Биохимия растений
I. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
жүктеу/скачать 1.32 Mb. Pdf көрінісі
|
| I. ФИЗИОЛОГИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ
Все организмы на нашей планете состоят из клеток. Клетка – это основа развития, строения и жизнедеятельности организмов жи- вотных и растений – одноклеточных и многоклеточных. В однокле- точных организмах одна клетка выполняет все функции живого су- щества и по форме часто близка к шару или эллипсоиду. Термин «клетка» (от греч. «cytos» - клетка или лат. «сellula» - полость) впервые применил Роберт Гук в 1665 г. при описании строе- ния пробки. Размеры различных клеток варьируют чрезвычайно сильно – диаметр ряда бактерий не достигает и одного микрометра, длина некоторых вытянутых клеток измеряется миллиметрами. При этом каждая клетка обладает такими свойствами живого, как способ- ность к самовоспроизведению и движению, раздражимостью, ростом, изменчивостью и адаптацией к внешней среде. Клетки имеют слож- ную специфическую организацию. На еѐ основе они разделены на два типа: прокариоты и эукариоты. Из названия типов следует, что в ос- нову классификации клеток положена организация ядра. Об уровне жизнедеятельности клетки можно судить по вязкости клетки, от влияния внешних условий, температуры, влажности, мине- рального питания и т.д. Растительная клетка или клетка эукаритического организма со- держит ядро с одним или несколькими ядрышками, митохондрии, ап- парат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, микротела, рибосо- мы, компоненты цитоскелета – микротрубочки (рис. 1). В отличие от других эукаритических организмов для растительных клеток харак- терны: 1. наличие пластид, среди которых важнейшую роль играют хлоропласты; 8 2. прочная полисахаридная клеточная стенка, окружающая клет- ку; 3. центральная вакуоль в зрелых клетках, играющая важную роль в поддержании тургора. 1 – клеточная стенка; 2 – лизосома 1 ; 3 – капля жира; 4 – вакуоль; 5 - тонопласт; 6 – микротрубочки; 7 – эндоплазматическая сеть (в центре шероховатая, с рибосомами, а сверху и снизу – гладка, без рибосом); 8 – митохондрия; 9 - рибосомы; 10 – ядрышко; 11 – хроматин; 12 – ядро; 13 – плазмалемма; 14 - диктиосома; 15 – пластида. Рис. 1. - Схема строения клетки мезофилла листа _______________________________________________________________ 1 Лизосомы, диктиосомы, жировые капли, митохондрии и пластиды имеются в клетке в большом количестве, однако для наглядности на схеме они представлены только один раз. 9 Клеточные стенки у растения играют роль скелета, т.е. обеспе- чивают должную жесткость и способствуют сохранению формы ор- ганизма. Типичным для всех клеток является наличие на поверхности протопласта тонкой невидимой в световой микроскоп структуры, так называемой плазматической мембраны, или плазмалеммы. Эта мембрана обладает свойством полупроницаемости, или избиратель- ной проницаемости, т.е. выполняет барьерную функцию, не пропус- кая или почти не пропуская молекулы крупнее, чем молекулы воды. Однако такой барьер существует только в живых клетках. Когда клетка теряет свойство полупроницаемости, все растворимые веще- ства быстро выходят наружу и клетка гибнет. Органеллы цитоплазмы (ядро, пластиды, митохондрии, аппа- рат Гольджи, эндоплазматическая сеть) имеют свои поверхностные мембраны. Вакуоль ограничена внутренней мембраной цитоплазмы - тонопластом. Таким образом, мембраны осуществляют в клетке компартментацию - разделение еѐ на отдельные участки (компарт- менты), в которых поддерживается постоянство среды (гомеостаз). Мембраны составляют также внутреннюю структуру таких органелл, как хлоропласты и митохондрии, увеличивая поверхность, на которой протекают важнейшие биологические и биофизические процессы. Одним из важнейших компонентов клетки является цитоплазма. Она представляет собой специфический липонуклеопротеидный ком- плекс, имеющий полимерные (полиэлектролитные) свойства. Одно из основных свойств цитоплазмы живой клетки – способность к движе- нию. Важнейшее свойство цитоплазмы – избирательная проницае- мость (полупроницаемость). Иными словами, она проницаема для во- ды и в меньшей степени - для растворенных веществ. В явлении из- бирательной проницаемости исключительная роль принадлежит двум пограничным слоям цитоплазмы – плазмалемме и тонопласту. 10 Функции растительной клетки в целом определяются согласо- ванной деятельностью органелл. Ядро является важнейшей органеллой эукариотических клеток. Оно выполняет роль хранения и воспроизведения наследственной информации. Оно служит также центром управления обменом ве- ществ клетки, контролирующим деятельность всех других органелл. С ядерной мембраной связана эндоплазматическая сеть (ЭПС). От- граниченные мембранами каналы ЭПС пронизывают всю цитоплазму и проникают в соседние клетки через плазмодесмы. Функция ЭПС - транспорт веществ и сигналов. На поверхности «шероховатой» ЭПС располагаются рибосомы, состоящие из белка и РНК, в рибосомах происходит синтез белка. Неотъемлемый компонент фотосинтезирующих зеленых клеток являются пластиды. Важнейшие из пластид – хлоропласты имеют зе- леную окраску, обусловленную содержанием зеленого пигмента – хлорофилла. Функция хлоропластов заключается в осуществлении преобразования световой энергии в химическую (фотосинтез). Вто- рой тип пластид – хромопласты. Они образуются из хлоропластов или лейкопластов. Их наличием объясняется окраска плодов. Еще од- на группа пластид – лейкопласты. Они бесцветные, играют в клетке роль хранилищ для запасных питательных веществ. Другой важнейший органоид клетки - митохондрии. Они обла- дают следующими функциями: осуществляют окислительные реак- ции, являющиеся источником электронов; переносят электроны по цепи переносчиков, синтезирующих АТФ; катализируют синтетиче- ские реакции, идущие с использованием энергии АТФ; регулируют биохимические процессы в цитоплазме. Хлоропласты и митохондрии являются «силовыми стациями» клетки, от которых зависит жизнедеятельность клетки и растения в целом. 11 Система канальцев и цистерн, ограниченных одинарной мем- браной, составляет аппарат Гольджи, ответственный за внутрикле- точную секрецию веществ, в частности, необходимых для построения клеточной оболочки. В округлых тельцах - лизосомах изолируются гидролитические ферменты, сферосомы, ответственные за синтез ли- пидов. Основные компоненты растительной клетки эукариотов и их главные функции представлены в таблице 1. жүктеу/скачать 1.32 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|