Строение растительной клетки

Ход работы:

 

а) На плакате-схеме студенты изучают основные части растительной клет­ки – ядро и цитоплазму; описывают функции ядра, клеточной оболочки и ком­понен­ты цитоплазмы в соответствии с перечнем таблицы 1.

При выполнении работы студенты учитывают, что основными частями клетки являются ядро, заключенное в оболочку и цитоплазма (от греческогоcytos – клетка и plasma – первичная масса).

Ядро – это центр, управляющий всеми процессами жизнедеятельности клетки. В нём сосредоточены материальные носители наследственности всех признаков и свойств организма. В клетках некоторых тканей ядро занимает от­носительно постоянное положение и располагается, примерно, в центре клетки. В других тканях оно свободно перемещается и может оказаться в любом участке. Оно обычно занимает 1/5 объёма клетки. Ядерная оболочка реализует поступление веществ из ядра в цитоплазму и обратно. В ядре имеется одно или несколько ядрышек, которые участвуют в синтезе рибонуклеиновой кислоты (РНК). Ядро играет важную роль в регуляции протекающих в клетке процессов; оно содержит носители наследственной информации или гены, определяющие признаки данной клетки и всего организма.

Ядро отделено от окружающей цитоплазмы двумембранной оболочкой, ко­торая регулирует передвижение веществ из ядра в цитоплазму и обратно.

Цитоплазма – полужидкая коллоидная масса, состоящая из тончайших нитей, мембран и зёрен. Она заполняет всё пространство клетки. Цитоплазма состоит из 2 –х слоев: внутреннего – эндоплазмы и периферического – экто­плазмы. Цитоплазма, как колллоидная система может менять свое агрегатное состояние, переходя от золя к гелю, она растекается при повреждении оболочек, в ней можно наблюдать броуновское движение частиц.

 

 

Таблица 1 - Перечень компонентов цитоплазмы растительной клетки

Структура	Описание
1	2
Ядро
Клеточная оболочка
Цитоплазма в т.ч.: Пластиды
Митохондрии
Плазмалемма
Вакуоли
Аппарат Гольджи
Эндоплазматический ретикулум
Рибосомы
Сферосомы

 

Характерной особенностью строения растительной клетки является на­личие прочной клеточной стенки – оболочки. Именно благодаря ей возникло слово клетка. Клеточная оболочка – имеет сложное строение, приспособлен­ное к выполнению определенных функций: защитной, избирательной проницае­мости и активного втягивания частиц и молекул. Протопла­сты клеток содержат цитоплазму, ограниченную снаружи специальной плазма­тической мембраной – плазмалеммой. В цитоплазме существует набор особых структур или органелл, выполняющих специфические функции (пластиды, митохондрии, плазмалемма, вакуоли, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, сферосо­мы).

Пластиды. Существуют три разновидности их: неокрашенные - лейко­пласты, окрашенные – хлоропласты и хромопласты. Одни разновидности пла­стид могут превращаться в другие, размножаются делением. Наиболее важные пластиды – хлоропласты – содержат зеленый пигмент – хлорофилл, придаю­щий растениям зеленую окраску и играющий важную роль в фотосинтезе, улав­ливая энергию солнечного света. Помимо этого, они содержат белки и липиды.

Лейкопласты – служат центрами накопления крахмала и других веществ. В хромопластах, окрашенных в желтый, красный или оранжевый цвета, накап­ливаются биологичеки важные вещества – каратиноиды. В клетках образова­тельной ткани или меристемы, иногда различают пропластиды, которые отлича­ются от лейкопластов меньшими размерами и не развиваются системами вну­тренних мембран.

Митохондрии. Число митохондрий в одной клетке варьирует от несколь­ких штук до нескольких тысяч и более. Их больше в тех клетках и в той части клетки, где обмен веществ наиболее интенсивен. Это палочковидные, зерни­стые или нитчатые образования. Каждая митохондрия ограничена двумембранной оболочкой, от внутренней мембраны которой отходят складки в виде парал­лельных, направленных к центру митохондрии выступов – крист. Количество и степень развития крист зависит от функциональной активности ткани, в состав которой входит клетка. Митохондрии способны сливаться между собой, образуя сети или кольца. Они состоят из белка, липидов, РНК и ДНК. В митохондриях происходит клеточное дыхание. Это силовые станции клеток. В них накаплива­ется энергия. Митохондрии представлют собой обновляющиеся структуры с довольно кратким жизненным циклом (5-10 дней). Новые митохондрии образу­ются в результате роста и деления предшествующих митохондрий.

Плазмалемма – Цитоплазматические органеллы окружены одно- или дву­мембранной оболочкой. Биологические мембраны – важнейшие регуляторные системы живых организмов. Состоят из липидов и белков. В их состав также входят полисахариды и нуклеиновые кислоты.

Биологические мембраны или плазмалемма выполняют роль разделитель­ных перегородок между отдельными отсеками клетки и служат биологически­ми барьерами, отделяющими содержимое клетки от внешней среды. Об этом свидетельствует явление плазмолиза, когда эта мембрана выполняет барьерную функцию, не пропуская молекулы крупнее, чем молекулы воды. Плазмалемма принимает участие в различных функциях клетки: защите, поглощении и выде­лении веществ.

Вакуоли – полости, наполненные клеточным соком и отделённые от цито­плазмы мембраной – тонопластом. Клеточный сок является разбавленным раст­вором солей, органических кислот, сахаров, растворимых танинов, антоци­антов и других полифенолов. Вакуоли растительной клетки выполняют много­образ­ные функции: осморегуляция, поддержание тургора клетки, концентрация отхо­дов метаболизма, запасание сахаров и белков, переваривание отдельных ча­стей своей же клетки (автофагия).

Аппарат Гольджи – сложная структура, состоящая из группы цистерн и системы пузырьков разного размера, расположенных по краям этих цистерн. Он непрерывно создаёт мембраны эндоплазматическогоретикулума.

Основной функцией аппарата Гольджи является секреция веществ, синте­зируемых в клетке.В аппарате Гольджи происходит полимеризация полисахари­дов; кроме этого здесь могут накапливаться различные биологически активные вещества (липопротеиды, ферменты). Пузырьки Гольджи участвуют в построе­нии клеточной оболочки.

Эндоплазматический ретикулум – это пронизывающая всю цитоплазму система сообщающихся между собой мембран и канальцев с гранулами на на­ружной поверхности. Эндоплазматическая сеть является системой транспорта веществ в клетке. Кроме того, эта сеть принимает участие в биосинтезе липи­дов.

Важнейшей функцией эндоплазматического ретикулума считается накоп­ление синтезированных на рибосомах белков. Из элементов эндоплазматического ретикулума формируются провакуоли, сферосомы и аппарат Гольджи.

Рибосомы свободно располагаются в цитоплазме или прикрепляются к наружной поверхности мембран эндоплазматической сети. Они состоят из бел­ка и РНК. Химический состав рибосом почти у всех организмов одинаков. Это фабрики белка. В них происходит сборка из аминокислот бел­ковых молекул. Синтезированный рибосомами белок направляется в каналы эн­доплазматичес­кого ретикулума, а оттуда – во все органеллы цитоплазмы и ядро клетки. Синтез белка в рибосомах осуществляется при участии РНК. Рибосомы "работают" очень высокопроизвольно: за один час они производят белка больше своей мас­сы.

Сферосомы – представляют собой организмы размером 0,5-2,5 мкм. В об­разовании сферосом участвует эндоплазматическийретикулум. Установлено, что фракция сферосом, выделенная из растительной клетки содержит различ­ные ферменты. Во всех изученных сферосомах обнаружен фермент липаза. Это свидетельствует о том, что сферосома представляет собой центр синтеза и на­копления масел.

По результатам изучения студенты зарисовывают схему строения расти­тель­ной клетки в соответствии с рисунком 1.

Рисунок 1 – Схема строения растительной клетки

 

Форма и размеры клеток

 

б) Используя общие правила работы с биологическим микроскопом студенты рассматривают временный препарат с про­дольными срезами корешков под микроско­пом при увеличении 15×, определяя форму и размеры клеток.

Форма клеток определяется их функциями и местоположением в организ­ме и как правило, имеют шаровидную или овальную форму. Есть клетки, не имеющие постоянной формы, она меняется в зависимости от выполняемых в разное время функций. Клетки, входящие в состав тканей и органов растений обычно значительно различаются по ширине и длине, часть вытянуты и имеют заостренные концы.

Размеры клеток также разнообразны. Диаметр их колеблется от несколь­ких микрометров до нескольких сантиметров, длина – от 200 мкм до 1000 мм. Общая численность клеток в организме растения выражается огромными циф­рами. Цвет клеток может быть от белого до черного, т.е содержит весь спектор окраса.

На основании изучения препаратов выполняются их рисунки.