Клітина рослин

Розділ 1 РОСЛИНИ

Тема 1. БУДОВА ТА ЖИТТЄДІЯЛЬНІСТЬ

5. Клітина рослин

Клітини є цеглинками, з яких зводиться будівля рослини.

К. Тимірязєв

Основне поняття: КЛІТИНА

ПРИГАДАЙТЕ!

Дайте визначення поняттю “рослини”.

Знайомтеся Російський учений Климент Аркадійович Тимірязєв (1843-1920) присвятив життя вивченню складних явищ, які відбуваються в зелених рослинах (іл. 5.1). Його дослідження стали великим внеском у світову науку. У праці “Життя рослин” К. А. Тимірязєв наголошував: “Переконатися в тому, що рослина складається

з клітин, можна за допомогою простих засобів. Придивіться, наприклад, до тонкої скибки стиглого кавуна і ви побачите, що вона складається з дуже розсипчасто зв’язаних між собою пухирців, які нагадують ікринки чи бісер. Це – клітинки, які в м’якоті зрілих плодів зазвичай втрачають взаємозв’язок, стають вільними”.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Ви вже знаєте, що переважна більшість організмів побудована з клітин. Усі організми царства Рослини мають клітинну будову. Клітина – це найменша жива система, яка може здійснювати життєві функції. Виконання цих функцій здійснюється тільки в клітині.

Саме тому клітину називають основною структурною і функціональною одиницею живого. Пригадайте визначення поняття “клітина”, з яким ви ознайомилися на уроках з природознавства, і порівняйте з наведеним вище. У тілі багатоклітинних рослин клітини спеціалізуються на виконанні окремих життєвих функцій, у зв’язку з чим набувають відмінностей у будові. Кількість клітин в організмі рослин збільшується в результаті їхнього поділу.

Особливостями будови рослинної клітини є наявність міцної клітинної оболонки, пластид і великих вакуолей. У всіх живих клітинах рослини є ядро та цитоплазма. Усі багатоклітинні рослини складаються з клітин, які можуть відрізнятися формою, розмірами, забарвленням. Ці особливості залежать від функцій, які вони виконують (іл. 5.2).

Іл. 5.1. К. А. Тимірязєв

Іл. 5.2. Різноманітність будови рослинних клітин:

1- клітини м’якоті кавуна: 2 – клітина зернівки пшениці: З – клітини листка елодеї; 4 – клітини шкаралупи горіха

Уперше побачив і описав клітину англійський фізик Роберт Гук (1635-1703). У 1665 р. він відкрив, що тонкі зрізи серцевини бузини та корку дуба складаються з комірок, які назвав клітинами. Пізніше було встановлено, що основними частинами рослинної клітини є клітинна оболонка, цитоплазма та ядро. Клітинна оболонка – це частина клітини, що відокремлює її від довкілля та здійснює з ним обмін речовин. До складу оболонки рослин входить речовина целюлоза, що надає їй постійної форми та міцності. Оболонка визначає розмір і форму клітини. В оболонці є пори, через які відбувається зв’язок між сусідніми клітинами за допомогою цитоплазматичних містків. Цитоплазма – внутрішнє середовище клітини, що міститься між клітинною оболонкою та ядром. Частина цитоплазми, що прилягає до оболонки, більш щільна, має особливу будову й називається мембраною. Особливістю цитоплазми є напіврідкий етап, що забезпечує здатність до внутрішньоклітинного руху. Завдяки цьому цитоплазма здійснює транспорт речовин, у ній знаходяться всі складові клітини й накопичуються запасні поживні речовини. У мертвих клітинах рух цитоплазми припиняється. У цитоплазмі є різноманітні тільця, що називаються органелами. Органели – це постійні структури клітини, які виконують певні функції. Найхарактернішими в клітинах рослин є пластиди та вакуолі. Ядро – це округле тільце, яке зберігає та захищає спадкову інформацію рослини і регулює всі процеси її життєдіяльності. Ця інформація містить відомості про всі ознаки, життєві функції як клітини, так і всього організму в цілому (іл. 5.3).

Як здійснюються процеси життєдіяльності рослинної клітини?

Основними процесами, що забезпечують життя рослинних клітин, є обмін речовин, дихання, ріст, транспорт речовин тощо. У їхньому здійсненні беруть участь компоненти клітини, що мають певну будову. Наприклад, оболонка клітини має пори, через які проходять тонкі цитоплазматичні містки, що зв’язують вміст сусідніх клітин між собою і таким чином забезпечують цілісність рослинного організму. Пластиди – клітинні органели, у яких утворюються і нерідко накопичуються органічні речовини. Пластиди властиві тільки рослинам. Вони є трьох типів: хлоропласти, хромопласте та лейкопласти. Хлоропласти – пластиди зеленого кольору, який зумовлюється наявністю хлорофілу; у них здійснюється фотосинтез (іл. 5.4). Хромопласти – пластиди червоного, помаранчевого й жовтого кольору.

Іл. 5.3. Будова рослинної клітини: 1 – мітохондрія; 2 – клітинна оболонка: З – ядро; 4 – вакуоля; 5 – цитоплазма; 6 – пластида

Іл. 5.4 Хлоропласти

Вони зумовлюють яскраве забарвлення органів рослин, яке принаджує комах для запилення та поширення насіння. Лейкопласти – безбарвні пластиди, у яких найчастіше й накопичується крохмаль. Колір пластид залежить від особливих барвних речовин, які називають пігментами. Вакуолі – це органели клітини, що заповнені клітинним соком і відокремлені від цитоплазми мембраною. Клітинний сік – це вода з розчиненими в ній речовинами. У клітинному соку можуть бути барвники, які визначають червоне, блакитне, фіолетове забарвлення багатьох овочів, фруктів, квіток. Вакуолі виконують також травну, видільну й опорну функції, створюючи зсередини тиск. Є в клітинах рослин і такі важливі органели, як мітохондрії. Мітохоидрії – це органели, у яких здійснюється дихання. Вони постійно рухаються в клітині й збираються там, де потрібна енергія, оскільки вона виділяється під час дихання. Отже, процеси життєдіяльності рослини здійснюються клітинами, що мають певну будову, тобто між будовою та функціями клітини існує тісний взаємозв’язок.

Чим зумовлені особливості та різноманітність рослинних клітин?

Із клітин складаються бактерії, рослини, гриби, тварини. Але рослинні клітини, у зв’язку з особливостями життєвих функцііі рослин, мають певні відмінності. Ви вже знаєте, що головною характерною рисою рослин є їхня здатність до фотосинтезу, що здійснюється в хлоропластах – пластидах зеленого кольору. Оскільки рослини ведуть нерухомий спосіб життя і нерідко бувають великіх розмірів, вони мають бути особливо міцними. Саме тому клітинна оболонка в них побудована з целюлози. Велике значення для забезпечення цілісності мають цитоплазматичні містки між клітинами. Наявність вакуолей у клітинах рослим дозволяє підтримувати в них постійний тиск, накопичувати розчинні поживні речовини, регулювати вміст води в цитоплазмі тощо. Клітини рослин можуть мати різні розміри, форму, забарвлення тощо. Більшість рослинних клітин дрібні (від 0,01 до 0,1 мм). Іноді клітини бувають такими великими, що їх можна побачити неозброєним оком. Великі розміри мають клітини м’якоті кавуна, лимона, помідора, бульб картоплі. За формою клітини бувають овальними, яйцеподібними, паличкоподібними, спіралеподібними, кубічними тощо. Розрізняють і два основні типи клітин: округлі, у яких довжина майже не перевищує ширини, і видовжені, у яких довжина завжди перевищує ширину більш як удвічі (іл. 5.5). Отже, особливості будови рослинних клітин зумовлені особливостями процесів життєдіяльності рослин, а різноманітність клітин рослин залежить від функцій, які вони виконують.

Іл. 5.5. Різноманітність клітин:

1 – недиференційована клітина; 2 – жива паренхімна клітина; З – клітина стовпчастої тканини листка; 4 – замикаюча клітина продиху; 5 – луб’яне волокно; 6 – судина; 7 – ситоподібна трубка; 8 – деревинне волокно