Основні властивості цитоплазми

 

 

Лейкопласти в епідермісі листя традесканції: 1 - лейкопласти; 2-ядро, 3 - оболонка

 

Ядро грає величезну роль у житті клітин. При діленні клітин (мітозі) з хроматину ядра утворюються хромосоми, які є носіями спадковості. Число хромосом суворо визначено для кожного окремого виду рослин і тварин. Ядро має велике значення і в неделящейся клітці. Про роль ядра можна судити по вивченню фізіології без'ядерних клітин. У 1890 р. І.І. Герасимов, діючи на що ділиться клітку водорості спірогіри низькою температурою, або ефіром, отримував без'ядерні клітини і клітини, що містять подвійне кількість ядерної речовини. Без'ядерні клітини хоча і продовжували деякий час жити, але переставали рости, обмін речовин у них йшов ненормально. Утворився в процесі фотосинтезу крохмаль не зазнавав подальших перетворень, і клітини їм переповнювалися.

 

Відокремлена від ядра цитоплазма порівняно швидко гине через порушення обміну речовин. Ізольоване від цитоплазми ядро також не може існувати. Життєздатними є тільки клітини, що містять цитоплазму і ядро. Пластиди. Пластиду називаються особливі органели в клітці. До них відносять безбарвні лейкопласти, зелені хлоропласти і помаранчеві хромопласти. Всі види пластид можуть виникати з безбарвних пропластид. Забарвлення пластид обумовлена ​​особливими пігментами (барвниками): у хлоропластах - зеленим хлорофілі м, а в хромопластів - помаранчевим каротином.

 

Лейкопласти маються на бульбах і кореневищах рослин, де вони утворюють запасний крохмаль. Крім того, вони зустрічаються в епідермісі листя деяких рослин, наприклад у листі традесканції. Роль їх в епідермісі пов'язана з тим, що вони містять ряд ферментів і сприяють ферментативної діяльності клітин.

 

Відомо, що вирощені в темряві рослини бувають блідо-жовтого кольору.

 

 

Хлоропласти в листках лехаленіума

 

 

Хромопласти пелюсток настурції

 

Хлоропласти зустрічаються в пелюстках, плодах і деяких коренях (морква). Можуть виникати з пропластид і з хлоропластів. Плоди багатьох рослин бувають спочатку зеленими - містять хлоропласти (томати, горобина, шипшина), потім вони червоніють, так як у них руйнується - хлорофіл і залишається оранжевий пігмент каротин. У хлоропластах також є каротин, але він маскується зеленим пігментом хлорофілом. Хромопласти часто мають игольчатую або неправильну форму, так як каротиноїди в них кристалізуються.

 

Крім пластид, в клітках є і інші органели - мітохондрії, розміром близько 1 мкм, які відіграють велику роль у диханні рослин.

 

Субмікроскопічних БУДОВА КЛІТИНИ

 

Електронний мікроскоп і основні принципи його роботи.

 

Створення і застосування світлового мікроскопа сприяло розвитку ряду біологічних наук - цитології, гістології, мікробіології, успіхи яких призвели до великих практичних результатів в області медицини, сільського господарства та ряду галузей промисловості.

 

Проте вже до кінця XIX ст. з'ясувалося, що можливості світлового мікроскопа обмежені. Частинки дрібніше 0,2 мкм у світловому мікроскопі вже невиразні. Вони лежать нижче роздільної способнорті мікроскопа, тобто здатності розрізняти дві окремі точки.

 

Розвиток фізики електронних явищ дало можливість використовувати для мікроскопа електронні випромінювання. На зміну скляним лінзам прийшли "електронні лінзи" - електромагнітні поля, здатні фокусувати і заломлювати електронний пучок.

 

У сорокових роках XX ст. почали виготовлятись перші електронні мікроскопи. Роздільна здатність найкращих з них складає в даний час близько 10 ^-8 - 2-10 ^-8 см, причому збільшення досягає 1 000 000 разів.

 

Будова клітини під електронним мікроскопом. Вивчення ультратонких зрізів клітин привело до відкриття, що всі структурні елементи цитоплазми клітини та клітинні органели мають мембранне будову. Електронний мікроскоп допоміг побачити тонка будова клітин рослин і тварин. Цитоплазма складається з матриксу (основи) і ув'язнених у неї органел (хлоропласти, мітохондрії, апарат Гольджі та ін), а також мембран. На поверхні цитоплазми є мембрани - плазмалемма а на поверхні вакуолі - тонопласт. Мембрани клітини складаються з ліпідів і білків. Таким чином, будова мембрани має мозаїчний характер.

 

Ендоплазматична мережа складається з довгих канальців, які пронизують цитоплазму; представляє собою вирости подвійний ядерної мембрани. Ендоплазматична мережа утворює в цитоплазмі безперервну систему, що обмежує порожнини, по яких переміщаються речовини між ядром і цитоплазмою. Ендоплазматична мережа збільшує поверхню цитоплазми і, як би ізолюючи її на окремі ділянки, сприяє протіканню різноманітних процесів в [різних частинах клітини.

 

Апарат Гольджі - структурний елемент цитоплазми клітини, названий на честь італійського вченого, який вперше описав це освіта. Довгий час вважали, що апарат Гольджі є тільки в тваринних клітинах. Надалі він був виявлений і в рослинних клітинах.

 

Апарат Гольджі складається з системи мембран, згрупованих в стопки. По кінцях мембран спостерігаються здуття, які отшнуровиваются від них у вигляді бульбашок, здатних перетворюватися на вакуолі або цистерни.

 

Ядро. Вивчення ядра в електронному мікроскопі показало, 100% то воно оточене оболонкою, що складається з двох мембран - внутрішньої і зовнішньої. Припускають, що зовнішня мембрана є продовженням мембран, складових ендоплазматичну мережа цитоплазми. У ядерній оболонці є пори (до двохсот), через які відбувається обмін між речовинами ядра і цитоплазми. Ядро складається з округлих гранул, утворених ДНК і РНК в поєднанні з білків і. Крім того, в ядрі є одне або кілька ядерець, що містять в основному рибонуклеїнової кислоти (РНК).

 

Хлоропласти. Хлоропласт відділений від цитоплазми оболонкою. Усередині хлоропласта розташовані пачки мембран, що пари, з'єднані кінцями. У результаті цього утворюється замкнене диск. Пачки дисків, розташованих у певному порядку утворюють грани ^ хлоропластів. У більшості рослин мембрана грани переводить в більш тонку мембрану строми. Строма є основною речовиною хлоропласта і заповнює об'єм, не знятий мембранної системою.

 

У стромі знаходяться крапельки жиру, крохмальні зерна, гранулярні речовину, що містить ферменти. Вважається, що мембрана хлоропласта (товщина близько 70-10 ^-8 см) складається з двох шарів ліпідів, що є між двома тонкими шарами білка. Хлорофіл утворює мономолекулярний шар по всій поверхні диска.

 

Мітохондрії. Електронномікроскопічно вивчення мітохондрій в клітинах показало, що вони вдягнені поверхневою мембраною, під якою знаходиться безліч внутрішніх мембран, розташованих паралельно один одному. Всі мембрани, як ми вже знаємо, складаються з декількох шарів. Товщина шарів і відстань між ними досить постійні. Між мембранами знаходиться внутрішній простір мітохондрій, величина його різна у мітохондрій різних клітин.

 

Мітохондрії рухливі і можуть переміщатися у клітині за рахунок власного руху. Проте здебільшого вони пересуваються струмом рухається цитоплазми. На світлі мітохондрії рухаються до хлоропластам, а в темряві - до стінок клітини.

 

Мітохондрії складаються на 30-40% (суху речовину) з білків, на 25-38% з ліпідів. У них міститься від 1 до 6% рибонуклеїнової кислоти.

 

Велику роль в утворенні мітохондрії відіграють іони кальцію. При нестачі солей кальцію в рослині число мітохондрій зменшується.

 

Мембрани мітохондрій містять постійний набір ферментів, які беруть участь у процесах окислення та накопичення енергії при диханні. Мітохондрії можуть здійснювати синтез близьких до білків речовин - пептидів, мабуть, беруть участь у жировому обміні, а також в поглинанні солей і води. Під впливом високої температури мітохондрії набухають і втрачають свою структуру.