Растительная клетка. Ткани растений (стр. 2 )

Пигменты, входящие в состав пластид, относятся к 3 классам: хлорофиллы, каротиноиды, фикобиллины.

Хлорофиллы - а, b, с, d и т. д. отличаются друг от друга спектрами поглощения; ос­новным светоулавливающим пигментом является хлорофилл "а", а дополни­тельными - "b", "c", "d". К каротиноидам относятся каротины и ксантофиллы, также участвующие в фотосинтезе в качестве дополнительных пигментов. Кроме того, они придают окраску лепесткам многих растений (тюльпан, оду­ванчик и др.), плодов (шиповник, томаты, рябина), корнеплодов (морковь, свекла и др.)

Фикобиллины - пигменты водорослей и цианобактерий (фикоэритрины у красных водорослей).
В хлоропластах содержатся хлорофиллы и каротиноиды, но в различных соотношениях. Хромопласты содержат каротиноиды, обычно растворенные в пластоглобулах. Отличаются меньшими размерами и слабо развитой внутренней мем­бранной системой.
Лейкопласты - бесцветные, не содержащие пигментов пластиды, в связи с чем в них мало или нет тилакоидов. Их функция - синтез и накопление запас­ных питательных веществ: крахмала (амилопласты), реже белка (протеопласты), жирных масел (олеопласты).
В онтогенезе все типы пластид способны превращаться друг в друга: лейко­пласты -> хлоропласты -> хромопласты. Иногда - хлоропласты -> лейкопласты; лейкопласты -> хромопласты. Считают, что хромопласты - этап старения пластид.
Таким образом, при помощи пластид растения выполняют свою космическую роль и обеспечивают солнечной энергией процессы образования орга­нических веществ.
Рибосомы в клетках растений обнаружены в 1953 году Робинсоном и Броуном. Мелкие 100-150 Е, округлой формы, состоят из 2 частей (субъединиц) - большой и малой, объединенных предположительно, Mg2+. В состав большой субъединицы входит одна молекула РНК высокого молекулярного веса (235) и одна молекула РНК меньшего (55) молекулярного веса и около 35 молекул бел­ков разного характера. В состав малой - молекула РНК и около 20 молекул различных белков. В молодых клетках расположены в цитоплазме свободно, в дифференци­рованных - прикреплены к поверхности наружной мембраны эндоплазматической сети группами (от 5 до 20), образуя полисомы. Между собою их связы­вает и РНК.
РНК рибосом и транспортная РНК - цитоплазматического происхождения, инфор­мационная - ядерного, образуется из молекулы ДНК ядра. Она и опре­деляет характер синтезируемого белка. Главная функция рибосом - синтез белка.

Эндоплазматическая сеть представлена сетью каналов, пузырьков, цистерн, отделенных от гиалоплазмы мембраной. Поверхность мембраны бы­вает двух видов: гранулярная и агранулярная. На гранулярной находятся рибосомы, за счет которых идет синтез белка. Кроме того, гранулярная эндоплазматическая сеть участвует в образовании клеточных мембран, а также вакуолей, лизосом, диктиосом, обеспечивает взаимодействие органоидов. Агранулярная эндоплазматическая сеть имеет вид трубок, пузырьков, цистерн. Обычно хо­рошо развита в клетках, синтезирующих и выделяющих липофильные вещества (эфирные масла, смолы, каучук), так как участвует в их синтезе.

Аппарат Гольджи обнаружен впервые в животных (нервных) клетках в 1885 году К. Гольджи. Состоит из диктиосом и пузырьков Гольджи. Диктиосомы имеют вид плоских цистерн с мембранной стенкой. От края цистерн мо­гут отходить трубочки, заканчивающиеся пузырьками. Установлено, что диктиосомы синтезируют, накапливают и выделяют полисахариды, прежде всего пектиновые вещества и гемицеллюлозу. Пузырьки Гольджи отпочковываются от диктиосом и транспортируют полисахариды к клеточной оболочке. Встраиваясь в плазмалемму, пузырьки увеличивают ее поверхность. Считают так­же, что аппарат Гольджи участвует в образовании вакуолей, лизосом, внутри­клеточном транспорте гидролитических ферментов.

Глиоксисомы - мелкие тельца размером от 0,2 до 1,3 мкм. Состоят из белковой стромы тонкой зернистой структуры, отграниченной элементарной мембраной. Содержат ферменты, активизирующие жирные кислоты и превра­щение органических кислот.

Лизосомы представляют собой пузырьки, окруженные мембраной, обра­зуются из пузырьков аппарата Гольджи. Содержат гидролитические ферменты, осуществляющие внутриклеточное пищеварение.

Пероксисомы - тельца сферической или палочковидной формы от 0,2 до 1,5 мкм в диаметре, окружены одной мембраной, содержат окис­лительно-восстановительные ферменты. Функции зависят от физиологического состояния клетки: в запасающих органах при прорастании семян участвуют в превращении жирных масел в сахара. В фотосинтезирующих клетках - в пероксисомах на свету происходит окисление продуктов фотосинтеза с образованием аминокислот.

Ядро - основная часть эукариотических клеток. Является носителем наслед­ственной информации, управляет синтезом белков, регулирует деятельность органоидов клетки и все жизненные процессы клеток и организмов, участвует в делении клеток. Состоит из ядерной оболочки - кариолеммы и ядерного сока - кариоплазмы, в котором находятся хроматин и ядрышко (1,2,3). Кариолеммаобразована двумя мембранами, между ними - перинуклеарное пространство, на наружной мембране обычно находятся рибосомы (гранулярная); иногда она образует выросты в сторону цитоплазмы, сливающиеся с эндоплазматической сетью. Кариолемма пронизана порами, которые не являются простыми отвер­стиями, а регулируют связь кариоплазмы и гиалоплазмы.

Кариоплазма по физико-химическим свойствам схожа с гиалоплазмой, но содержит 15-30% нуклеиновых кислот, 40-60% белков, служит средой для рас­пределения хроматина и ядрышек, трансформирует к ядерным порам различ­ные РНК.

Хроматин - совокупность хроматиновых нитей, состоящих из спирально закрученных нитей ДНК с белками (гистонами). В интерфазном ядре являют­ся местом транскрипции различных РНК. В профазе митоза образуют хромо­сомы.

Ядрышки - округлые тельца диаметром 1-3 мкм, не имеют мембран; со­стоят из РНК и белка (рибонуклеопротеидов). Функция - транскрипция р-РНК, образование рибонуклеопротеидов (предшественников рибосом).

Любая клетка не существует изолированно, а входит в состав ткани, выполняющей определенные функции, при этом строение клетки может сильно изменяться. В зависимости от функций, клетки могут быть живые и мертвые, вытянутые (прозенхимные) и округлые (паренхимные), с вакуолью и без нее, окрашенные и не содержащие пластид, мелкие и крупные.

Ткани растений

Ткани - это устойчивые, закономерно повторяющиеся, группы клеток, сходные по происхождению, строению и приспособленные к выполнению одной или нескольких функций. Ткань называется простой, если все ее клетки одинаковы по форме и функциям (паренхима, склеренхима).

Сложные ткани (покровные, проводящие) состоят из клеток, неодинаковых по форме, внутреннему строению и функциям, но связанных общим происхождением. Все ткани растений можно разделить на две неравные по объему группы: недифференцированные  образовательные ткани, или меристемы, и дифференцированные, или постоянные ткани.

По анатомо-физиологическому принципу выделяют образовательные, ассимиляционные, запасающие, воздухоносные, покровные, всасывающие, секреторные, механические и проводящие ткани. В различных тканях могут встречаться одноклеточные или  многоклеточные структуры, резко отличающиеся по строению и функциям от клеток основной ткани и называемые идиобластами. У взрослых растений образование новых клеток приурочено к определенным участкам – меристемам. Важная особенность меристем состоит в том, что одни ее клетки (инициальные) способны делиться неограниченное число раз, обеспечивая непрерывное нарастание массы растения; другие клетки, являющиеся производными от инициалей, делятся только ограниченное количество раз и затем переходят к специализации.

Меристемы состоят из плотно расположенных мелких клеток с большими ядрами и тонкими оболочками.

По местоположению меристемы можно разделить на апикальные, краевые, латеральные, интеркалярные и раневые.

Апикальные (верхушечные) располагаются на верхушке побегов и на кончике всех молодых корешков и обеспечивают рост растения в длину. Топографически и онтогенетически с апикальной меристемой побега связано образование краевой (маргинальной) меристемы, формирующей пластинку листа.

Латеральные (боковые) способствуют росту растения в толщину и располагаются параллельно боковой поверхности того органа, в котором они находятся. Первичные латеральные меристемы (прокамбий, перицикл) возникают непосредственно под апексами и являются их производными. Вторичные меристемы (камбий и феллоген) образуются из тканей первичных меристем или из клеток постоянных тканей в процессе упрощения их структуры и приобретения свойств меристемы.

Интеркалярные (вставочные) располагаются обычно у основания междоузлий и обеспечивают рост растения в длину. Они имеют временный характер и превращаются в постоянные ткани.

Раневые (травматические) возникают в любой части растения при поранениях. Клетки постоянных тканей, окружающие повреждение, дедифференцируются, приобретают пособность к делению и образуют раневую ткань каллус. Клетки каллуса постепенно превращаются в клетки постоянной ткани (раневой пробки).

Расположение клеток разнообразно, что обусловлено различиями в характере их деления и оста. Если серединная пластинка перпендикулярна поверхности органа, такое деление называют антиклинальным.

В результате образуется пластинчатая меристема (формирование листа). При заложении  серединной пластинки параллельно поверхности органа возникает периклинальное деление, формирующее колончатую меристему (образование древесины, пробки). Деление с заложением перегородки касательно окружности определяют как тангенциальное.

Клеточное деление при этом происходит во всех плоскостях, и в результате образуется меристема массы (образование спор, эндосперма).

Ассимиляционная ткань (хлоренхима) расположена под эпидермисом в листьях, неодревесневших стеблях, незрелых плодах, чашелистиках, т. е. в зеленых частях растения. Ее основная функция – фотосинтез. Клетки ассимиляционной ткани обычно паренхимные, тонкостенные, с большим количеством хлоропластов и межклетниками.

Запасающие ткани представлены паренхимными тонкостенными клетками, в которых могут откладываться такие вещества, как крахмал, белки, сахара, жиры, вода. Данный тип тканей может быть локализован в различных органах растения (в семенах, корнях, клубнях, луковицах, корневищах, стеблях, листьях).