Рослинна клітина основні положення клітинної теорії
Поняття про клітину виникло після створення мікроскопа (1590 р.) голландцями братами Янсен. Уперше описав клітину англієць Р. Гук у 1665 p., розглядаючи корок. Оскільки корок – мертва тканина і її клітини складаються лише з оболонок, то довго вважалося, що головною частиною клітини є її оболонка. У 1676 р. А. Левенгук виявив зафарбовані включення в клітинах і описав хроматофори водорості спірогіри. Лише у 1838-1839 pp. питання клітинної будови рослин і тварин остаточно вирішили німецькі вчені – ботанік М. Шлейден і фізіолог Т. Шванн. Вони створили так звану клітинну теорію. Суть її полягала в тому, що всі організми, як рослинні, так і тваринні, від нижчих і до найвисокоорганізованіших, складаються з найпростіших елементів клітин. М. Шлейден і Т. Шванн помилково вважали, що клітини в організмі виникають шляхом новоутворення з первинної неклітинної речовини. Це уявлення було спростовано видатним німецьким ученим Р. Вірховим. Він сформулював (1859 р.) одне з найважливіших положень клітинної теорії: «Усяка клітина походить з іншої клітини. Там, де виникає клітина, їй має передувати клітина, подібно тому, як тварина утворюється тільки від тварини, рослина – лише від рослини».
Основні положення клітинної теорії:
Усі організми складаються з однакових частин – клітин; вони утворюються і ростуть за однаковими законами.
Загальний принцип розвитку для елементарних частин організму – утворення клітин.
Кожна клітина у визначених межах – індивідуум, окреме самостійне ціле. Але ці індивідууми діють спільно, виникає гармонійне ціле – тканина. Усі тканини складаються з клітин.
Процеси, що відбуваються в клітинах рослин, зводяться до такого:
виникнення нових клітин;
збільшення розмірів клітин;
зміна клітинного вмісту і стовщення клітинної стінки.
Завдяки створенню клітинної теорії стало зрозуміло, що клітина – провідна складова частина всіх живих організмів. З клітин складаються тканини й органи. Розвиток завжди починається з однієї клітини, тому можна сказати, що вона є попередником багатоклітинного організму.
Особливості будови клітин живих організмів
У сучасних і викопних організмів відомі два типи клітин:
прокаріотичний
еукаріотичний.
За особливостями будови відокремили два надцарства – Прокаріоти (доядерних) і Еукаріоти (дійсних ядерних). Проміжні форми між цими найбільшими таксонами живого поки невідомі.
Основна відмінність прокаріотичної клітини полягає у тому, що її ДНК не організована в хромосоми й не оточена ядерною оболонкою. ДНК еукаріотів зв’язана з білком, організована у хромосоми, що розташовуються в особливому утворенні, по суті найбільшому органоїді клітини, – ядрі. Хромосоми складаються із ДНК, що перебуває у комплексі з білками гістонами, багатими на амінокислоти, аргінін і лізин. Левову частку маси хромосом складають саме гістони.
Сучасними методами хімічного аналізу в складі клітин живих організмів встановлено близько 90 елементів періодичної системи. На молекулярному рівні подібність клітин у тому, що в них знайдені білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, вітаміни та ін.
Особливістю молекулярної організації рослинних клітин є те, що у них міститься фотосинтезуючий пігмент – хлорофіл. Завдяки фотосинтезу в атмосфері Землі накопичується кисень і щорічно утворюються сотні мільярдів тонн органічних речовин.
Рослинним клітинам, як і тваринним, притаманні такі властивості живого, як
ріст (розподіл клітин за рахунок мітозу),
розвиток,
обмін речовин,
подразливість,
рух,
розмноження;
до того ж статеві клітини тварин і рослин формуються шляхом мейозу і, на відміну від соматичних, мають гаплоїдний (n) набір хромосом.
Клітини рослин і тварин оточені тонкою цитоплазматичною мембраною. Клітини тварин, на відміну від клітин рослин, оточені м’якою і гнучкою мембраною, утвореною переважно молекулами полісахаридів, що приєднуються до деяких білків і ліпідів мембрани (глікокалікс). Мембрана оточує клітину зовні і забезпечує живлення клітин (піноцитоз, фагоцитоз). Склад полісахаридів специфічний для клітин різних тканин, завдяки чому клітини і з’єднуються між собою. Однак у рослин окрім мембрани є ще товста целюлозна клітинна оболонка. Клітини, оточені твердою оболонкою, можуть сприймати з навколишнього середовища необхідні їм речовини тільки в розчиненому стані. Тому рослини живляться осмотично. Унаслідок цього В більшості рослин спостерігається значно вищий ступінь розчленованості, ніж у тварин, за рахунок розгалуження пагонів і коренів. Клітинна оболонка є в переважної частини бактерій і у всіх грибів, тільки хімічний склад її інший. У грибів вона складається з хітиноподібної речовини.
Існування в рослин твердих клітинних оболонок зумовлює ще одну особливість рослинних організмів – їхню нерухомість, тоді як у тварин чимало форм ведуть прикріплений спосіб життя. Саме тому поширення тварин і рослин відбувається в різні періоди онтогенезу.
Рослини освоюють нові місця шляхом переносу (вітром чи тваринами) зачатків (спор, насіння), що знаходяться в стані спокою.
Рослинні клітини відрізняються від клітин тварин особливими органоїдами – пластидами, а також розвиненою мережею вакуолей. Останні значною мірою зумовлюють осмотичні властивості клітин. Тваринні клітини ізольовані між собою, а клітини рослин з’єднуються каналами ендоплазматичної сітки, які проходять через пори в клітинній оболонці. Як запасні поживні речовини у тваринних клітинах накопичується глікоген, а в рослинних – крохмаль. Форма подразливості в багатоклітинних тварин – рефлекс, у рослин – тропізми і настії. Для рослин властиве як статеве, так і безстатеве розмноження, у більшості виявлене чергування статевого і безстатевого поколінь. У тварин визначальною формою відтворення є статеве розмноження.
Ріст рослин майже необмежений, а у тварин обмежений визначеним періодом онтогенезу, після якого ріст припиняється. Безперечно, у сучасних рослин і тварин були спільні предки. Ймовірно, саме вони і були єдиним коренем для еволюційного розвитку і дивергенції рослин і тварин.