ატომური ბირთვი. სკოლის ენციკლოპედია ატომის ბირთვის კომპონენტი

ქრომატინი

1) ჰეტეროქრომატინი;

2) ევქრომატინი.

ჰეტეროქრომატინი

სტრუქტურული

სურვილისამებრ

ევქრომატინი

ა) ჰისტონური ცილები;

ბ) არაჰისტონის ცილები.

იო ჰისტონური ცილები (ჰისტონები

იო არაჰისტონის ცილები

ნუკლეოლუსი

ზომა - 1-5 მიკრონი.

ფორმა სფერულია.

მარცვლოვანი კომპონენტი

ფიბრილარული

ატომური გარსი

1. გარე ბირთვული მემბრანა (m.nucleis externa),

შიდა ბირთვული მემბრანა

Მახასიათებლები:

კარიოპლაზმა

უჯრედის რეპროდუქცია

ბირთვული აპარატი

ბირთვი იმყოფება ყველა ევკარიოტულ უჯრედში, გარდა მომწიფებული ერითროციტებისა და მცენარის საცრის მილებისა. უჯრედებს ჩვეულებრივ აქვთ ერთი ბირთვი, მაგრამ ზოგჯერ გვხვდება მრავალბირთვიანი უჯრედები.

ბირთვი სფერული ან ოვალურია.

ზოგიერთ უჯრედს აქვს სეგმენტირებული ბირთვები. ბირთვების ზომა დიამეტრის 3-დან 10 მიკრონიმდეა. ბირთვი აუცილებელია უჯრედის სიცოცხლისთვის. ის არეგულირებს უჯრედების აქტივობას. ბირთვი ინახავს დნმ-ში არსებულ მემკვიდრეობით ინფორმაციას. ეს ინფორმაცია, ბირთვის წყალობით, უჯრედების გაყოფის დროს გადაეცემა ქალიშვილ უჯრედებს. ბირთვი განსაზღვრავს უჯრედში სინთეზირებული ცილების სპეციფიკას. ბირთვი შეიცავს ბევრ ცილას, რომელიც აუცილებელია მისი ფუნქციებისთვის. რნმ სინთეზირდება ბირთვში.

უჯრედის ბირთვიშედგება მემბრანა, ბირთვული წვენი, ერთი ან მეტი ნუკლეოლი და ქრომატინი.

ფუნქციური როლი ატომური გარსიარის გენეტიკური მასალის იზოლაცია (ქრომოსომა)ევკარიოტული უჯრედი ციტოპლაზმიდან თავისი მრავალრიცხოვანი მეტაბოლური რეაქციებით, აგრეთვე ბირთვისა და ციტოპლაზმის ორმხრივი ურთიერთქმედების რეგულირებით. ბირთვული კონვერტი შედგება ორი გარსისგან - გარე და შიდა, რომელთა შორის მდებარეობს პერინუკლეარული (პერინუკლეარული) სივრცე. ამ უკანასკნელს შეუძლია კომუნიკაცია ციტოპლაზმური ბადის მილაკებთან. გარე მემბრანაბირთვული კონვერტი უშუალოდ უკავშირდება უჯრედის ციტოპლაზმას, აქვს მთელი რიგი სტრუქტურული მახასიათებლები, რაც საშუალებას აძლევს მას მიეკუთვნოს სათანადო ER მემბრანულ სისტემას. იგი შეიცავს დიდი რაოდენობით რიბოზომებს, ასევე ერგასტოპლაზმის გარსებზე. ბირთვული გარსის შიდა გარსს არ აქვს რიბოსომები მის ზედაპირზე, მაგრამ სტრუქტურულად ასოცირდება ბირთვული ლამინა- ბირთვული ცილის მატრიქსის ბოჭკოვანი პერიფერიული ფენა.

ბირთვული კონვერტი შეიცავს ბირთვული ფორები 80-90 ნმ დიამეტრით, რომლებიც წარმოიქმნება ორი ბირთვული მემბრანის შერწყმის მრავალრიცხოვანი ზონების გამო და, თითქოსდა, მომრგვალებულია, მთელი ბირთვული მემბრანის პერფორაციებით. ფორები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ ნივთიერებების ტრანსპორტირებაში ციტოპლაზმაში და მის გარეთ. ბირთვული ფორების კომპლექსი (NPC)დაახლოებით 120 ნმ დიამეტრით აქვს გარკვეული სტრუქტურა (შედგება 1000-ზე მეტი ცილისგან - ნუკლეოპორინები, რომლის მასა 30-ჯერ მეტია რიბოსომაზე), რაც მიუთითებს ნივთიერებებისა და სტრუქტურების ბირთვულ-ციტოპლაზმური მოძრაობის რეგულირების რთულ მექანიზმზე. ბირთვულ-ციტოპლაზმური ტრანსპორტირების პროცესში, ბირთვული ფორები ფუნქციონირებს როგორც ერთგვარი მოლეკულური საცერი, რომელიც პასიურად გადის გარკვეული ზომის ნაწილაკებს კონცენტრაციის გრადიენტის გასწვრივ (იონები, ნახშირწყლები, ნუკლეოტიდები, ATP, ჰორმონები, ცილები 60 kDa-მდე). ფორები არ არის მუდმივი წარმონაქმნები. ფორების რაოდენობა იზრდება უდიდესი ბირთვული აქტივობის პერიოდში. ფორების რაოდენობა დამოკიდებულია უჯრედის ფუნქციურ მდგომარეობაზე. რაც უფრო მაღალია სინთეზური აქტივობა უჯრედში, მით მეტია მათი რაოდენობა. გამოთვლილია, რომ ქვედა ხერხემლიანებში ერითრობლასტებში, სადაც ჰემოგლობინი ინტენსიურად წარმოიქმნება და გროვდება, ბირთვის გარსის 1 μm2-ზე დაახლოებით 30 ფორაა. ამ ცხოველების მომწიფებულ ერითროციტებში, რომლებიც ინარჩუნებენ ბირთვს, მემბრანის 1 მკგ-ზე ხუთამდე ფორა რჩება, ე.ი. 6-ჯერ ნაკლები.

ბუმბულის კომპლექსის რეგიონში ე.წ მკვრივი ფირფიტა - ცილის ფენა, რომელიც ემყარება ბირთვული მემბრანის შიდა გარსის მთელ სიგრძეს. ეს სტრუქტურა, პირველ რიგში, ასრულებს დამხმარე ფუნქციას, რადგან მისი თანდასწრებით ბირთვის ფორმა შენარჩუნებულია მაშინაც კი, თუ ბირთვული კონვერტის ორივე მემბრანა განადგურებულია. ასევე ვარაუდობენ, რომ მკვრივი ფირფიტის ნივთიერებასთან რეგულარული კავშირი ხელს უწყობს ქრომოსომების მოწესრიგებულ განლაგებას ინტერფაზურ ბირთვში.

ბირთვული წვენი (კარიოპლაზმაან მატრიცა)- ბირთვის შიდა შიგთავსი არის ცილების, ნუკლეოტიდების, იონების ხსნარი, უფრო ბლანტი ვიდრე ჰიალოპლაზმა. ის ასევე შეიცავს ფიბრილარულ ცილებს. კარიოპლაზმა შეიცავს ნუკლეოლებს და ქრომატინს. ბირთვული წვენი ქმნის ბირთვის შიდა გარემოს და, შესაბამისად, ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს გენეტიკური მასალის ნორმალური ფუნქციონირების უზრუნველსაყოფად. ბირთვული წვენის შემადგენლობა შეიცავს ძაფისებრი,ან ფიბრილარული, ცილები,რომელთანაც დაკავშირებულია დამხმარე ფუნქციის შესრულება: მატრიცა შეიცავს აგრეთვე გენეტიკური ინფორმაციის ტრანსკრიფციის პირველად პროდუქტებს - ჰეტერონუკლეურ რნმ-ს (hnRNA), რომლებიც აქ მუშავდება, იქცევა mRNA-ში.

ნუკლეოლუსი- ბირთვის სავალდებულო კომპონენტი, გვხვდება ინტერფაზურ ბირთვებში და არის პატარა სხეულები, სფერული ფორმის. ბირთვები უფრო მკვრივია ვიდრე ბირთვი. ნუკლეოლებში ხდება rRNA-ს, სხვა სახის რნმ-ის სინთეზი და ქვედანაყოფების წარმოქმნა. რიბოსომა. ნუკლეოლების გაჩენა დაკავშირებულია ქრომოსომების გარკვეულ ზონებთან, რომელსაც ეწოდება ბირთვული ორგანიზატორები. ნუკლეოლების რაოდენობა განისაზღვრება ბირთვული ორგანიზატორების რაოდენობით. ისინი შეიცავს rRNA გენებს. rRNA გენები იკავებს გარკვეულ არეებს (დამოკიდებულია ცხოველის ტიპზე) ერთი ან მეტი ქრომოსომის (ადამიანებში, 13-15 და 21-22 წყვილი) - ბირთვული ორგანიზატორები, რომელშიც წარმოიქმნება ნუკლეოლები. მეტაფაზის ქრომოსომებში ასეთი უბნები შეკრულობას ჰგავს და ე.წ მეორადი შეკუმშვა. ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით ბირთვში ვლინდება ძაფისებრი და მარცვლოვანი კომპონენტები. ძაფისებრი (ბოჭკოვანი) კომპონენტი წარმოდგენილია ცილის და გიგანტური რნმ-ის წინამორბედის მოლეკულების კომპლექსებით, საიდანაც შემდეგ წარმოიქმნება მომწიფებული rRNA-ს უფრო მცირე მოლეკულები. მომწიფების პროცესში ფიბრილები გარდაიქმნება რიბონუკლეოპროტეინის მარცვლებად (გრანულები), რომლებიც წარმოადგენს მარცვლოვან კომპონენტს.

ქრომატინის სტრუქტურები სიმსივნის სახით,ნუკლეოპლაზმაში მიმოფანტული არსებობის ინტერფაზური ფორმაა ქრომოსომებიუჯრედები.

რიბოსომა - ეს არის მომრგვალებული რიბონუკლეოპროტეინის ნაწილაკი 20-30 ნმ დიამეტრით. რიბოსომები არის არამემბრანული უჯრედის ორგანელები. რიბოსომები აერთიანებს ამინომჟავების ნარჩენებს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვებში (ცილის სინთეზი). რიბოსომები ძალიან მცირე და მრავალრიცხოვანია.

იგი შედგება მცირე და დიდი ქვედანაყოფებისგან, რომელთა კომბინაცია ხდება მესინჯერის (მესენჯერი) რნმ (მრნმ) თანდასწრებით. მცირე ქვედანაყოფი შეიცავს ცილის მოლეკულებს და რიბოსომური რნმ-ის ერთ მოლეკულას (rRNA), ხოლო მეორე შეიცავს ცილებს და სამ rRNA მოლეკულას. პროტეინი და rRNA მასის მიხედვით თანაბარი რაოდენობით მონაწილეობენ რიბოზომების წარმოქმნაში. rRNA სინთეზირდება ბირთვში.

ერთი mRNA მოლეკულა ჩვეულებრივ აერთიანებს რამდენიმე რიბოსომას, როგორც მძივები. ასეთ სტრუქტურას ე.წ პოლისომა.პოლისომები თავისუფლად განლაგებულია ციტოპლაზმის გრუნტულ ნივთიერებაში ან მიმაგრებულია უხეში ციტოპლაზმური ბადის გარსებზე. ორივე შემთხვევაში, ისინი ემსახურებიან ცილების აქტიური სინთეზის ადგილს. ერთის მხრივ, ემბრიონის არადიფერენცირებულ და სიმსივნურ უჯრედებში, ხოლო მეორე მხრივ ზრდასრული ორგანიზმის სპეციალიზებულ უჯრედებში თავისუფალი და მემბრანასთან დაკავშირებული პოლიზომების რაოდენობის შედარებამ მიგვიყვანა დასკვნამდე, რომ ცილები იქმნება ჰიალოპლაზმურზე. პოლისომები ამ უჯრედის საკუთარი საჭიროებისთვის ("სახლში" გამოყენებისთვის), ხოლო მარცვლოვანი ქსელის პოლისომებზე სინთეზირდება ცილები, რომლებიც ამოღებულია უჯრედიდან და გამოიყენება სხეულის საჭიროებისთვის (მაგალითად, საჭმლის მომნელებელი ფერმენტები, დედის რძე ცილები). რიბოსომები შეიძლება თავისუფლად იყოს განლაგებული ციტოპლაზმაში ან ასოცირებული იყოს ენდოპლაზმურ რეტიკულუმთან, რომელიც არის უხეში ER-ის ნაწილი. ER მემბრანასთან დაკავშირებულ რიბოსომებზე წარმოქმნილი ცილები ჩვეულებრივ შედიან ER ტანკებში. თავისუფალ რიბოზომებზე სინთეზირებული ცილები რჩება ჰიალოპლაზმაში. მაგალითად, ჰემოგლობინი სინთეზირდება ერითროციტების თავისუფალ რიბოზომებზე. რიბოსომები ასევე გვხვდება მიტოქონდრიებში, პლასტიდებში და პროკარიოტულ უჯრედებში.

წინა11121314151617181920212223242526შემდეგი

მეტის ნახვა:

ბირთვის სტრუქტურა და მისი ქიმიური შემადგენლობა

ბირთვი შედგება ქრომატინის, ნუკლეოლის, კარიოპლაზმის (ნუკლეოპლაზმის) და ბირთვული გარსისგან.

უჯრედში, რომელიც იყოფა, უმეტეს შემთხვევაში არის ერთი ბირთვი, მაგრამ არის უჯრედები, რომლებსაც აქვთ ორი ბირთვი (ღვიძლის უჯრედების 20% ორბირთვიანია), ასევე მრავალბირთვიანი (ძვლის ქსოვილის ოსტეოკლასტები).

Ёზომები - დიაპაზონი 3-4-დან 40 მიკრონიმდე.

უჯრედის თითოეულ ტიპს ახასიათებს ბირთვის მოცულობის მუდმივი თანაფარდობა ციტოპლაზმის მოცულობასთან. ამ თანაფარდობას ჰერტვინგის ინდექსი ეწოდება. ამ ინდექსის მნიშვნელობიდან გამომდინარე, უჯრედები იყოფა ორ ჯგუფად:

1. ბირთვული - ჰერტვინგის ინდექსს უფრო დიდი მნიშვნელობა აქვს;

2. ციტოპლაზმური - ჰერტვინგის ინდექსს აქვს უმნიშვნელო მნიშვნელობები.

იოფორმი - შეიძლება იყოს სფერული, ღეროს ფორმის, ლობიოს ფორმის, რგოლისებრი, სეგმენტირებული.

იოლოკალიზაცია - ბირთვი ყოველთვის ლოკალიზებულია უჯრედის გარკვეულ ადგილას. მაგალითად, კუჭის ცილინდრულ უჯრედებში ის ბაზალურ მდგომარეობაშია.

უჯრედში ბირთვი შეიძლება იყოს ორ მდგომარეობაში:

ა) მიტოზური (გაყოფის დროს);

ბ) ინტერფაზა (განყოფილებებს შორის).

ცოცხალ უჯრედში ინტერფაზური ბირთვი ჰგავს ოპტიკურად ცარიელს; მხოლოდ ბირთვი გვხვდება. ბირთვის სტრუქტურები ძაფების, მარცვლების სახით შეიძლება შეინიშნოს მხოლოდ მაშინ, როდესაც უჯრედზე მოქმედებს მავნე ფაქტორები, როდესაც ის გადადის პარანეკროზის მდგომარეობაში (სასაზღვრო მდგომარეობა სიცოცხლესა და სიკვდილს შორის). ამ მდგომარეობიდან უჯრედს შეუძლია დაუბრუნდეს ნორმალურ ცხოვრებას ან მოკვდეს. უჯრედის სიკვდილის შემდეგ, მორფოლოგიურად, ბირთვში განასხვავებენ შემდეგ ცვლილებებს:

1) კარიოპიკნოზი - ბირთვის დატკეპნა;

2) კარიორექსისი - ბირთვის დაშლა;

3) კარიოლიზი - ბირთვის დაშლა.

ფუნქციები: 1) გენეტიკური ინფორმაციის შენახვა და გადაცემა,

2) ცილის ბიოსინთეზი, 3) რიბოსომას ქვედანაყოფების წარმოქმნა.

ქრომატინი

ქრომატინი (ბერძნული ქრომადან - ფერადი საღებავი) არის ინტერფაზური ბირთვის ძირითადი სტრუქტურა, რომელიც ძალიან კარგად ღებავს ძირითად საღებავებით და განსაზღვრავს ბირთვის ქრომატინის ნიმუშს თითოეული უჯრედის ტიპისთვის.

სხვადასხვა საღებავებით და განსაკუთრებით მთავარით კარგად შეღებვის უნარის გამო, ბირთვის ამ კომპონენტს ეწოდა „ქრომატინი“ (Flemming 1880).

ქრომატინი არის ქრომოსომების სტრუქტურული ანალოგი და ინტერფაზის ბირთვში არის სხეულის დნმ-ის გადამზიდავი.

მორფოლოგიურად განასხვავებენ ქრომატინის ორ ტიპს:

1) ჰეტეროქრომატინი;

2) ევქრომატინი.

ჰეტეროქრომატინი(ჰეტეროქრომატინი) შეესაბამება ქრომოსომების ნაწილებს, რომლებიც ნაწილობრივ შედედებულია ინტერფაზაში და ფუნქციურად არააქტიურია. ეს ქრომატინი ძალიან კარგად იღებება და სწორედ ეს ქრომატინი ჩანს ჰისტოლოგიურ პრეპარატებზე.

ჰეტეროქრომატინი, თავის მხრივ, იყოფა:

1) სტრუქტურული; 2) სურვილისამებრ.

სტრუქტურულიჰეტეროქრომატინი არის ქრომოსომების სეგმენტები, რომლებიც მუდმივად არიან შედედებულ მდგომარეობაში.

სურვილისამებრჰეტეროქრომატინი არის ჰეტეროქრომატინი, რომელსაც შეუძლია დეკონდენსირება და ევქრომატინად გადაქცევა.

ევქრომატინი- ეს არის ინტერფაზაში დეკონდენსირებული ქრომოსომების რეგიონები. ეს არის მოქმედი, ფუნქციურად აქტიური ქრომატინი. ეს ქრომატინი არ არის შეღებილი და არ არის გამოვლენილი ჰისტოლოგიურ პრეპარატებზე.

მიტოზის დროს მთელი ევქრომატინი მაქსიმალურად კონდენსირებულია და ხდება ქრომოსომების ნაწილი. ამ პერიოდის განმავლობაში ქრომოსომები არ ასრულებენ რაიმე სინთეზურ ფუნქციას. ამასთან დაკავშირებით, უჯრედის ქრომოსომა შეიძლება იყოს ორ სტრუქტურულ და ფუნქციურ მდგომარეობაში:

1) აქტიური (სამუშაო), ზოგჯერ ისინი ნაწილობრივ ან მთლიანად დეკონდენსირებულია და ბირთვში მათი მონაწილეობით ხდება ტრანსკრიფციის და რედუპლიკაციის პროცესები;

2) არააქტიური (არასამუშაო, მეტაბოლური მოსვენება), როდესაც ისინი მაქსიმალურად შედედდებიან, ასრულებენ გენეტიკური მასალის განაწილების და ქალიშვილ უჯრედებში გადაცემის ფუნქციას.

ზოგჯერ, ზოგიერთ შემთხვევაში, მთელი ქრომოსომა ინტერფაზის დროს შეიძლება დარჩეს შედედებულ მდგომარეობაში, მაშინ როცა ის გლუვ ჰეტეროქრომატინს ჰგავს. მაგალითად, ქალის სხეულის სომატური უჯრედების ერთ-ერთი X-ქრომოსომა ექვემდებარება ჰეტეროქრომატიზაციას ემბრიოგენეზის საწყის ეტაპებზე (გაწყვეტის დროს) და არ ფუნქციონირებს. ამ ქრომატინს უწოდებენ სქესის ქრომატინს ან ბარის სხეულებს.

სხვადასხვა უჯრედებში სქესის ქრომატინს განსხვავებული გარეგნობა აქვს:

ა) ნეიტროფილურ ლეიკოციტებში - ბარაბნის სახეობა;

ბ) ლორწოვანი გარსის ეპითელურ უჯრედებში - ნახევარსფერული სიმსივნის გამოჩენა.

სქესის ქრომატინის განსაზღვრა გამოიყენება გენეტიკური სქესის დასადგენად, ასევე ინდივიდის კარიოტიპში X ქრომოსომების რაოდენობის დასადგენად (ის უდრის სქესის ქრომატინის სხეულების რაოდენობას + 1).

ელექტრონულ მიკროსკოპულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ იზოლირებული ინტერფაზის ქრომატინის პრეპარატები შეიცავს ელემენტარულ ქრომოსომულ ბოჭკოებს 20-25 ნმ სისქით, რომლებიც შედგება 10 ნმ სისქის ბოჭკოებისგან.

ქიმიურად, ქრომატინის ფიბრილები წარმოადგენს დეზოქსირიბონუკლეოპროტეინების კომპლექსურ კომპლექსებს, რომლებიც მოიცავს:

ბ) სპეციალური ქრომოსომული ცილები;

დნმ-ის, ცილის და რნმ-ის რაოდენობრივი თანაფარდობაა 1:1,3:0,2. ქრომატინის პრეპარატში დნმ-ის წილი 30-40%-ია. ცალკეული ხაზოვანი დნმ-ის მოლეკულების სიგრძე იცვლება არაპირდაპირი საზღვრებით და შეიძლება მიაღწიოს ასობით მიკრომეტრს და სანტიმეტრსაც კი. დნმ-ის მოლეკულების საერთო სიგრძე ერთი ადამიანის უჯრედის ყველა ქრომოსომაში არის დაახლოებით 170 სმ, რაც შეესაბამება 6x10-12 გ.

ქრომატინის ცილები შეადგენს მისი მშრალი მასის 60-70%-ს და წარმოდგენილია ორი ჯგუფით:

ა) ჰისტონური ცილები;

ბ) არაჰისტონის ცილები.

იო ჰისტონური ცილები (ჰისტონები) - ძირითადი ამინომჟავების შემცველი ტუტე ცილები (ძირითადად ლიზინი, არგინინი) არათანაბრადაა განლაგებული დნმ-ის მოლეკულის სიგრძის ბლოკებად. ერთი ბლოკი შეიცავს 8 ჰისტონის მოლეკულას, რომლებიც ქმნიან ნუკლეოსომას. ნუკლეოსომის ზომა არის დაახლოებით 10 ნმ. ნუკლეოსომა წარმოიქმნება დნმ-ის დატკეპნით და ზეგადახვევით, რაც იწვევს ქრომოსომის ფიბრილის სიგრძის დაახლოებით 5-ჯერ შემცირებას.

იო არაჰისტონის ცილებიშეადგენენ ჰისტონების რაოდენობის 20%-ს და ინტერფაზურ ბირთვებში ქმნიან სტრუქტურულ ქსელს ბირთვის შიგნით, რომელსაც ეწოდება ბირთვული ცილის მატრიცა. ეს მატრიცა წარმოადგენს ჩარჩოს, რომელიც განსაზღვრავს ბირთვის მორფოლოგიასა და მეტაბოლიზმს.

პერიქრომატინის ფიბრილების სისქეა 3-5 ნმ, გრანულების დიამეტრის 45 ნმ, ხოლო ინტერქრომატინის გრანულების დიამეტრის 21-25 ნმ.

ნუკლეოლუსი

ნუკლეოლი (nucleolus) არის ბირთვის ყველაზე მკვრივი სტრუქტურა, რომელიც აშკარად ჩანს ცოცხალ დაუცველ უჯრედში და არის ქრომოსომის წარმოებული, მისი ერთ-ერთი ადგილია უმაღლესი კონცენტრაციით და რნმ-ის აქტიური სინთეზით ინტერფაზაში, მაგრამ არ არის. დამოუკიდებელი სტრუქტურა ან ორგანელა.

ზომა - 1-5 მიკრონი.

ფორმა სფერულია.

ნუკლეოლს აქვს ჰეტეროგენული სტრუქტურა. სინათლის მიკროსკოპში ჩანს მისი წვრილ-ბოჭკოვანი ორგანიზაცია.

ელექტრონული მიკროსკოპია ავლენს ორ ძირითად კომპონენტს:

ა) მარცვლოვანი; ბ) ფიბრილარული.

მარცვლოვანი კომპონენტიწარმოდგენილია 15-20 ნმ დიამეტრის გრანულებით, ეს არის რიბოზომების მომწიფებული ქვედანაყოფები. ზოგჯერ მარცვლოვანი კომპონენტი აყალიბებს ძაფისებრ სტრუქტურებს - ნუკლეოლონემებს, დაახლოებით 0,2 მკმ სისქით. მარცვლოვანი კომპონენტი ლოკალიზებულია პერიფერიის გასწვრივ.

ფიბრილარულიკომპონენტი არის რიბოსომას წინამორბედების რიბონუკლეოპროტეინის ძაფები, რომლებიც კონცენტრირებულია ბირთვის ცენტრალურ ნაწილში.

ნუკლეოლის ულტრასტრუქტურა დამოკიდებულია რნმ-ის სინთეზის აქტივობაზე: სინთეზის მაღალ დონეზე, ბირთვში ვლინდება დიდი რაოდენობით გრანულები, როდესაც სინთეზი შეჩერებულია, გრანულების რაოდენობა მცირდება და ბირთვები გადაიქცევა მკვრივ ფიბრილულ ძაფებად. ბაზოფილური ბუნება.

ატომური გარსი

ბირთვული კონვერტი (ნუკლოლემა) შედგება:

ატომის ბირთვის ფიზიკა. ძირითადი შემადგენლობა.

გარე ბირთვული მემბრანა (m.nucleis externa),

2. შიდა მემბრანა (m. Nukuclear interna), რომლებიც გამოყოფილია პერინუკლეარული სივრცით ან ცისტერნის ბირთვული გარსით (cisterna nucleolemmae), 20-60 ნმ სიგანით.

თითოეულ მემბრანას აქვს 7-8 ნმ სისქე. ზოგადად, ბირთვული მემბრანა წააგავს ორფენიან ღრუ ჩანთას, რომელიც გამოყოფს ბირთვის შიგთავსს ციტოპლაზმისგან.

ბირთვული კონვერტის გარე მემბრანა, რომელიც უშუალო კავშირშია უჯრედის ციტოპლაზმასთან, აქვს მთელი რიგი სტრუქტურული თავისებურებები, რაც საშუალებას აძლევს მას მიეკუთვნოს ენდოპლაზმური ბადის სათანადო მემბრანულ სისტემას. ეს მახასიათებლები მოიცავს: მასზე მრავალრიცხოვანი პოლირიბოსომის არსებობა ჰიალოპლაზმის მხრიდან, და თავად გარე ბირთვული მემბრანა შეიძლება პირდაპირ გადავიდეს მარცვლოვანი ენდოპლაზმური რეტიკულუმის გარსებში. გარე ბირთვული მემბრანის ზედაპირი ცხოველთა და მცენარეთა უმეტესობაში არ არის გლუვი და აყალიბებს სხვადასხვა ზომის გამონაყარს ციტოპლაზმისკენ ვეზიკულების ან გრძელი მილაკოვანი წარმონაქმნების სახით.

შიდა ბირთვული მემბრანადაკავშირებულია ბირთვის ქრომოსომულ მასალასთან. კარიოპლაზმის მხრიდან ბოჭკოებისგან შემდგარი ეგრეთ წოდებული ბოჭკოვანი ფენა არის შიდა ბირთვული მემბრანის მიმდებარედ, მაგრამ ეს არ არის დამახასიათებელი ყველა უჯრედისთვის.

ბირთვული კონვერტი არ არის უწყვეტი. ბირთვული კონვერტის ყველაზე დამახასიათებელი სტრუქტურებია ბირთვული ფორები. ბირთვული ფორები წარმოიქმნება ორი ბირთვული მემბრანის შერწყმის შედეგად. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება მომრგვალებული ხვრელები (პერფორაციები, ანულუს პორი), რომელთა დიამეტრი დაახლოებით 80-90 ნმ-ია. ეს ხვრელები ბირთვის მემბრანაში ივსება რთული გლობულური და ფიბრილარული სტრუქტურებით. მემბრანის პერფორაციებისა და ამ სტრუქტურების ერთობლიობას ფორების კომპლექსი (complexus pori) ეწოდება. ფორების კომპლექსი შედგება გრანულების სამი რიგისგან, თითოეულ რიგში რვა, გრანულების დიამეტრი 25 ნმ; ამ გრანულებიდან ვრცელდება ფიბრილარული პროცესები. გრანულები განლაგებულია ბირთვის კონვერტის ხვრელის საზღვარზე: ერთი რიგი დევს ბირთვის მხარეს, მეორე - ციტოპლაზმის მხარეს, მესამე - ფორის ცენტრალურ ნაწილში. პერიფერიული გრანულებიდან გაშლილი ფიბრილები შეიძლება გადაიზარდოს ცენტრში და შექმნან, თითქოსდა, დანაყოფი, დიაფრაგმა ფორის გასწვრივ (diaphragma pori). ამ უჯრედის ფორების ზომები ჩვეულებრივ სტაბილურია. ბირთვული ფორების რაოდენობა დამოკიდებულია უჯრედების მეტაბოლურ აქტივობაზე: რაც უფრო ინტენსიურია სინთეზური პროცესები უჯრედში, მით მეტია ფორები უჯრედის ბირთვის ერთეულ ზედაპირზე.

Მახასიათებლები:

1. ბარიერი - გამოყოფს ბირთვის შიგთავსს ციტოპლაზმისგან, ზღუდავს მაკრომოლეკულების თავისუფალ ტრანსპორტირებას ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის.

2. ინტრაბირთვული რიგის შექმნა - ქრომოსომული მასალის ფიქსაცია ბირთვის სამგანზომილებიან სანათურში.

კარიოპლაზმა

კარიოპლაზმა არის ბირთვის თხევადი ნაწილი, რომელშიც განლაგებულია ბირთვული სტრუქტურები, ის არის ჰიალოპლაზმის ანალოგი უჯრედის ციტოპლაზმურ ნაწილში.

უჯრედის რეპროდუქცია

ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი ბიოლოგიური მოვლენა, რომელიც ასახავს ზოგად შაბლონებს და წარმოადგენს ბიოლოგიური სისტემების საკმარისად ხანგრძლივი დროის განმავლობაში არსებობის აუცილებელ პირობას, არის მათი უჯრედული შემადგენლობის რეპროდუქცია (რეპროდუქცია). უჯრედების რეპროდუქცია, უჯრედის თეორიის მიხედვით, ორიგინალის გაყოფით ხდება. ეს პოზიცია ერთ-ერთი მთავარია უჯრედის თეორიაში.

უჯრედის ბირთვი (ბირთვი).

ძირითადი ფუნქციები

ქრომატინი -

ქრომოსომა

რომელიც შეიცავს:

- ჰისტონური ცილები

– მცირე რაოდენობით რნმ;

ბირთვული მატრიცა

შედგება 3 კომპონენტისგან:

ბირთვული კონვერტის დაგება.

რა არის ბირთვი - არის ის ბიოლოგიაში: თვისებები და ფუნქციები

ბირთვული ქსელი (ჩონჩხი).

3. „ნარჩენი“ ნუკლეოლუსი.

Ის შედგება:

- გარე ბირთვული მემბრანა;

ნუკლეოპლაზმა (კარიოპლაზმა)- ბირთვის თხევადი კომპონენტი, რომელშიც განლაგებულია ქრომატინი და ნუკლეოლები. შეიცავს წყალს და ნომერს

ნუკლეოლუსი

გამოქვეყნების თარიღი: 2015-02-03; წაკითხვა: 1053 | გვერდის საავტორო უფლებების დარღვევა

უჯრედის ბირთვი (ბირთვი).- ცილის სინთეზის გენეტიკური განსაზღვრისა და რეგულირების სისტემა.

ძირითადი ფუნქციები

● მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვა და შენარჩუნება

● მემკვიდრეობითი ინფორმაციის დანერგვა

ბირთვი შედგება ქრომატინის, ნუკლეოლის, კარიოპლაზმისგან (ნუკლეოპლაზმისგან) და ბირთვული გარსისგან, რომელიც გამოყოფს მას ციტოპლაზმისგან.

ქრომატინი -ეს არის მკვრივი მატერიის ზონები ბირთვში, რომლებიც

როშო აღიქვამს სხვადასხვა საღებავებს, განსაკუთრებით ძირითადს.

არაგამყოფ უჯრედებში ქრომატინი გვხვდება სიმსივნისა და გრანულების სახით, რაც წარმოადგენს ქრომოსომების არსებობის ინტერფაზურ ფორმას.

ქრომოსომა- ქრომატინის ფიბრილები, რომლებიც წარმოადგენენ დეზოქსირიბონუკლეოპროტეინების (DNP) კომპლექსურ კომპლექსებს შემადგენლობაში

რომელიც შეიცავს:

- ჰისტონური ცილები

- არაჰისტონის ცილები - შეადგენს 20%-ს, ეს არის ფერმენტები, ასრულებენ სტრუქტურულ და მარეგულირებელ ფუნქციებს;

– მცირე რაოდენობით რნმ;

- მცირე რაოდენობით ლიპიდები, პოლისაქარიდები, ლითონის იონები.

ბირთვული მატრიცა– არის ჩარჩოშიდა ბირთვული სისტემა

ჩემი, გამაერთიანებელი ხერხემალი ქრომატინის, ნუკლეოლის, ბირთვული გარსისთვის. ეს სტრუქტურული ქსელი არის საფუძველი, რომელიც განსაზღვრავს ბირთვის მორფოლოგიას და მეტაბოლიზმს.

შედგება 3 კომპონენტისგან:

1. ლამინა (A, B, C) - პერიფერიული ფიბრილარული შრე, ქვე-

ბირთვული კონვერტის დაგება.

2. ბირთვული ქსელი (ჩონჩხი).

3. „ნარჩენი“ ნუკლეოლუსი.

ბირთვული კონვერტი (კარიოლემა)არის მემბრანა, რომელიც გამოყოფს ბირთვის შიგთავსს უჯრედის ციტოპლაზმისგან.

Ის შედგება:

- გარე ბირთვული მემბრანა;

- შიდა ბირთვული მემბრანა, რომელთა შორის არის პერინუკლეარული სივრცე;

- ორმემბრანიან ბირთვულ გარსს აქვს ფორების კომპლექსი.

ნუკლეოპლაზმა (კარიოპლაზმა)- ბირთვის თხევადი კომპონენტი, რომელშიც განლაგებულია ქრომატინი და ნუკლეოლები.

ბირთვი. ბირთვის კომპონენტები

შეიცავს წყალს და ნომერს

მასში გახსნილი და შეჩერებული ნივთიერებები: რნმ, გლიკოპროტეინები,

იონები, ფერმენტები, მეტაბოლიტები.

ნუკლეოლუსი- ბირთვის ყველაზე მკვრივი სტრუქტურა, რომელიც ჩამოყალიბებულია სპეციალიზებული უბნებით - ქრომოსომების მარყუჟებით, რომლებსაც ბირთვული ორგანიზატორები უწოდებენ.

ნუკლეოლის 3 კომპონენტია:

1. ფიბრილარული კომპონენტი არის პირველადი rRNA ტრანსკრიპტები.

2. მარცვლოვანი კომპონენტი არის პრე-ს დაგროვება

რიბოზომის ქვედანაყოფები.

3. ამორფული კომპონენტი - ბირთვული ორგანიზატორის უბნები,

გამოქვეყნების თარიღი: 2015-02-03; წაკითხვა: 1052 | გვერდის საავტორო უფლებების დარღვევა

studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018. (0.001 s) ...

ბირთვი არის უჯრედის მთავარი მარეგულირებელი კომპონენტი. მისი სტრუქტურა და ფუნქციები.

ბირთვი ევკარიოტული უჯრედების განუყოფელი ნაწილია. ეს არის უჯრედის მთავარი მარეგულირებელი კომპონენტი. ის პასუხისმგებელია მემკვიდრეობითი ინფორმაციის შენახვასა და გადაცემაზე, აკონტროლებს უჯრედში არსებულ ყველა მეტაბოლურ პროცესს. . არა ორგანოიდი, არამედ უჯრედის კომპონენტი.

ბირთვი შედგება:

1) ბირთვული გარსი (ბირთვული მემბრანა), რომლის ფორების მეშვეობით ხდება უჯრედის ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის გაცვლა.

2) ბირთვული წვენი, ანუ კარიოპლაზმა, არის ნახევრად თხევადი, სუსტად შეღებილი პლაზმური მასა, რომელიც ავსებს უჯრედის ყველა ბირთვს და შეიცავს ბირთვის დარჩენილ კომპონენტებს;

3) ქრომოსომები, რომლებიც ხილულია არაგამყოფ ბირთვში მხოლოდ სპეციალური მიკროსკოპის მეთოდების დახმარებით. უჯრედში ქრომოსომების ერთობლიობას ე.წ არიოტიპი.შეღებილ უჯრედულ პრეპარატებზე ქრომატინი არის თხელი ძაფების (ბოჭკოვანი), პატარა გრანულების ან გროვების ქსელი.

4) ერთი ან მეტი სფერული სხეული – ნუკლეოლი, რომელიც წარმოადგენს უჯრედის ბირთვის სპეციალიზებულ ნაწილს და დაკავშირებულია რიბონუკლეინის მჟავისა და ცილების სინთეზთან.

ბირთვის ორი მდგომარეობა:

1. ინტერფაზური ბირთვი - აქვს ბირთვები. გარსი - კარიოლემა.

2. ბირთვი უჯრედების დაყოფის დროს. მხოლოდ ქრომატინი იმყოფება განსხვავებულ მდგომარეობაში.

ბირთვი მოიცავს ორ ზონას:

1. შიდა-ფიბრილარულ-პროტეინის მოლეკულები და პრე-რნმ

2. გარე - მარცვლოვანი - ქმნიან რიბოზომების ქვედანაყოფებს.

ბირთვული გარსი შედგება ორი გარსისგან, რომლებიც გამოყოფილია პერინუკლეარული სივრცით. ორივე მათგანი მრავალრიცხოვანი ფორებით არის გაჟღენთილი, რის წყალობითაც შესაძლებელია ნივთიერებების გაცვლა ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის.

ბირთვის ძირითადი კომპონენტებია ქრომოსომა, რომელიც წარმოიქმნება დნმ-ის მოლეკულისგან და სხვადასხვა ცილებისგან. სინათლის მიკროსკოპში ისინი ნათლად გამოირჩევიან მხოლოდ უჯრედების გაყოფის პერიოდში (მიტოზი, მეიოზი). გამყოფ უჯრედში, ქრომოსომა ჰგავს გრძელ თხელ ძაფებს, რომლებიც განაწილებულია ბირთვის მთელ მოცულობაზე.

უჯრედის ბირთვის ძირითადი ფუნქციები შემდეგია:

1. მონაცემთა საცავი;
2. ინფორმაციის გადაცემა ციტოპლაზმაში ტრანსკრიფციის გამოყენებით, ანუ ინფორმაციის მატარებელი i-RNA სინთეზი;
3. ინფორმაციის გადაცემა ქალიშვილ უჯრედებზე რეპლიკაციის დროს - უჯრედებისა და ბირთვების დაყოფა.
4. არეგულირებს ბიოქიმიურ, ფიზიოლოგიურ და მორფოლოგიურ პროცესებს უჯრედში.

ხდება ბირთვში რეპლიკაცია- დნმ-ის მოლეკულების დუბლირება, ასევე ტრანსკრიფცია- რნმ-ის მოლეკულების სინთეზი დნმ-ის შაბლონზე. ბირთვში, სინთეზირებული რნმ-ის მოლეკულები განიცდიან გარკვეულ მოდიფიკაციას (მაგალითად, დროს შერწყმაუმნიშვნელო, უაზრო რეგიონები გამოირიცხება მესინჯერი რნმ-ის მოლეკულებიდან), რის შემდეგაც ისინი შედიან ციტოპლაზმაში . რიბოსომის შეკრებაასევე გვხვდება ბირთვში, სპეციალურ წარმონაქმნებში, რომელსაც ეწოდება ნუკლეოლი. ბირთვის განყოფილება - კარიოთეკა - წარმოიქმნება ენდოპლაზმური ბადის ავზების გაფართოებითა და ერთმანეთთან შერწყმით ისე, რომ ბირთვს აქვს ორმაგი კედლები მის გარშემო არსებული ბირთვული მემბრანის ვიწრო განყოფილებების გამო. ბირთვული კონვერტის ღრუ ე.წ სანათურიან პერინუკლეარული სივრცე. ბირთვული კონვერტის შიდა ზედაპირი დაფარულია ბირთვით ლამინა- ხისტი ცილოვანი სტრუქტურა, რომელიც წარმოიქმნება ლამინის პროტეინებით, რომელზედაც მიმაგრებულია ქრომოსომული დნმ-ის ძაფები. ზოგიერთ ადგილას, ბირთვის კონვერტის შიდა და გარე გარსები ერწყმის და ქმნიან ეგრეთ წოდებულ ბირთვულ ფორებს, რომლის მეშვეობითაც ხდება მატერიალური გაცვლა ბირთვსა და ციტოპლაზმას შორის.

12. ორმემბრანული ორგანელები (მიტოქონდრია, პლასტიდები). მათი სტრუქტურა და ფუნქციები.

მიტოქონდრია - ეს არის მომრგვალო ან ღეროს ფორმის სტრუქტურები, ხშირად განშტოებული, 0,5 მკმ სისქის და ჩვეულებრივ 5-10 მკმ სიგრძის.

მიტოქონდრიული გარსი შედგება ორი მემბრანისგან, რომლებიც განსხვავდებიან ქიმიური შემადგენლობით, ფერმენტების ნაკრებით და ფუნქციებით. შიდა მემბრანააყალიბებს ფოთლისმაგვარი (cristae) ან მილაკოვანი (ტუბულების) ფორმის ინვაგინაციებს. შიდა მემბრანით შემოსაზღვრული სივრცე არის მატრიცა ორგანელები. ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით მასში აღმოჩენილია 20-40 ნმ დიამეტრის მარცვალი. ისინი აგროვებენ კალციუმის და მაგნიუმის იონებს, ასევე პოლისაქარიდებს, როგორიცაა გლიკოგენი.
მატრიცა შეიცავს საკუთარ ორგანული ცილის ბიოსინთეზის აპარატს. იგი წარმოდგენილია წრიული და ჰისტონისგან თავისუფალი (როგორც პროკარიოტებში) დნმ-ის მოლეკულის 2-6 ეგზემპლარად, რიბოსომები, სატრანსპორტო რნმ-ის ნაკრები (tRNA), დნმ-ის რეპლიკაციის ფერმენტები, ტრანსკრიფცია და მემკვიდრეობითი ინფორმაციის ტრანსლაცია. Მთავარი ფუნქციამიტოქონდრია შედგება გარკვეული ქიმიური ნივთიერებებისგან ენერგიის ფერმენტულ მოპოვებაში (მათი დაჟანგვით) და ენერგიის დაგროვება ბიოლოგიურად გამოსაყენებელი ფორმით (ადენოზინტრიფოსფატის -ATP მოლეკულების სინთეზით). ზოგადად, ამ პროცესს ე.წ ოქსიდაციური ფოსფორილირება. მიტოქონდრიის გვერდით ფუნქციებს შორის შეიძლება დავასახელოთ მონაწილეობა სტეროიდული ჰორმონების და ზოგიერთი ამინომჟავის (გლუტამინის) სინთეზში.

პლასტიდები - ეს არის ნახევრად ავტონომიური (მათ შეუძლიათ შედარებით ავტონომიურად არსებობდნენ უჯრედის ბირთვული დნმ-ისგან) ფოტოსინთეზური ევკარიოტული ორგანიზმებისთვის დამახასიათებელი ორმემბრანული ორგანელები. პლასტიდების სამი ძირითადი ტიპი არსებობს: ქლოროპლასტები, ქრომოპლასტები და ლეიკოპლასტები.პლასტიდების მთლიანობას უჯრედში ეწოდებაპლასტიდომა . თითოეულ ამ ტიპს, გარკვეულ პირობებში, შეუძლია გადავიდეს ერთი მეორეში. მიტოქონდრიის მსგავსად, პლასტიდები შეიცავს საკუთარ დნმ-ის მოლეკულებს. ამიტომ, მათ ასევე შეუძლიათ უჯრედების გაყოფისგან დამოუკიდებლად გამრავლება. პლასტიდები გვხვდება მხოლოდ მცენარეულ უჯრედებში.

ქლოროპლასტები.ქლოროპლასტების სიგრძე 5-დან 10 მიკრონიმდეა, დიამეტრი 2-დან 4 მიკრონიმდე. ქლოროპლასტები შემოსაზღვრულია ორი გარსით. გარე გარსი გლუვია, შიდა გარსი რთული დაკეცილი აგებულებით. უმცირეს ნაკეცს ტ ილაკოიდი. მონეტების დასტავით დაწყობილ თილაკოიდების ჯგუფს გ ჭრილობა. გრანულები ერთმანეთთან დაკავშირებულია გაბრტყელებული არხებით - ლამელები.თილაკოიდური გარსები შეიცავს ფოტოსინთეზურ პიგმენტებს და ფერმენტებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ATP სინთეზს. მთავარი ფოტოსინთეზური პიგმენტი არის ქლოროფილი, რომელიც განსაზღვრავს ქლოროპლასტების მწვანე ფერს.

ქლოროპლასტების შიდა სივრცე ივსება სტრომა. სტრომა შეიცავს წრიულ შიშველ დნმ-ს, რიბოზომებს, კალვინის ციკლის ფერმენტებს და სახამებლის მარცვლებს. თითოეული თილაკოიდის შიგნით არის პროტონის რეზერვუარი, არის H +-ის დაგროვება. ქლოროპლასტები, ისევე როგორც მიტოქონდრია, შეუძლიათ ავტონომიური გამრავლება ორად გაყოფით. ქვედა მცენარეების ქლოროპლასტები ე.წ ქრომატოფორები.

ლეიკოპლასტები. გარეთა გარსი გლუვია, შიდა გარსი ქმნის პატარა თილაკოიდებს. სტრომა შეიცავს წრიულ „შიშველ“ დნმ-ს, რიბოზომებს, ფერმენტებს სარეზერვო ნუტრიენტების სინთეზისა და ჰიდროლიზისათვის. პიგმენტები არ არის. განსაკუთრებით ბევრ ლეიკოპლასტს აქვს მცენარის მიწისქვეშა ორგანოების უჯრედები (ფესვები, ტუბერები, რიზომები და ა.შ.). .). ამილოპლასტები- სახამებლის სინთეზირება და შენახვა , ელაიოპლასტი- ზეთები პროტეინოპლასტები- ცილები. სხვადასხვა ნივთიერებები შეიძლება დაგროვდეს იმავე ლეიკოპლასტში.

ქრომოპლასტები.გარე გარსი გლუვია, შიდა ან ასევე გლუვი, ან ქმნის ერთ თილაკოიდებს. სტრომა შეიცავს წრიულ დნმ-ს და პიგმენტებს. - კაროტინოიდებიქრომოპლასტები ყვითელ, წითელ ან ნარინჯისფერ ფერს აძლევს. პიგმენტების დაგროვების ფორმა განსხვავებულია: კრისტალების სახით, ლიპიდურ წვეთებში გახსნილი და ა.შ. ქრომოპლასტები პლასტიდების განვითარების საბოლოო ეტაპად ითვლება.

პლასტიდებს შეუძლიათ ერთმანეთის გარდაქმნა: ლეიკოპლასტები - ქლოროპლასტები - ქრომოპლასტები.

ერთმემბრანიანი ორგანელები (ER, გოლჯის აპარატი, ლიზოსომები). მათი სტრუქტურა და ფუნქციები.

მილისებურიდა ვაკუოლური სისტემაწარმოიქმნება კომუნიკაციური ან ცალკე მილაკოვანი ან გაბრტყელებული (ცისტერნის) ღრუებით, შეზღუდული გარსებით და ვრცელდება უჯრედის ციტოპლაზმაში. ამ სისტემაში არის უხეშიდა გლუვი ციტოპლაზმური ბადე. უხეში ქსელის სტრუქტურის თავისებურებაა პოლისომების მიმაგრება მის გარსებზე. ამის გამო ის ასრულებს გარკვეული კატეგორიის ცილების სინთეზის ფუნქციას, რომლებიც ძირითადად ამოღებულია უჯრედიდან, მაგალითად, ჯირკვლის უჯრედების მიერ გამოყოფილი. უხეში ქსელის რეგიონში ხდება ციტოპლაზმური მემბრანების ცილების და ლიპიდების წარმოქმნა, აგრეთვე მათი შეკრება. მჭიდროდ შეფუთული ფენოვან სტრუქტურაში, უხეში ქსელის ცისტერნები არის ყველაზე აქტიური ცილის სინთეზის ადგილები და ე.წ. ერგასტოპლაზმა.

გლუვი ციტოპლაზმური ბადის გარსები მოკლებულია პოლიზომებს. ფუნქციურად, ეს ქსელი დაკავშირებულია ნახშირწყლების, ცხიმების და სხვა არაცილოვანი ნივთიერებების მეტაბოლიზმთან, როგორიცაა სტეროიდული ჰორმონები (გონადებში, თირკმელზედა ჯირკვლის ქერქში). მილაკებისა და ცისტერნების მეშვეობით ნივთიერებები მოძრაობენ, კერძოდ, ჯირკვლის უჯრედის მიერ გამოყოფილი მასალა, სინთეზის ადგილიდან შეფუთვის ზონამდე გრანულებად. გლუვი ქსელური სტრუქტურებით მდიდარ ღვიძლის უჯრედებში მავნე ტოქსიკური ნივთიერებები და ზოგიერთი წამალი (ბარბიტურატები) განადგურებულია და უვნებელია. განივზოლიანი კუნთების გლუვი ქსელის ვეზიკულებსა და მილაკებში ინახება (დეპონირდება) კალციუმის იონები, რომლებიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ შეკუმშვის პროცესში.

გოლგის კომპლექსი- არის ბრტყელი მემბრანული ტომრების დასტა ე.წ ცისტერნები. ტანკები ერთმანეთისგან სრულიად იზოლირებულია და ერთმანეთთან არ არის დაკავშირებული. ცისტერნებიდან კიდეების გასწვრივ მრავალი მილაკი და ვეზიკულა იშლება. EPS-დან დროდადრო იჭრება ვაკუოლები (ვეზიკულები) სინთეზირებული ნივთიერებებით, რომლებიც გადადიან გოლჯის კომპლექსში და უერთდებიან მას. EPS-ში სინთეზირებული ნივთიერებები უფრო რთული ხდება და გროვდება გოლჯის კომპლექსში. გოლგის კომპლექსის ფუნქციები :1- გოლგის კომპლექსის ავზებში ხდება მასში EPS-დან შეყვანილი ნივთიერებების შემდგომი ქიმიური ტრანსფორმაცია და გართულება. მაგალითად, წარმოიქმნება ნივთიერებები, რომლებიც აუცილებელია უჯრედის მემბრანის განახლებისთვის (გლიკოპროტეინები, გლიკოლიპიდები), პოლისაქარიდები.

2- გოლგის კომპლექსში ხდება ნივთიერებების დაგროვება და მათი დროებითი „შენახვა“.

3- წარმოქმნილი ნივთიერებები „შეფუთულია“ ვეზიკულებში (ვაკუოლებში) და ამ ფორმით მოძრაობენ უჯრედში.

4- გოლჯის კომპლექსში წარმოიქმნება ლიზოსომები (სფერული ორგანელები დამამცირებელი ფერმენტებით).

ლიზოსომები- პატარა სფერული ორგანელები, რომელთა კედლები ერთი გარსით არის წარმოქმნილი; შეიცავს ლიზურს(დაშლის) ფერმენტები. თავდაპირველად, გოლჯის კომპლექსიდან ამოღებული ლიზოსომები შეიცავს არააქტიურ ფერმენტებს. გარკვეულ პირობებში მათი ფერმენტები აქტიურდება. როდესაც ლიზოსომა ერწყმის ფაგოციტურ ან პინოციტურ ვაკუოლს, წარმოიქმნება საჭმლის მომნელებელი ვაკუოლი, რომელშიც სხვადასხვა ნივთიერებები შეიწოვება უჯრედშიდა.

ლიზოსომების ფუნქციები :1- განახორციელეთ ფაგოციტოზის და პინოციტოზის შედეგად შეწოვილი ნივთიერებების გაყოფა. ბიოპოლიმერები იშლება მონომერებად, რომლებიც შედიან უჯრედში და გამოიყენება მისი საჭიროებისთვის.

ბირთვი და მისი სტრუქტურული კომპონენტები

მაგალითად, ისინი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ახალი ორგანული ნივთიერებების სინთეზისთვის, ან მათი შემდგომი დაშლა ენერგიის მისაღებად.

2- გაანადგურეთ ძველი, დაზიანებული, ზედმეტი ორგანელები. ორგანელების გაყოფა ასევე შეიძლება მოხდეს უჯრედის შიმშილის დროს.

ვაკუოლები- სფერული ერთმემბრანა ორგანელები, რომლებიც წარმოადგენენ წყლისა და მასში გახსნილი ნივთიერებების რეზერვუარებს. ვაკუოლები მოიცავს: ფაგოციტური და პინოციტური ვაკუოლები, საჭმლის მომნელებელი ვაკუოლები, ვეზიკულები, შეკრული EPS და გოლჯის კომპლექსიდან. ცხოველური უჯრედების ვაკუოლები მცირე და მრავალრიცხოვანია, მაგრამ მათი მოცულობა არ აღემატება მთლიანი უჯრედის მოცულობის 5%-ს. მათი მთავარი ფუნქცია - ნივთიერებების ტრანსპორტირება უჯრედში, ორგანელებს შორის ურთიერთობის განხორციელება.

მცენარის უჯრედში ვაკუოლები შეადგენს მოცულობის 90%-მდე.

მომწიფებულ მცენარეულ უჯრედში მხოლოდ ერთი ვაკუოლია, ის ცენტრალურ ადგილს იკავებს. მცენარეული უჯრედის ვაკუოლური მემბრანა არის ტონოპლასტი, მისი შიგთავსი უჯრედის წვენია. ვაკუოლების ფუნქციები მცენარეულ უჯრედში: უჯრედის მემბრანის შენარჩუნება დაძაბულობაში, სხვადასხვა ნივთიერებების დაგროვება, მათ შორის უჯრედის ნარჩენი პროდუქტები. ვაკუოლები ამარაგებენ წყალს ფოტოსინთეზისთვის. შეიძლება შეიცავდეს:

- სარეზერვო ნივთიერებები, რომლებიც შეიძლება გამოიყენოს თავად უჯრედმა (ორგანული მჟავები, ამინომჟავები, შაქარი, ცილები). - ნივთიერებები, რომლებიც გამოიყოფა უჯრედის მეტაბოლიზმიდან და გროვდება ვაკუოლში (ფენოლები, ტანინები, ალკალოიდები და ა.შ.) - ფიტოჰორმონები, ფიტონციდები,

- პიგმენტები (საღებავი ნივთიერებები), რომლებიც უჯრედის წვენს ანიჭებენ მეწამულ, წითელ, ლურჯ, იისფერ ფერს, ზოგჯერ კი ყვითელ ან ნაღებს. ეს არის უჯრედის წვენის პიგმენტები, რომლებიც აფერადებენ ყვავილის ფურცლებს, ხილს, ფესვებს.

14. არამემბრანული ორგანელები (მიკროტუბულები, უჯრედის ცენტრი, რიბოსომები). მათი სტრუქტურა და ფუნქციები.რიბოსომა - უჯრედის არამემბრანული ორგანელა, რომელიც ასრულებს ცილის სინთეზს. შედგება ორი ქვედანაყოფისგან - პატარა და დიდი. რიბოსომა შედგება 3-4 rRNA მოლეკულისგან, რომლებიც ქმნიან მის ჩარჩოს და რამდენიმე ათეული სხვადასხვა ცილის მოლეკულას. რიბოსომები სინთეზირდება ბირთვში. უჯრედში რიბოსომები შეიძლება განთავსდეს მარცვლოვანი ER-ის ზედაპირზე ან უჯრედის ჰიალოპლაზმაში პოლიზომების სახით. პოლისომა -ეს არის i-RNA და რამდენიმე რიბოსომის კომპლექსი, რომლებიც კითხულობენ ინფორმაციას მისგან. ფუნქცია რიბოსომა- ცილის ბიოსინთეზი. თუ რიბოსომები განლაგებულია ER-ზე, მაშინ მათ მიერ სინთეზირებული ცილები გამოიყენება მთელი ორგანიზმის საჭიროებისთვის, ჰიალოპლაზმური რიბოსომები ასინთეზირებენ ცილებს თავად უჯრედის საჭიროებისთვის. პროკარიოტული უჯრედების რიბოსომები უფრო მცირეა ვიდრე ევკარიოტების. იგივე პატარა რიბოსომები გვხვდება მიტოქონდრიებსა და პლასტიდებში.

მიკროტუბულები - უჯრედის ღრუ ცილინდრული სტრუქტურები, რომელიც შედგება შეუქცევადი ცილის ტუბულინისგან. მიკროტუბულებს არ შეუძლიათ შეკუმშვა. მიკროტუბულის კედლები წარმოიქმნება ცილოვანი ტუბულინის 13 ძაფით. მიკროტუბულები განლაგებულია უჯრედების ჰიალოპლაზმის სისქეში.

ცილია და დროშები - მოძრაობის ორგანელები. Მთავარი ფუნქცია - უჯრედების მოძრაობა ან მოძრაობა სითხის ან მათ გარშემო მყოფი ნაწილაკების უჯრედების გასწვრივ. მრავალუჯრედულ ორგანიზმში წამწამები დამახასიათებელია სასუნთქი გზების ეპითელიუმისთვის, ფალოპის მილები და დროშები დამახასიათებელია სპერმატოზოიდებისათვის. ცილიები და დროშები განსხვავდებიან მხოლოდ ზომით - დროშები გრძელია. ისინი დაფუძნებულია 9(2) + 2 სისტემაში განლაგებულ მიკროტუბულებზე, რაც ნიშნავს, რომ ცილინდრის კედელს ქმნის 9 ორმაგი მიკროტუბული (ორმაგი), რომლის ცენტრში არის 2 ერთჯერადი მიკრომილაკი. წამწამებს და ფლაგელას ბაზალური სხეულები უჭერს მხარს. ბაზალურ სხეულს აქვს ცილინდრული ფორმა, რომელიც წარმოიქმნება მიკროტუბულების 9 ტრიპლეტით (სამმაგი); ბაზალური სხეულის ცენტრში არ არის მიკროტუბულები.

კლ ეზუსტი ცენტრი — მიტოზური ცენტრი, მუდმივი სტრუქტურა თითქმის ყველა ცხოველურ და ზოგიერთ მცენარეულ უჯრედში, განსაზღვრავს გამყოფი უჯრედის პოლუსებს (იხ. მიტოზი) . უჯრედის ცენტრი ჩვეულებრივ შედგება ორი ცენტრიოლისგან - მკვრივი გრანულები 0,2-0,8 ზომით. მიკრონი,მდებარეობს ერთმანეთთან სწორი კუთხით. მიტოზური აპარატის ფორმირებისას ცენტრიოლები განსხვავდებიან უჯრედის პოლუსებისკენ, რაც განსაზღვრავს უჯრედის გაყოფის ღეროს ორიენტაციას. ამიტომ უფრო სწორია კ. ზარი მიტოზური ცენტრიამით ასახავს მის ფუნქციურ მნიშვნელობას, მით უმეტეს, რომ მხოლოდ ზოგიერთ უჯრედში კ. მდებარეობს მის ცენტრში. ორგანიზმის განვითარების პროცესში ისინი იცვლებიან კ.გ. უჯრედებში, ასეა მისი ფორმაც. როდესაც უჯრედი იყოფა, თითოეული შვილობილი უჯრედი იღებს ცენტრიოლების წყვილს. მათი დუბლირების პროცესი უფრო ხშირად ხდება წინა უჯრედის გაყოფის ბოლოს. უჯრედების გაყოფის მთელი რიგი პათოლოგიური ფორმების გაჩენა დაკავშირებულია პათოლოგიურ დაყოფასთან გ.

ყველა ნივთის შინაგანი სტრუქტურის შესახებ სანდო მონაცემების გაჩენამდე დიდი ხნით ადრე, ბერძენი მოაზროვნეები წარმოიდგენდნენ მატერიას უმცირესი ცეცხლოვანი ნაწილაკების სახით, რომლებიც მუდმივ მოძრაობაში იყვნენ. ალბათ, საგანთა მსოფლიო წესრიგის ეს ხედვა წმინდა ლოგიკური დასკვნებიდან გამომდინარეობდა. მიუხედავად გარკვეული გულუბრყვილობისა და ამ განცხადების მტკიცებულებების აბსოლუტური ნაკლებობისა, ის სიმართლე აღმოჩნდა. თუმცა მეცნიერებმა თამამი ვარაუდის დადასტურება მხოლოდ ოცდასამი საუკუნის შემდეგ შეძლეს.

ატომების სტრუქტურა

XIX საუკუნის ბოლოს გამოიკვლიეს გამონადენი მილის თვისებები, რომლითაც დენი გადიოდა. დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ ნაწილაკების ორი ნაკადი გამოიყოფა:

კათოდური სხივების უარყოფით ნაწილაკებს ელექტრონები ეწოდა. შემდგომში, ნაწილაკები იგივე მუხტისა და მასის თანაფარდობით მრავალ პროცესში აღმოაჩინეს. როგორც ჩანს, ელექტრონები იყვნენ სხვადასხვა ატომების უნივერსალური კომპონენტები, რომლებიც საკმაოდ ადვილად იყოფა იონების და ატომების დაბომბვით.

დადებითი მუხტის მატარებელი ნაწილაკები წარმოდგენილი იყო ატომების ფრაგმენტებით მას შემდეგ, რაც მათ დაკარგეს ერთი ან მეტი ელექტრონი. სინამდვილეში, დადებითი სხივები იყო ატომების ჯგუფები, რომლებიც მოკლებულია უარყოფით ნაწილაკებს და, შესაბამისად, დადებითი მუხტი.

ტომპსონის მოდელი

ექსპერიმენტების საფუძველზე დადგინდა, რომ დადებითი და უარყოფითი ნაწილაკები წარმოადგენენ ატომის არსს, იყო მისი შემადგენელი ნაწილი. ინგლისელმა მეცნიერმა ჯ.ტომსონმა შემოგვთავაზა თავისი თეორია. მისი აზრით, ატომისა და ატომის ბირთვის აგებულება იყო ერთგვარი მასა, რომელშიც უარყოფითი მუხტები იწურებოდა დადებითად დამუხტულ ბურთში, როგორც ქიშმიშის კექსი. დამუხტვის კომპენსაციამ ტორტი ელექტრონულად ნეიტრალური გახადა.

რეზერფორდის მოდელი

ახალგაზრდა ამერიკელი მეცნიერი რეზერფორდი, ალფა ნაწილაკების შემდეგ დარჩენილი კვალის გაანალიზებით, მივიდა დასკვნამდე, რომ ტომპსონის მოდელი არასრულყოფილია. ზოგიერთი ალფა ნაწილაკი გადახრილი იყო მცირე კუთხით - 5-10 o . იშვიათ შემთხვევებში ალფა ნაწილაკები გადახრილი იყო დიდი კუთხით 60-80 o , ხოლო გამონაკლის შემთხვევებში კუთხეები იყო ძალიან დიდი - 120-150 o . ტომპსონის ატომის მოდელი ვერ ხსნიდა ასეთ განსხვავებას.

რეზერფორდი გვთავაზობს ახალ მოდელს, რომელიც ხსნის ატომისა და ატომის ბირთვის სტრუქტურას. პროცესების ფიზიკა ამბობს, რომ ატომი 99% ცარიელი უნდა იყოს, მის გარშემო ბრუნავს პატარა ბირთვი და ელექტრონები, რომლებიც მოძრაობენ ორბიტებში.

ზემოქმედების დროს გადახრებს ის ხსნის იმით, რომ ატომის ნაწილაკებს აქვთ საკუთარი ელექტრული მუხტები. დამუხტული ნაწილაკების დაბომბვის გავლენის ქვეშ ატომური ელემენტები მაკროკოსმოსში ჩვეულებრივი დამუხტული სხეულების მსგავსად იქცევიან: ერთი და იგივე მუხტის მქონე ნაწილაკები ერთმანეთს უკუაგდებენ და საპირისპირო მუხტებით იზიდავენ.

ატომების მდგომარეობა

გასული საუკუნის დასაწყისში, როდესაც ნაწილაკების პირველი ამაჩქარებლები გამოუშვეს, ყველა თეორია, რომელიც ხსნის ატომის ბირთვის სტრუქტურას და თავად ატომს, ელოდა ექსპერიმენტულ შემოწმებას. იმ დროისთვის ალფა და ბეტა სხივების ატომებთან ურთიერთქმედება უკვე საფუძვლიანად იყო შესწავლილი. 1917 წლამდე ითვლებოდა, რომ ატომები იყო სტაბილური ან რადიოაქტიური. სტაბილური ატომების გაყოფა შეუძლებელია, რადიოაქტიური ბირთვების დაშლა ვერ კონტროლდება. მაგრამ რეზერფორდმა მოახერხა ამ მოსაზრების უარყოფა.

პირველი პროტონი

1911 წელს ე.რეზერფორდმა წამოაყენა იდეა, რომ ყველა ბირთვი შედგება ერთი და იგივე ელემენტებისაგან, რომლის საფუძველიც წყალბადის ატომია. ეს იდეა გამოიწვია მატერიის სტრუქტურის წინა კვლევების მნიშვნელოვანმა დასკვნამ: ყველა ქიმიური ელემენტის მასები უკვალოდ იყოფა წყალბადის მასით. ახალმა ვარაუდმა გახსნა უპრეცედენტო შესაძლებლობები, რაც საშუალებას გვაძლევს ახლებურად დავინახოთ ატომის ბირთვის სტრუქტურა. ბირთვულ რეაქციებს ახალი ჰიპოთეზის დადასტურება ან უარყოფა მოუწია.

1919 წელს ჩატარდა ექსპერიმენტები აზოტის ატომებით. ალფა ნაწილაკებით მათი დაბომბვით რეზერფორდმა საოცარ შედეგს მიაღწია.

N ატომმა შთანთქა ალფა ნაწილაკი, შემდეგ გადაიქცა ჟანგბადის ატომად O 17 და გამოუშვა წყალბადის ბირთვი. ეს იყო ერთი ელემენტის ატომის მეორეში პირველი ხელოვნური ტრანსფორმაცია. ასეთმა გამოცდილებამ იმედოვნებს, რომ ატომის ბირთვის სტრუქტურა, არსებული პროცესების ფიზიკა შესაძლებელს ხდის სხვა ბირთვული გარდაქმნების განხორციელებას.

მეცნიერმა თავის ექსპერიმენტებში გამოიყენა სცინტილაციის მეთოდი - ციმციმები. ციმციმების სიხშირიდან მან გამოიტანა დასკვნები ატომის ბირთვის შემადგენლობისა და სტრუქტურის შესახებ, დაბადებული ნაწილაკების მახასიათებლების, მათი ატომური მასისა და რიგითი ნომრის შესახებ. უცნობ ნაწილაკს რეზერფორდმა პროტონმა დაარქვა. მას გააჩნდა წყალბადის ატომის ყველა მახასიათებელი, რომელსაც ჩამოშორებული აქვს ერთი ელექტრონი - ერთი დადებითი მუხტი და შესაბამისი მასა. ამრიგად, დადასტურდა, რომ პროტონი და წყალბადის ბირთვი ერთი და იგივე ნაწილაკებია.

1930 წელს, როდესაც აშენდა და გაუშვა პირველი დიდი ამაჩქარებლები, გამოსცადა და დადასტურდა რეზერფორდის ატომის მოდელი: წყალბადის თითოეული ატომი შედგება მარტოხელა ელექტრონისაგან, რომლის პოზიციის დადგენა შეუძლებელია და ფხვიერი ატომისგან, რომელსაც შიგნით დადებითი პროტონი აქვს. . ვინაიდან პროტონებს, ელექტრონებსა და ალფა ნაწილაკებს შეუძლიათ ატომიდან გაფრინდნენ დაბომბვისას, მეცნიერები ფიქრობდნენ, რომ ისინი ნებისმიერი ატომის ბირთვის შემადგენელი ნაწილია. მაგრამ ბირთვის ატომის ასეთი მოდელი არასტაბილური ჩანდა - ელექტრონები ძალიან დიდი იყო ბირთვში დასაჯდომად, გარდა ამისა, იყო სერიოზული სირთულეები, რომლებიც დაკავშირებულია იმპულსის კანონის დარღვევასთან და ენერგიის კონსერვაციასთან. ეს ორი კანონი, მკაცრი ბუღალტერების მსგავსად, ამბობდა, რომ დაბომბვის დროს იმპულსი და მასა გაურკვეველი მიმართულებით ქრება. ვინაიდან ეს კანონები საყოველთაოდ მიღებული იყო, საჭირო იყო ახსნა-განმარტების მოძიება ასეთი გაჟონვისთვის.

ნეიტრონები

მეცნიერებმა მთელ მსოფლიოში ჩაატარეს ექსპერიმენტები, რომლებიც მიზნად ისახავს ატომების ბირთვების ახალი შემადგენელი კომპონენტების აღმოჩენას. 1930-იან წლებში გერმანელმა ფიზიკოსებმა ბეკერმა და ბოტემ დაბომბეს ბერილიუმის ატომები ალფა ნაწილაკებით. ამ შემთხვევაში დარეგისტრირდა უცნობი გამოსხივება, რომელსაც გადაწყდა G-სხივების დარქმევა. დეტალურმა კვლევებმა გამოავლინა ახალი სხივების ზოგიერთი მახასიათებელი: მათ შეეძლოთ გავრცელება მკაცრად სწორი ხაზით, არ ურთიერთობდნენ ელექტრულ და მაგნიტურ ველებთან და ჰქონდათ მაღალი შეღწევადობის ძალა. მოგვიანებით, ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან ამ ტიპის გამოსხივებას, ალფა ნაწილაკების სხვა ელემენტებთან - ბორის, ქრომის და სხვათა ურთიერთქმედებაში აღმოჩნდა.

ჩადვიკის ჰიპოთეზა

შემდეგ ჯეიმს ჩადვიკმა, რეზერფორდის კოლეგამ და სტუდენტმა, მოკლე მოხსენება მისცა ჟურნალ Nature-ში, რომელიც მოგვიანებით გახდა ცნობილი. ჩადვიკმა ყურადღება გაამახვილა იმ ფაქტზე, რომ კონსერვაციის კანონებში არსებული წინააღმდეგობები ადვილად წყდება, თუ ვივარაუდებთ, რომ ახალი გამოსხივება არის ნეიტრალური ნაწილაკების ნაკადი, რომელთაგან თითოეულს აქვს მასა დაახლოებით პროტონის მასის ტოლი. ამ ვარაუდის გათვალისწინებით, ფიზიკოსებმა მნიშვნელოვნად შეავსეს ჰიპოთეზა, რომელიც ხსნის ატომის ბირთვის სტრუქტურას. მოკლედ, დამატებების არსი შემცირდა ახალ ნაწილაკზე და მის როლზე ატომის სტრუქტურაში.

ნეიტრონის თვისებები

აღმოჩენილ ნაწილაკს დაარქვეს „ნეიტრონი“. ახლად აღმოჩენილი ნაწილაკები არ ქმნიდნენ ელექტრომაგნიტურ ველებს გარშემო და ადვილად გადიოდნენ მატერიაში ენერგიის დაკარგვის გარეშე. ატომების მსუბუქ ბირთვებთან იშვიათი შეჯახებისას ნეიტრონს შეუძლია ატომიდან ბირთვის გამოდევნა და ენერგიის მნიშვნელოვანი ნაწილი დაკარგოს. ატომის ბირთვის სტრუქტურა ითვალისწინებდა ნეიტრონების სხვადასხვა რაოდენობის არსებობას თითოეულ ნივთიერებაში. ატომებს, რომლებსაც აქვთ იგივე ბირთვული მუხტი, მაგრამ ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა, იზოტოპებს უწოდებენ.

ნეიტრონები იყო ალფა ნაწილაკების შესანიშნავი შემცვლელი. ამჟამად ისინი გამოიყენება ატომის ბირთვის სტრუქტურის შესასწავლად. მოკლედ, მათი მნიშვნელობა მეცნიერებისთვის არ არის აღწერილი, მაგრამ სწორედ ნეიტრონების მიერ ატომური ბირთვების დაბომბვის წყალობით შეძლეს ფიზიკოსებმა თითქმის ყველა ცნობილი ელემენტის იზოტოპების მიღება.

ატომის ბირთვის შემადგენლობა

ამჟამად, ატომის ბირთვის სტრუქტურა არის პროტონებისა და ნეიტრონების ერთობლიობა, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ბირთვული ძალებით. მაგალითად, ჰელიუმის ბირთვი არის ორი ნეიტრონის და ორი პროტონის ნაერთი. მსუბუქ ელემენტებს აქვთ პროტონებისა და ნეიტრონების თითქმის თანაბარი რაოდენობა, ხოლო მძიმე ელემენტებს აქვთ ნეიტრონების გაცილებით დიდი რაოდენობა.

ბირთვის სტრუქტურის ეს სურათი დადასტურებულია ექსპერიმენტებით თანამედროვე დიდ ამაჩქარებლებზე სწრაფი პროტონებით. პროტონების მოგერიების ელექტრული ძალები დაბალანსებულია ენერგიული ძალებით, რომლებიც მოქმედებენ მხოლოდ თავად ბირთვში. მიუხედავად იმისა, რომ ბირთვული ძალების ბუნება ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გასაგები, მათი არსებობა პრაქტიკულად დადასტურებულია და სრულად ხსნის ატომის ბირთვის სტრუქტურას.

კავშირი მასასა და ენერგიას შორის

1932 წელს ღრუბლის კამერამ გადაიღო საოცარი ფოტო, რომელიც ადასტურებს დადებითად დამუხტული ნაწილაკების არსებობას, ელექტრონის მასით.

მანამდე დადებითი ელექტრონები თეორიულად იწინასწარმეტყველა პ.დირაკმა. ნამდვილი დადებითი ელექტრონი ასევე აღმოაჩინეს კოსმოსურ გამოსხივებაში. ახალ ნაწილაკს პოზიტრონი ეწოდა. მის ტყუპისცალთან - ელექტრონთან შეჯახებისას ხდება ანიჰილაცია - ორი ნაწილაკების ურთიერთ განადგურება. ეს გამოყოფს ენერგიის გარკვეულ რაოდენობას.

ამრიგად, მაკროკოსმოსისთვის შემუშავებული თეორია სრულიად შესაფერისი იყო მატერიის უმცირესი ელემენტების ქცევის აღსაწერად.

რადიოაქტიური დაბინძურების თავისებურება, სხვა დამაბინძურებლების დაბინძურებისგან განსხვავებით, არის ის, რომ არა თავად რადიონუკლიდი (დაბინძურება) ახდენს მავნე ზემოქმედებას ადამიანებზე და გარემო ობიექტებზე, არამედ რადიაცია, რომლის წყაროც ის არის.

თუმცა არის შემთხვევები, როდესაც რადიონუკლიდი ტოქსიკური ელემენტია. მაგალითად, ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე მომხდარი ავარიის შემდეგ, პლუტონიუმი 239, 242 Pu გარემოში გათავისუფლდა ბირთვული საწვავის ნაწილაკებით. გარდა იმისა, რომ პლუტონიუმი არის ალფა ემიტერი და წარმოადგენს მნიშვნელოვან საფრთხეს ორგანიზმში მოხვედრისას, თავად პლუტონიუმი ტოქსიკური ელემენტია.

ამ მიზეზით, გამოიყენება რაოდენობრივი მაჩვენებლების ორი ჯგუფი: 1) რადიონუკლიდების შემცველობის შესაფასებლად და 2) ობიექტზე რადიაციის გავლენის შესაფასებლად.
აქტივობა- რადიონუკლიდების შემცველობის რაოდენობრივი საზომი გაანალიზებულ ობიექტში. აქტივობა განისაზღვრება ატომების რადიოაქტიური დაშლის რაოდენობით ერთეულ დროში. SI აქტივობის ერთეული არის ბეკერელი (Bq) უდრის ერთ დაშლას წამში (1Bq = 1 დაშლა/წმ). ზოგჯერ გამოიყენება სისტემური აქტივობის საზომი ერთეული - Curie (Ci); 1Ci = 3.7 × 1010 Bq.

რადიაციული დოზაარის ობიექტზე რადიაციის ზემოქმედების რაოდენობრივი საზომი.
გამომდინარე იქიდან, რომ რადიაციის ზემოქმედება ობიექტზე შეიძლება შეფასდეს სხვადასხვა დონეზე: ფიზიკური, ქიმიური, ბიოლოგიური; ცალკეული მოლეკულების, უჯრედების, ქსოვილების ან ორგანიზმების დონეზე და ა.შ. გამოიყენება რამდენიმე სახის დოზა: აბსორბირებული, ეფექტური ექვივალენტი, ექსპოზიცია.

დროთა განმავლობაში რადიაციის დოზის ცვლილების შესაფასებლად გამოიყენება ინდიკატორი „დოზის მაჩვენებელი“. დოზის მაჩვენებელიარის დოზის თანაფარდობა დროზე. მაგალითად, რუსეთში რადიაციის ბუნებრივი წყაროებიდან გარეგანი ზემოქმედების დოზის სიჩქარეა 4-20 μR/სთ.

ადამიანებისთვის მთავარი სტანდარტი - დოზის ძირითადი ლიმიტი (1 mSv / წელიწადში) - შემოღებულია ეფექტური ექვივალენტური დოზის ერთეულებში. არსებობს სტანდარტები საქმიანობის ერთეულებში, მიწის დაბინძურების დონეებში, VDU, GWP, SanPiN და ა.შ.

ატომის ბირთვის სტრუქტურა.

ატომი არის ქიმიური ელემენტის უმცირესი ნაწილაკი, რომელიც ინარჩუნებს მის ყველა თვისებას. თავისი სტრუქტურით, ატომი არის რთული სისტემა, რომელიც შედგება ძალიან მცირე ზომის დადებითად დამუხტული ბირთვისგან (10-13 სმ), რომელიც მდებარეობს ატომის ცენტრში და უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები, რომლებიც ბრუნავენ ბირთვის გარშემო სხვადასხვა ორბიტაზე. ელექტრონების უარყოფითი მუხტი ბირთვის დადებითი მუხტის ტოლია, ხოლო ზოგადად ელექტრული ნეიტრალური გამოდის.

ატომის ბირთვები შედგება ნუკლეონები -ბირთვული პროტონები ( Z-პროტონების რაოდენობა) და ბირთვული ნეიტრონები (N არის ნეიტრონების რაოდენობა). "ბირთვული" პროტონები და ნეიტრონები განსხვავდებიან ნაწილაკებისგან თავისუფალ მდგომარეობაში. მაგალითად, თავისუფალი ნეიტრონი, ბირთვში შეკრულისგან განსხვავებით, არასტაბილურია და იქცევა პროტონად და ელექტრონად.

ნუკლეონების რაოდენობა Am (მასური რიცხვი) არის პროტონებისა და ნეიტრონების რიცხვების ჯამი: Am = Z + N.

პროტონი -ნებისმიერი ატომის ელემენტარული ნაწილაკი, მას აქვს დადებითი მუხტი ელექტრონის მუხტის ტოლი. ატომის გარსში ელექტრონების რაოდენობა განისაზღვრება ბირთვში პროტონების რაოდენობით.

ნეიტრონი -ყველა ელემენტის სხვა სახის ბირთვული ნაწილაკები. ის არ არის მხოლოდ მსუბუქი წყალბადის ბირთვში, რომელიც შედგება ერთი პროტონისგან. მას არ აქვს დამუხტვა და არის ელექტრონულად ნეიტრალური. ატომის ბირთვში ნეიტრონები სტაბილურია, თავისუფალ მდგომარეობაში კი არასტაბილურია. ერთი და იგივე ელემენტის ატომების ბირთვებში ნეიტრონების რაოდენობა შეიძლება მერყეობდეს, ამიტომ ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობა ელემენტს არ ახასიათებს.

ნუკლეონები (პროტონები + ნეიტრონები) ინახება ატომის ბირთვში მიზიდულობის ბირთვული ძალებით. ბირთვული ძალები 100-ჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე ელექტრომაგნიტური ძალები და, შესაბამისად, ინარჩუნებს მსგავსი დამუხტულ პროტონებს ბირთვის შიგნით. ბირთვული ძალები ვლინდება მხოლოდ ძალიან მცირე დისტანციებზე (10-13 სმ), ისინი ქმნიან ბირთვის პოტენციურ შემაკავშირებელ ენერგიას, რომელიც ნაწილობრივ გამოიყოფა გარკვეული გარდაქმნების დროს, გადადის კინეტიკურ ენერგიაში.

ბირთვის შემადგენლობით განსხვავებული ატომებისთვის გამოიყენება სახელწოდება "ნუკლიდები", ხოლო რადიოაქტიური ატომებისთვის - "რადიონუკლიდები".

ნუკლიდებიმოვუწოდებთ ატომებს ან ბირთვებს მოცემული რაოდენობის ნუკლეონებით და ბირთვის მოცემული მუხტით (ნუკლიდის აღნიშვნა A X).

ნუკლიდებს, რომლებსაც აქვთ ნუკლეონის ერთნაირი რაოდენობა (Am = const) ეწოდება იზობარები.მაგალითად, ნუკლიდები 96 Sr, 96 Y, 96 Zr მიეკუთვნებიან იზობართა რიგს ნუკლეონების რიცხვით Am = 96.

ნუკლიდები, რომლებსაც აქვთ პროტონების იგივე რაოდენობა (Z= const) უწოდებენ იზოტოპები.ისინი განსხვავდებიან მხოლოდ ნეიტრონების რაოდენობით, ამიტომ ისინი მიეკუთვნებიან იმავე ელემენტს: 234 U , 235 U, 236 U , 238 U .

იზოტოპები- ნუკლიდები ნეიტრონების ერთნაირი რაოდენობით (N = Am -Z = const). ნუკლიდები: 36 S, 37 Cl, 38 Ar, 39 K, 40 Ca ეკუთვნის იზოტოპების სერიას 20 ნეიტრონით.

იზოტოპები ჩვეულებრივ აღინიშნება როგორც Z X M, სადაც X არის ქიმიური ელემენტის სიმბოლო; M არის მასური რიცხვი, რომელიც უდრის ბირთვში პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობის ჯამს; Z არის ბირთვის ატომური რიცხვი ან მუხტი, რომელიც უდრის ბირთვში პროტონების რაოდენობას. ვინაიდან თითოეულ ქიმიურ ელემენტს აქვს თავისი მუდმივი ატომური რიცხვი, ის ჩვეულებრივ გამოტოვებულია და შემოიფარგლება მხოლოდ მასობრივი რიცხვის ჩაწერით, მაგალითად: 3 H, 14 C, 137 Cs, 90 Sr და ა.შ.

ბირთვის ატომებს, რომლებსაც აქვთ ერთი და იგივე მასის რიცხვი, მაგრამ განსხვავებული მუხტი და, შესაბამისად, განსხვავებული თვისებები, ეწოდება "იზობარი", მაგალითად, ფოსფორის ერთ-ერთ იზოტოპს აქვს მასური რიცხვი 32 - 15 Р 32, გოგირდის ერთ-ერთი იზოტოპი. აქვს იგივე მასური რიცხვი - 16 S 32 .

ნუკლიდები შეიძლება იყოს სტაბილური (თუ მათი ბირთვები სტაბილურია და არ იშლება) ან არასტაბილური (თუ მათი ბირთვები არასტაბილურია და განიცდიან ცვლილებებს, რომლებიც საბოლოოდ ზრდის ბირთვის სტაბილურობას). არასტაბილური ატომური ბირთვები, რომლებსაც შეუძლიათ სპონტანურად დაშლა, ეწოდება რადიონუკლიდები.ატომის ბირთვის სპონტანური დაშლის ფენომენი, რომელსაც თან ახლავს ნაწილაკების და (ან) ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, ე.წ. რადიოაქტიურობა.

რადიოაქტიური დაშლის შედეგად შეიძლება წარმოიქმნას როგორც სტაბილური, ასევე რადიოაქტიური იზოტოპი, რომელიც თავის მხრივ სპონტანურად იშლება. რადიოაქტიური ელემენტების ასეთ ჯაჭვებს, რომლებიც დაკავშირებულია ბირთვული გარდაქმნების სერიით, ე.წ რადიოაქტიური ოჯახები.

ამჟამად IUPAC-მა (სუფთა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირმა) ოფიციალურად დაასახელა 109 ქიმიური ელემენტი. მათგან მხოლოდ 81-ს აქვს სტაბილური იზოტოპები, რომელთაგან ყველაზე მძიმეა ბისმუტი. (ზ= 83). დანარჩენი 28 ელემენტისთვის ცნობილია მხოლოდ რადიოაქტიური იზოტოპები, ურანი (უ~ 92) ბუნებაში ნაპოვნი უმძიმესი ელემენტია. ბუნებრივ ნუკლიდებს შორის ყველაზე დიდს აქვს 238 ნუკლეონი. საერთო ჯამში, ამ 109 ელემენტის დაახლოებით 1700 ნუკლიდის არსებობა უკვე დადასტურებულია, ცალკეული ელემენტებისთვის ცნობილი იზოტოპების რაოდენობა მერყეობს 3-დან (წყალბადისთვის) 29-მდე (პლატინისთვის).

ატომის ბირთვიარის ატომის ცენტრალური ნაწილი, რომელიც შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან (ერთად უწოდებენ ნუკლეონები).

ბირთვი აღმოაჩინა ე. რეზერფორდმა 1911 წელს პასაჟის შესწავლისას α - ნაწილაკები მატერიის გავლით. აღმოჩნდა, რომ ატომის თითქმის მთელი მასა (99,95%) კონცენტრირებულია ბირთვში. ატომის ბირთვის ზომა არის 10 -1 3 -10 - 12 სმ რიგის, რაც 10000-ჯერ მცირეა ელექტრონული გარსის ზომაზე.

ე. რეზერფორდის მიერ შემოთავაზებული ატომის პლანეტარული მოდელი და მისი ექსპერიმენტული დაკვირვება წყალბადის ბირთვებზე დაარტყა α -სხვა ელემენტების ბირთვების ნაწილაკებმა (1919-1920 წწ.) მიიყვანა მეცნიერი იდეამდე. პროტონი. ტერმინი პროტონი შემოვიდა XX საუკუნის 20-იანი წლების დასაწყისში.

პროტონი (ბერძნულიდან. პროტონები- პირველი, სიმბოლო გვ) არის სტაბილური ელემენტარული ნაწილაკი, წყალბადის ატომის ბირთვი.

პროტონი- დადებითად დამუხტული ნაწილაკი, რომლის მუხტი აბსოლუტური მნიშვნელობით უდრის ელექტრონის მუხტს ე\u003d 1.6 10 -1 9 კლ. პროტონის მასა 1836-ჯერ აღემატება ელექტრონის მასას. პროტონის დასასვენებელი მასა მ გვ= 1,6726231 10 -27 კგ = 1,007276470 ამუ

ბირთვში მეორე ნაწილაკი არის ნეიტრონი.

ნეიტრონი (ლათ. ნეიტრალური- არც ერთი და არც მეორე, სიმბოლო ნ) არის ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც არ აქვს მუხტი, ანუ ნეიტრალური.

ნეიტრონის მასა 1839-ჯერ აღემატება ელექტრონის მასას. ნეიტრონის მასა თითქმის ტოლია (ოდნავ აღემატება) პროტონის მასას: თავისუფალი ნეიტრონის დანარჩენი მასა m n= 1,6749286 10 -27 კგ = 1,0008664902 ამუ და აღემატება პროტონის მასას 2,5 ელექტრონული მასით. ნეიტრონი პროტონთან ერთად საერთო სახელწოდებით ნუკლეონიარის ატომის ბირთვის ნაწილი.

ნეიტრონი აღმოაჩინა 1932 წელს დ. ჩადვიგმა, ე. რეზერფორდის სტუდენტმა, ბერილიუმის დაბომბვის დროს. α - ნაწილაკები. მიღებულმა გამოსხივებამ მაღალი შეღწევადი სიმძლავრით (მან გადალახა ტყვიის ფირფიტისგან 10–20 სმ სისქის დაბრკოლება) გააძლიერა მისი მოქმედება პარაფინის ფირფიტაზე გავლისას (იხ. სურათი). ამ ნაწილაკების ენერგიის შეფასებამ ღრუბლოვანი კამერის ბილიკებიდან, რომელიც გაკეთდა Joliot-Curies-ის მიერ და დამატებით დაკვირვებებმა შესაძლებელი გახადა გამორიცხულიყო საწყისი ვარაუდი, რომ ეს γ -კვანტა. ახალი ნაწილაკების დიდი შეღწევადობა, რომელსაც ნეიტრონები ეწოდება, აიხსნება მათი ელექტრული ნეიტრალიტეტით. ბოლოს და ბოლოს, დამუხტული ნაწილაკები აქტიურად ურთიერთობენ მატერიასთან და სწრაფად კარგავენ ენერგიას. ნეიტრონების არსებობა იწინასწარმეტყველა ე. რეზერფორდმა დ. ჩადვიგის ექსპერიმენტებამდე 10 წლით ადრე. დარტყმაზე α - ნაწილაკები ბერილიუმის ბირთვებში, შემდეგი რეაქცია ხდება:

აქ არის ნეიტრონის სიმბოლო; მისი მუხტი ნულის ტოლია, ხოლო ფარდობითი ატომური მასა დაახლოებით ერთის ტოლია. ნეიტრონი არის არასტაბილური ნაწილაკი: თავისუფალი ნეიტრონი ~ 15 წუთში. იშლება პროტონად, ელექტრონად და ნეიტრინოდ - ნაწილაკად, რომელსაც არ აქვს დასვენების მასა.

1932 წელს ჯ. ჩადვიკის მიერ ნეიტრონის აღმოჩენის შემდეგ, დ. ივანენკომ და ვ. ჰაიზენბერგმა დამოუკიდებლად შესთავაზეს ბირთვის პროტონ-ნეიტრონის (ნუკლეონის) მოდელი. ამ მოდელის მიხედვით, ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. პროტონების რაოდენობა ზემთხვევა ელემენტის სერიულ ნომერს D.I.მენდელეევის ცხრილში.

ძირითადი მუხტი ქგანისაზღვრება პროტონების რაოდენობით ზ, რომლებიც ბირთვის ნაწილია და არის ელექტრონის მუხტის აბსოლუტური მნიშვნელობის ჯერადი ე:

Q = + Ze.

ნომერი ზდაურეკა ბირთვული მუხტის ნომერიან ატომური ნომერი.

ბირთვის მასური რაოდენობა მაგრამეწოდება ნუკლეონების, ანუ მასში შემავალი პროტონებისა და ნეიტრონების საერთო რაოდენობას. ბირთვში ნეიტრონების რაოდენობა აღინიშნება ასოებით ნ. ასე რომ, მასობრივი რიცხვია:

A = Z + N.

ნუკლეონებს (პროტონს და ნეიტრონს) ენიჭებათ ერთის ტოლი მასური რიცხვი, ხოლო ელექტრონს ენიჭება ნულოვანი მნიშვნელობა.

აღმოჩენამ ხელი შეუწყო ბირთვის შემადგენლობის იდეასაც იზოტოპები.

იზოტოპები (ბერძნულიდან. isosთანაბარი, იგივე და ტოპოა- ადგილი) - ეს არის იგივე ქიმიური ელემენტის ატომების ჯიშები, რომელთა ატომურ ბირთვებს აქვთ პროტონების იგივე რაოდენობა ( ზ) და ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა ( ნ).

ასეთი ატომების ბირთვებს იზოტოპებსაც უწოდებენ. იზოტოპები არიან ნუკლიდებიერთი ელემენტი. ნუკლიდი (ლათ. ბირთვი- ბირთვი) - ნებისმიერი ატომის ბირთვი (შესაბამისად, ატომი) მოცემული რიცხვებით ზდა ნ. ნუკლიდების ზოგადი აღნიშვნაა ……. სადაც X- ქიმიური ელემენტის სიმბოლო, A=Z+N- მასობრივი ნომერი.

იზოტოპებს იგივე ადგილი უჭირავთ ელემენტების პერიოდულ სისტემაში, აქედან მოდის მათი სახელწოდება. როგორც წესი, იზოტოპები მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ბირთვული თვისებებით (მაგალითად, ბირთვულ რეაქციებში მოხვედრის უნარით). იზოტოპების ქიმიური (და თითქმის თანაბრად ფიზიკური) თვისებები იგივეა. ეს აიხსნება იმით, რომ ელემენტის ქიმიური თვისებები განისაზღვრება ბირთვის მუხტით, რადგან სწორედ ეს მუხტი მოქმედებს ატომის ელექტრონული გარსის სტრუქტურაზე.

გამონაკლისი არის მსუბუქი ელემენტების იზოტოპები. წყალბადის იზოტოპები 1 ჰ — პროტიუმი, 2 ჰ— დეიტერიუმი, 3 ჰ — ტრიტიუმიისინი იმდენად განსხვავდებიან მასით, რომ მათი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები განსხვავებულია. დეიტერიუმი სტაბილურია (ანუ არ არის რადიოაქტიური) და შედის როგორც მცირე მინარევები (1: 4500) ჩვეულებრივ წყალბადში. დეიტერიუმი აერთიანებს ჟანგბადს და ქმნის მძიმე წყალს. ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე ადუღდება 101,2°C-ზე და იყინება +3,8°C-ზე. ტრიტიუმი β არის რადიოაქტიური, ნახევარგამოყოფის პერიოდი დაახლოებით 12 წელია.

ყველა ქიმიურ ელემენტს აქვს იზოტოპები. ზოგიერთ ელემენტს აქვს მხოლოდ არასტაბილური (რადიოაქტიური) იზოტოპები. ყველა ელემენტისთვის ხელოვნურად იქნა მიღებული რადიოაქტიური იზოტოპები.

ურანის იზოტოპები.ელემენტს ურანს აქვს ორი იზოტოპი - მასობრივი ნომრებით 235 და 238. იზოტოპი უფრო გავრცელებულის მხოლოდ 1/140-ია.

მატერიის შემადგენლობის შესწავლით, მეცნიერები მივიდნენ დასკვნამდე, რომ ყველა მატერია შედგება მოლეკულებისა და ატომებისგან. დიდი ხნის განმავლობაში, ატომი (ბერძნულიდან ითარგმნა როგორც "განუყოფელი") ითვლებოდა მატერიის უმცირეს სტრუქტურულ ერთეულად. თუმცა, შემდგომმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ატომს აქვს რთული სტრუქტურა და, თავის მხრივ, მოიცავს უფრო მცირე ნაწილაკებს.

რისგან შედგება ატომი?

1911 წელს მეცნიერმა რეზერფორდმა თქვა, რომ ატომს აქვს ცენტრალური ნაწილი, რომელსაც აქვს დადებითი მუხტი. ამრიგად, პირველად გამოჩნდა ატომური ბირთვის კონცეფცია.

რეზერფორდის სქემის მიხედვით, რომელსაც პლანეტარული მოდელი ეწოდება, ატომი შედგება ბირთვისა და ელემენტარული ნაწილაკებისგან უარყოფითი მუხტით - ელექტრონები, რომლებიც მოძრაობენ ბირთვის გარშემო, ისევე როგორც პლანეტები ბრუნავენ მზის გარშემო.

1932 წელს კიდევ ერთმა მეცნიერმა, ჩადვიკმა, აღმოაჩინა ნეიტრონი, ნაწილაკი, რომელსაც არ აქვს ელექტრული მუხტი.

თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, ბირთვი შეესაბამება რეზერფორდის მიერ შემოთავაზებულ პლანეტურ მოდელს. ბირთვი ატარებს ატომური მასის უმეტეს ნაწილს. მას ასევე აქვს დადებითი მუხტი. ატომის ბირთვი შეიცავს პროტონებს - დადებითად დამუხტულ ნაწილაკებს და ნეიტრონებს - ნაწილაკებს, რომლებიც არ ატარებენ მუხტს. პროტონებს და ნეიტრონებს ნუკლეონებს უწოდებენ. უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები – ელექტრონები – ბრუნავენ ბირთვის გარშემო.

ბირთვში პროტონების რაოდენობა ორბიტაზე მოძრავების ტოლია. მაშასადამე, ატომი თავისთავად არის ნაწილაკი, რომელიც არ ატარებს მუხტს. თუ ატომი იჭერს უცხო ელექტრონებს ან კარგავს საკუთარს, მაშინ ის ხდება დადებითი ან უარყოფითი და ეწოდება იონი.

ელექტრონებს, პროტონებს და ნეიტრონებს ერთობლივად უწოდებენ სუბატომურ ნაწილაკებს.

ატომის ბირთვის მუხტი

ბირთვს აქვს მუხტის ნომერი Z. იგი განისაზღვრება პროტონების რაოდენობით, რომლებიც ქმნიან ატომის ბირთვს. ამ თანხის გარკვევა მარტივია: უბრალოდ მიმართეთ მენდელეევის პერიოდულ სისტემას. ელემენტის ატომური რიცხვი, რომელსაც ეკუთვნის ატომი, უდრის პროტონების რაოდენობას ბირთვში. ამრიგად, თუ ქიმიური ელემენტი ჟანგბადი შეესაბამება სერიულ ნომერს 8, მაშინ პროტონების რაოდენობაც რვის ტოლი იქნება. ვინაიდან ატომში პროტონებისა და ელექტრონების რაოდენობა იგივეა, ასევე იქნება რვა ელექტრონი.

ნეიტრონების რაოდენობას ეწოდება იზოტოპური რიცხვი და აღინიშნება ასო N-ით. მათი რიცხვი შეიძლება განსხვავდებოდეს იმავე ქიმიური ელემენტის ატომში.

ბირთვში პროტონებისა და ელექტრონების ჯამს უწოდებენ ატომის მასურ რაოდენობას და აღინიშნება ასო A. ამრიგად, მასის რიცხვის გამოთვლის ფორმულა ასე გამოიყურება: A \u003d Z + N.

იზოტოპები

იმ შემთხვევაში, როდესაც ელემენტებს აქვთ პროტონებისა და ელექტრონების თანაბარი რაოდენობა, მაგრამ ნეიტრონების განსხვავებული რაოდენობა, მათ უწოდებენ ქიმიური ელემენტის იზოტოპებს. შეიძლება იყოს ერთი ან მეტი იზოტოპი. ისინი მოთავსებულია პერიოდული სისტემის ერთსა და იმავე უჯრედში.

იზოტოპებს დიდი მნიშვნელობა აქვთ ქიმიასა და ფიზიკაში. მაგალითად, წყალბადის იზოტოპი - დეიტერიუმი - ჟანგბადთან ერთად იძლევა სრულიად ახალ ნივთიერებას, რომელსაც მძიმე წყალი ეწოდება. მას ჩვეულებრივზე განსხვავებული დუღილისა და გაყინვის წერტილი აქვს. ხოლო დეიტერიუმის ერთობლიობა წყალბადის სხვა იზოტოპთან - ტრიტიუმთან იწვევს თერმობირთვული შერწყმის რეაქციას და შეიძლება გამოყენებულ იქნას უზარმაზარი ენერგიის გამომუშავებისთვის.

ბირთვის და სუბატომური ნაწილაკების მასა

ატომების ზომა და მასა უმნიშვნელოა ადამიანის გონებაში. ბირთვების ზომა არის დაახლოებით 10 -12 სმ.ატომის ბირთვის მასა ფიზიკაში იზომება ე.წ ატომური მასის ერთეულებში - a.m.u.

ერთი დილის განმავლობაში. აიღეთ ნახშირბადის ატომის მასის მეთორმეტი. ჩვეულებრივი საზომი ერთეულების (კილოგრამები და გრამი) გამოყენებით, მასა შეიძლება გამოისახოს შემდეგნაირად: დილის 1 საათი. \u003d 1.660540 10 -24 გ ასე გამოხატული მას აბსოლუტური ატომური მასა ეწოდება.

იმისდა მიუხედავად, რომ ატომის ბირთვი ატომის ყველაზე მასიური კომპონენტია, მისი ზომები მის გარშემო არსებულ ელექტრონულ ღრუბელთან შედარებით ძალიან მცირეა.

ბირთვული ძალები

ატომის ბირთვები უკიდურესად სტაბილურია. ეს ნიშნავს, რომ პროტონები და ნეიტრონები ბირთვში ინახება გარკვეული ძალებით. ეს არ შეიძლება იყოს ელექტრომაგნიტური ძალები, რადგან პროტონები მსგავსი დამუხტული ნაწილაკებია და ცნობილია, რომ ერთი და იგივე მუხტის მქონე ნაწილაკები ერთმანეთს უკუაგდებენ. გრავიტაციული ძალები ზედმეტად სუსტია ნუკლეონების ერთმანეთთან შესანარჩუნებლად. შესაბამისად, ნაწილაკები ბირთვში იმართება განსხვავებული ურთიერთქმედებით - ბირთვული ძალებით.

ბირთვული ურთიერთქმედება ითვლება ყველაზე ძლიერად ყველა არსებულ ბუნებაში. ამიტომ ატომის ბირთვის ელემენტებს შორის ამ ტიპის ურთიერთქმედებას ძლიერი ეწოდება. ის იმყოფება ბევრ ელემენტარულ ნაწილაკში, ისევე როგორც ელექტრომაგნიტურ ძალებში.

ბირთვული ძალების მახასიათებლები

1. მოკლე მოქმედება. ბირთვული ძალები, ელექტრომაგნიტური ძალებისგან განსხვავებით, ვლინდება მხოლოდ ძალიან მცირე დისტანციებზე, რომლებიც შედარებულია ბირთვის ზომასთან.
2. დამუხტვის დამოუკიდებლობა. ეს თვისება გამოიხატება იმაში, რომ ბირთვული ძალები თანაბრად მოქმედებენ პროტონებზე და ნეიტრონებზე.
3. გაჯერება. ბირთვის ნუკლეონები ურთიერთქმედებენ მხოლოდ გარკვეული რაოდენობის სხვა ნუკლეონებთან.

ბირთვის შეკვრის ენერგია

რაღაც სხვა მჭიდრო კავშირშია ძლიერი ურთიერთქმედების კონცეფციასთან - ბირთვების შემაკავშირებელ ენერგიასთან. ბირთვული შებოჭვის ენერგია არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა ატომის ბირთვის მის შემადგენელ ნუკლეონებად გასაყოფად. ის უდრის იმ ენერგიას, რომელიც საჭიროა ცალკეული ნაწილაკებისგან ბირთვის შესაქმნელად.

ბირთვის შებოჭვის ენერგიის გამოსათვლელად აუცილებელია სუბატომური ნაწილაკების მასის ცოდნა. გამოთვლები აჩვენებს, რომ ბირთვის მასა ყოველთვის ნაკლებია, ვიდრე მისი შემადგენელი ნუკლეონების ჯამი. მასის დეფექტი არის განსხვავება ბირთვის მასასა და მისი პროტონებისა და ელექტრონების ჯამს შორის. მასასა და ენერგიას შორის ურთიერთობის გამოყენებით (E \u003d mc 2), შეგიძლიათ გამოთვალოთ ბირთვის ფორმირების დროს წარმოქმნილი ენერგია.

ბირთვის შებოჭვის ენერგიის სიძლიერე შეიძლება ვიმსჯელოთ შემდეგი მაგალითით: ჰელიუმის რამდენიმე გრამი წარმოქმნის ენერგიას იგივე რაოდენობით, რაც რამდენიმე ტონა ნახშირის წვისას.

ბირთვული რეაქციები

ატომების ბირთვებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება სხვა ატომების ბირთვებთან. ასეთ ურთიერთქმედებებს ბირთვული რეაქციები ეწოდება. რეაქციები ორი ტიპისაა.

1. დაშლის რეაქციები. ისინი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ურთიერთქმედების შედეგად მძიმე ბირთვები იშლება მსუბუქ ბირთვებად.
2. სინთეზის რეაქციები. პროცესი დაშლის საპირისპიროა: ბირთვები ეჯახება, რითაც წარმოიქმნება უფრო მძიმე ელემენტები.

ყველა ბირთვულ რეაქციას თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა, რომელიც შემდგომში გამოიყენება ინდუსტრიაში, სამხედროში, ენერგეტიკაში და ა.შ.

ატომის ბირთვის შემადგენლობის გაცნობის შემდეგ, შეგვიძლია შემდეგი დასკვნების გაკეთება.

1. ატომი შედგება ბირთვისგან, რომელიც შეიცავს პროტონებს და ნეიტრონებს და მის გარშემო ელექტრონებს.
2. ატომის მასური რიცხვი უდრის მისი ბირთვის ნუკლეონების ჯამს.
3. ნუკლეონები ერთმანეთთან იმართება ძლიერი ძალით.
4. უზარმაზარ ძალებს, რომლებიც აძლევს ატომის ბირთვს სტაბილურობას, ეწოდება ბირთვის შემაკავშირებელ ენერგიას.