshate)
ATP ได้รับความนิยมในฐานะสกุลพลังงานของเซลล์
ไมโตคอนเดรียมีดีเอ็นเอและไรโบโซมของตัวเอง ดังนั้นพวกมันจึงสามารถสร้างโปรตีนของตัวเองได้
Plastids
Plastids มีอยู่ในเซลล์พืชเท่านั้น (ดูภาพด้านล่าง)
Plastid แบ่งออกเป็น - Chromoplasts (เป็นพลาสติดสี) และ Leucoplasts (เป็นพลาสติดสีขาวหรือไม่มีสี)
Plastids ประกอบด้วยเม็ดสีคลอโรฟิลล์ซึ่งเรียกว่า Chloroplasts.
คลอโรพลาสต์มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์แสงในพืช
คลอโรพลาสต์ยังประกอบด้วยเม็ดสีเหลืองหรือส้มหลายชนิด
Leucoplasts เป็นออร์แกเนลล์ที่เก็บวัสดุสำคัญบางอย่างเช่นแป้งน้ำมันและเม็ดโปรตีน
Plastids มีลักษณะเหมือนไมโตคอนเดรีย (ในแง่ของโครงสร้างภายนอก)
เช่นเดียวกับไมโทคอนเดรียพลาสปิดยังมีดีเอ็นเอและไรโบโซมของตัวเอง
Vacuoles
Vacuoles มักเป็นถุงเก็บของที่มีวัสดุที่เป็นของแข็งหรือของเหลว
ในเซลล์สัตว์แวคิวโอลมีขนาดเล็ก ในขณะที่เซลล์พืชแวคิวโอลมีขนาดใหญ่
แวคิวโอลของเซลล์พืชเต็มไปด้วยน้ำนมของเซลล์และให้ความขุ่นและความแข็งแกร่งแก่เซลล์