Строение растительной клетки

Строение  растительной клетки. 

     Все органы растений состоят из клеток: паренхимных и прозенхимных. 

     Паренхимные клетки имеют округлую или многогранную форму, размером от 10 до 60 мкм. 

     Прозенхимные  клетки имеют удлиненную форму. Длина  их в некоторых случаях измеряется в сантиметрах, а в поперечном сечении их размер такой же, как паренхимных клеток. 

       

         Ткань плодов и овощей состоит в основном из паренхимных клеток, в этих клетках откладываются питательные вещества.

     Клетка  зрелых плодов включает оболочку, протопласт и вакуоли.

         Оболочка клетки целлюлозы и протопектина, покрывает протопласт сверху и обладает защитной функцией, придает жесткость клетке и определяет ее форму. 

          Протопласт состоит из цитоплазмы, ядра и включений (крахмальных зерен, пластидов и т.д.).

         Цитоплазма является одной из важнейших частей клетки. Она представляет собой студенистую массу, в которой растворены белковые вещества, жиры, углеводы, минеральные соли и другие вещества.

         В молодой клетке цитоплазма занимает все внутреннее пространство клетки, а в зрелой клетке она располагается тонким слоем под оболочкой и в виде нитей пересекает клетку. 

           Цитоплазма состоит из трех слоев: 

     ♦ плазмолеммы (цитоплазматическая мембрана) - отделяет цитоплазму от клеточной  стенки в виде мембраны; 

     ♦ тонопласта - отделяет цитоплазму от вакуолей; 

     ♦ мезоплазмы - основная масса цитоплазмы, в которой образуются разнообразные  органеллы клетки (включения).

          Плазматическая мембрана (плазмолемма) внутри цитомезоплазмы образует разветвленную систему ультрамикроскопических каналов, которые связывают цитоплазму с другими клетками и наружной оболочкой ядра.                                       Плазматическая мембрана выполняет следующие функции:  

     - участвует в обмене веществ между клеткой и окружающей средой;

     - координирует синтез и сборку целлюлозных  микрофибрилл клеточной стенки;

     - передает гормональные и внешние сигналы, контролирующие рост и дифференцировку клеток. Система таких канальцев образует так называемую эндоплазматическую сеть. 
 

     Внутри  цитоплазмы находятся: 

     ♦ рибосомы;

     ♦ митохондрии;

     ♦ аппарат Гольджи

     ♦ пластиды. 

     Рибосомы - маленькие частицы (17 - 23нм), состоящие примерно из равного количества белка и РНК. В рибосомах аминокислоты соединяются с образованием белков. Их больше в клетках с активным обменом веществ. Рибосомы располагаются в цитоплазме клетки свободно или же прикрепляются к эндоплазматическому ретикулуму. Их обнаруживают и в ядре, митохондриях, пластидах.

     Рибосомы  могут образовывать комплекс, на которых  происходит одновременный синтез одинаковых полипептидов, информация о которых снимается с одной молекулы и РНК. Такой комплекс называется полирибосомами. Клетки, синтезирующие белки в больших количествах, имеют обширную систему полисом, которые часто прикрепляются к наружной поверхности оболочки ядра. 

     Эндоплазматический  ретикулум - это сложная трехмерная мембранная система неопределенной протяженности. В разрезе ЭР выглядит как две элементарные мембраны с узким прозрачным пространством между ними. Форма и протяженность ЭР зависят от типа клетки, ее метаболической активности и стадии дифференцировки. В клетках, секретирующих или запасающих белки, ЭР имеет форму плоских мешочков или цистерн, с многочисленными рибосомами, связанными с его внешней поверхностью. Эндоплазматический ретикулум – является системой транспортировки веществ: белков, липидов, углеводов, в разные части клетки эндоплазматические ретикулумы соседних клеток соединяются через цитоплазматические тяжи - плазмодесмы - которые проходят сквозь клеточные оболочки.

     Эндоплазматический  ретикулум - основное место синтеза  клеточных мембран. В некоторых  растительных клетках здесь образуются мембраны вакуолей и микротелец, цистерны диктиосом. 

     Митохондрии. В митохондриях осуществляется процесс дыхания, в результате которого органические молекулы расщепляются с высвобождением энергии и передачей её молекулам АТФ, основного резерва энергии всех эукариотических клеток. Большинство растительных клеток содержит сотни и тысячи митохондрий. Их число в одной клетке определяется потребностью клетки в АТФ. Митохондрии находятся в постоянном движении, перемещаясь из одной части клетки в другую, сливаясь друг с другом делятся. Митохондрии обычно собираются там, где нужна энергия. Если плазматическая мембрана активно переносит вещества из клетки в клетку, то митохондрии располагаются вдоль поверхности мембраны. У подвижных одноклеточных водорослей митохондрии скапливаются у оснований жгутиков, поставляя энергию, необходимую для их движения. Они разбросаны по всей клетке, имеют разнообразную форму: сферическую, овальную, цилиндрическую. Они состоят из белка, липидов и небольшого количества нуклеиновых кислот.

     Вакуоли - это отграниченные мембраной участки клетки, заполненные жидкостью - клеточным соком. Вакуоли, как правило, содержатся во взрослых растительных клетках, в то время как молодые не содержат их вовсе.

         Часто несколько небольших вакуолей сливаются в одну, которая занимает большую часть клетки.

     Молодая растительная клетка содержит многочисленные мелкие вакуоли, которые по мере старения клетки сливаются в одну большую. В зрелой клетке вакуолью может быть занято до 90% её объема. При этом цитоплазма прижата в виде тонкого периферического слоя к клеточной оболочке. Увеличение размера клетки в основном происходит за счет роста вакуоли. В результате этого возникает тургорное давление и поддерживается упругость ткани. В этом заключается одна из основных функций вакуоли и тонопласта. 

     Основной  компонент сока - вода, остальные  варьируют в зависимости от типа растения и его физиологического состояния. Вакуоли содержат соли, сахара, реже белки. Тонопласт играет активную роль в транспорте и накоплении в вакуоли некоторых ионов. Концентрация ионов в клеточном соке может значительно превышать ее концентрацию в окружающей среде. При высоком содержании некоторых веществ в вакуолях образуются кристаллы. Чаще всего встречаются кристаллы оксалата кальция, имеющие различную форму.  

     Вакуоли - места накопления продуктов обмена веществ (метаболизма). Это могут  быть белки, кислоты и даже ядовитые для человека вещества (алкалоиды). Часто откладываются пигменты. Голубой, фиолетовый, пурпурный, темно-красный, пунцовый придают растительным клеткам пигменты из группы антоцианов. В отличие от других пигментов они хорошо растворяются в воде и содержатся в клеточном соке. Они определяют красную и голубую окраску многих овощей (редис, турнепс, капуста), фруктов (виноград, сливы, вишни), цветов (васильки, герани, дельфиниумы, розы, пионы). Иногда эти пигменты маскируют в листьях хлорофилл, например, у декоративного красного клена. Антоцианы окрашивают осенние листья в ярко-красный цвет. Они образуются в холодную солнечную погоду, когда в листьях прекращается синтез хлорофилла. В листьях, когда антоцианы не образуются, после разрушения хлорофилла заметными становятся желто-оранжевые каротиноиды хлоропластов. Наиболее ярко окрашены листья холодной ясной осенью. 
 

     Аппарат Гольджи служит для синтеза сложных углеводов: пектина, гемицеллюлозы, которые участвуют в построении клеточной стенки. 

     Пластиды. Вакуоли, целлюлозная клеточная стенка и пластиды - характерные компоненты растительных клеток. Каждая пластида имеет собственную оболочку, состоящую из двух элементарных мембран. Внутри пластиды различают мембранную систему и различной степени гомогенное вещество - строму. Зрелые пластиды классифицируют на основании содержащихся в них пигментов.

     Хлоропласты - в них заключены молекулы хлорофилла, каротина, придают растениям зеленый  цвет, в них осуществляется фотосинтез. 

     Лейкопласты - пластиды бесцветные, не способны к  фотосинтезу, в них происходит синтез и отложение запасных питательных веществ (крахмала). 

     Хромопласты - пластиды оранжево-красного и желтого  цветов, в них накапливаются каратиноиды. 

        Ядро – Это наиболее заметная структура в цитоплазме эукариотической клетки. Имеет округлую форму, может быть и вытянутым, всегда окружено цитоплазмой, как и цитоплазма представляет коллоидную систему, но более вязкой консистенции. 

     Ядро  выполняет две важные функции:  

     -контролирует  жизнедеятельность клетки, определяя,  какие белки, и в какое время должны синтезироваться; 

     -хранит  генетическую информацию и передает  её дочерним клеткам в процессе  клеточного деления.  

     Ядро  эукариотической клетки окружено двумя  элементарными мембранами, образующие ядерную оболочку. Она пронизана многочисленными порами диаметром от 30 до 100 нм, видимыми только в электронный микроскоп. Поры имеют сложную структуру. Наружная мембрана ядерной оболочки в некоторых местах объединяется с эндоплазматическим ретикулумом. Ядерную оболочку можно рассматривать как специализированную, локально дифференцированную часть эндоплазматического ретикулума (ЭР). 

     В окрашенном специальными красителями  ядре можно различить тонкие нити и глыбки хроматина и нуклеоплазму (основное вещество ядра). Хроматин состоит  из ДНК, связанной со специальными белками - гистонами. В процессе клеточного деления хроматин все более уплотняется и собирается в хромосомы. В ДНК закодирована генетическая информация.  

     Организмы различаются по числу хромосом в  соматических клетках. Например, капуста имеет - 20 хромосом; подсолнечник - 34; пшеница - 42; а один из видов папоротника Ophioglossum - 1250.

     Под световым микроскопом можно рассмотреть  сферические структуры - ядрышки. В  каждом ядре имеется одно или несколько  ядрышек, которые заметны в неделящихся ядрах. В ядрышках синтезируются рибосомные РНК. Обычно в ядрах диплоидных организмов имеется два ядрышка по одному для каждого гаплоидного набора хромосом. Ядрышки не имеют собственной мембраны. Биохимические ядрышки характеризуются высокой концентрацией РНК, которая здесь связана с фосфопротеидами. Размер ядрышек зависит от функционального состояния клетки, замечено, что у быстро растущей клетки, в которой идут интенсивные процессы синтеза белка, ядрышки увеличиваются в размерах. В ядрышках продуцируются и РНК и рибосомы, выполняющие синтетическую функцию только в ядре.

     является  центром роста и размножения  клетки. Эту функцию выполняют  содержащиеся в ядре хромосомы, построенные  в основном из ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), соединенной с белком и РНК (рибонуклеиновая кислота). Хромосомы несут в себе гены, в которых закреплены все признаки, передаваемые по наследству. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Ткани растений. 

         Тканью называется группа клеток, структурно и функционально взаимосвязанных друг с другом, сходных по происхождению, строению и выполняющих определенные функции в организме. Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли у покрытосеменных, у которых их выделяют до 80 видов. Важнейшими тканями растений являются образовательные, покровные, проводящие, механические. Они могут быть простыми и сложными. Простые ткани состоят из одного вида клеток (например, колленхима, меристема), а сложные — из различных по строению клеток, выполняющих кроме основных и дополнительные функции (эпидерма, ксилема, флоэма и др.).

           Из всех клеток высших растений делиться могут только клетки образовательной ткани, любая ткань растений происходит из образовательной.

       Некоторые ткани могут выполнять свои функции только тогда, когда они мертвы.

          Среди растений, обитающих на Земле, есть одноклеточные, тело которых состоит из одной клетки. Это водоросли хлорелла, хламидомонада. У этих растений клетка представляет собой отдельный целостный организм. В ней протекают все процессы жизнедеятельности: питание, дыхание, образование и выделение веществ, размножение.