Клеточная оболочка

Оболочка, или стенка, растительной клетки ограничивает и защищает протопласт, участвует в поглощении, проведении и сек­реции веществ. В делящейся клетке сначата образуется клеточная пластинка. превращающаяся в срединную пластинку, а затем формирует­ся первичная оболочка. Она тонкая, эластичная, состоит в основном из пектиновых веществ (пектатов кальция, магния), целлюлозы и гемицеллюлоз. По мере роста и специализации определенных клеток их оболочка утолщается путем наслоения и образования вторичной оболочки. Она может оставаться целлюлозной эластичной или пре­терпевать химические изменения, терять эластичность, приобретать дополнительные свойства. В результате клеточная стенка слагается из первичной и вторичной оболочек. Опорно-структурными единица­ми вторичной клеточной оболочки являются молекулы целлюлозы, объединенные в цепочки —мице.ллы . Пучки мицелл образуют микрофибриллы, собранные в волокнистые фиорииы. Направление во­локон каждого слоя фибрилл перпендикулярно предыдущему.

Вакуоль — пространство в цитоплазме, отграниченное от нее тонопластом и заполненное клеточным соком. Молодые клетки обычно имеют густую цитоплазму без вакуолей, но по мере их роста между слоями эндоплазматической сети появляется множество мел­ких полостей. В их образовании участвуют диктиосомы, пузырьки Гольджи, цистерны и агранулярные пузырьки эндоплазм этического ретикулума. Во взрослой клетке вакуоли сливаются в одну централь­ную вакуоль, оттесняющую протопласт к оболочке.

Клеточный сок вакуолей вырабатывается цитоплазмой. Он более вязкий, чем вода, не имеет никакой внутренней структуры, т. е. яв­ляется оптически пустым. Состав и концентрация клеточного сока изменяется в зависимости от возраста, типа, функции, состояния кле­ток и тканей, от условий обитания, вида растения. На 90 % клеточ­ный сок состоит из воды, в которой растворены разнообразные ми­неральные и органические соединения — углеводы (сахара, полиса­хариды, слизи, камеди), органические кислоты (лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная и др.) и их соли, аминокислоты, протеины, пиг­менты (антоциан, антохлор, флавоноиды), гликозиды, танины, алкалоиды, витамины, сапонины и др. Они находятся в состоянии истинных или коллоидных растворов, реже в виде оформленных включений (алейроновые зерна, кристаллогидраты оксалата каль­ция), капель (эфирные масла). Соли минеральных кислот диссоциированы до ионов. Соли органических кислот и минеральные ионы играют важную роль в осмотических процессах клетки. Ряд соединений клеточного сока вступает во взаимодействие с красите­лями, что позволяет выявлять их в микропрепаратах. Реакция кле­точного сока слабокислая или нейтральная, реже — щелочная.

Минеральные вещества являются факторами изменения физи­ко-химического состояния коллоидов и тем самым непосредственно влияют на внутреннюю архитектонику клетки. Металлы и неметал­лы оказывают токсическое и антитоксическое действие на живые ткани и органы, выполняют функции катализаторов биохимических реакций, играют роль в поддержании тургора и проницаемости клетки. Они являются центрами электрических и радиоактивных явлений в клетке. Роль минеральных элементов, и особенно микро-и -ультрамикроэлементов (Мп, Ре, Со, Си, В, А1, V, Мо, I), опре­деляется тем, что они входят в состав высокоактивных комплексных соединений, так называемых хелатов, принимающих участие в обмене веществ в растении. Для нормальной жизнедеятельности растению необходимо 19 основных питательных элементов, 16 из ко­торых — минеральные. Сера, калий, железо, марганец, медь, молиб­ден, кобальт— составные части ферментов или коферментов. Молибден и кобальт участвуют в фиксации атмосферного азота, кобальт входит в состав витамина В_|Г Хлор имеет значение для выделения кислорода в процессе фотосинтеза, а марганец регулирует процесс распада воды. Фосфор входит в состав АТФ, магний — в со­став хлорофилла.

Функции вакуолей — накопление запасных, экскреторных ве­ществ, а главное — воды, что обусловливает осмотическое давление и поддержание тургора клеток. Это позволяет сочным частям сохра­нять форму и положение в пространстве, сопротивляться механичес­ким воздействиям, обеспечивает холодо-, жаровыносливость и пр. Концентрация ионов и Сахаров в клеточном соке выше, чем в обо­лочке клетки. Тонопласт замедляет диффузию этих веществ из вакуо­ли, но не препятствует прохождению воды. Поэтому вода, достаточ­но насытив оболочку, путем диффузии поступает в вакуоль. Одно­направленный процесс диффузии воды через полупроницаемую для растворенных веществ мембрану, носит название осмоса. Вода, по­ступающая в вакуоль, давит на постенный протопласт, а через него — на оболочку, вызывая ее напряженное, упругое состояние, или тургор клетки. Если клетку погрузить в гипертонический раствор мгли или сахара, то произойдет осмотический выход воды из вакуоли, со­кратится ее объем, постенная цитоплазма отойдет от оболочки, ис­чезнет тургор и наступит плазмолиз клетки. Добавление воды вызо­вет деплазмолиз — явление, обратное-