§ 7. Особенности строения растительной клетки

Определения и обозначения

Клеточная стенка — наружная прочная оболочка растительной клетки, расположенная за клеточной мембраной. В основном она состоит из целлюлозы — вещества, образующего прочные волокна. Стенка защищает клетку и помогает ей сохранять форму, поэтому клетка не так легко деформируется.

Пластиды — органоиды, то есть постоянные структуры внутри клетки, характерные для растений. Их делят на хлоропласты, хромопласты и лейкопласты по окраске и особенностям содержимого. Такое разнообразие позволяет одним пластидам улавливать свет, другим придавать окраску, а третьим накапливать запасные вещества.

Вакуоль — полость внутри клетки, ограниченная мембраной. Она заполнена клеточным соком — водным раствором веществ, например сахаров и солей. Вакуоль нужна для накопления воды и веществ, а её содержимое помогает поддерживать упругость клетки.

Хлоропласт — зелёная пластида, содержащая хлорофилл. Этот пигмент улавливает свет, который необходим для фотосинтеза — образования органических веществ с использованием энергии света. Поэтому хлоропласты особенно важны для клеток, выполняющих фотосинтез.

Как это устроено

Растительная клетка окружена мембраной, а снаружи от неё находится клеточная стенка. Мембрана отделяет клеточное содержимое от внешней среды, а прочная стенка служит дополнительной опорой. Она помогает клетке выдерживать давление изнутри и сохранять форму, поэтому стенка и мембрана выполняют разные задачи.

Пластиды различаются тем, какие вещества в них находятся, и тем, как они выглядят. Хлоропласты содержат зелёный хлорофилл, хромопласты — окрашенные вещества, а лейкопласты обычно не имеют окраски. Различия связаны с работой клетки: одни пластиды поглощают свет, другие влияют на цвет частей растения, третьи могут запасать вещества.

Хлорофилл поглощает энергию света, поэтому хлоропласт способен участвовать в фотосинтезе. В ходе этого процесса растение использует световую энергию, чтобы образовывать органические вещества из воды и углекислого газа. Хромопласты и лейкопласты не содержат хлорофилла в таком виде, поэтому их не считают местом фотосинтеза.

В зрелой растительной клетке вакуоль обычно крупная и занимает значительную часть внутреннего пространства. В ней находится клеточный сок, в котором растворены разные вещества; их состав зависит от клетки и её состояния. Вакуоль служит местом накопления воды и веществ, а заполненность клетки водой помогает сохранять её упругость.

Особенности строения клетки связаны с тем, что она делает. Прочная стенка поддерживает клетку и защищает её, а разные пластиды обеспечивают окраску и, в случае хлоропластов, участие в фотосинтезе. Вакуоль накапливает вещества и помогает клетке оставаться упругой. Вместе эти структуры дополняют общие части клетки, а не заменяют их.

Особенности основных структур растительной клетки

В таблице сопоставлены расположение или строение каждой структуры, её содержимое и значение. Сравнивая строки, обращай внимание, что пластиды — общее название группы, а хлоропласты, хромопласты и лейкопласты — её разные виды. Так легче не спутать строение органоида с его функцией.

Разбор задач

Задача 1. Назовите две особенности строения, по которым растительную клетку можно отличить от животной. Вспомним структуры, характерные для растительной клетки, и сформулируем не только их названия, но и значение.

1. Выбираем клеточную стенку: она расположена снаружи мембраны и придаёт клетке дополнительную прочность.
2. Выбираем пластиды: это органоиды растительных клеток; например, хлоропласты участвуют в фотосинтезе.
3. Проверяем, что названы именно особенности строения, а не общие части клеток, которые есть и у животных.

Ответ: растительную клетку можно отличить по клеточной стенке и пластидам. Ещё одной характерной особенностью является крупная вакуоль с клеточным соком.

Задача 2. В клетках листа обнаружены зелёные пластиды. Как они называются и какую функцию выполняют? Сначала используем признак окраски, затем связываем его с веществом внутри пластиды и её работой.

1. Зелёная окраска указывает на наличие хлорофилла.
2. Пластиды с хлорофиллом называются хлоропластами.
3. Хлорофилл улавливает свет, поэтому хлоропласты участвуют в фотосинтезе.

Ответ: это хлоропласты, в которых благодаря хлорофиллу происходит фотосинтез.

Задача 3. В клетке видна крупная полость с клеточным соком, а её оболочка сохраняет упругую форму. Определите эту структуру и объясните её роль. Сопоставим описанные признаки с тем, что известно о внутренних частях растительной клетки.

1. Полость, заполненная клеточным соком, — это вакуоль.
2. Клеточный сок содержит воду и растворённые вещества, поэтому вакуоль служит местом их накопления.
3. Заполненная водой вакуоль помогает клетке поддерживать упругость; речь идёт не о пустом пространстве.

Ответ: это вакуоль. Она накапливает воду и вещества, а её содержимое помогает клетке сохранять упругость.

Типичные ошибки

Ошибка: считать клеточную стенку и мембрану одной оболочкой. Так путают их, потому что обе структуры окружают клетку. Проверь себя: стенка находится снаружи мембраны, она прочная и поддерживает форму, тогда как мембрана отделяет клеточное содержимое и участвует в обмене с окружающей средой.

Ошибка: называть все пластиды хлоропластами. Это происходит, если запомнить только зелёные пластиды и не учитывать их другие виды. Проверь себя, перечислив три названия: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Ошибка: считать, что фотосинтез идёт во всех пластидах. Путаница возникает потому, что хлоропласты — лишь один вид пластид. Для проверки спроси себя, есть ли в пластиде хлорофилл: с фотосинтезом связаны именно содержащие его хлоропласты.

Ошибка: представлять вакуоль пустым пространством. На схемах её могут изображать как полость, из-за чего забывают о содержимом. Проверь себя: внутри вакуоли находится клеточный сок, а сама структура участвует в накоплении веществ и поддержании упругости клетки.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в растительной клетке, нужно знать её общие части: мембрану, цитоплазму и ядро. Они встречаются не только у растений, поэтому помогают отличить общие признаки клетки от особенностей растительной. Затем можно сравнивать строение растительных, животных и грибных клеток, обращая внимание на стенку и вакуоль.

Знание о хлоропластах подготовит к изучению фотосинтеза: станет понятнее, где улавливается свет и почему он необходим растениям. Это поможет обсудить и роль растений в природе. Их фотосинтез связан с образованием органических веществ, которые важны для живых организмов.

Что запомнить

• Клеточная стенка находится снаружи клеточной мембраны.
• Пластиды бывают хлоропластами, хромопластами и лейкопластами.
• Хлорофилл придаёт хлоропластам зелёную окраску.
• Фотосинтез связан с хлоропластами.
• Вакуоль заполнена клеточным соком.
• Крупная вакуоль помогает поддерживать упругость растительной клетки.