Клетка является основной структурной и функциональной единицей живой материи. Растения, как и все живые организмы, также состоят из основного базового элемента – растительной клетки. Она представляет собой элементарную биологическую систему, лежащую в основе не только строения, но и восстановления, развития и жизнедеятельности растений. Количество клеток в растениях может варьироваться от одной (одноклеточные растительные организмы) до миллионов (многоклеточные растения).
Клетки образуют в организмах различные ткани. Они могут существенно отличаться по своему виду друг от друга по форме и размерам, так как имеют разное предназначение и выполняют отличные друг от друга функции. Но их объединяет одинаковое строение.
Клетка каждого растения имеет прочную наружную клеточную стенку с расположенными на ней неутолщенными участками – порами, т. н. первичную оболочку. Под ней находится тонкая и эластичная двухслойная молекулярная мембрана, отделяющая внутреннее содержимое клетки от внешней среды, это т. н. вторичная оболочка.
Внутри каждая клетка наполнена гелеобразным, прозрачным и бесцветным подвижным живым веществом – протоплазмой, включающей в себя цитоплазму (полужидкую, слизистую, бесцветную среду, в которой находятся все остальные органы клетки) и нуклеоплазму (очень вязкий коллоидный белковый раствор, образующий клеточное ядро).
Впервые термин протоплазма (нем. Protoplasma из др.- гр. πρῶτος – «первый» и πλάσμα – «сформированное») применительно к внутриклеточной структуре растительной клетки был закреплен официально немецким ботаником Хьюго фон Молем (1805–1872). Современная биология часто использует термины «протоплазма» и «цитоплазма» как синонимы.
Химический состав протоплазмы очень разнообразен и сложен. Основными составляющими (около 99%) являются водород, кислород, углерод и азот, а также небольшое количество микроэлементов. Наиболее важной частью ее являются белковые соединения. Кроме них в протоплазме находятся продукты клеточной жизнедеятельности: жиры, углеводы, глюкозиды, алкалоиды, продукты белкового распада – аминокислоты, а также небольшое количество различных минералов.
Во время вегетации протоплазма растительных клеток на 70–80% состоит из воды, в результате чего она становится менее вязкой и более подвижной. Это объясняется тем, что для процессов метаболизма, протекающих в протоплазме и заключающихся в сложнейших химических реакциях, требуется соответствующая среда, а именно истинный (молекулярный) раствор.
В протоплазме клеток растений, находящихся в состоянии покоя, вода составляет всего лишь около 10–15 %, вязкость коллоидной субстанции увеличивается, а подвижность уменьшается.
Протоплазма обладает всеми свойствами, характерными для живой материи. Одна из ее особенностей – это способность реагировать на малейшие изменения условий окружающей среды (тепловые, световые, химические, электрические и др. раздражения) путем изменения интенсивности своего движения.
Различают вращательный (или круговой) тип движения протоплазмы и струйчатый. В первом случае наблюдается перемещение субстанции в одном направлении вдоль клеточной оболочки. Этот тип характерен для тех клеток, где протоплазма смещена к периферии и занимает пристеночное положение. Струйчатое движение происходит в разных направлениях по всей клетке и образует несколько потоков. Предполагается, что именно благодаря движению протоплазмы осуществляется интенсивный обмен веществ в клетке.
Все жизненно важные процессы растительного организма происходят в протоплазме. Ее свойства определены основной составляющей – белковыми соединениями, представленными как протеинами (простыми белками), так и протеидами (сложными биополимерными соединениями, включающими также и небелковую часть – глюкозу, нуклеиновые кислоты, жироподобные вещества).
Протоплазма представляет собой динамическую внутриклеточную среду, в которой находятся все органоиды клетки (митохондрии, вакуоли, комплекс Гольджи, пластиды, лизосомы и пр.), ядро и продукты жизнедеятельности. Для нее характерна щелочная химическая реакция.
Протоплазма, как живое клеточное вещество, обеспечивает взаимодействие всех клеточных структур в процессах метаболизма и объединяет их в единую клеточную систему. Кроме того, она обладает полупроводниковыми свойствами (избирательной проницаемостью), что позволяет растению выживать в условиях временного обезвоживания и сохранять стабильность своего состава.
Во взаимодействии с протоплазмой или через ее среду выполняются транспортные процессы между органоидами клетки и ядром. Протоплазма пронизана целой сетью мембран (эндоплазматическая сеть), которая отличается постоянной изменчивостью и подвижностью.
Благодаря этой сети у протоплазмы есть огромное количество внутренних поверхностей, на которых возможно протекание таких процессов как десорбция (выделение) и адсорбция (поглощение) для быстрого перемещения необходимых веществ внутри клетки. Также доказано, что протоплазма участвует в хранении и передаче наследственной информации.
Поділитись в соцмережах:
