< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Клітина – базовий осередок процесів життєдіяльності

Будова типової клітини рослин

Важливість вивчення біології клітин для розуміння впливу екологічних чинників на фізіологічні процеси визначається тим, що всі фізіолого-біохімічні перетворення реалізуються на базі клітинних структур. Клітини в рослинах – це основні одиниці будови, функціонування і розвитку.

Окремих біохімічних процесів, що реалізуються всередині кожної клітини, дуже багато. Деякі такі перетворення близькі, але відбуваються у протилежних напрямках. Наприклад, у клітині може одночасно здійснюватися як синтез, так і розкладання цукрів. Реалізація всіх таких процесів у клітині забезпечується шляхом просторового відокремлення ланок метаболізму одна від одної. Відбувається це завдяки наявності всередині клітин рослин особливих внутрішньоклітинних структур, які називають органелами. Саме органели, як і інші частини клітин, спеціалізуються на здійсненні певних фізіологічних процесів. Таке просторове відокремлення біохімічних процесів дістало назву принципу компартменталізацїї. Він не лише забезпечує перебіг різних біохімічних процесів у різних відсіках – компартаментах клітини, а й наголошує, що вміст клітини – це не гомогенна суміш різних хімічних речовин, а чітко структурована біологічна система.

На рис. 2.1 показані основні елементи, що входять до складу типової рослинної клітини, а на рис. 2.2 наведено співвідношення цих елементів. Клітина рослини оточена клітинною оболонкою, під якою знаходиться увесь її живий вміст, – протопласт, а також вакуоля, заповнена водним розчином органічних і неорганічних речовин. У свою

Будова рослинної клітини

Рис. 2.1. Будова рослинної клітини:

1 – клітинна оболонка: 2 – лізосома; 3 – жирова крапля; 4 – вакуоля; 5 – тонопласт; 6 – мікротрубочка; 7 – ендоплазматична сітка: 8 – мітохондрія; 9 – рибосоми; 10 – ядерце: 11 – хроматин: 12 – ядро; 13 – плазмолема; 14 – диктіосома; 15-хлоропласт

Схема, що ілюструє співвідношення між різними частинами рослинної клітини

Рис. 2.2. Схема, що ілюструє співвідношення між різними частинами рослинної клітини

чергу, протопласт поділяють на цитоплазму, ядро і органели. Органели досить різноманітні. їх класифікують на основі виконуваних функцій та особливостей структури. Цитоплазма і ядро також структуровані.

Відповідно до складної структури клітини рослин, її хімічний вміст також відрізняється великою різноманітністю. В клітинах переважає вода. Її не менше ніж 60–80% від загальної маси речовин. З органічних сполук найбільш поширені білки, ліпіди і вуглеводи. Досить широко представленими і важливими за роллю є їхні вторинні метаболіти: вітаміни, фітогормони, смоли та ін.

Склад, структура та функції компонентів клітини

Клітинна оболонка

Відмінною особливістю рослинних клітин є наявність у них клітинної оболонки. Функціональні вимоги до клітинної оболонки зводяться до забезпечення міцності, необхідної для протидії зовнішнім механічним впливам на клітину та внутрішнього тиску на неї протопласта. Оболонка має достатню стійкість й інертність до зовнішніх хімічних дій.

Зазвичай основу клітинної оболонки складають целлюлоза, лігнін і пектин. Найважливіший будівельний матеріал оболонки – целюлоза. Її ниткоподібні молекули здебільшого розташовані пучками, в яких окремі молекули пов'язані між собою водневими зв'язками. Такі пучки молекул целюлози називаються мікрофібрилами. Мікрофибрили, усвою чергу, утримуються одна біля одної завдяки пектину, утворюючи з ним структурну основу клітинної оболонки.

Залежно від віку клітини і її положення в рослині до складу оболонки може входити та чи інша кількість лігніну, що надає їй високу жорсткість і міцність. У міру збільшення віку клітини оболонка товщає. Прийнято поділяти її шари на серединну пластинку з пектину, первинну, вторинну і третинну оболонку. Ці шари оболонки утворюються послідовно, і після утворення вторинної і, тим більше, третинної оболонки, які майже непроникні для багатьох речовин через високий вміст лігніну, живий вміст таких клітин відмирає, і вони стають структурними компонентами механічної тканини або ксилеми.

Мікрофібрили целюлози, пектин і лігнін не розташовуються безперервним масивом, між Їхніми молекулами залишаються проміжки – порожнини, зазвичай заповнені водою. Система таких порожнин у товщі клітинної оболонки дістала назву вільного простору. Він дуже важливий для забезпечення обміну клітин з довкіллям і для виконання низки інших функцій. Крім того, у товщі клітинної оболонки в її вторинних і третинних шарах є місця, де відсутні відкладення целюлози, лігніну й інших речовин. Це так звані пори.

Пори двох сусідніх клітин протистоять одна одній, утворюючи канальці. Багато з них містять плазмодесми – тяжі протопласта, що вступили в область пори. Унаслідок цього у межах пори протопласти сусідніх клітин контактують однин з одним. Вони розділені лише тонким шаром первинної оболонки й серединною пластинкою.

До складу клітинної оболонки входять і білки. Важливу роль відіграє білокекстенсин, який забезпечує зв'язок між молекулами целюлози і тим надає оболонці цілісності і міцності. Ще більш важливу роль відіграють білки лектини, які мають властивості рецепторів, тобто здатність розпізнавати характер зовнішніх впливів на клітину. Вони відіграють важливу роль у захисті клітин рослин від зовнішніх інфекцій.

У цілому, оболонка рослинної клітини є структурою, яка одночасно відрізняється міцністю й жорсткістю, що надає клітині певної форми, при цьому оболонка зберігає проникність для води й водорозчинних речовин.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >