Строение растителной клетки

Лекция №2

Строение растительной клетки.

К важнейшим отличительным признакам растительной клетки, возникшим в результате приспособления к автотрофному питанию, относятся следующие: жёсткая клеточная оболочка из целлюлозы; пластиды; центральная вакуоль с клеточным соком; плазмодесмы; основное запасное вещество – крахмал.

ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ.

I КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА

II ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА

III ЯДРО.

IV ЦИТОПЛАЗМА:

1. Гиалоплазма (матрикс)

2. Цитоплазматические структуры

а) включения – капли жира, зёрна крахмала, гранулы белка;

б) органоиды:

● одномембранные:

− эндоплазматическаясеть

− диктиосомы

− лизосомы, вакуоли

● двумембранные:

− митохондрии − пластиды

● немембранные:

− рибосомы

► КЛЕТОЧНАЯ ОБОЛОЧКА. Состоит из целлюлозы. Бесцветна и прозрачна. По ней могут передвигаться вода и растворенные низкомолекулярные вещества. Оболочки соседних клеток соединены пектиновыми веществами, образующими срединную пластинку.

ЦИТОПЛАЗМА.

Это внутреннее живое содержимое клетки, состо­ит из гиалоплазмы и расположенных в ней клеточных структур.

► ГИАЛОПЛАЗМА — это раствор органических (бел­ки, углеводы, аминокислоты, липиды, разные РНК) и неорганических соединений (вода, катионы, анионы, растворен­ный кислород и прочие газы) в воде.

Гиалоплазма представляет собой непрерывную водную коллоидную фазу клетки и обладает определенной вязкостью. Она способна к активному движению за счет трансформации химической энергии в механическую. Гиалоплазма связывает все находящиеся в ней органеллы, обеспечивая их постоянное взаимодействие. Через нее идет транспорт аминокислот, жирных кислот, нуклеотидов, сахаров, неорганических ионов, перенос АТФ.

► КЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ. Это органоиды и вклю­чения.

● ОРГАНОИДЫ — это постоянные клеточные структу­ры, которые выполняют определённые функции. Клеточные структуры можно разделить на

▪ МЕМБРАННЫЕ и ▪ НЕМЕМБРАННЫЕ.

● ВКЛЮЧЕНИЯ — это непостоянные запасные соединения или продукты обмена веществ, которые не выполняют определённых функций в клетке.

ОДНОМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ.

► ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СЕТЬ (эндоплазматический ретикулум).

Состоит из разветвлённой системы микровакуолей, канальцев и цистерн, которые пронизывают всю клетку и соединены с мем­бранами. Объём ЭПС составляет 30-50 % всей клетки. Если на поверхности ЭПС есть рибосомы, она называется ▪ гранулярной (шероховатой), если нет —

▪ агранулярной (гладкой). ФУНКЦИИ ЭПС:

● синтез и транспорт к ком­плексу Гольджи веществ (гранулярная синтезирует белки, агра­нулярная — углеводы, липиды).

● формиро­вание ядерной оболочки в период между делениями клетки.

● является депо ионов кальция (в мышечных клетках).

● разделяет клетку на отсеки.

► ДИКТИОСОМА (комплекс Гольджи).

В растительных клетках цистерны отсутствуют и комплекс называется диктиосомой.

ФУНКЦИИ КОМПЛЕКСА ГОЛЬДЖИ:

● накопление веществ и их химическое преобразование.

● транс­порт соединений к другим участкам клетки или вывод их за границы клетки (секреция).

● принимает участие в построении плазмати­ческой мембраны.

► ЛИЗОСОМЫ.

Это одномембранные пузырьки с гидролитическими фер­ментами.

► ФУНКЦИИ ЛИЗОСОМ: переварива­ние (лизис) веществ, частиц, старых органелл (автофагия).

► ВАКУОЛИ.

Вакуоли представляют собой полости, заполненные клеточным соком и ограниченные от цитоплазмы мембраной – тонопластом.

Клеточный сок, содержащийся в вакуоли, представляет собой водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта. В его состав могут входить углеводы (сахара и полисахариды), белки, органические кислоты и их соли, минеральные ионы, алкалоиды, гликозиды, танины и другие растворимые в воде соединения.

ФУНКЦИИ: поддержка тургора в клетке, частичное пере­варивание, накопление запасных питательных веществ, токсичных продуктов метаболизма.

ДВУХМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ.

► ЯДРО.

Размеры колеблются от 1 мкм до 1 см.

► ОБОЛОЧКА образована двумя мембранами с ядерны­ми порами; внутри — кариоплазма (нуклеоплазма, гелеобразная масса, напоминающая цитоплазму), ядрышко (одного или нескольких) и нити хроматина. Внешняя мембрана ядра переходит непосредственно в каналы ЭПС и может быть гладкая и шероховатая.

● ЯДРЫШКО – тельце округлой формы, не отграниченное мембранами. Состоит из комплекса РНК с белками. Образуются на вто­ричных перетяжках хромосом — ядрышковых организаторах. Функция ядрышек – синтез рибосом.

● ХРОМАТИН — хромосомы в период между делениями клетки. Состоят из ДНК и белков-гистонов.

► ХРОМОСОМЫ — плотно упакованные нити хроматина, которые появляются во время подготовки ядра к делению. Ядерные белки, обернутые нитью ДНК, образуют ▪ нуклеосомы. По 8-10 нуклеосом соединяются в ▪ глобулы.

● ФУНКЦИИ ЯДРА: хранение и передача генетической информации, организация и регуляция процессов обмена веществ.

► МИТОХОНДРИИ.

Они могут иметь самую разнообразную форму: бобовидную, форму палочек, нитей, разветвленную, спиральную. Количество разное (от 1 до 100 тыс. и более).

Внешняя мембрана — гладкая, внутренняя — складчатая. Складки увеличивают внутреннюю поверхность, они называются кристами. На внутренней мембране рас­положен комплекс ферментов, ответственный за синтез АТФ.

Внутренняя среда — матрикс. В нем находятся кольцевая мо­лекула ДНК, рибосомы, и-РНК, включения. Могут размножаться путём деления.

ФУНКЦИИ МИТОХОНДРИЙ: синтез АТФ.

► ПЛАСТИДЫ

► ХЛОРОПЛАСТЫ. Находятся в зелёных частях растений. Могут размножаться делением. СТРОЕНИЕ: внешняя мембрана гладкая, внутренняя — склад­чатая, внутреннее содержимое — строма. В нём содержат­ся кольцевая молекула ДНК, РНК, рибосомы, включения, зёрна крах­мала, ферменты темновой фазы фотосинтеза. Внутренние мембраны образуют выросты – тилакоиды (в форме дисков), которые отделяются от мембраны. Тилакоиды складываются в стопки по 50 штук и образуют граны. Граны соединены ламеллами — плоскими удлинёнными складками мембраны. На внут­ренних мембранах находятся фотосинтезирующие пигменты. ФУНКЦИЯ — фотосинтез.

► ХРОМОПЛАСТЫ Окрашенные пластиды. Содержат красные, оранжевые и жёлтые пигменты, находятся в окрашенных частях растения (цветки, плоды, корнеплоды, осенние листья). Внутренняя система мембран в данном типе пластид отсутствует. ФУНКЦИИ – привлечение опылителей, рас­пространение плодов и семян.

► ЛЕЙКОПЛАСТЫ. Бесцветные пластиды, находятся в неокрашенных частях растения, в клетках меристемы, в семенах и клубнях, корневищах. У лейкопластов слабо развиты внутренние мембраны, они представлены одиночными тилакоидами, иногда трубочками и пузырьками. ФУНКЦИЯ – синтезируют и запасают питательные вещества. Лейкопласты, накапливающие крахмал, называют амилопластами, белок – протеопластами, жирные масла – олеопластами.

Разные виды пластид могут перехо­дить одна в другую.

НЕМЕМБРАННЫЕ СТРУКТУРЫ.

► РИБОСОМЫ. Состоят из двух субъединиц — большой и малой. Субъединицы состоят из р-РНК и белка. Субъединицы образуются в ядрышке а собираются в цитоплазме. Встречаются рибосомы как свободные, так и связанные с шеро­ховатой ЭПС. ФУНКЦИИ РИБОСОМ: синтез белка.

►ВКЛЮЧЕНИЯ. Непостоянные структуры, которые могут по­являться и исчезать, преимуще­ственно — запасные вещества. Расположены в цитоплазме, в митохондриях, пластидах, ваку­олях растительных клеток. Бывают в виде капелек (липиды), гранул (крахмал), зёрен (белок), кристалликов (соли щавелевой кислоты)

Рис.1. Общий план строения растительной клетки