1. Загальна характеристика рослинної клітини: оболонка, протопласт, цитоплазму, органоїди, включення.

Клітина — основна структурна одиниця живої матерії, елементарна біологічна система, що лежить в основі будови і розвитку всіх рослинних і тваринних організмів.

Клітинна оболонка — продукт діяльності цитоплазми. Вона вкри­ває клітину, захищає її від зовнішніх впливів і регулює надходження і транспорт речовин з однієї клітини в-іншу.До складу протопласта входить цитоплазма (безбарвний біоло­гічний колоїд), в якій знаходяться різноманітні структурні компоненти (пластиди, мітохондрії, ендоплазматична сітка, комплекс Гольджі, лізосоми, мікротільця, сферосоми, рибосоми, мікротрубочки та мікро-філаменти), що мають спільну назву — органели, або органоїди. Протоплазматичним компонентом є також ядро — центр регуляторної діяльності клітини.

Як у протопласті, так і в клітинному соці можуть бути тимчасові компоненти — включення, до яких належать запасні поживні речовини у твердому стані (крохмальні та білкові зерна, кристали, краплини олій тощо).

Цитоплазма — напіврідка прозора і в'язка гомогенна маса з таким хімічним складом: вода — 80-90%, білки — 10-12%, ліпіди — 2-3%. сахариди — 1-2%, мінеральні речовини — 1-1,5%. Відносно тонкий пристінний шар цито­плазми відмежований від оболонки клітини плазмалемою. Від внутрішніх порожнин, виповнених клітинним соком, цитоплазму відділяє тонопласт (вакуолярна мембрана). Основна маса цитоплазми знаходиться в середньому шарі, який називають гіалоплазмою (мезоплазмою).

Плазмалема і тонопласт є біологічними мембранами; вони скла­даються з упорядкованих білкових та ліпідних шарів, або білково-лі­підних асоціацій. Мембранам властива вибіркова проникність (напів-проникність) і здатність до активного транспорту речовин навіть проти градієнта концентрації.

Ендоплазматичний ретикулюм (ендоплазматична сітка) — це розгалужена і взаємозв'язана система канальців, трубочок, пухирців та плоских цистерн різного розміру і форми.

Апарат Гольджі — багатоярусна сис­тема плоских порожнистих дископодібних цистерн (диктіосом), які до периферії потовщуються і утворюють трубчасті відростки. До складу апарату Гольджі входить система дрібних пухирців, які відшнурову-ються від диктіосом і направляються до периферії клітини.

Лізосоми. Лізосоми являють собою цитоплазматичні структури (розміром 0,2-0,8 мкм), вкриті одношаровою мембраною. Вони мають вигляд пухирців і містять гідролітичні ферменти, які руйнують частини клітини, що відмирають у процесі її життєдіяльності.

Сферосоми. Сферосоми — дрібні сферичні утворення (діаметром 1-1,5 мкм), що часто зустрічаються в рослинних клітинах. У сферосомах виявлено ферменти ліпідного обміну (зокрема ліпазу) та значну кількістьжирів У зв'язку з цим більшість дослідників вважає сферосоми клітин центрами синтезу і нагромадження ліпідів.

Мікротільця. Мікротільця мають овальну або сферичну форму, їхні розміри майже такі, як у сферосом. Всередині цих органел трап­ляються тверді, інколи кристалічні включення

У клітинах рослин буває декілька типів мікротілець залежно від виконуваних ними функцій. Найчастіше зустрічаються гліоксисоми (в них відбувається гліоксилатний цикл, за допомогою якого ліпіди про­ростаючого насіння перетворюються в жири) та пероксисоми (вони беруть участь у фотодиханні, яке супроводжується поглинанням зеле­ними рослинами О₂ і виділенням СО₂ одночасно з фотосинтезом і незалежно від звичайного дихання).

До безмембранних субмікроскопічних структур належать рибо­соми, мікротрубочки та мікрофіламенти.

Рибосоми є обов'язковими клітинними органелами. Вони мають вигляд округлих сферичних або грибоподібних гранул (тілець) діаметром 15-20 нм. Кожна рибосома складається з двох неоднакових за розміром субодиниць і здатна розділятись на два фрагменти (велику і малу субодиниці). Більшість рибосом розташована на зовнішніх стінках канальців деяких ділянок ендоплазматичної сітки, яка в цьому випадку називається гранулярною.

Мікротрубочки — надмолекулярні цитоплазма­тичні структури, котрі являють собою субмікроскопічні циліндрики діа­метром до 25 нм. Вони складаються із сферичних білкових субоди­ниць, розміщених спіральними рядами. Мікротрубочки входять до складу цитоплазми, багатьох компонентів клітин (веретено поділу, центріолі, джгутики, війки) і виконують переважно механічну функцію.

Мікрофіламенти, на відміну від мікротрубочок, мають менший діаметр (4-10 нм) і складаються з подібних білкових субодиниць, які формують спіралізовану стрічку, а не трубочку. В гіа­лоплазмі вони утворюють скупчення — цитоплазматичні волокна, в яких розташовуються паралельно і щільно.

Ядро — найпомітніша і велика за розмірами органела живої клітини. Форма та розміри клітинного ядра в рослин різноманітні Зде­більшого ядро буває кулясте, чоткоподібне, у вигляді сочевички.

Основними компонентами ядрі с: ядерна оболонка, ядерний сік (нуклеоплазма) — прозора і однорідна маса, одне або кілька ядерець та хроматин (основна ядерна речовина).

Ядерна оболонка складається із зовнішньої та внутрішньої ядер­них мембран, між якими знаходиться перинуклеарний простір. В усіх рослинних клітин ядерна оболонка пориста, що забезпечує тісний контакт ядра (зокрема, нуклеоплазми) з цитоплазмою.

Нуклеоплазма містить одне або кілька ядерець, значну кількість молекул ДНК, з'єднаних зі специфічними білками (гістонами), і фер­менти ядра.

Ядерце — це білкова структура, в якій здійснюється синтез рибо-сомальної РНК і з'єднання її з білками.

Хроматин є місцем транскрипції різних видів РНК; фактично — це тимчасовий стан хромосом.

Хромосоми забезпечують збереження спадкової інформації, її подвоєння і передачу дочірнім клітинам у процесі клітинного поділу. Вони виникають із хроматина перед поділом ядра і побудовані з молекул ДНК.

Найважливіша властивість клітини — здатність до самовідтво­рення — пов'язана з діленням ядра. Найбільш поширений спосіб роз­множення клітин — мітоз (див. нижче).

Мітохондріям, як і іншим органелам, властива мемб­ранна структура. Зовні їх вкриває подвійна мембранна оболонка. Між зовнішньою і внутрішньою мембранами знаходиться електрон­но-прозорий безструктурний матрикс. Зовнішня мембрана суцільна, гладенька, а внутрішня має виступи у вигляді складок або трубочок, які називаються кристами, або гребенями. Така будова збільшує внутрішню активну поверхню. Характерно, що кристи міто-хондрій рослинних клітин переважно мають вигляд трубочок, а не сплющених складок.

Вакуоля рослинної клітини — поліфункціональне утворення. За її участю, насамперед, здійснюються осмотичні процеси клітин, які лежать в основі поглинання та руху води і поживних речовин, підтри­мується напружений (тургорний) стан клітинних оболонок.

Різні форми запасних поживних речовин належать до категорії включень — тимчасових компонентів клітини, здатних утворюватись і ферментативно розкладатись у різні періоди її життєдіяльності.

Вуглеводи. До основних запасних вуглеводів належить крохмаль. Це один з найпоширеніших полісахаридів, який відкладається в усіх рослинах, за винятком грибів та ціанобактерій.

Крохмальні зерна бувають прості, напівскладні і складні. Напівскладні і складні зерна зліплені з двох-трьох (і більше) простих зерен з тією лише різницею, що 'напівскладні обгорнуті кількома суцільними зовнішніми шарами крохмалю, а складні таких шарів не мають.

Другим запасним полісахаридом є інулін. У деяких рослин запасними вуглеводами є дисахариди (сахароза) та моносахариди (глюкоза, фруктоза); проте найчастіше зустрічається саха­роза (цукрові буряки, цукрова тростина, соковиті плоди).

Найчастіше запасні білки містяться в клітинах у вигляді специфічних утворень — білкових тіл або алейронових (протеїнових) зерен. Вони поширені в насінні, що містить багато білків, ліпідів та крохмалю, наприк­лад у рицини (Ricinus), зернових культур тощо.

Ліпіди (тригліцероли). Ліпіди належать до групи органічних сполук, які теж відкладаються про запас. Як протоплазматичні вклю­чення ліпіди відіграють роль найбільш ефективної форми запасних поживних речовин в насінні, спорах, зародках, меристематичних та диференційованих клітинах, особливо в зимуючих органах рослин. У рослинах вони відкладаються переважно в рідкому стані і назива­ються оліями.