Протопласт 1 страница

Клеточную оболочку

Протопласт

3. Вакуоль - это полости в цитоплазме, они ограничены проницаемыми мембранами и заполнены жидкостью.

Протопласт - главный компонент клетки. Клеточная оболочка и вакуоль являются продуктами жизнедеятельности протопласта. И в протопласте, и в клеточном соке могут встречаться включения.

Органоиды – это обязательные компоненты протопласта (цитоплазма, ЭПС (гладкая - место синтеза липидов, гранулированная –синтез белков), сферосомы (производные гладкого ЭПР, заполненные маслами), лизосомы (содержат ферменты внутриклет.пищеварения), Комплекс Гольджи (синтез полисахаридов), микротрубочки (учавств.в перемещении органелл в цитоплазме, во время деления формируют веретено деления), ядро (Окружено оболочкой, содержит ДНК, ядрышко (место синтеза т-РНК и р-РНК)Контролирует жизнидеят.клетки), пластиды (хромопласты, лейкопласты, хлоропласты), митохондрии (на складках – кристах – происходит окисление орган.веществ.Обеспеч.клетку энергией), рибосомы (осущ.синтез белковых молекул, их сборку из аминокислот))

Все органеллы погружены в гиалоплазму, которая обеспечивает их взаимодействие. Гиалоплазма с органеллами, не считая ядра, называется цитоплазмой клетки.

Окраска обусловлена пигментами группы каротиноидов. Пигменты нерастворимы в воде, но растворяются в жирах. Хромопласты лишены хлорофилла, не способны к фотосинтезу. Различают хромопласты трех типов: Глобулярного – каротиноиды растворены в субмикроскопических липоидных глобулах (пример – лепестки лютика, алоэ); Фибриллярного – каротиноиды собраны в пучки, состоящие из субмикроскопических нитей и связанные с фибриллами белка (пример – плоды томатов, мандарина, красного перца); Кристаллического – пигменты откладываются в виде мелких, но видимых в световой микроскоп кристаллоидов (пример – плоды шиповника, арбузов, лепестки нарциссов, корнеплоды моркови). Наиболее распространенный тип пластид – глобулярный. Встречаются переходные формы от хлоропластов к глобулярному типу хромопластов – хлорохромопласты. У них сохраняется небольшое число мелких гран, межгранные тилакоиды и одновременно имеется большое число крупных глобул. Хромопласты– конечный этап в развитии пластид. Взаимопревращения пластид можно отразить в виде схемы: Хлоропласты   Лейкопласты Хромопласты

Цитоплазма отделена от клет.оболочки поверхностными мембранами.

Плазмалемма - мембрана граничащ.с оболочкой.огранич.клетку снаружи и обеспеч.ее непосредств.связь с внеклеточной средой.

Тонопласт- мембрана окружающая вакуоль. Обладает избират.проницаемостью, способна к активному транспорту веществ.

Плазмодесма- тонкие цитоплазмат.нити, связывающие между собой цитоплазму соседних клеток через тонкую пору в клет.стенке.

Отличие растительных клеток от животных:

• наличие у клетки собственного наружного скелета

• наличие вакуолей

• наличие в протопласте системы пластид

• накопление запасных питательных веществ и вредных продуктов обмена

• отсутствие центриолей (центросом) в центре организации микротрубочек

• рост путем растяжения

3. Вакуоли: происхождение, значение, изменение в онтогенезе клетки. Клеточный сок, его состав, значение отдельных компонентов. Вакуоли содержатся почти во всех растительных клетках. Их содержимое – клеточный сок – изолирован от окружающей цитоплазмы полупроницаемой вакуолярной мембраной – тонопластом. Вакуом- вся система вакуолей растительной клетки. В молодой растительной клетке имеется множество мелких вакуолей. Однако их общий объем составляет весьма небольшую долю от объема всей клетки. Принимая активное участие в росте клетки, мелкие вакуоли увеличиваются из-за поступления воды. В итоге они сливаются в одну большую центральную вакуоль. Она занимает 70-95% объема зрелой клетки. Вакуоль сильно отличается от цитоплазмы по составу растворенных веществ. Вакуоли участвуют в разрушении макромолекул и круговороте их компонентов в клетке. Увеличение размера клетки происходит в основном за счет роста вакуоли. Вакуоли предположительно возникают из расширяющихся цистерн гранулярной эндоплазматической сети. Другой возможный способ– отчленение ретикулярными цистернами агранулярных пузырьков. Вакуоли – места накопления различных метаболитов (например, запасных белков в семенах, органических кислот, пигментов, токсинов). Функции вакуолей: • регуляция водно-солевого обмена; • осмотические явления: поддержание тургорного давления в клетке и рост растяжением (Благодаря тургору ткани обладают упругостью, сохраняют свою форму и положение в пространстве, противостоят механическим воздействиям. Все процессы автолиза, увядания и старения сопровождаются падением тургора); • накопление низкомолекулярных водорастворимых метаболитов и запасных веществ; • выведение из обмена токсичных веществ; • благодаря пигментам придают окраску частям растений. Химический состав и концентрация клеточного сока очень изменчивы. Они зависят от вида растения, органа, ткани, типа и состояния клетки. В живой клетке клеточный сок не имеет никакой внутренней структуры. Т. е. он является оптически пустым. Клеточный сок – представляет собой водный раствор различных веществ. Это углеводы (сахара и полисахариды), белки, аминокислоты, органические кислоты и их соли, минеральные ионы, алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины и др. В вакуолях могут храниться и накапливаться ионы и вещества, которые иначе могли бы нарушить клеточный метаболизм. К таким веществам относятся органические кислоты и их соли (например, оксалат кальция), пигменты (антоцианы и т.п.), фенольные соединения (например, дубильные вещества). Токсичные вещества клеточного сока могут служить для защиты растения. В вакуолях часто откладываются пигменты. Голубую, фиолетовую, пурпурную, темно-красную окраску растительным клеткам придают пигменты из группы антоцианов.

4. Химический состав и структура клеточной оболочки. Значение клеточной оболочки. Наличие прочной оболочки – одна из отличительных черт растительных клеток. Функции оболочки: • определяет форму клеток; • придает клеткам прочность; • ограничивает размер протопласта, предотвращает его разрыв при поглощении воды вакуолью; • выполняет защитную функцию; • выполняет опорную функцию (помогают противостоять растениям действию силы тяжести). Совокупность клеточных оболочек тела наземного растения, не имеющего внутреннего скелета, представляет собой остов, придающий растению механическую прочность; • защищают клетки от обезвоживания; • поглощение, передвижение и выделение веществ за счет так называемого свободного пространства Обычно оболочка бесцветна и прозрачна, легко пропускает свет. Каждая клетка имеет собственную оболочку. Оболочки соседних клеток сцементированы межклеточным веществом. Т.е. соседние клетки отделены друг от друга стенкой. Поэтому оболочку нередко называют клеточной стенкой. Оболочку строит протопласт клетки. Поэтому она может расти только в контакте с протопластом. Клеточная оболочка состоит в основном из полисахаридов. Кроме полисахаридов, в состав оболочки могут входить белки, минеральные соли, лигнин, пигменты и другие вещества. Полисахариды оболочкипо своей роли подразделяютсянаскелетные веществаи вещества матрикса. Скелетным веществом оболочки у высших растений является клетчатка (целлюлоза). Молекулы целлюлозы представляют собой очень длинные, до 4 микрометров, цепи. Они собраны по нескольку десятков в группы. В группах молекулы располагаются на близком расстоянии, параллельно друг другу, и скреплены между собой водородными и ковалентными связями. В результате образуются микрофибриллы целлюлозы. Благодаря упорядоченному расположению молекул в отдельных участках микрофибрилл – мицеллах, целлюлоза обладает кристаллическими свойствами. Вещества матрикса. Аморфные компоненты в совокупности с водой образуютматрикс оболочки.Обычно матрикс представляет собой пластичный гель, насыщенный водой. Матрикс является сложной смесью полимеров, среди которых преобладают полисахариды: пектиновые вещества и гемицеллюлозы. Слои клеточной оболочки. В оболочке клетки всегда имеются два слоя: срединная пластинка (межклеточное вещество) и первичная оболочка. Срединная пластинка располагается между первичными оболочками соседних клеток. Нередко откладывается ещё третий слой – вторичная оболочка. После отложения вторичной оболочки протопласт клеток часто отмирает. В срединной пластинке, по которой происходит транспорт веществ, преобладают вода и рыхлые бесформенные пектины. Разрушение срединной пластинки приводит к разъединению клеток – мацерации.

Первичная оболочка бывает у клеток с активным обменом веществ и в метаболически активные периоды (пе- риод роста), когда необходим активный транспорт, оболочка выполняет уже опорную функцию, в ее составе появляется целлюлоза, но достаточно велико количество пектинов и гемицеллюлоз. Пора - любое неутолщенное место (углубление) оболочки. Эти отверстия заполнены тяжами цитоплазмы в виде нитей (плазмодесмы).Плазмодесмы связывают протопласты граничащих друг с другом клеток. Перфорации – сквозные отверстия в оболочке.

Антоцианы определяют окраску многих овощей (свекла, редис, капуста), фруктов (вишни, сливы, виноград), цветов (васильки, герани, розы, пионы, дельфиниумы и многие др.) Антоцианы часто образуютсяв холодную солнечную погоду, когда в листьях прекращается синтез хлорофилла. Ярко это проявляется осенью. Антоцианы, в отличие от многих других растительных пигментов, легко растворяются в воде. Поэтому они часто содержатся в клеточном соке. Антоцианы привлекают насекомых-опылителей и распространителей семян. Антохлор- придает желтую окраску, встречается в венчиках цветков. Млечный сок-имеет белую (молочн.) окраску. Роль млечного сока- хранение питательных вещ-в, защита от поедания животными. Явление осмоса возникает только благодаря избирательной проницаемости мембраны. Когда клетка гибнет, и разрушаются мембраны, осмотические явления наблюдать уже нельзя. Наличие осмотических явлений – один из признаков, по которому можно отличить живую клетку от мертвой. Плазмолиз клетки-когда объем вакуоли и клетки сокращается, протопласт отходит от оболочки, и тургор исчезает. Различают три вида плазмолиза: вогнутый, выпуклый и судорожный. По характеру плазмолиза можно судить в некоторой степени о концентрации клеточного сока и вязкости цитоплазмы. Деплазмолиз- тургор постепенно восстановится и клетка примет первоначальный вид. Циторриз- возникает не вследствие потери воды осмотическим путем, а вследствие испарения воды растением в воздушной среде.