Sektion av en växtcell. Strukturen av en växtcell. Struktur och groning av frön

Cellerna i olika organ och vävnader hos högre växter skiljer sig från varandra i form, storlek, färg och inre struktur. Växtceller kännetecknas dock av ett antal egenskaper som skiljer dem från celler från andra grupper av organismer.

Om du undersöker ett prov av lökskinn i ett ljusmikroskop kan du enkelt se celler som sitter tätt ihop. Även om membranen i dessa celler är ganska starka, är de samtidigt genomskinliga. Cellmembranet har porer. Under ett mikroskop visas de som tunnare sektioner av cellmembranet.

Under cellmembranet är cytoplasmatiskt membran.

Under membranet är cytoplasma, som är en trögflytande vätska, vanligtvis färglös. Cytoplasman i levande celler rör sig ständigt, många kemiska reaktioner sker i den. Cytoplasmans rörelse kan bedömas av rörelsen av organellerna och inneslutningarna i den, som kan vara synliga under ett ljusmikroskop. Ogynnsamma miljöförhållanden (till exempel för hög eller låg temperatur) kan leda till förstörelse av cytoplasman och, som ett resultat, celldöd.

Cytoplasman från närliggande celler är vanligtvis anslutna till varandra genom cytoplasmatiska filament som passerar genom cellmembranen.

Finns i cytoplasman cellkärnan. Det är en tätare kropp och upptar en liten del av cellen. Inne i kärnan är nukleolus Och kromosomer. Du kan bara se alla strukturella egenskaper hos växtcellkärnan med hjälp av ett elektronmikroskop.

Kärnan spelar en viktig roll i celldelningen. Innan delningen blir den större, och kromosomerna krullar och blir tydligt synliga i mikroskop. Kromosomer innehåller ärftlig information om en organism. Under delningen fördubblas kromosomerna och varje dottercell får samma uppsättning kromosomer som fanns i modercellen innan delningsförloppet började. Tack vare celldelning i utbildningsvävnader och deras efterföljande tillväxt sker tillväxten av hela växten.

Huvuddelen av de flesta växtceller upptas av vakuoler. I vuxna och gamla celler går vakuoler samman till en stor central vakuol. Vakuolerna innehåller cellsav, som är en lösning av olika organiska och oorganiska föreningar. Det finns mycket socker och pigment i cellsaften. Olika pigment ger celler blåaktiga, rödaktiga och andra färger.

När centralvakuolen blir mycket stor och upptar nästan hela växtcellens volym, skjuts cytoplasman och organellerna som finns i den mot membranet.

Mycket cellsav finns i vävnaderna hos saftiga frukter och andra mjuka och skrymmande delar av växter. Det vi kallar juice av olika frukter är just celljuicen från cellvakuoler.

En egenskap hos strukturen hos en växtcell är närvaron i den plastid. Det finns inga sådana organeller i djurceller. Plastider kan till och med ses med ett ljusmikroskop.

Det finns tre typer av plastider: kloroplaster, leukoplaster och kromoplaster. Kloroplaster har en grön färg på grund av närvaron av pigment i dem klorofyll. Tack vare det kan fotosyntesprocessen inträffa i växter, som ett resultat av vilket organiska ämnen syntetiseras från oorganiska ämnen.

Leukoplaster De är färglösa plastider. De innehåller vanligtvis en tillgång på näringsämnen.

Kromoplaster kan ha olika färger beroende på vilka pigment de innehåller. Tack vare kromoplaster får trädens lövverk olika färger på hösten.

I växtvävnader är celler kopplade till varandra genom ett intercellulärt ämne. På vissa ställen kan det dock inte finnas någon intercellulär substans. I detta fall bildas intercellulära utrymmen som innehåller luft. Detta främjar gasutbytet mellan cellen och miljön.

En cell är den minsta strukturella och funktionella enheten i en levande organism. Varje cell utför funktioner som dess liv beror på: absorberar ämnen och energi, gör sig av med slaggprodukter, använder energi för att bygga komplexa strukturer av enklare ämnen, växer, reproducerar. Dessutom utför den individuella specialiserade funktioner som ett bidrag till det övergripande livet för en flercellig organism. Alla högre växter tillhör superriket av eukaryoter (innehållande kärnor) och har en allmän cellstruktur. En växtcell består av ett cellmembran, inklusive en cellvägg och ett cytoplasmatiskt membran, och en protoplast, bestående av cytoplasma och en kärna.

Cellmembranet

Cellvägg

Cellväggen finns bara i växtceller, bakterier och svampar, men i växter består den främst av cellulosa. Ger cellen dess form, definierar ramarna för dess tillväxt, ger strukturellt och mekaniskt stöd, turgor (stressat tillstånd av membranen), skydd mot yttre faktorer och lagrar näringsämnen. Cellväggen är porös för att låta vatten och andra små molekyler passera, stel för att ge växtkroppen en viss struktur och ge stöd, och flexibel så att växten böjer sig under vindens tryck men inte går sönder..

Cytoplasmatiskt membran

En tunn, flexibel och elastisk film täcker hela cellen och separerar den från den yttre miljön. H genom det, överföring av ämnen från cell till cell, utbyte av ämnen med miljön. Den består huvudsakligen av proteiner och lipider och har selektiv insikt. Vatten passerar genom cellmembranet helt fritt genom osmos.

Membranproteiner hjälper polära molekyler och joner att röra sig i båda riktningarna. Stora partiklar absorberas av cellen genom fagocytos: membranet omger dem, fångar dem i vakuoler som innehåller cellsav och för dem in i cellen. För att ta bort ämnen utanför använder celler den omvända processen - exocytos.

Protoplast

Cytoplasma

Innehåller vatten, olika salter och organiska föreningar, strukturella komponenter - organeller. Det är i konstant rörelse, förenar alla cellulära strukturer och främjar deras interaktion med varandra. Alla cellorganeller finns i cytoplasman:

• Vakuol- en hålighet som innehåller cellsav, som upptar större delen av växtcellen (upp till 90%), separerad från cytoplasman med en tunn plast. Upprätthåller turgortrycket, ackumulerar näringsmolekyler, salter och andra föreningar, röda, blå och lila pigment, avfallsprodukter. Giftiga växter lagrar cyanid här utan att skada växten.
• Plastider- organeller omgivna av ett dubbelt membran som skiljer dem från cytoplasman. Av plastiderna är de mest utbredda kloroplasterna - strukturer som många växtcellers gröna färg beror på. Kloroplaster innehåller det gröna pigmentet klorofyll, som är nödvändigt för fotosyntesen. Många växter innehåller andra typer av plastider med röda, gula och orangea pigment - kromoplaster, som ger blommor, frukter och höstlöv sin motsvarande färg. I färglösa plastider, leukoplaster, syntetiseras stärkelse, lipider och proteiner bildas, det finns särskilt många av dem i knölar, rötter och frön. I ljuset förvandlas leukoplaster till kloroplaster.
• Mitokondrier– består av yttre och inre membran, skapar det mesta av den cellulära energireserven i form av ATP (adenosintrifosforsyra) molekyler.
• Ribosomer- består av stora och små subpartiklar, proteinsyntes sker i dem;
• Endoplasmatiska retiklet(reticulum) är ett komplext tredimensionellt membransystem som består av cisterner, kanaler, rör och vesiklar. Vakuoler bildas från nätet, det delar upp cellen i fack (celler), och många kemiska reaktioner äger rum på ytan av dess membran.
• Golgiapparat- deltar i bildandet av cellmembran, är en stapel av membransäckar i vilka proteiner och andra material packas för att avlägsnas från cellen.

Cellkärna

Kärnan är den mest framträdande organellen i cellen och tillhandahåller viktiga metaboliska och genetiska funktioner.. Kärnan innehåller DNA, cellens genetiska material, kombinerat med stora mängder protein till strukturer som kallas kromosomer. Den är omgiven av ett kärnmembran som innehåller stora porer. Det område av kärnan där bildandet av ribosomala subpartiklar sker kallas nukleolus.

Allt i en levande cell är i konstant rörelse. För dess varierade motoriska aktivitet krävs två typer av strukturer - mikrotubuli, som bildar det inre ramverket, och mikrofilament, som är proteinfibrer. Cellernas rörelse i en flytande miljö och skapandet av en flytande ström vid deras yta utförs med hjälp av cilia och flageller - tunna utväxter som innehåller mikrotubuli.

Jämförelse av strukturen hos växt- och djurceller

Likheter i strukturen hos växt- och djurceller

Växt- och djurceller har följande gemensamma egenskaper:

• Universell membranstruktur;
• Enade strukturella system - cytoplasma och kärna;
• Samma kemiska sammansättning;
• Liknande metaboliska och energiprocesser;
• Liknande process för celldelning;
• En enda princip för ärftlig kod;

Strukturen hos en växtcell skiljer sig något från de cellulära strukturerna hos en djurorganism. Först och främst beror detta på växtens sätt att leva och dess unika näringssätt - med några få undantag är alla växtorganismer autotrofa och kan självständigt bildas från oorganiska. I de flesta fall bildas organiska grundämnen genom fotosyntes. Intressant nog är syret som frigörs bara en biprodukt av fotosyntetiska reaktioner.

Växtcell: skalstruktur

Närvaron av en solid cellvägg är en av växtcellers egenskaper. Därför är det nödvändigt att överväga strukturen hos en växtcell från denna komponent. Det är denna struktur som skapar ett mekaniskt skydd runt protoplasten. Dessutom är väggen en slags jonkälla, såväl som en antibakteriell barriär. I unga celler kan endast bildandet av det primära membranet observeras. Huvudkomponenterna i strukturen är cellulosa, hemicellulosa och pektinfibrer. När det gäller tjocklek kommer denna indikator att variera mellan olika arter.

Det kan tjockna under livet. Bildandet av de sekundära och tertiära väggarna sker genom att applicera efterföljande lager på det primära skalet. Ganska ofta observeras avsättning av lignin eller suberin i hålrummen mellan cellulosafibrer - en sådan cell kan inte längre växa eller sträcka sig.

Strukturen av en växtcell: huvudelementen i en protoplast

Protoplasten i en cell består av en kärna, cytoplasma och andra organeller. Det är värt att notera att cellorganeller kan delas in i membran och icke-membran.

Cytoplasma är ett multikomponentsystem där huvudstadierna av metabolism och transport av ämnen förekommer. Substansen i cytoplasman innehåller ett nätverk av mikrofilament - tunna fibrillära proteiner som orsakar rörelse av strukturer. Det finns också mikrotubuli, såväl som centrioler, som deltar i mitotiska

En annan grupp av viktiga organeller är ribosomer, som är en icke-membranstruktur. Varje ribosom består av en liten och en stor underenhet. I stort sett är dessa organeller inget annat än ett komplex av proteinelement och specifikt ribosomalt RNA. Sådana strukturer deltar i processerna för proteinsyntes.

Växtcellstruktur: egenskaper hos membranorganeller

De flesta komponenterna i en växtcell består av membran.

Kärnan är en liten sfärisk eller långsträckt formation som består av en kärna, nukleoplasma, kromatin och ett kärnhölje. Kärnans huvudfunktion är överföring av ärftlig information, såväl som RNA-syntes.

Det är ett system av kanaler och tankar. Det finns granulär ER (dess yta är täckt med ribosomer) och slät ER. Funktionerna hos denna organell är mycket olika. Syntesen av proteinkomponenter sker på ribosomer, som sedan genomgår modifiering inuti EPS-tankarna. Dessutom ansvarar strukturen för transport av ämnen.

En vakuol är en membranstruktur som innehåller cellsav. upprätthåller osmotisk balans och ger cellturgor. Dessutom samlas onödiga ämnen inuti vakuolen, som sedan kastas ut genom bildning av bubblor. Ibland löser sig användbara reservämnen i cellsaven.

Plastider är en integrerad del av växtcellen. I de flesta fall representeras de av kloroplaster. Plastider består av två skal, där det inre bildar utsprång - tylakoider. Den innehåller ljuskänsliga pigment. Det är i kloroplaster som så viktiga fotosyntesprocesser äger rum.

En växtcell har även andra organeller - mitokondrier (ansvarig för cellandning), (säkerställer omfördelning och transport av ämnen i cellen).

Men de viktigaste strukturella egenskaperna hos en växtcell är synliga - den har en stark cellvägg, ett plastidsystem och en vakuol.

De har ett extra membran ovanpå plasmamembranet och organeller som hjälper till att producera sin egen mat. Klorofyll ger växter sin gröna färg och låter dem använda solljus för att omvandla vatten och koldioxid till sockerarter och kolhydrater – ämnen som används av cellen som energikälla.

Egenskaper hos växter och deras celler

Liksom svampar har växtceller behållit en skyddande cellvägg från sina förfäder. En typisk växtcell har en liknande struktur som en typisk eukaryot cell, men har inte mellanliggande fibrer som . Växtceller har dock ett antal andra specialiserade strukturer, inklusive en stel cellvägg, central vakuol, plasmodesmata och kloroplaster. Även om växter (och deras typiska celler) inte är rörliga, producerar vissa arter (sexceller) som har flageller och därför kan röra sig.

Alla växter kan delas in i två huvudtyper: vaskulära och icke-vaskulära. Kärlväxter anses vara mer avancerade än icke-kärlväxter eftersom de har specialiserade vävnader: xylem, som är involverat i strukturellt stöd och VVS, och floem, som är ett transportsystem för fotosyntetiska produkter. Följaktligen har de också rötter, stjälkar och blad, som representerar en högre form av organisation som inte finns i växter utan kärlvävnad.

Icke-kärlväxter, medlemmar av mossgruppen, är vanligtvis inte mer än 3-5 cm höga, eftersom de inte har det strukturella stödet som är karakteristiskt för kärlväxter. De är också mer beroende av sin miljö för att bibehålla tillräckliga mängder fukt och tenderar att hittas i fuktiga, mörka områden.

Det uppskattas att det finns minst 260 000 växtarter i världen idag. De varierar i storlek och komplexitet från små mossor till gigantiska sequoia, de största levande organismerna på planeten, som växer upp till 100 m. Endast en liten andel av dessa arter används direkt av människor för mat, skydd och medicin.

Men växter är också grundläggande för jorden, och utan dem skulle komplexa livsformer som djur (inklusive människor) aldrig ha utvecklats. Alla levande organismer är direkt eller indirekt beroende av den energi som skapas av fotosyntesen, och biprodukten av denna process, syre, är livsviktig för djur. Växter minskar också mängden koldioxid som finns i atmosfären, förhindrar jorderosion och påverkar vattennivåer och kvalitet.

Växter kännetecknas av livscykler som inkluderar diploida former, som innehåller parade uppsättningar i cellkärnorna, och haploida former, som bara har en uppsättning. I allmänhet är de två formerna av växten väldigt olika i utseende. I högre växter är fasen som kallas sporofyten (på grund av dess förmåga att producera) vanligtvis dominerande och mer igenkännbar än gametofytgenerationen. Men hos mossor är gametofytgenereringen dominerande och fysiologiskt nödvändig för sporofytfasen.

Djur måste konsumera protein för att få kväve, men växter kan använda oorganiska former av detta element och kräver därför ingen extern proteinkälla. Växter kräver dock i allmänhet betydande mängder vatten, vilket är nödvändigt för fotosyntesprocessen, för att bibehålla cellstrukturen, för att underlätta tillväxt och som ett sätt att leverera näringsämnen till växtceller.

Mängderna och typerna av näringsämnen som olika växtarter behöver varierar mycket, men vissa grundämnen krävs av växter i stora mängder. Dessa näringsämnen inkluderar kalcium, kol, väte, magnesium, kväve, syre, fosfor, kalium och svavel. Det finns också flera spårämnen som krävs av växter i mindre mängder: bor, klor, koppar, järn, mangan, molybden och zink.

Struktur av växtceller

• . Liksom deras prokaryota förfäder har växtceller en stel cellvägg som omger ett plasmamembran. Detta är dock en mycket mer komplex struktur som utför många funktioner - från att skydda cellen till att reglera växtorganismens livscykel.
• . Den viktigaste egenskapen hos växter är deras förmåga att fotosyntetisera, i huvudsak göra sin egen mat genom att omvandla ljusenergi till kemisk energi. Denna process äger rum i specialiserade organeller som kallas kloroplaster.
• - ett nätverk av säckar som producerar, bearbetar och transporterar kemiska föreningar för användning i och utanför cellen. Den är associerad med ett kärnkraftshölje i två lager, vilket ger en rörledning mellan kärnan och. Hos växter ansluter det endoplasmatiska retikulumet också mellan celler genom plasmodesmata.
• – Det här är distributions- och leveransavdelningen för cellkemikalier. Den modifierar proteiner och fetter inbäddade i det endoplasmatiska retikulumet och förbereder dem för export.
• Mikrofilament är solida stavar av klotformiga proteiner som kallas aktin. De ger strukturellt stöd och är huvudkomponenten

En växtcell består av mer eller mindre stela cellmembranet Och protoplast. Cellmembranet är cellväggen och cytoplasmatiska membranet. Termen protoplast kommer från ordet protoplasma, som länge har använts för att hänvisa till allt levande. Protoplast är protoplasman av en enskild cell.

Protoplast består av cytoplasma Och kärnor. Cytoplasman innehåller organeller (ribosomer, mikrotubuli, plastider, mitokondrier) och membransystem (endoplasmatiskt retikulum, diktyosomer). Cytoplasman inkluderar också en cytoplasmatisk matris ( huvudämne) i vilka organeller och membransystem är nedsänkta. Cytoplasman separeras från cellväggen plasmamembran, som är ett elementärt membran. Till skillnad från de flesta djurceller innehåller växtceller en eller flera vakuoler. Dessa är bubblor fyllda med vätska och omgivna av ett elementärt membran ( tonoplast).

I en levande växtcell är huvudämnet i konstant rörelse. I en rörelse som kallas cytoplasmatiskt flöde eller cyklos, organeller är inblandade. Cyklos underlättar förflyttning av ämnen i cellen och deras utbyte mellan cellen och miljön.

Plasmamembran. Det är en fosfolipidstruktur med två skikt. Växtceller kännetecknas av invaginationer av plasmamembranet.

Plasmamembranet utför följande funktioner:

Deltar i ämnesomsättningen mellan cellen och miljön;

Koordinerar syntesen och sammansättningen av cellulosamikrofibriller i cellväggen;

Överför hormonella och externa signaler som styr celltillväxt och differentiering.

Kärna. Det är den mest framträdande strukturen i cytoplasman i en eukaryot cell. Kärnan utför två viktiga funktioner:

Kontrollerar cellens vitala aktivitet, bestämmer vilka proteiner som ska syntetiseras och vid vilken tidpunkt;

Lagrar genetisk information och skickar den vidare till dotterceller under celldelning.

Kärnan i en eukaryot cell omges av två elementära membran som bildas kärnmembran. Den penetreras av många porer med en diameter på 30 till 100 nm, endast synliga med ett elektronmikroskop. Porer har en komplex struktur. Det yttre membranet av kärnhöljet på vissa ställen kombineras med det endoplasmatiska retikulumet. Kärnhöljet kan betraktas som en specialiserad, lokalt differentierad del av det endoplasmatiska retikulumet (ER).

I kärnan målad med speciella färgämnen kan tunna trådar och klumpar urskiljas kromatin Och nukleoplasma(huvudsubstansen i kärnan). Kromatin består av DNA bundet till speciella proteiner som kallas histoner. Under celldelning blir kromatin allt mer kompakt och sammansatt till kromosomer. DNA kodar för genetisk information.

Organismer skiljer sig åt i antalet kromosomer i sina somatiska celler. Till exempel har kål 20 kromosomer; solros - 34; vete - 42; människor – 46, och en av ormbunkearterna Ophioglossum – 1250. Könsceller (gameter) har bara hälften så många kromosomer som är karakteristiska för somatiska celler i kroppen. Antalet kromosomer i könsceller kallas haploid(enkel), i somatiska celler – diploid(dubbel). Celler som har mer än två uppsättningar kromosomer kallas polyploid.

Under ett ljusmikroskop kan du se sfäriska strukturer - nukleoler. Varje kärna har en eller flera kärnor, som är synliga i icke-delande kärnor. Ribosomala RNA syntetiseras i nukleolerna. Vanligtvis har diploida organismers kärnor två nukleoler, en för varje haploid uppsättning kromosomer. Nukleolerna har inget eget membran. Biokemiskt kännetecknas nukleolerna av en hög koncentration av RNA, som är associerat med fosfoproteiner. Storleken på nukleolerna beror på cellens funktionella tillstånd. Det har noterats att i en snabbt växande cell, där intensiva processer av proteinsyntes äger rum, ökar nukleolerna i storlek. I nukleolerna produceras mRNA och ribosomer, som endast utför en syntetisk funktion i kärnan.

Nukleoplasma (karyoplasma) representeras av en homogen vätska i vilken olika proteiner är lösta, inklusive enzymer.

Mitokondrier. Liksom kloroplaster är mitokondrier omgivna av två elementära membran. Det inre membranet bildar många veck och utsprång - krist, vilket avsevärt ökar den inre ytan av mitokondrierna. De är betydligt mindre än plastider, mäter cirka 0,5 µm i diameter och varierar i längd och form.

Andningsprocessen sker i mitokondrier, som ett resultat av vilket organiska molekyler bryts ner, frigör energi och överför den till ATP-molekyler, den huvudsakliga energireserven för alla eukaryota celler. De flesta växtceller innehåller hundratals eller tusentals mitokondrier. Deras antal i en cell bestäms av cellens behov av ATP. Mitokondrier är i konstant rörelse, rör sig från en del av cellen till en annan, smälter samman med varandra och delar sig. Mitokondrier tenderar att samlas där energi behövs. Om plasmamembranet aktivt överför ämnen från cell till cell, är mitokondrier belägna längs membranets yta. Hos rörliga encelliga alger ackumuleras mitokondrier vid basen av flagellerna och tillför den energi som krävs för deras rörelse.

Mitokondrier, liksom plastider, är semi-autonoma organeller som innehåller de komponenter som är nödvändiga för syntesen av deras egna proteiner. Det inre membranet omger en flytande matris som innehåller proteiner, RNA, DNA, ribosomer som liknar bakterier och olika lösta ämnen. DNA finns i form av cirkulära molekyler som finns i en eller flera nukleoider.

Baserat på likheten mellan bakterier och mitokondrier och kloroplaster i eukaryota celler, kan det antas att mitokondrier och kloroplaster härstammar från bakterier som fann "skydd" i större heterotrofa celler - eukaryoternas föregångare.

Mikrokroppar. Till skillnad från plastider och mitokondrier, som avgränsas av två membran, mikrokroppar De är sfäriska organeller omgivna av ett enda membran. Mikrokroppar har granulära (granulära) innehåll, ibland innehåller de också kristallina proteininneslutningar. Mikrokroppar är associerade med ett eller två områden av det endoplasmatiska retikulumet.

Vissa mikrokroppar kallas proxisomer, spelar en viktig roll i metabolismen av glykolsyra, som är direkt relaterad till fotorespiration. I gröna blad är de förknippade med mitokondrier och kloroplaster. Andra mikrokroppar kallas glyoxysomer, innehåller enzymer som är nödvändiga för att omvandla fett till kolhydrater. Detta sker i många frön under groningen.

Vakuoler – dessa är membranbundna områden i cellen fyllda med vätska - cellsav. De är omringade tonoplast(vakuolärt membran).

En ung växtcell innehåller många små vakuoler, som smälter samman till en stor när cellen åldras. I en mogen cell kan vakuolen uppta upp till 90 % av sin volym. I detta fall pressas cytoplasman i form av ett tunt perifert lager mot cellmembranet. Ökningen i cellstorlek beror främst på tillväxten av vakuolen. Som ett resultat uppstår turgortryck och vävnadens elasticitet bibehålls. Detta är en av huvudfunktionerna hos vakuolen och tonoplasten.

Huvudkomponenten i juicen är vatten, resten varierar beroende på typ av växt och dess fysiologiska tillstånd. Vakuoler innehåller salter, sockerarter och mindre vanligt proteiner. Tonoplasten spelar en aktiv roll i transporten och ackumuleringen av vissa joner i vakuolen. Koncentrationen av joner i cellsaven kan avsevärt överstiga dess koncentration i miljön. När halten av vissa ämnen är hög bildas kristaller i vakuolerna. De vanligaste kristallerna är kalciumoxalat, som har olika former.

Vakuoler är platser där metabola produkter ackumuleras (metabolism). Dessa kan vara proteiner, syror och till och med ämnen som är giftiga för människor (alkaloider). Pigment deponeras ofta. Blå, violett, lila, mörkröd, crimson ges till växtceller av pigment från antocyaningruppen. Till skillnad från andra pigment är de mycket lösliga i vatten och finns i cellsaven. De bestämmer den röda och blå färgen på många grönsaker (rädisor, kålrot, kål), frukt (druvor, plommon, körsbär), blommor (blåklint, pelargoner, delphiniums, rosor, pioner). Ibland maskerar dessa pigment klorofyll i bladen, till exempel i den dekorativa röda lönnen. Antocyaniner gör höstlöven ljusröda. De bildas i kallt soligt väder, när klorofyllsyntesen i bladen upphör. I löv, när antocyaniner inte produceras, blir de gulorange karotenoiderna i kloroplasterna märkbara efter förstörelsen av klorofyll. Bladen är starkast färgade i kall, klar höst.

Vakuoler deltar i förstörelsen av makromolekyler och i cirkulationen av deras komponenter i cellen. Ribosomer, mitokondrier, plastider, som kommer in i vakuoler, förstörs. Genom denna matsmältningsaktivitet kan de jämföras med lysosomer– organeller från djurceller.

Vakuoler bildas från det endoplasmatiska retikulumet (reticulum)

Ribosomer. Små partiklar (17 - 23 nm), bestående av ungefär lika stora mängder protein och RNA. I ribosomer kombineras aminosyror för att bilda proteiner. Det finns fler av dem i celler med aktiv ämnesomsättning. Ribosomer finns fritt i cellcytoplasman eller är fästa vid det endoplasmatiska retikulumet (80S). De finns också i kärnan (80S), mitokondrier (70S) och plastider (70S).

Ribosomer kan bilda ett komplex på vilket den samtidiga syntesen av identiska polypeptider sker, information om vilka tas från en molekyl och RNA. Ett sådant komplex kallas polyribosomer (polysomer). Celler som syntetiserar proteiner i stora mängder har ett omfattande system av polysomer, som ofta är fästa på kärnmembranets yttre yta.

Endoplasmatiska retiklet. Det är ett komplext tredimensionellt membransystem av obestämd utsträckning. I tvärsnitt ser ER ut som två elementära membran med ett smalt transparent utrymme mellan dem. Formen och omfattningen av ER beror på celltypen, dess metaboliska aktivitet och differentieringsstadium. I celler som utsöndrar eller lagrar proteiner har ER formen av platta säckar eller tankar, med många ribosomer associerade med dess yttre yta. Detta retikulum kallas grovt endoplasmatiskt retikulum. Slät ER har vanligtvis en rörform. Grovt och slätt endoplasmatiskt retikulum kan finnas i samma cell. Som regel finns det många numeriska samband mellan dem.

Det endoplasmatiska retikulumet fungerar som cellens kommunikationssystem. Den är ansluten till kärnans yttre skal. Faktum är att dessa två strukturer bildar ett enda membransystem. När kärnhöljet brister under celldelning, liknar dess fragment fragment av ER. Endoplasmatiska retikulum är ett system för att transportera ämnen: proteiner, lipider, kolhydrater till olika delar av cellen. endoplasmatiskt retikulum av närliggande celler är anslutna via cytoplasmatiska sladdar - plasmodesmata – som passerar genom cellmembran.

Det endoplasmatiska retikulumet är huvudplatsen för cellmembransyntes. I vissa växtceller bildas här membran av vakuoler och mikrokroppar, cisterner diktyosomer.

Mikrotubuli finns i nästan alla eukaryota celler. De är cylindriska strukturer med en diameter på cirka 24 nm. Deras längd varierar. Varje rör består av underenheter av ett protein som kallas tubulin. Underenheterna bildar 13 längsgående filament som omger en central kavitet. Mikrotubuli är dynamiska strukturer, de bryts regelbundet ner och bildas i vissa skeden av cellcykeln. Deras montering sker på speciella platser som kallas mikrotubuli-organiseringscentra. I växtceller har de en svagt amorf struktur.

Funktioner av mikrotubuli: delta i bildandet av cellmembranet; rikta diktyosomvesiklar till det utvecklande skalet, som spindeltrådar som bildas i en delande cell; spelar en roll i bildandet av cellplattan (den initiala gränsen mellan dotterceller). Dessutom är mikrotubuli en viktig komponent i flageller och cilia, i vilkas rörelse de spelar en viktig roll.

Mikrofilament, liksom mikrotubuli finns de i nästan alla eukaryota celler. De är långa filament 5–7 nm tjocka, bestående av det kontraktila proteinet aktin. Buntar av mikrofilament finns i många celler hos högre växter. Tydligen spelar de en viktig roll i cytoplasmatiska flöden. Mikrofilament tillsammans med mikrotubuli bildar ett flexibelt nätverk som kallas cytoskelett.

Huvudämne under ganska lång tid ansågs det vara en homogen (homogen) proteinrik lösning med ett litet antal strukturer eller ingen struktur alls. Men för närvarande, med hjälp av ett högspänningselektronmikroskop, har det fastställts att huvudsubstansen är ett tredimensionellt gitter byggt av tunna (3-6 nm i diameter) strängar som fyller hela cellen. Andra komponenter i cytoplasman, inklusive mikrotubuli och mikrofilament, är suspenderade från detta mikrotrabekulärt gitter.

Den mikrotrabekulära strukturen är ett gitter av proteinsträngar, utrymmet mellan vilka är fyllt med vatten. Tillsammans med vatten har gittret konsistensen av en gel, gelén ser ut som gelatinösa kroppar.

Organeller är fästa vid det mikrotrabekulära gittret. Gallret kommunicerar mellan enskilda delar av cellen och styr intracellulär transport.

Lipiddroppar– sfäriska strukturer som ger granularitet till cytoplasman i en växtcell under ett ljusmikroskop. I elektronmikrofotografier verkar de amorfa. Mycket lika men mindre droppar finns i plastider.

Med lipiddroppar som organeller kallades de sfärosomer och troddes vara omgivna av ett en- eller tvåskiktsmembran. Nya bevis tyder dock på att lipiddroppar inte har membran utan kan vara belagda med protein.

Ergastiska ämnen – dessa är "passiva produkter" av protoplasten: reservämnen eller avfall. De kan dyka upp och försvinna vid olika perioder av cellcykeln. Förutom stärkelsekorn, kristaller, antocyaninpigment och lipiddroppar. Dessa inkluderar hartser, tandkött, tanniner och proteinämnen. Ergastiska ämnen är en del av cellmembranet, huvudämnet i cytoplasman och organellerna, inklusive vakuoler.

Flagella och flimmerhår - Dessa är tunna, hårliknande strukturer som sträcker sig från ytan av många eukaryota celler. De har en konstant diameter, men längden varierar från 2 till 150 mikron. Konventionellt kallas de längre och färre av dem flageller, och de kortare och fler kallas flimmerhår. Det finns inga tydliga skillnader mellan dessa två typer av strukturer, så termen används för att referera till båda flagellum.

Hos vissa alger och svampar är flageller rörelseorgan, med vars hjälp de rör sig i vatten. I växter (till exempel mossor, levermossar, ormbunkar, vissa gymnospermer) har endast könsceller (gameter) flageller.

Varje flagellum har en specifik organisation. En yttre ring av 9 par mikrotubuli omger ytterligare två mikrotubuli placerade i mitten av flagellumet. Enzyminnehållande "handtag" sträcker sig från en mikrotubuli i varje yttre par. Detta grundläggande 9+2-organisationsmönster finns i alla flageller av eukaryota organismer. Man tror att flagellernas rörelse är baserad på att mikrotubuli glider, med de yttre paren av mikrotubuli som rör sig längs med varandra utan sammandragning. Glidningen av par av mikrotubuli i förhållande till varandra orsakar lokal böjning av flagellen.

Flagella "växer" från cytoplasmatiska cylindriska strukturer som kallas basala kroppar, bildas och den basala delen av flagellen. Basalkroppar har en inre struktur som liknar den hos ett flagellum, förutom att de yttre tubuli är arrangerade i trillingar snarare än par, och det finns inga centrala tubuli.

Plasmodesmata. Dessa är tunna trådar av cytoplasma som förbinder protoplasterna i närliggande celler. Plasmodesmata passerar antingen genom cellväggen var som helst eller är koncentrerade i de primära porfälten eller i membranen mellan par av porer. Under ett elektronmikroskop uppträder plasmodesmata som smala kanaler kantade med plasmamembran. Längs kanalens axel sträcker sig ett mindre cylindriskt rör från en cell till en annan - desmotube, som kommunicerar med det endoplasmatiska retikulumet hos båda intilliggande celler. Många plasmodesmata bildas under celldelningen när det tubulära endoplasmatiska retikulumet fångas upp av den utvecklande cellplattan. Plasmodesmata kan också bildas i membranen hos icke-delande celler. Dessa strukturer säkerställer en effektiv överföring av vissa ämnen från cell till cell.

Celldelning. I flercelliga organismer är celldelning, tillsammans med en ökning av deras storlek, ett sätt för hela organismen att växa. Nya celler som bildas under delning liknar struktur och funktion, både föräldercellen och varandra. Delningsprocessen i eukaryoter kan delas in i två delvis överlappande stadier: mitos Och cytokines.

Mitos- detta är bildandet från en kärna av två dotterkärnor, morfologiskt och genetiskt ekvivalenta med varandra. Cytokinesis – Detta är uppdelningen av den cytoplasmatiska delen av cellen för att bilda dotterceller.

Cellcykel. En levande cell går igenom en serie av sekventiella händelser som utgör cellcykeln. Längden på själva cykeln varierar beroende på typen av cell och externa faktorer, såsom temperatur eller näringstillgänglighet. Vanligtvis är cykeln uppdelad i interfas och fyra faser mitos

Interfas. Perioden mellan successiva mitotiska divisioner.

Interfas är uppdelad i tre perioder, betecknade som G 1, S, G 2.

Under G1-perioden, som börjar efter mitos. Under denna period ökar mängden cytoplasma, inklusive olika organeller. Dessutom, enligt modern hypotes, under G 1-perioden syntetiseras ämnen som antingen stimulerar eller hämmar S-perioden och resten av cykeln, vilket bestämmer delningsprocessen.

Under S-perioden följer G 1-perioden, vid denna tidpunkt sker fördubblingen av det genetiska materialet (DNA).

Under G2-perioden, som följer på S, bildas strukturer som är direkt involverade i mitos, till exempel spindelkomponenter.

Vissa celler går igenom ett obegränsat antal cellcykler. Dessa är encelliga organismer och vissa celler i aktiva tillväxtzoner (meristemer). Vissa specialiserade celler förlorar sin förmåga att reproducera sig efter mognad. Den tredje gruppen av celler, till exempel de som bildar sårvävnad (förhårdnad), behåller förmågan att dela sig endast under speciella förhållanden.

mitos, eller kärnklyvning. Detta är en kontinuerlig process indelad i fyra faser: profas, metafas, anafas, telofas. Som ett resultat av mitos delas det genetiska materialet som fördubblas i interfas lika mellan de två dotterkärnorna.

Ett av de tidigaste tecknen på en cells övergång till delning är uppkomsten av ett smalt, ringformat bälte av mikrotubuli precis under plasmamembranet. Detta relativt täta bälte omger kärnan i ekvatorialplanet för den framtida mitotiska spindeln. Eftersom det förekommer före profas kallas det förprofasbälte. Det försvinner efter den mitotiska spindeln, långt före uppkomsten i sen telofas av cellplattan, som växer från centrum till periferin och smälter samman med modercellshöljet i det område som tidigare upptagits av preprofasbältet.

Prophase. I början av profasen liknar kromosomerna långa trådar utspridda inuti kärnan. Sedan, när strängarna förkortas och tjocknar, kan du se att varje kromosom består av inte en, utan två sammanflätade strängar som kallas kromatider. I sen profas ligger de två förkortade kromatiderna i varje kromosom parallellt sida vid sida, sammankopplade av en smal region som kallas centromer. Den har en specifik position på varje kromosom och delar upp kromosomen i två armar av olika längd.

Mikrotubuli är placerad parallellt med kärnans yta längs spindelaxeln. Detta är den tidigaste manifestationen av mitotisk spindelmontering.

Mot slutet av profasen förlorar nukleolen gradvis sin tydliga kontur och försvinner slutligen. Strax efter detta sönderfaller också kärnvapenhöljet.

Metafas. I början spindelmetafas, som representerar en tredimensionell struktur, bredast i mitten och avsmalnande mot polerna, upptar den plats som tidigare upptogs av kärnan. Spindelfilament är buntar av mikrotubuli. Under metafasen är kromosomerna, bestående av två kromatider vardera, arrangerade så att deras centromerer ligger i spindelns ekvatorialplan. Med sin centromer är varje kromosom fäst vid spindelgängorna. Vissa trådar passerar dock från den ena polen till den andra utan att fästa vid kromosomerna.

När alla kromosomer är belägna i ekvatorialplanet är metafasen fullbordad. Kromosomerna är redo att delas.

Anafas. Kromatiderna för varje kromosom divergerar. nu detta dotterbolag kromosomer. Först delar sig centromeren och de två dotterkromosomerna förs till motsatta poler. I det här fallet rör sig centromererna framför, och kromosomarmarna sträcker sig bakom. Spindeltrådarna som är fästa vid kromosomerna är förkortade, vilket främjar divergensen av kromatider och rörelsen av dotterkromosomerna i motsatta riktningar.

Telofas. I telofas fullbordas separationen av två identiska grupper av kromosomer, och ett kärnmembran bildas runt var och en av dem. Det grova nätet tar aktiv del i detta. Spindelapparaten försvinner. Under telofas tappar kromosomerna sina distinkta konturer, sträcker ut sig och förvandlas tillbaka till tunna trådar. Nukleolerna återställs. När kromosomerna blir osynliga är mitosen komplett. De två dotterkärnorna går in i interfas. De är genetiskt likvärdiga med varandra och moderns kärna. Detta är mycket viktigt, eftersom det genetiska programmet, och med det alla egenskaper, måste överföras till dotterorganismer.

Varaktigheten av mitos varierar mellan organismer och beror på typen av vävnad. Men profas är den längsta och anafas är den kortaste. I rotspetsceller är profasens varaktighet 1–2 timmar; metafaser – 5 – 15 min; anafas – 2 – 10 min; telofas – 10 – 30 min. Interfasens varaktighet sträcker sig från 12 till 30 timmar.

I många eukaryota celler är de organiseringscentra för mikrotubuli som ansvarar för bildandet av den mitotiska spindeln förknippade med centrioler.