Теоретичне обгрунтування. Будова рослинної клітини

Будова рослинної клітини

Для правильної організації технологічного процесу зберігання та переробки рослинної сировини необхідно знати не тільки хімічний склад, але й мікроструктуру.

Всі органи рослин складаються з клітин – паренхімних і прозенхімних (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1.- Рослинні клітини: а, б –паренхімні, в-прозенхімна

1-ядро; 2 –цитоплазма; 3 –вакуоль; 4 –клітинна стінка (оболонка).

Паренхімні клітини мають округлу чи багатогранну форму розміром від 10 до 60 мкм.

В соковитих плодах і бульбах клітини можуть бути розміром до 1 мм.

Прозенхімні клітини мають видовжену форму. Довжина їх в окремих випадках вимірюється сантиметрами, а в поперечному розрізі така ж як і у паренхімних.

Клітина багатоклітинних рослин вкрита оболонкою, яка складається з плазматичного і зовнішнього захисного шарів. Остов оболонки складається з целюлози. Він заповнений високомолекулярними пектиновими речовинами, які є не тільки в оболонці, але й у міжклітинному просторі, який зв’язує клітини між собою. Оболонки пронизані тонкими нитками цитоплазми, які з’єднують між собою цитоплазми сусідніх клітин.

З віком клітинна оболонка, деяких клітин пропитується речовинами (наприклад легніном), які її ще більше укріпляють. Оболонки деяких інших клітин – покривних тканин, а також на поверхні поранень пропитуються суберином і пробковіють. Зовнішні оболонки клітин епідерміса звичайно пропитуються або покриваються кутином і воском, мінеральними речовинами переважно солями кальція, що зберігає клітини від надмірного випаровування води, проникнення інфекції, шкідливої зовнішньої дії.

Проміжки між клітинами утворюють міжклітинні ходи, вони заповнені міжклітинною речовиною, повітрям.

У рослинних клітин під оболонкою находиться цитоплазма. Самий зовнішній шар, що примикає до оболонки – поверхнева клітинна мембрана – плазмолемма. Плазмолема – в’язка ліпідна фаза (ліпідний шар) з зануреними в неї білками.

Цитоплазматичний матрикс (основна речовина цитоплазми) представляє собою електронно-оптичну гомогенну масу, в якої розміщені всі клітинні органоїди (органели) – структури, кожна з яких виконує визначальні фізіологічні і біохімічні функції.

Найважливішими органоїдами цитоплазми є:

- мітохондрії;

- ендоплазматичний ретикулум (ендоплазматична сітка);

- апарат Гольджі;

- рибосоми;

- пластиди;

- лизосоми.

Цитоплазма – багатофазна колоїдна система, яка може переходити із золя в гель і навпаки. Порушення колоїдного стану цитоплазми може відбуватись при:

- підморожуванні рослинних об’єктів;

- під дією токсичних речовин;

- під дією високої електричної напруги;

- при нагріванні вище 60^оС.

Цитоплазма постійно рухається обертально, або струменітно. Швидкість руху залежить від:

- віку клітин;

- виду плодів;

- температури оточуючого середовища.

Цитоплазма пронизана багаточисельними каналами, які називають ендоплазматичною сіткою (ретикулумом), по яким речовини переміщуються в клітину. Відрізняють агронулярний (гладкий) і гранулярний (шероховатий) ендоплазматичний ретикулум. Вони різні не тільки морфологічно, але і функціонально. На поверхні гранулярного ретікулума розташовані рибосоми, які здійснюють синтез білкових молекул, а агронулярний ретікулум рибосом не має.

Пластиди клітин поділяють на:

- хлоропласти (від грец. хлорос – зелений),

- лейкопласти (від грец. лейкос – безкольоровий),

- хромопласти (від грец. хрома – кольор).

Пластиди утворюються з пластид і можуть переходити з одного типу в інший.

В хлоропластах здійснюється синтез вуглеводів з вуглекислого газа і води за участю світлової енергії.

Функція лейкопластів заключається у відкладанні запасних речовин (крохмаль, білки, жири).

Хромопласти містять різні пігменти, що обумовлюють забарвлення плодів і овочів.

Для синтеза всіх необхідних речовин необхідна енергія, яка добувається в особих органоїдах цитоплазми – мітохондріях. В мітохондріях протікають процеси дихання і окислення різних речовин. Їх головна функція витягати укладену в органічних речовинах енергію і накопичувати її у фосфатних зв’язках аденозинтрифосфата (АТФ), який необхідний для здійснення процесів життєдіяльності.

В матриксі мітохондрій виявлені ДНК (дезоксінуклеїнова кислота). Крім того, тут находяться рибосоми і ряд інших речовин, необхідних для синтеза мембранних білків, основна маса яких є ферментами, що приймають участь в утворенні АТФ.

Вакуоль є накопичувальником для запасних речовин клітини, тобто містить клітинний сік, водний розчин дуже багатьох речовин, а саме: цукрів, амінокислот, інших органічних кислот, пігментів, вітамінів, дубильних речовин, алколоїдів, глюкозидів, неорганічних солей (нітратів, фосфатів, хлоридів), іноді білків.

Ці речовини по мірі необхідності можуть знову включатись в метаболізм рослини.

Ядро – головна внутрішньоклітинна органела клітини, яка завжди лежить в цитоплазмі, виконує функцію контролюючого центра метаболізма клітини, її роста і розмноження при допомозі хромосом. Хромосоми несуть в собі спадкові гени, в яких закріплені всі ознаки організма, що передаються по спадщині.

В середині ядра є ядерце, яке представляє собою аппарат синтеза матеріалу рибосом і місце їх зборки з цього матеріала. В склад ядерець входить рибонуклеїнова кислота (РНК) і білок.

Тканиною називають групу клітин, однакових за морфологічною будовою, що виконують визначену функцію і об’єднані міжклітинною речовиною.

Розрізняють наступні види рослинних тканин:

Первинна меристема –тканина стебел, коренів. Вона складається з нерозвинених паренхімних клітин. Первинна меристема не має міжклітинних ходів та не містить повітря.

Основна паренхіма –тканина, яка складається з розвинених паренхімних клітин, які мають вакуолі. Вакуолі заповнені клітинним соком. З цієї тканини складаються зрілі плоди та листя.

Покривна тканина (епідерміс) –шкірочка плодів, яка утворюється біля поверхневого шару первинної меристеми. На коренях, стеблах покривний шар містить клітини пронизані суберином. Тканину, що має буре забарвлення називають перидермою.

Механічна тканина –тканина, що надає міцності органам рослин. Вона складається з клітин, що мають товстостінні оболонки.

Провідні тканини –тканини, що складають з прозенхімних клітин значної довжини. Вони зустрічаються переважно у стеблах.

Вивчення складної структури клітини допомогає зрозуміти, як в умовах мікроскопічно малого простору створюються найбільш задовільні умови для біохімічних реакцій, протікаючих в конкретний момент у визначальній дільниці клітини з тим, щоб познати природу лежкоздатності сировини.

При зберіганні в рослинній тканині відбуваються складні зміни (рисунок 1.2.)

мітохондріях

клітинах

тканинах

Зростає проникливість стінок

Рисунок 1.2. – Зміни рослинної тканини при зберіганні

Особливе значення для життєдіяльності клітини, а також для технології виготовлення деяких харчових продуктів (варення) має структура цитоплазменої мембрани. Вона, як і клітинна оболонка пориста. Але, якщо клітинна оболонка є мікропористою, то цитоплазматична мембрана є ультромікропористою. Отвори в ній настілько малі, що через них можуть проникати молекули невеликих розмірів, наприклад води. Більш великі молекули, наприклад цукру та солі, крізь пори цитоплазми проникнути не можуть. Таким чином, цитоплазмена оболонка прониклива для води і непрониклива для розчинених у воді речовин. Вона, як прийнято казати, напівпрониклива.

Речовини, які не можуть проникати крізь ультрамікроскопічні пори біологічних мембран рослинних тканин називають осмотично-діяльними речовинами (цукор і сіль у високих концентраціяї).

При розташуванні рослинної тканини у розчин таких речовин дифузійний процес вирівнювання концентрацій у середені та поза клітинами, відбувається за рахунок переміщення молекули розчинника – води, тобто шляхом осмосу. Таким чином, розчин таких речовин як би висасує з рослинної тканини вологу. При цьому клітинний сік густішає, а зовнішний сироп розбавляється. Оскільки цитоплазмена оболонка ні приклеїна до зовнішньої клітинної оболонки, то по мірі осмотичного висмоктування з неї води об`єм цитоплазменого мішечка зменшується і цитоплазма починає відшаровуватися від клітинної оболонки. В результаті клітина починає зморщуватися та стискати. Цей процес зморщування і стискання рослинної клітини називаєтьсяплазмолізом.

60 %

10 %

Ягода  

Розчин

Наприклад: Цукор повинен перейти із розчина у ягоду, але напівпрониклива мембрана перешкоджає цьому. Але система все ж таки прагне прийти до рівноваги. І тому відбувається процес дифузії води з ягоди у розчин до тих пір доки не відбудеться вирівнювання концентрацій. Ягода стискається, зморщується.

Якщо таку ягоду помістити у воду, то вона відновить свою форму. Це явище деплазмолізу.

6. Зміст роботи

6.1 Вивчити теоретичне обґрунтування і зробити короткі записи.

6.2 Розглянути під мікроскопом рослинні тканини

6.3 Замалювати у робочому зошиті структуру рослинних тканин.

6.4 Про виконану роботу зробити висновки.

7. Оформлення звіту

7.1 Тема та ціль роботи.

7.2 Коротке теоретичне обґрунтування.

7.3 Будова рослинних клітин, тканин під мікроскопом.

7.4 Висновки.

8. Література

8.1 Мусієнко М.М. Фізіологія рослин: Підручник. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – 392 с.

8.2 Колтунов В.А. Технологія зберігання продовольчих товарів: Опорний конспект лекцій. – К., 2004. – 392с.

---

Дата добавления: 2015-08-18