Cage plante. Caracteristicile celulelor de plante

Organismele organismelor vii pot fi o singură celulă, grupul lor sau un grup imens de miliarde de astfel de structuri elementare. Acestea din urmă includ majoritatea plante superioare.

Deschiderea celulei de către R. Hooke

Teoria elementelor minuscule ale structurii tuturor lucrurilor vii a trecut pe calea dezvoltării, măsurată cu sute de ani. Structura cojii celulelor de plante a fost văzută pentru prima dată în microscopul său de către cercetătorul britanic R. Hooke. Au fost formulate dispoziții generale ale ipotezei celulare Schleiden și Schwann, înainte de aceasta, constatările similare au fost făcute de alți cercetători.

Englezul Robert Hooke examinat la microscop o secțiune de stejar de plută, și a prezentat rezultatele la o reuniune a Societății Regale din Londra, la 13 aprilie 1663 (în funcție de alte surse, evenimentul a avut loc în 1665). Sa dovedit că scoarța copacului constă din celule mici numite "celule Hooke". Pereții acestor camere într-un model în formă de fagure de miere, un om de știință considerat materie vie și cavitatea recunoscută structura auxiliară fără viață. Mai târziu, sa demonstrat că în interiorul celulelor de plante și animale conține o substanță, fără de care existența lor este imposibilă, și activitatea întregului organism.

Teoria celulelor

O descoperire importantă a lui R. Hooke a fost dezvoltată în lucrările altor oameni de știință care au studiat structura celulelor animale și plante. Elemente structurale similare au fost observate de către oamenii de știință pe secțiunile microscopice ale ciupercilor multicelulare. Sa constatat că unitățile structurale ale organismelor vii au capacitatea de a diviza. Pe baza cercetării, reprezentanții științei biologice din Germania, M. Schleiden și T. Schwann, au formulat o ipoteză care a devenit mai târziu o teorie celulară.

Compararea a celulelor de plante și animale cu bacterii, alge și ciuperci a permis cercetatorilor germani a ajuns la următoarea concluzie: Robert Hooke a descoperit „camera“ - un unități structurale de bază, și atingerea acestora în procesele de viață sunt în inima majorității organismelor de pe Pământ. Un adaos important a fost introdus de R. Virchow in 1855, observand ca diviziunea celulara este singura modalitate de reproducere a acestora. Teoria Schleiden-Schwann cu rafinamente a devenit universală recunoscută în biologie.

Celula - cel mai mic element al structurii și activitatea vitală a plantelor

Conform declarațiilor teoretice ale lui Schleiden și Schwann, lumea organică este una care dovedește o structură microscopică similară a animalelor și plantelor. În plus față de aceste două regate, existența celulară este caracteristică fungiilor, bacteriilor și nu există virusi. Creșterea și dezvoltarea organismelor vii este asigurată de apariția de noi celule în procesul de împărțire a celor deja existente.

Un organism multiceluros nu este doar un grup de elemente structurale. Unitățile mici de structură interacționează unul cu celălalt, formând țesuturi și organe. Organismele unicelulare trăiesc în izolare, ceea ce nu le împiedică să creeze colonii. Semnele principale ale celulei sunt:

• capacitatea de existență independentă;
• propriul metabolism;
• autoreproducere;
• de dezvoltare.

În evoluția vieții, una dintre cele mai importante etape a fost separarea nucleului de citoplasmă prin intermediul unei membrane de protecție. Comunicarea a supraviețuit, deoarece separat aceste structuri nu pot exista. În prezent, două super-regate - nucleare și organisme nucleare - sunt separate. Al doilea grup constă din plante, ciuperci și animale, care sunt studiate de secțiunile relevante ale științei și ale biologiei în general. Celula plantei are un nucleu, citoplasmă și organele, care vor fi discutate mai jos.

Varietate de celule vegetale

Pe ruptura unui pepene rosu coapte, a unui măr sau a unui cartof, "celulele" structurale umplute cu lichid pot fi văzute cu ochiul liber. Acestea sunt celule de parenchimă de fructe, având un diametru de până la 1 mm. Lăzile din lână sunt structuri alungite, lungimea căreia depășește considerabil lățimea. De exemplu, celula de plante, numită bumbac, atinge o lungime de 65 mm. Fibrele din semințe de in și cânepă au dimensiuni liniare de 40-60 mm. Celulele tipice sunt mult mai mici decât -20-50 microni. Este posibil să se ia în considerare atât de mici elemente structurale doar sub microscop. Caracteristicile celor mai mici unități ale structurii organismului vegetal se manifestă nu numai prin diferențele de formă și mărime, ci și prin funcțiile efectuate în țesut.

Celulele vegetale: trăsături de bază ale structurii

Nucleul și citoplasma sunt strâns legate între ele și interacționează între ele, fapt confirmat de studiile oamenilor de știință. Acestea sunt părțile principale celule eucariote, toate celelalte elemente ale structurii depind de ele. Nucleul servește la acumularea și transmiterea informațiilor genetice necesare sintezei proteinelor.

Britanul de știință britanic R. Brown în 1831 a observat mai întâi în plantele celulare din familia de orhidee un corp special (nucleu). Era un nucleu înconjurat de o citoplasmă semifluidă. Denumirea acestei substanțe înseamnă, în traducere literală, din "masa primară a celulelor" din Grecia. Poate fi mai lichidă sau mai vâscoasă, dar în mod necesar acoperită cu o membrană. Carcasa exterioară a celulei constă în principal din celuloză, lignină, ceară. Unul dintre semnele care disting celulele vegetale și animale este prezența acestui perete puternic de celuloză.

Structura citoplasmei

interior celule de plante umplut cu o hialoplasmă cu granule fine suspendate în ea. Mai aproape de cochilie, așa-numita endoplasmă trece într-o exoplasm mai vâscos. Aceste substanțe, care umple celula plantei, servesc ca un loc pentru fluxul de reacții biochimice și transportul de compuși, plasarea organoidelor și incluziuni.

Aproximativ 70-85% din citoplasmă este apă, 10-20% sunt proteine, alte componente chimice - carbohidrați, lipide, compuși minerali. Celulele vegetale au o citoplasmă în care printre produsele finale de sinteză sunt bioregulatori de funcții și substanțe de rezervă (vitamine, enzime, uleiuri, amidon).

miez

Comparația celulelor și a animalelor arată că ele au o structură similară a nucleului, care se află în citoplasmă și ocupă până la 20% din volumul său. Englezul R. Brown, care pentru prima dată a considerat această componentă cea mai importantă și constantă a tuturor eucariotelor sub microscop, ia dat numele din nucleul cuvântului latin. Aspectul nucleelor ​​se corelează de obicei cu forma și dimensiunea celulelor, dar uneori diferă de ele. Elemente obligatorii ale structurii - membrana, karyolymph, nucleolus și cromatină.

În membrana care separă nucleul de citoplasmă, există pori. Prin ele, substanțele provin de la nucleu la citoplasm și înapoi. Cariolymph este un conținut nuclear lichid sau vâscos cu situri de cromatină. Nucleol conține acid ribonucleic (ARN), care pătrunde în citoplasmă ribozomului pentru a participa la sinteza proteinelor. Un alt acid nucleic, deoxiribonucleic (ADN), este, de asemenea, prezent în cantități mari. ADN și ARN au fost descoperite pentru prima dată în celule animale în 1869, mai târziu găsite în plante. Core - este „centrul de control“ al proceselor intracelulare, informațiile locul de depozitare a caracteristicilor ereditare ale întregului organism.

Reticulul endoplasmatic (EPS)

Structura celulelor animalelor și plantelor are o asemănare semnificativă. Indispensabile sunt tubulele interioare din citoplasmă, umplute cu substanțe de origine și compoziție diferite. Varietatea granulară a EPS diferă de tipul agranular prin prezența ribozomilor pe suprafața membranei. Primul este implicat în sinteza proteinelor, acesta din urmă joacă un rol în formarea carbohidraților și a lipidelor. După cum au stabilit cercetătorii, canalele nu numai că pătrund în citoplasmă, ci sunt asociate cu fiecare organoid al unei celule vii. Prin urmare, valoarea EPS este evaluată foarte mult ca un participant în metabolism, un sistem de comunicare cu mediul.

ribozomi

Structura unei celule vegetale sau animale este greu de imaginat fără aceste particule mici. Ribosomii sunt foarte mici, îi puteți vedea numai într-un microscop electronic. Compoziția organismelor este dominată de proteine ​​și molecule de acizi ribonucleici, există o cantitate nesemnificativă de ioni de calciu și magneziu. Aproape întreaga cantitate de ARN de celule este concentrată în ribozomi, ele asigură sinteza proteinelor, "colectează" proteine ​​din aminoacizi. Apoi, proteinele intră în canalele de EPS și sunt purtate de rețea în întreaga celulă, pătrund în nucleu.

mitocondriile

Aceste organele ale celulei sunt considerate a fi stații de energie, ele fiind vizibile atunci când sunt mărite într-un microscop convențional de lumină. Numarul de mitocondri variaza in limite foarte largi, poate exista una sau mii dintre ele. Structura organoidului nu este foarte complexă, există două membrane și o matrice în interior. Mitocondriile constau din proteine ​​de lipide, ADN și ARN, sunt responsabile pentru biosinteza ATP - adenozintrifosfat. Pentru această substanță, celulele vegetale sau animale sunt caracterizate prin prezența a trei fosfați. Cleavajul fiecăruia dă energia necesară pentru toate procesele de activitate vitală în celulă și în întreg organismul. Dimpotrivă, adăugarea de reziduuri acid fosforic Aceasta face posibilă stocarea energiei și transferarea acesteia în această formă în întreaga celulă.

Luați în considerare organele celulare din figura de mai jos și numiți cele pe care le cunoașteți deja. Observați vezicula mare (vacuol) și plastidele verzi (cloroplaste). Vom vorbi despre ei.

Complexul Golgi

O organelle celulară complexă constă din granule, membrane și vacuole. Complexul a fost deschis în 1898 și a fost numit după biologul italian. Caracteristicile celulelor vegetale constau în distribuirea uniformă a particulelor Golgi în întreaga citoplasmă. Oamenii de știință cred că complexul este necesar pentru a reglementa conținutul de apă și a deșeurilor, elimina excesul de substanțe.

plastide

Numai celulele țesuturilor vegetale conțin organele de culoare verde. În plus, există plastide incolore, galbene și portocalii. Structura și funcțiile acestora reflectă tipul de nutriție a plantelor și pot schimba culoarea prin reacții chimice. Principalele tipuri de plastide sunt:

• cromoplaste portocalii și galbene formate din caroten și xantofil;
• cloroplaste care conțin boabe de clorofilă; - pigment verde;
• leucoplastie - plastide incolore.

Structura celulelor de plante este asociată cu reacțiile chimice ale sintezei materiei organice din dioxidul de carbon și apă cu utilizarea energiei luminoase. Numele acestui proces uimitor și foarte complex este fotosinteza. Reacțiile se datorează clorofilei, această substanță poate capta energia fasciculului luminos. Prezența unui pigment verde explică culoarea caracteristică a frunzelor, a tulpinilor erbacee, a fructelor imature. Clorofila are structură similară cu cea a hemoglobinei animalelor și oamenilor.

Roșu, galben și portocaliu de culoare diferite organe de plante datorită prezenței în celulele cromoplaste. La baza este un grup mare de carotenoide joacă un rol important în metabolismul. Leucoplastele sunt responsabile de sinteza și acumularea de amidon. Plastide cresc si se multiplica in citoplasma, cu mutarea ei de-a lungul membranei interioare a celulei vegetale. Ele sunt bogate în enzime, ioni, alți compuși biologic activi.

Diferențe în structura microscopică a principalelor grupe de organisme vii

Cele mai multe celule seamănă cu un sac mic umplut cu mucus, corpusculi, granule și vezicule. Deseori există incluziuni diferite sub formă de cristale solide de minerale, picături de uleiuri, boabe de amidon. Celulele se învecinează strâns în compoziția țesuturilor plantelor, viața în ansamblu depinde de activitatea acestor mici unități ale structurii care formează întregul.

Cu o structură multicelulare, există o specializare care este exprimată în diferite sarcini fiziologice și funcții ale elementelor structurale microscopice. Acestea sunt determinate în principal de localizarea țesuturilor în frunzele, rădăcinile, tulpinile sau organele generatoare ale plantei.

Să evidențiem principalele elemente ale comparației unei celule vegetale cu unitățile elementare ale structurii altor organisme vii:

1. Membrana densă, caracteristică numai plantelor, este formată din celuloză (celuloză). În ciuperci, membrana constă din chitină puternică (o proteină specială).
2. Celulele de plante și ciuperci diferă în funcție de prezența sau absența plastidelor. Astfel de organisme precum cloroplastele, cromoplastele și leucoplastele sunt prezente numai în citoplasma plantelor.
3. Există un organoid care distinge animalele - este un centriol (centrul celulelor).
4. Numai în celula plantei există un vacuol central mare, umplut cu conținut de lichid. De obicei, acest suc de celule este colorat cu pigmenți în diferite culori.
5. Principalul compus de rezervă al organismului din plante este amidonul. Ciupercile și animalele acumulează glicogen în celulele lor.

Algele sunt cunoscute pentru multe celule singure, libere. De exemplu, un astfel de organism independent este chlamydomonas. Deși plantele diferă de animale prin prezența unui perete de celuloză, dar celulele sexuale nu au o coajă atât de densă - aceasta este încă o dovadă a unității lumii organice.