Тонопласт строение и функции

Растительная клетка – строение и функции органоидов, сравнительная характеристика с животной клеткой – Помощник для школьников Спринт-Олимпик.ру

– основа любого зеленого организма. Первые открытия о ее существовании сделали еще ученые XVII в. Сегодня любой человек, даже далекий от углубленных знаний биологии и не имеющий под рукой микроскопа, может увидеть ее на примере привычных продуктов питания.

Самым ярким в этом плане является апельсин, мякоть которого имеет очень четкое клеточное строение. Но это – не самая мелкая часть растений. Она также имеет свой состав, который включает огромное количество органелл.

Каждая из них выполняет свою функцию и обеспечивает жизнь растению.

Растительная клетка

Строение растительной клетки

Растительная клетка включает в своем составе такие органеллы:

• Ядро;
• Ядрышко;
• Аппарат Гольджи;
• Микротрубочки;
• Пластиды;
• Лизосомы;
• Хлоропласты;
• Лейкопласты;
• Хромопласты;
• Митохондрии;
• Рибосомы;
• Вакуоль;
• Эндоплазматическая сеть.

Рис. 1 Строение растительной клетки

Чем растительная клетка отличается от животной?

Основной строительный элемент растений и других живых организмов имеет свои отличия. Главные из них заключаются в следующем:

• В составе растительной базовой ячейки имеется вакуоль.
• Отличается состав клеточных стенок – у растений он включает пектиновые вещества, целлюлозу, лигнин.
• В растительных организмах функцию связующего элемента между клетками выполняет плазмодесма, или поры стенок.
• Только в составе растений имеются пластиды, а вот центриоли отсутствуют.

Функции органоидов растительной клетки

Наглядно сравнить разные функции и устройство строительных ячеек растений поможет таблица 1.
Таблица 1 Функции органоидов растительной клетки

Органеллы клетки

Более понятно будет строение клетки и сложность этого базового компонента, если детально разобраться во всех элементах ее структуры.

Ядро

Ядро – это самая значительная часть зеленых организмов. Именно на него возлагается вся ответственность за любые процессы, происходящие внутри ячейки. Уникальная роль этой органеллы в том, что посредством нее передается наследственная информация.

Важно! Есть также и другой способ генетической наследственности – цитоплазматический, но он отличается меньшими объемами “хранения памяти”.

Привычно одна ячейка имеет только одно ядро, хотя были зафиксированы и клетки, в которых насчитывалось несколько ядер. Диаметр этого компонента варьируется в пределах 5-20 мкм. По форме центральный элемент может быть сферическим, дисковидным, удлиненным.

Внешняя поверхность вскрыта ядерной оболочкой, которая отграничивает эту органеллу от других. Ее химический состав включает полисахариды, целлюлозу, пектин, лигнин и белки. Нет стабильности и в отношении расположения ядра внутри. В молодой клетке эта органелла находится ближе к центру.

[attention type=yellow]

По мере взросления смещается к стенкам, и ядро замещается вакуолью. Химическая основа ядра – комбинация белков и нуклеиновых кислот. Обмен веществ осуществляется посредством тонопласта – тонкой пленочной мембраны.

[/attention]

Остальное внутреннее пространство клетки вокруг ядра заполнено цитоплазмой – бесцветным веществом высокой степени вязкости. В ней же содержатся и остальные органоиды.

Ядрышко

Ядрышко, по сути, является ничем иным, как производным органоидом от хромосомы. функция этого компонента – организация единиц рибосом.

Важно! Если на растение попадает чрезмерно большое количество солнечного света или ультрафиолета из другого источника, то под его воздействием ядрышко разрушается. Вместе с этим ядро утрачивает возможность деления.

Комплекс Гольджи участвует в процессе накопления и выведения ненужных веществ. Форма его может быть различной – палочковой, дисковой или в виде зернышка.
Рис. 2 Лизосомы

Лизосомы

Лизосомы – это органоиды, которые не являются самостоятельными компонентами клеток. Они продуцируются в процессе функционирования комплекса Гольджи и эндоплазматической сети. Под микроскопом можно их легко узнать, так как это – пузырьки, различия между которыми заключаются только в размерах.

Внутри пузырьков могут присутствовать различные компоненты – липазы, нуклеазы, протеазы. функция этих клеточных включений – расщепление и преобразование поступивших в ячейку питательных элементов и их выведение.

Таким образом, можно отметить сходство характеристики с основным назначением самостоятельной органеллы – комплекса Гольджи.

Микротрубочки – это белковые образования фибриллярной структуры прямолинейной формы, диаметром около 24 нм и с толщиной стенок не более 5 нм.

По своему назначению они имеют сходство с мембраной, но размеры их меньше, и они могут формировать довольно сложные образования, к примеру, веретено деления ячейки для репродуктивной деятельности.

Присутствуют микротрубочки в составе более сложных органоидов – центриолей и базальных телец, а также из них складывается структура ресничек и жгутиков.

Вакуоль

Вакуоль – это внутренняя полость клетки, наполненная соком. Ее размеры увеличиваются по мере развития растения, и, соответственно, роста клетки. Основу химического состава вакуоли представляют минеральные соли и органические вещества, сахара, белки, ферменты и пигменты.

Пластиды

Пластиды – это мелкие элементы клетки. Различают бесцветные пластиды и те, что имеют в своем химическом составе различные пигменты. Самые узнаваемые – зеленые, которые принимают непосредственное участие в процессе фотосинтеза.

Хлоропласты

Эти компоненты клетки имеют очень высокую чувствительность к свету за счет пигментов хлорофиллов. Как раз на них и приходится реакция фотосинтеза.

Лейкопласты

В лейкопластах происходит накопление питательных компонентов – жиров, крахмала, белков, что обеспечивает возможность жизнедеятельности клетки, ее развития, деления.

Хромопласты

В составе хромопластов присутствуют металлические соли и пигменты. Благодаря именно этим органеллам листва растений, их соцветия и плоды имеют ту или иную окраску.
Рис. 3 Строение митохондрии

Митохондрии

Благодаря митохондриям клетки, а соответственно и растения, способны дышать и развиваться. Эти органоиды также принимают активное участие в обмене веществ и образовании АТФ.

Рибосомы

В рибосомах, которые присутствуют в ядре, цитоплазме, пластидах и митохондриях, происходит синтез белка.

Эндоплазматическая сеть (ЭПС)

Впервые этот органоид был обнаружен в 1945 г., когда К. Портер проводил свои исследования клеток с помощью электронного микроскопа. Это – полноценная система полостей и канальцев с хорошо развитым разветвлением.

За счет наличия такого комплекса во много раз увеличивается полезная внутренняя поверхность клетки, что обеспечивает стабильному протеканию всех процессов, необходимых для жизни растения.

Также к основному назначению ЭПС относят такие функции:

• синтезирование белковых соединений;
• транспортировка белков;
• синтез полисахаридов и жиров.

Несмотря на свои мелкие размеры, растительная клетка представляет собой довольно сложный организм. И именно она и является базовой основой всех биологических организмов, обеспечивая их рост за счет своего деления.
Для более подробной информации смотрите видео:

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://Sprint-Olympic.ru/uroki/biologija/81495-rastitelnaia-kletka-stroenie-i-fynkcii-organoidov-sravnitelnaia-harakteristika-s-jivotnoi-kletkoi.html

Тонопласт — это… Определение, характеристика, функции – Новости для умных

Особенностью растительных клеток является присутствие в их протопластах особых жидкостных резервуаров — вакуолей с клеточным соком.

Так как его содержимое химически отличается от состава гиалоплазмы, между ними проходит мембранная граница, называемая тонопластом.

Эта оболочка, окружающая вакуоль, выполняет множество функций: от поддержания формы самого органоида до регуляции состояния всей клетки.

В основе термина лежат два греческих слова: tonos (натяжение) и plastos (вылепленный).

Определение понятия

Если говорить кратко, тонопласт — это мембрана вакуоли, отделяющая ее содержимое от протопласта растительной клетки. По особенностям топографии данную структуру относят к эндомембранам.

В зрелых клетках, в которых имеется одна крупная (центральная) вакуоль, тонопласт становится внутренней границей протопласта (внешней служит плазмалемма).

Таким образом, цитоплазма находится между двумя мембранами.

Иными словами, тонопласт — это барьер между двумя важнейшими отсеками растительной клетки: протопластом и клеточным соком, взаимодействие между которыми регулирует ее жизнедеятельность.

Общая характеристика и значимость тонопласта

Содержимое вакуоли играет огромную роль для растительной клетки. Здесь могут накапливаться различные соединения, необходимые для функционирования растения (белки, соли, пигменты, минералы, питательные вещества), а иногда и продукты деградации. Вакуолярная жидкость образует особую внутриклеточную среду с концентрированным содержанием различных соединений.

Строение и функции тонопласта в чем-то аналогичны плазмалемме. Однако если последняя служит границей взаимодействия клетки с внешней средой, то вакуолярная мембрана отвечает за вещественный обмен между цитоплазмой и клеточным соком. За счет такого взаимодействия регулируются:

• химический состав гиалоплазмы и вакуоли;
• процессы запасания или, наоборот, высвобождения питательных и других веществ;
• концентрация ионов в протопласте;
• осмотические характеристики;
• тургор.

Зачастую именно за счет центральной вакуоли возникает тургорное давление, создающееся благодаря поступлению в нее большого количества воды. Такой эффект обеспечивает упругость и форму растительной клетки.

Так как все функции вакуоли связаны с поступлением и выходом из нее различных веществ, можно сказать, что тонопласт — это ключевая структура данного органоида, поскольку именно в ней локализованы все транспортные системы.

Структура тонопласта

Структура вакуолярной мембраны изучалась при помощи инфракрасной спектроскопии. Последняя показала, что тонопласт — это липидный бислой, в который интегрированы различные белки. То есть, в общих чертах строение напоминает типичную плазмалемму, однако на более тонком уровне у этих мембран есть множество различий.

Липиды тонопласта характеризуются упорядоченным расположением с преобладанием полярных молекул, что обеспечивает высокую эластичность и текучие свойства. В составе мембраны присутствует альфа-токоферол, который обусловливает антиоксидантную активность.

На фото ниже: 1 — мезоплазма; 2 — тонопласт; 3 — вакуоль.

Интегрированные в тонопласт белки имеют различную степень погружения. Связь между ними и молекулами липидов довольно слабая. В пространственной структуре белков вакуолярной мембраны отмечено высокое содержание альфа-спиральных мотивов (до 56%).

Поверхность тонопласта пронизана порами и молекулярными транспортными системами, обеспечивающими избирательное проникновение веществ из протопласта внутрь вакуоли и обратно. Каналы-переносчики образованы интегрированными в липидный слой различными белками, в том числе — поринами.

Функции тонопласта

Тонопласт выполняет следующие функции:

• изолирующую — отграничивает содержимое вакуоли от протопласта и наоборот;
• защитную — обеспечивает целостность органоида, обусловливает безопасность протопласта (смешивание содержимого вакуоли с гиалоплазмой нарушило бы функционирование клетки);
• осмотическую — за счет регуляции ионного транспорта устанавливаются определенные градиенты концентрации веществ по обеим сторонам от мембраны;
• трансмембранную — обеспечивает избирательный перенос различных соединений между вакуолярным содержимым и протопластом.

По сути, именно тонопластом контролируется химический состав клеточного сока вакуоли и использование ее содержимого для клеточных нужд. Разумеется, транспортные каналы мембраны работают не автономно, а связанно с биохимическими регуляционными системами протопласта.

Тонопласт — это… Определение, характеристика, функции — все интересные факты и достижения науки и образования на News4Smart.ru

Источник: https://news4smart.ru/tonoplast-eto-opredelenie-harakteristika-fynkcii/

Тонопласт — это… Определение, характеристика, функции

Особенностью растительных клеток является присутствие в их протопластах особых жидкостных резервуаров — вакуолей с клеточным соком.

Так как его содержимое химически отличается от состава гиалоплазмы, между ними проходит мембранная граница, называемая тонопластом.

Эта оболочка, окружающая вакуоль, выполняет множество функций: от поддержания формы самого органоида до регуляции состояния всей клетки.

В основе термина лежат два греческих слова: tonos (натяжение) и plastos (вылепленный).

История протоплазмы, общие характеристики, компоненты, функции / биология

протоплазма это живой материал клетки. Эта структура была впервые идентифицирована в 1839 году как различимая жидкость стены. Это считалось прозрачным, вязким и растяжимым веществом. Это было интерпретировано как структура без очевидной организации и с многочисленными органеллами.

Считается, что протоплазма – это целая часть клетки, которая находится внутри плазматической мембраны. Однако некоторые авторы включили в протоплазму клеточную мембрану, ядро ​​и цитоплазму.

В настоящее время термин протоплазма широко не используется. Вместо этого ученые предпочли обратиться непосредственно к клеточным компонентам.

индекс

• 1 История
  • 1.1 Протоплазматическая теория
• 2 Общие характеристики
• 3 компонента
  • 3.1 Плазменная мембрана
  • 3.2 Цитоплазма
  • 3.3 Цитозол
  • 3.4 Цитоскелет
  • 3.5 Органеллы
  • 3.6 Нуклеоплазма
• 4 функции
  • 4.1 Физиологические свойства
• 5 ссылок

история

Термин протоплазма приписан шведскому анатому Яну Пуркине в 1839 году. Он использовался для обозначения учебного материала эмбрионов животных..

Однако уже в 1835 году зоолог Феликс Дюжарден описывает вещество внутри корневищ. Это дает название саркода и указывает, что он имеет физические и химические свойства.

Позже, в 1846 году немецкий ботаник Уго фон Моль вновь ввел термин протоплазма, чтобы обозначить вещество, присутствующее в растительных клетках..

В 1850 году ботаник Фердинанд Кон унифицирует термины, указывая, что как у растений, так и у животных имеется протоплазма. Исследователь отмечает, что у обоих организмов вещество, заполняющее клетки, одинаково.

[attention type=red]

В 1872 году Бил ввел термин биоплазма. В 1880 году Ханштейн предложил слово протопласт, новый термин для обозначения всей ячейки, за исключением клеточной стенки. Этот термин использовался некоторыми авторами для замены клетки.

[/attention]

В 1965 году Ларди ввела термин цитозоль, который затем был использован, чтобы назвать жидкость внутри клетки.

Протоплазматическая теория

В конце XIX века анатом Макс Шульце предположил, что фундаментальной основой жизни является протоплазма. Шульце предположил, что протоплазма является веществом, которое регулирует жизнедеятельность тканей у живых существ.

Считается, что работы Шульце являются отправной точкой протоплазматической теории. Эта теория была поддержана предложениями Томаса Хаксли в 1868 году и других ученых того времени..

Протоплазматическая теория утверждает, что протоплазма является физической основой жизни. Таким образом, изучение этого вещества позволило бы понять функционирование живых существ, включая механизмы наследования..

С лучшим пониманием клеточной структуры и функционирования, протоплазматическая теория утратила свою силу.

Общие характеристики

Протоплазма состоит из различных органических и неорганических соединений. Наиболее распространенным веществом является вода, которая составляет почти 70% от общего веса и выполняет функции конвейера, растворителя, терморегулятора, смазочного материала и конструкционного элемента..

Кроме того, 26% протоплазмы состоит в основном из органических макромолекул. Это большие молекулы, образованные в результате полимеризации более мелких субъединиц.

Среди них есть углеводы, макромолекулы, состоящие из углерода, водорода и кислорода, которые накапливают энергию для клетки. Они используются в различных метаболических и структурных функциях протоплазмы.

Существуют также различные типы липидов (нейтральные жиры, холестерин и фосфолипиды), которые также служат источником энергии для клетки. Кроме того, они являются составной частью мембран, которые регулируют различные протоплазматические функции.

[attention type=green]

Белки составляют почти 15% состава протоплазмы. Среди них у нас есть структурные белки. Эти белки образуют протоплазматический каркас, способствуя их организации и клеточному транспорту..

[/attention]

Другие белки, присутствующие в протоплазме, являются ферментами. Они действуют как катализаторы (вещества, которые изменяют скорость химической реакции) всех метаболических процессов..

Также присутствуют различные неорганические ионы, которые соответствуют только 1% их состава (калий, магний, фосфор, сера, натрий и хлор). Они способствуют поддержанию pH протоплазмы.

компоненты

Протоплазма состоит из плазматической мембраны, цитоплазмы и нуклеоплазмы. Однако в настоящее время, благодаря достижениям электронной микроскопии, известно, что клеточная структура еще более сложна.

Существует также большое количество субклеточных компартментов и структурно очень сложное клеточное содержимое. Помимо органелл, которые включены сюда как часть цитоплазмы.

Плазменная мембрана

Плазматическая мембрана или плазмалемма состоит примерно из 60% белков и 40% липидов. Его структурное расположение объясняется моделью жидкостной мозаики. В этой мембране представлен бислой фосфолипидов, в которые встраиваются белки.

Считается, что все клеточные мембраны имеют одинаковую структуру. Тем не менее, плазмалемма является самой толстой мембраной в клетке.

Плазмалемма не наблюдается с помощью оптического микроскопа. Только в конце 50-х годов двадцатого века его структура могла быть детализирована.

цитоплазма

Цитоплазма определяется как весь материал клетки, находящийся внутри плазмалеммы, за исключением ядра. Все органеллы включены в цитоплазму (клеточные структуры с определенной формой и функцией). Также вещество, в которое погружены различные клеточные компоненты.

цитозоль

Цитозоль является жидкой фазой цитоплазмы. Это почти жидкий гель, содержащий более 20% белков клетки. Большинство из них являются ферментами.

цитоскелет

Цитоскелет представляет собой белковый каркас, который образует клеточный каркас. Он образован микрофиламентами и микротрубочками. Микрофиламенты в основном состоят из актина, хотя есть и другие белки.

Эти нити имеют разный химический состав в разных типах клеток. Микротрубочки представляют собой трубчатые структуры, образованные в основном из тубулина..

органеллы

Органеллы – это клеточные структуры, которые выполняют определенную функцию. Каждый из них ограничен мембранами. Некоторые органеллы имеют только одну мембрану (вакуоль, диктиосомы), а другие ограничены двумя мембранами (митохондрии, хлоропласты).

Мембраны органелл имеют ту же структуру, что и плазмалемма. Они тоньше, а их химический состав различается в зависимости от выполняемой ими функции..

Внутри органелл происходят различные химические реакции, катализируемые специфическими ферментами. С другой стороны, они способны двигаться в водной фазе цитоплазмы.

В органеллах происходят различные реакции, имеющие большое значение для функционирования клетки. В них происходит выделение веществ, фотосинтез и аэробное дыхание, среди прочего

нуклеоплазмы

Ядро – это клеточная органелла, которая содержит генетическую информацию клетки. В одних и тех же клеточных процессах происходят процессы.

Распознаются три компонента ядра: ядерная оболочка, нуклеоплазма и ядрышко. Ядерная оболочка отделяет ядро ​​от цитоплазмы и состоит из двух мембранных единиц. 

[attention type=yellow]

Нуклеоплазма – это внутреннее вещество, внутренне ограниченное ядерной оболочкой. Это водная фаза, которая содержит большое количество белков. В основном это ферменты, которые регулируют метаболизм нуклеиновых кислот.

[/attention]

Хроматин (ДНК в его дисперсной фазе) содержится в нуклеоплазме. Кроме того, представлено ядрышко, представляющее собой структуру, образованную белками и РНК..

функции

Все процессы, происходящие в клетке, связаны с протоплазмой через различные ее компоненты..

Плазматическая мембрана является селективным структурным барьером, который контролирует отношения между клеткой и окружающей ее средой. Липиды препятствуют прохождению гидрофильных веществ. Белки контролируют вещества, которые могут проникать через мембрану, регулируя вход и выход их в клетку.

В цитозоле происходит несколько химических реакций, таких как гликолиз. Это непосредственно влияет на изменение клеточной вязкости, амебоидного движения и циклов. Кроме того, это имеет большое значение в формировании митотического веретена во время деления клеток..

В цитоскелете микрофиламенты связаны с клеточным сокращением и движением. В то время как микротрубочки вмешиваются в клеточный транспорт и способствуют формированию клетки. Они также участвуют в формировании центриолей, ресничек и жгутиков..

Внутриклеточный транспорт, а также трансформация, сборка и секреция веществ являются обязанностью эндоплазматического ретикулума и диктиосом..

Процессы трансформации и накопления энергии происходят в фотосинтезирующих организмах, имеющих хлоропласты. Получение АТФ через клеточное дыхание происходит в митохондриях.

Физиологические свойства

Три физиологические свойства, связанные с протоплазмой были описаны. Это обмен веществ, размножение и раздражительность.

https://www.youtube.com/watch?v=qd4k1QMRpYw

Все метаболические процессы клетки происходят в протоплазме. Некоторые процессы являются анаболическими и связаны с синтезом протоплазмы. Другие являются катаболическими и вмешиваются в их распад. Метаболизм включает такие процессы, как пищеварение, дыхание, всасывание и выведение..

Все процессы, связанные с размножением путем деления клеток, а также кодирование для синтеза белков, необходимых для всех клеточных реакций, происходят в ядре клетки, содержащейся в протоплазме..

Раздражительность – это реакция протоплазмы на внешний раздражитель. Это может вызвать физиологический ответ, который позволяет клетке адаптироваться к окружающей ее среде..

ссылки

1. Liu D (2017) Клетка и протоплазма как контейнер, объект и вещество: 1835-1861. Журнал истории биологии 50: 889-925.
2. Paniagua R, M Nistal, P Sesma, M Alvarez-Uría, B Fraile, R Anadón, FJ Sáez and M Miguel (1997) Цитология и гистология растений и животных. Биология животных и растительных клеток и тканей. Второе издание. Макгроу Хилл-Интемерикана Испании. Мадрид, Испания 960 р.
3. Уэлч Г.Р. и Дж. Клегг (2010) От протоплазматической теории к биологии клеточных систем: 150-летнее отражение. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 298: 1280-1290.
4. Welch GR и J Clegg (2012) Клетка против протоплазмы: ревизионистская история. Cell Biol. Int. 36: 643-647.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/protoplasma-historia-caractersticas-generales-componentes-funciones.html