Строение растительной клетки

Большинство растительных клеток имеет твердую оболочку, этим они отличаются от животных клеток. Благодаря оболочкам клетки имеют определенную форму: одноклеточные организмы обычно округлую, яйцевидную или овальную, у многоклеточных организмов клетки могут быть также прямоугольными, квадратными, многогранными, сильно удлиненными и т. д.

Все многообразие форм растительных клеток сводится к двум типам. Различают паренхимные и прозенхимные клетки. В паренхимных клетках диаметр часто равен в разных направлениях или длина клеток в 2—3 раза превышает ширину. В прозенхимных клетках длина во много раз превышает ширину.

Величина клеток также разнообразна. Обычная растительная клетка паренхимной ткани имеет диаметр 15—65 мк, а механические волокна некоторых растений имеют длину от 4 до 50 см.

В большинстве растительных клеток имеются оболочки, органеллы (цитоплазма, ядро, пластиды, митохондрии, сферо- сомы, рибосомы, клеточный центр), вакуоли, физиологически активные вещества и продукты обмена веществ (эрастические вещества) (рис. 1.1).

Схема строения растительной клетки (по Н. А. Блукет, В. Т. Емцеву, 1969)

Рис. 1.1. Схема строения растительной клетки (по Н. А. Блукет, В. Т. Емцеву, 1969):

  • 1 ядро; 2 — ядрышко; 3 — ядерная оболочка; 4 — вакуоль;
  • 5 - лейкопласт с образующимся в нем крахмальным зерном;
  • 6~ хлоропласт; 7— митохондрия; 8— аппарат Гольджи;
  • 9 - эндоплазматическая сеть; 10 - ядерная пора; 11 - клеточная оболочка; 12 — поры в оболочке клетки; 13 — кристаллы оксалата кальция (рафиды); 14 — алейроновое зерно с кристаллом белка

Клеточная оболочка. Клеточная оболочка возникает в результате деятельности цитоплазмы, она появляется при делении клетки. Вначале молодая клетка имеет только первичную оболочку, которая состоит из целлюлозы (8—14 %) и пектиновых веществ. Количество целлюлозы в ней в дальнейшем возрастает. Целлюлоза (С6Н|0О5)я, или клетчатка — полисахарид. Целлюлоза очень стойкая: не изменяется при кипячении в воде, не ломается при изгибах.

Рост клетки сопровождается ростом ее оболочки. В результате утолщения возникает вторичная оболочка, нарастающая на первичной слоями. Вторичная оболочка не сплошная, а имеет промежутки — поровые каналы (поры). Иногда различают еще третичную оболочку, накладывающуюся на вторичную. Утолщения оболочки внутри клетки иногда могут быть в виде колец, спиралей, сетки и т. д. Поры бывают простые и окаймленные.

Видоизменения клеточной оболочки. В процессе жизнедеятельности клетки целлюлозная оболочка может претерпевать изменения: одревеснение, опробковение, кутинизацию, минерализацию, ослизнение, гуммоз.

Одревеснение клеточной оболочки происходит в результате отложения лигнина (С57Н60О10). При этом возрастает ее твердость и плотность, но уменьшается пластичность. Лигнин повышает устойчивость тканей к разрушительному действию бактерий и грибов. Одревесневшие оболочки не теряют способности пропускать воду.

Опробковение вызывается особым жироподобным веществом — суберином. Опробковевшие оболочки не пропускают воду и газы, и содержимое клеток с такими оболочками отмирает. Слой таких клеток на поверхности растений играет защитную роль.

Кутинизация заключается в выделении жироподобного вещества кутина на свободную поверхность клеточной оболочки. Обычно кутинизируются наружные стенки кожицы листьев и травянистых стеблей. Это делает их менее проницаемыми для воды.

Минерализация клеточных оболочек — это отложение в них минеральных веществ: кремнезема (Si02) и солей кальция. Наиболее сильно инкрустируются кремнеземом оболочки клеток кожицы листьев и стеблей злаков, осок, хвощей.

Ослизнение оболочек объясняется превращением целлюлозы и пектиновых веществ в слизи и камеди. Образование слизей способствует лучшему поглощению воды семенами и прикреплению их к почве.

Гуммоз — образование клейких масс — происходит вследствие болезненного состояния клеточной оболочки или может вызываться ферментативными процессами.

Цитоплазма — бесцветная, прозрачная, зернистая, полупроницаемая, более или менее вязкая жидкость, в которой располагаются все органеллы клетки.

Эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум) — система взаимосвязанных ультрамикроскопических каналов, пузырьков и цистерн, расположенных в цитоплазме. Эндоплазматическая сеть связана с ядерной оболочкой.

Рибосомы — это особые органоиды клетки, расположенные на поверхности мембран эндоплазматической сети. Роль рибосом — синтезировать белковые молекулы.

Митохондрии представляют собой тельца нитевидной, зернистой или извилистой формы. В каждой клетке их насчитывается несколько сотен. Они покрыты двуслойной оболочкой, внутренний слой которой дает выросты, перпендикулярные поверхности, в глубь митохондрии, заполненной жидкостью. Выросты в виде перегородок называются гребнями или кристами. Они наблюдаются в животных клетках. В растительных клетках обычно имеются митохондрии с трубчатыми выростами. Митохондрии считаются энергетическими станциями, вырабатывающими энергию, необходимую для клетки. Это дыхательные центры клетки.

Ядро. В растительной клетке обычно имеется одно ядро, но бывают клетки с двумя ядрами или многоядерные. Ядро является регулятором жизнедеятельности клетки. Имеет двуслойную оболочку. Под оболочкой ядра находится кариоплазма, состоящая из ядерного сока и хроматина. Хроматин представлен дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК). Это хромосомы, несущие всю наследственную информацию о клетке.

Пластиды. Пластиды бывают бесцветные — лейкопласты, оранжевокрасные - хромопласты и зеленые - хлоропласты (хлорофилловые зерна). Окрашенные пластиды содержат пигменты, от которых и зависит окраска растений.

Лейкопласты — бесцветные пластиды, большей частью шаровидной формы. Обычно они находятся в клетках запасающих тканей, в эпидермисе однодольных растений. Основная функция лейкопластов - вырабатывать из растворимых моносахаридов вторичный (запасной) крахмал.

Хлоропласты — пластиды чечевицеобразной, овальной или округлой формы. В клетке находится от 10 до 36 хлоропластов. Кроме белков и липоидов, они содержат четыре пигмента: хлорофилл а, хлорофилл Ь, каротин и ксантофилл. Роль зеленых пигментов в растениях — синтез органического вещества из углекислого газа и воды при участии солнечной энергии. Особенно богаты хлоропластами листья.

Хромопласты — пластиды оранжево-красного и желтого цвета. Окраска их зависит от двух пигментов: желтого — ксантофилла и оранжево-красного — каротина. Окраска листьев и плодов часто зависит от хромопластов. Осенью хлорофилл в листьях растений разрушается и тогда отчетливо выявляется желтая и оранжевая окраска хромопластов. Ярко окрашенные плоды и семена успешнее разносятся птицами и животными, а выделяющиеся желто-красной окраской цветки привлекают насекомых-опылителей.

Вакуоли и клеточный сок. В процессе роста и развития клетки в ней появляются полости — вакуоли. В вакуолях находится клеточный сок, который представляет собой комплекс веществ, вырабатываемых клеткой. Химический состав клеточного сока сильно варьирует в зависимости от растения. Главным компонентом его является вода. В ней находятся в растворенном состоянии вещества: углеводы, алкалоиды, глю- козиды, дубильные вещества, пигменты, органические кислоты и их соли, минеральные соли, водорастворимые пектины.

Физиологически активные вещества. В клетке содержится большое количество физиологически активных веществ, необходимых для нормального метаболизма, роста, развития, воспроизведения растений. Основными группами таких веществ являются ферменты (гидролазы, фосфорилазы, ферменты расщепления, окислительно-восстановительные ферменты, изомеразы и др.), витамины (А, В, С, D, Е), антибиотики, фитонциды.

Эргастические вещества. Кроме физиологически активных веществ, в клетке встречаются продукты обмена веществ. Некоторые из них откладываются в запас для питания, другие используются в защитных целях, третьи оказываются ненужными (отброс).

К запасным веществам относятся крахмал, запасные белки, жиры. Растение как живой организм в один период нуждается в большем количестве энергетического материала, в другой — ему не требуется большого количества запасных веществ. К зиме у многолетних растений большинство клеток обычно заполняется запасными питательными веществами, которых им должно хватить до следующего вегетационного периода.

Кроме запасных питательных веществ в клетке могут быть также эфирные масла, смолы, млечный сок, воск.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >