§ 7. Особенности растительной клетки

Определения и обозначения

Клеточная стенка — плотная оболочка растительной клетки из целлюлозы, расположенная снаружи клеточной мембраны. Она окружает клетку, защищает её и помогает сохранять форму. Благодаря стенке клетка выдерживает давление содержимого и служит опорой растительной ткани.

Пластиды — органоиды, то есть особые части клетки, характерные для растений. Они бывают разных видов и отличаются строением и содержимым; некоторые содержат пигменты — вещества, придающие окраску. Разные пластиды нужны клетке для фотосинтеза, запасания веществ или окрашивания частей растения.

Вакуоль — полость внутри клетки, заполненная клеточным соком. У зрелой растительной клетки вакуоль обычно крупная и занимает значительную часть внутреннего пространства. Она служит местом, где находится клеточный сок, и помогает поддерживать упругость клетки.

Клеточный сок — раствор веществ внутри вакуоли. В нём могут находиться вещества, которые клетка запасает, а также пигменты. Состав сока связан с запасанием веществ и может влиять на окраску некоторых частей растения.

Как это устроено

Растительная клетка имеет мембрану, цитоплазму и ядро — основные части, знакомые по общей схеме клетки. Мембрана отделяет содержимое клетки от внешней среды, цитоплазма заполняет внутреннее пространство, а ядро содержит наследственную информацию и управляет работой клетки. Но для жизни растения этого набора недостаточно: клетке также нужны защита, поддержание формы и структуры, связанные с растительным образом жизни.

Клеточная стенка окружает мембрану снаружи, поэтому не следует представлять её заменой мембраны. Её прочность связана с целлюлозой, из которой она построена: стенка помогает клетке не терять форму и защищает её от повреждений. При этом она не является полностью непроницаемой преградой: многие вещества могут проходить через неё к мембране и дальше в клетку или наружу.

Пластиды не все одинаковы: они различаются и по устройству, и по тому, что содержат. Хлоропласты имеют зелёный пигмент и участвуют в фотосинтезе, во время которого растение образует органические вещества с использованием энергии света. Другие пластиды могут быть связаны с запасанием веществ или содержать пигменты, придающие окраску. Поэтому по слову «пластиды» нельзя заключать, что каждая из них зелёная или выполняет одну и ту же работу.

В зрелой растительной клетке часто есть крупная вакуоль с клеточным соком, и она занимает значительную часть клетки. Раствор внутри вакуоли содержит разные вещества, в том числе те, которые клетка запасает. Когда содержимое вакуоли поддерживает давление на клеточную стенку, клетка сохраняет упругость. Поэтому вакуоль связана не только с хранением сока, но и с сохранением формы клетки.

Стенка, пластиды и вакуоль выполняют разные, но дополняющие друг друга задачи. Стенка защищает и поддерживает форму, пластиды обеспечивают отдельные процессы, а вакуоль помогает сохранять упругость и содержит клеточный сок. Вместе они помогают растительной клетке работать в составе растения. Однако эти особенности не заменяют мембрану, цитоплазму и ядро: у растительной клетки есть и общие части, и характерные дополнения.

Особенности строения растительной клетки

Сопоставляйте структуры по устройству и основной роли: это помогает не смешивать похожие термины. Например, стенка находится снаружи мембраны, а клеточный сок — внутри вакуоли. В таблице кратко собраны признаки, которые полезно использовать при разборе схем клетки.

Если нужно узнать структуру на схеме, сначала найдите её расположение, а затем сверьте его с таблицей. Так легче отличить вакуоль от других частей клетки, а хлоропласт — от пластид иных видов.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке клетки обозначены ядро, цитоплазма, мембрана, толстая наружная оболочка и крупная полость. Назовите два последних объекта.

1. Сначала определяем, какая из двух частей находится снаружи мембраны.
2. Толстая наружная оболочка растительной клетки — клеточная стенка. Её положение снаружи мембраны помогает отличить её от самой мембраны.
3. Затем ищем крупную полость внутри клетки. Полость, заполненная клеточным соком, — вакуоль.

Ответ: толстая наружная оболочка — клеточная стенка, крупная полость — вакуоль.

Задача 2. В клетках листа обнаружены зелёные пластиды. Как они называются и какую функцию выполняют?

1. Сначала связываем зелёную окраску с пигментом, который содержится в хлоропластах.
2. Зелёные пластиды листа называются хлоропластами. Это один из видов пластид, а не название всех пластид сразу.
3. В хлоропластах происходит фотосинтез — образование органических веществ с использованием энергии света.

Ответ: это хлоропласты; они участвуют в фотосинтезе.

Задача 3. Сравните две растительные клетки: у первой заметна крупная вакуоль, у второй она почти не выражена. Объясните возможное различие в их состоянии.

1. Вспоминаем, что вакуоль заполнена клеточным соком и у зрелой клетки может занимать значительную часть пространства.
2. Крупная вакуоль может быть связана с тем, что клетка хорошо наполнена соком и сохраняет упругость. Если вакуоль почти не выражена, клетка может отличаться состоянием или степенью зрелости.
3. Одного признака недостаточно для точного вывода: нужно учитывать и другие особенности клетки, а также условия, в которых она находится.

Ответ: различие может быть связано с наполненностью клетки и её состоянием, но по одной вакуоли нельзя сделать окончательный вывод.

Типичные ошибки

Клеточную стенку иногда принимают за клеточную мембрану, потому что обе структуры окружают клетку. Но стенка находится снаружи мембраны и состоит главным образом из целлюлозы, тогда как это разные части с разными свойствами. Чтобы проверить себя, выясните, какая структура обозначена как наружная оболочка, а какая отделяет содержимое клетки от среды.

Ещё одна ошибка — называть все пластиды хлоропластами. Так происходит потому, что зелёные хлоропласты часто приводят как самый знакомый пример пластид. Проверьте себя вопросом: обязательно ли у каждой пластиды есть зелёный пигмент? Нет, пластиды бывают разных видов и могут выполнять разные задачи.

Клеточный сок иногда ошибочно помещают прямо в цитоплазму. Путаница возникает из-за того, что и цитоплазма, и вакуоль находятся внутри клетки. Вспомните точное расположение: клеточный сок заполняет вакуоль, а не всю цитоплазму.

Неверно считать, что у растительной клетки нет ядра или мембраны. Такое впечатление может возникнуть, если внимание сосредоточено на отличительных признаках растений. Сверьте схему с общей схемой клетки: мембрана, цитоплазма и ядро сохраняются, а стенка, пластиды и крупная вакуоль дополняют строение.

Связь с другими темами

Для понимания строения растительной клетки нужно знать мембрану, цитоплазму и ядро: это общие части клетки. Хлоропласты пригодятся при изучении фотосинтеза и питания растений, поскольку в них происходит фотосинтез. Связь стенки и вакуоли помогает объяснить, как клетки поддерживают форму и упругость растительных тканей. Так особенности отдельной клетки становятся понятнее на примере целого растения.

Что запомнить

• У растительной клетки есть мембрана, цитоплазма и ядро.
• Снаружи мембраны располагается клеточная стенка из целлюлозы.
• Пластиды бывают разных видов.
• Хлоропласты содержат зелёный пигмент и участвуют в фотосинтезе.
• Крупная вакуоль заполнена клеточным соком.
• Вакуоль помогает поддерживать упругость растительной клетки.