Основні відомості

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 989

Клітина — це основна структурна і функціональна одиниця, що лежить в основі будови і розвитку рослинних організмів. Вона є складною саморегулюючою системою, в якій одночасно і в певній послідовності відбуваються сотні хімічних реакцій, спрямованих на підтримання її життєдіяльності, ріст і розвиток. Форма та розміри клітин дуже різноманітні і залежать від місця розташування їх та функції, яку вони виконують. Найчастіше клітини мають форму багатокутників, що визначається їхнім взаємним тиском. Форма клітин, які вільно ростуть, може б ти кулеподібною, зірчастою, циліндричною тощо. Витягнуті клітини (довжина переважає ширину більш як у 2 рази), що набувають веретеноподібної або циліндричної форми із загостреними Кінцями, називаються прозенхімними (гр. рros — у напрямі до і enchyma — налите, виповнене). Клітини, що ростуть в усіх напрямках приблизно однаково, називають паренхімними (гр. раr — рівний і enchyma) [3].

Із 107 елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва у клітинах знайдено понад 70. До хімічного складу цитоплазми клітин входить близько 70% кисню, 18 — вуглецю, 10% водню, десяті і соті частки припадають на азот, кальцій, калій, натрій, фосфор, залізо тощо.

У клітині важливу роль відіграє вода. Кількість води у клітині залежить від її віку та спеціалізації, але в середньому дорівнює 75 - 80 %. Вода у вільному стані разом з білками становить основу цитоплазми і органел клітини. Вона є основним середовищем, де відбуваються біохімічні та хімічні реакції. Найважливіші органічні сполуки в цитоплазмі — білки, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, жири та близькі до жирів речовини.

Білки — складні, високомолекулярні сполуки, за рахунок яких створюються всі основні структури як на клітинному рівні, так і на рівні цілого багатоклітинного організму. В хімічному відношенні білки поділяють на прості (протеїни) і складні (протеїди), їх структурною одиницею є амінокислоти. Білки проявляють велику активність і здатність утворювати комплекси з іншими речовинами. З вуглеводами вони утворюють глікопротеїди, з ліпоїдами (жироподібними речовинами)—ліпопротеїди, з нуклеїновими кислотами— нуклеопротеїди, з пігментами — хромопротеїди тощо. Білкові молекули з процесі життєдіяльності клітини можуть мати до 2,5 секстильйона різних перестановок і сполучень. Це свідчить про величезну кількість біохімічних систем, які можуть утворюватись у кожній клітині.

Нуклеїнові кислоти - ДНК і РНК є також важливими компонентами клітини. Подібно до того як амінокислоти є мономерами білків, нуклеотиди виконують роль будівельних блоків при побудові нуклеїнових кислот, є їх структурними одиницями. До кожного мононуклеотиду входять азотиста основа, моносахарид, залишок фосфорної кислоти. Найважливішою біологічною функцією нуклеїнових кислот є їх участь у процесі біосинтезу білка, що, в свою чергу, лежить в основі механізмів нормального росту і розвитку, передачі та відтворення спадкових ознак організму.

Обов'язковими компонентами клітини є жири. Вони входять до складу ліпоїдно-білкових мембран, містяться в цитоплазмі рослинних клітин у вигляді ліпідних крапель. Жири і жироподібні речовини, окислюючись у процесі дихання, дають великий вихід енергії. Як запасні речовини жири характерні для насіння і спор, рідше накопичуються у вегетативних органах.

Вуглеводи є складовими компонентами ряду життєво важливих сполук клітини: нуклеїнових кислот, складних білків — глікопротеїдів тощо. Вони беруть участь у побудові клітинної оболонки. У цитоплазмі вуглеводи є головним чином джерелом енергії для біохімічних реакцій. Вуглеводи рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот. У клітині вуглеводи відклададаються у вигляді складних цукрів, або полісахаридів (крохмаль, клітковина тощо), дисахаридів (сахароза) і моносахаридів (глюкоза, фруктоза та ін.).

Для дослідження будови клітини, її органел та складових частин успішно продовжують застосовувати традиційні мікроскопічні методи. Проте внаслідок природи самого світла можливості оптичного мікроскопа обмежені: часточки, менші за 0,2 мкм, розглянути під таким мікроскопом неможливо. Зручніше використовувати електронний мікроскоп, який дає збільшення в десятки й сотні тисяч разів. В електронному мікроскопі замість світла використовується швидкий потік електронів, а скляні лінзи світлооптичного мікроскопа замінено електромагнітними полями. Електрони, що летять з великою швидкістю, спочатку концентруються на досліджуваному об'єкті, а потім потрапляють на екран, подібний до екрана телевізора, і на ньому можна або спостерігати зображення об'єкта, або фотографувати його. За допомогою електронного мікроскопа можна розглянути структуру розміром 3,5 нм. Так було виявлено, що цитоплазма — це структурна система, яка складається із багатьох органел і має мембранну будову (рис. 7).

Рис. 7.Фрагмент рослинної клітини під електронним мікроскопом:

1 – ядро; 2 – ядерце; 3 – ядерна оболонка; 4 – пори в ядерній оболонці; 5 – цистерни ендоплазматичного ретикулума;

6 – хлоропласт; 7 – мітохондрія; 8 – апарат Гольджі; 9 – ендоплазматичний ретикулум;

10 – рибосоми; 11 – оболонка; 12 – пора; 13 – плазмодесма; 14 - цитоплазма

Органели (органоїди) — це окремі диференційовані частини клітини, що виконують певні функції. Диференційована рослнна клітина складається з живого вмісту (протопласта) і продуктів його життєдіяльності. Протопласт (гр. protos — перший і plastos — виліплений) являє собою складне утворення, диференційоване на органели: ядро, пластиди, мітохондрії, рибосоми, ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі тощо. Продуктами життєдіяльності клітини є клітинна оболонка, вакуолі з клітинним соком, запасні поживні і фізіологічно активні речовини. Органели знаходяться в гіалоплазмі, яка забезпечує їх взаємодію. Гіалоплазма бере участь в обміні та транспортуванні речовин [3].