Все клетки растений лишены жгутиков

Растительная клетка – определение, части и функции

Растение клетки являются основной единицей жизни в организмах царство Plantae. Это эукариотические клетки, которые имеют настоящее ядро ​​вместе со специализированными структурами, называемыми органеллами, которые выполняют различные функции. Растительные клетки имеют специальные органеллы, называемые хлоропластами, которые создают сахара через фотосинтез.

Обзор клеток растений

Животные, грибы и у протистов тоже есть эукариотические клетки, пока бактерии и археи имеют более простые прокариотические клетки. Клетки растений отличаются от клеток других организмов своими клеточные стенки хлоропласты и центральная вакуоль, Хлоропласты в растительных клетках могут подвергаться фотосинтезу с образованием глюкозы. При этом клетки используют углекислый газ и выделяют кислород.

Другие организмы, такие как животные, полагаются на кислород и глюкозу, чтобы выжить. Растения считаются аутотропный потому что они производят свою еду и не должны потреблять никаких других организмов. В частности, растительные клетки фотоавтотрофного потому что они используют световую энергию солнца для производства глюкозы. Организмы, которые питаются растениями и другими животными, считаются гетеротрофными.

Другие компоненты растения клетка, клеточная стенка а также центральная вакуоль работать вместе, чтобы придать клетке жесткость. Растительная клетка будет хранить воду в центральной вакуоль, который расширяет вакуоль в стороны клетки. Затем клеточная стенка прижимается к стенкам других клеток, создавая силу, известную как тургор давление, Тургорское давление между клетками растения могут расти и достигать большего солнечного света.

Части растительной клетки

Растительная клетка имеет много разных частей. Каждая часть ячейки имеет специализированную функцию. Эти структуры называются органеллами.

Хлоропласты

Хлоропласты встречаются только в растениях и водоросли клетки. Эти органеллы осуществляют процесс фотосинтеза, который превращает воду, углекислый газ и световую энергию в питательные вещества. Они имеют овальную форму и имеют две мембраны: внешнюю мембрану, которая образует внешнюю поверхность хлоропласт и внутренняя мембрана, которая лежит прямо под. Между внешней и внутренней мембраной находится тонкое межмембранное пространство шириной около 10-20 нанометров. Внутри другой мембраны есть еще одно пространство, называемое строма, где содержатся хлоропласты.

Сами хлоропласты содержат много сплющенных дисков, называемых тилакоидами, и они имеют высокую концентрацию хлорофилл а также каротиноиды, которые улавливают световую энергию. молекула хлорофилл также придает растениям зеленый цвет. Тилакоиды уложены друг на друга в сосудистых растениях в стопках, называемых гранами.

Вакуоли

Растительные клетки уникальны тем, что имеют большую центральную вакуоль. Вакуоль это небольшая сфера плазматическая мембрана внутри клетки, которая может содержать жидкость, ионы и другие молекулы. Вакуоли в основном крупные везикулы. Они могут быть обнаружены в клетках многих различных организмов, но растительные клетки, как правило, имеют большую вакуоль, которая может занимать где-то от 30-80 процентов клеток.

центральная вакуоль растительной клетки помогает поддерживать ее тургорное давление, которое представляет собой давление содержимого клетки, прижимающейся к клеточной стенке. Растение процветает лучше всего, когда его клетки имеют высокую мутность, и это происходит, когда центральная вакуоль полна воды. Если тургорное давление у растений уменьшается, растения начинают увядать. Растительные клетки живут лучше всего гипотонический растворы, в которых воды больше, чем в клетке; в этих условиях вода устремляется в клетку осмос и тургентность высокая.

Животные клетки, с другой стороны, могут лизируют если слишком много воды устремляется внутрь; они живут лучше изотонический растворы, в которых концентрация растворенных веществ в клетке и в окружающей среде одинакова, а чистое движение воды внутрь и из клетки одинаково.

Клеточная стена

клеточная стенка это прочный слой, находящийся на внешней стороне растительной клетки, который придает ей прочность, а также поддерживает высокую твердость. У растений клеточная стенка содержит в основном целлюлозу, наряду с другими молекулами, такими как гемицеллюлоза, пектин и лигнины. Состав растительной клеточной стенки отличает ее от клеточных стенок других организмов.

Например, клеточные стенки грибов содержат хитин и бактериальные клеточные стенки содержат пептидогликана и эти вещества не найдены в растениях. Основное различие между клетками растений и животных состоит в том, что клетки растений имеют клеточную стенку, а клетки животных – нет. Растительные клетки имеют первичную клеточную стенку, которая представляет собой гибкий слой, образованный снаружи растущей растительной клетки, и вторичную клеточную стенку, жесткий, толстый слой, образованный внутри первичной растительной клеточной стенки, когда клетка становится зрелой.

Другие органеллы

Растительные клетки имеют много других органелл, которые по существу такие же, как органеллы в других типах эукариотических клеток, таких как клетки животных. Ядро содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) клетки, ее генетический материал. ДНК содержит инструкции по производству белков, которые контролируют всю деятельность организма. Ядро также регулирует рост и деление клетки. Белки синтезируются в рибосомах, модифицированных в эндоплазматическая сеть и складывать, сортировать и упаковывать в пузырьки в аппарат Гольджи.

Митохондрии также найдены в растительных клетках. Они производят АТФ через клеточное дыхание, Фотосинтез в хлоропластах обеспечивает питательные вещества, которые митохондрии расщепляют для использования в клеточном дыхании. Интересно, что и хлоропласты, и митохондрии, как полагают, образовались из бактерий, поглощенных другими клетками в эндосимбиотических (взаимовыгодных) отношениях, и они делали это независимо друг от друга.

Жидкость внутри клеток является цитозоль, Он в основном состоит из воды, а также содержит ионы, такие как калий, белки и небольшие молекулы. Цитозоль и все органеллы в нем, кроме ядра, называются цитоплазма, цитоскелет представляет собой сеть филаментов и канальцев, обнаруженных в цитоплазме клетки. У него много функций; он придает клетке форму, обеспечивает прочность, стабилизирует ткани, закрепляет органеллы внутри клетки и играет роль в клеточная сигнализация, клеточная мембрана, двойной фосфолипид слой, окружающий всю клетку.

Функции растительной клетки

Растительные клетки являются основным строительным блоком жизни растений, и они выполняют все функции, необходимые для выживания. Фотосинтез, производство пищи из энергии света, углекислого газа и воды, происходит в хлоропластах клетки. Молекула энергии аденозинтрифосфат (АТФ) производится через клеточное дыхание в митохондриях.

Как все многоклеточный организмов, каждая клетка в пределах организм имеет свою уникальную роль. Некоторые растительные клетки функционируют исключительно в производстве глюкозы, в то время как другие необходимы для доставки питательных веществ и воды в различные части клетки. Прочитайте следующий раздел, чтобы узнать больше о различных типах ячеек и их функциях.

Типы растительных клеток

Существует пять типов растительных клеток, каждый с различными функциями:

  • Клетки паренхимы являются большинством клеток в растении. Они обнаруживаются в листьях и осуществляют фотосинтез и клеточное дыхание наряду с другими метаболическими процессами. Они также хранят вещества, такие как крахмалы и белки, и играют роль в заживлении ран растений.
  • Клетки колленхимы оказывать поддержку растущим частям растения. Они вытянуты, имеют толстые клеточные стенки и могут расти и изменять форму по мере роста растения.
  • Клетки склеренхимы являются твердыми клетками, которые являются основными опорными клетками в областях растения, которые перестали расти. Клетки склеренхимы мертвы и имеют очень толстые клеточные стенки.
  • ксилема ячейки транспортировать в основном воду и немного питательных веществ по всему растению, от корней до стебля и листьев.
  • флоэма ячейки транспортировать питательные вещества, сделанные во время фотосинтеза, во все части растения. Они транспортируют сок, который является водянистым решение с высоким содержанием сахара.

Растительная клеточная структура

В растительных клетках есть несколько важных структурных элементов, которые позволяют растениям стоять, собирать солнечный свет и расти как единый организм. Наиболее важными компонентами в клетках для достижения этих целей являются клеточная стенка и вакуоль.

Вместе эти две структуры в клетках растений создают жесткость, которая позволяет растениям стоять высокими и не упасть. В частности, вакуоль заполняется водой, толкая на клеточную стенку. Это создает внутреннее давление, называемое тургорским давлением. Клеточные стенки испытывают это давление. В свою очередь, каждая стена оказывает давление на стену рядом с ней. Вместе это держит растение так же, как скелет человека оказывает поддержку.

Тем не менее, растениям необходим постоянный запас воды, чтобы поддерживать это давление. Без воды вакуоли быстро потеряют воду. Без давления клетки не могут давить друг на друга. Таким образом, испытывающее жажду растение будет увядать, опрокидываться и в конечном итоге погибать.

Источник



Особенности строения и основные органеллы растительных клеток

Растения уникальные среди эукариот организмы, чьи клетки имеют дополнительную оболочку, поверх плазматической мембраны и органеллы, которые помогают производить свою собственную пищу. Хлорофилл придает растениям зеленый окрас и позволяет использовать солнечный свет в процессе фотосинтеза для преобразования воды и углекислого газа в сахара и углеводы — вещества, используемые клеткой в качестве источника энергии.

Характеристика растений и их клеток

Как и клетки грибов, растительные клетки сохранили защитную клеточную стенку от своих предков. Типичная клетка растений имеет сходное строение с типичной эукариотной клеткой, но не имеет центриолей, лизосом, промежуточных волокон, ресничек или жгутиков, как животная клетка. Однако клетки растений обладают рядом других специализированных структур, включая жесткую клеточную стенку, центральную вакуоль, плазмодесмату и хлоропласты. Хотя растения (и их типичные клетки) не подвижны, некоторые виды производят гаметы (половые клетки), которые обладают жгутиками и, следовательно, способны двигаться.

Все растения можно разделить на два основных типа: сосудистые и несосудистые. Сосудистые растения считаются более развитыми, чем несосудистые, потому что имеют специализированные ткани: ксилему, которая участвует в структурной поддержке и водопроводности, а также флоэму, которая является транспортной системой для продуктов фотосинтеза. Следовательно, они также обладают корнями, стеблями и листьями, представляющими более высокую форму организации, отсутствующую в растениях без сосудистых тканей.

Несосудистые растения, входящие в группу мохообразные, обычно не более 3-5 см в высоту, так как не имеют структурной поддержки, характерной сосудистым растениям. Они также в большей степени зависят от окружающей среды, чтобы поддерживать соответствующее количество влаги и, как правило, встречаются во влажных затемненных местах.

По оценкам, сегодня в мире насчитывается не менее 260 000 видов растений. Они варьируются по размеру и сложности от небольших мхов до гигантских секвой, самых больших живых организмов на планете, растущих до 100 м. Лишь малый процент от этих видов, непосредственно используется людьми для питания, жилья и медицины.

Читайте:  Основные признаки травянистого растения являются

Тем не менее, растения являются основой экосистемы и пищевой цепи на Земле, и без них сложные формы жизни, такие как животные (включая людей), никогда бы не развились. Действительно, все живые организмы напрямую или косвенно зависят от энергии, создаваемой фотосинтезом, а побочный продукт этого процесса — кислород жизненно необходим для животных. Растения также уменьшают количество углекислого газа, присутствующего в атмосфере, препятствуют эрозии почв, влияют на уровень и качество воды.

Растениям свойственны жизненные циклы, которые включают чередование поколений диплоидных форм, содержащих парные наборы хромосом в ядрах клеток и гаплоидные формы, которые обладают только одним набором. Как правило, эти две формы растения очень разные по внешнему виду. В высших растениях диплоидная фаза, известная как спорофит (из-за способности вырабатывать споры), обычно доминирует и более узнаваема, чем генерация гаплоидных гаметофитов. Однако у мохообразных, поколение гаметофит является доминирующим и физиологически необходимым для фазы спорофит.

Животные должны потреблять белок для получения азота, но растения могут использовать неорганические формы этого элемента и, следовательно, не нуждаются во внешнем источнике белка. Однако растениям обычно требуется значительное количество воды, которое необходимо для процесса фотосинтеза, для поддержания структуры клеток, облегчения роста и в качестве средства доставки питательных веществ к растительным клеткам.

Количество и типы питательных веществ, необходимых для разных видов растений, значительно различается, однако некоторые элементы необходимы растениям в больших количествах. Эти питательные вещества включают кальций, углерод, водород, магний, азот, кислород, фосфор, калий и серу. Также, есть несколько микроэлементов, которые требуются растениями в меньших количествах: бор, хлор, медь, железо, марганец, молибден и цинк.

Строение растительных клеток

Далее приведен список и краткая характеристика основных органелл клеток растений. Для более детальной информации переходите по ссылкам ниже:

Источник

Глава 2. Эукариотическая клетка

Все живое состоит из клеток. Клетки крайне разнообразны по структуре и функциям. Одни представляют собой одноклеточные организмы, другие — высокоспециализированные — входят в состав многоклеточных организмов как, животных, так и растений. И все же клетки очень сходны между собой. Все они окружены мембраной, называемой плазматической, или плазмалеммой. Плазматическая мембрана ограничивает цитоплазму клетки и ДНК. Все живое содержимое клетки называют протоплазмой.

Клетки подразделяются на две основные группы: прокариотические и эукариотические. Прокариотические (бактериальные) клетки лишены ядер и ограниченных мембранам) органелл. В настоящее время к прокариотам относятся бактерии, в том числе и цианобактерии. Эукариотические клетки имеют настоящие ядра и отдельные компартменты — обособленные участки клетки, выполняющие различные функции.

Эукариотические клетки разделены на компартменты с помощью мембран, как правило трехслойных. Такие мембраны называются элементарными. Мембраны контролируют обмен веществ между клеткой и окружающей средой и между органеллами и цитоплазмой.

Растительные клетки обычно имеют полужесткую клеточную оболочку и протопласт — «единицу» протоплазмы, ограниченную клеточной оболочкой. Протопласт состоит из цитоплазмы и ядра. Цитоплазматический матрикс, или основное вещество, растительных клеток, как правило, находится в движении. Это явление известно как ток цитоплазмы, или циклоз. Плазматическая мембрана, представляющая собой элементарную мембрану, отделяет цитоплазму от клеточной оболочки.

Помимо клеточной оболочки для растительных клеток характерны цитоплазматические вакуоли. Это полости, заполненные клеточным соком, водным раствором разнообразных солей, сахаров и других веществ. Вакуоли играют важную роль в увеличении размера клеток и поддержании упругости тканей. Кроме того, во многих вакуолях разрушаются макромолекулы, а продукты распада вовлекаются в новые метаболические процессы. Вакуоли окружены элементарной мембраной, называемой тонопластом. Молодые клетки обычно содержат многочисленные мелкие вакуоли, которые увеличиваются в размерах и сливаются в одну большую вакуоль, когда клетка достигает зрелости. Увеличение вакуолей приводит к росту клетки.

Ядро — контролирующий центр клетки — часто наиболее заметная структура протопласта. Оно окружено ядерной оболочкой, состоящей из двух элементарных мембран. В ядре находится хроматин, который в процессе клеточного деления конденсируется в отдельные хромосомы. Хроматин и хромосомы состоят из ДНК и белков.

Наряду с вакуолью и клеточной оболочкой характерным компонентом растительных клеток являются пластиды.Каждая пластида окружена оболочкой, состоящей из двух элементарных мембран. Классификация зрелых пластид основана на находящихся в них видах пигментов: хлоропласты содержат хлорофиллы и каротиноиды, хромопласты — каротиноиды, а в лейкопластах пигментов нет.Хлоропласты имеют граны — пачки уплощенных мембранных пузырьков, называемых тилакоидами, в которых сосредоточены пигменты. Различные виды пластид могут развиваться из мелких бесцветных телец — пропластид.

Подобно пластидам, митохондрии окружены двумя элементарными мембранами. Внутренняя мембрана изгибается и образует обширную мембранную систему; на складках внутренней мембраны локализованы ферменты. Митохондрии — это те органеллы эукариотических клеток, в которых происходит дыхание.

В дополнение к органеллам цитоплазма эукариотических клеток содержит две мембранные системы: эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Эндоплазматический ретикулум — это обширная трехмерная система мембран. Она может связываться с ядерной оболочкой и служить местом прикрепления рибосом. Встречаются и свободные рибосомы (не связанные с эндоплазматическим ретикулумом). В эукариотических клетках они находятся как в цитоплазме, так и в ядре. В рибосомах аминокислоты соединяются друг с другом, образуя белки. В процессе синтеза белка отдельные рибосомы объединяются в полирибосомы, или полисомы.

Термином «аппарат Гольджи» обозначают все диктиосомы, или тельца Гольджи. Диктиосомы — это группы плоских, дископодобных цистерн, от которых отпочковываются многочисленные пузырьки. В диктиосомах, по-видимому, накапливаются и упаковываются сложные углеводы и другие вещества, которые в пузырьках переносятся к границе клетки. Пузырьки принимают участие и в образовании плазматической мембраны. Эндоплазматический ретикулум и диктиосомы объединены в единую эндомембранную систему.

Микротрубочки — тонкие структуры разной длины, состоящие из белка тубулина. Они играют немаловажную роль в митозе, формировании клеточной пластинки, построении клеточной оболочки и движении жгутиков.

Микрофиламенты — нити сократимого белка актина. Считается, что пучки этих тонких нитей играют решающую роль в циклозе. Вместе с микротрубочками микрофиламенты образуют цитоскелет клетки.

Жгутики (локомоторные органеллы) — это волосовидные структуры, отходящие от поверхности многих эукариотических клеток. Все жгутики эукариотических клеток имеют одинаковую систему организации 9 + 2, означающую, что наружное кольцо из девяти пар микротрубочек окружает две внутренние микротрубочки в центре жгутика.

Клеточная оболочка — это основной отличительный признак растительной клетки. Она определяет структуру клетки и текстуру растительных тканей. Клеточная оболочка обычно состоит из трех слоев: срединной пластинки, первичной и вторичной оболочек. Целлюлоза входит в состав клеточной оболочки в виде жестких фибрилл, состоящих из большого числа молекул целлюлозы. Целлюлозные фибриллы переплетены с нецеллюлозными молекулами матрикса — гемицеллюлоз и пектина. Во всех трех слоях клеточной оболочки может присутствовать и лигнин, особенно характерный для вторичной оболочки.

После отложения вторичной оболочки клетки, как правило, отмирают и формируют трубки для проведения воды или жесткие опорные структуры.

Взаимосвязь клеток растения достигается с помощью плазмодесм, которые пронизывают оболочки и связывают протопласты соседних клеток.

Делящиеся клетки проходят клеточный цикл, состоящий из интерфазы и митоза. Интерфазу можно разделить на три периода: период G1, в течение которого происходит общий рост и размножение органелл; период S, когда удваивается ДНК; период G2, когда синтезируются структуры, участвующие в митозе.

В интерфазе хромосомы находятся в неспирализованном состоянии и их трудно отличить от нуклеоплазмы. Во время митоза хромосомный материал — хроматин — конденсируется, и можно видеть, что каждая хромосома состоит из двух параллельных нитей — хроматид, соединенных центромерой. Центромера делится, и хроматиды, которые теперь называются дочерними хромосомами, увлекаются к противоположным полюсам. Деление клетки завершается образованием вокруг дочерних хромосом новых ядерных оболочек. Таким способом генетический материал поровну распределяется между двумя новыми ядрами.

Митоз, как правило, заканчивается цитокинезом — делением цитоплазмы. У растений и некоторых водорослей цитоплазма делится с помощью клеточной пластинки, которая начинает формироваться в телофазе митоза. После разделения цитоплазмы протопласты откладывают новые клеточные оболочки.

Источник

Растительная клетка — Plant cell

Растительные клетки — это эукариотические клетки, присутствующие в зеленых растениях , фотосинтезирующих эукариотах царства Plantae . Их отличительные особенности включают первичные клеточные стенки, содержащие целлюлозу, гемицеллюлозы и пектин, наличие пластид, способных осуществлять фотосинтез и накапливать крахмал, большую вакуоль , регулирующую тургорное давление, отсутствие жгутиков или центриолей , за исключением гамет, и уникальный метод деления клеток, включающий формирование клеточной пластинки или фрагмопласта , разделяющего новые дочерние клетки.

Содержание

Характеристики растительных клеток

  • Клетки растений имеют клеточные стенки , построенные вне клеточной мембраны и состоящие из целлюлозы , гемицеллюлозы и пектина . Их состав контрастирует с клеточными стенками грибов , которые состоят из хитина , бактерий , которые состоят из пептидогликана, и архей , которые состоят из псевдопептидогликана . Во многих случаях лигнин или суберин секретируются протопластом в виде слоев вторичной стенки внутри первичной клеточной стенки. Кутин секретируется за пределы первичной клеточной стенки и во внешние слои вторичной клеточной стенки эпидермальных клеток листьев, стеблей и других надземных органов, образуя кутикулу растения . Клеточные стенки выполняют множество важных функций. Они придают форму тканям и органам растения и играют важную роль в межклеточной коммуникации и взаимодействиях между растениями и микробами.
  • Многие типы растительных клеток содержат большую центральную вакуоль , заполненный водой объем, окруженный мембраной, известной как тонопласт, которая поддерживает тургор клетки , контролирует движение молекул между цитозолем и соком , хранит полезный материал, такой как фосфор и азот, и переваривает отработанные белки и органеллы .
  • Специализированные пути межклеточной коммуникации, известные как плазмодесмы , возникают в виде пор в первичной клеточной стенке, через которые плазмалемма и эндоплазматический ретикулум соседних клеток являются непрерывными.
  • Клетки растений содержат пластиды , наиболее примечательными из которых являются хлоропласты , содержащие пигмент зеленого цвета хлорофилл, который преобразует энергию солнечного света в химическую энергию, которую растение использует для производства собственной пищи из воды и углекислого газа в процессе, известном как фотосинтез . К другим типам пластидов относятся амилопласты , специализированные для хранения крахмала , элайопласты, специализированные для хранения жира , и хромопласты, специализирующиеся на синтезе и хранении пигментов . Как и в митохондриях , у которых есть геном, кодирующий 37 генов, пластиды имеют свои собственные геномы примерно из 100–120 уникальных генов и интерпретируются как возникшие как прокариотическиеэндосимбионты, живущие в клетках ранних эукариотических предков наземных растений и водорослей .
  • Деление клеток у наземных растений и некоторых групп водорослей, особенно у Charophytes и Chlorophyte Order Trentepohliales , происходит за счет построения фрагмопласта в качестве матрицы для построения клеточной пластинки на поздних стадияхцитокинеза .
  • Подвижны, свободно плавать спермы из мхов и папоротникообразных , саговники и гинкго являются единственными клетками наземных растений имеют жгутики , похожий на те , в клетках животных , но хвойные деревья и цветущие растения не имеют подвижных сперматозоидов и отсутствие как жгутики и центриоли .
Читайте:  Исследовательская работа по биологии Оценка экологического состояния местности по флуктуирующей асимметрии листьев березы

Типы растительных клеток и тканей

Клетки растений дифференцируются от недифференцированных меристематических клеток (аналогично стволовым клеткам животных), чтобы сформировать основные классы клеток и тканей корней , стеблей , листьев , цветов и репродуктивных структур, каждая из которых может состоять из нескольких типов клеток.

Паренхима

Клетки паренхимы — это живые клетки, функции которых варьируются от хранения и поддержки до фотосинтеза ( клетки мезофилла ) и загрузки флоэмы ( клетки-переносчики ). Помимо ксилемы и флоэмы в их сосудистых пучках, листья состоят в основном из клеток паренхимы. Некоторые клетки паренхимы, такие как эпидермис, специализируются на проникновении света и фокусировке или регуляции газообмена , но другие относятся к наименее специализированным клеткам в растительной ткани и могут оставаться тотипотентными , способными к делению с образованием новых популяций недифференцированных клеток. на протяжении всей своей жизни. Клетки паренхимы имеют тонкие проницаемые первичные стенки, позволяющие переносить небольшие молекулы между ними, а их цитоплазма отвечает за широкий спектр биохимических функций, таких как секреция нектара или производство вторичных продуктов , препятствующих растительноядности . Клетки паренхимы, которые содержат много хлоропластов и связаны в первую очередь с фотосинтезом, называются клетками хлоренхимы . Другие, такие как большинство из паренхимных клеток в картофельных клубнях и семена семядоли из бобовых культур , имеет функцию хранения.

Колленхима

Клетки колленхимы живы в зрелом возрасте и имеют утолщенные клеточные стенки из целлюлозы. Эти клетки созревают из производных меристемы, которые изначально напоминают паренхиму, но различия быстро становятся очевидными. Пластиды не развиваются, а секреторный аппарат (ER и Golgi) разрастается, секретируя дополнительную первичную стенку. Стенка обычно наиболее толстая в углах, где соприкасаются три или более ячеек, и самая тонкая, когда соприкасаются только две ячейки, хотя возможны и другие способы утолщения стенки. Пектин и гемицеллюлоза являются доминирующими составляющими клеточных стенок колленхимы двудольных покрытосеменных растений , которые могут содержать всего 20% целлюлозы в Petasites . Клетки колленхимы, как правило, довольно удлиненные и могут делиться поперечно, создавая вид перегородок. Роль этого типа клеток заключается в том, чтобы поддерживать растение в осях, все еще растущих в длину, и придавать тканям гибкость и прочность на разрыв. В первичной стенке отсутствует лигнин, который сделал бы ее прочной и жесткой, поэтому этот тип клеток обеспечивает то, что можно было бы назвать пластиковой опорой — опору, которая может удерживать молодой стебель или черешок в воздухе, но в клетках, которые могут растягиваться, как клетки вокруг них удлиненный. Эластичная опора (без эластичной защелки) — хороший способ описать, что делает колленхима. Части нитей в сельдерее — колленхима.

Склеренхима

Склеренхима — это ткань, состоящая из двух типов клеток, склереид и волокон, которые имеют утолщенные одревесневшие вторичные стенки, расположенные внутри первичной клеточной стенки . Вторичные стенки укрепляют клетки и делают их непроницаемыми для воды. Следовательно, склереиды и волокна обычно мертвы при функциональной зрелости, а цитоплазма отсутствует, оставляя пустую центральную полость. Склероиды или каменные клетки (от греческого skleros, твердые ) — твердые, жесткие клетки, которые придают листьям или плодам песчаную текстуру. Они могут препятствовать развитию травоядных, повреждая пищеварительные тракты на личиночных стадиях мелких насекомых. Склериды образуют твердую стенку косточки персиков и многих других фруктов, обеспечивая физическую защиту развивающегося ядра. Волокна представляют собой удлиненные клетки с одревесневшими вторичными стенками, которые обеспечивают несущую поддержку и прочность на разрыв листья и стебли травянистых растений. Волокна склеренхимы не участвуют в проводимости воды и питательных веществ (как в ксилеме ) или углеродных соединений (как во флоэме ), но вполне вероятно, что они эволюционировали как модификации инициалов ксилемы и флоэмы у ранних наземных растений.

Ксилема

Ксилема представляет собой сложную сосудистую ткань, состоящую из водопроводящих трахеид или сосудистых элементов , а также волокон и клеток паренхимы. Трахеиды представляют собой удлиненные клетки с одревесневшим вторичным утолщением клеточных стенок, специализирующиеся на проведении воды, и впервые появились у растений во время их перехода на сушу в силурийский период более 425 миллионов лет назад (см. Cooksonia ). Обладание ксилемой трахеидами определяет сосудистые растения или трахеофиты. Трахеиды представляют собой заостренные, удлиненные клетки ксилемы, самые простые из которых имеют непрерывные первичные клеточные стенки и одревесневшие вторичные утолщения стенок в виде колец, обручей или сетчатых сетей. Голосеменные характеризуют более сложные трахеиды с отверстиями в виде клапанов, называемые окаймленными ямками . В папоротники и другие папоротникообразных и голосеменных имеют только ксилемы трахеид , в то время как цветущие растения также имеют ксилемы суда . Элементы сосуда представляют собой полые клетки ксилемы без торцевых стенок, которые выровнены встык, чтобы образовать длинные непрерывные трубки. У мохообразных отсутствует настоящая ткань ксилемы, но у их спорофитов есть водопроводящая ткань, известная как гидром, которая состоит из удлиненных клеток более простой конструкции.

Флоэма

Флоэма представляет собой специализированную ткань для транспортировки пищи у высших растений, в основном транспортирующую сахарозу по градиентам давления, создаваемым осмосом, процессом, называемым транслокацией . Флоэма представляет собой сложную ткань, состоящую из двух основных типов клеток: ситчатых трубок и тесно связанных клеток-компаньонов , а также клеток паренхимы, волокон флоэмы и склероид. Ситовые трубки встык соединены перфорированными концевыми пластинами между так называемыми ситчатыми пластинами , которые позволяют переносить фотосинтетический материал между элементами сита. В элементах ситовидной трубки отсутствуют ядра и рибосомы , а их метаболизм и функции регулируются соседними нуклеарными клетками-компаньонами. Клетки-компаньоны, соединенные с ситчатыми трубками через плазмодесмы , отвечают за загрузку сахаров во флоэму . У мохообразных отсутствует флоэма, но спорофиты мха имеют более простую ткань с аналогичной функцией, известную как лептом.

Эпидермис

В эпидермисе растений специализировано ткань, состоящая из клеток паренхимы, которая покрывает наружные поверхности листьев, стеблей и корней. В эпидермисе могут присутствовать несколько типов клеток. Среди них следует отметить замыкающие клетки устьиц, которые контролируют скорость газообмена между растением и атмосферой, железистые волосы или трихомы , а также корневые волоски первичных корней. В эпидермисе побегов большинства растений только замыкающие клетки имеют хлоропласты. Хлоропласты содержат зеленый пигмент хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Эпидермальные клетки надземных органов возникают из поверхностного слоя клеток, известного как оболочка (слои L1 и L2), который покрывает верхушку побега растения , тогда как кора и сосудистые ткани возникают из самого внутреннего слоя верхушки побега, известного как тело (L3 слой). Эпидермис корней образуется из слоя клеток, находящегося непосредственно под корневым покровом. Эпидермис всех надземных органов, но не корней, покрыт кутикулой из полиэфирного кутина или полимерного кутана (или того и другого), с поверхностным слоем эпикутикулярных восков . Считается, что эпидермальные клетки первичного побега являются единственными растительными клетками, обладающими биохимической способностью синтезировать кутин.

Источник

Все клетки растений лишены жгутиков

Урок 2: Клеточное строение растений

Когда мы сравнивали растения с другими царствами живой природы, то выяснили, что они тоже состоят из клеток. Чтобы понимать, как живёт растение, важно познакомиться со строением этой его составной части. Наука о клетках называется цитологией. Сегодня мы тоже станем настоящими цитологами.

Какие бывают клетки у растений?

Мельчайшие растения – одноклеточные водоросли состоят из одной клетки. Их форма может быть очень разной – амёбоидной, веретёновидной, овальной, шарообразной, звездчатой. Она в виде гирьки, кустика с веером, диска, треугольников, бус – у одиночных и колониальных диатомовых водорослей, которые сверху прикрыты панцирем из диоксида кремния.

1 diatomovye vodorosli
Диатомовые водоросли

Большинство многоклеточных зелёных, бурых или красных водорослей, построены из одинаковых клеток, а самые крупные растения состоят из миллиардов таких ячеек, каждая из которых выполняет свою функцию и поэтому отличается друг от друга. Сравнение клеток растений можно провести, наблюдая их самостоятельно. Сложно представить, сколько их находится в одном дереве, если только его лист содержит примерно 20 000 000 штук.

А теперь сложное научное определение: клетка – это система, а это значит, что она состоит из более мелких, но взаимосвязанных частей. Этими частями являются её детали, построенные из биополимеров – нуклеиновых кислот и белков, которые совместно поддерживают энергетические и метаболические процессы всего организма в целом.

Кто первым увидел клетку? Увеличительные приборы

Большинство клеток нельзя увидеть невооружённым глазом. Только после изобретения увеличительных приборов люди узнали, что всё живое сделано из них, а клетка появляется из другой (материнской) клетки.

  • Оптический (световой) микроскоп изобрели в 16 веке. По одной версии в 1591 году его придумали отец и сын Янсены. По другой – немого раньше в 1538 г. итальянский врач Франкастро впервые скомбинировал две линзы так, что получилось небольшое увеличение.
  • Галилео Галилей в 1609 г собрал прибор с вогнутой и выпуклой линзой.
  • Английский учёный Роберт Гук в 1665 году приспособил ранее изобретённый окуляр к микроскопу и получил 30-кратное увеличение, он описал строение некоторых растительных тканей, в частности пробки коры дуба. Эта ткань состояла из маленьких ячеек, разделённых перегородками. Это были мёртвые клетки, но Роберт Гук их увидел первым и дал им название «клетки». Но слово в современном его значении стали употреблять только 150 лет спустя.
Читайте:  Конкретное название этого растения

2 mikroskop guka
Микроскоп Роберта Гука

А А. Левенгук в 1675 г обнаружил протисты, используя микроскоп с одной хорошо отшлифованной линзой, увеличивающей объект в 100 и 300 раз.

  • В 1838 г. немецкий ботаник Матиас Шлейден пришёл к выводу, что все растительные ткани имеют клеточное строение.

3 kletki
Разнообразие растительных клеток

Какие бывают увеличительные приборы?

О свойствах отполированного двояковыпуклого стекла знали ещё в Древней Греции. Поместив его в оправу, люди получили первый увеличительный прибор – лупу. Она даёт увеличение в 2-30 раз. Но большинство клеток можно увидеть только при большем разрешении. Они очень малы и при описании их величины применяют микрометры и нанометры.

4 edinicy izmerenia
Единицы измерения, используемые в микроскопии

Человеческий глаз имеет разрешение до 100 мкм. Чтобы рассмотреть более мелкие предметы, приходится применять увеличивающие приборы. Лучший световой микроскоп способен показать нам объекты размером до 0,2 мкм, т. е. 200 нм, увеличивая его в 500 раз. Сделать оптический микроскоп с большей разрешимостью технически невозможно. Увеличение школьного светового микроскопа не превышает 300 раз.

В 20 веке учёные придумали применять вместо видимого света (потока фотонов) – поток электронов. Согласно современным представлениям, фотон является частицей с волновыми свойствами, самая длинная волна у красного света, самая короткая – у фиолетового. Электронный микроскоп разрешает увеличить предметы больше, чем оптический, в 400 раз, так как размер электрона значительно меньше размера фотона. Классический радиус электрона составляет примерно три миллионных нанометра, а наименьшая длина волны видимого света равна 380 нанометров. Поток фотонов огибает мелкие частицы, размеры которых сравнимы с длиной световой волны, а электроны отражаются от них. Чтобы увидеть изображение, которое дает электронный микроскоп, его надо вывести на специальный экран. В современный электронный микроскоп можно увидеть частички размером в 0,5 нм. Под ним рассматривают вирусы, мелкие части клетки. Существуют просвечивающие и сканирующие электронные микроскопы. Последний имеет больше преимуществ, им чаще пользуются микробиологи.

5 skaniruushchii elektronnyi mikroskop
Сканирующий электронный микроскоп

Как устроена клетка растений?

Размеры клетки растений колеблются от 10 до 100 мкм. Значит, их можно увидеть в световой микроскоп. Есть и гигантские клетки. Например, хорошо видны невооружённым глазом волокна апельсина, а это всего одна клетка. Семена хлопчатника имеют волоски, состоящие из одной клетки, их длина равна 5 см. У китайской крапивы волокна ещё длиннее – до 55 см. Но их ширина намного меньше, всего от 50 до 100 мкм.

По форме у многоклеточных организмов, в том числе и у растений, бывают паренхимные (примерно одинаковые при измерении во всех направлениях) и прозенхимные (вытянутые) клетки. У всех клеток есть 2 компонента: плазмалемма (цитоплазматическая мембрана) и протопласт (живая часть). Клетки делятся на доядерные (прокариотические) и ядерные (эукариотические). Мы говорим про клетку растений, она эукариотическая (с ядром). Протопласт ядерных клеток делят на цитоплазму и ядро.

Цитоплазму подразделяют на цитоплазматический матрекс, называемый гиалоплазмой (цитозолем) и органоиды (органеллы), как органы у человека, выполняющие каждый свою работу (функцию). Органеллы бывают немембранные, одномембранные и двумембранные.

6 stroenie kletki rastenia
Строение клетки растения

В живой клетке растений цитоплазма постоянно движется. Этот процесс называется током цитоплазмы (циклозом). Течение перемещает все органоиды клетки, капли и кристаллы гиалоплазмы.

В процессе жизни протопласт выделяет разнообразные нужные клетке растений вещества. Они либо сохраняются внутри – в гиалоплазме, в вакуоли, либо становятся частью клеточной стенки. Простейшие из этих веществ: липиды, углеводы и белки. Среди углеводов известными являются крахмал, глюкоза и сахароза. Секретируемый протопластом воск – это липид, его растения вырабатывают для создания защитного слоя – кутикулы, препятствующего потере влаги в пустынях. А у хищного непентиса воск служит веществом-ловушкой, в котором попавшие внутрь растения животные застревают, не имея возможности спастись.

7 hishchnoe rastenie nepentis
Хищное растение непентис (лат. Nepenthes)

Вторичные метаболиты протопласта, или группа защитных веществ: танины, алкалоиды и др., выполняют разные задачи, главной из которых является защита от съедания растений животными, проникновения болезнетворных микробов. Например, стрекательные клетки крапивы производят муравьиную кислоту, которая впрыскивается в кожу прикоснувшегося к растению человека или животного, вызывая у них жгучую боль.

Стрекательными называют клетки, которые при раздражении впрыскивают в тело жертвы какие либо вещества: парализующие или раздражающие. У гидры они содержат нечто походе на гарпун или жёсткую нить, у крапивы это просто «ампулы» с жидкостью, отламывающиеся при прикосновении.

8 strekalnaya kletka krapivy
Стрекательная клетка крапивы

Теперь рассмотрим особенности строения растительной клетки более подробно. Сходство клеток растений выражается в наличии этих частей.

  • Клеточная стенка – это прочная углеводная оболочка, расположенная снаружи, за пределами плазмолеммы, она непосредственно контактирует с окружающей средой и другими клетками. У растений она состоит в основном из клетчатки (целлюлозы), образуемой протопластом, проходящей через мембрану и откладывающейся снаружи. Клеточная стенка растений прочная, но растяжимая. Всё благодаря её строению. Пока она контактирует с живой частью клетки, она растёт. Она придаёт клетке форму и сопротивляется давлению растущей вакуоли, делает её прочной, участвует в проведении полезных и задерживании вредных веществ. Через поры (отверстия) в клеточной стенке проходят цитоплазматические тяжи (плазмодесмы) при помощи которых клетка сообщается с другими клетками.
  • Цитоплазматическая мембрана (плазмалемма) – тонкая (4-10 нм) эластичная плёнка, расположенная под клеточной стенкой, покрывающая внутреннюю часть клетки и контактирующая с цитоплазмой. Её толщину можно сравнить со скорлупой яйца по сравнению с белком и желтком в нём. Выполняет транспортную, барьерную и рецепторную функции. Главная её работа – пропускать нужные вещества в клетку, задерживать вредные и лишние снаружи. Но она трудится сразу на нескольких работах – в ней строятся внеклеточные структуры и через неё проходит транспортные каналы из клетки.
  • Гиалоплазма (цитозоль) – это полужидкая (гелеобразная) часть протопласта, основная функция которой – обеспечение обмена веществ клетки. Она объединяет все её части и помогает им взаимодействовать. На 90-95% цитозоль состоит из воды. Остальная часть – несмешивающиеся между собой органические и минеральные включения.
  • Рибосомы – самые мелкие органеллы клетки, увидеть которые можно только под электронным микроскопом, в них происходит сборка белков. Они лежат на цитоплазматической сети (сложный органоид, который изучают в старших классах) или внутри гиалоплазмы.
  • Цитоскелет – система трубочек, проходящих сквозь всю клетку. Они поддерживают её форму и служат местом транспорта веществ.
  • Ядро и хромосомы. В них хранится наследственная информация. Ядро как мозг животного руководит всеми процессами в клетке растений и не только. Мало влияет оно только на митохондрии и пластиды. Ядра бывают круглой или овальной формы, их размер колеблется от 2 до 500 мкм. При правильном окрашивании клетки они видны под световым микроскопом. В молодых клетках ядро расположено в центре, в старых оно отталкивается вакуолью к плазмалемме.
  • Пластиды, но по большей мере их разновидность хлоропласты – органеллы, функцией которых является превращение тепловой солнечной энергии в энергию химических связей АТФ и производство органических веществ в процессе фотосинтеза. Пластиды имеют клетки растений, некоторых бактерий и протист. Они образуются из пропластид (крошечных бесцветных телец), появляющихся в делящихся клетках побегов и корней. Без солнечного света они так и остаются бесцветными и называются этиопластами. На свету пропластиды становятся хлоропластами – пластидами, в которых преобладает хлорофилл (зелёный пигмент). Есть и другие виды пластид – лейкопласты (бесцветные) и хромопласты (оранжевые, красные или жёлтые). Все эти типы пластид могут «превращаться» друг в друга при изменении концентрации красителя (пигмента). Это крупные органеллы, у высших растений они равны 4-10 мкм, поэтому в оптический микроскоп их легко можно увидеть. У высших растений хлоропласты по форме напоминают линзу, лейкопласты и хромопласты бывают разными. У водорослей они разнообразные по форме, очень большие и называются по-другому – хроматофорами.

9 forma hromatofor vodoroslei
Форма хроматофор водорослей

  • Вакуолярная система – это цитоплазматическая сеть, вакуоли и аппарат Гольджи. Вместе они обеспечивают синтез, хранение и транспорт клеточных мембран и белков. Сейчас нам важно рассмотреть только одну часть этой системы – центральную вакуоль, остальные органеллы вы будете учить в старших классах. У растений вакуоль в клетке играет очень важную роль. Это одномембранный пузырёк, заполненный клеточным соком. В молодой клетке существует много мелких вакуолей. С возрастом они наполняются веществами и сливаются вместе, образуя крупный пузырёк. Функции вакуоли: участие в солевом и водном обмене клетки, запасание питательных веществ и обеспечение объёма клетки при помощи тургорного давления. Крупные вакуоли арбуза, яблока, томата легко можно рассмотреть под световым микроскопом.

10 vakuoli v kletkah yabloka i kartofelya
Вакуоли в клетках яблока и картофеля

  • Митохондрии – есть во всех ядерных (эукариотических) клетках. В них производится АТФ, но совсем другим путём, нежели в пластидах. Они мелкие, не более 1 мкм, эллиптические или округлые. Это полусамостоятельные органеллы клетки, ранее бывшие клетками бактерий, которые каким-то способом оказались внутри другой более крупной клетки и стали её частью. Но они по прежнему появляются только путём деления материнского органоида, а если организму при половом размножении не досталась ни одна митохондрия, то она и не появится в ней никак. В них есть своя ДНК, рибосомы и синтезируются свои белки.
  • Органоиды движения – образования, напоминающие волоски – реснички, жгутики, ундулиподии, служащие для передвижения клеток. При помощи жгутика двигается одноклеточная водоросль хламидомонада, мужские половые клетки мхов и папоротников. Ундулиподии – органоиды движения многих водорослей, чаще на одноклеточной стадии их жизненного цикла. У высших растений ими снабжены мужские половые клетки.

11 sravnenie ctroenia kletok
Отличие клеток растений от клеток других живых организмов

В школе для того, чтобы понять, как устроены клетки, чаще всего рассматривают под микроскопом плёнку луковицы. Окрасив эту тонкую ткань, ты сможешь увидеть в клетке в световой микроскоп лейкопласты, ядро, цитоплазму и оболочку. Изучи инструкцию и сделай лабораторную работу самостоятельно. Не забудь сначала прочитать правила обращения с микроскопом.

12 kak rassmotret kletki luka pod mikroskopom
Как рассмотреть клетки лука под микроскопом

Источник