Строение растительной клетки • Клеточная теория строения организмов

Строение растительной клетки • Клеточная теория строения организмов • Основные структурные компоненты клетки и их функции • Особенности строения растительной клетки

Роберт Гук (1635– 1703) В 1665 году обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему соты в ульях медоносных пчел, и он назвал эти ячейки клетками (по- английски cell означает «ячейка, клетка» )

В 1839 году немецкими учеными Т. Шванном и М. Шлейденом была сформирована клеточная теория строения организмов. • Клетка — элементарная единица строения, функциониро- вания, размножения и развития всех живых организмов. • Клетка — целостная система, содержащая большое количество связанных друг с другом элементов — органелл. • Клетки различных организмов похожи (гомологичны) по строению и основным свойствам и имеют общее происхождение. • Увеличение количества клеток происходит путем их деления. • Многоклеточный организм — это система из большого количества клеток, объединенных в ткани и органы. • Клетки растительных организмов тотипотентны.

Растительная клетка Клеточная Протоплазма Вакуоль стенка (Цитоплазма) Гиалоплазма Структурные (Цитозоль) элементы

Цитозоль – растворимая часть цитоплазмы, представляющая собой бесцветный коллоидный раствор. Здесь происходит гликолиз, синтез ЖК, нуклеотидов, АК. В цитозоле находятся микротрубочки и микрофиламенты, формирующие внутренний скелет клетки – цитоскелет. Может быть в состоянии геля или золя.

Современная (обобщённая) схема строения растительной клетки, составленная по данным электронно-микроскопического исследования разных растительных клеток: 1 - аппарат Гольджи; 2 - свободно расположенные рибосомы; 3 - хлоропласты; 4 - межклеточные пространства; 5 - полирибосомы (несколько связанных между собой рибосом); 6 - митохондрии; 7 - лизосомы; 8 - гранулированная эндоплазматическая сеть; 9 - гладкая эндоплазматическая сеть; 10 - микротрубочки; 11 - пластиды; 12 - плазмодесмы, проходящие сквозь оболочку; 13 - клеточная оболочка; 14 - ядрышко; 15, 18 - ядерная оболочка; 16 - поры в ядерной оболочке; 17 - плазмалемма; 19 - гиалоплазма; 20 - тонопласт; 21 - вакуоли; 22 - ядро.

Растительная клетка Особенности растительной клетки: - наличие клеточной стенки; -наличие вакуоли; - наличие пластид.

Клеточная стенка Основные компоненты клеточной стенки – целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества. В состав клеточной стенки входит белок – экстенсин.

Целлюлоза – структурный полисахарид, полимер глюкозы, образует длинные микрофибриллы, собранные в мицеллы.

Гемицеллюлозы - структурные полимеры ксилозы, манноза, галактозы и др. , растворимые в щелочах. Пектиновые вещества – цепочки полигалактуроновой кислоты, формирующей матрикс между мицеллами целлюлозы

Вторичная клеточная стенка содержит гидрофобные вещества – лигнин (одревеснение) и суберин (опробковение). Клеточные стенки эпидермальных клеток покрываются воском и кутином.

Совокупность всех клеточных стенок и межклетников в растительном организме образует общую систему, называемую апопластом.

Плазмодесма – сложная система, образующая канал и объединяющая протопласты соседних клеток.

Совокупность всех протопластов, объединенных благодаря наличию плазмодесм, называется симпластом.

Функции клеточной стенки • Механическая прочность и опора • Форма клетки • Участвует в создании тургорного давления • Участвует в транспорте воды и минеральных веществ • Клеточные стенки эпидермальных клеток выполняют защитную функцию, предохраняя от чрезмерной потери воды и проникновения фитопатогенов • Клеточные стенки проводящих сосудов приспособлены для дальнего транспорта воды по растению • Благодаря катионообменным свойствам, клеточные стенки служат резервуаром для катионов

Вакуоль – полость, заполненная клеточным соком и окруженная мембраной (тонопластом). Клеточный сок – водный раствор, содержащий минеральные соли, сахара, органические кислоты, вторичные метаболиты.

Функции вакуоли • Основное осмотическое пространство клетки, благодаря которому вода поступает в клетку путем осмоса • Участвует в создании тургорного давления • Содержит гидролитические ферменты, т. е. в вакуолях происходит лизис макромолекул • Содержит водорастворимые пигменты – антоцианы, придающие окраску цветам, плодам и др. • Накапливает вторичные метаболиты – алкалоиды, фенольные соединения, кристаллы солей, выполняющие защитную функцию.

Пластиды Лейкопласты Хромопласты Хлоропласты Бесцветные, Имеют желтый Имеют зеленый т. к. не содержат или оранжевый цвет, пигментов; цвет; т. к. содержат Содержатся в хлорофиллы; семенах, клетках цветов, Содержатся в клубнях; плодов, листьев; клетках Запасают Привлекают мезофилла листа; крахмал. насекомых. Осуществляют фотосинтез.

Хлоропласты 1791 г. Компетти обнаружил особые «гранулы растительной клетки»

Схема развития и взаимопревращения пластид

Ядро – обязательный компонент всех эукариотических клеток. • Двойная мембрана с порами, • Внутренний матрикс – нуклеоплазма, • Хроматин (ДНК и гистоны), • РНК-содержащие ядрышки.

Эндоплазматический ретикулум Схематическое представление клеточного ядра, эндоплазматического ретикулума и комплекса Гольджи. (1) Ядро клетки. (2) Поры ядерной мембраны. (3) Гранулярный ЭПР. (4) Агранулярный ЭПР. (5) Рибосомы на поверхности гранулярного ЭПР. (6) Макромолекулы (7) Транспортные везикулы. 8) Комплекс Гольджи. (9) Цис-Гольджи (10) Транс-Гольджи (11) Цистерны Гольджи

Функции ЭПР • Участвует в синтезе многих веществ – белков, липидов, стеролов, ЖК. • Осуществляет детоксикацию вредных соединений. • Формирует систему магистралей, по которым вещества перемещаются по клетке. • Каналы ЭПР проходят через плазмодесмы, соединяя ретикулум соседних клеток. • Структурирование цитоплазмы. • Мембраны ЭПР образуют поверхности, по которым распространяются биотоки.

Аппарат Гольджи Трёхмерное схематическое изображение строения части диктиосомы из растительной клетки. 1 - пузырьки; 2 - цистерны; 3 - каналы; 4 - развивающиеся пузырьки.

Функции аппарата Гольджи • Везикулы АГ могут встраиваться в мембраны, участвуя в образовании плазмалеммы и тонопласта. • Транспорт веществ в вакуоль, к плазмалемме или клеточной стенке. • Синтез компонентов клеточной стенки (пектиновых веществ). • Выделительная (секреторная функция).

Митохондрии

Цитоскелет клетки Микротрубочки (глобулярный белок тубулин), Микрофиламенты (глобулярный белок актин)

Функции цитоскелета • Динамический каркас клетки • Обеспечивает движение цитоплазмы и взаимодействие органоидов • Контролирует «упаковку» целлюлозных микрофибрилл • Определяют направление растяжения клетки • Участвуют в переходах «гель – золь» • Направляют пузырьки диктиосом к клеточной стенке • Важный компонент жгутиков и ресничек

Основные принципы действия регуляторных механизмов К регулирующим факторам относят: • Конечный и промежуточный продукты обмена • Уровень исходных органических веществ • Содержание неорганических кофакторов (активность работы ферментов) • Факторы внешней среды – свет, температура

Системы регуляции Внутриклеточные Межклеточные Организменные Ферментная Гормональная Трофическая Генетическая Электрическая Гормональная Мембранная Трофическая Электрическая Метаболическая Фоторегуляция