Строение растительной клетки. Клетка -это структурная и функциональная единица всех живых организмов
Клетка -это структурная и функциональная единица всех живых организмов. Термин «клетка» был впервые применим в 1665 г. Р. Гуком при описание ячеек, которые он видел в тонких срезах пробки (рис.3).
Каждая клетка состоит из двух важнейших неразрывно связанных между собой частей - цитоплазмы и ядра. При рассмотрении клеток под микроскопом хорошо заметны, пять структурных элементов: клеточная стенка , цитоплазма, ядро, вакуоль, пластиды.
Рис. 3. Элементы клетки
Цитоплазма -бесцветный вязкий полупрозрачный раствор. В цитоплазме находится целый ряд оформившихся структур, имеющих закономерные особенности строения и поведения в разные периоды жизнедеятельности клетки. Каждая из этих структур несет определенную функцию, их называют органоиды или органеллы.
Ядро - важнейшая составная часть клетки. Оно содержит молекулы ДНК, РНК, нуклеопротеид и выполняет две главные функции.
1.Хранение и воспроизведение генетической информации.
2.Регуляция процессов обмена веществ, протекающих в клетке.
Растительные клетки имеют пластиды. Существуют три вида пластид. Они различаются по форме, цвету, размерам и функциям. Хлоропласты придают зеленую окраску; хромопласты - красную, желтую; лейкопласты-белую (бесцветную).
В клетках хорошо заметны полости, называемые вакуолями, которые заполнены клеточным соком. Клеточный сок образуется в результате обмена веществ в процессе жизнедеятельности всего растительного организма, содержит различные органические и неорганические кислоты, ферменты и другие вещества. Основной частью является вода 95%. Защищает содержимое клетки от воздействия внешней среды - клеточная стенка(рис.4).
Рис. 4. Клеточная стенка в двух видах клеток
Различают:
1.Первичную клеточную стенку, образуется после деления клеток, состоит из пектиновых веществ и целлюлозы;
2.Вторичную клеточную стенку, образуется в результате роста и утолщения первичной стенки, состоит из полисахаридов- целлюлозы (клетчатки).
Клеточная стенка с возрастом претерпевает изменения:
1.Одревеснение - стенки пропитываются лигнином;
2. Опробковение – стенки пропитываются суберином;
3.Кутинизация – стенки пропитываются кутином;
4.Ослизнение – стенки пропитываются водой;
5.Минерализация – стенки пропитываются минеральными солями.
Во взрослой растительной клетке выделяют: протопласт – живое содержимое клетки и производные протопласта. Протопласт представляет собой цитоплазму и ядро; к производным протопласта относят целлюлозную клеточную стенку (оболочку) и вакуоль. В состав цитоплазмы входит гиалоплазма – внутренняя жидкая среда клетки, в которую погружены клеточные органеллы. Она представляет собой сложный бесцветный коллоидный раствор слизистой консистенции. В ней находятся различные по своим функциям клеточные органеллы: митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, клеточный центр, лизосомы, рибосомы и др. (см. табл.1).
Таблица 1
Основные органоиды клетки
| Название | Описание | Функции |
| Пластиды | Присутствуют только в растительных клетках | |
| Цитоплазма | Внутренняя полужидкая среда клетки, в которой находится ядро и все органоиды и включения | Объединяет все органоиды клетки, в ней протекают все процессы обмена веществ |
| Плазматическая мембрана | Тонкая прозрачная пленка, состоящая из молекул белков и липидов, на внешней ее стороне имеется клеточная оболочка, состоящая из целлюлозы (клетчатки). Пронизана специальными отверстиями - порами | Защита клетки от внешнего воздействия, придание клетки определенной формы, участие в обмене веществ между клеткой и внешней средой, в контактировании клеток друг с другом |
| Ядро | Самый крупный органоид клетки, окружено ядерной оболочкой, пронизанной порами, внутри находится одно или несколько ядрышек, хромосомы, ДНК, РНК | Хранение генетической информации, регуляция основных процессов клетки |
| Хлоропласты | Имеют овальную форму, зеленую окраску, содержат хлорофилл | Фотосинтез |
| Хромопласты | Имеют желтую, оранжевую или красную окраску, обеспеченную пигментами | Обеспечивают окраску плодов, лепестков, осенних листьев |
| Лейкопласты | Бесцветные, содержатся в неокрашенных частях растений (стебли, клубни, корни) | В них накапливаются запасные питательные вещества |
| Эндоплазматическая сеть | Сеть многочисленных каналов и полостей в цитоплазме клетки | Синтез, накопление и транспортировка органических веществ |
| Аппарат (комплекс) Гольджи | Имеет сложную форму, состоящую из полостей, трубочек и пузырьков | Накопление и выделение продуктов обмена |
| Клеточный центр | Состоит из двух цилиндрических телец (центриолей), расположены под углом друг к другу | Принимает участие в деление клетки |
| Рибосомы | Мелкие тельца, по форме напоминают восьмерку | Сборка сложных молекул белков |
| Лизосомы | Небольшие овальные тельца с различными ферментами внутри | Внутриклеточное переваривание, удаление отмерших органоидов |
| Митохондрии | Мелкие тельца различной формы с многочисленными выростами (кристы) на внутренней части мембраны. | Образование и накопление энергии (синтез АТФ) |
Включения в клетке
В процессе жизнедеятельности клетки образуют различные вещества, которые являются включениями. Включения в клетке подразделяются на запасные питательные вещества и отбросы или экскреторные вещества. К запасным относят углеводы, белки, жирные масла. Эти вещества могут использоваться в дальнейшей жизни растений или откладываться в запас. К экскреторным веществам относят кристаллы оксалата кальция, эфирное масло, смолы.
Из углеводов самым распространенным является крахмал.
Виды крахмала:
1.Ассимиляционный крахмал, в виде мелких крупинок, образующихся в процессе фотосинтеза в листьях, не накапливается, с помощью ферментов превращается в глюкозу;
2.Транзиторный (вторичный) крахмал возникает на путях передвижения глюкозы;
3.Запасной крахмал, откладывается в запас в клубнях, корневищах, семенах в виде зерен.
Крахмальное зерно состоит из образовательного центра ( центр наслоения), на который происходит наслоение крахмала. Крахмальные зерна бывают простыми, полусложными и сложными (рис.5). Свойства крахмала: крахмал сложный углевод, который в воде не растворим, в горячей воде набухает с образованием клейстера. Качественная реакция на крахмал: раствор йода образует сине - фиолетовое окрашивание.
Рис.5. Крахмальные зерна разных видов растений
А – картофель; Б – пшеница; В – овес; Г – кукуруза ; Д – рис; Е – гречка . 1 – простое крахмальное зерно, 2 – сложное, 3 – полусложное
Белок входит в состав цитоплазмы, ядра, пластид, составляет основу протопласта. Выделяют так же запасные белки, которые накапливаются в семенах бобовых растений, зерновых злаков в виде зерен, которые бывают простыми и сложными. Сложное алейроновое зерно имеет шарообразную форму, снаружи покрыто тонкой белковой оболочкой. Внутри зерна находится большой белковый кристалл многогранной формы. Имеется меленькое шаровидное тело- глобоид. Остальное пространство заполнено аморфным белком (рис.6).
Образование алейроновых зерен происходит при созревании семян. При прорастании семян клетки получают большое количество воды, происходит набухание алейроновых зерен, они лопаются и превращаются в вакуоли.
Качественная реакция на алейроновое зерно: раствор йода образует золотисто – оранжевое окрашивание.
Рис. 6. Алейроновые зерна в клетках эндосперма клещевины