Augalo ląstelės dalis. Augalų ląstelės sandara. Sėklų struktūra ir daigumas

Aukštesniųjų augalų įvairių organų ir audinių ląstelės skiriasi viena nuo kitos forma, dydžiu, spalva ir vidine sandara. Tačiau augalų ląstelėms būdinga nemažai požymių, išskiriančių jas iš kitų organizmų grupių ląstelių.

Jei ištirsite svogūno odelės pavyzdį šviesos mikroskopu, nesunkiai pamatysite ląsteles, kurios tvirtai priglunda viena prie kitos. Nors šių ląstelių membranos gana stiprios, tačiau kartu ir skaidrios. Ląstelės membrana turi poras. Mikroskopu jie atrodo kaip plonesni ląstelės membranos skyriai.

Po ląstelės membrana yra citoplazminė membrana.

Po membrana yra citoplazma, kuris yra klampus skystis, dažniausiai bespalvis. Citoplazma gyvose ląstelėse nuolat juda, joje vyksta daug cheminių reakcijų. Apie citoplazmos judėjimą galima spręsti pagal joje esančių organelių ir inkliuzų judėjimą, kurie gali būti matomi šviesos mikroskopu. Nepalankios aplinkos sąlygos (pavyzdžiui, per aukšta arba žema temperatūra) gali sukelti citoplazmos sunaikinimą ir dėl to ląstelių mirtį.

Kaimyninių ląstelių citoplazmos dažniausiai yra sujungtos viena su kita per ląstelių membranas einančiomis citoplazminėmis gijomis.

Įsikūręs citoplazmoje ląstelės branduolys. Tai tankesnis kūnas ir užima nedidelę ląstelės dalį. Šerdies viduje yra branduolys Ir chromosomos. Visas augalo ląstelės branduolio struktūrines ypatybes galite pamatyti tik elektroninio mikroskopo pagalba.

Branduolys atlieka svarbų vaidmenį ląstelių dalijimuisi. Prieš dalijimąsi jis tampa didesnis, o chromosomos susisuka ir tampa aiškiai matomos mikroskopu. Chromosomose yra paveldima informacija apie organizmą. Dalijimosi metu chromosomos padvigubėja ir kiekviena dukterinė ląstelė gauna tą patį chromosomų rinkinį, kuris buvo motininėje ląstelėje prieš prasidedant dalijimosi procesui. Dėl ląstelių dalijimosi švietimo audiniuose ir vėlesnio jų augimo, auga visas augalas.

Didžiąją dalį augalų ląstelių užima vakuolės. Suaugusiose ir senose ląstelėse vakuolės susilieja į vieną didelę centrinė vakuolė. Vakuolėse yra ląstelių sulčių, kurios yra įvairių organinių ir neorganinių junginių tirpalas. Ląstelių sultyse yra daug cukrų ir pigmentų. Įvairūs pigmentai suteikia ląstelėms melsvų, rausvų ir kitų spalvų.

Kai centrinė vakuolė tampa labai didelė ir užima beveik visą augalo ląstelės tūrį, citoplazma ir joje esančios organelės yra stumiamos link membranos.

Daug ląstelių sulčių yra sultingų vaisių ir kitų minkštų bei stambių augalų dalių audiniuose. Tai, ką mes vadiname įvairių vaisių sultimis, yra būtent ląstelių vakuolių ląstelių sultys.

Augalo ląstelės struktūros bruožas yra buvimas joje plastidas. Gyvūnų ląstelėse tokių organelių nėra. Plastidės gali būti matomos net šviesos mikroskopu.

Yra trijų tipų plastidai: chloroplastai, leukoplastai ir chromoplastai. Chloroplastai turi žalią spalvą dėl juose esančio pigmento chlorofilas. Jo dėka augaluose gali vykti fotosintezės procesas, dėl kurio iš neorganinių medžiagų sintetinamos organinės medžiagos.

Leukoplastai Jie yra bespalviai plastidai. Paprastai juose yra daug maistinių medžiagų.

Chromoplastai gali būti skirtingų spalvų, priklausomai nuo to, kokių pigmentų juose yra. Dėl chromoplastų medžių lapija rudenį nusidažo įvairiomis spalvomis.

Augalų audiniuose ląstelės yra sujungtos viena su kita tarpląsteline medžiaga. Tačiau kai kuriose vietose tarpląstelinės medžiagos gali nebūti. Tokiu atveju susidaro tarpląstelinės erdvės, kuriose yra oro. Tai skatina dujų mainus tarp ląstelės ir aplinkos.

Ląstelė yra mažiausias gyvo organizmo struktūrinis ir funkcinis vienetas. Kiekviena ląstelė atlieka funkcijas, nuo kurių priklauso jos gyvenimas: sugeria medžiagas ir energiją, atsikrato atliekų, naudoja energiją sudėtingoms struktūroms iš paprastesnių medžiagų kurti, auga, dauginasi. Be to, jis atlieka atskiras specializuotas funkcijas, kaip indėlį į bendrą daugialąsčio organizmo gyvenimą. Visi aukštesni augalai priklauso eukariotų superkaralystei (kuriose yra branduolių) ir turi bendrą ląstelių struktūrą. Augalų ląstelė susideda iš ląstelės membranos, įskaitant ląstelės sienelę ir citoplazminę membraną, ir protoplastą, susidedantį iš citoplazmos ir branduolio.

Ląstelės membrana

Ląstelių sienelės

Ląstelių sienelė egzistuoja tik augalų ląstelėse, bakterijose ir grybuose, tačiau augaluose ją daugiausia sudaro celiuliozė. Suteikia ląstelei formą, apibrėžia jos augimo karkasą, suteikia struktūrinę ir mechaninę atramą, turgorą (membranų įtempimą), apsaugą nuo išorinių veiksnių, kaupia maistines medžiagas. Ląstelės sienelė yra porėta, kad galėtų praeiti vandeniui ir kitoms mažoms molekulėms, standi, kad suteiktų augalo kūnui tam tikrą struktūrą ir suteiktų atramą, ir lanksti, kad vėjo spaudžiamas augalas sulinktų, bet nelūžtų..

Citoplazminė membrana

Plona, ​​lanksti ir elastinga plėvelė dengia visą ląstelę, atskirdama ją nuo išorinės aplinkos. H per ją medžiagų pernešimas iš ląstelės į ląstelę, medžiagų mainai su aplinka. Jį sudaro daugiausia baltymai ir lipidai, todėl jis turi selektyvią įžvalgą. Vanduo visiškai laisvai praeina pro ląstelės membraną osmoso būdu.

Membraniniai baltymai padeda polinėms molekulėms ir jonams judėti abiem kryptimis. Dideles daleles ląstelė sugeria fagocitozės būdu: membrana jas supa, sulaiko į vakuoles, kuriose yra ląstelių sulčių, ir perkelia į ląstelę.. Norėdami pašalinti medžiagas iš išorės, ląstelės naudoja atvirkštinį procesą - egzocitozę.

Protoplastas

Citoplazma

Sudėtyje yra vandens, įvairių druskų ir organinių junginių, struktūrinių komponentų – organelių. Jis nuolat juda, vienija visas ląstelių struktūras ir skatina jų sąveiką tarpusavyje. Visos ląstelės organelės yra citoplazmoje:

• Vakuolė- ertmė, kurioje yra ląstelių sultys, užimanti didžiąją dalį augalo ląstelės (iki 90%), atskirta nuo citoplazmos plonu plastiku. Palaiko turgorinį slėgį, kaupia maistinių medžiagų molekules, druskas ir kitus junginius, raudonus, mėlynus ir violetinius pigmentus, atliekas. Nuodingi augalai čia kaupia cianidą nepakenkdami augalui.
• Plastidai- organelės, apsuptos dviguba membrana, skiriančia jas nuo citoplazmos. Iš plastidų labiausiai paplitę chloroplastai – struktūros, nuo kurių priklauso daugelio augalų ląstelių žalia spalva. Chloroplastuose yra žalio pigmento chlorofilo, kuris yra būtinas fotosintezei. Daugelyje augalų yra kitų rūšių plastidų su raudonais, geltonais ir oranžiniais pigmentais – chromoplastais, kurie suteikia žiedams, vaisiams ir rudeniniams lapams atitinkamą spalvą. Bespalviuose plastiduose, leukoplastuose sintetinamas krakmolas, susidaro lipidai ir baltymai, ypač daug jų yra gumbuose, šaknyse, sėklose. Šviesoje leukoplastai virsta chloroplastais.
• Mitochondrijos– susideda iš išorinių ir vidinių membranų, sukuria didžiąją dalį ląstelės energijos rezervo ATP (adenozino trifosforo rūgšties) molekulių pavidalu.
• Ribosomos– susideda iš didelių ir mažų dalelių, jose vyksta baltymų sintezė;
• Endoplazminis Tinklelis(tinklas) yra sudėtinga trimatė membraninė sistema, susidedanti iš cisternų, kanalų, vamzdelių ir pūslelių. Iš tinklelio susidaro vakuolės, jis padalija ląstelę į skyrius (ląsteles), o jo membranų paviršiuje vyksta daug cheminių reakcijų.
• Goldžio kompleksas- dalyvauja formuojant ląstelių membranas, yra membraninių maišelių krūva, į kurią supakuojami baltymai ir kitos medžiagos, skirtos pašalinti iš ląstelės.

Ląstelės branduolys

Branduolys yra ryškiausia ląstelės organelė, atliekanti esmines metabolines ir genetines funkcijas.. Branduolys turi DNR, ląstelės genetinę medžiagą, kartu su dideliu kiekiu baltymų į struktūras, vadinamas chromosomomis. Jį supa branduolinė membrana, kurioje yra didelės poros. Branduolio sritis, kurioje susidaro ribosominės dalelės, vadinama branduoliu..

Viskas gyvoje ląstelėje nuolat juda. Įvairiam motoriniam aktyvumui reikalingos dviejų tipų struktūros – mikrotubulai, sudarantys vidinį karkasą, ir mikrofilamentai, kurie yra baltyminės skaidulos. Ląstelių judėjimas skystoje aplinkoje ir skysčio srovės susidarymas jų paviršiuje atliekamas naudojant blakstienas ir žiuželes - plonas ataugas, kuriose yra mikrotubulių.

Augalų ir gyvūnų ląstelių sandaros palyginimas

Augalų ir gyvūnų ląstelių struktūros panašumai

Augalų ir gyvūnų ląstelės turi šias bendras savybes:

• Universali membranos struktūra;
• Vieningos struktūrinės sistemos – citoplazma ir branduolys;
• ta pati cheminė sudėtis;
• Panašūs medžiagų apykaitos ir energijos procesai;
• Panašus ląstelių dalijimosi procesas;
• Vienintelis paveldimo kodo principas;

Augalinės ląstelės struktūra šiek tiek skiriasi nuo gyvūnų organizmo ląstelių struktūrų. Visų pirma, taip yra dėl augalo gyvenimo būdo ir unikalaus mitybos būdo - išskyrus keletą išimčių, visi augalų organizmai yra autotrofai ir gali savarankiškai formuotis iš neorganinių. Daugeliu atvejų organiniai elementai susidaro fotosintezės būdu. Įdomu tai, kad išsiskiriantis deguonis yra tik šalutinis fotosintezės reakcijų produktas.

Augalų ląstelė: apvalkalo struktūra

Kietos ląstelės sienelės buvimas yra viena iš augalų ląstelių savybių. Todėl būtina atsižvelgti į augalo ląstelės struktūrą iš šio komponento. Būtent ši konstrukcija sukuria mechaninę apsaugą aplink protoplastą. Be to, siena yra savotiškas jonų šaltinis, taip pat antibakterinis barjeras. Jaunose ląstelėse galima stebėti tik pirminės membranos susidarymą. Pagrindiniai struktūros komponentai yra celiuliozės, hemiceliuliozės ir pektino pluoštai. Kalbant apie storį, šis rodiklis skirtingoms rūšims skirsis.

Gyvenimo metu jis gali sustorėti. Antrinės ir tretinės sienos susidaro dengiant vėlesnius sluoksnius ant pirminio apvalkalo. Gana dažnai tarp celiuliozės skaidulų esančiose ertmėse stebimas lignino ar suberino nusėdimas – tokia ląstelė nebegali augti ar išsitempti.

Augalo ląstelės struktūra: pagrindiniai protoplasto elementai

Ląstelės protoplastas susideda iš branduolio, citoplazmos ir kitų organelių. Verta paminėti, kad ląstelių organelės gali būti skirstomos į membranines ir nemembranines.

Citoplazma yra daugiakomponentė sistema, kurioje vyksta pagrindiniai medžiagų apykaitos ir transportavimo etapai. Citoplazmos medžiagoje yra mikrofilamentų tinklas – ploni fibriliniai baltymai, sukeliantys struktūrų judėjimą. Taip pat yra mikrotubulių, taip pat centriolių, kurie dalyvauja mitozinėje veikloje

Kita svarbių organelių grupė yra ribosomos, kurios yra nemembraninė struktūra. Kiekviena ribosoma susideda iš mažo ir didelio subvieneto. Apskritai šios organelės yra ne kas kita, kaip baltymų elementų ir specifinės ribosominės RNR kompleksas. Tokios struktūros dalyvauja baltymų sintezės procesuose.

Augalų ląstelių struktūra: membraninių organelių savybės

Dauguma augalų ląstelės komponentų yra sudaryti iš membranų.

Branduolys yra mažas sferinis arba pailgas darinys, susidedantis iš branduolio, nukleoplazmos, chromatino ir branduolio apvalkalo. Pagrindinė branduolio funkcija yra paveldimos informacijos perdavimas, taip pat RNR sintezė.

Tai kanalų ir cisternų sistema. Yra granuliuotas ER (jo paviršius padengtas ribosomomis) ir lygus ER. Šios organelės funkcijos yra labai įvairios. Baltymų komponentų sintezė vyksta ribosomose, kurios vėliau yra modifikuojamos EPS talpyklose. Be to, struktūra yra atsakinga už medžiagų transportavimą.

Vakuolė yra membranos struktūra, kurioje yra ląstelių sulčių. palaiko osmosinį balansą ir suteikia ląstelių turgorą. Be to, vakuolės viduje susikaupia nereikalingos medžiagos, kurios vėliau išmetamos susidarant burbulams. Kartais naudingos rezervinės medžiagos ištirpsta ląstelių sultyse.

Plastidės yra neatsiejama augalo ląstelės dalis. Daugeliu atvejų juos atstovauja chloroplastai. Plastidės susideda iš dviejų apvalkalų, kurių vidinėje formuojasi išsikišimai – tilakoidai. Sudėtyje yra šviesai jautrių pigmentų. Būtent chloroplastuose vyksta tokie svarbūs fotosintezės procesai.

Augalo ląstelėje yra ir kitų organelių – mitochondrijų (atsakingų už ląstelių kvėpavimą), (užtikrina medžiagų persiskirstymą ir transportavimą ląstelėje).

Tačiau matomi pagrindiniai augalo ląstelės struktūriniai bruožai – ji turi tvirtą ląstelės sienelę, plastidinę sistemą ir vakuolę.

Jie turi papildomą membraną ant plazminės membranos ir organelių, padedančių gaminti maistą. Chlorofilas suteikia augalams žalią spalvą ir leidžia panaudoti saulės šviesą vandeniui ir anglies dioksidui paversti cukrumi ir angliavandeniais – medžiagomis, kurias ląstelė naudoja kaip energijos šaltinį.

Augalų ir jų ląstelių charakteristikos

Kaip ir grybai, augalų ląstelės išlaikė apsauginę ląstelių sienelę nuo savo protėvių. Tipiška augalo ląstelė turi panašią struktūrą kaip tipinė eukariotinė ląstelė, tačiau joje nėra tarpinių skaidulų, tokių kaip . Tačiau augalų ląstelės turi daugybę kitų specializuotų struktūrų, įskaitant standžią ląstelės sienelę, centrinę vakuolę, plazmodesmą ir chloroplastus. Nors augalai (ir jiems būdingos ląstelės) nėra judrūs, kai kurios rūšys gamina (lytines ląsteles), kurios turi žvynelius ir todėl gali judėti.

Visus augalus galima suskirstyti į du pagrindinius tipus: kraujagyslinius ir nekraujagyslinius. Kraujagysliniai augalai laikomi labiau pažengusiais nei nekraujagysliniai augalai, nes jie turi specializuotus audinius: ksilemą, kuris yra susijęs su struktūrine pagalba ir vandentiekiu, ir floemą, kuris yra fotosintezės produktų transportavimo sistema. Vadinasi, jie taip pat turi šaknis, stiebus ir lapus, atstovaujančius aukštesnei organizacijos formai, kurios nėra augaluose be kraujagyslių audinių.

Nekraujagysliniai augalai, bryofitų grupės atstovai, dažniausiai būna ne didesni kaip 3-5 cm aukščio, nes neturi kraujagysliniams augalams būdingos struktūrinės atramos. Jie taip pat labiau priklauso nuo savo aplinkos, kad išlaikytų pakankamą drėgmės kiekį, ir dažniausiai būna drėgnose, tamsiose vietose.

Manoma, kad šiandien pasaulyje yra mažiausiai 260 000 augalų rūšių. Jų dydis ir sudėtingumas įvairus – nuo ​​mažų samanų iki milžiniškų sekvojų – didžiausių gyvų organizmų planetoje, užaugančių iki 100 m. Tik nedidelę dalį šių rūšių žmonės tiesiogiai naudoja maistui, prieglaudai ir vaistams.

Tačiau augalai taip pat yra svarbūs Žemei, o be jų sudėtingos gyvybės formos, tokios kaip gyvūnai (įskaitant žmones), niekada nebūtų išsivystę. Iš tiesų visi gyvi organizmai tiesiogiai ar netiesiogiai priklauso nuo fotosintezės sukuriamos energijos, o šalutinis šio proceso produktas – deguonis – gyvybiškai svarbus gyvūnams. Augalai taip pat sumažina atmosferoje esančio anglies dioksido kiekį, užkerta kelią dirvožemio erozijai ir daro įtaką vandens lygiui bei kokybei.

Augalams būdingi gyvavimo ciklai, apimantys diploidines formas, kurių ląstelių branduoliuose yra suporuotų rinkinių, ir haploidines formas, kurios turi tik vieną rinkinį. Paprastai šios dvi augalo formos labai skiriasi savo išvaizda. Aukštesniuose augaluose fazė, žinoma kaip sporofitas (dėl savo gebėjimo gaminti), paprastai yra dominuojanti ir geriau atpažįstama nei gametofitų karta. Tačiau briofituose gametofitų karta yra dominuojanti ir fiziologiškai būtina sporofito fazei.

Gyvūnai turi vartoti baltymus, kad gautų azotą, tačiau augalai gali naudoti neorganines šio elemento formas, todėl jiems nereikia išorinio baltymų šaltinio. Tačiau augalams paprastai reikia daug vandens, kuris yra būtinas fotosintezės procesui, ląstelių struktūrai palaikyti, augimui palengvinti ir maistinėms medžiagoms tiekti į augalų ląsteles.

Skirtingoms augalų rūšims reikalingų maistinių medžiagų kiekiai ir tipai labai skiriasi, tačiau kai kurių elementų augalams reikia dideliais kiekiais. Šios maistinės medžiagos yra kalcis, anglis, vandenilis, magnis, azotas, deguonis, fosforas, kalis ir siera. Taip pat yra keletas mikroelementų, kurių augalams reikia mažesniais kiekiais: boro, chloro, vario, geležies, mangano, molibdeno ir cinko.

Augalų ląstelių sandara

• . Kaip ir jų prokariotiniai protėviai, augalų ląstelės turi standžią ląstelių sienelę, supančią plazmos membraną. Tačiau tai daug sudėtingesnė struktūra, atliekanti daugybę funkcijų – nuo ​​ląstelės apsaugos iki augalo organizmo gyvavimo ciklo reguliavimo.
• . Svarbiausia augalų savybė yra jų gebėjimas fotosintezuoti, iš esmės gaminti maistą, šviesos energiją paverčiant chemine energija. Šis procesas vyksta specializuotose organelėse, vadinamose chloroplastais.
• - maišelių tinklas, gaminantis, apdorojantis ir transportuojantis cheminius junginius, skirtus naudoti ląstelės viduje ir išorėje. Jis yra susijęs su dviejų sluoksnių branduoliniu apvalkalu, užtikrinančiu dujotiekį tarp šerdies ir. Augaluose endoplazminis tinklas taip pat jungiasi tarp ląstelių per plazmodesmatas.
• – Tai ląstelių cheminių medžiagų platinimo ir pristatymo skyrius. Jis modifikuoja baltymus ir riebalus, esančius endoplazminiame tinkle, ir paruošia juos eksportui.
• Mikrofilamentai yra kieti rutulinių baltymų, vadinamų aktinu, strypai. Jie teikia struktūrinę paramą ir yra pagrindinis komponentas

Augalų ląstelė susideda iš daugiau ar mažiau standžių ląstelės membrana Ir protoplastas. Ląstelės membrana yra ląstelės sienelė ir citoplazminė membrana. Terminas protoplastas kilęs iš žodžio protoplazma, kuris nuo seno buvo vartojamas visiems gyviems dalykams apibūdinti. Protoplastas yra atskiros ląstelės protoplazma.

Protoplastas susideda iš citoplazma Ir branduoliai. Citoplazmoje yra organelių (ribosomų, mikrotubulių, plastidžių, mitochondrijų) ir membraninių sistemų (endoplazminis tinklas, diktiosomos). Citoplazma taip pat apima citoplazminę matricą ( pagrindinė medžiaga), kurioje panardintos organelės ir membranų sistemos. Citoplazma yra atskirta nuo ląstelės sienelės plazmos membrana, kuri yra elementari membrana. Skirtingai nuo daugelio gyvūnų ląstelių, augalų ląstelėse yra viena ar daugiau vakuolės. Tai burbuliukai, užpildyti skysčiu ir apsupti elementaria membrana ( tonoplastas).

Gyvoje augalo ląstelėje pagrindinė medžiaga nuolat juda. Judėjimu, vadinamu citoplazminiu srautu arba ciklozė, dalyvauja organelės. Ciklozė palengvina medžiagų judėjimą ląstelėje ir jų mainus tarp ląstelės ir aplinkos.

Plazmos membrana. Tai dvisluoksnė fosfolipidinė struktūra. Augalų ląstelėms būdingos plazminės membranos invaginacijos.

Plazminė membrana atlieka šias funkcijas:

Dalyvauja metabolizme tarp ląstelės ir aplinkos;

Koordinuoja ląstelės sienelės celiuliozės mikrofibrilių sintezę ir surinkimą;

Perduoda hormoninius ir išorinius signalus, kurie kontroliuoja ląstelių augimą ir diferenciaciją.

Šerdis. Tai ryškiausia eukariotinės ląstelės citoplazmos struktūra. Branduolys atlieka dvi svarbias funkcijas:

Kontroliuoja gyvybinę ląstelės veiklą, nustatydama, kokius baltymus reikia sintetinti ir kokiu laiku;

Saugo genetinę informaciją ir perduoda ją dukterinėms ląstelėms ląstelių dalijimosi metu.

Eukariotinės ląstelės branduolį supa dvi elementarios membranos, susidarančios branduolio membrana.Į jį prasiskverbia daugybė porų, kurių skersmuo nuo 30 iki 100 nm, matomos tik elektroniniu mikroskopu. Poros turi sudėtingą struktūrą. Išorinė branduolio apvalkalo membrana kai kuriose vietose susijungia su endoplazminiu tinklu. Branduolinis apvalkalas gali būti laikomas specializuota, lokaliai diferencijuota endoplazminio tinklo (ER) dalimi.

Specialiais dažais nudažytame branduolyje galima išskirti plonus siūlus ir gumuliukus chromatinas Ir nukleoplazma(pagrindinė branduolio medžiaga). Chromatinas susideda iš DNR, prijungtos prie specialių baltymų, vadinamų histonais. Ląstelių dalijimosi metu chromatinas vis labiau sutankinamas ir surenkamas į chromosomos. DNR koduoja genetinę informaciją.

Organizmai skiriasi chromosomų skaičiumi savo somatinėse ląstelėse. Pavyzdžiui, kopūstas turi 20 chromosomų; saulėgrąžos – 34; kviečiai – 42; žmonių – 46, ir viena iš paparčio rūšių Ophioglossum – 1250. Lytinės ląstelės (gametos) turi tik pusę chromosomų, būdingų somatinėms kūno ląstelėms. Chromosomų skaičius gametose vadinamas haploidas(pavieniai), somatinėse ląstelėse – diploidas(dvigubas). Ląstelės, turinčios daugiau nei du chromosomų rinkinius, vadinamos poliploidas.

Šviesos mikroskopu galite pamatyti sferines struktūras - branduoliai. Kiekvienas branduolys turi vieną ar daugiau branduolių, kurie matomi nesiskiriančiuose branduoliuose. Ribosominės RNR sintetinamos branduoliuose. Paprastai diploidinių organizmų branduoliai turi du branduolius, po vieną kiekvienam haploidiniam chromosomų rinkiniui. Branduoliai neturi savo membranos. Biochemiškai branduoliams būdinga didelė RNR koncentracija, kuri yra susijusi su fosfoproteinais. Branduolių dydis priklauso nuo ląstelės funkcinės būklės. Pastebėta, kad sparčiai augančioje ląstelėje, kurioje vyksta intensyvūs baltymų sintezės procesai, didėja branduolių dydis. Branduoliuose gaminasi mRNR ir ribosomos, kurios sintetinę funkciją atlieka tik branduolyje.

Nukleoplazma (karioplazma) yra vienalytis skystis, kuriame yra ištirpę įvairūs baltymai, įskaitant fermentus.

Mitochondrijos. Kaip ir chloroplastus, mitochondrijas supa dvi elementarios membranos. Vidinė membrana sudaro daugybę raukšlių ir išsikišimų - krist, kurios žymiai padidina vidinį mitochondrijų paviršių. Jie yra daug mažesni nei plastidai, kurių skersmuo yra apie 0,5 µm, jų ilgis ir forma skiriasi.

Kvėpavimo procesas vyksta mitochondrijose, dėl kurių organinės molekulės skyla, išskiria energiją ir perduoda ją ATP molekulėms – pagrindiniam visų eukariotinių ląstelių energijos rezervui. Daugumoje augalų ląstelių yra šimtai ar tūkstančiai mitochondrijų. Jų skaičius vienoje ląstelėje nustatomas pagal ląstelės ATP poreikį. Mitochondrijos nuolat juda, juda iš vienos ląstelės dalies į kitą, susilieja viena su kita ir dalijasi. Mitochondrijos linkusios kauptis ten, kur reikia energijos. Jei plazminė membrana aktyviai perneša medžiagas iš ląstelės į ląstelę, tai mitochondrijos yra išilgai membranos paviršiaus. Judriuose vienaląsčiuose dumbliuose mitochondrijos kaupiasi žvynelių pagrinduose, tiekdamos jiems judėjimui reikalingą energiją.

Mitochondrijos, kaip ir plastidai, yra pusiau autonominės organelės, turinčios komponentų, reikalingų jų pačių baltymų sintezei. Vidinė membrana supa skystą matricą, kurioje yra baltymų, RNR, DNR, ribosomų, panašių į bakterijas, ir įvairių tirpių medžiagų. DNR egzistuoja apskritų molekulių, esančių viename ar keliuose nukleoiduose, pavidalu.

Remiantis bakterijų panašumu su eukariotinių ląstelių mitochondrijomis ir chloroplastais, galima daryti prielaidą, kad mitochondrijos ir chloroplastai atsirado iš bakterijų, kurios rado „prieglobstį“ didesnėse heterotrofinėse ląstelėse – eukariotų pirmtakėse.

Mikrokūnai. Skirtingai nuo plastidų ir mitochondrijų, kurias riboja dvi membranos, mikrokūnų Jie yra sferiniai organeliai, apsupti viena membrana. Mikrokūnai turi granuliuotą (granuliuotą) turinį, kartais juose yra ir kristalinių baltymų intarpų. Mikrokūnai yra susiję su viena ar dviem endoplazminio tinklo sritimis.

Kai kurie mikroorganizmai vadinami proksisomos, vaidina svarbų vaidmenį glikolio rūgšties metabolizme, kuris yra tiesiogiai susijęs su fotokvėpavimu. Žaliuose lapuose jie yra susiję su mitochondrijomis ir chloroplastais. Kiti mikroorganizmai vadinami glioksisomos, sudėtyje yra fermentų, reikalingų riebalams paversti angliavandeniais. Tai įvyksta daugelyje sėklų dygimo metu.

Vakuolės - tai membrana apribotos ląstelės sritys, užpildytos skysčiu, ląstelių sultys. Jie yra apsupti tonoplastas(vakuolinė membrana).

Jaunoje augalo ląstelėje yra daug mažų vakuolių, kurios ląstelei senstant susilieja į vieną didelę. Brandžioje ląstelėje vakuolė gali užimti iki 90% jos tūrio. Šiuo atveju citoplazma plono periferinio sluoksnio pavidalu prispaudžiama prie ląstelės membranos. Ląstelių dydžio padidėjimą daugiausia lemia vakuolės augimas. Dėl to atsiranda turgorinis slėgis ir išlaikomas audinių elastingumas. Tai viena iš pagrindinių vakuolės ir tonoplasto funkcijų.

Pagrindinis sulčių komponentas yra vanduo, likusi dalis skiriasi priklausomai nuo augalo rūšies ir jo fiziologinės būklės. Vakuolėse yra druskų, cukrų ir rečiau baltymų. Tonoplastas vaidina aktyvų vaidmenį transportuojant ir kaupiant tam tikrus jonus vakuolėje. Jonų koncentracija ląstelių sultyse gali gerokai viršyti jos koncentraciją aplinkoje. Kai tam tikrų medžiagų yra daug, vakuolėse susidaro kristalai. Labiausiai paplitę kristalai yra kalcio oksalatas, kurie turi skirtingas formas.

Vakuolės – tai vietos, kuriose kaupiasi medžiagų apykaitos produktai (metabolizmas). Tai gali būti baltymai, rūgštys ir netgi žmonėms toksiškos medžiagos (alkaloidai). Pigmentai dažnai nusėda. Mėlyną, violetinę, violetinę, tamsiai raudoną, tamsiai raudoną spalvą augalų ląstelėms suteikia pigmentai iš antocianinų grupės. Skirtingai nuo kitų pigmentų, jie gerai tirpsta vandenyje ir randami ląstelių sultyse. Jie lemia daugelio daržovių (ridikėlių, ropių, kopūstų), vaisių (vynuogių, slyvų, vyšnių), gėlių (rugiagėlių, pelargonijų, delfinijų, rožių, bijūnų) raudoną ir mėlyną spalvą. Kartais šie pigmentai užmaskuoja chlorofilą lapuose, pavyzdžiui, dekoratyviniame raudonajame kleve. Antocianinai rudeninius lapus nuspalvina ryškiai raudonais. Jie susidaro šaltu saulėtu oru, kai sustoja chlorofilo sintezė lapuose. Lapuose, kai antocianinai nesigamina, sunaikinus chlorofilą, pastebimi geltonai oranžiniai chloroplastų karotenoidai. Lapai ryškiausios spalvos būna šaltą, giedrą rudenį.

Vakuolės dalyvauja naikinant makromolekules ir jų komponentų cirkuliacijoje ląstelėje. Ribosomos, mitochondrijos, plastidai, patekę į vakuoles, sunaikinami. Pagal šią virškinimo veiklą juos galima palyginti su lizosomos– gyvūnų ląstelių organelės.

Vakuolės susidaro iš endoplazminio tinklo (tinklo)

Ribosomos. Mažos dalelės (17–23 nm), susidedančios iš maždaug vienodo kiekio baltymų ir RNR. Ribosomose aminorūgštys jungiasi, kad susidarytų baltymai. Aktyvią medžiagų apykaitą turinčiose ląstelėse jų yra daugiau. Ribosomos yra laisvai išsidėsčiusios ląstelės citoplazmoje arba yra prijungtos prie endoplazminio tinklo (80S). Jų taip pat yra branduolyje (80S), mitochondrijose (70S) ir plastiduose (70S).

Ribosomos gali sudaryti kompleksą, kuriame vienu metu vyksta identiškų polipeptidų sintezė, informacija apie kurią paimama iš vienos molekulės ir RNR. Toks kompleksas vadinamas poliribosomos (polisomos). Ląstelės, kurios sintetina baltymus dideliais kiekiais, turi plačią polisomų sistemą, kuri dažnai yra pritvirtinta prie išorinio branduolinės membranos paviršiaus.

Endoplazminis Tinklelis. Tai sudėtinga neriboto dydžio trimatė membraninė sistema. Skerspjūviu ER atrodo kaip dvi elementarios membranos, tarp kurių yra siaura skaidri erdvė. ER forma ir apimtis priklauso nuo ląstelės tipo, jos metabolinio aktyvumo ir diferenciacijos stadijos. Ląstelėse, kurios išskiria arba kaupia baltymus, ER yra plokščių maišelių arba tankai, su daugybe ribosomų, susijusių su jo išoriniu paviršiumi. Šis tinklelis vadinamas šiurkštus endoplazminis tinklas. Smooth ER paprastai turi vamzdinę formą. Toje pačioje ląstelėje gali būti šiurkštus ir lygus endoplazminis tinklas. Paprastai tarp jų yra daug skaitinių ryšių.

Endoplazminis tinklas veikia kaip ląstelės ryšio sistema. Jis yra sujungtas su išoriniu šerdies apvalkalu. Tiesą sakant, šios dvi struktūros sudaro vieną membranų sistemą. Kai ląstelės dalijimosi metu plyšta branduolio apvalkalas, jo fragmentai primena ER fragmentus. Endoplazminis tinklas yra sistema, pernešanti medžiagas: baltymus, lipidus, angliavandenius į skirtingas ląstelės dalis. kaimyninių ląstelių endoplazminis tinklas yra sujungtas per citoplazmines virveles - plazmodesmata - kurie praeina per ląstelių membranas.

Endoplazminis tinklas yra pagrindinė ląstelės membranos sintezės vieta. Kai kuriose augalų ląstelėse čia susidaro vakuolių ir mikrokūnų membranos, cisternos diktiosomos.

Mikrovamzdeliai randama beveik visose eukariotinėse ląstelėse. Tai cilindrinės struktūros, kurių skersmuo yra apie 24 nm. Jų ilgis skiriasi. Kiekvienas vamzdelis sudarytas iš baltymo subvienetų, vadinamų tubulinas. Subvienetai sudaro 13 išilginių gijų, supančių centrinę ertmę. Mikrovamzdeliai yra dinamiškos struktūros, kurios reguliariai suskaidomos ir susidaro tam tikrais ląstelių ciklo etapais. Jų surinkimas vyksta specialiose vietose, vadinamose mikrotubulų organizavimo centrais. Augalų ląstelėse jie turi silpnai amorfinę struktūrą.

Mikrovamzdelių funkcijos: dalyvauja formuojant ląstelės membraną; nukreipia diktiozomų pūsleles į besivystantį apvalkalą, kaip verpstės siūlus, kurie susidaro besidalijančioje ląstelėje; vaidina vaidmenį formuojant ląstelės plokštelę (pradinę ribą tarp dukterinių ląstelių). Be to, mikrovamzdeliai yra svarbi žvynelių ir blakstienų sudedamoji dalis, kurių judėjime jie atlieka svarbų vaidmenį.

Mikrofilamentai, kaip ir mikrovamzdeliai, jų yra beveik visose eukariotinėse ląstelėse. Tai ilgi, 5–7 nm storio siūlai, susidedantys iš susitraukiančio baltymo aktino. Mikrofilamentų ryšuliai randami daugelyje aukštesniųjų augalų ląstelių. Matyt, jie vaidina svarbų vaidmenį citoplazminiuose srautuose. Mikrofilamentai kartu su mikrotubuliais sudaro lankstų tinklą, vadinamą citoskeletas.

Pagrindinė medžiaga gana ilgą laiką buvo laikomas vienalyčiu (homogenišku) baltymų turtingu tirpalu, turinčiu nedaug struktūrų arba visai neturinčiu struktūros. Tačiau šiuo metu, naudojant aukštos įtampos elektroninį mikroskopą, nustatyta, kad pagrindinė medžiaga yra trimatė gardelė, pastatyta iš plonų (3-6 nm skersmens) gijų, užpildančių visą ląstelę. Kiti citoplazmos komponentai, įskaitant mikrotubulus ir mikrofilamentus, yra suspenduoti mikrotrabekulinė gardelė.

Mikrotrabekulinė struktūra yra baltymų gijų gardelė, tarp kurių esanti erdvė užpildyta vandeniu. Kartu su vandeniu grotelės yra gelio konsistencijos, o gelis atrodo želatiniškai.

Organelės yra pritvirtintos prie mikrotrabekulinės gardelės. Grotelės bendrauja tarp atskirų ląstelės dalių ir nukreipia tarpląstelinį transportą.

Lipidų lašai– sferinės struktūros, kurios šviesos mikroskopu suteikia augalo ląstelės citoplazmai granuliuotumą. Elektroninėse mikrografijose jie atrodo amorfiniai. Labai panašūs, bet mažesni lašeliai randami plastidėse.

Lipidų lašeliai buvo vadinami organelėmis, todėl jie buvo vadinami sferosomomis ir, kaip manoma, yra apsupti vieno ar dviejų sluoksnių membrana. Tačiau naujausi įrodymai rodo, kad lipidų lašeliai neturi membranų, bet gali būti padengti baltymu.

Ergastinės medžiagos – tai yra „pasyvūs protoplasto produktai“: atsarginės medžiagos arba atliekos. Jie gali atsirasti ir išnykti skirtingais ląstelių ciklo laikotarpiais. Be krakmolo grūdelių, kristalų, antocianinų pigmentų ir lipidų lašelių. Tai dervos, dervos, taninai ir baltyminės medžiagos. Ergastinės medžiagos yra ląstelės membranos dalis, pagrindinė citoplazmos ir organelių, įskaitant vakuoles, medžiaga.

Vėliava ir blakstienos - Tai plonos, į plaukus panašios struktūros, besitęsiančios nuo daugelio eukariotinių ląstelių paviršiaus. Jų skersmuo yra pastovus, tačiau ilgis svyruoja nuo 2 iki 150 mikronų. Tradiciškai ilgesnės ir mažiau jų vadinamos žvyneliais, o trumpesnės ir daugiau – blakstienomis. Nėra aiškių skirtumų tarp šių dviejų tipų struktūrų, todėl terminas vartojamas abiem žvyneliai.

Kai kuriuose dumbliuose ir grybuose žvyneliai yra judėjimo organai, kurių pagalba jie juda vandenyje. Augaluose (pavyzdžiui, samanose, kepenėliuose, paparčiuose, kai kuriuose gimnasėkliuose) žvyneliais yra tik lytinės ląstelės (gametos).

Kiekvienas žvynelis turi tam tikrą organizaciją. Išorinis 9 porų mikrovamzdelių žiedas supa du papildomus mikrovamzdelius, esančius žvynelio centre. Fermentų turinčios „rankenos“ tęsiasi iš kiekvienos išorinės poros vieno mikrotubulo. Šis pagrindinis 9+2 organizavimo modelis randamas visose eukariotinių organizmų žvyneliuose. Manoma, kad žvynelių judėjimas pagrįstas mikrotubulių slydimu, kai išorinės mikrovamzdelių poros juda viena iš kitos nesusitraukdamos. Mikrovamzdelių porų slydimas vienas kito atžvilgiu sukelia vietinį žvynelio lenkimą.

Vėliavos „auga“ iš citoplazminių cilindrinių struktūrų, vadinamų baziniai kūnai, suformuota ir bazinė žvynelio dalis. Baziniai kūnai turi vidinę struktūrą, panašią į žiogelį, išskyrus tai, kad išoriniai kanalėliai yra išsidėstę ne poromis, o tripletais, o centrinių kanalėlių nėra.

Plazmodesmata. Tai ploni citoplazmos siūlai, jungiantys kaimyninių ląstelių protoplastus. Plazmodesmatos arba praeina pro ląstelės sienelę bet kur, arba yra susitelkusios pirminiuose porų laukuose arba membranose tarp porų porų. Elektroniniu mikroskopu plazmodesmata atrodo kaip siauri kanalai, iškloti plazmine membrana. Išilgai kanalo ašies iš vienos ląstelės į kitą driekiasi mažesnis cilindrinis vamzdis - desmotube, kuri bendrauja su abiejų gretimų ląstelių endoplazminiu tinklu. Daugelis plazmodesmų susidaro ląstelių dalijimosi metu, kai besivystančios ląstelės plokštelė užfiksuoja vamzdinį endoplazminį tinklelį. Plazmodezmos taip pat gali susidaryti nesidalijančių ląstelių membranose. Šios struktūros užtikrina efektyvų tam tikrų medžiagų perdavimą iš ląstelės į ląstelę.

Ląstelių dalijimasis. Daugialąsčiuose organizmuose ląstelių dalijimasis kartu su jų dydžio padidėjimu yra viso organizmo augimo būdas. Dalijimosi metu susidariusios naujos ląstelės savo struktūra ir funkcijomis yra panašios tiek į pirminę, tiek į viena kitą. Eukariotų dalijimosi procesą galima suskirstyti į du iš dalies persidengiančius etapus: mitozė Ir citokinezė.

Mitozė- tai dviejų dukterinių branduolių, morfologiškai ir genetiškai lygiaverčių vienas kitam, susidarymas iš vieno branduolio. Citokinezė - Tai yra ląstelės citoplazminės dalies padalijimas, kad susidarytų dukterinės ląstelės.

Ląstelių ciklas. Gyva ląstelė išgyvena daugybę nuoseklių įvykių, kurie sudaro ląstelės ciklą. Pačio ciklo trukmė skiriasi priklausomai nuo ląstelės tipo ir išorinių veiksnių, tokių kaip temperatūra ar maistinių medžiagų prieinamumas. Paprastai ciklas yra padalintas į tarpfazė ir keturios fazės mitozė

Tarpfazė. Laikotarpis tarp nuoseklių mitozinių dalijimų.

Tarpfazė yra padalinta į tris laikotarpius, žymimus kaip G 1, S, G 2.

G1 periodu, kuris prasideda po mitozės. Per šį laikotarpį padidėja citoplazmos kiekis, įskaitant įvairius organelius. Be to, remiantis šiuolaikine hipoteze, G 1 periodo metu sintetinamos medžiagos, kurios arba stimuliuoja, arba slopina S periodą ir likusį ciklą, taip nulemdamos dalijimosi procesą.

S periodu seka G1 periodas, šiuo metu genetinės medžiagos (DNR) padvigubėja.

Per G2 laikotarpį, einantį po S, susidaro struktūros, tiesiogiai susijusios su mitoze, pavyzdžiui, veleno komponentai.

Kai kurios ląstelės praeina neribotą ląstelių ciklų skaičių. Tai vienaląsčiai organizmai ir kai kurios aktyvaus augimo zonų ląstelės (meristemos). Kai kurios specializuotos ląstelės po brendimo praranda gebėjimą daugintis. Trečioji ląstelių grupė, pavyzdžiui, formuojanti žaizdos audinį (kalusą), gebėjimą dalytis išlaiko tik ypatingomis sąlygomis.

mitozė, arba branduolio dalijimasis. Tai nuolatinis procesas, suskirstytas į keturias fazes: profazė, metafazė, anafazė, telofazė. Dėl mitozės genetinė medžiaga, padvigubėjusi tarpfazėje, po lygiai pasiskirsto tarp dviejų dukterinių branduolių.

Vienas iš pirmųjų ląstelių perėjimo prie dalijimosi požymių yra siauro žiedo formos mikrotubulių juostos atsiradimas tiesiai po plazmine membrana. Šis gana tankus diržas supa branduolį būsimojo mitozinio veleno pusiaujo plokštumoje. Kadangi jis pasirodo prieš profazę, jis vadinamas priešfazinis diržas. Jis išnyksta po mitozinio veleno, dar ilgai prieš atsirandant vėlyvojoje telofazėje ląstelės plokštelei, kuri auga nuo centro iki periferijos ir susilieja su motininės ląstelės apvalkalu toje srityje, kurią anksčiau užėmė priešfazinis diržas.

Profazė. Profazės pradžioje chromosomos primena ilgus siūlus, išsibarsčiusius branduolio viduje. Tada, kai sruogos trumpėja ir storėja, matote, kad kiekviena chromosoma susideda ne iš vienos, o iš dviejų susipynusių sruogų, vadinamų chromatidės. Vėlyvojoje fazėje dvi sutrumpintos suporuotos kiekvienos chromosomos chromatidės yra lygiagrečiai viena šalia kitos, sujungtos siaura sritimi, vadinama centromeras. Jis turi tam tikrą vietą kiekvienoje chromosomoje ir padalija chromosomą į dvi skirtingo ilgio šakas.

Mikrovamzdeliai išsidėstę lygiagrečiai branduolio paviršiui išilgai veleno ašies. Tai yra ankstyviausias mitozinio veleno surinkimo pasireiškimas.

Profazės pabaigoje branduolys palaipsniui praranda savo aiškų kontūrą ir galiausiai išnyksta. Netrukus po to suyra ir branduolinis apvalkalas.

Metafazė. Iš pradžių verpstės metafazė, kuri vaizduoja erdvinę struktūrą, plačiausią per vidurį ir siaurėjančią link polių, užima vietą, kurią anksčiau užėmė branduolys. Verpstės gijos yra mikrovamzdelių pluoštai. Metafazės metu chromosomos, sudarytos iš dviejų chromatidžių, yra išdėstytos taip, kad jų centromerai būtų suklio pusiaujo plokštumoje. Kiekviena chromosoma savo centromeru yra pritvirtinta prie veleno sriegių. Tačiau kai kurie siūlai pereina iš vieno poliaus į kitą neprisirišę prie chromosomų.

Kai visos chromosomos yra pusiaujo plokštumoje, metafazė baigiama. Chromosomos yra pasirengusios dalytis.

Anafazė. Kiekvienos chromosomos chromatidės skiriasi. dabar tai dukterinės įmonės chromosomos. Pirma, centromeras dalijasi ir dvi dukterinės chromosomos perkeliamos į priešingus polius. Šiuo atveju centromerai juda priekyje, o chromosomų rankos tęsiasi už nugaros. Sutrumpėja prie chromosomų prisirišę verpstės siūlai, skatinami chromatidžių divergencija ir dukterinių chromosomų judėjimas priešingomis kryptimis.

Telofazė. Telofazėje baigiasi dviejų identiškų chromosomų grupių atskyrimas ir aplink kiekvieną iš jų susidaro branduolinė membrana. Šiurkštus tinklelis aktyviai dalyvauja čia. Dingsta veleno aparatas. Telofazės metu chromosomos praranda ryškius kontūrus, išsitempia, vėl virsta plonais siūlais. Branduoliai atkuriami. Kai chromosomos tampa nematomos, mitozė baigiasi. Du dukteriniai branduoliai patenka į interfazę. Jie yra genetiškai lygiaverčiai vienas kitam ir motinos branduoliui. Tai labai svarbu, nes genetinė programa, o kartu ir visos savybės, turi būti perduodamos dukteriniams organizmams.

Mitozės trukmė skirtingiems organizmams skiriasi ir priklauso nuo audinio tipo. Tačiau profazė yra ilgiausia, o anafazė – trumpiausia. Šaknies galiukų ląstelėse profazės trukmė yra 1–2 valandos; metafazės – 5 – 15 min; anafazė – 2 – 10 min; telofazė – 10 – 30 min. Tarpfazės trukmė svyruoja nuo 12 iki 30 valandų.

Daugelyje eukariotinių ląstelių mikrotubulų organizavimo centrai, atsakingi už mitozinio veleno susidarymą, yra susiję su centrioliai.