К летка

Клеточная оболочка	протопласт	вакуоля
Я дро	ц итоплазма
Микроскопические структуры Пластиды Митохондрии	Г иалоплазма ( жидкое содержимое)	Ультроструктуры рибосомы гольджиосомы лизосомы эпс

Оболочка растительной клетки. Рассматривая тело растений, мы убеждаемся, что клетки многих низших и большинства высших растений имеют твёрдую оболочку. Тв. об. имеют вегетативные клетки, а половые её не имеют, но после оплодотворения и образования зиготы начинается формирование тв. кл. об.. Таким образом, оболочка – продукт жизнедеятельности протопласта. Оболочка имеет важное значение: она придаёт клетке прочность, сохраняет её форму, предохраняет живое содержимое от внешних неблагоприятных условий. Кл. стенка противостоит увел. осмотического давления большой центральной вакуоли и препятствует разрушению клетки изнутри.

Химическую основу оболочки составляет ряд компонентов:

1. клетчатка – целлюлоза, относится к полисахаридам не является запасным пит. веществом, не растворяется при кипячении, не переваривается в желудке животных, разрушается в почве

2. полуклетчатка – гемицеллюлоза – обладает прочностью, может быть запасным пит. веществом, под влиянием ферментов может превращаться в сахар

3. пиктиновые вещества – цементируют молекулы клеточной оболочки, склеивают оболочки соседних клеток, разрушение ( кипячение в щелочахмацерация)

Различают первичную и вторичные оболочки клеток. Молодые растущие клетки покрыты первичной оболочкой. Она тонкая, прозрачная, в отдельных местах пронизана плазмодесменными канальцами. Когда клетка достигает окончательных размеров замедляется и прекращается рост первичной оболочки, возможно образование вторичной, которая накладывается на первичную со стороны протопласта. В зависимости от того, какую функцию выполняет клетка и в состав какой ткани входит, вторичная оболочка будет более или менее толстой. Растет она путём наложения фибрилл слоями. Однако сплошным слоем вторичная оболочка никогда не накладывается на первичную Неутолщенные участки во вторичной оболочке называют порами.

Существует три типа пор: простые ( поровый канал на всём протяжении иметь одинаковый диаметр), окаймлённые ( встречаются на стенках сосудов и трахей, имеют вид развилок), полуокаймлённые ( сочетание простой и окаймлённой пор – там где сосуд примыкает к клетке основной паренхимы).

Видоизменения клеточной оболочки

В результате обменных реакций, протекающих в клетке клеточная оболочка подвергается изменениям.

1. Одревеснение – сущность в том, что клетчатка прочно связывается с лигнином, природа которого мало изучена. Одревесневшие клетки или быстро отмирают или долго остаются живыми.

2. Опробковение – пропитывание жироподобным веществом суберином. Она становится непроницаема для воды, газов. А содержимое клетки отмирает. Этот слой мёртвых клеток выполняет только защитную функцию. Биологическое значение – оболочки защищают раны

3. Кутенизация – при этом процессе наружные оболочки клеток листьев , стеблей трав пропитываются кутином ( жироподобное вещество). Кутин откладывается тонкой плёнкой и немного пропитывает оболочку, образуется кутикула. Б. значение – кутенизированные оболочки не пропускают воду, газы, микроорганизмы, гифы грибов. Кутенизация усиливает защитные свойства оболочки.

4. Минерализация клеточных оболочек происходит вследствие пропитывания их минер. Солями Листья и стебли осоки пропитываются кремнезёмом, хвощ полевой ( летний. Биологическое значение минерализации – предохраняет растение от поедания, но наносит и вред – снижается кормовая ценность.

5. Ослизнение – важный физиологический процесс, где идет превращение клетчатки или крахмала в особые углеводы – слизь ( семена льна, горчицы Набухшие семена лучше удерживают влагу, с её помощь. – ровные всходы, ослизнение у водорослей – уменьшает трение, но может быть и патологическое заболевание, при котором происходит ослизнение внутренний тканей. Эти слизи через покровные ткани выходят наружу

Протопласт. – это живая часть клетки, активно участвующая в обмене веществ. Он включает в себя ядро и протоплазму (цитоплазму)

Ядро открыто Р.Броуном в 1831г в эрпидермисе листа орхидных растений. Это важнейшая органелла эукариотических клеток. Правда обособленного ядра нет у бактерий и сине-зелёных водорослей, но ядерное вещество имеется. Ядро имеет шарообразную форму ( в паренхимных клетках) или веретёнообразную ( в прозенхимных). Размер ядра зависит от вида растения, типа тканей, возраста, состояния клетки. Наиболее крупные ядра у водорослей ( харовые – до 2,5 мм, а у саговника до 0,6мм в диаметре. Количество ядер обычно 1, но есть растения, где в клетке 2 или несколько ядер. В молодой – в центре, в старых ядро смещается к оболочке клетки. Цитоплазма, окружающая ядро образует ядерный кармашек. Ядро, как и цитоплазма, имеет коллоидную природу. Консистенция более густая, чем у цитоплазмы. По химическому составу ядро отличается от других органелл высоким содержанием ДНК. Молекулы ДНК очень велики, Каждая представляет собой двойную спираль, а важнейшим свойством их является способность к воспроизведению. Многочисленные опыты с мечеными атомами показали, что ДНК играет важную роль в передаче наследственной информации.

План строения ядра одинаков. Однако структура компонентов резко меняется на разных фазах жизненного цикла. Различают 3 состояния ядра:

1. делящееся ядро выполняет функции передачи наследственной информации от одной клетки к другой

2. интерфазное ядро выполняет функцию синтеза наследственного вещества ДНК – её редупликацию

3. рабочее ядро – метаболическое ядро выполняет функции управления всеми органеллами клетки.

Рабочее ядро состоит из : а) ядерной оболочки ( ядерная мембрана – тончайшая плёнка, которая ограничивает ядро от цитоплазмы, имеет поры, через которые осуществляется связь цитоплазмы с кариоплазмой); б) кариоплазма – прозрачная неокрашенная жидкость с рядом ферментов по химическому составу близка к гиалоплазме, служит средой для распределения хроматина и ядрышек; в) хроматин ( хромасомы) – является основным морфологическим компонентом рабочего ядра, погружённого в нуклеоплазму. Под электронным микроскопом видно, что основу хроматина составляют тончайшие нити фибриллы, скрученные в спирали. Эти нити – частицы ДНК, из них формируются хромосомы. В ядре всегда присутствуют хромосомы, но в рабочем ядре они находятся в рыхлом состоянии; г) ядрышки 1,2 или несколько – это небольшие сферические тельца, основная функция которых синтез некоторых форм РНК, а также предшественников рибосом.

Ядро играет важную роль. Безъядерных клеток не существует. О роли ядра убедительно говорят исследования профессора Герасимова. Опыт. путём по воздействием низких t профессор получал безъядерные, одноядерные и 2-х ядерные клетки у спирогиры. В безъядерной клетке не образовывалась клеточноя облочка, синтез орг.веществ, переставали расти и отмирали. Одноядерные клетки – вели нормально. Двуядерные – быстрее растут, более активно проходят процессы. Вывод ядро управляет процессами жизнедеятельности.

Термин протоплазма был предложен в 1840г Я. Пуркинье для животных клеток, а в 1846г Моль вводит его для растительных.

Цитоплазма -это бесцветное полупрозрачное в-во, напоминающее слизь. Уд. вес немного больше воды. Цитоплазма хорошо преломляет свет В полужидком состоянии содержит большое кол-во воды ( 85-90%). Цитоплазма пропитана водой, но с ней не смешивается. Изучение цитоплазмы под электронным микроскопом выявило её субмикроскопическую структуру. Она состоит из прозрачной гиалоплазмы ( матрикс) и ультраструктур, видимых только в электронный микроскоп. По физическому состоянию цитоплазма – сложная система коллоидов – смесь жидкого вещества, в котором во взвешенном состоянии находятся частицы твёрдого вещества. Чем меньше частицы, тем устойчивее коллоидный раствор ( белок куриного яйца). Какое значение имеет коллоидный характер цитоплазмы? Дело в том, что каждая частица имеет свою поверхность, отсюда велика поверхность цитоплазмы. Химическую основу цитоплазмы составляют белки, липиды, углеводы, различные неорганические вещества. Одним из важнейших компонентов – РНК, осуществляющая связь с цитоплазмой и ядром.

Цитоплазме присущи все физиологические функции ( питание, раздражимость…) Движение цитоплазмы постоянно, но наблюдать это движение трудно. Движение легче наблюдать после механического раздражения. На него большое влияние оказывает температура ( +37). Различают несколько типов движения цитоплазмы: а) круговое ( в клетке с 1 вакуолью); б) струйчатое ( в клетках с несколькими вакуолями – корневые волоски крапивы, тычиночные нити традесканции. Скорость движения цитоплазмы незначительна, однако движение имеет огромное значение, т.к. 1) обуславливает обмен веществ в клетке и между соседними клетками, 2) способствует заживлению ран, росту клетки.

К ультраструктурам относятся :

Эндоплазматическая сеть пронизывает всю цитоплазму значительно увеличивая поверхность и представляет собой систему канальцев, имеющих расширения в виде цистерн и пузырьков. Стенки канальцев имеют липопротеиновую структуру, в которую включены многочисленные ферменты Различают гладкую и шероховатую ЭПС ( на ней прикреплены многочисленные рибосомы. ЭПС выполняет ряд жизненно важных функций : транспортную, синтетическую ( синтез Б, У и др.в-в, секреторную и др. Канальцы ЭПС проходят через поры и соединяются с подобными структурами соседних клеток.

Рибосомы открыты в 1955г Г.Паладе - субмикроскопические частицы, впервые обнаруженные в растительных клетках в 50-х годах с помощью эл. Микроскопа Они состоят из белков ( 40%), РНК ( 60%), содержат катионы (Mg, Ca). Рибосомы эукариотов состоят из 2-х неравных по величине субъединиц. Нередко прикрепляются к мембранам эндоплазматической сети ( ш) или свободно располагаются в гиалоплазме, могут располагаться поодиночке или группами – полисомами, объединяясь с помощью нити РНК. Встречаются так же в ядре, митохондриях, пластидах. Рибосомы ( полисомы) центр синтеза белка.

Аппарат Гольджи 1878г — органеллы клетки, названные так по имени описавшего их итальянского исследователя К. Гольджи. Электронная микроскопия подтвердила правильность открытия, сделанного еще в конце прошлого века. В 50-х годах нашего столетия изучена его субмикроскопическая структура. Гладкая липоидно-белковая мембрана, образует уплощенные цистерны. От расширенных кон­цов цистерн отпочковываются больших или меньших размеров пузырьки, окруженные мембраной. Функции аппарата Гольджи разно­образны и закономерно меняются в зависимости от жизненного состоя­ния клетки. В них происходит синтез сложных белков — глюкопротеидов из простых белков и углеводов, а также синтезируются угле­воды, участвующие в построении оболочки клетки и т. д. Мембрана аппарата выполняет секреторную функцию. Полагают, что мембрана отделяющихся от аппарата Гольджи пузырьков участвует в построе­нии плазмалеммы путем ее включения в уже существующую перифери­ческую мембрану клетки. Кроме того, пузырьки аппарата при деле­нии клетки, сливаясь, образуют клеточную пластинку (зачаточную клеточную стенку) между возникающими в результате деления до­черними клетками

Микротрубочки — трубчатые образования, стенки которых со­стоят из белковых глобул, расположенных по спирали. Большое число микротрубочек обнаруживается в клетке в период непрямого ее деления: из микротрубочек строится ахроматиновое веретено. В период между делениями микротрубочки одиночно или группами располагаются ближе к периферии цитоплазмы. Считают, что они обеспечивают распределение и ориентацию органелл внутри цитоплаз­мы, направление цитоплазматических токов и т. д.

Микрофил сплошное сплетение нитей белка актина, способного к сокращению и непосредственно участвующего в изменении формы клеток, не облад. тв. оболочкой. В растит. клетках отвечает за циклич. вращение цитоплазмы.

Лизосомы - окруженные мембраной пузырьки, содержащие большой набор ферментов, вызывающих расщепление сложных соединений клетки.

Пероксисомы — органеллы сферической формы, окруженные мем­браной. Играют роль в осуществлении начальных этапов в процессе дыха­ния.

Плазмалемма — белково-липоидная мембрана по периферии жи­вого содержимого клетки. Занимая пограничное положение, плазмалемма осуществляет связь между оболочкой клетки и внутренними частями цитоплазмы. Она контролирует поступление веществ в клет­ку, избирательное их поглощение. Она выполняет, кроме того, син­тетическую и секреторную (выделительную) функции. Все эти про­цессы ферментативные и идут с затратой энергии. Плазмалемма вхо­дит в состав плазмодесмы, образуя ее пограничную мембрану.

Тонопласт — липоидно-белковая мембрана на границе живого содержимого с вакуолью. Она регулирует поступление веществ из цитоплазмы в вакуоль и обратно.

Митохондрии — округлые или несколько вытянутые органеллы клетки, описанные еще в 80-х годах прошлого столетия. Органелла состоит из двух мембран: наружной, . гладкой, и внутренней, образующей многочисленные складки, тру­бочки, число которых в митохондриях разных клеток неодинаково и зависит от интенсивности протекающих окислительно-восстановительных процессов. На внутренней стороне мембраны обнаруживаются мельчайшие субъединицы — округлые тельца на ножках — о к с и с о м ы. Вещество, заполняющее внутреннее пространство митохон­дрии, называют матриксом органеллы.

Митохондрии — это энергетические станции клетки, в которых энергия запасных веществ превращается в другие виды химической энергии.

Пластиды — органеллы клетки, хорошо различимые в световой мик­роскоп. Они свойственны только растительным клеткам (иск. эвглена). Принято различать три типа пластид по их окраске: зеленые — хлоропласты, желтые, Оранжевые или красные — хромопласты, бес­цветные — лейкопласты. Обычно в клетках встречаются пластиды 1 типа ( могут переходить друг в друга.)

В клетках высших растений хлоропласты имеют дисковидную округлую или эллипсовидную форму. Электронный микроскоп по­зволил выявить ультраструктуру пластид. Снаружи хлоропласт имеет оболочку, состоящую из двух гладких липоидно-белковых мембран. Внутрь от них находится строма пластиды, прони­занная системой липоидно-белковых мембран, каждая из которых называется ламеллой. Ламеллы в строме расположены параллельно друг другу, соединены концами и образуют диск. Группы ламелл, сложенных в стопки (теллакоиды) образуют граны В отдельных участках ламелл концентрируются зеленые пигменты, хлорофилл а и б и желто-оранжевые – каротин, ксантофилл. Пластиды богаты ферментами. Здесь осуществляется синтез простых углеводов, которые в результате полимеризации дают первичный крахмал – откладывается здесь же в хлоропластах. В строме хлоропластов содержатся ферменты и рибосомы, меньшего размера. Генетический аппарат автономен, т.к. имеют свою ДНК. Основная функция фотосинтез, помимо – минтез АТФ и АДФ ( фосфолирирование), синтез и гидролиз липидов, ассимиляционного крахмала и белков. Внутреннее строение хромопластов и лейкопластов проще, граны у них отсутствуют. Хромопласты – конечный этап в развитии пластид, это стареющие хлоропласты и лейкопласты.

Вакуоль полость в протоплазме эукариотических клеток, ограниченная тонопластом и заполненная клеточным соком. В молодых клетках – система канальцев и пузырьков, по мере роста они увеличиваются, а затем сливаются в 1 большую центральную вакуоль, которая занимает до 90% объёма клетки, а протопалазма распологается в виде тонкого постенного слоя, Увеличение размера клетки происходит за счёт роста вакуоли. В результате этого возникает тургорное давление и поддерживается упругость клеток и тканей.

Клеточный сок – слабокислый водный раствор органических и неораганических веществ: соли, органические кислоты, пигменты, сахара, белки, дубильные вещества, глюкозиды, алколоиды, инули, глюкоза, фруктоза, тростниковый сахар.

Функции вакуолей:

1. формируют внутреннюю водную среду

2. регулируют вводно-солевой обмен

3. поддерживает тургор, гидростатическое давление внутриклеточной жидкости в клетке. Оно способно поддерживать формы неодревесневших частей растений. Потеря тургора – увядание. Тургор связан с осмосом – односторонней диффузией воды через мембрану в сторону водного раствора солей большей концентрацией. Поступившая в клеточный сок вода оказывает давление на цитоплазму и клеточную стенку, вызывая её упругое состояние- тургор. Недостаток воды ведёт к плазмолизу – сокращению объёма вакуоли отделению протопласта от оболочки. Обычно обратим. ( деплазмолиз)

4. накопление запасных веществ и захоронение « отбросов», конечных продуктов метаболизма.

Включения – компоненты клетки временно выведенные из обмена или конечные его продукты. Располагаются в гиалоплазме, органоидах, вакуолях. Бывают жидкие и твёрдые. Часто в виде включений откладываются запасные пит. В-ва: крахмал, аллейроновы зерна, растительные масла, кристаллы оксалата Ca и цистолита – конечные продукты жизнедеятельности, от которых растения, не имея органов выделения, не имеет возможности избавиться.