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.
- защитная. Клеточная стенка защищает протопласт от повреждения, потерь воды, проникновения микроорганизмов.
- механическая. Придает клетке прочность, определяет форму и размеры.
- 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:
- С их помощью поддерживается тургор клетки, чем обеспечивается упругость ткани.
- Вакуоли являются местом запасания некоторых веществ: сахаров (глюкоза, фруктоза, сахароза), белков и др.
- Вакуоли стареющей клетки хранят в себе также конечные продукты метаболизма (дубильные вещества, алкалоиды).
- 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.
- Клеточный сок содержит органические кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая и др.). Некоторые из них являются балластными веществами, некоторые используются для дыхания.
- 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:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|