Строение растительной клетки.

Форма и размеры клетки.

Паренхимные клетки- клетки, диаметр которых по всем направлениям приблизи­тельно одинаков.

Прозенхимные клетки- сильно вытянутые, с заострен­ными концами клетки (лубяные волокна льна имеют длину 40 - 120 мм). Диаметр клеток у высших растений колеблется от 10 до 100 мкм.

Растительная клетка состоит из оболочки, цитоплазмы и ядра.

Клеточная оболочка .

Оболочка клетки растений состоит из плазматической мембраны и клеточной стенки.

Клеточная стенка состоит из микрофибрилл целлюлозы и матрикса.

Целлюлоза- полисахарид, полимер бетта-глюкозы, параллельные закрученные цепи которого соединены водородными связями. Моле­кулы целлюлозы собраны в пучки, образуют микрофибриллы - это жесткая часть оболочки.

Микрофибриллы погружены в матрикс, состоящий из гемицел­люлозы и пектиновых веществ.

Гемицеллюлоза- полисахарид пентоз и глюкозы. Молекулы гемицеллюлозы более короткие, чем целлюлоза, сильно разветвлены, легко разрушаются ферментами.

Пектиновые вещества- полимеры из арабинозы, галактозы, галактуроновой кислоты и метилового спирта; содержат большое число карбоксильных групп, поэтому образуют с ионами кальция и магния пектаты- клейкие, студнеобразные вещества.

По мере дифференциации клетки оболочка может менять свой химический состав. Это происходит в результате одревеснения (лигнификация), опробковения (накопление суберина), кутинизации, минерализации .

Лигнин- полимер из ароматических спиртов, откладывается в виде колец, спиралей в клеточной стенке, придает жесткость.

Жироподобные вещества- суберин, воск, кутин.

Кутин и воск откладываются на поверхности клеточной стенки и выполняют защитную функцию. Слой кутина образует кутикулу, слой воска- восковой налет.

Суберин откладывается внутри клеточной стенки и вызывает опробковение и отмирание протопласта.

В листьях и стеблях некоторых растений происходит минерализация: откладываются углекислый кальций и кремнезем, придавая органам жесткость и защищая от поедания животными.

Структурно клеточная стенка состоит из трех слоев: межклеточного вещества, или срединной пластинки, первичной оболочки, вторичной оболочки.

Срединная пластинка находится между клеточными стенкаим соседних клеток, скрепляя их. Она образована пектатами.

Первичная оболочка тонкая , эластичная, не препятствует росту клеток. Целлюлозных микрофибрилл в ней мало (от 2 до 30 %). Вода составляет 60—70 %. Клетки, которые активно делятся или фотосинтезируют, имеют только первичную оболочку.

Вторичная оболочка толстая, иногда (например, у лубяных волокон) занимает до 90 % объема клетки. Она построена в основном из целлюлозы. Микрофибриллы располагаются плотнее, чем в первичной оболочке. Вторичная оболочка откладывается протопластом клетки, прекратившей свой рост. Вторичная оболочка жесткая, не способна к растяжению. Она развита не у всех клеток.

Функции.

1. защитная. Клеточная стенка защищает протопласт от повреждения, потерь воды, проникновения микроорганизмов.
2. механическая. Придает клетке прочность, определяет форму и размеры.
3. транспортная. Клеточная стенка участвует в процессах их поглощения, испарения, секреции, транспорта, обеспечении тургорных свойств клеток.

Плазмодесмы

Плазмодесмы - тонкие нити цитоплазмы, соединяющие клетки друг с другом..

При этом цитоплазма и эндоплазматическая сеть обоих клеток соединяется в единое целое. Такая непрерывная связь:

1. обеспечивает межклеточ­ный обмен веществ,

2. передает раздражение,

3. способствует свобод­ной циркуляции жидкости, необходимой для поддержания тургора в растительной клетке.

4. Через эти каналы происходит и внедрение в клетки инфек­ции, например вирусов.

Благодаря плазмодесмам достигается коорди­нация работы всех частей единого организма.

Симпласт- система протопластов соседних клеток, осуществляющая транспорт веществ (ионов, сигнальных веществ, глюкозы)

Апопласт- система клеточных стенок, обеспечивающая транспорт веществ (в основном, воды).

Цитоплазма растительной клетки состоит из гиалоплазмы и органоидов.

Гиалоплазма- внутренняя среда клетки.

Органоиды: эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лизосомы, пластиды, митохондрии, рибосомы, вакуоли.

Органоиды, характерные для растительной клетки: пластиды и вакуоли.

Пластиды.

Пластиды - органеллы, свойст­венными только раститель­ным клеткам.

Различают 3 вида пластид: хлоропласты (зеленые), лейкопласты (бесцветные) и хромопласты (желтые, красные, оранже­вые). Пластиды отличаются степенью развития тилакоидной структуры и образуются из пропластид.

Хлоропласты встречаются в зеленых органах растений: листьях, молодых стеблях и выполняют функцию фотосинтеза. Они имеют форму диска или линзы. Размер колеблется от 3 до 10 мкм и постоянен у разных видов высших растений.

У тенелюбивых растений хлоропласты крупнее, чем у светолюбивых.

Строение хлоропласта: две мембраны(наруж­ная и внутренняя), и внутреннее содержимое- строма, в которой находятся рибосомы, зерна крахмала, ДНК.

Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует - тилакоиды. Тилакоиды образуют граны. Число тилакоидов в гране варьирует от нескольких штук до 50, в одном хлоропласте может быть 40—60 гран. Это зависит от вида растений, условий освещенности. Граны связаны между собой ламеллами.

Функция хлоропластов- фотосинтез. В тилакоидные мембраны встроены пигменты хлорофилл и каротиноиды, а также ферменты фотосистем; в тилакоидах происходит световая фаза фотосинтеза.

В строме происходят темновые реакции фотосинтеза. В ней находятся фер­менты цикла Кальвина, откладываются зерна крахмала.

Строма хлоропласта содержит ДНК, которая существует в кольцевой форме, не окружена мембраной, не связана с белками гистонами; РНК и рибосомы.

Рибосомы хлоропластов меньше по размерам рибосом цито­плазмы. Они существуют в пластиде в двух состояниях — свобод­ные и связанные с тилакоидами гран,

Хлоропласты размножаются делением. Образующаяся при этом перетяжка делит пластиду на две. Происходит этот процесс примерно за 8 дней.

Лейкопласты — бесцветные пластиды, не содержащие пигмен­та. Встречаются в клетках запасающих орга­нов — корнях, клубнях, корневищах, семенах. Имеют многообразную форму: округлую, овальную, аме­боидную.

Снаружи лейкопласты покрыты двухмембранной обо­лочкой.

Внутренняя мембранная система у лей­копластов слабо развита. В строме находятся одиночные тилакоиды, рибосомы, ДНК.

Функция лейкопластов — синтез и накопление запасного крахмала, который откладывается в виде зерен (амилопласты). Некоторые лейко­пласты способны к хранению белков (протеинопласты) и липидов (элайопласты).

Хромопласты — пластиды, встречающиеся в лепестках цветков, в некоторых плодах и корнях, осенних листьях. Содержат пигменты каротиноиды, имеющих желтую, красную, оранжевую окраску.

Форма хромопластов различная: округлая, трубчатая, кристалловидная. Хромопласты состоят из двумембранной оболочки и стромы, содержащей пигменты, крах­мальные зерна, тилакоиды.

Внутренняя мембранная систе­ма хромопластов развита слабее, чем у хлоропластов, и менее упо­рядочена. Гран нет. При развитии хромопластов происходит разру­шение тилакоидных мембран и на­копление каротиноидов.

Функция хромопластов заклю­чается в том, что, придавая цвет­кам и плодам яркую окраску, они способствуют перекрестному опылению насекомыми и распространению плодов и семян животными.

Взаимосвязь пластид.

Пластиды легко могут переходить из одного вида в другой. Например, клубни картофеля на свету зеленеют, так как лейко­пласты превращаются в хлоропласты. Зеленые плоды томата, рябины по мере созревания краснеют. При этом хлоропласты превращаются в хромопласты.

Вакуоли.

Вакуоли растительной клетки — это полости в протопласте, заполненные клеточным соком и ограниченные вакуолярной мембраной- тонопластом.

Число и размеры вакуолей зависят от возраста клетки. В мо­лодых клетках вакуолей нет, или они мелкие и многочисленные. Для зрелых клеток характерна одна центральная вакуоль. Внутренней структуры вакуоли не имеют, они заполне­ны клеточным соком.

Образование вакуолей происходит из пузырьков эндоплазматической сети и аппарата Гольджи.

Вакуоли могут также образо­вываться за счет локального автолиза участков цитоплазмы при участии лизосом( в стареющих клетках секреторных тканей).

Состав клеточного сока: вода с растворенными в ней солями, сахарами, органическими кислотами; пигменты антоцианы, запасные питательные вещества, конечные продукты метаболизма, ферменты.

Функ­ции вакуолей:

1. С их помощью поддерживается тургор клетки, чем обеспе­чивается упругость ткани.
2. Вакуоли являются местом запасания некоторых веществ: сахаров (глюкоза, фруктоза, сахароза), бел­ков и др.
3. Вакуоли стареющей клетки хранят в себе также конечные про­дукты метаболизма (дубильные вещества, алкалоиды).
4. Клеточный сок вакуолей в лепестках некоторых цветков и плодах содержит красящие вещества — пигменты антоцианы, придающие им розовую, крас­ную, синюю, желтую окраску и играющие важную роль в при­влечении животных для опыления и распространения плодов и семян.
5. Клеточный сок со­держит органические кислоты (яблочная, лимонная, ща­велевая и др.). Некоторые из них являются балластными вещест­вами, некоторые используются для дыхания.
6. Клеточный сок играет значительную роль в осмотических процессах клетки.

Включения. Это временные образования в клетке, которые могут то накапливаться, то исчезать в разные этапы жизни клетки.

Включениями являются зерна крахмала, липидные капли, белковые тела, кристаллы, пигменты Распо­лагаются в основном в цитоплазме и вакуоли клетки.

Растительные ткани.

Ткань - это группа клеток и межклеточного вещества, имеющих одинаковое происхождение, сходное строение и выполняющих одинаковые функции.

Ткани делятся на простые и сложные. Простые ткани состоят из одного вида клеток (запасающая паренхима). Сложны из различных по строению клеток (древесина)

Виды растительных тканей: образовательные, механические, покровные, проводящие, основные, выделительные.

1. Образовательная ткань .

Образовательная ткань дает начало тканям и обеспечивает рост растения.

Клетки живые, тонкостенные, мелкие, содержат крупное ядро, интенсивно делятся.

Первичные меристемы- закладываются в зародыше:

1) апикальные (верхушечные)- сохраняются на верхушке стеблей и кончиках корней.

Обеспечивают рост растения в длину.

2) прокамбий — меристема, из которой формируется камбий, перицикл и первичные] элементы сосудисто-волокнистых пучков; обеспечивает рост в ширину.

3) вставочные меристемы - это участки в зонах активного роста в различных частях

растения (например, в основании черешков листьев, у оснований междоузлий),

обеспечивает рост стебля злака в длину.

Вторичные меристемы — возникают на второй год жизни растения .

Боковая меристема(камбий и феллоген) обеспечивает рост в толщину;

Раневая меристема дает начало защитной ткани в местах повреждения .

2. Основная ткань, или паренхима.

Основная ткань составляет основу органа.Ткань образована живыми тонкостенными клетками.

Виды основной ткани: ассимиляционная, водоносная, воздухоносная, запасающая.

Ассимиля­ционная паренхима, хлорофиллоносная (мякоть листа, зеленые клетки коры стебля) осуществляет фотосинтез и состоит из тонкостенных живых клеток с большим количеством хлоропластов.

Водоносная паренхима (стебли и листья растений засушливых зон — кактусы, алоэ) на­капливает в клетках влагу;

Воздухоносная (водные и болотные растения) — содержит в больших меж­клетниках запасы воздуха. Служит для газообмена и обеспечении плавучести растений (аэренхима).

Запасающая паренхима (эндосперм, клубни, луковицы, сердцевина стебля) хранит запасы питательных веществ.

3. Покровные ткани. Покрывают тело растения и предохраняют внутренние ткани от различных воздействий внешней среды —механических повреждений, перегрева, охлаждения, проникновения различных бактерий и грибов.

Различают:

1) первичную покровную ткань — эпидерму;

2) вторичную покровную ткань — перидерму или пробку,

3) третичную покровную ткань — корку, или ритидом.

Эпидерма — первичная покровная ткань, образованная из апикальных меристем состоит

из различных клеток:

а) собственно-эпидермальные клетки;

б) замыкающие клетки устьиц;

в) околоустьичные клетки;

г) трихомы — различные выросты эпидермальных клеток.

Собственноэпидермальные клетки живые, прозрачные, плотно сомкнуты между собой,

располагаются параллельными рядами. Снаружи эпидерма покрыта слоем кутикулы,

состоящей из липоподобного вещества кутина и полисахарида пектина (защита от испарения). Иногда эпидермальный слой покрывается восковым налетом различной толщины (например,

эпидерма листа фикуса)- водоотталкивающий слой.

Замыкающие клетки устьиц имеют бобовидную форму, между которыми образуется

устьичная щель- устьице.

Устьице - это межклетник между двумя замыкающими клетками

бобовидной формы. Они имеются в листьях, на стебле.

Устьичная щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен.

Замыкающие клетки окружены околоустьичными клетками, образуя устьичный комплекс.

Устьица у наземных растений располагаются на нижней стороне листа, у водных - на

верхней.

Механизм работы устьиц обусловлен осмотическими свойствами клеток.

При освещении листа солнцем в хлоропластах замыкающих клеток происходит

фотосинтез, образуются сахара и крахмал, вследствие чего концентрация клеточного сока

в замыкающих клетках возрастает.

В силу осмотических свойств клеток вода из околоустьичных клеток поступает в замыкающие, что

вызывает открытие устьичной щели. При падении интенсивности фотосинтеза вечером

тургор замыкающих клеток понижается, что ведет к закрытию устьичной щели ночью.

Трихомы — это различные по форме, строению и функциям выросты клеток эпидермы волоски, чешуйки, щетинки, уменьшают испарение, защищают от резких колебаний температуры.

Перидерма — это сложная покровная ткань стеблей, корней и корневищ многолетних

растений, состоящая из пробки, феллогена и феллодермы.

Феллоген закладывается в основной паренхиме, лежащей под эпидермой. Клетки феллогена делятся: наружу откладываются клетки пробки, а внутрь — живые паренхимные клетки феллодермы.

Пробка состоит из мертвых клеток, у которых клеточная стенка пропитана жироподобным

суберином. Клетки располагаются ровными рядами, имеют прямоугольную форму,

плотно прилегают друг к другу. Пробка охраняет внутренние живые ткани от потери

влаги, резких температурных колебаний и проникновения микроорганизмов.

Для газообмена и транспирации в пробке служат чечевички- разрывы в пробке, заполненные рыхлыми паренхимными клетками с большими межклетниками.

Корка (ритидом) является третичной покровной тканью, которая образуется у

многолетних растений в корне, стебле, корневище. Корка - это совокупность

многочисленных перидерм, закладывающихся каждый год и отмерших между ними

тканей.

4.Выделительные ткани. Выделительные ткани представлены различными образованиями (многоклеточными и одноклеточными), выделяющими из растения или изолирующими в его тканях продукты обмена веществ либо воду.

У растений различают следующие выделительные ткани:

Вместилища выделений- образуются из межклетников и содержат смолы и др. вещества (лимон). Нектарники- живые клетки, выделяющие нектар.

Млечники —система полостей, содержащих млечный сок.

Железки и железистые волоски — многоклеточные образования, встречающиеся в эпидерме, где происходит накопление эфирных масел, смол и дубильных веществ.

Идиобласты- содержат минеральные вещества и состоят из отдельных клеток.

4. Механические ткани.

Механические ткани — это опорные ткани, образующие скелет растения и обеспечивающие его прочность.

Виды механических тканей: колленхима и склеренхима.

Колленхима- ткань, клетки которой живые и имеют неравномерно утолщенные клеточные стенки. Колленхима встречается у стеблей двудольных растений, в черешках листьев и по обеим сторонам крупных жилок листа. Колленхима не препятствует росту органа в длину, в котором она расположена.

Склеренхима- механическая ткань, состоящая из мертвых клеток с одревесневшими и равномерно утолщенными клеточными стенками. Существуют две разновидности скле­ренхимы — склеренхимные волокна и склереиды,

Склеренхимные волокна образуют ткань, состоящую из клеток вытянутой формы. Если склеренхимные волокна встречаются в древесине (ксилеме), то они называются древесинными волокнами, они являются механической частью ксилемы; если они встречаются в лубе, то называются лубяными волокнами.

Склереиды возникают из клеток основной паренхимы в результате утолщения и лигнификации их клеточных стенок. Они имеют различную форму и встречаются во многих органах растения (каменистые клетки груши).

5. Проводящие ткани.

Проводящие ткани обеспечивают восходящий и нисходящий ток растения.

Восходящий ток — это ток минеральных солей, растворенных в воде, идущих от корней по стеблю к листьям. Восходящий ток осуществляется по сосудам и трахеидам ксилемы(древесины).

Нисходящий ток — это ток органических веществ, направляющийся от листьев к корням по ситовидным элементам флоэмы(луба).

Ксилема и флоэма — это сложные ткани, состоящие из трех основных элементов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: