Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Следовательно, цитоплазма — система многофазная, подвижная, динамичная; она закономерно изменяется под влиянием внутренних и внешних факторов.
В цитоплазме осуществляются метаболические циклы веществ и энергии, составляющие основу жизни растительного организма.
КЛЕТОЧНЫЕ СТРУКТУРЫ
По строению и организации клетки — очень сложные образования (рис. 1). В них обнаружены различные микроскопические и субмикроскопическне структуры, обладающие высокой динамичностью и способностью закономерно изменяться соответственно изменениям условий существования организма и приспосабливаться к ним.
Наиболее важные компоненты клетки (животной и растительной)— ядро и цитоплазма, которые тесно связаны между собой и не могут существовать раздельно, одиако строение и функции их неодинаковы. Ядро возникло на определенном этапе эволюционного развития клетки.
Ядро — главный органоид клетки. Оно покрыто тонкой двухслойной мембраной с порами для соединения с цитоплазмой. Ядро обычно имеет шарообразную форму (рис. 2), но в некоторых случаях — палочкообразную, лопастную и даже сетчатую. В ядре хорошо видна еще меньшая по размеру структура — ядрышко, где накапливается и, по-видимому, синтезируется РНК, которая затем переносится в цитоплазму и становится основной структурной единицей рибосом, В ядрах содержится большое количество ферментов, обусловливающих освобождение и трансформацию энергии и осуществление многочисленных синтезов. Таким образом, энергетически ядра представляют собой полностью независимые органоиды клетки. Состав их ферментов обеспечивает образование аденозинтрифос-форной кислоты (АТФ) в процессе гликолиза и свидетельствует о высокой метаболической активности.
Рис. 1.' Общая схема ультратонкого строения растительной клетки (по Р. К. Саляеву):
1 — пектоцеллюлоэная мембрана: 2 — межклетники; 3 — плаэмодесяы; 4 — экдоплаз-матнческая сеть (ретикулум); 5 — вакуоль;
4 — тонопласт; 7 — провакуоль: S — ядро;
9 — ядериая мембрана; /(?—-ядерпая пора: // — ядрышко; 12 — нитерфазные хромосомы; /Я — аппарат Гольджп; 14 — рибосомы; 15 — полирнбосомы; ]6 — транслоеомы (толстостенные гранулы); 17 — митохондрии; 1S — хлоропласт; 19 — лейкопласт; 20 — ос-миофильиые гранулы (мельчайшие капельки лнпндов); 21 — цитосома (гранула, находящаяся в тесном контакте о эпдоплаз-мятической сетыо); 22 — здайопласг (скопление мнкрогранул н микротрубочек); 2,1 — сферосома (плотные гранулы, содержащие разные иидролазы); 24 — спиралевидные фибриллы гналоплазмы; 25 —• скопление экскрета аппарата Гольджи; iff —штоци-тозные инвагинации.
Химическими компонентами ядра являются в основном белки и нуклеиновые кислоты. Химический состав изолированных ядер, выделенных из проростков гороха (по А. Фрей-Вис-слингу и К. Мюлеталеру), % (по массе): ДНК—14, РНК—12,1,. основные белки — 22,6, другие белки — 51,4.
Основные (щелочные) белки — это протамины и гистоны,. которые содержат много основных аминокислот: лизина, гистидина и особенно аргинина. Протамины и гистоны образуют с нуклеиновыми кислотами нуклеопротеиды. Другие белки могут содержаться в ядре в виде самостоятельной фазы. Ядрышко состоит из больших гранул, которые по размеру близки к рибосомам (диаметр их 15 нм) и содержат большое количество РНК. Основное вещество ядра называется и у к л е о-плазмой, В ядре находятся хромосомы — носители наследственности, Хромосомы имеют хроматиновые структуры, основными компонентами которых являются ДНК и РНК.
Цитоплазма — рабочий аппарат клетки. Она пронизана системой мембран, которые отходят от ядерной оболочки и соединяются с внешней мембраной клетки. Эти внутренние клеточные мембраны, образующие густо переплетенную сеть с многочисленными канальцами и полостями, называют эидоплаз-матической сетью. Функциональное значение ее разно-
образно, Она участвует в синтезе ассимилятов. Мембраны эндоплазматической сети пронизывают и объединяют в единое целое клетку, а также служат своеобразными путями перемещения ассимилятов и передачи раздражения от клетки к клетке, которая осуществляется последовательной перезарядкой поверхности мембран. Химически клеточные мембраны гетеро-генны и состоят из протеидов (80%, из них 25% приходится на белки-ферменты) и липидов (20%), среди которых много фосфолипидов.
Структурные элементы клетки можно разделить на три большие функциональные группы:
1) органеллы, которые катализируют превращение энергии, — митохондрии и хлоропласта;
2) органеллы, которые катализируют репликацию белков,—
рибосомы, полирибосомы; '
3) клеточные гранулы и другие образования, которые принимают участие в синтетических реакциях, обмене веществ (сферосомы, цитосомы, элайопласты, транслосомы, осмиофиль-ные гранулы, аппарат Гольджи и т. д.). ,
Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что растительная клетка состоит из большого количества мембранных систем, Многие из субклеточных компонентов имеют мембранное строение.
В процессе эволюции хоидриом (совокупность митохондрий клетки) образовался, по-видимому, позже, чем пластом (совокупность пластид — лейкопласты, хлоропласта и хромопласты). Возможно, что митохондрии отделились в филогенезе от системы пластид. Митохондриальный аппарат — необходимый компонент всех клеток, которым присущ аэробный способ жизни, тогда как хлоропласты являются обязательным ингредиентом только клеток автотрофных растений.
