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