Строение растительных клеток

1.1.1. Общая характеристика.Клетка — основная структурная единица одноклеточных, колониальных и многоклеточных растении. Единственная клетка одноклеточного организма универсальна, она выполняет все функции, необходимые для обеспечения жизни и размножения. Форма ее обычно близка к шаровидной или яйцевидной. У многоклеточных организмов клетки чрезвычайно разнообразны по размеру, форме и внутреннему строению. Это разнообразие связано с разделением функций, выполняемых клетками в организме.

Клетки зародыша однородны, они имеют призматическую форму создающуюся в процессе взаимного давления. По мере дифференциации клеток во взрослом растении их формы становятся многообразнее: кубическая, звездчатая и т.д. Часто форма клеток столь сложна, что не поддается геометрическому определению. Многообразие форм сводят к двум основным типам клеток: паренхимным и прозенхимным (рис. 1).

Паренхимные клетки — изодиаметрические многогранники, обычно четырнадцатигранники, у которых восемь граней — шестиугольники, а шесть — четырехугольники; диаметр их примерно одинаков во всех направлениях, длина не более чем в 2...3 раза превышает ширину.

Средняя величина клеток растений 10...1000 мкм. Наиболее крупные паренхимные клетки те, в которых откладываются запасы питательных веществ. Клетки плодов арбуза, лимона, томатов видны невооруженным глазом. Их величина достигает нескольких миллиметров.

Прозенхимные клетки — вытянутые, длина их превышает ширину и толщину в 5, 6, 10, 100 раз и более. Они значительно крупнее клеток паренхимы; например, волосок хлопчатника достигает длины 1...6 см, волоконце льна — 0,2...4 см, однако поперечник этих клеток микроскопически мал, большей частью 50...100 мкм

1.1.2. Строение.Несмотря на огромное разнообразие, клетки растений характеризуются общностью строения — это клетки эукариотические, имеющие оформленное ядро (рис. 2). От клеток других эукариот — животных и грибов их отличают следующие особенности: наличие пластид; полисахаридная (целлюлозопектиновая) жесткая клеточная стенка кнаружи от цитоплазматической мембраны, окружающей любую клетку; хорошо развитая система вакуолей; отсутствие центриолей при делении.

У молодых, вновь образовавшихся клеток полость заполнена густой цитоплазмой. Многочисленные очень мелкие вакуоли слабо заметны, стенка клетки тонкая. Постепенно накапливается клеточный сок, число вакуолей уменьшается, а их объем увеличивается. Ядро окружено цитоплазматическим мешком, который тяжами соединен с постенным слоем цитоплазмы. В полностью сформированных старых клетках ядро оттеснено в постенный слой цитоплазмы, почти вся полость клеток занята крупной центральной вакуолью. Площадь клеточной стенки и ее толщина увеличились. Такой рост клеток и изменения в них показывают, что цитоплазма и ядро составляют ее живое содержимое — протопласт, а клеточная стенка и клеточный сок являются производными протопласта, продуктами его жизнедеятельности. От клеточного сока протопласт отделен мембраной, которая называется тонопластом, от клеточной стенки — другой мембраной — плазмалеммой. Протопласт состоит из двух структурных систем — цитоплазмы и ядра. В протопласте осуществляются все основные процессы обмена веществ.

Химический состав протопласта очень сложен и постоянно изменяется. Элементарный состав его характеризуется высоким содержанием углерода, водорода, кислорода и азота.

Основными соединениями, образующими протопласт, кроме воды являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы.

Белки, нуклеиновые кислоты, липиды и углеводы синтезируются самим протопластом.

Физико-химическое состояние протопласта — коллоидный раствор, где дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой — крупные молекулы органических веществ или группы молекул.

Частичная потеря воды ведет к переходу в состояние геля, в котором преобладает дисперсная фаза. Способность переходить из жидкого состояния золя в полутвердое состояние геля играет важную роль в существовании протопласта. Он многократно переходит из золя в гель и обратно, это одно из проявлений его живого состояния. Огромная поверхность коллоидных частиц создает благоприятные условия для разнообразных химических процессов.