भाग १: पेशी (Cell)
पेशी: सजीवांचा मूलभूत घटक
व्याख्या: पेशी म्हणजे सजीवांचा रचनात्मक व कार्यात्मक मूलभूत घटक होय. रॉबर्ट हुक (१६६५) यांनी बुचाच्या झाडाच्या सालीत पेशी (Cellulae - लहान कप्पे) पहिल्यांदा पाहिल्या.
पेशी सिद्धांत (Cell Theory):
हा सिद्धांत एम. जे. श्लायडेन आणि थिओडोर श्वान (१८३८-३९) यांनी मांडला.
तत्त्वे:
सर्व सजीव हे पेशी व पेशींपासून बनलेले असतात.
पेशी हा सजीवांचा मूलभूत संरचनात्मक आणि कार्यात्मक एकक आहे.
सर्व नवीन पेशी या पूर्वी अस्तित्वात असलेल्या पेशींपासूनच (पेशी विभाजनाने) निर्माण होतात. (हे तत्त्व रुडॉल्फ विरशॉ यांनी जोडले).
पेशींचे प्रकार (Types of Cells)
१. आदि केंद्रकी पेशी (Prokaryotic Cell):
* या पेशींमध्ये सुस्पष्ट केंद्रक नसते.
* केंद्रकीय द्रव्य (उदा. DNA) हे पेशीद्रव्यात विखुरलेले असते, त्याला 'केंद्रकाभ' (Nucleoid) म्हणतात.
* यात तंतुकणिका, हरितलवके, आंतरद्रव्यजालिका यांसारखी पटलांनी वेढलेली अंगके नसतात.
* रायबोझोम असतात.
* उदाहरण: जिवाणू (Bacteria), नील-हरित शैवाल (Blue-Green Algae).
२. दृष्य केंद्रकी पेशी (Eukaryotic Cell):
* या पेशींमध्ये पटलाने वेढलेले सुस्पष्ट केंद्रक असते.
* यात विविध पटलयुक्त पेशी अंगके (Organelles) असतात.
* या पेशी आकाराने मोठ्या व अधिक जटिल असतात.
* उदाहरण: वनस्पती पेशी, प्राणी पेशी, कवके.
पेशींची रचना (Structure of Cell)
दृष्य केंद्रकी पेशींचे मुख्य तीन भाग पडतात:
पेशी पटल (Cell Membrane)
पेशीद्रव्य (Cytoplasm)
केंद्रक (Nucleus)
पेशी अंगके (Cell Organelles) व त्यांची कार्ये
पेशीभित्तिका (Cell Wall):
हे अंगक फक्त वनस्पती पेशी, कवके आणि जिवाणूंमध्ये आढळते. प्राणी पेशीत नसते.
वनस्पतींमध्ये ती 'सेल्युलोज' या जटिल शर्करेपासून बनलेली असते.
कार्य: पेशीला विशिष्ट आकार देणे, पेशीला आधार देणे आणि पेशीचे संरक्षण करणे.
पेशी पटल (Cell Membrane) / प्ररस पटल:
हे वनस्पती व प्राणी दोन्ही पेशींमध्ये आढळते.
हे प्रथिने व मेद (Lipids) यांच्या रेणूंचे बनलेले एक लवचिक आवरण असते.
कार्य: हे 'निवडक्षम पारपटल' (Selectively Permeable Membrane) म्हणून काम करते. ते पेशीमध्ये येणाऱ्या व बाहेर जाणाऱ्या पदार्थांवर नियंत्रण ठेवते.
पेशीद्रव्य (Cytoplasm):
पेशी पटल आणि केंद्रक यांच्यामधील अर्धद्रव पदार्थ.
यातच सर्व पेशी अंगके विखुरलेली असतात.
कार्य: रासायनिक अभिक्रियांसाठी माध्यम पुरवणे.
केंद्रक (Nucleus):
हा पेशीचा 'संचालक' किंवा 'मेंदू' मानला जातो.
त्यावर दुहेरी आवरण (केंद्रक पटल) असते.
यात 'केंद्रकी' (Nucleolus) आणि 'रंगसूत्रे' (Chromosomes) असतात.
रंगसूत्रे ही DNA (डीऑक्सिरायबोन्यूक्लिक ऍसिड) आणि प्रथिनांची बनलेली असतात.
कार्य:
पेशीच्या सर्व कार्यांवर नियंत्रण ठेवणे.
आनुवंशिक गुणधर्म (जीन्सच्या स्वरूपात) एका पिढीतून दुसऱ्या पिढीत संक्रमित करणे.
तंतुकणिका (Mitochondria):
यांना पेशीचे 'ऊर्जा घर' (Powerhouse of the cell) म्हणतात.
यांच्यात 'ऑक्सिश्वसन' (Cellular Respiration) होते.
कार्य: अन्न (ग्लुकोज) चे ऑक्सिजनच्या मदतीने ज्वलन करून ATP (ऍडेनोसीन ट्रायफॉस्फेट) च्या स्वरूपात ऊर्जा मुक्त करणे.
हरितलवके (Chloroplasts):
हे अंगक फक्त वनस्पती पेशी आणि काही शैवालांमध्ये आढळते. प्राणी पेशीत नसते.
यात 'हरितद्रव्य' (Chlorophyll) हे हिरव्या रंगाचे द्रव्य असते.
कार्य: सूर्यप्रकाशाच्या उपस्थितीत 'प्रकाशसंश्लेषण' (Photosynthesis) क्रियेद्वारे स्वतःचे अन्न (कर्बोदके) तयार करणे.
रिक्तिका (Vacuoles):
पेशीतील टाकाऊ पदार्थ किंवा अन्न साठवणाऱ्या पिशव्या.
वनस्पती पेशीत: एक मोठी, मध्यवर्ती रिक्तिका असते. ती पेशीला ताठरता देते.
प्राणी पेशीत: रिक्तिका नसतात किंवा असल्याच तर खूप लहान असतात.
आंतरद्रव्यजालिका (Endoplasmic Reticulum - ER):
ही पेशीमध्ये पसरलेली पटलयुक्त नलिकांची एक जटिल रचना असते.
खरबरीत (Rough ER): पृष्ठभागावर रायबोझोम असतात. (प्रथिने संश्लेषण).
गुळगुळीत (Smooth ER): रायबोझोम नसतात. (मेद रेणूंचे संश्लेषण).
कार्य: पेशीअंतर्गत पदार्थांचे वहन करणे.
रायबोझोम (Ribosomes):
हे एकतर आंतरद्रव्यजालिकेवर किंवा पेशीद्रव्यात मुक्तपणे आढळतात.
कार्य: प्रथिने संश्लेषण करणे (Protein Synthesis). म्हणून यांना 'प्रथिन्यांचे कारखाने' म्हणतात.
गॉल्जी काय / गॉल्जी संकुल (Golgi Complex):
या एकमेकांवर रचलेल्या चपट्या पिशव्या (कुंड) असतात.
कार्य: पेशीत तयार झालेल्या प्रथिनांमध्ये बदल करणे, त्यांची विभागणी करणे आणि त्यांचे वहन करणे. हे 'पेशीतील वाहतूक आणि पॅकेजिंग विभाग' आहे.
लयकारिका (Lysosomes):
यांना 'आत्मघाती पिशव्या' (Suicide Bags) म्हणतात.
यात शक्तिशाली पाचक विकरे (Enzymes) असतात.
कार्य: जीर्ण किंवा खराब झालेल्या पेशी अंगकांना तसेच पेशीवर हल्ला करणाऱ्या जिवाणूंना पचवून टाकणे.
वनस्पती पेशी आणि प्राणी पेशी यांतील फरक
| मुद्दा | वनस्पती पेशी (Plant Cell) | प्राणी पेशी (Animal Cell) |
| पेशीभित्तिका | असते (सेल्युलोजची बनलेली) | नसते |
| आकार | ठराविक, चौकोनी असतो | अनिश्चित, गोलाकार असतो |
| हरितलवके | असतात (प्रकाशसंश्लेषण) | नसतात |
| रिक्तिका | एक मोठी, मध्यवर्ती रिक्तिका असते | नसतात किंवा खूप लहान असतात |
| लयकारिका | सहसा नसतात | असतात |
| अन्न साठवण | स्टार्च (पिष्टमय पदार्थ) | ग्लायकोजेन |
पेशी विभाजन (Cell Division)
सूत्री विभाजन (Mitosis):
हे विभाजन कायिक (शारीरिक) पेशींमध्ये वाढीसाठी आणि झीज भरून काढण्यासाठी होते.
एका पेशीपासून दोन नवीन पेशी तयार होतात.
तयार झालेल्या दोन्ही पेशींमध्ये मूळ पेशीइतकीच (2n) गुणसूत्रे असतात.
अर्धसूत्री विभाजन (Meiosis):
हे विभाजन फक्त जनन पेशींमध्ये (Reproductive cells) युग्मक (Gametes) तयार करताना होते.
एका पेशीपासून चार नवीन पेशी तयार होतात.
तयार झालेल्या पेशींमध्ये गुणसूत्रांची संख्या मूळ पेशीच्या निम्मी (n) होते.
भाग २: सूक्ष्मजीव (Microorganisms)
सूक्ष्मजीव: व्याख्या आणि प्रकार
व्याख्या: जे सजीव आपल्या उघड्या डोळ्यांनी दिसू शकणार नाहीत, परंतु केवळ सूक्ष्मदर्शकाखाली पाहता येतात, त्यांना 'सूक्ष्मजीव' म्हणतात.
ते सर्वत्र आढळतात – हवा, पाणी, माती, अन्नपदार्थ आणि सजीवांच्या शरीरात.
सूक्ष्मजीवांचे मुख्य प्रकार:
१. जिवाणू / जीवाणू (Bacteria):
* हे एकपेशीय, आदि केंद्रकी सजीव आहेत.
* ते स्वयंपोषी (उदा. सायनोबॅक्टेरिया) किंवा परपोषी असू शकतात.
* आकार: गोलाणू (Cocci), दंडाणू (Bacilli), सर्पिलाकार (Spirilla) इ.
२. कवके / बुरशी (Fungi):
* हे दृष्य केंद्रकी, परपोषी (मृतोपजीवी) सजीव आहेत.
* ते आपले अन्न स्वतः तयार करू शकत नाहीत.
* उदाहरण:
* किण्व (Yeast): एकपेशीय कवक. (उदा. ब्रेड, मद्य निर्मिती)
* बुरशी (Mold): बहुपेशीय कवक. (उदा. भाकरी/पावावरील बुरशी)
* भूछत्री (Mushroom): एक प्रकारचे मोठे कवक.
३. विषाणू (Virus):
* हे अतिसूक्ष्म (जिवाणूंपेक्षाही लहान) व 'अ-पेशीय' (Acellular) असतात.
* ते सजीव आणि निर्जीव यांच्या सीमारेषेवर मानले जातात.
* जेव्हा ते सजीव पेशीबाहेर (उदा. हवेत) असतात, तेव्हा ते निर्जिवासारखे वागतात.
* जेव्हा ते यजमान (Host) पेशीत प्रवेश करतात, तेव्हा ते सजीवांप्रमाणे प्रजनन करतात.
* उदाहरण: इन्फ्लूएंझा विषाणू, पोलिओ विषाणू, एचआयव्ही.
४. आदिजीव (Protozoa):
* हे एकपेशीय, दृष्य केंद्रकी सजीव आहेत.
* ते बहुतांश गोड्या किंवा खाऱ्या पाण्यात आढळतात.
* उदाहरण: अमीबा (अमीबीय आमांश), पॅरामेशियम, प्लाझमोडियम (मलेरिया).
५. शैवाल (Algae):
* हे दृष्य केंद्रकी, स्वयंपोषी सजीव आहेत (कारण त्यांच्यात हरितद्रव्य असते).
* ते एकपेशीय (उदा. क्लोरेला) किंवा बहुपेशीय (उदा. स्पायरोगायरा) असू शकतात.
* ते प्रकाशसंश्लेषण करतात.
उपयुक्त सूक्ष्मजीव (Useful Microorganisms)
अन्न व दुग्धजन्य पदार्थ:
लॅक्टोबॅसिलस (Lactobacillus): हे जिवाणू दुधाचे रूपांतर दह्यात करतात.
किण्व (Yeast): पाव, ब्रेड, केक बनवताना 'किण्वन' (Fermentation) क्रियेसाठी वापरले जातात. या प्रक्रियेत पीठ फुगते (कार्बन डायऑक्साइडमुळे).
इडली, डोसा, ढोकळा यांचे पीठ आंबवण्यासाठी किण्व आणि जिवाणू उपयुक्त ठरतात.
औषध निर्मिती (प्रतिजैविके):
प्रतिजैविके (Antibiotics): हे जिवाणू किंवा कवकांपासून मिळवलेले रासायनिक पदार्थ आहेत, जे रोगकारक जिवाणूंची वाढ थांबवतात किंवा त्यांना नष्ट करतात.
पेनिसिलिन (Penicillin): हे 'पेनिसिलियम' नामक कवकापासून मिळवलेले पहिले प्रतिजैविक आहे (शोध: अलेक्झांडर फ्लेमिंग).
उदाहरण: स्ट्रेप्टोमायसिन, टेट्रासायक्लिन.
लसीकरण (Vaccination):
लस म्हणजे मृत किंवा निष्क्रिय केलेले रोगजंतू (किंवा त्यांचे भाग).
लस दिल्यावर शरीर त्याविरुद्ध 'प्रतिपिंडे' (Antibodies) तयार करते.
यामुळे भविष्यात त्या रोगाचा संसर्ग झाल्यास शरीर लढण्यास सज्ज असते. (शोध: एडवर्ड जेनर - देवी).
शेती आणि पर्यावरण:
नायट्रोजन स्थिरीकरण (Nitrogen Fixation):
शिंबा वर्गीय (कडधान्ये) वनस्पतींच्या मुळांवरील गाठींमध्ये 'रायझोबियम' (Rhizobium) जिवाणू राहतात.
ते हवेतील नायट्रोजनचे रूपांतर नायट्रेट्समध्ये (क्षार) करतात, ज्यामुळे जमिनीची सुपीकता वाढते.
विघटक (Decomposers):
जिवाणू व कवके हे मृत वनस्पती आणि प्राणी यांच्या शरीराचे विघटन करून त्यातील जटिल सेंद्रिय पदार्थांचे रूपांतर साध्या खतांमध्ये (ह्यूमस) करतात.
हे 'नैसर्गिक सफाई कामगार' म्हणून काम करतात व पोषक तत्वांचे चक्र पूर्ण करतात.
इतर उपयोग:
मद्यनिर्मिती (अल्कोहोल) साठी किण्वनाचा वापर होतो.
व्हिनेगर (ऍसिटिक ऍसिड) निर्मिती.
चहा, कॉफी, तंबाखू प्रक्रिया.
हानिकारक सूक्ष्मजीव (Harmful Microorganisms)
रोगकारक जंतू (Pathogens): जे सूक्ष्मजीव सजीवांमध्ये (माणूस, प्राणी, वनस्पती) रोग निर्माण करतात.
मानवी रोग:
जिवाणूजन्य (Bacterial): कॉलरा, विषमज्वर (टायफॉइड), क्षयरोग (TB), न्यूमोनिया, टिटॅनस (धनुर्वात).
विषाणूजन्य (Viral): सर्दी-पडसे, इन्फ्लूएंझा (फ्लू), पोलिओ, कांजिण्या, गोवर, कोविड-१९, एड्स (HIV).
आदिजीवजन्य (Protozoan): मलेरिया (प्लाझमोडियम - ऍनोफिलीस डासामुळे पसरतो), आमांश (अमीबा).
कवकजन्य (Fungal): गजकर्ण (Ringworm), त्वचेचे रोग.
रोगांचा प्रसार (Transmission):
हवेद्वारे: सर्दी, क्षयरोग.
पाण्याद्वारे: कॉलरा, विषमज्वर.
अन्नाद्वारे: अन्न विषबाधा.
थेट संपर्क/कीटक: मलेरिया (डास), एड्स (थेट संपर्क), रेबीज (प्राणी).
वनस्पतींमधील रोग:
टिक्का: भुईमूग (कवकामुळे).
तांबेरा (Rust): गहू (कवकामुळे).
सिट्रस कॅन्कर: लिंबूवर्गीय (जिवाणूमुळे).
अन्न नासाडी (Food Spoilage):
जिवाणू आणि बुरशी अन्नपदार्थांवर वाढतात, त्यांची चव बदलतात, वास येतो आणि ते खाण्यास अयोग्य बनतात (उदा. पावावर बुरशी येणे, भाजीपाला कुजणे).
अन्न विषबाधा (Food Poisoning):
'क्लॉस्ट्रिडियम' सारखे जिवाणू अन्नात विषारी द्रव्ये (Toxins) तयार करतात. असे अन्न खाल्ल्याने गंभीर आजार होतो.
अन्न संरक्षण (Food Preservation)
सूक्ष्मजीवांची वाढ थांबवण्यासाठी किंवा त्यांना नष्ट करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या पद्धती:
पाश्चरीकरण (Pasteurization): (शोध: लुई पाश्चर)
दूध ७०° सेल्शियसवर १५-३० सेकंद गरम करणे व नंतर लगेच थंड करणे.
यामुळे दुधातील हानिकारक जिवाणू मरतात व ते जास्त काळ टिकते.
उष्णता देणे (Boiling): पाणी उकळल्याने जिवाणू मरतात.
थंड करणे (Refrigeration): कमी तापमानात (रेफ्रिजरेटर) सूक्ष्मजीवांची वाढ मंदावते.
वाळवणे (Dehydration): अन्नपदार्थातील पाण्याचे प्रमाण कमी करणे (उदा. धान्य, पापड).
साखर किंवा मीठ लावणे (Salting/Sugaring): जास्त मीठ (लोणचे) किंवा साखर (जॅम, मुरांबा) सूक्ष्मजीवांची वाढ रोखते.
रासायनिक परिरक्षक (Chemical Preservatives):
सोडियम बेंझोएट, सोडियम मेटाबायसल्फाईट (जॅम, सॉसमध्ये).
व्हिनेगर (ऍसिटिक ऍसिड) (लोणच्यात).
हवाबंद डबे (Canning): अन्न हवाबंद डब्यात ठेवल्याने ऑक्सिजन मिळत नाही व जंतू मरतात.
