Особенности организации растительной клетки

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛЕКЦИЯ

Особенности организации растительной клетки

Строение клеточной стенки. Центральная вакуоль, тонопласт

В растительной клетке есть ядро и все органоиды, свойственные животной клетке: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Вместе с тем она отличается от животной клетки следующими особенностями строения:

1) прочной клеточной стенкой значительной толщины;
2) особыми органоидами -- пластидами, в которых происходит первичный синтез органических веществ из минеральных за счет энергии света -- фотосинтез;

3) paзвитой системой вакуолей, в значительной мере обусловливающих осмотические свойства клеток.

Растительная клетка, как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, но, кроме нее, ограничена толстой состоящей из целлюлозы клеточной стенкой. Наличие клеточной стенки - специфическая. Она определила малую подвижность растений. Вследствие этого питание и дыхание организма стали зависеть от поверхности тела, контактирующей с окружающей средой, что привело в процессе эволюции к большей расчлененности тела, гораздо более выраженной, чем у животных. Клеточная стенка имеет поры, через которые каналы эндоплазматической сети соседних клеток сообщаются друг с другом.

Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии - одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растительных организмов. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах.

Различают три вида пластид: 1) лейкопласты - бесцветные пластиды, в которых из моносахаридов и дисахаридов синтезируется крахмал (есть лейкопласты, запасающие белки или жиры); 2) хлоропласты - зеленые пластиды, содержащие пигмент хлорофилл, где осуществляется фотосинтез - процесс образования органических молекул из неорганических за счет энергии света, 3) хромопласты, включающие различные пигменты из группы каротиноидов, обусловливающих яркую окраску цветков и плодов. Пластиды могут превращаться друг в друга. Они содержат ДНК и РНК, и увеличение их количества осуществляется делением надвое.

Вакуоли окружены мембраной и развиваются из эндоплазматичеокой сети. Вакуоли содержат в растворенном виде белки, углеводы, низкомолекулярные продукты синтеза, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое растворенными в вакуолярном соке веществами, приводит к тому, что в клетку поступает вода, которая обусловливает тургор - напряженное состояние клеточной стенки. Толстые упругие стенки обеспечивают прочность растений к статическим и динамическим нагрузкам.

Протопласт. 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. Для живых растительных клеток характерно движение цитоплазмы вместе с погруженными в нее органеллами и ядром, называемое током цитоплазмы, или циклозом.

Рисунок 13.1 - Схема строения растительной клетки

1 - ядро; 2 - ядерная оболочка (две мембраны - внутренняя и внешняя и перинуклеарное пространство); 3 - ядерная пора; 4 - ядрышко; 5 - конденсированный хроматин; 6 - диффузный хроматин; 7 - клеточная стенка; 8 - плазмалемма; 9 - плазмодесмы; 10 - эндоплазматическая агранулярная сеть; 11 - гранулярная эндоплазматическая сеть; 12 - митохондрии; 13 - свободные рибосомы; 14 - лизосомы; 15 - хлоропласт; 16 - диктиосома аппарата Гольджи; 17- гиалоплазма; 18 - тонопласт; 19 - вакуоль с клеточным соком

Гиалоплазма представляет собой сложный бесцветный коллоидный раствор слизистой консистенции. Одним из проявлений живого состояния гиалоплазмы является переход коллоидной системы с преобладанием дисперсионной среды - воды (золя) в гель, находящийся в более твердом состоянии, и обратно. Гиалоплазма содержит воду (70-90 %), в которой растворены ионы минеральных солей, играющие важную роль в создании осмотического давления в клетке. В состав гиалоплазмы входят также растворимые белки, рибонуклеиновая кислота (РНК), полисахариды, липиды.

Вещества, входящие в состав живой клетки, объединяют в понятие конституционные, т.е. участвующие в обмене веществ. Основными классами конституционных органических веществ являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы.

Белки - вещества, определяющие строение и свойства живой материи. На их долю приходится основная масса органических веществ клетки. Они участвуют в построении структуры и функциях всех клеточных органелл. Белки выполняют важную ферментативную функцию, постоянно участвуя в процессах синтеза и распада конституционных веществ. Белки могут быть и эргастическими веществами клетки, т.е. откладываться в запас, а также выполнять сократительную, транспортную функции и могут служить источником энергии.

Белки - это биополимеры, состоящие из аминокислот, соединенных пептидными связями. Из известных 40 аминокислот в состав белков входят 20. Простые белки - протеины - состоят только из аминокислот и откладываются в клетке в качестве запасных веществ. Простые белки могут соединяться с углеводами (гликопротеиды), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды), жирными кислотами (липопротеиды), и тогда они называются сложными белками - протеидами. Протеиды являются конституционными белками, так как входят в состав цитоплазмы и ядра.

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) - важная группа фосфорсодержащих биополимеров, обеспечивающая хранение и передачу наследственной информации. Мономером нуклеиновых кислот является нуклеотид, включающий в себя азотистое основание, сахар и остаток фосфорной кислоты. Для каждого вида характерен свой нуклеотидный состав нуклеиновых кислот.

Молекула ДНК состоит из 2 полинуклеотидных антипараллельных цепей, закрученных в двойную спираль вокруг центральной оси. Цепи выстраиваются по типу комплементарности между азотистыми основаниями, образующими между собой водородные связи. Структура ДНК описана в 1953 г. Д. Уотсоном и Ф. Криком. РНК, в отличие от ДНК, представляет собой одноцепочечную молекулу. ДНК и РНК могут находиться как в ядре, так и в цито- плазме, а также в митохондриях и хлоропластах.

Липиды (фосфолипиды) - жироподобные вещества, которые являются структурными компонентами клетки, так как входят в состав клеточной мембраны (плазмолемма, тонопласт). Протопласт растительной клетки содержит: простые липиды (жирные масла), полимерные липиды (воск, кутин, суберин) и сложные липиды (липоиды, или жироподобные вещества). Простые липиды состоят из остатков жирных кислот и спиртов (жиры, воски). Сложные липиды - это комплексы липидов, их соединения с белками (липопротеиды), фосфорной кислотой (фосфолипиды), сахарами (гликолипиды). Некоторые пигменты (каротиноиды) также относят к сложным липидам. Липиды являются одним из основных компонентов биологических мембран, а также составляют их энергетический резерв.

Углеводы входят в состав гиалоплазмы в виде моносахаридов (глюкоза, фруктоза), дисахаридов (сахароза, мальтоза и др.) и полисахаридов (крахмал).

У растений моносахариды являются первичным продуктом фотосинтеза и используются для биосинтеза полисахаридов, аминокислот, жирных кислот и др. Углеводы запасаются в виде крахмала как энергетический резерв растений. Некоторые углеводные полимеры служат опорным материалом жестких клеточных стенок (целлюлоза) или выполняют функцию цементирующего материала в межклеточном пространстве (пектины).

Хлоропласт - крупная двумембранная пластида, в которой протекает фотосинтез за счет наличия пигментов: хлорофиллов, каротиноидов и ксантофиллов. Внутренняя среда хлоропласта - студенистообразный матрикс - строма. Строма содержит рибосомы, кольцевую молекулу ДНК и капельки масла. В строме протекает темновая фаза фотосинтеза, в которой непосредственно происходит синтез органических соединений с использованием энергии, синте- зированной в световую фазу. В строме на ламеллах находится система мембран-тилакоидов, собранных в стопки-граны, в которых может откладываться крахмал. В тилакоидах протекает световая фаза фотосинтеза, в ходе которой осуществляются процессы циклического и нециклического фосфорилирования и фотолиза воды под действи ем квантов света. Хлоропласты могут превратиться в хромопласты (пожелтение листьев) или в лейкопласты (если поместить растение в темноту).

Рисунок 13.2 - Схемы строения митохондрии в трехмерном изображении (А) и на срезе (Б): 1 - наружная мембрана митохондрии; 2 - внутренняя мембрана; 3 - криста; 4 - рибосома; 5 - матрикс; 6 - кольцевая нить ДНК

Рисунок 13.3 - Строение хлоропласта:

А - объемная схема строения хлоропласта; Б - схема среза через хлоропласт:

1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - строма; 4 - грана; 5 - тилакоид граны; 6 - ламелла; 7 - ДНК; 8 - рибосомы хлоропласта (отличаются от цитоплазматических рибосом); 9 - крахмальные зерна

Рисунок 13.4 - Строение хромопласта:

А. Внешний вид: 1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - жировые капли; 4 - ламеллы;

Б, В: хромопласты в клетках мякоти зрелых плодов рябины (Sorbus aucuparia) и боярышника (Crataegus sangunea) соответственно: 1 - хромопласты; 2 - ядро; 3 - стенка клетки

Рисунок 13.5 - Строение лейкопласта: А. Внешний вид лейкопласта:

1 - наружная мембрана; 2 - внутренняя мембрана; 3 - ламелла; 4 - строма.

Б. Лейкопласты (1) в клетках листа традесканции

Хромопласт - окрашенная пластида, содержащая пигменты: каротиноиды (оранжевые) и ксантофиллы (желтые). Хромопласты являются конечным этапом в развитии пластид, поэтому у них, как правило, отсутствует внутренняя мембранная система. От хлоропластов они отличаются меньшими размерами и разнообразной формой. Больше всего хромопластов в плодах томата, красного перца, в цветках, где их яркая окраска служит для привлечения насекомых и птиц, участвующих в опылении растений и распространении семян.

Лейкопласт - бесцветная пластида, не содержащая пигментов. В отличие от хлоропластов у лейкопластов слабо развитая мембранная система и редко расположенные одиночные тилакоиды. Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты и хромопласты. Лейкопласты приспособлены для хранения запасных питательных веществ, поэтому их особенно много в запасающих органах: корнях, семенах, молодых листьях. В амилопластах откладывается запасной крахмал; в олеопластах - липиды; в протеинопластах - белки.

Одномембранные оргпнеллы. ЭПС - система уплощенных одномембранных мешочков (цистерн) в виде трубочек и пластинок, образующих единое целое с наружной мембраной ядерной оболочки. Различают 2 типа ЭПС: при наличии на поверхности ЭПС рибосом - она называется шероховатой, или гранулярной, а если рибосом нет - гладкой. На мембранах шероховатой ЭПС происходит синтез белков, а на мембранах гладкой ЭПС - синтез веществ небелковой природы (углеводы, липиды).

Диктиосома (аппарат Гольджи) - стопка уплощенных одномембранных мешочков. На одном конце стопки мешочки образуются непрерывно, а на другом - отшнуровываются в виде пузырьков Гольджи. Стопки могут существовать и в виде дискретных (отдельных) диктиосом. Диктиосомы участвуют в процессе секреции и синтеза углеводов (растительная клеточная стенка); в них образуются первичные лизосомы. Многие ферменты, синтезируемые на ЭПС, претерпевают модификацию в цистернах и траспортируются пузырьками Гольджи.

Микротельца - органеллы, не совсем правильной сферической формы с зернистой структурой, но иногда в них попадаются кристаллоиды или скопление нитей.

Рисунок 13.6 - Строение эндоплазматической сети: А - цистерны гранулярной ЭПС; Б - система цистерн гранулярной ЭПС и трубок агранулярной ЭПС; 1 - цистерна гранулярной ЭПС; 2 - рибосома; 3 - пузырек Гольджи; 4 - цистерны диктиосомы; 5 - вакуоль; 6 - трубка агранулярной ЭПС; 7 - окна в ретикулярной цистерне; 8 - прикрепленная полисома

Глиоксисомы имеют отношение к метаболизму глиоксилата и участвуют в превращении липидов в сахарозу в некоторых богатых маслами семенах (например, в эндосперме семени клещевины).

Пероксисомы содержат фермент каталазу, ускоряющую разложение перекиси водорода на воду и кислород. Перекись водорода является побочным продуктом некоторых окислительных процессов, протекающих в клетке. Она очень токсична и должна немедленно удаляться из клетки. Пероксисомы листьев тесно связаны с процессом фотодыхания при участии хлоропластов и митохондрий.

Рисунок 13.7 - Строение диктиосомы (аппарат Гольджи): 1 - пузырек Гольджи; 2 - цистерна диктиосомы в плане

У определенной части эукариотических клеток двигательными приспособлениями являются ундулиподии, отличающиеся по строению от жгутиковидных образований. Ундулиподии имеются у многих протоктистов - водорослей и грибоподобных, особенно на одноклеточных стадиях их жизненного цикла. У таких растений, как мхи, папоротники и часть голосеменных, ундулиподиями снабжены только мужские половые клетки. Ундулиподии снаружи покрыты мембраной, которая представляет собой единое целое с плазматической мембраной клетки. На поперечном срезе 9 пар микротрубочек образуют кольцо, а 2 дополнительные микротрубочки располагаются в центре кольца (организация: 9+2). Ундулиподии отходят от цилиндрических структур, называемых кинетосомами. У кинетосом на поперечном срезе заметно лишь периферическое кольцо микротрубочек, собранных по 3 (организация: 9+0).

Рисунок 13.8 - Схема строения рибосомы, сидящей на мембране ЭПС: 1 - малая субъединица; 2 - иРНК; 3 - аминоацил тРНК; 4 - аминокислота; 5 - большая субъединица; 6 - мембрана ЭПС; 7 - синтезируемая полипептидная цепь

Движение ундулиподиев может также осуществляться автономно, они способны двигаться и после отделения от клетки.

Микротрубочки - тонкие цилиндрические структуры, состоящие из субъединиц белка, называемого тубулином. Микротрубочки контролируют упаковку целлюлозных микрофибрилл при формировании клеточной стенки; участвуют в формировании веретена деления.

Микрофиламенты - это длинные нити, состоящие из сократительного белка актина. Пучки микрофиламентов играют определяющую роль в токах цитоплазмы. Микрофиламенты вместе с микротрубочками образуют гибкую сеть, называемую цитоскелетом.

Производные протоплата. Вакуоль - это резервуар, ограниченный одинарной мембраной - тонопластом. В вакуоли содержится клеточный сок - концентрированный раствор различных веществ, таких, как минеральные соли, сахара, пигменты, органические кислоты, ферменты. В зрелых клетках вакуоли сливаются в одну, центральную.

В вакуолях хранятся различные вещества, в том числе конечные продукты обмена. От содержимого вакуоли в сильной степени зависят осмотические свойства клетки.

В связи с тем, что вакуоли содержат крепкие растворы солей и других веществ, клетки растений постоянно осмотически поглощают воду и создают гидростатическое давление на клеточную стенку, называемое тургорным. Тургорному давлению противостоит равное ему по величине давление клеточной стенки, направленное внутрь клетки. Большинство растительных клеток существуют в гипотонической среде. Но если такую клетку поместить в гипертонический раствор, вода по законам осмоса начнет выходить из клетки (для выравнивания водного потенциала по обе стороны мембраны). Вакуоль при этом сократится в объеме, ее давление на протопласт уменьшится, и мембрана начнет отходить от клеточной стенки. Явление отхождения протопласта от клеточной стенки называется плазмолизом. В природных условиях такая потеря тургора в клетках приведет к увяданию растения, опусканию листьев и стеблей. Однако этот процесс обратим: если клетку поместить в воду (например, при поливе растения), возникает явление, обратное плазмолизу - деплазмолиз.

Рисунок 13.9 - Схема плазмолиза: А - клетка в состоянии тургора (в изотоническом растворе); Б - начало плазмолиза (клетка, помещенная в 6% раствор КNО₃); В - полный плазмолиз (клетка, помещенная в 10% раствор КNО₃); 1 - хлоропласт; 2 - ядро; 3 - клеточная стенка; 4 - протопласт; 5 - центральная вакуоль

Включения. Клеточными включениями являются запасные и экскреторные вещества. Запасные вещества (временно выключенные из обмена) и вместе с ними отбросы (экскреторные вещества) часто называют эргастическими веществами клетки. К запасным веществам относят запасные белки, жиры и углеводы. Эти вещества накапливаются в течение вегетационного периода в семенах, плодах, подземных органах растения и в сердцевине стебля.

Запасные вещества. Запасные белки, относящиеся к простым белкам -протеинам, чаще откладываются в семенах. Осаждающиеся белки в вакуолях образуют зерна округлой или эллиптической формы, называемые алейроновыми. Если алейроновые зерна не имеют заметной внутренней структуры и состоят из аморфного белка, их называют простыми. Если в алейроновых зернах среди аморфного белка встречаются кристаллоподобная структура (кристаллоид) и блестящие бесцветные тельца округлой формы (глобоиды), такие алейроновые зерна называют сложными. Аморфный белок алейронового зерна представлен гомогенным непрозрачным белком желтоватого цвета, набухающим в воде. Кристаллоиды имеют характерную для кристаллов ромбоэдрическую форму, но в отличие от истинных кристаллов составляющий их белок набухает в воде. Глобоиды состоят из кальциево-магниевой соли, содержат фосфор, нерастворимы в воде и не дают реакцию на белки.

Запасные липиды обычно располагаются в гиалоплазме в виде капель и встречаются почти во всех растительных клетках. Это основной тип запасных питательных веществ большинства растений: наиболее богаты ими семена и плоды. Жиры (липиды) - наиболее калорийное запасное вещество. Углеводы входят в состав каждой клетки в виде растворимых в воде сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы) и нерастворимых в воде полисахаридов (целлюлозы, крахмала). В клетке углеводы играют роль источника энергии для реакций обмена веществ. Сахара, связываясь с другими биологическими веществами клетки, образуют гликозиды, а полисахариды с белками - гликопротеины. Состав углеводов растительной клетки значительно более разнообразен, чем у животных клеток, за счет разнообразного состава полисахаридов клеточной оболочки и сахаров клеточного сока вакуолей.

Главнейшим и наиболее распространенным запасным углеводом является полисахарид крахмал. Первичный ассимиляционный крахмал образуется в хлоропластах. Ночью, при прекращении фотосинтеза, крахмал гидролизуется до сахаров и транспортируется в запасающие ткани - клубни, луковицы, корневища. Там в особых типах лейкопластов - амилопластах - часть сахаров откладывается в виде зерен вторичного крахмала. Для крахмальных зерен характерна слоистость, что объясняется различным содержанием воды из-за неравномерного поступления крахмала в течение суток. В темных слоях воды больше, чем в светлых. Зерно с одним центром крахмалообразования в центре амилопласта называют простым концентрическим, если центр смещен - простым эксцентрическим. Зерно с несколькими крахмалообразующими центрами - сложное. У полусложных зерен новые слои откладываются вокруг нескольких крахмалообразующих центров, а затем формируются общие слои и покрывают крахмалообразующие центры.

Экскреторные вещества. К клеточным включениям относятся и экскреторные вещества, например кристаллы оксалата кальция (одиночные кристаллы, рафиды - игольчатые кристаллы, друзы - сростки кристаллов, кристаллический песок - скопление множества мелких кристаллов). Реже кристаллы состоят из карбоната кальция или кремнезема (цистолиты). Цистолиты откладываются на клеточной стенке, вдающейся внутрь клетки в виде гроздьев винограда, и характерны, например, для представителей семейства крапивных, листьев фикуса.

В отличие от животных, выводящих избыток солей вместе с мочой, растения не имеют развитых органов выделения. Поэтому считается, что кристаллы оксалата кальция являются конечным продуктом метаболизма протопласта, образующимся как приспособление для выведения из обмена излишков кальция. Как правило, эти кристаллы накапливаются в органах, которые растение периодически сбрасывает (листья, кора).

растительная клетка пластид гиалоплазма

Рисунок 13.10 Формы кристаллов оксалата кальция в клетках: 1, 2 - рафида (недотрога; 1- вид сбоку, 2 - на поперечном срезе); 3 - друза (опунция); 4 - кристаллический песок (картофель); 5 - одиночный кристалл (ваниль)

Эфирные масла скапливаются в листьях (мята, лаванда, шалфей), цветках (шиповник), плодах (цитрусовые) и семенах растений (укроп, анис). Эфирные масла не принимают участия в обмене веществ, но их широко используют в парфюмерии (розовое, жасминное масла), пищевой промышленности (анисовое, укропное масла), медицине

(мятное, эвкалиптовое масла). Резервуарами для скопления эфирных масел могут быть желёзки (мята), лизигенные вместилища (цитрусовые), железистые волоски (герань).

Смолы - это комплексные соединения, образующиеся в процессе нормальной жизнедеятельности или в результате разрушения тканей. Они образуются эпителиальными клетками, выстилающими смоляные ходы, как побочный продукт обмена веществ, часто с эфирными маслами. Могут накапливаться в клеточном соке, цитоплазме в виде капель или во вместилищах. Они нерастворимы в воде, непроницаемы для микроорганизмов и благодаря своим антисептическим свойствам повышают сопротивляемость растений болезням. Применяются смолы в медицине, а также при изготовлении красок, лаков и смазочных масел. В современной промышленности заменяются синтетическими материалами.

Клеточная стенка. Жесткая клеточная стенка, окружающая клетку, состоит из целлюлозных микрофибрилл, погруженных в матрикс, в состав которого входят гемицеллюлозы и пектиновые вещества. Клеточная стенка обеспечивает механическую опору клетке, защиту протопласта и сохранение формы клетки. При этом клеточная стенка способна к растяжению. Являясь продуктом жизнедеятельности протопласта, стенка может расти только в контакте с ним. Через клеточную стенку происходит передвижение воды и минеральных солей, но для высокомолекулярных веществ она полностью или частично непроницаема. При отмирании протопласта стенка может продолжать выполнять функцию проведения воды. Наличие клеточной стенки более чем все другие признаки отличает растительные клетки от животных. Архитектуру клеточной стенки в значительной степени определяет целлюлоза. Мономером целлюлозы является глюкоза. Пучки молекулы целлюлозы формируют мицеллы, которые объединяются в более крупные пучки - микрофибриллы.

Целлюлозный каркас клеточной стенки заполнен нецеллюлозными молекулами матрикса. В состав матрикса входят полисахариды, называемые гемицеллюлозами; пектиновые вещества (пектин), очень близкие к гемицеллюлозам, и гликопротеиды. Пектиновые вещества, сливаясь между соседними клетками, образуют срединную пластинку, которая располагается между первичными оболочками соседних клеток. При растворении или разрушении срединной пластинки (что происходит в мякоти созревших плодов) возникает мацерация (от лат. maceratio - размягчение). Естественную мацерацию можно наблюдать у многих перезрелых плодов (арбуз, дыня, персик). Искусственную мацерацию (при обработке тканей щелочью или кислотой) используют для приготовления различных анатомических и гистологических препаратов.

Клеточная стенка в процессе жизнедеятельности может подвергаться различным видоизменениям - одревеснению, опробковению, ослизнению, кутинизации, минерализации.

Одревеснение клеточной стенки связано с внедрением между молекулами целлюлозы лигнина, который является самым распространенным (после целлюлозы) полимером растительных клеток. Он увеличивает жесткость оболочки, вызывая одревеснение клеточных стенок.

Кутин, суберин и воск - жироподобные вещества. Кутин и воск обычно откладываются на поверхности клеток эпидермы. Кутиновая пленка образует кутикулу. Суберин пропитывает клеточные стенки вторичной покровной ткани, вызывая опробковение. В момент завершения опробковения протопласт клетки разрушается, а клеточная стенка пробки становится непроницаемой для воды и газов. Кутин и суберин встречаются в комбинации с восками и предотвращают чрезмерную потерю воды растением и проникновение в его клетки различных бактерий и грибов.

Клеточные стенки могут пропитываться оксалатами и кремнеземом, что придает им твердость и хрупкость и приводит к их минерализации.

Некоторые клеточные стенки кожуры семян (льна) способны к ослизнению. Это происходит за счет превращения целлюлозы и пектина в слизи и камеди, которые, являясь полимерами, сильно набухают при соприкосновении с водой. Слизи удерживают влагу, защищая семена от высыхания, и закрепляют их на определенном месте, с частицами почвы.

При образовании клетки в процессе митоза формируется первичная клеточная стенка. На всем своем протяжении первичные клеточные стенки не одинаковы по толщине, а имеют тонкие участки, которые называются первичными поровыми полями. У некоторых клеток протопласт откладывает на внутреннюю поверхность первичной оболочки еще один слой - вторичную клеточную стенку. На первичных поровых полях вторичная оболочка не откладывается. Таким образом, во вторичной оболочке образуется пора. Поры двух контактирующих клеток лежат друг против друга. В клетках, имеющих вторичные оболочки, существуют 2 типа пор - простые и окаймленные. Вторичная оболочка в окаймленных порах нависает над порой, а внутри имеется торус (утолщение), регулирующий движение жидкости в соседние клетки. В простых порах диаметр порового канала одинаковый по всей длине.

Такие оболочки нужны специализированным клеткам, выполняющим механическую и проводящую функции. После отложения вторичной оболочки и ее одревеснения протопласт клеток часто разрушается. Обычный компонент вторичных оболочек клеток древесины (ксилемы) и склеренхимы - лигнин.

Рисунок 13.11 - Первичные поровые поля, поры и плазмодесмы: А - паренхимная клетка с первичной оболочкой и первичными поровыми полями; Б - клетки с вторичными оболочками и многочисленными порами; В - пара простых пор; Г - пара окаймленных пор; 1 - срединная пластинка; 2 - первичная оболочка; 3 - межклеточное пространство; 4 - плазмодесмы в первичном поровом поле; 5 - вторичная оболочка; 6 - поры; 7 - поровая мембрана; 8 - окаймление

В отличие от животной клетки для строения растительной клетки характерны:

1) наличие прочной целлюлозной клеточной стенки, представляющей собой видоизмененный гликокаликс животной клетки;

2) наличие пластид и автотрофнос питания (фотосинтез);

3) наличие (как правило) крупной центральной вакуоли;

4) рост клеток - путем растяжения (в основном за счет увеличения объема вакуоли);

5) отсутствие клеточного центра у высших растений, участвующего в делении клетки, роль которого выполняют отдельные микротрубочки;

6) способность к неограниченному или очень продолжительному росту;

7) малая подвижность (как правило, у всех клеток высших растений).

Растениям свойственны медленные движения: настии (уплотнения с изгибом), нутации (круговые движения), тропизмы (изгибы органов растения). Лишь среди зеленых водорослей встречается много подвижных форм.

Жизненный (митотический) цикл клетки включает ее существование от момента деления до следующего деления или смерти. Цикл клетки складывается из 3 главных стадий: интерфазы, в которой происходят активный рост и функционирование клеток, а также подготовка их к делению; деления ядра и цитокинеза - процесса разделения цитоплазмы между дочерними клетками.

Вопросы для самоконтроля

В чем основное отличие растительной клетки от животной клетки? 2. В чем заключается наиболее характерная особенность обмена веществ растительных организмов? 3. Где осуществляется первичный синтез углеводов из неорганических веществ? 4. Какие виды пластид в растительной клетке? 5. Какие функции выполняют вакуоли? 6. Что представляет собой протопласт? 7. Что такое циклоз? 8. В чем сущность коллоидных свойств гиалоплазмы? 9. Какие функции выполняют белки? 10. В чем особенности строения хлоропласта, лейкопласта и хромопласта? 11. В чем отличие плазмолиза от деплазмолиза? 12. В чем особенности строения клеточной стенки?

Размещено на Allbest.ru