§16. Строение растительной клетки

Определения и обозначения

Растительная клетка — структурная и функциональная единица растения, то есть его основная живая часть, из которой построены ткани и органы. Она включает оболочку, мембрану, цитоплазму, ядро и другие структуры. Клетку считают живой, потому что в ней происходят процессы, необходимые для жизни, а её части работают совместно.

Клеточная оболочка — плотный наружный покров растительной клетки, состоящий главным образом из целлюлозы — прочного вещества растительного происхождения. Оболочка защищает содержимое клетки и помогает ей сохранять форму. Её прочность также служит опорой клетке, но сама оболочка не заменяет мембрану.

Цитоплазма — полужидкое содержимое клетки, расположенное внутри мембраны. В ней находятся ядро и органоиды — постоянные клеточные структуры, выполняющие разные задачи. В цитоплазме протекают жизненные процессы и перемещаются вещества, поэтому она не является просто пустым пространством.

Пластиды — органоиды, характерные для растительных клеток. Хлоропласты содержат зелёный пигмент хлорофилл и участвуют в фотосинтезе, хромопласты придают частям растения окраску, а лейкопласты запасают питательные вещества. Разные виды нужны растению для разных задач, поэтому не все пластиды зелёные.

Как это устроено

Клеточная оболочка окружает клетку, а сразу под ней расположена клеточная мембрана. Оболочка прочная, но между клетками и окружающей средой должны перемещаться вода и растворённые вещества. Этим обменом управляет мембрана: она отделяет внутреннее содержимое клетки и регулирует, какие вещества проходят внутрь или выходят наружу. Под мембраной находится цитоплазма с ядром и органоидами.

Оболочка и мембрана выполняют разные задачи, хотя обе находятся на границе клетки. Прочная оболочка помогает клетке не терять форму и защищает её от повреждений. Мембрана тоньше и связана прежде всего с обменом веществ, поэтому не может заменить оболочку в роли опоры. Если перепутать эти части, становится непонятно, почему клетке нужны сразу два покрова.

Ядро расположено в цитоплазме и содержит наследственную информацию — сведения о признаках и работе организма. С этой информацией связана передача особенностей растения при образовании новых клеток. Ядро также участвует в управлении жизненными процессами клетки. Однако оно не действует отдельно от остальных частей: клеточные процессы происходят и в цитоплазме, и в органоидах.

Вакуоль — полость внутри клетки, заполненная клеточным соком, то есть водой с растворёнными веществами. Она помогает сохранять запасы воды и некоторых веществ. Когда вакуоль хорошо наполнена, она поддерживает упругость клетки и давит на её оболочку изнутри. При потере воды вакуоль уменьшается, давление ослабевает, и клетка становится менее упругой.

Пластиды различаются и строением, и тем, какие вещества в них находятся, поэтому у них разные функции. В хлоропластах есть хлорофилл, поглощающий свет; благодаря этому они участвуют в фотосинтезе — образовании органических веществ на свету. Хромопласты содержат окрашенные вещества и придают цвет, например, некоторым плодам и цветкам. Лейкопласты не окрашены и служат для запасания питательных веществ; набор пластид зависит от типа клетки.

Основные части растительной клетки и их функции

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите часть клетки, о которой идёт речь, а затем сопоставьте её строение с функцией. Например, оболочку легко отличить от мембраны по её прочности и роли в поддержании формы. Для пластид важно учитывать не только название, но и вид: именно он помогает определить функцию.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке клетки обозначены оболочка, ядро и вакуоль. Укажите, какая часть клетки придаёт ей прочность, и объясните ответ.

1. Ищем среди названных частей ту, которая образует плотный наружный покров клетки.
2. Сопоставляем её строение с функцией: прочная оболочка поддерживает форму и защищает внутреннее содержимое.
3. Ядро связано с наследственной информацией, а вакуоль — с клеточным соком и упругостью, поэтому они не являются главным прочным наружным покровом.

Ответ: прочность клетке придаёт клеточная оболочка, потому что это плотный наружный покров, поддерживающий форму и защищающий клетку.

Задача 2. В клетке листа обнаружены многочисленные зелёные органоиды. Назовите их и объясните, какой процесс с ними связан.

1. Определяем органоиды по признаку: многочисленные зелёные структуры в клетках листа — это пластиды с зелёным пигментом.
2. Уточняем их вид: зелёный пигмент хлорофилл содержится в хлоропластах.
3. Связываем строение с функцией: хлорофилл поглощает свет, поэтому хлоропласты участвуют в фотосинтезе.

Ответ: это хлоропласты; с ними связан фотосинтез — образование органических веществ на свету.

Задача 3. Растительная клетка потеряла упругость после того, как из неё вышла часть воды. Объясните, какие изменения происходят с вакуолью и почему клетка становится менее упругой.

1. Вспоминаем, что вакуоль заполнена клеточным соком, в котором есть вода и растворённые вещества.
2. При потере воды количество клеточного сока уменьшается, поэтому вакуоль становится меньше.
3. Уменьшившаяся вакуоль слабее давит на внутреннюю сторону оболочки, и клетка теряет упругость.

Ответ: вакуоль уменьшается из-за потери воды, её давление ослабевает, поэтому клетка становится менее упругой.

Типичные ошибки

Ошибочно считать клеточную оболочку и мембрану одним и тем же покровом. Их легко перепутать, потому что обе части находятся на границе клетки. Проверьте себя: оболочка — плотный наружный слой, который поддерживает форму, а мембрана лежит под ним и регулирует обмен веществ. Если в объяснении обеим частям приписана одна и та же роль, различие упущено.

Вакуоль иногда называют полостью с чистой водой, но в ней находится клеточный сок — вода с растворёнными веществами. Такое упрощение возникает потому, что вода составляет важную часть сока. Чтобы проверить ответ, спросите себя, указаны ли в нём растворённые вещества. Если нет, описание неполное.

Неверно считать, что все пластиды зелёные. Зелёные хлоропласты заметны в клетках зелёных частей растения, поэтому их свойства иногда переносят на все пластиды. Проверьте себя: хромопласты придают окраску, лейкопласты запасают питательные вещества, а хлоропласты участвуют в фотосинтезе. Название вида помогает не путать функции.

Ядро не является единственной частью клетки, где происходят жизненные процессы. Его роль в хранении наследственной информации и управлении клеткой особенно важна, поэтому остальные части могут показаться второстепенными. Но процессы идут также в цитоплазме и органоидах. Самопроверка проста: если в ответе все функции приписаны ядру, нужно вспомнить задачи других частей.

Связь с другими темами

Для изучения строения растительной клетки нужно знать, что живые организмы состоят из клеток и что разные части клетки выполняют разные функции. Эти знания помогают увидеть в клетке не набор отдельных названий, а систему взаимосвязанных структур. Каждая часть необходима для определённых процессов, и их совместная работа поддерживает жизнь клетки.

Знание устройства клетки пригодится при изучении тканей и органов растений: ткани состоят из клеток, а строение клеток связано с их задачами. Оно также помогает понять фотосинтез и питание растений, поскольку хлоропласты участвуют в фотосинтезе. При сравнении с животной клеткой можно выделить общие части и особенности, характерные для растений, например оболочку, вакуоль и пластиды.

Что запомнить

• Клетка — основная структурная и функциональная единица растения.
• Клеточная оболочка защищает клетку, придаёт ей форму и прочность.
• Клеточная мембрана регулирует обмен веществ между клеткой и окружающей средой.
• В цитоплазме расположены органоиды и протекают жизненные процессы.
• Ядро связано с хранением наследственной информации и управлением жизнедеятельностью клетки.
• Вакуоль содержит клеточный сок и помогает поддерживать упругость клетки.
• Пластиды различаются строением, окраской и функциями.