Цветни растения. Характеристики на растителните клетки

Телата на живите организми могат да бъдат отделна клетка, тяхната група или огромен клъстер от милиарди такива елементарни структури. Последните включват мнозинството висши растения.

Откриване на клетката от Р. Хук

Теорията за малките елементи на структурата на всички живи същества преминава по пътя на развитието, измерен от стотици години. Структурата на черупката на растителните клетки се забелязва за пръв път в микроскопа й от британския учен Р. Хук. Обобщени разпоредби на клетъчната хипотеза бяха формулирани Schleiden and Schwann, преди това подобни изводи бяха направени от други изследователи.

Англичанин Робърт Хук изследва под микроскоп раздел на корковия дъб, и представи резултатите по време на среща на Кралското дружество в Лондон на 13 април 1663 (според други източници, събитието се състоя през 1665). Оказа се, че кората на дървото се състои от малки клетки, наречени "клетки на Хук". Стените на тези камери, образуващи шарки под формата на пчелни пити, учените разглеждат жива субстанция и кухината е призната като безжизнена, спомагателна структура. По-късно беше доказано, че вътре в клетките на растенията и животните се съдържа вещество, без което не е възможно тяхното съществуване и активността на целия организъм.

Клетъчна теория

Важно откритие на Р. Хук е разработено в произведенията на други учени, които са учили структурата на животинските клетки и растения. Подобни структурни елементи са наблюдавани от учените на микроскопични участъци от многоклетъчни гъбички. Установено е, че структурните единици на живите организми имат способността да се разделят. Въз основа на изследването представителите на биологичната наука на Германия М. Шлейдън и Т. Шван формулират хипотезата, че по-късно става клетъчна теория.

Сравнение на клетки на растения и животни с бактерии, водорасли и гъбички е позволил немски изследователи да се стигне до следното заключение: Робърт Хук открива "камера" - основни структурни звена, както и достигане им в процесите на живота са в основата на повечето организми на Земята. Важно допълнение, направено от Р. Вирхов през 1855, отбелязвайки, че деленето на клетките - единственият начин да им размножаване. Теорията на Schleiden-Шван с актуализации става все по-прието в биологията.

Клетка - най-малкия елемент от структурата и жизненоважна дейност на растенията

Според теоретичните изказвания на Schleiden и Schwann органичният свят е такъв, който доказва подобна микроскопична структура на животни и растения. В допълнение към тези две кралства, клетъчното съществуване е характерно за гъби, бактерии и няма вируси. Нарастването и развитието на живите организми се осигурява от появата на нови клетки в процеса на разделяне на вече съществуващите.

Многоклетъчният организъм не е просто струпване от структурни елементи. Малките единици от структурата взаимодействат помежду си, образувайки тъкани и органи. Едноклетъчните организми живеят в изолация, което не им пречи да създават колонии. Основните признаци на клетката са:

• способност за самостоятелно съществуване;
• собствен метаболизъм;
• самостоятелно възпроизвеждане;
• развитие.

В еволюцията на живота един от най-важните етапи е отделянето на ядрото от цитоплазмата чрез защитна мембрана. Комуникацията е оцеляла, защото отделно тези структури не могат да съществуват. В момента са избрани две супер-царства - ядрени и ядрени организми. Втората група се състои от растения, гъби и животни, които се изследват от съответните сектори на науката и биологията като цяло. Клетката на растението има ядро, цитоплазма и органели, които ще бъдат разгледани по-долу.

Разнообразие от растителни клетки

При разкъсването на зряла диня, ябълка или картофи структурни "клетки", пълни с течност, могат да се видят с просто око. Това са паренхимни клетки от плодове с диаметър до 1 mm. Лизовите влакна са удължени структури, чиято дължина значително надвишава ширината. Например, растителната клетка, която се нарича памук, достига дължина 65 mm. Влакната от ленено семе и коноп имат линейни размери от 40-60 мм. Типичните клетки са много по-малки от -20-50 микрона. Възможно е такива малки структурни елементи да се разглеждат само под микроскоп. Характеристиките на най-малките единици от структурата на растителния организъм се проявяват не само в разликите във формата и размера, но и в функциите, изпълнявани в тъканта.

Растителна клетка: основни характеристики на структурата

Ядрото и цитоплазмата са тясно свързани помежду си и взаимодействат помежду си, което се потвърждава от проучванията на учените. Това са основните части еукариотни клетки, всички останали елементи на структурата зависят от тях. Ядрото служи за натрупване и предаване на генетичната информация, необходима за протеиновия синтез.

Британският учен Р. Браун през 1831 г. забелязва за пръв път в клетъчните растения от семейството на орхидеи специално тяло (ядро). Това беше ядро, заобиколено от полу-флуидна цитоплазма. Името на това вещество означава в буквален превод от гръцката "първична клетъчна маса". Тя може да е по-течна или вискозна, но задължително покрита с мембрана. Външната обвивка на клетката се състои основно от целулоза, лигнин, восък. Един от признаците, които отличават растителните и животинските клетки, е наличието на тази силна целулозна стена.

Структурата на цитоплазмата

вътре растителна клетка напълнена с хиалоплазма с фини гранули, окачени в нея. По-близо до обвивката, така наречената ендоплазма преминава в по-вискозен екзоплазм. Именно тези вещества, които са запълнени с растителна клетка, служат като място на биохимични реакции и транспортни връзки, поставянето на органели и включвания.

Приблизително 70-85% от цитоплазмата е вода, 10-20% протеини, други химически компоненти - въглехидрати, липиди, минерални съединения. Растителните клетки имат цитоплазма, в която сред крайните продукти на синтеза са биорегулатори на функции и резервни вещества (витамини, ензими, масла, нишесте).

сърцевина

Сравнението на растителните клетки и животните показва, че те имат подобна структура на ядрото, което е в цитоплазмата и заема до 20% от неговия обем. Англичанинът Р. Браун, който за пръв път смята този най-важен и постоянен компонент на всички еукариоти под микроскоп, му дава името от ядрото на латинската дума. Появата на ядра обикновено корелира с формата и размера на клетките, но понякога се различава от тях. Задължителни елементи на структурата - мембраната, кариолимфа, ядрото и хроматина.

В мембраната, разделяща ядрото от цитоплазмата, има пори. Чрез тях веществата идват от ядрото до цитоплазмата и обратно. Кариолимф е течно или вискозно ядрено съдържание с места на хроматина. В ядърце съдържа рибонуклеинова киселина (РНК), проникващ в цитоплазмата на рибозомата да участват в синтеза на протеини. Друга нуклеинова киселина, деоксирибонуклеинова (ДНК), също присъства в големи количества. ДНК и РНК са открити за първи път в животински клетки през 1869 г., по-късно открити в растения. Ядрото е "контролен център" за вътреклетъчни процеси, място за съхранение на информация за наследствените черти на целия организъм.

Ендоплазмен ретикулум (EPS)

Структурата на клетките от животни и растения има значителна прилика. Необходими са вътрешните тубули в цитоплазмата, пълни с вещества с различен произход и състав. Гранулираното разнообразие от EPS се различава от агрануларния тип от присъствието на рибозоми върху повърхността на мембраната. Първият участва в синтеза на протеини, последният играе роля при образуването на въглехидрати и липиди. Както установиха изследователите, каналите не само проникват в цитоплазмата, а са свързани с всеки органоид на жива клетка. Следователно стойността на EPS се оценява много силно като участник в метаболизма, система за комуникация с околната среда.

рибозоми

Структурата на растителна или животинска клетка е трудно да се представи без тези малки частици. Рибозомите са много малки, можете да ги видите само с електронен микроскоп. Съставът на телата е доминиран от протеини и молекули на рибонуклеинови киселини, има незначително количество калциеви и магнезиеви йони. Почти цялото количество клетъчна РНК е концентрирано в рибозоми, те осигуряват протеинов синтез, "събират" протеини от аминокиселини. След това протеините влизат в каналите на EPS и се пренасят от мрежата в цялата клетка, те проникват в ядрото.

митохондриите

Тези органели на клетката се считат за енергийни станции, които се виждат, когато се увеличават в конвенционален светлинен микроскоп. Броят на митохондриите варира в рамките на много широки граници, може да има един или хиляди от тях. Структурата на органоида не е много сложна, в нея има две мембрани и матрица. Митохондриите се състоят от протеинови липиди, ДНК и РНК, са отговорни за биосинтезата на АТР-аденозин трифосфат. За това вещество растителните или животинските клетки се характеризират с наличието на три фосфати. Разцепването на всеки от тях дава енергията, необходима за всички процеси на жизненоважна дейност в самата клетка и в целия организъм. Напротив, добавянето на остатъци фосфорна киселина Тя дава възможност да се съхранява енергията и да се прехвърля в тази форма в цялата клетка.

Помислете за клетъчните органели на фигурата по-долу и посочете онези, които вече знаете. Обърнете внимание на големия везикул (вакуола) и зелените пластиди (хлоропласти). Ще говорим за тях.

Комплекс "Голджи"

Сложният клетъчен органел се състои от гранули, мембрани и вакуоли. Комплексът е открит през 1898 г. и е кръстен на италиански биолог. Характеристиките на растителните клетки се състоят в еднаквото разпределение на Golgi частици в цитоплазмата. Учените смятат, че комплексът е необходим за регулиране на водното съдържание и отпадъчните продукти, премахване на излишните вещества.

пластиди

Само клетки от растителни тъкани съдържат органели със зелен цвят. Освен това има безцветни, жълти и оранжеви пластиди. Тяхната структура и функции отразяват вида на храненето на растенията и те могат да променят цвета си чрез химически реакции. Основните видове пластиди са:

• оранжеви и жълти хромопласти, образувани от каротин и ксантофил;
• хлоропласти, съдържащи хлорофилни зърна, - зелен пигмент;
• левкопластика - безцветни пластиди.

Структурата на растителните клетки се свързва с химичните реакции на синтеза на органични вещества от въглероден диоксид и вода с използването на светлинна енергия. Името на този невероятен и много сложен процес е фотосинтезата. Реакциите се дължат на хлорофил, това вещество може да улови енергията на светлинния лъч. Наличието на зелен пигмент обяснява характерен цвят на листа, тревисти стъбла, незрели плодове. Хлорофилът е сходна по структура с хемоглобина на животни и хора.

Червено, жълто и оранжево оцветяване на различни растителни органи се дължи на наличието на хромопласти в клетките. Тяхната база е голяма група от каротеноиди, които играят важна роля в метаболизма. Леукопластите са отговорни за синтеза и натрупването на нишесте. Пластидите растат и се размножават в цитоплазмата, заедно с нея се движат по вътрешната обвивка на растителната клетка. Те са богати на ензими, йони, други биологично активни съединения.

Разлики в микроскопската структура на основните групи живи организми

Повечето клетки приличат на малък сак, напълнен със слуз, кръвни телца, гранули и везикули. Често има различни включвания под формата на твърди кристали от минерали, капки масла, нишестени зърна. Клетките се прилепват непосредствено в състава на растителните тъкани, животът като цяло зависи от активността на тези най-малки единици от структурата, които образуват цялото.

При многоклетъчна структура има специализация, която се изразява в различни физиологични задачи и функции на микроскопични структурни елементи. Те се определят основно от местоположението на тъканите в листата, корена, стъблото или генеративните органи на растението.

Нека очертаем основните елементи от сравнението на растителната клетка с елементарните единици от структурата на други живи организми:

1. Плътната мембрана, характерна само за растенията, се формира от целулоза (целулоза). В гъбите мембраната се състои от силен хитин (специален протеин).
2. Клетките от растения и гъби се различават по цвят поради наличието или отсъствието на пластиди. Такива тела като хлоропласти, хромопласти и левкопласти присъстват само в растителната цитоплазма.
3. Има органоид, който отличава животните - това е център (клетъчен център).
4. Само в клетката на растението има голяма централна вакуола, пълна с течно съдържание. Обикновено този клетъчен сок се оцветява с пигменти в различни цветове.
5. Основното резервно съединение на растителния организъм е нишесте. Гъби и животни натрупват гликоген в клетките си.

Водораслите са известни с много единични, свободно живи клетки. Например, такъв независим организъм е хламидонона. Въпреки че растенията се различават от животните чрез наличието на целулозна клетъчна стена, но половите клетки са лишени от такава плътна обвивка - това е още едно доказателство за единството на органичния свят.