Клетка представляет собой основную структурную и функциональную единицу всех живых существ и обладает всеми признаками живого: ростом, обменом веществ и энергией с окружающей средой, делением, раздражимо­стью, наследственностью и др. По степени сложности внутренней организации клетки можно разде­лить на 2 типа: прокариотические и эукариотические. У прокариотов, в от­личие от эукариотов, нет оформленного ядра, хромосом, пластид, митохонд­рий, эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, отсутствуют ми­тоз и типичный половой процесс. К эукариотическим организмам, наряду с животными и грибами, отно­сятся и растения. Они обладают сходным строением клеток, что связано с единым происхождением. В типичном случае растительная клетка состоит из:

  • протопласта (жи­вого содержимого),
  • окружающей его оболочки - клеточной стенки.

Общий протопласт можно подразделить на цитоплазму и ядро.

Цитоплазма состоит из гиалоплазмы и органелл. 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. Органеллы - это структурно-функциональные единицы цитоплазмы. В клетке выделяют три типа органелл: немембранные, одномембранные и дву­мембранные.

Пластиды встречаются только в растительных клетках. Выделяют три типа пластид (хлоро-, лейко- и хромопласты), которые отличаются друг от друга составом пигментов (цветом), строением и выполняемыми функциями.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент хлорофилл, который находится в хлоропластах в нескольких фор­мах, имеют линзовидную форму и сложное строение. Снаружи они ограничены оболочкой, состоящей из двух мембран. Основная функция хлоропластов - фотосинтез. Кроме того, в них, как и в митохондри­ях, происходит процесс образования АТФ из АДФ, который называется фо­тофосфорилированием.

 Лейкопласты - бесцветные мелкие пластиды, встречающиеся в запа­сающих органах растений (клубнях, корневищах, семенах и т. д.). Для лей­копластов характерно слабое развитие внутренней системы мембран, пред­ставленной одиночными тилакоидами, иногда трубочками и пузырьками. Основная функция лейкопластов - синтез и накопление запасных питательных веществ, в пер­вую очередь крахмала, иногда белков.

Пластиды, окрашенные в желтый, оранжевый, красный цвета, носят название хромопластов. Их можно встретить в лепестках (лютик, одуван­чик, тюльпан), корнеплодах (морковь), зрелых плодах (томат, роза, рябина, хурма) и осенних листьях. Яркий цвет хромопластов обусловлен наличием каротиноидов, растворенных в пластоглобулах. Внутренняя система мем­бран в данном типе пластид, как правило, отсутствует. Хромопласты имеют косвенное биологическое значение: яркая окраска лепестков и плодов при­влекает опылителей и распространителей плодов.

Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках. Они пред­ставляют собой полости, заполненные клеточным соком и ограниченные от цитоплазмы мембраной - тонопластом. Для большинства зрелых клеток растений характерна центральная вакуоль. Она, как правило, настолько крупна (70-90 % объема клетки), что протопласт со всеми органеллами рас­полагается в виде очень тонкого постенного слоя. Клеточный сок, содержа­щийся в вакуоли, представляет собой водный раствор различных веществ, являющихся продуктами жизнедеятельности протопласта. Вакуоли в растительных клетках выполняют две основные функции: накопление запасных веществ, отходов и поддержание тургора.

Клеточная оболочка - структурное образование на периферии клетки, придающее ей прочность, сохраняющее ее форму и защищающее прото­пласт. Оболочка, как правило, бесцветна и прозрачна, легко пропускает сол­нечный свет. По ней могут передвигаться вода и растворенные низкомолеку­лярные вещества. Оболочки соседних клеток соединены пектиновыми веще­ствами, образующими срединную пластинку.

Скелетным веществом оболочки клеток высших растений является целлюлоза. Молекулы целлюлозы, представляющие собой очень длинные це­пи, собраны по нескольку десятков в группы - микрофибриллы. В них моле­кулы располагаются параллельно друг другу и «сшиты» многочисленными водородными связями. Они обладают эластичностью, высокой прочностью и создают структурный каркас оболочки, а также погружены в ее аморфный матрикс, состоящий в основном из гемицеллюлоз и пектиновых веществ.

В образовании структурных элементов клеточной оболочки принима­ют участие:

  • плазмалемма,
  • аппарат Гольджи,
  • микротрубочки.

На плазмалемме происходит синтез микрофибрилл целлюлозы, а микротрубочки способ­ствуют их ориентации. Аппарат Гольджи выполняет функцию образования веществ матрикса оболочки, в частности гемицеллюлоз и пектиновых ве­ществ.

Различают первичную и вторичную клеточные оболочки. Меристематические и молодые растущие клетки, реже клетки постоянных тканей, име­ют первичную оболочку, тонкую, богатую пектином и гемицеллюлозой. Вторичная клеточная оболочка образуется по достижении клеткой оконча­тельного размера и накладывается слоями на первичную со стороны прото­пласта. Она обычно трехслойная, с большим содержанием целлюлозы.

Включения - это локальная концентрация некоторых продуктов обме­на в определенных местах клетки.

Крахмальные зерна образуются только в строме пластид живых кле­ток. В хлоропластах на свету откладываются зерна ассимиляционного (пер­вичного) крахмала. Значительно большего объема достигают зерна запасного (вторичного) крахмала, откладывающиеся в лейкопластах (амилопластах). Различают простые, полусложные и сложные зерна.

Липидные капли накапливаются в гиалоплазме. Наиболее богаты ими семена и плоды, где они могут быть преобладающим по объему компонен­том протопласта.

Запасные белки чаще всего откладываются в вакуолях в виде зерен ок­руглой или овальной формы, называемых алейроновыми. Бывают простыми и сложными (кристаллиты, глобоиды).

Кристаллы оксалата кальция - конечные продукты обмена; откла­дываются обычно в вакуолях.

Ядро представляет собой обязательный органоид живой клетки. Оно всегда располагается в цитоплазме. В молодой клетке ядро обычно занимает центральное положение. Иногда оно остается в центре клетки, и окружено цитоплазмой (т. н. ядерный кармашек), которая связана с постенным слоем тонкими тяжами. Ядро отделено от цитоплазмы двумембранной ядерной оболочкой, пронизанной многочисленными порами. Содержимое интерфазного (неде­лящегося) ядра составляют нуклеоплазма и погруженные в нее оформленные элементы - ядрышки и хроматин.

Ядрышки - сферические, довольно плотные тельца, состоящие из ри- босомальной РНК, белков и небольшого количества ДНК. Их основная функция - синтез р-РНК и образование рибонуклеопротеидов (рРНК+белок), т. е. предшественников рибосом. Хроматин содержит почти всю ДНК ядра. В интерфазном ядре он имеет вид длинных тонких нитей, представляющих собой двойную спираль ДНК, закрученную в виде рыхлых спиралей более высокого порядка (супер­спиралей). ДНК связана с белками-гистонами, располагающимися подобно бусинкам на ее нити. Хроматин, будучи местом синтеза различных РНК (транскрипции), представляет собой особое состояние хромосом, выявляю­щихся при делении ядра. Можно сказать, что хроматин - это функциони­рующая, активная форма хромосом. Хромосомы присутствуют в ядре всегда, но в интерфаз­ной клетке не видны, потому что находятся в деконденсированном (разрых­ленном) состоянии.

© 2015-2018 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх