Общий план строения растительной клетки

  • 1. Общее понятие о клетке
  • 2. Мембранная организация протопласта

Общее понятие о клетке

В XVII в. английский врач Роберт Гук с помощью микроскопа собственной конструкции заметил, что пробка и другие растительные ткани состоят из маленьких ячеек, разделенных перегородкам. Он назвал их клетками. Однако в современном значении это слово стало употребляться только 150 лет спустя благодаря работам ряда ученых. Среди них немецкий ботаник Матиас Шлейден. В 1828 г. он пришел к выводу, что все растительные ткани имеют клеточное строение. На следующий год зоолог Теодор Шванн подтвердил наблюдения М. Шлейдена на тканях животных и предположил, что клетка — основа жизни. 4 . • ??

Почему так важна клеточная теория? J

Клеточная теория подразумевает единство всех живых организмов. Какое заключение сделал в 1858 г. известный патолог Рудольф Вирхов? «Omnis cellula е cellula», т. е. клетки могут появляться только от клеток.

В чем значение открытия Р. Вирхова, особенно в свете создания Ч. Дарвиным эволюционного учения?

Клеточная теория свидетельствует о существовании непрерывной связи между современными клетками и организмами, в состав которых они входят, между современными клетками и организмами и примитивными клетками, которые появились на Земле около 3,5 млрд лет назад. Таким образом, клеточная теория и теория эволюции взаимосвязаны и дополняют друг друга.

Определение. Клетка — основная структурная и функцио-нальная единица живых организмов, элементарная живая система. Как Вы это понимаете? Мельчайшие живые организмы состоят из 1 клетки, самые крупные — из миллиардов клеток, каждая из которых выполняет определенную функцию и относительно независима. На клеточном уровне протекают все основные процессы жизнедеятельности организма. На клеточном уровне даже наиболее отдаленные друг от друга виды обнаруживают сходство по строению и биохимическим свойствам.

Растительная клетка состоит из трех частей:

  • — оболочки, покрывающей клетку снаружи,
  • — протопласта— живого содержимого клетки, располагающегося, как правило, постенно,
  • — вакуоли — пространства в центральной части клетки, заполненного клеточным соком.

Клеточная стенка и вакуоль являются производными протопласта, продуктами его жизнедеятельности и образуются на определенном этапе развития клетки.

Протопласт дифференцирован на органеллы (органоиды) — постоянные клеточные структуры, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки. Органоиды погружены в гиалоплазму — сложную бесцветную коллоидную структуру, обеспечивающую взаимодействие между органеллами. Гиалоплазма с органоидами без ядра образует цитоплазму. Обычно в протопласте содержатся включения— компоненты цитоплазмы, представляющие собой отложения веществ, временно выведенных из обмена или конечных продуктов жизнедеятельности клетки. Например, крахмал, кристаллы оксалата кальция, алейроновые зерна.

Итак, протопласт состоит из цитоплазмы, ядра и может содержать включения.

Каковы особенности строения растительной клетки?

Своеобразие растительной клетки заключается в наличии оболочки, пластид и вакуоли. Другая особенность — рост путем растяжения, который обусловлен наличием прочной оболочки и вакуоли и осуществляется за счет увеличения объема последней. В молодой клетке вакуоли мелкие, в зрелой, как правило, содержится одна крупная центральная вакуоль. Основное содержимое вакуоли — вода. Таким образом растения, в отличии от животных, могут иметь крупные клетки, объем которых опреде-ляется относительно «дешевым» содержимым вакуоли.

Клетки растений имеют сходный план строения, однако разные клетки осуществляют разные функции. Особенности функционирования клеток определяются количественным соотношением и особенностями строения органелл, которые обусловливают специфическую направленность жизнедеятельности специализированной клетки. Например, в одних клетках много зеленых пластид — хлоропластов, в других их , ?7 нет, но есть много бесцветных пластид - лейкопластов.

Как будут различаться функции этих клеток?

Форма и размеры клеток разнообразны и зависят от функций п положения клеток в теле растения. Исходные группы клеток зародыша почти однородны. Они имеют форму призмы. Каждая клетка трехмерна, т. е. имеет длину, ширину и высоту. Наиболее часто это многогранник из 14—15 граней, из которых восемь шестиугольников, остальные четырехугольники. Клетки, растущие свободно, могут иметь шаровидную, цилиндрическую, звездчатую, лопастную форму.

Клетки, по форме приближающиеся к многограннику, называются паренхимными. Например, клетки мякоти арбуза.

Клетки, длина которых во много раз превышает ширину, называются прозенхимными. Например, лубяные волокна, волокна льна, конопли.

11аренхпмные клетки обычно остаются живыми в зрелом состоянии. Это большинство клеток листьев и сочных плодов. Концы прозенхимных клеток обычно заосгрены, в зрелом состоянии они часто отмирают. Например, древесина стволов растении.

Каковы размеры растительной клетки? 42/

Размеры растительных клеток сильно варьируют, но обычно измеряются микро- и нанометрами, в среднем 10—100 мкм. Запасающие клетки обычно более крупные. Например, у арбуза, томата их видно невооруженным глазом. Наиболее крупные клетки лубяных волокон льна, они могут достигать в длину 40 мм, волокна крапивы — 80 мм при микроскопической толщине. Где они используются?

Клетки имеют сходную структуру, в том числе на молекулярном уровне. Земная кора и атмосфера содержат 92 природных химических элемента, ио лишь 6 элементов составляют основу массы живого вещества. Это С, I I, N, О, Р, S. Все вещества, из которых состоит растительная клетка, делятся на две группы.

  • 1. Конституционные, которые входят в состав живой материи и участвуют в обмене веществ.
  • 2. Эргастические. Они будут рассмотрены далее отдельно.

Поговорим о конституционных веществах растительной клетки.

Белки — вещества, определяющие строение и свойства живой материи. Это полимеры, построенные из аминокислот. Они создают структуру протопласта, т. е. органоиды. Помимо строительной (структурной) функции белки выполняют также ферментативную (регулируют химические реакции), транспортную, энергетическую функции.

В химическом отношении белки делятся на две группы: протеины, или простые, и протеиды, или сложные.

В клетке постоянно происходит обновление структурных элементов, связанное с процессами синтеза и распада конституционных веществ протопласта. Относительное постоянство химического состава протопласта является результатом динамического равновесия между этими двумя процессами. Его поддержание обусловлено регулирующей функцией белков.

Нуклеиновые кислоты.

Липиды — это жиры и жироподобные вещества. Они, во-первых, гидрофобны, т. е. нерастворимы в воде, во-вторых, содержат много углерод-водородных связей, при окислении которых освобождается большое количество энергии. Таким образом, липиды являются структурными компонентами клетки п эргастическпми веществами протопласта.

Углеводы. Состав углеводов в растительной клетке немного разнообразнее, чем в животной. В организме животных сахара представлены чаще всего глюкозой. В растениях образуются фруктоза, сахароза, лактоза, а также только для них характерные полисахариды — крахмал и целлюлоза. Для клеток растений характерно также большее по сравнению с животными содержание углеводов за счет продуктов выделения — полисахаридов клеточной оболочки — и сахаров клеточного сока вакуолей.

Каждая растительная клетка обычно сама синтезирует все белки, липиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты и другие сложные соединения, необходимые для осуществления ее жизнедеятельности .

От 60 до 90% объема рас тительной клетки составляет вода, в ней растворено большинство веществ. Другие неорганические вещества клетки — это главным образом ионы минеральных солей. Они создают осмотическое давление, необходимое для поступления воды в клетку.

Все компоненты протопласта чаще всего бесцветны, исключение составляют пластиды. По своим физическим свойствам протопласт представляет собой коллоидный раствор, поскольку биологические макромолекулы и некоторые липиды яв.шются типичными коллоидами. В связи с этим протопласт в целом имеет слизистую консистенцию, напоминающую яичный белок.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >