Основні властивості цитоплазми

ОСНОВНІ властивостей цитоплазми

 

Фізико-хімічні властивості цитоплазми. Цитоплазма, що представляє собою основну масу протопласта (за вирахуванням ядра, мітохондрії і пластид), має складну будову, деталі якого до цих пір ще не з'ясовані. Вона складається з великої кількості високомолекулярних речовин - біополімерів. Частина останніх формує особливі структурні утворення - мембрани, які надають цитоплазмі значну структурність. Цитоплазма проявляє властивості порівняно в'язкої рідини, але водночас і деякі властивості твердого тіла (еластичність). Подібне поєднання властивостей можливо завдяки тому, що молекули біополімерів здатні утворювати тимчасові асоціації різних розмірів. Руйнування цих асоціацій сприяє прояву рідинних властивостей, їх відновлення - прояву властивостей твердого тіла.

 

Структурну основу всієї цитоплазми, так званий цитоскелет, становлять особливі білки, здатні перетворювати хімічну енергію в механічну роботу. Це - скоротливі білки, подібні до тих білків, з яких побудовані м'язи тварин. Завдяки порожній мережі мембран всередині цитоплазми утворюється безліч так званих відділів. Тим самим створюються умови для просторового розмежування різних біохімічних процесів. Ці процеси можуть протікати одночасно в різних частинах цитоплазми однієї і тієї ж клітини, не заважаючи один одному.

 

 

Схема будови гелю

 

Молекули біополімерів - білків і ліпідів - у мембранах розташовані в строго певній послідовності.

 

Завдяки такій будові мембрана має здатність вибірково пропускати молекули одних речовин і не пропускати молекули інших речовин, тобто вона має виборчою проникністю, і грає важливу роль в життєдіяльності.

 

Цитоплазма має дві прикордонні мембрани. Одна з цих мембран, звана плазма лемою, відмежовує цито му від вакуолі. Тонопласт - найбільш стійка частина цитоплазми; при загибелі вмісту клітини він відмирає останнім.

 

Значну роль у процесах структуроутворення в цитоплазмі відіграють іони, а також молекули низькомолекулярних сполук, що володіють полярними групами.

 

 

Схематичне зображення різних форм плазмолізу: 1 - опукла; 2 - увігнута, 3, 4 - судорож

 

Надходження речовин в цитоплазму. Речовина, що надійшла в цитоплазму, або зв'язується самої цитоплазмою, або поступає з неї в клітинний сік. Розчини солей або Сахаров високої концентрації зазвичай не проникають в цитоплазму, а відтягують з неї воду. При цьому цитоплазма відходить від стінок клітини. Це явище отримало назву плазмолізу. При відходжу дении цитоплазми від стінок клітини вона утворює увігнуту поверхню (увігнутий плазмоліз), яка потім через 15-30 хв переходить в опуклу форму (опуклий плазмоліз).

 

) на клетку чешуи лука. Своєрідну форму плазмолізу можна викликати дією розчину роданистого калію (KCNS) на клітину луски цибулі. проникают в клетку и вызывают набухание мезоплазмы, внутрь вакуоли они не проникают. Аніони CNS проникають у клітину і викликають набухання мезоплазми, всередину вакуолі вони не проникають. Мезоплазма при цьому стає добре помітною у вигляді ковпачків на полюсах плазмолізірованного протопласта. Звідси даний тип плазмолізу отримав назву колпачковой плазмолізу.

 

Колпачковой плазмоліз виявляє перший тип проникності цитоплазми, коли проникло речовина зв'язується самої цитоплазмою і не надходить до вакуоль.

 

Інший тип проникності цитоплазми пов'язаний з проникненням речовини в вакуоль. Далеко не всі розчини викликають довго триває плазмоліз. Якщо плазмолізіровать протопласт клітини розчином сечовини або гліцерину, то спочатку спостерігається плазмоліз. Потім плазмоліз порівняно швидко закінчується. Сечовина і гліцерин швидко проникають всередину вакуолі, збільшують концентрацію клітинного соку, який починає поглинати воду з навколишнього розчину. При цьому цитоплазма знову підходить до стінок клітини. Це явище отримало назву деплазмоліза, і такий плазмоліз називається тимчасовим.

 

 

Колпачковой плазмоліз в розчині роданистого калію

 

Проникнення речовини в вакуолі клітини можна спостерігати на прикладі дії барвника метиленового синього (водний розчин 1:5000) на яке-небудь водна рослина, наприклад Елоді. Барвник нагромаджується всередині вакуоль, і часто-густо в них навіть утворюється осад з барвника, пов'язаного з дубильними речовинами вакуоль.

 

Проникність цитоплазми пов'язана з активною життєдіяльністю (диханням) рослини. Надходження речовин (солей або, вірніше, їх катіонів та аніонів) в цитоплазму йде за рахунок обміну їх на іони, що виходять з клітини. Це відбувається таким чином, що утворені в процесі дихання Н ⁺ і НСОЗ (іони вугільної кислоти) виділяються в навколишній розчин, а на їхнє місце в цитоплазму надходять іони калію і натрію замість іонів водню, а на місце іона НСОЗ-відповідні аніони.

 

Не завжди речовини проникають в цитоплазму за рахунок її активної життєдіяльності. Справа в тому, що поверхневі шари цитоплазми багаті ліпідами, які не утворюють суцільної плівки на поверхні цитоплазми, а чергуються з молекулами білків або вкраплені в білковий остов поверхневих шарів, тобто на поверхні цитоплазми утворюється своєрідна мозаїка з ділянок білків і ліпідів. Розчинні в ліпідах речовини (спирт, ефір, хлороформ та ін) дуже легко проникають в цитоплазму.

 

Вода і солі, нерозчинні у ліпідах, проникають в цитоплазму через білкові шари.

 

Проникність цитоплазми не залишається постійною протягом життя рослини, а змінюється з віком, а також збільшується при підвищенні температури та інтенсивності освітлення.

 

Рух цитоплазми. Одним з характерних властивостей цитоплазми є її здатність до руху. Рух цитоплазми і знаходяться в ній включень відбувається як у постенная шарі, так і в тяжах, пов'язують ядро з цитоплазмою.

 

Швидкість переміщення цитоплазми в епідермісі луски цибулі становить приблизно 5-7 м / с. На швидкість руху Цитоплазми впливають температура, світло та інші фактори. В одному з дослідів рух цитоплазми в клітинах водного рослини валліснеріі починалося при температурі 1,25 ° С, йшло з найбільшою інтенсивністю при 38,5 ° С і зупинялося при 45 ° С.

 

Рух цитоплазми відіграє велику роль у життєдіяльності рослинного організму, сприяючи переміщенню речовин з однієї клітини в іншу.

 

В'язкість - одна з найважливіших властивостей цитоплазми. Вона дуже сильно коливається залежно від виду рослини, а також від фаз його розвитку. У деяких рослин в'язкість цитоплазми трохи перевищує в'язкість води, а в інших сягає в'язкості гліцерину, що перевершує в цьому відношенні воду в 87 разів. В'язкість цитоплазми тісно пов'язана з обміном речовин: чим вище в'язкість, тим зазвичай менш інтенсивний обмін. У дозрілих насіння цитоплазма переходить в драглисте стан - гель. Висока в'язкість цитоплазми сприяє збільшенню стійкості рослин до підвищеної температури.

 

Порівняльне визначення в'язкості цитоплазми виробляють за часом переходу увігнутого плазмолізу в опуклий.

 

Наскільки тісно пов'язана в'язкість цитоплазми з температурою коагуляції білків, видно на прикладі озимої жита. В'язкість цитоплазми в різних органах жита неоднакова. У тих органах, де вона вище, білки цитоплазми згортаються при більш високій температурі.

 

 

Органели клітини

 

Крім цитоплазми, у світловому мікроскопі можна спостерігати й інші складові частини, що отримали назву органоїдів клітини. До них відносяться ядро, пластиди, мітохондрії.

 

Крупні органоїди (ядро, пластиди) добре видно в світловому мікроскопі, інші органоїди (мітохондрії, рибосоми) і структурні елементи цитоплазми (апарат Гольджі, ендоплазматична мережа) лише в електронному мікроскопі.

 

Ядро є обов'язковою складовою частиною будь-якої рослинної і тваринної клітини. Воно має звичайно округлу або злегка витягнуту форму. Абсолютні розміри ядра не перевищують 7-8 мкм. Ядро складається з ядерної плазми (кариоплазма), ядерця, ядерної оболонки, відмежовує ядро від навколишнього цитоплазми. Кариоплазма містить тверду частину - хроматин і рідку - ядерний сік. Хроматин - це складне утворення, до складу якого входять нуклеопротеїди, тобто сполуки білків з нуклеїновими кислотами. У ядрі міститься дезоксирибонуклеїнова кислота, ДНК, а в ядерце - рибонуклеїнова кислота - РНК.