Protoplasm: Bản chất vật lý và hóa học của Protoplasm
Protoplasm: Bản chất vật lý và hóa học của Protoplasm!
Tất cả các tế bào được làm từ nguyên sinh chất. Nguyên sinh chất được Huxley định nghĩa là cơ sở vật chất của sự sống vì nó thực hiện tất cả các hoạt động của chúng sinh. Năm 1835, Dujardin đã nghiên cứu nội dung của tế bào trong một số động vật nguyên sinh nhất định và ông mô tả ma trận của các tế bào là một khối đồng nhất và gọi nó là sarcode.
Hình ảnh lịch sự: con số.boundless.com/51228249e4b0c14bf46514a6/full/l-potypes-286163172203-29.jpeg
Ma trận tế bào này đã được JE Purkinje đặt tên là protoplasm vào năm 1840. H. Von Mohl, vào năm 1846, đã tuyên bố nguyên sinh chất là một chất rõ ràng, đồng nhất (trong kính hiển vi ánh sáng), chất gelatin.
Ông cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của nguyên sinh chất trong phân chia tế bào. Năm 1861, Schultz đã thiết lập sự tương đồng giữa nguyên sinh chất của thực vật và động vật, do đó hình thành nên lý thuyết nguyên sinh chất, theo đó tế bào bao gồm một chất cơ bản sống có nhân với màng tế bào giới hạn. Chất nền này sau khi loại bỏ tất cả các thành phần hạt chính hoặc bào quan được gọi là hyaloplasm.
Sau khi phát hiện ra kính hiển vi điện tử vào năm 1939-40, khái niệm nguyên sinh chất đã được thay đổi từ huyền phù keo, trong suốt sang hệ thống phức tạp đa pha có chứa nhiều yếu tố màng.
Bản chất vật lý:
Nguyên sinh chất, dưới kính hiển vi thông thường, dường như là một chất lỏng đồng nhất rõ ràng, được gọi là hyaloplasm, trong đó là các hạt phân tán, hạt, và sự khác biệt đặc biệt khác nhau. Hyaloplasm còn được gọi là kinoplasm, tế bào chất, vv
Tính chất vật lý của nguyên sinh chất bao gồm chức năng của nó do tính chất hóa học, hoạt động sinh lý và tổ chức. Nó cho thấy các thuộc tính sau đây
[I] Protoplasm như một hệ keo:
Về cơ bản hyaloplasm hoặc tế bào chất là một hệ keo phức tạp. Cấu trúc keo của nó được đề xuất bởi Fisher vào năm 1894 và Hardy vào năm 1899. Nó bao gồm các hàm lượng nước cao chứa nhiều chất hòa tan có tầm quan trọng sinh học như glucose, axit béo, axit amin, khoáng chất, vitamin, hormone và enzyme.
Các chất hòa tan này có thể hòa tan trong nước làm cho nó trở thành một khối đồng nhất hoặc không hòa tan trong nó, do đó làm cho nó trở thành một khối không đồng nhất. Sự đình chỉ các hạt trong nguyên sinh chất này là cơ sở cho bản chất keo của nó. Các thành phần khác nhau tạo ra sự xuất hiện của nguyên sinh chất của bốn loại khác nhau:
1. Lý thuyết dạng hạt:
Lý thuyết này đã được Altmann đưa ra vào năm 1893. Theo lý thuyết này, nguyên sinh chất bao gồm nhiều hạt nhỏ như thể hiện trong Amoeba. Henle, Maggi, v.v., coi những hạt protoplasmic này là những plastidules. Altmann đã công nhận chúng là "sinh vật cơ bản", hoặc nhựa sinh học (hoặc tế bào chất).
2. Lý thuyết phế nang:
Bản chất phế nang của protoplasm được đề xuất bởi Butchlli vào năm 1892. Theo ông, protoplasm bao gồm nhiều giọt lơ lửng hoặc phế nang hoặc bong bóng phút, giống như bọt của nhũ tương.
3. Lý thuyết Fibrillar:
Lý thuyết này đã được đưa ra bởi Flemming. Theo ông, nguyên sinh chất bao gồm các sợi được nhúng trong khối ma trận bên trong. Các fibrillae được gọi là mitome hoặc spongioplasm được hình thành từ các protein được gọi là micelles, và chất đất được gọi là paramitome hoặc hyaloplasm.
4. Lý thuyết mạng lưới:
Giả thuyết này được đưa ra bởi Klein, Comoy, v.v ... Nó cho thấy rằng nguyên sinh chất bao gồm một mạng lưới sợi trong hyaloplasm của nó.
Các vật liệu hữu cơ bao gồm protein và carbohydrate trong huyền phù có thể là ưa nước (ưa nước) hoặc kỵ nước (ghét nước). Các hạt ưa nước xảy ra xung quanh các phân tử nước. Sự hấp dẫn giữa protein và nước là do các điện tích giữ chúng lại với nhau.
Các tính chất vật lý của nguyên sinh chất chủ yếu là do các vùi hóa học khác nhau trong một pha gel. Gel là một nhóm các hạt lơ lửng trong điều kiện bán rắn hoặc trạng thái giống như thạch. Các phân tử của gel được giữ với nhau bằng nhiều loại liên kết hóa học có độ bền khác nhau.
Sự ổn định của trái phiếu phụ thuộc vào loại trái phiếu và độ bền của trái phiếu. Gel có thể trở nên lỏng hơn rắn. Quá trình này được gọi là solation và trạng thái lỏng là sol. Do đó, nguyên sinh chất keo ở dạng gel có thể thay đổi thành dạng sol bằng cách hòa tan và sol có thể thay đổi thành gel bằng cách gel hóa. Những điều kiện gel-sol của hệ keo là cơ sở chính cho hành vi cơ học của tế bào chất.
Protoplasm không phải là chất dẫn điện tốt hay xấu. Nó tạo thành một màng phân định khi tiếp xúc với nước và hóa cứng khi đun nóng.
[II] Protoplasm như một cấu trúc ít khối lượng hơn:
Nguyên sinh chất có thể xuất hiện cấu trúc hoàn toàn ít hơn khi nó được quan sát dưới kính hiển vi. Nhưng tế bào động vật không bao giờ không có cấu trúc và nguyên sinh chất của nó được phân biệt thành các bộ phận khác nhau để tạo thành các cơ quan tế bào.
Ngay cả ma trận nguyên sinh chất trong đó chứa hạt và không bào, không có cấu trúc có thể nhìn thấy được; và trong một số phần của tế bào, nguyên sinh chất có thể không có các cơ quan chứa bất kỳ loại nào. Về mặt quang học, nguyên sinh chất hoàn toàn đồng nhất như nguyên sinh chất giả của Arcella hoặc Difflugia.
[III] Các thuộc tính khác:
Bên cạnh đó, nguyên sinh chất cũng cho thấy các tính chất sau đây
1. Độ kết dính:
Các hạt hoặc phân tử nguyên sinh chất khác nhau được kết dính với nhau bằng các lực, chẳng hạn như liên kết của Van der Waal, giữ các chuỗi phân tử dài lại với nhau. Các liên kết của Van der Waal là các lực yếu và không đặc hiệu giữa các nhóm nguyên tử không phân cực. Tài sản này thay đổi theo sức mạnh của các lực lượng này.
2. Tính hợp đồng:
Tài sản này có ý nghĩa trong các hoạt động khí khổng khác nhau trong các nhà máy. Sự co bóp của nguyên sinh chất rất quan trọng đối với sự hấp thụ và loại bỏ nước vì chúng thường xảy ra trong nguyên sinh chất.
3. Độ nhớt:
Đây là tính chất quan trọng nhất của nguyên sinh chất mà nó thể hiện ba hiện tượng chính, đó là chuyển động Brown, chuyển động amip và dòng tế bào chất hoặc cyclosis.
(a) Phong trào Brown:
Nó được đặc trưng bởi chuyển động ngoằn ngoèo của các hạt keo lơ lửng, xảy ra do sự bắn phá của một hạt hoặc phân tử bởi những hạt khác. Kiểu chuyển động này của các hạt trước hết được quan sát bởi Robert Brown vào năm 1827 trong dung dịch keo và do đó các chuyển động như vậy được gọi là chuyển động Brown.
Nhiệt độ càng cao, chuyển động càng nhanh và - do đó độ nhớt của tế bào bị giảm. Điều này có nghĩa là độ nhớt cao biểu thị trạng thái nguyên sinh chất giống như gel hơn và độ nhớt thấp, điều kiện giống như sol hơn.
(b) Chuyển động của amip:
Các chuyển động của amip, như được thể hiện bởi Amoeba và các động vật nguyên sinh khác, và bạch cầu, vv, cũng là kết quả của độ nhớt. Sự thay đổi liên tục và ngược lại của sol-gel chịu trách nhiệm cho các chuyển động như vậy. Trong loại chuyển động này, tế bào đưa ra các dự đoán tế bào chất, giả mạc và nguyên sinh chất đi vào giả mạc do chu kỳ gây ra chuyển động về phía trước của tế bào.
(c) Truyền trực tuyến hoặc chu kỳ tế bào chất:
Đó là sự di chuyển nội bào của tế bào chất như được hiển thị bởi Paramecium. Nó thường xảy ra trong pha sol của tế bào chất. Nguyên nhân thực sự của nó vẫn chưa được biết; nhưng, nếu có sự giảm chuyển hóa tế bào, thì có sự giảm đồng thời trong chu kỳ. Tương tự, sự gia tăng tỷ lệ trao đổi chất cũng làm tăng sự phát trực tuyến.
4. Sức căng bề mặt:
Nguyên sinh chất cũng cho thấy tính chất của sức căng bề mặt. Các protein và lipid của tế bào chất có sức căng bề mặt ít hơn, do đó chúng được tìm thấy ở bề mặt tạo thành màng. Mặt khác, các chất hóa học (NaCl, v.v.) có sức căng bề mặt cao, vì vậy chúng xảy ra ở những phần sâu hơn của nguyên sinh chất tế bào.
Do đó, về mặt vật lý, protoplasm là một chất không màu, trong mờ, nhớt, gelatin và bán lỏng, nặng hơn nước và chứa huyền phù phân tử cho thấy những thay đổi khác nhau như trên.
Tính chất hóa học:
Protoplasm phản ứng hóa học như một chất kiềm yếu. Nó hòa tan trong kiềm và axit loãng nhưng đông cứng khi được xử lý bằng axit mạnh hoặc rượu. Nó khá không ổn định và dễ dàng phân hủy thành H 2 O, NH 3 và CO 2, v.v., trong quá trình phân tích hóa học.
Bằng phân tích hóa học, người ta đã phát hiện ra rằng nguyên sinh chất chủ yếu bao gồm 34 nguyên tố trong đó khoảng 12 nguyên tố được cho là có mặt trên toàn cầu. (Nguyên tố hóa học là một chất cơ bản không thể chia thành hai hoặc nhiều chất đơn giản hơn.). 99% nguyên sinh chất được tạo thành từ 4 nguyên tố cơ bản, đó là oxy, carbon, hydro và nitơ Do đó; chúng được gọi là thành phần chính của nguyên sinh chất. 8 nguyên tố khác (nguyên tố vi lượng), hiện diện với số lượng ít hơn 1% mỗi loại, là lưu huỳnh, phốt pho, kali, sắt, magiê, canxi, natri và clorua.
Các nguyên tố này thường không có ở trạng thái tự do, nhưng được tìm thấy vì các hợp chất khác nhau như phốt pho là thành phần chính của adenosine triphoshate (ATP), axit deoxyribonucleic (DNA) và axit ribonucleic (RNA).
Nhiều yếu tố vi lượng khác được yêu cầu cho các hoạt động thể chất khác nhau (thẩm thấu và khuếch tán) và hoạt động sinh hóa như dẫn truyền xung lực, v.v ... Tỷ lệ xấp xỉ của nước trong nguyên sinh chất là khoảng 85% đến 90%. Nước tạo thành môi trường phân tán trong đó các yếu tố khác nằm lơ lửng.
Nước xảy ra ở hai dạng nước tự do, và nước bị ràng buộc, 90% tổng lượng nước của tế bào là nước tự do trong đó các chất vô cơ và hợp chất hữu cơ khác nhau được tìm thấy hòa tan. Năm phần trăm còn lại của tổng số nước tế bào là nước liên kết lỏng lẻo với các phân tử protein bằng liên kết hydro hoặc các lực khác.
Tỷ lệ nước trong nguyên sinh chất của một sinh vật phụ thuộc trực tiếp vào tuổi tác, môi trường sống và các hoạt động trao đổi chất. Ví dụ, các tế bào của phôi có 90 đến 95% nước làm giảm dần trong các tế bào của sinh vật trưởng thành. Các tế bào động vật dưới nước sở hữu nhiều nước hơn các tế bào của động vật trên cạn cao hơn.
Nói chung, nguyên sinh chất khô cho thấy hiến pháp sau đây
Protein 45% carbohydrate 25%
Lipid 25% Các chất khác 5%
Các hợp chất khác nhau này có thể có tính chất hữu cơ bao gồm С, H, N, O hoặc có tính chất vô cơ bao gồm muối, khí và một số nguyên tố ở trạng thái tự do, như S, Fe, P, Cl, v.v.
