§ 2. Строение растительной клетки

Тонкая полупроницаемая плёнка, расположенная непосредственно под клеточной оболочкой (стенкой).

• 1. Полупроницаемость — сохраняет избирательную проницаемость, пока клетка остаётся живой: легко пропускает одни вещества и задерживает другие.
• 2. Функция — регулирует поступление химических соединений из окружающей среды внутрь клетки и удаление продуктов жизнедеятельности наружу.

Прочная наружная защитная оболочка растительной клетки, окружающая протопласт поверх плазматической мембраны.

• 1. Химический состав — в состав клеточной стенки входит прочный сложный углевод — целлюлоза (клетчатка).
• 2. Функции — придаёт клетке механическую прочность, защищает от внешних воздействий и сохраняет постоянную форму.
• 3. Поры — содержит микроскопические каналы (поры), через которые свободно диффундируют вода, соли и растворы органических веществ.

Внутренняя полужидкая среда клетки, объединяющая все клеточные органоиды и включения в единую систему.

• 1. Происхождение термина — от греческих слов «китос» (сосуд) и «плазма» (образование).
• 2. Физическое состояние — бесцветное вязкое вещество, обладающее способностью к непрерывному внутриклеточному движению.
• 3. Свойства — разрушается при сильном нагревании или замораживании, что приводит к гибели всей клетки.

Небольшое плотное клеточное тельце сложного строения, координирующее все биохимические процессы жизнедеятельности клетки.

• 1. Локализация — расположено в толще цитоплазмы и окружено ядерной оболочкой.
• 2. Содержимое — заключает в себе ядрышко (или несколько ядрышек) и генетический аппарат клетки.
• 3. Функции — регуляция обмена веществ, управление делением и хранение наследственной информации.

Плотное округлое тельце без собственной мембраны, находящееся внутри клеточного ядра.

• 1. Количество — в ядре растительной клетки может находиться одно или несколько ядрышек.
• 2. Функция — осуществляет синтез рибосомальных РНК и сборку предшественников рибосом.

Специализированные ядерные структуры, являющиеся основными материальными носителями наследственной информации клетки и организма в целом.

• 1. Происхождение термина — от греческих слов «хрома» (краска) и «сома» (тельце).
• 2. Генетическая роль — содержат ДНК, кодирующую признаки растения, и обеспечивают сходство родителей и потомства при размножении.

Микроскопические овальные органоиды цитоплазмы, выступающие «энергетическими станциями» клетки.

• 1. Происхождение термина — от греческих слов «митос» (нить) и «хондрион» (зёрнышко, крупинка).
• 2. Функция — осуществляют процессы клеточного дыхания и окисления органических веществ, в результате которых высвобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки.

Полости в цитоплазме растительной клетки, ограниченные мембраной и заполненные клеточным соком.

• 1. Происхождение термина — от латинского слова «вакуус» (пустой).
• 2. Клеточный сок — водный раствор неорганических солей, органических кислот, сахаров и красящих веществ.
• 3. Возрастная динамика — в молодых клетках вакуоли многочисленны и мелки, а в старых сливаются в одну гигантскую центральную вакуоль; при повреждении сочных плодов сок вытекает именно из вакуолей.

Характерные клеточные органоиды растений в виде мелких телец разнообразной формы и окраски.

• 1. Основные типы — подразделяются на три группы: хлоропласты (зелёные), лейкопласты (бесцветные) и хромопласты (жёлто-красные).
• 2. Взаимные превращения — пластиды одного типа способны переходить в другой (например, позеленение клубней картофеля на свету при превращении лейкопластов в хлоропласты; осеннее пожелтение листьев при распаде хлорофилла).

Зелёные пластиды растительной клетки, содержащие светочувствительный пигмент хлорофилл.

• 1. Происхождение термина — от греческого «хлорос» (зелёный).
• 2. Функция — служат местом протекания фотосинтеза — образования органических веществ из воды и углекислого газа за счёт энергии света.

Бесцветные пластиды растительной клетки.

• 1. Происхождение термина — от греческого «лейкос» (белый).
• 2. Функция — обеспечивают синтез и накопление запасов питательных веществ (преимущественно зёрен крахмала) в корнях, клубнях и семенах.

Пластиды, окрашенные в жёлтый, оранжевый и красный цвета за счёт скопления пигментов каротиноидов.

• 1. Происхождение термина — от греческого «хрома» (краска).
• 2. Функция — определяют нарядную окраску венчиков цветков, осенних листьев и зрелых плодов, способствуя опылению и распространению семян.

Зелёный фотосинтетический пигмент, сосредоточенный внутри хлоропластов.

• 1. Биологическая функция — поглощает лучи солнечного спектра и трансформирует их световую энергию в энергию химических связей органических соединений.

Английский естествоиспытатель, физик и изобретатель, член Лондонского королевского общества, первооткрыватель клеточного строения живых организмов.

• В 1665 году с помощью усовершенствованного микроскопа исследовал срез пробки пробкового дуба и обнаружил пористую структуру из множества микроскопических ячеек.
• Впервые ввёл в научный обиход основополагающий биологический термин «клетка» в своём знаменитом труде «Микрография».
• Доказал клеточное строение сердцевины бузины и стеблей различных растений, положив начало научному исследованию микроструктуры растительных организмов.

Растительная клетка обладает высокоорганизованным эукариотическим строением и включает следующие ключевые компоненты:

• Наружная плотная клеточная стенка (оболочка), состоящая из целлюлозы и пронизанная микроскопическими порами;
• Клеточная полупроницаемая мембрана, прилегающая к стенке изнутри и контролирующая транспорт веществ;
• Внутренняя полужидкая среда — цитоплазма, объединяющая органоиды и обеспечивающая их перемещение;
• Плотное ядро с ядрышком и хромосомами, управляющее метаболизмом и хранящее наследственную информацию;
• Митохондрии — овальные органоиды, вырабатывающие энергию в ходе дыхания;
• Вакуоли — мембранные резервуары с клеточным соком, поддерживающие тургорное давление клетки;
• Пластиды — хлоропласты (осуществляющие фотосинтез), лейкопласты (запасающие питательные вещества) и хромопласты (придающие яркую окраску).

Пластиды играют ключевую роль в питании, обмене веществ и экологических связях растения:

• Хлоропласты благодаря хлорофиллу улавливают кванты солнечного света и осуществляют фотосинтез — производят глюкозу и выделяют кислород, обеспечивая автотрофное питание;
• Лейкопласты служат депо питательных веществ, концентрируя запасы крахмала в неосвещённых запасающих органах (клубнях, корневищах, семенах);
• Хромопласты придают яркую жёлтую, оранжевую и багряную окраску лепесткам цветков и кожице плодов, привлекая насекомых-опылителей и птиц;
• Способность к взаимопревращению (например, трансформация лейкопластов в хлоропласты на свету у клубней картофеля или разрушение хлорофилла с образованием хромопластов в осенних листьях) обеспечивает адаптацию растения к меняющимся условиям среды.

Клеточная мембрана выполняет барьерную и регуляторную функции:

• Обладает свойством избирательной полупроницаемости — легко пропускает внутрь клетки воду и необходимые питательные молекулы, задерживая чужеродные и вредные вещества;
• Обеспечивает активный и пассивный транспорт веществ между клеткой и окружающей средой;
• Выводит продукты метаболизма наружу;
• Сохраняет свою полупроницаемость и регулирующую способность исключительно при жизни клетки.

Клеточная стенка выполняет опорную, защитную и формообразующую функции:

• Обеспечивает прочный механический каркас, защищающий внутреннее содержимое клетки от механических повреждений и деформаций;
• Придаёт растительной клетке постоянную форму и препятствует её разрыву при избыточном осмотическом поступлении воды;
• Содержит микроскопические поры, через которые вода, растворённые соли и органические молекулы беспрепятственно циркулируют между соседними клетками растения.

Генетический аппарат клетки (ядро, содержащее хромосомы и ДНК) выполняет жизненно важные функции:

• Хранение генетической программы — содержит полную наследственную информацию о строении, свойствах и химическом составе как отдельной клетки, так и всего организма;
• Передача признаков — обеспечивает точное копирование и передачу наследственной информации дочерним клеткам при делении и новому поколению при размножении;
• Руководство жизнедеятельностью — регулирует все ферментативные и физиологические процессы, протекающие в растительной клетке.

Растительные клетки обладают комплексом специфических признаков, отличающих их от клеток животных, грибов и бактерий:

• Наличие плотной клеточной стенки из целлюлозы (у клеток животных оболочка отсутствует, а у грибов построена из хитина);
• Наличие специализированных органоидов — пластид (хлоропластов, лейкопластов и хромопластов), обусловливающих автотрофный фотосинтез;
• Наличие крупных мембранных вакуолей с клеточным соком, которые у зрелых клеток занимают почти весь внутренний объём, оттесняя цитоплазму к стенке;
• Накопление в качестве основного запасного питательного углевода зёрен крахмала (у животных и грибов накапливается гликоген).