2.2. Загальна морфологія рослинної клітини

Поява клітинних структур на певному ступені еволюції органічного світу виявила одну з основних закономірностей, що характеризуює усе живе, а саме – єдність дискретного і цілого. Саме завдяки клітинній будові організм, будучи дискретним, зберігає цілісність. Розчленування цілого на дрібніші морфологічні одиниці – клітини, що мають великі поверхні, дуже сприятливе для здійснення обміну речовин. Клітинна структура, не порушуючи життєдіяльності цілого організму, сприяє поступовій заміні відмираючих або патологічно змінених частин тіла новими. Сталість клітинної структури в усьому органічному світі зумовлена тим, що тільки вона забезпечує найкраще зберігання, репродукцію і передачу спадкової інформації. Зі структурою пов’язана здатність організмів зберігати, переносити енергію і перетворювати її у роботу.

Згідно із сучасними уявленнями, рослинна клітина складається з трьох основних частин – оболонки, протопласта і вакуолі (рис.1). Клітинна оболонка відносно жорстка, складна у хімічному значенні, і є продуктом діяльності протопласта. Протопласт, тобто жива частина клітини, є колоїдним розчином із розміщеними у ньому структурними компонентами (ядро, пластиди, мітохондрії, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, рибосоми). Вакуолі – це неживі утворення, заповнені розчинами неорганічних солей, поглинутих клітиною, і органічних речовин – продуктів метаболічної діяльності клітини.

Рис. 1. - Структурні компоненти рослинної клітини

Розміри клітин варіюють досить широко (від одного до кількох сот мікронів). Морфологічні відмінності клітин зумовлені характером біологічних процесів і типом обміну речовин. Якщо рослинна клітина вирощується ізольовано, то її форма наближається до сферичної, якщо в оточенні інших клітин, то може набувати форми багатогранника. Клітини зони росту стебла або кореня за формою нагадують коробочку завдовжки близько 50 мкм, завширшки 20 мкм і висотою 10 мкм. Клітини ембріональних тканини і конуса наростання дуже малих розмірів.

У молодих клітин близькі повздовжні і поперечні розміри, тонка оболонка. Вона повністю заповнена протопластом. З часом, зі збільшенням об’єму клітини, кількість протопласту поступово зростає, у ньому утворюється багато малих вакуолей, які поступово зливаються у одну велику; оболонка потовщується.

Протопласт ззовні і зсередини оточений поверхневими біологічними мембранами: від клітинної стінки його відокремлює плазмалема, від вакуолі – тонопласт.

Протопласт і клітинна оболонка не ізольовані повністю. Вони сполучаються за допомогою спеціалізованих отворів – пор. Через пори у оболонці за допомогою цитоплазматичних тяжів (плазмодесм) протопласт одних клітин з’єднується з протопластом інших. Таким чином, завдяки мембранним утворенням і плазмодесмам усі клітини об’єднані. Плазмодесми за своєю будовою нагадують трубочки діаметром від 20 до 100 нм. У кожній плазмодесмі існує канал (десмотрубочка), по якому різні речовини можуть переходити від однієї клітини до іншої.

Застосування електронного мікроскопа (збільшення х1000000) значно розширило можливість дослідження субмікроскопічної організації клітини, а використання методу диференціального ультрацентрифугування дозволило виділити окремо клітинні органели, що мають різну густину: ядра, хлоропласти, мітохондрії, рибосоми та ін.

Пізнання ультраструктури клітини та інтегрування фізіологічних процесів дозволили проникнути у суть процесів її метаболізму.