Особливості будови стовпчастої клітини тканини. Палисадная (стовпчикова) тканина пластинки листка рослин

Диференціація клітин і тканин грає велику роль в розвитку організму. Поділ обов'язків для кожної клітини можна порівняти з поділом праці на фабриці: якщо кожна одиниця виконує тільки властиву їй функцію, загальний результат можна отримати в більш короткий термін. Те ж стосується і будь-якого живого організму, якість життя якого залежить від його складності розвитку і займаної еволюційної ніші.

Що таке клітина: біологія життєдіяльності організму

Клітина – це структурна і функціональна одиниця всього живого. Виняток хіба що становлять віруси – неклітинна форма життя. Тканина – це сукупність клітин і міжклітинної речовини, що мають однакову будову, функції і походження. Біологія функції клітини заснована на її будову, яке диктується ступенем організації тварини або рослини.
Диференціація клітин у тварин і рослин відбувається ще в онтогенезі. Кожна з них відбувається з тканини-попередника: якщо у тварин це стовбурові клітини, то у рослин - меристема. Що таке клітина? Біологія і структура клітин дозволяє класифікувати їх на дві групи. 1. Эукариотические клітини. До них відносяться структурні одиниці тваринного і рослинного організму. 2. Прокариотические клітини. Вони відрізняються відсутністю ядра та інших органел. До прокариотическим організмів належать бактерії.

Будова тваринної клітини

Вивченням структури клітин займається біологія. Будова тваринної клітини було відкрито Гуком ще в 19 столітті, однак повністю воно було вивчено ближче до 20 тисячоліття. Клітка тварин являє собою цитоплазму, оточену плазмалеммой. У цитоплазмі «плавають» різні органели та включення. До органел належать лізосоми, мітохондрії, апарат Гольджи, ендоплазматична мережа, пероксисома. Включення – це речовини, які розчинені в цитозолі і чекають, поки вони будуть потрібні для побудови структур клітини.
На відміну від рослинної, тваринної клітини відсутня клітинна стінка, вакуолю і хлоропласти. Відсутність додаткового покривного комплексу позначається, наприклад, на особливості деформації плазмалеми під час ділення.

Будова рослинної клітини

Внутрішній вміст рослинної клітини набагато багатше, ніж тваринного. По-перше, тут можна виявити двумембранные структури – хлоропласти. І функція полягає у забезпеченні процесу фотосинтезу, який дуже важливий для рослин з точки зору додаткового джерела енергії поряд з диханням, а також глюкози. Рослинна клітина ззовні додатково вкрита клітинною стінкою. Вона складається з целюлозних волокон, а в місці контакту двох сусідніх клітин ще присутній пектин. Тут настільки потужний зовнішній комплекс не дозволяє контактувати так, як це роблять тварини клітини. Головну роль в транспорті відіграє будова клітини. 6 клас, біологія в якому вивчалася ще не так глибоко, не дає інформації про десмосомах – спеціальних порах в клітинній стінці, які служать для переміщення речовин з однієї клітини в іншу. З допомогою цих структур можуть контактувати вакуолі через невеликий по діаметру місток.
Вакуолю – це ще одна відмінність тваринної клітини від рослинної. Її функція полягає в запасании хімічно активних алкалоїдів, кислот, кальцію, які допомагають стабілізувати осмотичний тиск. Більш того, алкалоїди та кислоти можуть негативно діяти на вміст цитоплазми, тому вони повинні знаходиться в ізольованій органелле зі спеціальною мембраною, через яку неможливо проникнення молекул такого розміру. Мембрана вакуолі називається тонопластом. Всі особливості будови стовпчастої клітини тканини ідентичні наведеним планом складу рослинних клітин.

Прокариотические клітини

Бактерії (як представники прокаріотів) є еволюційно менш розвиненими організмами. Бактеріальна клітина являє собою цитозрль, оточене мембраною, клітинної стінкою і слизовою капсулою. Всередині немає тих органел, які зустрічаються у еукаріотів. Ядро також відсутня, а весь генетичний матеріал представлений у більшості бактерій лише однією хромосомою. Метаболізм клітини підтримується спеціальними структурами – мезосомами. Вони являють собою виріст цитоплазматичної мембрани всередину клітини, а їх функція полягає у диханні або фотосинтезі, якщо мова йде про фотосинтезуючих бактерій. Відсутність ядра допомагає збільшити швидкість транскрипції і трансляції. Також підвищується швидкість бінарного поділу клітини: колонія бактерій може подвоювати свою чисельність кожні 20 хвилин.

Функції клітини

Клітина як структурна і функціональна одиниця всього живого може виконувати різні функції, пов'язані з підтриманням життєдіяльності організму. Головну роль тут відіграє будова клітини. 6 клас, біологія в якому вивчалася ще на початковому рівні, диктує нам основні особливості організації клітинного апарату. Детермінація клітин рослин – це багатоступінчастий процес, в результаті якого з меристеми утворюється безліч інших тканин організму: покривні, видільні, провідні, механічні. Клітини кожної з цих тканин відрізняються один від одного за будовою та виконуваними функціями. Наприклад, завдання покривних клітин - не пропускати чужорідні агенти всередину організму, коли провідні елементи потрібні для транспорту органічних і мінеральних речовин по рослині.
Взаємодія клітин досягається спеціальними контактами, які носять назву плазмодесмы. Регуляція роботи відбувається на біохімічному рівні з допомогою різних ферментів і метаболітів.

Лист – вегетативний орган рослин

Функція вегетативних органів полягає у підтриманні життєдіяльності рослини на оптимальному рівні. Лист також відноситься до цієї групи, тому що його основна задача – це фотосинтез. Стовпчикову тканина – це основна фотосинтезирующая тканину аркуша. Вона складається з паренхіматозних клітин, в яких міститься багато хлоропластів. Клітини стовпчастої тканини знаходяться ближче до верхньої поверхні листа, щоб отримувати більше сонячної енергії і, відповідно, збільшити швидкість і продуктивність фотосинтезу. Також до складу листків входить губчаста тканина, яка також має хлоропласти, однак їх кількість набагато менша порівняно з полисадной паренхімою. Справа в тому, що основна функція клітин губчастої тканини – це газообмін за рахунок великих межклетников.

Особливості будови стовпчастої клітини тканини аркуша

Палисадная паренхіма знаходиться у верхніх шарах листа, щоб акумулювати більшу кількість сонячної енергії. Це потрібно для ефективного перебігу світлової та темнової стадії фотосинтезу, які проходять тільки в умови освітлення. Стовпчикову клітина – це витягнута клітка циліндричної форми, основна функція якої – процес фотосинтезу. Для цього в клітинах стовпчастої тканини перебувають кілька десятків хлоропластів, які розташовані по периферії клітини. Таке розташування в просторі цитозолю пояснюється збільшенням поверхні поглинання сонячних променів. У С4-рослин тропічних і екваторіальних лісів будова листка трохи відрізняється. У них стовпчикову тканина знаходиться в самому верхньому і в самому нижньому шарах органу. Пов'язано це з особливостями темнової стадії фотосинтезу у цих рослин. Особливості будови стовпчастої клітини тканини використовуються рослиною для підвищення ефективності фотосинтезу.

Що таке фотосинтез?

Фотосинтез – це багатоступінчастий біохімічний процес, при якому утворюється енергія у вигляді АТФ і глюкози – вуглеводу, який запасається рослиною. Фотосинтез ділиться на дві стадії: світлову і темновую. Під час першої стадії відбувається фотоліз води, виділення кисню як побічного речовини і синтез АТФ, НАДФН. Темнова стадія фотосинтезу представляє каскад послідовних реакцій, в результаті яких синтезується глюкоза або аналоги цукрів.

Чому рослинам необхідний фотосинтез?

Для підтримання нормальної життєдіяльності рослина запасає велику кількість крохмалю. Крохмаль – це полісахарид, мономером якого є глюкоза. Не дивно, що в організмі рослини з усіх можливих класів органічних речовин найбільший відсоток займають вуглеводи. Особливості будови стовпчастої клітини тканини дозволяють ефективно поглинати світлову енергію, яка необхідна для протікання біохімічних реакцій фотосинтезу. Під час темнової стадії синтезується глюкоза і інші гексозы, які і запасаються у вигляді великих полімерних молекул крохмалю в паренхімних клітинах. Навіть у самих хлоропластах часом можна спостерігати крохмальні зерна.