Строение растительной клетки. Особенности строения паренхимных, прозенхимных клеток

Строение растительной клетки. Особенности строения паренхимных, прозенхимных клеток

 

                                           СОДЕРЖАНИЕ

1Строение растительной клетки ……………………………………………..………….3

1. Клеточные оболочки …………………………………………………………..3
2. Цитоплазма …………………………………………………………………….4
3. Ядро …………………………………………………………………………….5
4. Вакуоль …………………………………………………………………………6
5. Митохондрии …………………………………………………………………..7
6. Рибосомы ……………………………………………………………………….8
7. Пластиды ……………………………………………………………………….8
8. Аппарат Гольджи ……………………………………………………………...9

2 Особенности строения  паренхимных, прозенхимных клеток …………………...…11

Заключение …………………………………………………………………………...….12

Список литературы и  использованных источников ………………………………….13 
           1Строение растительной клетки

Долгое время считали, что клетка — это масса цитоплазмы, которая окружена клеточной оболочкой и содержит ядро. Такое представление просуществовало до усовершенствования методов микроскопического исследования. Разрешающая сила самого сильного светового микроскопа составляет около 150—200 нм и не позволяет увидеть многие органеллы, а тем более рассмотреть их внутреннее строение. Последнее стало возможным лишь после изобретения электронного микроскопа. Рассмотрение с помощью электронного микроскопа показало, что клетка обладает чрезвычайно сложной структурной организацией и представляет собой систему, дифференцированную на отдельные органеллы [4].

               Рисунок 1 – Строение растительной  клетки

Рассмотрим более подробно каждый элемент растительной клетки. 

1.1 Клеточные оболочки

Клеточные оболочки, отделяющие одну клетку от других, легко проницаемы для жидкостей и газов. Между  клетками, а также между ними и  окружающей внешней средой происходит беспрестанный обмен веществ. В утолщенной клеточной оболочке имеются поры, т. е. утонченные места, через которые поддерживается взаимный обмен веществ. Кроме того, оболочки пронизаны тончайшими канальцами (плазмодесмами), заполненными протоплазмой. Благодаря всему этому организм обладает целостностью.

Целлюлозные оболочки в  живой клетке растения обладают способностью видоизменяться. Они часто пропитываются особым веществом, вызывающим одревеснение, вследствие чего многие клетки, а в деревьях большая часть клеток, превращаются в древесину.

Клеточные оболочки пропитываются  иногда пробковым веществом, что наблюдается у деревьев и кустарников в коре. У некоторых деревьев, например у пробкового дуба, у амурского бархатного дерева, на поверхности коры образуется сплошной слой пробки, используемой в промышленности. Опробковевшие клетки отмирают, так как пробка не пропускает через себя ни воду, ни газы, а живые части клетки до тех пор остаются живыми, пока у них происходит беспрестанный обмен веществ с внешней средой.

Клеточные оболочки часто  пропитываются кремнеземом. В таком  случае оболочки их делаются твердыми и ломкими, например солома злаков, осок и других растений. Как одревесневшие, опробковевшие, так и пропитавшиеся минеральными солями клеточные оболочки или совсем не перевариваются желудком животных или плохо перевариваются, но имеет огромное значение как регулятор маторики.

Вот почему перестоявшая трава, ржаная солома, осоки, ситники, белоусы  малопригодны для питания животных. Наибольшей питательностью обладают такие растения и их части, у которых оболочки остаются целлюлозными и клетки которых сохраняют в себе живые части, т. е. протоплазму, ядро, пластиды, а также запасные питательные вещества — крахмал, сахар, белки [2].

1.2 Цитоплазма

Это внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает в себя гиалоплазму - основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты - органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения.

В состав цитоплазмы входят все виды органических и неорганических веществ. В ней присутствуют также нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества. Основное вещество цитоплазмы — вода.

Цитоплазма постоянно  движется, перетекает внутри живой  клетки, перемещая вместе с собой  различные вещества, включения и органоиды. Это движение называется циклозом. В ней протекают все процессы обмена веществ.

Цитоплазма способна к росту и воспроизведению  и при частичном удалении может  восстановиться. Однако нормально функционирует  цитоплазма только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма не может, так же как и ядро без цитоплазмы.

Важнейшая роль цитоплазмы заключается в объединении всех клеточных структур (компонентов) и  обеспечении их химического взаимодействия [5].

1.3 Ядро

У подавляющего большинства растений (исключение составляют прокариотические организмы) в каждой живой клетке имеется ядро или несколько ядер. Клетка, лишенная ядра, способна жить лишь короткое время. Безъядерные клетки ситовидных трубок — живые клетки. Но живут они недолго. Во всех других случаях безъядерные клетки являются мертвыми.

 Ядро всегда лежит  в цитоплазме. Форма ядра может  быть различной - округлой, овальной, сильно вытянутой, неправильно-многолопастной. В некоторых клетках контуры ядра меняются в ходе его функционирования, причем на его поверхности образуются лопасти различной величины. Размеры ядер неодинаковы и в клетках разных растений, и в разных клетках одного и того же растения. Относительно крупные ядра бывают в молодых, меристематических клетках, в которых они могут занимать до 3/4 объема всей клетки.

Снаружи ядро покрыто  оболочкой, состоящей из двух мембран, между которыми имеется щель — околоядерное пространство. Оболочка прерывается порами. Внешняя из двух мембран оболочки дает выросты, непосредственно переходящие в стенки эндоплазматической сети цитоплазмы. И поры и прямая связь эндоплазматической сети с околоядерным пространством обеспечивают тесный контакт между ядром и цитоплазмой.

 Содержимое ядра  - зернистое основное вещество (ядерный сок, или нуклеоплазма), в котором помещаются более плотные структуры - хромосомы и ядрышко. Ядрышко представляет собой аппарат синтеза материала рибосом и место их сборки из этого материала.

 Хромосомы построены из большого  числа молекул дезоксирибонуклеиновых  кислот (ДНК), соединенных с молекулами белков-гистонов. Ядро служит местом хранения и воспроизведения наследственной информации [3].

1.4 Вакуоль

Вакуоли - это отграниченные  мембраной участки клетки, заполненные  жидкостью - клеточным соком. Они окружены тонопластом (вакуолярной мембраной).

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. Пищевая ценность большинства видов растительного сырья определяется составом клеточного сока.

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) [6].

Вакуоли участвуют в  разрушении макромолекул, в круговороте  их компонентов в клетке. Рибосомы, митохондрии, пластиды, попадая в вакуоли, разрушаются.

1.5 Митохондрии (рис.2)

         В некоторых клетках дополнительно есть митохондрии. Они окружены двумя элементарными мембранами. Внутренняя мембрана образует множество складок и выступов – крист, которые значительно увеличивают внутреннюю поверхность                                                                        Рисунок 2 – фото митохондрии                                          митохондрии. Они значительно

меньше, чем пластиды, имеют около 0,5 мкм в диаметре и разнообразны по длине и форме.

 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.

 Митохондрии,  являются  полуавтономными органеллами, содержащими  компонентами, необходимые для синтеза собственных белков. Внутренняя мембрана окружает жидкий матрикс, в котором находятся белки, РНК, ДНК, рибосомы, сходные с бактериальными и различные растворенные вещества. ДНК существует в виде кольцевых молекул, располагающихся в одном или нескольких нуклеоидах.

 На основании сходства  бактерий с митохондриями и хлоропластами эукариотических клеток можно предположить, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, которые нашли «убежище» в более крупных гетеротрофных клетках - предшественниках эукариот [1].

1.6 Рибосомы

Это 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 (полисомами). Клетки, синтезирующие белки в больших количествах, имеют обширную систему полисом, которые часто прикрепляются к наружной поверхности оболочки ядра [2].

1.7 Пластиды (рис.3)

 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  которых протекает фотосинтез, содержат хлорофиллы и каротиноиды. Обычно имеют форму диска диаметром 4 – 5 мкм. В одной клетке мезофилла (середина листа) может находиться 40 – 50 хлоропластов; в мм2 листа – около 500 000. в цитоплазме хлоропласты обычно располагаются параллельно клеточной оболочке.

           Хлоропласты можно считать основными клеточными органеллами, так как они стоят первыми в цепи преобразования солнечной энергии, в результате которого человечество получает, и пищу и топливо. В хлоропластах протекает не только фотосинтез. Они участвуют и в синтезе аминокислот и жирных кислот, служат хранилищем временных запасов крахмала.

 Хромопласты –  пигментированные пластиды. Многообразные по форме они не имеют Рисунок 3 – Расположение пластид        хлорофилла, но синтезируют и накапливают          

каротиноиды, которые  придают жёлтую, оранжевую, красную  окраску цветкам, старым листьям, плодам и корням. Хромопласты могут развиваться из хлоропластов, которые при этом теряют хлорофилл и внутренние мембранные структуры, накапливают каротиноиды. Это происходит при созревании многих плодов. Хромопласты привлекают насекомых и других животных, с которыми они вместе эволюционировали [1].

 Лейкопласты –  непигментированные пластиды. Некоторые  из них синтезируют крахмал (амилопласты), другие способны к образованию различных веществ, в том числе липидов и белков. На свету лейкопласты превращаются в хлоропласты.

1.8 Аппарат Гольджи (рис.4) 

         Служит для синтеза сложных углеводов: пектина, гемицеллюлозы, которые участвуют в построении клеточной стенки.

Этот термин используется для обозначения всех диктиосом, или телец Гольджи, в клетке. Диктиосомы – это группы плоских, дисковидных     пузырьков, или цистерн, которые по краям разветвляются в сложную систему трубочек. Диктиосомы у высших растений состоят из 4 – 8 цистерн, собранных вместе.

Диктиосомы участвуют  в секреции, а у большинства  высших растений – в образовании клеточных оболочек. Полисахариды клеточной оболочки, синтезируемые диктиосомами, накапливаются в пузырьках, которые затем отделяются от созревающих цистерн.

      Мембраны – динамические, подвижные структуры, которые постоянно изменяют свою форму и площадь. На подвижности мембран основана концепция эндоплазматической системы. Согласно этой концепции, внутренние мембраны цитоплазмы, кроме мембран митохондрий и пластид, представляют собой единое целое и берут начало от Рисунок 4 – Аппарат Гольджи           эндоплазматического ретикулума. Новые цистерны диктиосом образуются из эндоплазматического ретикулума через стадию промежуточных пузырьков, а секреторные пузырьки, отделяющиеся от диктиосом, в конечном итоге способствуют формированию плазматической мембраны. Таким образом, эндоплазматический ретикулум и диктиосомы образуют функциональное целое, в котором диктиосомы играют роль промежуточных структур в процессе преобразования мембран, подобных эндоплазматическому ретикулуму, в мембраны, подобные плазматической. В тканях, клетки которых слабо растут и делятся, постоянно происходит обновление мембранных компонентов [4].