Физиология и биохимия растительной клетки

Клетка – основная структурная и функциональная единица жизни, ограниченная полупроницаемой мембраной и способная к самовоспроизведению. В растительной клетке, прежде всего, нужно различать клеточную оболочку и содержимое.

Основой химического состава клеточной стенки являются полисахариды. средний состав первичной клеточной стенки высших растен6ий таков: целлюлоза – 25 % от сухой массы, пектиновые вещества – 30, гемицеллюлозы – 40, белки и другие вещества – 5 %.

Рекомендуемые материалы

Химический состав и структура клеточной стенки определяют ее важнейшие свойства – прочность, эластичность, высокую гидрофильность. Функции клеточной стенки значительны и разнообразны:

1. Опорная функция – клеточная стенка придает форму клеткам и тканям растений;

2. Защищает цитоплазматическую мембрану от разрушений под влиянием гидростатического давления, развиваемого внутри клетки;

3. Обладает растяжимостью и способностью к росту;

4. Является противоинфекционным барьером;

5. Принимает участие в поглощении минеральных веществ.

Клеточная стенка пронизана плазмодесмами. Плазмодесма представляет собой канал (пору), благодаря ей цитоплазма всех клеток объединена в единое целое. По ним идет транспорт органических и минеральных веществ, фитогормонов.

Матрикс цитоплазмы – гиалоплазма, - представляет собой внутриклеточную среду, где находятся все органеллы. Гиалоплазма – относительно однородная коллоидная субстанция, содержащая белки, липиды, нуклеиновые кислоты, полисахариды, минеральные вещества. Ее важнейшим свойством является способность уплотнятся и разжижаться, что позволяет регулировать связь и функциональную активность отдельных клеточных органелл в различных условиях среды.

Клетки, а также большинство клеточных органелл окружены мембраной. Мембрана состоит в основном из белков и липидов. Она отделяет внутреннюю среду от внешней, разделяет клетку на отсеки. Главная функция мембран регулировать поступление веществ в клетку. Также на мембранах проходят важнейшие процессы жизнедеятельности (перенос электронов в дыхательной цепи и др.).

Рассмотрим основные клеточные органеллы.

Ядро. В ядерном соке присутствует хроматин – вещество, состоящее их белков, ДНК, РНК. В нем сосредоточена наследственная информация. При делении клетки из него формируются хромосомы. Функции ядра – хранение и передача наследственной информации, регулирование жизнедеятельности клетки

Эндоплазматическая сеть. Это сложная система каналов, окруженных мембранами, пронизывающая всю толщу цитоплазмы. Она состоит из каналов и цистерн. Цистерны могут отделятся в крупные пузырьки и сливаться в вакуоли. Транспорт веществ и сигналов; синтез веществ для клеточной стенки.

АГ – состоит из пузырьков и цистерн. В цистернах происходит синтез веществ, в основном полисахаридов, а также белков и липидов. Углеводы используются для строительства клеточной стенки.

Лизосомы, пероксисомы и сферосомы содержат ферменты. Вакуоль. У взрослой клетки она занимает до 90 % объема и содержит до 75% воды.

В вакуолярном соке содержатся различные вещества.

Важные органеллы хлоропласты и митохондрии, они окружены двойной мембраной.

2. Химический состав растительной клетки

Большую часть массы живых клеток составляет вода (около 80 %). Оставшаяся доля в сухом веществе цитоплазмы принадлежит органическим веществам – белкам, углеводам, липидам, пигментам и пр., а также минеральному компоненту (около 5 %).

Вода влияет на структуры клетки и ее органелл, участвует в химических реакциях, транспорте веществ, поддерживает форму и размер клеток.

В лекции "69. Фотодеструктивные процессы" также много полезной информации.

Белки, липиды и нуклеиновые кислоты служат химической основой жизненных процессов в растительной клетке.

3. Биологическая роль ферментов.

В основе всех функций организма лежат химические реакции. В живой клетке их скорость регулируется ферментами – биологическими катализаторами.

Принцип действия ферментов основан на их способности временно связываться с субстратами, участвующими в реакции.

Основные свойства ферментов: чрезвычайно высокая активность по сравнению с катализаторами другой природы; специфичность (фермент способен катализировать всего лишь одну-единственную реакцию); лабильность (способность фермента работать в строго определенных условиях среды: температура, рН, давление); обратимость.

Специфичность ферментов лежит в основе их международной классификации. Самыми крупными группами ферментов являются классы: оксидоредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы – перенос отдельных групп внутри одной молекулы участвуют в углеводном обмене, синтетазы – участвуют в синтезе белка.