Охарактеризуйте особенности строения растительной клетки – Напиши названия видов пластид, охарактеризуйте особенности строения растительной клетки

Особенности клеток растений — Науколандия

Хотя все живые организмы (за исключением вирусов) имеют клеточное строение, клетки разных царств организмов несколько отличаются между собой. Так между клетками растений и животных есть ряд принципиальных отличий. Ниже перечисляются именно отличительные особенности клеток растений по сравнению с клетками животных. Общий план строения растительной клетки описан здесь.

Клетки растений как и клетки животных имеют клеточную мембрану. Однако с внешней стороны от мембраны у клеток растений есть клеточная стенка. Она придает клетке форму, то есть служит опорой или, другими словами, выполняет функцию наружного скелета, а также защищает содержимое клетки. Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы. Несмотря на свою жесткость, клеточная стенка проницаема для воды и растворенных в ней веществ. Проницаемость достигается за счет наличия в клеточной стенке пор. Кроме того, клеточная стенка прозрачна для солнечных лучей, которые необходимы для протекания процесса фотосинтеза.

Только в клетках растений есть особые органеллы — пластиды. Существуют три основных вида пластид: хлоропласты, лейкопласты, хромопласты

. Наиболее важное значение имеют хлоропласты, так как в них протекает фотосинтез. В процессе фотосинтеза образуются органические вещества из неорганических, а также выделяется кислород. Почти все остальные организмы (не растения) так или иначе используют эту органику в качестве пищи, а кислород используют для дыхания.

Хлоропласты имеют зеленый цвет и определяют цвет растений. В бесцветных лейкопластах обычно откладываются запасы питательных веществ. В хромопластах синтезируются и хранятся различные пигменты. Из-за этого хромопласты бывают разных цветов (желтые, оранжевые, красные) и определяют окраску частей растений (плодов, корнеплодов, листьев осенью).

Обычно отдельно взятая клетка содержит пластиды только одного вида. Разные пластиды могут превращаться друг в друга. Так хлоропласты превращаются в лейкопласты и хромопласты. Лейкопласты — в хлоропласты.

Еще одной особенностью клеток растений является наличие в них крупной

вакуоли. Она содержит так называемый клеточный сок, представляющий собой водный раствор различных веществ (как органических, так и неорганических). Эти вещества накапливаются в клетке про запас или как ненужные и продукты жизнедеятельности. Вакуоль контролирует выделение ненужных веществ из клетки. Также в ней расщепляются ненужные белки и даже органеллы. Стенками вакуолей являются мембраны. У молодой клетки есть некое количество мелких вакуолей. С течением времени они наполняются клеточным соком и сливаются в одну большую центральную вакуоль. Она может занимать большой объем клетки, определять ее размер, поддерживать клеточное давление.

Итак, основными отличительными особенностями растительной клетки являются клеточная стенка, пластиды и крупная центральная вакуоль.

Клетки растений в качестве одного из запасных веществ накапливают крахмал. У животных вместо крахмала накапливается гликоген. Крахмал накапливается в лейкопластах.

Клетки растений соединяются между собой с помощью так называемых цитоплазматических мостиков (плазмодесм) через поры.

У клеток растений нет таких органелл как центриоли, которые есть у клеток животных.

scienceland.info

Особенности строения растительной клетки | We are students

Основа организма

Клетка является структурной единицей любого многоклеточного организма. Конечно, они могут различаться по некоторым особенностям строения оттого, что выполняют разные функции. В большинстве случаев изменяются на составные части, а их размеры или формы. Но в основном все клетки растения схожи между собой. Чем они отличаются от животных можно понять, подробно рассмотрев строение растительной клетки.

Что находится внутри растительной клетки

Для того чтобы понять и изучить строение клетки растений, необходимо узнать про строение и функции ее составных частей.

  1. Клетка любого растения отделена от окружающей среды (или от других клеток) толстой стенкой. Только у растений в ее состав входит целлюлоза, что добавляет ей прочности и помогает поддерживать форму. В клеточной стенке располагаются поры, через которые ЭПС соседних клеток сообщаются друг с другом.
  2. Под стенкой клетки лежит плазматическая мембрана, которая обеспечивает необходимый баланс ионов по обе стороны. Она впускает внутрь питательные вещества и выпускает наружу продукты жизнедеятельности.
  3. Вакуоли – полости, заполненные клеточным соком и окруженные собственной мембраной (тонопласт). Они необходимы для поддержания осмотического давления в клетке. Благодаря ему растения способны поднимать воду из корней и доставлять его в каждую часть растения. Также тургор регулирует скорость всасывания клеткой питательных веществ.
  4. Цитоплазма – заполняет внутреннее пространство клетки, в ней плавают органеллы, происходят все реакции.
  5. Ядро и ядрышко – служат для хранения генетической информации в виде ДНК, свернутой в хромосомы.
  6. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) – комплекс канальцев, полостей и пузырьков. Различают два вида:
    1. гранулярная ЭПС – на его мембранах располагаются рибосомы, в которых идет синтез белков, они сразу попадают в ЭПС, по которой транспортируются в нужное место клетки;
    2. агранулярная (гладкая) ЭПС играет не только транспортную, но и запасающую роль.
  7. Рибосомы – органеллы, в которых происходит синтез белка. Информация о составе белковой молекулы поступает в рибосому в виде мРНК, аминокислоты поставляются на хвосте тРНК. Сами рибосомы могут как свободно плавать в цитоплазме, так и «сидеть» на мембране шероховатой ЭПС.
  8. Митохондрии – двумембранная структура, чаще гранулярной формы. В не происходит окисление веществ с выделением энергии, которая в свою очередь участвует в синтезе молекул АТФ.
  9. Пластиды – органеллы, окруженные двумя мембранами, с выростами внутри (тилакоиды). Они могут выполнять различные функции. Самыми важными являются хлоропласты, внутри которых происходит фотосинтез.
  10. Аппарат Гольджи – мембранная структура, в которой происходит транспортировка белков из ЭПС по всей клетке и дозревание отдельных молекул белков.

Особенности строения растительной клетки

В растениях преобладают процессы синтеза различных веществ над реакциями, в ходе которых выделяется энергия. То есть растения больше запасают, чем тратят. Да и куда им расходовать энергию? Неподвижный образ жизни дает о себе знать. Поэтому в клетках растений так много пластид, в которых происходит фотосинтез.

Отсутствие скелета и повышенное внутриклеточное давление вызвало необходимость иметь плотную толстую клеточную стенку. А для поддержания тургора появились вакуоли.

Это краткое описание строения клетки растений, для более подробной картины можно отдельно почитать о каждом органоиде, изучить состав клеток: органические и неорганические вещества, рассмотреть процессы, протекающие в клетках. Мир одной маленькой клеточки огромен и интересен, познаете ли вы его – зависит только от вас!

Строение растительной клетки – видео

westud.ru

Ответы@Mail.Ru: Особенности строения растительной клетки.

http://www.referat.studentport.su/input/files/referats\23801.rtf -Различия между растительной и животной клеткой
Типы деления растительных клеток

План:

Митоз

Подготовка к делению клеток

Фазы митозу

Типы деления и размножения

Вывод

Список литературы

Митоз

Способность к распределению — важнейшее качество клеток. Без распределения мочь представить себе увеличение числа одноклеточных существ, развитие сложного многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки, возобновления клеток, тканей и даже органов, потерянных в процессе жизнедеятельности организма.

Подол клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического материала (синтезу ДНК) и его распределению между дочерними клетками. Период жизни клетки сквозь одного деления к следующему называется клеточным циклом. Подготовка к делению

Еукариотични организмы, которые состоят из клеток, которые имеют ядра, начинают подготовку к распределению для определенном этапе клеточного цикла, в интерфази.

Именно в период интерфази в клетке происходит дело биосинтеза белка, удваиваются решительно важнейшие структуры клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических соединений синтезируется ее точная отголосок удваивается молекула ДНК. Удвоенная хромосома состоит из двух половинок — хроматид. Каждая из хроматид содержит одну молекулу ДНК.

Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10 — 20 ч. Потом наступает дело распределения клетки — митоз.

Во дата митозу клетка проходит ряд последовательных фаз, в результате которых каждая дочерняя клетка получает такой же коллекция хромосом, который был у материнской летке.

Митоз (от греч. mitos- нить), непрямое распределение, главный метода распределения еукариотних клеток. Биологическое важность митозу складывается в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, который обеспечивает образование генетически равноценных клеток и хранит следующую в ряде клеточных поколений. В 1874 И. Д. Чистяков описал ряд стадий (фаз) М. в спорах плаунив, исключая не разборчивый представляя себе их последовательность. Детальные исследования из морфологии М. в инициатор единожды были выполнены Е. Страсбургером для растениях (1876-79) и В. Флеммингом для животных (1882). Длительность митозу в среднем 1-2 ч., разная для разных видов клеток. Процесс зависит также и сквозь условий внешней среды (температуры, светового режима и других показателей).

Фазы митозу В процессе митозу условно выделяют скольконибудь стадий, исподволь и ежемгновенно переходный непосредственно у одного: профазу, прометафазу, метафазу, анафазу и телофазу. Длительность стадий митозу разная и зависит сквозь типа ткани, физиологичного состояния организма, внешние факторов; наиболее длительные первая и последняя.

В профази хорошо видные центриоли — образования, которые находятся в клеточном центре и играют роли в распределении дочерних хромосом животных. (Напомним, который у высших растений не есть центриолей в клеточном центре, который организует порядок хромосом.) Мы же рассмотрим митоз для примере животной клетки, поскольку бытность центриолей делает дело распределения клетки нагляднее. Центриоли разделяются и расходятся к разным полюсам клетки. От центриолив продергиваются микротрубочки, которые образуют нити веретена распределению, которое регулирует диссонанс хромосом к полюсам клетки, которая делится

Важнейшие признаки профази — конденсация хромосом, распад ядерець и начало формирования веретена распределения, снижения активности транскрипции (до конца профази синтез РНК прекращается). Веретено распределения образуется если бытность участии центриолив, затевать митотичний инвентарь (в клетках животных и некоторых низших растений) если без них (в клетках высших растений и некоторых самых простых). У водорослей, низших грибов и ряда самых

otvet.mail.ru

Особенности строения растительных клеток

Особенности строения растительных клеток

Задачи:

  • Рассмотреть особенности строения растительных клеток;
  • Строение и функции органоидов, характерных для растительных клеток

Особенности

Размеры клеток большинства растений колеблются в переделах 10-1000 мкм. Форма клеток многоклеточных организмов может быть различной.

Растительная клетка имеет все органоиды, свойственные другим эукариотическим организмам (животные, грибы): ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи и т.д.

Особенности

Вместе с тем, растительная клетка отличается от животной:

  • Прочной клеточной стенкой;
  • Присутствием пластид;

3. Развитой системы постоянно существующих вакуолей.

4. Кроме того, в клетках большинства высших растений отсутствует клеточный центр с центриолями.

Особенности

Клеточная стенка.

Растительная клетка, как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, поверх которой располагается, как правило, толстая клеточная стенка, отсутствующая у животных клеток.

Основным компонентом клеточной стенки является целлюлоза (клетчатка).

Функции клеточной стенки:

придает клетке определенную форму и прочность;

защищает живое содержимое клетки;

играет определенную роль в поглощении, транспорте и выделении веществ;

Особенности

Плазмодесмы — цитоплазматические тяжи, соединяющие содержимое соседних клеток. Они проходят через клеточную стенку.

Плазмодесмы представляют собой узкие каналы, выстланные плазматической мембраной.

Особенности

Вакуоли представляют собой полости, заполненные клеточным соком и отграниченные от цитоплазмы мембраной, которую называют тонопластом . На долю вакуолей в растительной клетке приходится до 90% ее объема. Причем, вакуоли являются постоянными компонентами растительных клеток в отличие от животных, в которых могут возникать временные вакуоли.

Особенности

В вакуолях часто содержатся особые пигменты, придающие растительным клеткам голубую, фиолетовую, пурпурную, темно-красную и пунцовую окраску. Функции вакуолей: накапливают питательные вещества; поддерживают тургорное давление; окрашивают определенные части растений, привлекая опылителей и распространителей плодов и семян;

Двумембранные органоиды. Пластиды

Органоиды, характерные для растительных клеток. Образуются из пропластид, или в результате деления (редко).

Различают три основных типа пластид:

лейкопласты — бесцветные пластиды в клетках неокрашенных частей растений;

хромопласты окрашенные пластиды обычно желтого, красного и оранжевого цвета;

хлоропласты — зеленые пластиды.

Двумембранные органоиды. Пластиды

Между пластидами возможны взаимопревращения. Наиболее часто происходит превращение лейкопластов в хлоропласты (позеленение клубней картофеля на свету), обратный процесс происходит в темноте. При пожелтении листьев и покраснении плодов хлоропласты превращаются в хромопласты. Считают невозможным только превращение хромопластов в лейкопласты или хлоропласты.

Двумембранные органоиды. Пластиды

Строение . Хлоропласты высших растений имеют размеры 5-10 мкм и по форме напоминают двояковыпуклую линзу.

Наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет складчатую структуру. Внутренняя среда хлоропласта — строма — содержит ДНК и рибосомы прокариотического типа , благодаря чему хлоропласт способен к автономному синтезу части белков и делению, как и митохондрии, но очень редко.

Основные структурные элементы хлоропласта — тилакоиды . Различают тилакоиды гран , имеющие вид уплощенных мешочков, уложенных в стопки — граны ;

Двумембранные органоиды. Пластиды

тилакоиды стромы (ламеллы) , имеющие вид уплощенных канальцев и связывающие граны между собой.

Тилакоиды гран связаны друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными. В каждом хлоропласте находится в среднем 40-60 гран, расположенных в шахматном порядке. Этим обеспечивается максимальная освещенность каждой граны.

Функции – фотосинтез:

6СО 2 + 6Н 2 О + Q = C 6 Н 12 О 6 + 2

Двумембранные органоиды. Пластиды

Лейкопласты .

Бесцветные, обычно мелкие пластиды. Встречаются в клетках органов, скрытых от солнечного света — корнях, корневищах.

Тилакоиды развиты слабо. Имеют ДНК, рибосомы, а также ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ.

Основная функция — синтез и накопление запасных продуктов (в первую очередь крахмала, реже — белков и липидов).

Двумембранные органоиды. Пластиды

Хромопласты .

Встречаются в клетках лепестков многих растений, зрелых плодов, реже — корнеплодов, а также в осенних листьях.

Содержат пигменты, относящиеся к группе каротиноидов , придающие им красную, желтую и оранжевую окраску.

Внутренняя мембранная система отсутствует или представлена одиночными тилакоидами.

Значение в обмене веществ до конца не выяснено. По-видимому, большинство из них представляют собой стареющие пластиды.

Двумембранные органоиды. Пластиды

Согласно гипотезе симбиогенеза , хлоропласты произошли от синезеленых – цианобактерий, вступивших в симбиоз с анаэробной клеткой.

Двумембранные органоиды. Пластиды

Цианобактерии стали хлоропластами, при фотосинтезе именно они начали выделять кислород в атмосферу.

Доказательства : у хлоропластов своя ДНК, кольцевая, как у бактерий, синтезируются свои белки, могут размножаться – как бактерии – делением. Но в процессе симбиоза большая часть генов перешла в ядро.

Дайте ответы на вопросы:

  • Что обозначено цифрами 1 — 7?
  • Каковы основные функции хлоропластов?
  • Как образуются новые пластиды?
  • Какова масса пластидных рибосом?
  • Что известно о наследственном аппарате хлоропластов?
  • Каковы появились хлоропласты?
  • Как происходят взаимопревращения пластид?

Поясните рисунок:

Пластиды

Поясните рисунок:

Пластиды

Поясните рисунок:

Пластиды

Поясните рисунок:

multiurok.ru

Особенности строения растительной клетки / Открытый урок

2.Обобщение и системати-

зация ранее изученного материала.

 (35 мин.)

                План урока: (на экране)

  1. Значение зелёных растений в жизни и хозяйственной деятельности человека.
  2. Клетка – структурная и функциональная единица живых организмов.
  3. Сравнительная характеристика особенностей строения растительной и животной клеток.
  4. Общность химического состава и строения клеток — свидетельство единства происхождения всего живого на Земле.
  5. Практическая значимость знаний об особенностях клеточного строения.

 

(Листы контроля знаний приготовлены заранее на каждой парте).

 

Сегодня мы посвятим наш урок роли  растений в жизни и хозяйственной деятельности человека на основе знаний о клеточном строении.

В этом нам помогут знания, которые вы приобрели на уроках биологии.

 

Фронтальный опрос учащихся по теме: «Появление и развитие клеточной теории».

(Вопросы представлены на экране, для проверки правильности данных обучающимися ответов, на экране постепенно появляются правильные ответы).

  1. Какое изобретение  позволило открыть неизвестный ранее микромир?
  2. Что послужило началом изучения клетки?
  3. Рассказать о появлении и развитии клеточной теории.
  4. Как называется наука,изучающая строение и функционирование клеток?
  5. Охарактеризовать основные методы изучения клетки.
  6. Основные положения клеточной теории

на современном этапе развития биологии.

Как вы считаете, какое значение зелёных растений в жизни и хозяйственной деятельности человека?

(На экране появляются фотографии)

(Слайд №10)

Возделывая разнообразные культуры и используя естественную растительность лугов, степей и пустынь, человек ежегодно получает необходимые продукты питания в виде зерна, клубней, корней, плодов и ягод; сырьё для промышленности, вырабатывающей растительные масла, крахмал, сахар, глюкозу, спирт, волокно, краски, лекарства и т.п., а также разнообразные корма для сельскохозяйственных животных.

Огромные запасы используемого энергетического сырья в виде каменного угля, нефти, торфа и газа также представляют собой органические вещества, созданные растениями в прошлые геологические эпохи.

(Слайд №11)

Как вы считаете, в чём заключается практическое применение биологических знаний о строении клетки?

(Слайд № 12,13)

 

При рассмотрении под микроскопом тонкого среза любой части растения можно легко убедиться, что он состоит из плотно прилегающих друг к другу клеток. Величина и форма клеток, составляющих разные органы растений, отличаются большим разнообразием, но принципиальная схема их строения одинакова.

(Посмотрите рисунок 10 учебника на странице 30)

(Слайд № 14,15)

 

Давайте рассмотрим, как выглядит растительная клетка под микроскопом на примере микропрепарата кожицы лука.

 

Что общего в строении всех клеток?

О чём свидетельствует общность клеточного строения?

Что появляется в строении растительной клетки?

(Вакуоль, хлоропласты, клеточная стенка)

(Слайд №14)

Клетки растений, также как и клетки животных, заметно отличаются друг от друга по форме и размерам. Некоторые из них можно увидеть без микроскопа. (Слайд №15)

 

Растительная клетка отличается от животной следующими особенностями строения:

1) Растительная клетка имеет очень прочную клеточную стенку, состоящую из целлюлозы.

Каковы её функции?

(Слайд № 16,17)

Клетки, окружённые  твёрдой оболочкой, могут воспринимать из окружающей среды необходимые им вещества только в растворённом состоянии. Поэтому растения питаются осмотически.

 

 

Как вы считаете, от чего зависит интенсивность питания растений?

 

Интенсивность питания зависит от величины поверхности тела растения, соприкасающейся с окружающей средой.

Поэтому у растений тело больше расчленено, чем у животных. (Работа с гербарием).

 

 

 

Существование у растений твёрдых клеточных оболочек обусловливает ещё одну особенность растительных организмов – их неподвижность, в то время как у животных мало форм, ведущих прикреплённый образ жизни.

 

2) У растений в клетке имеются особые органоиды — пластиды.  (Слайд №18)

Наличие пластид связано с особенностями обмена веществ растений, их автотрофным типом питания.

 (Образование органических веществ из неорганических с использованием солнечной энергии – фотосинтез)

(Слайд № 19)

Выделяют три вида пластид: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты.

Каково строение различных видов пластид? Приведите примеры взаимного превращения пластид. (Слайд № 20)

 

 

3) В растительной клетке имеются вакуоли.

Какова их функция?

У растений слабо развита система выделения отбросов, поэтому вещества, ненужные клетке, накапливаются в вакуолях.

Эти особенности отличают растительную клетку от животной. (Слайд № 21)

 

 (Слайд № 22)

  1. Что общего в строении клеток растений и животных?

Черты сходства свидетельствуют о родстве всех организмов, о единстве органического мира.

      2.Каковы отличительные особенности в строении растительной клетки?

Признаки различия говорят о том, что клетки вместе с их владельцами прошли длительный путь исторического развития.

(Объяснение правильности выполнения задания №4 в листе контроля знаний).

 

Давайте мы с вами подведём итог нашего занятия.

Как вы считаете для чего нам необходимы знания особенностей строения клетки? Как можно использовать полученные знания в практической деятельности?

Каково влияние факторов внешней среды на рост и развитие клетки?

 (Слайд № 23)

 

Запись плана урока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отработка знаний, умений и навыков по ранее изученной теме.

 

 

 

 

Отвечают на предложенные вопросы.

Выполняют задание №1 в листе — контроля знаний.

 

 

 

 

 

Отвечают на вопрос.

 

 

Принимают участие в диалоге с преподавателем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимают участие в диалоге. Самостоятельно делают выводы.

 

 

Предлагают свои ответы, участвуют в диалоге.

 

Рассматривают строение клетки. Делают необходимые записи.

Предлагают свои ответы, участвуют в диалоге.

Работают со слайдами. Делают необходимые записи.

Работают с микроскопом.

 

Предлагают свои ответы.

 

Делают необходимые записи.

 

 

 

 

 

 

 

Участвуют в диалоге.

Делают необходимые записи.

Предлагают свои ответы,

используя наглядный материал.

 

Выполняют задание в листе- контроля знаний.

Предлагают свои ответы, участвуют в диалоге.

Работают со слайдом.

Отвечают на вопрос.

Выполняют задание №2 в листе — контроля знаний.

 

 

 

 

 

 

Выполняют задание №3 в листе — контроля знаний.

 

 

 

 

 

Отвечают на вопрос.

 

Выполняют задание № 4 в листе — контроля знаний.

Предлагают свои ответы, участвуют в диалоге.

Работают со слайдом. 

open-lesson.net

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КЛЕТКИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

В настоящее время ни у кого не вызывает сомнения, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка – это структурный элемент животных и растений.

Изучение клетки начинается с момента ее открытия. В 1665 г. английский естествоиспытатель Роберт Гук (1635–1703), исследуя под микроскопом тонкие срезы пробки, увидел картину, напоминающую пчелиные соты. Эти ячейки, «отверстия или поры», по выражению Р. Гука, он назвал «cellula» – клетка. Наблюдения Р. Гука были продолжены М. Мальпиги и Н. Грю, однако они обращали внимание только на форму клеток, не пытаясь выяснить внутреннее строение. Анатомические исследования растений в XVII–XVIII вв. были немногочисленными и фактически не вносили ничего нового в представление о клетке по сравнению с представлениями Р. Гука, М. Мальпиги и Н. Грю.

Сведения о строении клетки длительное время были отрывочными и очень примитивными. Практически все ботаники XVII – начале XVIII в. представляли клетки как пустоты в растительной ткани, имеющие общие стенки, или как «пузырьки».

Только в 1812 г. немецкий ботаник И. Мольденгауер (1766–1827) применил метод мацерации растительных тканей, получил изолированные клетки и показал, что каждая клетка имеет собственную оболочку. Дальнейшее развитие представление о клетке получило в работе немецкого ботаника Ф. Ю. Ф. Мейена (1804–1830) «Фитотония», вышедшей в 1830 г. Растительную клетку Мейен характеризовал как «пространство, полностью замкнутое и окруженное растительной мембраной».

С 40-х гг. XIX в. начинается изучение внутреннего строения клетки. В 1839 г. чешский ботаник Ян Пуркинье (1787–1869) обнаружил содержимое в животных клетках и назвал его протоплазмой, а в 1846 г. немецкий ботаник Гуго фон Моль (1805–1872) перенес этот термин на содержимое живых растительных клеток. Тем самым Моль подтвердил наблюдения Р. Гука, считавшего, что клетка не пустая, а в ней есть содержимое, которое он называл «соком». Термин протоплазма впоследствии несколько видоизменялся в зависимости от того, какой смысл вкладывали в него исследователи. Так, И. Ганштейн (1822–1880) содержимое одной клетки (без наружной оболочки) называл протопластом. Э. Страсбургер в 1882 г. предложил термин цитоплазма – обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром.

Постепенно удалось выяснить, что клетка имеет сложное внутреннее строение. Еще в 1676 г. А. Левенгук (1632–1723) фактически обнаружил в клетке пластиды, но назвал их кристаллами. Важное открытие сделал в 1831 г. Р. Броун (1773–1858). При изучении эпидермиса орхидных он дал подробное описание ядра, а в 1842 г. М. Шлейден (1804–1881) впервые в составе ядра обнаружил ядрышки. В 1882 г. В. Флемминг (1843–1905) в клетках животных обнаружил митохондрии, а в 1904 г. Ф. Мёвес (1878–1923) выявил их в клетках растений. В 1846 г. Моль доказал, что протоплазма растительных клеток обладает способностью к самостоятельному движению. Наблюдения Моля подтвердил в 1850 г. Ф. Кон (1828–1898), а в 1854 г. Н. Принсгейм (1823–1894).

Неоднократно делались попытки изучить образование клеток. Так, в 1835 г. Моль описал деление клеток у водоросли кладофора, а в 1838 г. – деление клеток, из которых впоследствии формировались замыкающие клетки устьиц. В 1841 г. австралийский ботаник Ф. Унгер (1800–1870) наблюдал деление клеток в точке роста растений. Правильное представление о делении клеток имели такие ботаники как Н. И. Железнов, К. Негели (1817–1891), немецкий врач и биолог Р. Реман (1815–1865), немецкий гистолог и эмбриолог А. Келликер (1817–1905), русский зоолог, профессор Московского университета Н. А. Варнек ( 1821–1876). Однако наряду с верными, экспериментально полученными данными об образовании клетки путем деления, существовало ряд неверных представлений об этом процессе. Это касалось и представлений таких признанных в области ботаники и зоологии авторитетов как М. Шлейден и Т. Шванн (1810–1882). Конец всем неправильным суждениям положило меткое высказывание известного немецкого патолога Р. Вирхова (1821–1902): «Omnis cellula e cellula» – «Каждая клетка (происходит только) из клетки».

Таким образом, к 30-м гг. XIX в. уже имелись вполне конкретные представления о строении клетки и в различной форме высказывались предположения, что клетка является основой организации растений и животных. Особенно четко это было сформулировано в клеточной теории, которую Ф. Энгельс наряду с законом превращения энергии и эволюционной теорией Ч. Дарвина назвал одним из трех великих открытий XIX в. Основная заслуга оформления клеточной теории принадлежит Т. Шванну (1839), который использовал собственные данные, а также результаты исследований М. Шлейдена и других ученых.

Единство клеточного строения животных и растительных организмов находит подтверждение не только в сходстве строения различных клеток, но, прежде всего, в сходстве их химического состава и метаболических процессов.

Однако, несмотря на наличие общих закономерностей в строении растительных и животных клеток, клетки высших растений имеют ряд специфических особенностей. К таким особенностям относятся наличие прочной клеточной оболочки, наличие пластид и вакуолей.

Клеточная оболочка растительных клеток представляет собой сложное образование, расположенное над плазмалеммой – полупроницаемой мембраной, которая ограничивает цитоплазму клетки и отделяет ее от клеточной оболочки.

Клеточная оболочка – типичный компонент растительной клетки. Благодаря наличию прочной клеточной оболочки сохраняется определенная форма клеток, а протопласт клетки оказывается надежно защищенным.

Оболочка растительной клетки имеет двухкомпонентную структуру. Она состоит из кристаллической основы и матрикса. Скелетную, или кристаллическую, основу клеточной оболочки составляет целлюлоза, или клетчатка. Матрикс состоит из гемицеллюлоз, пектиновых веществ, особого структурного белка (экстенсина) и представляет собой насыщенный водой пластичный гель.

Целлюлоза – основной опорный полисахарид клеточных оболочек растений. В химическом отношении она представляет собой β-1,4-D-глюкан с эмпирической формулой (C6H10O5)n. Молекулы целлюлозы состоят из остатков D-глюкозы, соединенных β-1,4 гликозидными связями. Количество остатков глюкозы в молекулах целлюлозы варьирует в широких пределах (от 300–500 в вискозных волокнах до 10 000–14 000 в лубяных волокнах), что определяет степень полимеризации ее молекул. Макромолекулы целлюлозы – линейные неразветвленные цепи, которые могут достигать в длину нескольких микрометров, но имеют в толщину всего около 8 нм, что делает их невидимыми даже в электронный микроскоп. Благодаря высокой степени полимеризации молекул целлюлоза не растворяется в воде, органических растворителях, а также в слабых растворах кислот и щелочей.

В оболочке растительной клетки молекулы целлюлозы составляют сложные аггрегации. Приблизительно 40–60 макромолекул целлюлозы, располагаясь параллельными тяжами, образуют мицеллы. Молекулы целлюлозы в мицеллах связаны таким образом, что формируют кристаллоподобные структуры. Благодаря этому для мицелл (часто говорят, для клеточной оболочки) характерно свойство анизотропии, что обеспечивает двойное лучепреломление. Существование мицелл установлено с помощью рентгеноструктурного анализа.

Мицеллы образуют микрофибриллы, или мицеллярные пучки. В состав каждой микрофибриллы входит около 160 мицелл. Толщина микрофибрилл 35–100 нм, а длина достигает 500–600 нм. Несколько сотен микрофибрилл составляют фибриллы. Фибриллы – довольно толстые образования диаметром от 300 до 1500 нм, что позволяет их видеть с помощью светового микроскопа.

Фибриллы погружены в матрикс. Основу матрикса клеточной оболочки составляют гемицеллюлозы и пектиновые вещества. Гемицеллюлозы – группа полисахаридов, молекулы которых образованы остатками различных сахаров. Чаще всего они представлены остатками молекул гексозных сахаров (глюкоза, галактоза, моноза, фруктоза) и имеют эмпирическую формулу аналогичную формуле глюкозы – (C6 H10O5)n. Однако в отличие от молекул целлюлозы молекулы таких гемицеллюлоз (гексозанов) менее полимеризированы, они включают не более 200 (от 50 до 200) моносахаридных остатков. Гемицеллюлозы могут быть образованы также остатками пентозных (рибоза, арабиноза) сахаров (пентозаны) и тогда их формула (C5H8O4)n. Молекулы гемицеллюлоз могут быть линейными или разветвленными. Особенности строения гемицеллюлоз отражается на их химических и физических особенностях. В отличие от целлюлозы, которая не способна впитывать воду, гемицеллюлозы способны набухать в воде, но, как и целлюлоза, не растворяются в ней и органических растворителях. В то же время гемицеллюлозы растворяются в слабых растворах щелочей и легко гидролизуются в кислотах.

Пектиновые вещества – кислые высокомолекулярные полисахариды растений. По химической природе пектиновые вещества представляют собой неразветвленные полимеры галактуроновой кислоты, в которой часть карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом. В состав пектиновых веществ входят также нейтральные моносахариды – галактоза, рамноза, арабиноза, ксилоза. Пектиновые вещества, входящие в состав матрикса клеточной оболочки, способны сильно набухать в воде и образовывать гель. Некоторые из пектиновых веществ могут растворяться в воде, кроме того, они легко разрушаются под действием кислот и щелочей.

Полисахариды матрикса не просто заполняют промежутки между мицеллами целлюлозы. Они располагаются в оболочке клетки довольно упорядоченно и образуют многочисленные ковалентные или водородные связи как друг с другом, так и с микрофибриллами.

Образование клеточной оболочки связано с делением клетки (цитокинезом). В конце телофазы митоза в экваториальной зоне делящейся клетки между нитями ахроматинового веретена (веретена деления, митотического веретена) образуется фрагмопласт. Впервые эту структуру обнаружил и описал немецкий ботаник Л. Еррера в 1888 г. и указал, что она имеет бочонковидную форму и состоит из фибрилл. В настоящее время установлено, что фрагмопласт представляет собой систему микротрубочек. Микротрубочки – это лишенные мембраны органеллы, представляющие собой цилиндрические образования диаметром около 24 нм, длина которых может достигать нескольких микрометров. В центре микротрубочка имеет полость, а ее стенка образована 13 рядами димерных комплексов глобулярных белков – тубулинов. Микротрубочки располагаются преимущественно в периферических слоях цитоплазмы. При делении клетки веретено деления и фрагмопласт оказываются тесно связанными друг с другом благодаря наличию в них общих микротрубочек. Фрагмопласт обнаружен у всех высших растений и зеленых водорослей, за исключением представителей класса Chlorophyceae.

Разделение материнской клетки на две дочерние начинается с формирования клеточной пластинки, в образовании которой принимают участие диктиосомы. Совокупность всех диктиосом составляет комплекс Гольджи (аппарат Гольджи). Диктиосомы – это одномембранные органеллы, состоящие из плоских округлых цистерн. В состав диктиосом растений входит от двух до семи (реже больше) цистерн, расположенных одна над другой в виде стопки. Между отдельными цистернами стопки имеются небольшие промежутки, заполненные фибриллярными и трубчатыми элементами, функция которых неизвестна. Диктиосомы выполняют секреторную функцию. В них происходит энергичное образование пузырьков (пузырьки Гольджи, тельца Гольджи), в которых содержатся секретируемые вещества – полисахариды или полисахаридно-белковые комплексы, обладающие высокой вязкостью. Вязкость содержимого пузырьков Гольджи объясняется наличием большого количества пектиновых веществ, за что их часто называют пектиновыми пузырьками.

Пектиновые пузырьки мигрируют в область фрагмопласта, выстраиваются в горизонтальном направлении в его центральной части, сливаются и начинают формировать клеточную пластинку. На первых стадиях развития клеточная пластинка закладывается в виде диска в центральной части фрагмопласта. Пектиновые пузырьки неплотно прилегают друг к другу. При слиянии пузырьков в клеточной пластинке остаются небольшие промежутки – плазмодесменные каналы, выстланные плазмалеммой. В них проходят плазмодесмы – мельчайшие цитоплазматические тяжи, соединяющие протопласты дочерних клеток. Постепенно, по мере того как в центральной части фрагмопласта микротрубочки исчезают, на его периферических концах появляются новые и фрагмопласт расширяется, направляясь к стенкам делящейся материнской клетки. Вместе с ним расширяется и клеточная пластинка, формирование которой идет от центра к периферии. Когда клеточная пластинка достигнет оболочки делящейся клетки, процесс деления фактически завершается. Образовавшиеся дочерние клетки должны достичь определенных размеров (вырасти) и сформировать собственные оболочки.

В образовании клеточной оболочки принимают участие комплекс Гольджи и плазмалемма клетки. В период роста клетки формируется первичная клеточная оболочка. На первых этапах развития оболочка дочерних клеток состоит из остатков оболочки материнской клетки и участков вновь образующейся первичной клеточной оболочки. Первичная клеточная оболочка начинает формироваться между клеточной пластинкой и плазмалеммой. Как полагают, гемицеллюлозы и пектиновые вещества доставляются к месту синтеза оболочки пузырьками Гольджи, а образование целлюлозы связано с деятельностью плазмалеммы. Первичная клеточная оболочка довольно пластичная. В ее состав входит около 15% целлюлозы, остальная часть приходится на долю матричных компонентов. Встраивание молекул целлюлозы в клеточную оболочку может происходить двумя способами: путем интуссусцепции и путем аппозиции. При интуссусцепции новые молекулы целлюлозы внедряются между уже встроившимися в оболочку молекулами. При оппозиции новые молекулы целлюлозы накладываются изнутри на уже отложенные элементы клеточной оболочки. В первичной клеточной оболочке, как и в клеточной пластинке, есть участки, через которые проходят плазмодесмы. Эти участки первичной клеточной оболочки, пронизанные плазмодесмами и более тонкие, чем остальные, называются первичными поровыми полями.

Так как в первичной клеточной оболочке преобладают гемицеллюлозы и пектиновые вещества, содержится много воды, а молекулы целлюлозы расположены неупорядоченно, оболочка способна растягиваться, а клетка может расти как в длину, так и в ширину.

Характер роста определяет будущие морфологические особенности сформированной клетки. Если клетка более или менее равномерно разрастается в длину и ширину, она становится изодиаметричной (с равными продольным и поперечным диаметром) или таблитчатой (один из диаметров не более чем в два раза, превышает другой). Такие клетки называются паренхимными. Если длина значительно превышает ширину, клетки называются прозенхимными.

Первичные клеточные оболочки характерны для клеток меристемы, для молодых растущих клеток, а также для клеток некоторых постоянных тканей.

У большинства клеток, достигших своих предельных размеров и прекративших рост, над первичной клеточной оболочкой путем аппозиции начинает формироваться вторичная клеточная оболочка. В состав вторичной клеточной оболочки входят те же компоненты, что и в состав первичной, но соотношение полисахаридов в ней иное. Большая часть (до 60 %) приходится на долю целлюлозы, а во вторичных оболочках лубяных волокон льна содержание целлюлозы может достигать 95 %. Кроме того, увеличивается степень полимеризации ее молекул, упорядочивается расположение микрофибрилл в матриксе. Объем матрикса и количество воды значительно уменьшается, но связи между компонентами вторичной клеточной оболочки усиливаются.

Для вторичной оболочки характерна слоистость. Она возникает в процессе ее формирования и связана с расположением в ней микрофибрилл целлюлозы. Наиболее часто вторичная оболочка состоит из трех слоев, которые различаются ориентацией микрофибрилл. В каждом слое микрофибриллы располагаются строго параллельно друг другу, но угол наклона микрофибрилл в каждом слое по отношению к предыдущему меняется. Вторичная клеточная оболочка не сплошная. В тех местах, где в первичной оболочке были сформированы первичные поровые поля, вторичная оболочка прерывается. Перерыв во вторичной клеточной оболочке, расположенный над первичным поровым полем, называется порой. Поры в соседних клетках образуются одна против другой, т. е., возникает пара пор. Эти поры соединяются поровыми каналами. Поры бывают простыми и окаймленными.

В процессе жизнедеятельности растения вторичная клеточная оболочка может претерпевать вторичные изменения: одревеснение, опробковение, кутинизацию, минерализацию, ослизнение.

Одревеснение, или лигнификация (от лат. lignum – древесина), – процесс, связанный с отложением в матриксе вторичной клеточной оболочки лигнина – сложного полимерного соединения, химическое строение которого окончательно не установлено. Лигнин – один из важнейших компонентов вторичных клеточных оболочек – образуется только в оболочках клеток высших растений (за исключением мохообразных). Он откладывается в матриксе оболочки некоторых специализированных клеток (склеренхимы, трахеид, члеников сосудов) между микрофибриллами и значительно повышает ее прочность. В то же время лигнин делает оболочку не способной пропускать воду с растворенными в ней минеральными веществами, нарушает газообмен и, в конечном счете, способствует отмиранию живого содержимого клетки. Одревесневшие клеточные оболочки обладают ультраструктурой, которую можно сравнить со структурой железобетона.

Из жироподобных веществ во вторичных оболочках клеток некоторых тканей (феллемы, эндодермы) откладывается суберин (от лат. suber – пробка). Суберин не растворяется в органических и неорганических растворителях, в кислотах, но разрушается в концентрированных щелочах. Суберин может откладываться в клеточной оболочке в виде отдельных пластинок или в виде сплошного слоя. В последнем случае протопласт оказывается в полной изоляции от внешней и внутренней среды и отмирает.

По химической природе к суберину близки гидрофобные полимеры кутин и воск. Кутин откладывается на поверхности клеточной оболочки, образуя тонкую пленку – кутикулу. Кутикула выполняет защитную функцию и предохраняет надземные органы растений от излишнего испарения воды.

Аналогичные функции выполняет и восковой налет, развивающийся на поверхности различных органов растения. В отличие от кутина и суберина воск растворяется в органических растворителях и легко плавится. Воск откладывается в виде аморфного или кристаллического слоя и выполняет защитную функцию. Воск может также входить в состав кутикулы, что усиливает ее барьерные свойства.

Минерализация клеточных оболочек обусловлена отложением в них кремнезема или солей кальция (оксалата, карбоната). Кремнезем в аморфном состоянии откладывается в оболочках эпидермальных клеток некоторых растений (злаков, хвощей, волосков крапивы). Оксалат и карбонат кальция могут откладываться в клеточных оболочках или образуют в клетках цистолиты и различные кристаллы.

Ослизнению оболочек способствует наличие в них большого количества гемицеллюлоз и особенно пектиновых веществ. Ослизнение сопровождается связыванием большого количества воды, что приводит к образованию на поверхности слизей, представляющих собой смесь полисахаридов и их производных. Ослизнение носит приспособительный характер. В одних случаях оно помогает растению пережить засушливый период и повышает жизнеспособность растений пустыни, в других – способствует размножению, так как семена с ослизнившейся оболочкой надежно прикрепляются к субстрату и быстро прорастают.

Таким образом, оболочка растительной клетки высших растений представляет собой сложную многофункциональную структуру, которая изменяется в зависимости от возраста, функциональных особенностей клетки и видовой специфики растения.

Для растительной клетки обязательными органеллами являются пластиды (от греч. plastos – вылепленный, оформленный). Пластиды высших растений – двумембранные органеллы, имеющие в зависимости от типа различную форму. У водорослей встречается только один тип пластид – хроматофоры. У высших растений различают три типа пластид – хлоропласты (от греч. chloros – зеленый и – plastos), хромопласты (от греч. chroma – краска, цвет и plastos) и лейкопласты (от греч. leicos – белый и plastos). Название пластид дано в соответствии с их окраской: хлоропласты – зеленые пластиды, хромопласты – оранжево-красные и лейкопласты – бесцветные. Окраска пластид зависит от пигментов, которые имеются в пластиде. В хлоропластах высших растений содержатся зеленые пигменты – хлорофиллы «а» и «b», а также каротиноиды – каротин (оранжевый) и ксантофил (желтый) пигменты. В хромопластах накапливаются каротиноиды, лейкопласты пигментов не содержат.

Субмикроскопическая структура всех пластид сходна. Двумембранная агрануллярная оболочка окружает строму, бесцветную белковую основу пластид, в которую погружена упорядоченная система мембран (тилакоидов) – носителей пигментов. Кроме того, в строме имеются рибосомы, ДНК, ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, и другие компоненты. В пластидах происходит первичный и вторичный синтез органических веществ, а также их накопление.

Число пластид в клетках разных растений (15–50) и их размеры (3–10 мкм) значительно варьируют. Форма пластид также различна, она зависит, в первую очередь, от субмикроскопической структуры, которая определяется количеством и характером расположения тилакоидов.

Самое сложное субмикроскопическое строение характерно для хлоропластов. Хлоропласты высших растений имеют однотипную округло-линзовидную или эллиптическую форму. Эта форма поддерживается благодаря системе строго упорядоченных внутренних мембран – тилакоидов, погруженных в строму. Тилакоиды образуются из внутренней мембраны оболочки хлоропласта и представляют собой уплощенные мешковидные или дисковидные структуры. В строме хлоропласта дисковидные тилакоиды располагаются друг над другом в виде стопки монет и образуют граны. В хлоропластах высших растений формируется от 40 до 60 или более гран. Тилакоиды в гранах связаны друг с другом, а отдельные граны соединены одиночными тилакоидами – фретами. Основная функция хлоропластов – процесс фотосинтеза.

В отличие от хлоропластов в строме хромопластов или вообще нет тилакоидов, или образуются единичные тилакоиды. Вследствие отсутствия сложной субмикроскопической организации хромопласты могут менять свою форму. Форма хромопласта во многом определяется тем, в каком состоянии откладываются в них пигменты. Каротиноиды могут растворяться в липидах и накапливаться в пластоглобулах – сферических включениях жирных масел, в которых растворены каротиноиды. В этом случае хромопласты имеют более – менее определенную форму: округлую, палочковидную, эллиптическую, серповидную. Если каротиноиды накапливаются в белковых фибриллах или откладываются в виде кристаллов, хромопласты приобретают различную форму, так как их оболочка плотно облегает сформированную структуру. Функция хромопластов – синтез и накопление каротиноидов.

Лейкопласты – самые мелкие из пластид, обычно образуются в подземных органах растений, реже в клетках эпидермиса. Внутренняя мембрана оболочки лейкопласта образует небольшое количество одиночно расположенных тилакоидов. Форма лейкопластов чаще всего сферическая, но может быть и иной. В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы, ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, что определяет их функции. В лейкопластах осуществляется накопление или вторичный синтез углеводов, белков и жиров. Лейкопласты, содержащие крахмал, называются амилопластами. Амилопласты в большом количестве находятся в корневищах, клубнях, в запасающих тканях семян и т. д. Лейкопласты, в которых накапливаются или вторично синтезируются белки, называются протеопластами. Протеопласты встречаются в эпидермисе листьев представителей семейства Комелиновые (традесканция, зебрина, сеткреазия и др.), в оболочке пыльцевых зерен растений из семейства Ластовневые (ластовень, ваточник). Элайопласты, или олеопласты, – лейкопласты, накапливающие жиры, характерны для многих представителей класса Однодольные. Они могут находиться в эпидермисе листьев (семейство Орхидные), в листочках околоцветника (птицемлечник из сем. Лилейные), стенках завязи (функия из сем. Лилейные).

Все пластиды генетически связаны между собой. Они формируются из пропластид, бесцветных образований, ограниченных двумя элементарными мембранами, но не имеющими внутренней мембранной системы. Пропластиды всегда имеются в цитоплазме клетки и при делении ее передаются дочерним клеткам. Обычно в клетке встречается только один тип пластид. Совокупность всех пластид клетки называется пластидомом.

В процессе жизнедеятельности растительного организма пластиды могут менять свое строение и функцию. При разрушении внутренней структуры хлоропласты могут превращаться в хромопласты. Хромопласты могут образовываться также из лейкопластов. Хромопласты практически не могут давать начало другим типам пластид, так как это специализированные органеллы с низким, по сравнению с хлоропластами и лейкопластами, уровнем внутриструктурной организации. Хромопласты часто рассматривают как последнюю стадию организации пластид.

Вакуоли (от лат. vacuus – пустой) в растительной клетке представляют собой полости в цитоплазме, окруженные полупроницаемой мембраной – тонопластом – и заполненные клеточным соком. Основным компонентом клеточного сока является вода, в которой растворены различные вещества, представляющие собой продукты жизнедеятельности клетки. Состав клеточного сока клеток разных растений различен. В плодах, в корнеплодах сахарной свеклы, в сахарном тростнике содержится много сахаров (сахароза, глюкоза, фруктоза). Вакуоли клеток семян богаты белками, которые концентрируются там, в виде коллоидного раствора или в кристаллической форме. В клеточном соке незрелых плодов накапливаются органические кислоты: лимонная, щавелевая, янтарная, уксусная. Клеточный сок некоторых растений содержит дубильные вещества – таннины, безазотистые циклические соединения вяжущего вкуса. Много таннинов в клетках коры дуба, ивы, листьях чая, в незрелых плодах грецких орехов. Для некоторых клеток накопление таннинов – основная функция. Только у высших растений в клеточном соке могут содержаться алкалоиды – разнообразные в химическом отношении азотсодержащие вещества, гетероциклического строения, горького вкуса. Известно около 2000 алкалоидов (кофеин, атропин, никотин и др.), они находятся в клеточном соке в виде солей. В клеточном соке могут находиться гликозиды – соединения сахаров со спиртами, альдегидами, фенолами и другими веществами. К гликозидам относится и пигмент клеточного сока антоциан.

Вакуоли растительной клетки выполняют различные функции. Они регулируют водно-солевой обмен, поддерживают тургорное давление в клетке, служат местом отложения запасных веществ и выводят из процесса метаболизма токсичные вещества.

Процесс образования вакуолей в растительных клетках не вполне выяснен. Одни авторы считают, что они образуются при расширении цистерн эндоплазматического ретикулума, но есть и другие мнения. Вполне вероятно, что вакуоли могут возникать различными способами.

 

ТКАНИ РАСТЕНИЙ

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––


Похожие статьи:

poznayka.org

Отличительные особенности строения растительной клетки

Важнейшие положения клеточной теории

1. Клетка—элементарная единица живого. Клетка—это элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию, основа строения и жизнедеятельности всех живых организмов.

2. При всем разнообразии клетки обладают гомологичностью, им свойственно общее происхождение, сходство химического состава, единый генетический код.

3. Клетка от клетки. Клетки образуются в процессе деления материнских клеток.

4. Интеграция клеток в многоклеточном организме. В процессе индивидуального (онтогенез) и исторического развития (филогенез) многоклеточных организмов происходит образование комплексов клеток, в пределах которых клетки специализируются на выполнение определенных функций, приобретая при этом новые эмерджентные свойства.

3. Сходство и разнообразие клеток

Сходство клеток заключается в том, что в общих чертах каждая живая клетка состоит из одних и тех же компонентов:

· От внешней среды клетка отграничена плазматической мембраной (плазмалеммой), которую обычно называют клеточной мембраной, а внутреннее пространство клетки заполнено протопластом, состоящим из ряда органоидов, помещенных в более или менее однородное по составу и консистенции вещество.

· Каждая живая клетка содержит ДНК, в которой закодирована генетическая информация, чем обеспечивается одно из важнейших свойств живого- способность к размножению и воспроизведению себе подобных.

· Поразительно, что генетический код универсален для всех организмов.

В то же время, в мире живых организмов известно множество различных типов клеток, отличающихся деталями строения и выполняемыми функциями. Сохраняя единый план строения, разные группы организмов отличаются специфическими особенностями строения своих клеток. Примеры строения клеток животных, растений, бактерий и грибов с кратким обозначением специфических особенностей .

Общий план строения растительной клетки (схема)

· Наличие более или менее жесткой клеточной оболочки, которая вырабатывается протопластом в процессе жизнедеятельности клетки, откладывается на поверхности клеточной мембраны, отличается различной толщиной и деталями строения у различных типов клеток. Основным веществом клеточной оболочки является клетчатка (целлюлоза). Придает растительной клетке определенную форму и упругость, участвует в процессах поглощения и передвижения воды.

· Наличие вакуолей — пузырьков, заполненных водным раствором солей, сахаров и других растворимых в воде веществ. Вакуоль отграничена от цитоплазмы специальной вакуолярной мембраной, называемой тонопласт.

· Наличие пластид, органоидов, связанных с процессом фотосинтеза. Они свойственны только клеткам растений.

Клеточная оболочка

состоит из целлюлозы, которая определяет ее архитектуру, составляя каркас клеточной оболочки. Тонкие и длинные молекулы целлюлозы образуют волоконца – микрофибриллы, которые в свою очередь свиваются в более толстые канатики – макрофибриллы, прочность которых приравнивается к прочности стальной проволоки такой же толщины (d=0,5 мкм). Между волоконцами целлюлозного каркаса располагается матрикс оболочки, состоящий из пектиновых веществ, гемицеллюлозы и гликопротеинов. На поверхности клеточной мембраны оболочка не откладывается сплошным слоем, в ней имеются участки, состоящие только из мембраны, эти углубления в оболочке называются порами. Подобное строение имеет первичная оболочка, она присуща эмбриональным клеткам, а также живым специализированным клеткам, обладающим метаболической активностью. У клеток, специализирующихся к выполнению опорных, защитных, водопроводящих функций, внутрь клетки откладывается вторичная оболочка с преобладанием в ее составе целлюлозы и других веществ, придающих оболочке прочность. Вторичная оболочка не откладывается на месте пор, что приводит к образованию более или менее глубокого в зависимости от толщины стенки порового канала (показать на примере волокон). Содержимое клеток, имеющих толстые, одревесневшие вторичные оболочки постепенно отмирает, но мертвые клетки остаются в теле растения и выполняют целый ряд важнейших функций.

Вакуоль

Вакуоль – 1-мембранный клеточный органоид. Мембрана ограничивающая вакуоль от цитоплазмы называется ТОНОПЛАСТ, он имеет строение аналогичное строению цитоплазматической мембраны. Вакуоли имеются в животных и растительных клетках, но у животных вакуоли мелкие и содержат обычно запасные питательные вещества (белки, жиры) или ненужные в цитоплазме продукты метаболизма. В специализированных (дифференцированных) живых растительных клетках вакуоль (вакуоли) обычно занимают большую часть объема клетки. Заполнены такие Вакуоли клеточным соком – водным раствором минеральных и органических солей кислот и др. Иногда в вакуолях в содержатся кристаллы разных солей (наиболее часто кристаллы Оксалата кальция = кальциевая соль щавелевой кислоты). Клеточный сок в вакуолях многих клеток, особенно в плодах содержит моносахариды. Помимо запасающей функции вакуоль выполняет еще одну: благодаря тому что

1. концентрация растворимых веществ в вакуоли обычно больше чем во внешней среде

2. Тонопласт и цитоплазматическая мембрана обладают свойством полупроницаемости – через них свободно проходят недиссоциированные молекулы воды, но не проходят Ионы (ОСМОС)

В вакуоли создается осмотическое давление, благодаря которому создается напряжение клеточной стенки, позволяющее живым частям растения сохранять определенную форму.

Пластиды.

Пластиды – 2-мембранные органоиды, присутствующие только в растительных клетках.

Делятся на:

Лейкопласты – бесцветные

Хлоропласты – зеленые благодаря пигменту Хлорофиллу

Хромопласты – красные, оранжевые, желтые – благодаря пигментам каротиноидам. (Морковка)

В упрощенном виде можно считать что лейкопласты превращаются в хлоропласты, а хлоропласты могут превращаться в хромопласты в конце своей жизни.

Пластиды размножаются простым делением (как бактерии), имеют свою собственную ДНК. При делении клеток растений пластиды примерно поровну расходятся в каждую из дочерних клеток.

Функции пластид:

Лейкопласты – являются предшественниками хлоропластов, часто в них запасаются питательные вещества (обычно крахмал)

Хлоропласты – осуществляют фотосинтез, участвуют в химической регуляции жизнедеятельности клетки.

Хромопласты – образуются в основном в плодах и в листьях во время листопада, т.е. в тех частях растения, которые будут потеряны им. Возможно что каротиноиды и другие вещества хромопластов являются нежелательными продуктами метаболизма, от которых растения избавляются. Кроме того ярка окраска плодов способствует распространению семя животными.

studlib.info

Author: alexxlab

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о