Строение растительной клетки

Изучение клетки началось с 1665 года, когда английский учёный Роберт Гук впервые увидел в микроскоп на тонком срезе пробки мелкие ячейки. Он назвал их клетками. По мере совершенствования микроскопов появлялись новые знания о строении клеток живых организмов.

В 30-х годах 19 века шотландский учёный Роберт Броун сделал очень важное открытие. Изучая в микроскоп строение листа растения, он обнаружил внутри клетки круглое плотное образование, которое назвал ядром.

В 1838 году немецкий учёный Маттиас Шлейден пришёл к выводу, что ядро является обязательным структурным компонентом всех растительных клеток.

Познакомившись с этим исследованием, Теодор Шванн был удивлён: точно такие же образования он обнаружил и в животных клетках. Это привело учёного к выводу: все клетки, несмотря на их огромное разнообразие, сходны – у них есть ядра.

Обобщив разрозненные факты, в 1838 г. Теодор Шванн и Маттиас Шлейден сформулировали основное положение клеточной теории: все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению.

Клеточная теория явилась одним из великих открытий XIX века.

Рассмотрим положения современной клеточной теории:

1. Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого.

2. Клетки всех живых организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.

3. Размножение клеток происходит путём их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.

4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани, из тканей состоят органы и системы органов.

Наука о клетке называется цитологией. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в живом организме, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды.

Все растения являются эукариотическими организмами. Вспомним, кто такие прокариоты и эукариоты.

Прокариоты – организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. Для них характерно наиболее простое строение клеток. Их ещё называют безъядерными. Эту группу составляют бактерии.

Эукариоты (или ядерные организмы) – организмы, клетки которых имеют оформленное ядро и органоиды, определённые функции.

Растения – это автотрофные организмы. Они способны из неорганических веществ синтезировать органические вещества за счёт энергии света, т. е. осуществлять фотосинтез. Растительная клетка содержит специальные органоиды – хлоропласты. Они позволяют улавливать энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез.

Животные – гетеротрофные организмы. Они не способны синтезировать органические вещества из неорганических соединений.

Несмотря на разнообразие клеток, все они имеют единый принцип организации.

Сейчас мы рассмотрим строение растительной клетки.

Снаружи все растительные клетки покрыты клеточной стенкой. Она представляет собой плотный прозрачный слой, состоящий из разных веществ. У растений главным веществом, придающим прочность клеточной стенке, является целлюлоза. Клеточная стенка защищает клетку от повреждений.

Клеточная стенка, содержащая целлюлозу, характерна только для клеток растений. Клетки грибов имеют клеточную стенку, основным веществом которой является хитин. Клетки животных не имеют клеточной стенки и покрыты только цитоплазматической мембраной.

Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана. Её название происходит от латинского слова «мембрана» – «кожица», «плёнка». Она ограничивает внутреннее содержимое клетки и защищает её от внешних воздействий, принимает участие в обмене веществ между клеткой и внешней средой.

Цитоплазматическая мембрана состоит из белков и липидов. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю её толщу и располагаются на внешней или внутренней поверхности мембраны. К некоторым белкам, находящимся на поверхности, прикреплены углеводы.

Цитоплазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью. Это значит, что она способна пропускать одни вещества из окружающей среды внутрь клетки, а образующиеся в цитоплазме вещества – наружу. Это обеспечивает клетке возможность питаться, дышать и освобождаться от вредных веществ.

Под цитоплазматической мембраной находится живое содержимое клетки, в состав которого входят цитоплазма и ядро.

Цитоплазма – жидкая составляющая клетки. В ней располагаются ядро и различные органоиды. Цитоплазма на 93 % состоит из воды, в которой растворены различные вещества. Так как в таком растворе содержится много органических веществ, цитоплазма более густая и вязкая, чем вода. Цитоплазма находится в постоянном движении. Она заполняет всё пространство внутри клетки, обеспечивает возможность перемещения в клетке различных веществ. В цитоплазме происходят химические реакции, образуются органические вещества.

Важнейшей частью клетки является ядро – плотное тельце, чаще всего округлой или овальной формы. Оно имеет очень сложное строение. В нём содержится дезоксирибонуклеиновая кислота, которая является носителем наследственной информации (т. е. информации обо всех признаках и свойствах данного организма). Дезоксирибонуклеиновая кислота входит в состав нитевидных телец – хромосом. Ядро обеспечивает хранение и реализацию наследственной информации, а также её передачу дочерним клеткам.

Помимо ядра внутри клетки находятся органоиды – небольшие тельца разной формы, которые выполняют различные функции. Это митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли и рибосомы. В одних органоидах происходит образование нужных клетке веществ, другие отвечают за их переработку, в третьих накапливаются запасные питательные вещества (жиры, белки, углеводы).

Во всех растительных клетках имеются вакуоли – прозрачные пузырьки в цитоплазме, заполненные клеточным соком. Клеточный сок – это водный раствор различных веществ. Иногда в клеточном соке находятся пигменты, которые окрашивают его в красный, синий, фиолетовый и другие цвета. Именно эти пигменты определяют окраску лепестков, плодов, листьев. Клеточный сок определяет вкус плодов и других частей растений. Например, кислоту лимона, сладость арбуза, земляники.

Вакуоли играют главную роль в поглощении воды клетками. В них накапливаются запасные питательные вещества. Также клеточный сок содержит конечные продукты обмена.

В молодых клетках содержится большое количество мелких вакуолей. По мере роста клетки вакуоли тоже увеличиваются в размерах. Они сливаются друг с другом и постепенно заполняют почти весь объем клетки.

Следующий органоид растительных клеток – пластиды. Выделяют три типа пластид: хлоропласты (имеют зелёный цвет), хромопласты (жёлтый, красный или оранжевый цвет) и лейкопласты (бесцветные).

Хлоропласты содержат вещество зелёного цвета – хлорофилл. Вы уже знаете, что хлоропласты осуществляют фотосинтез.

Хромопласты придают яркую окраску плодам рябины, шиповника, корнеплодам моркови.

Лейкопласты бесцветные и не содержат пигментов. В них происходит накопление питательных веществ – белков, жиров и углеводов.

Необходимо сказать, что в одной клетке могут содержаться пластиды только одного типа.

Митохондрии участвуют в процессе дыхания и обеспечивают клетку энергией в виде АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты).

Рибосомы осуществляют синтез белка.

Эндоплазматическая сеть представляет собой систему каналов и полостей. Здесь происходит образование белков, углеводов и липидов. Вещества, которые образуются на мембранах сети, далее накапливаются и преобразуются внутри её полостей.

Образовавшиеся вещества заключаются в мембранные пузырьки и доставляются в комплекс Гольджи, в котором происходит их накопление и дальнейший транспорт к различным частям клетки.

Вы уже знаете, что по строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Сейчас мы с вами заполним таблицу, в которой сравним строение клеток эукариот.

Ядро характерно для всех эукариотических клеток.

Клетки растений имеют жёсткую клеточную стенку, главным компонентом которой является целлюлоза. В клетках грибов клеточная стенка состоит из хитина – вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. В клетках животных она отсутствует.

По типу питания растения являются автотрофами. Их клетки содержат хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Грибы и животные – гетеротрофы. Их клетки лишены пластид.

Для растительной клетки характерно наличие крупной центральной вакуоли. Клетки грибов имеют вакуоли, в отличие от клеток животных.

Запасным питательным углеводом в клетках растений является крахмал, в клетках грибов и животных – гликоген.

И завершим наш урок схемой, которая отражает общий план строения клеток. Внутреннее содержимое клеток представлено ядром, жидкой цитоплазмой и находящимися в ней различными органоидами. Снаружи клетки образован поверхностный аппарат, который состоит из цитоплазматической мембраны и из клеточной стенки (у некоторых видов клеток).