Citoplasmă de celule vegetale

Citoplasma unei celule vii sub microscopul luminos are forma unei mase omogene mucoase semi-lichide transparente, care nu posedă nici o structură internă.







Organelele rămase ale celulei sunt scufundate în ea. Compoziția chimică și proprietățile fizice ale citoplasmei sunt foarte complexe. Nu este substanță chimică omogenă și este un sistem organizat și în continuă schimbare a unui amestec de diferiți compuși organici, care sunt parte coloidal și soluție reală parțial capabil. O varietate de săruri minerale, zaharuri și alți compuși solubili în apă se găsesc în citoplasmă într-o soluție adevărată. Proteine, acizi nucleici, lipide (substanțe grase cum ar fi) nu sunt solubile în apă, formează soluții coloidale. Coloidal substanțe organice citoplasmei esențiale crește dramatic suprafața componentelor de contact în reacțiile chimice care au loc implicând enzime și permite (dacă membranele disponibile) efectuate într-unul și același timp, diferite tipuri de reacții în unele zone ale citoplasmei.

Se presupune că apa poate fi într-o stare legată de alte substanțe ale citoplasmei și, în special, de proteine.

Substanța care determină proprietățile și structura caracteristică a celor vii este proteinele - compușii polimerici, moleculele cărora formează lanțuri mozaice foarte variabile în citoplasmă. Acestea pot fi împărțite în două grupe - proteine ​​simple (proteine) și proteine ​​complexe (proteine). Proteinele includ proteina și un grup non-proteic, de exemplu, acizi nucleici, glucoză, lipoizi (substanțe asemănătoare grăsimilor). Cea mai importantă dintre proteine ​​sunt nucleoproteinele, partea neproteină a căreia, ca și proteina, este formată din compușii polimerici înalt - acizi nucleici. În citoplasmă, există de obicei doar un singur tip de acid nucleic-acid ribonucleic (ARN). Combinația de proteine ​​cu glucoză dă glucozoizi, cu lipoide - lipoproteine.

Citoplasma se comportă ca un sistem coloidal, trecând în mod reversibil de la sol la gel. De obicei, acesta este un hidrozol, adică un sistem coloidal cu un mediu predominant de dispersie - apă. Odată cu eliberarea apei, aceasta poate trece în starea gelului, apoi începe să predomine faza dispersată. De exemplu, în semințele de repaus, citoplasma este în stare de gel. Cu germinația semințelor, coloizii hidrofilici absoarbe puternic apa, se umflă și citoplasma trece în starea de hidrozol. Părțile individuale ale citoplasmei chiar a unei celule pot fi într-o stare fizică diferită. Membranele mai densi ale citoplasmei sunt un gel, în timp ce restul este de obicei în stare solică?

Sub influența diferiților factori ( „iritanți“) mecanice, chimice sau alte considerații citoplasmă ușor schimbă starea obișnuită pentru condiții normale de hidrosol și coagula (coagulat), în care faza dispersată (proteină și alte materii) separă un precipitat floconos. In cele mai multe plante într-o stare de viață activă, coagulată ireversibil citoplasmă (omorât) prin efectul temperaturii este doar puțin mai mare de 60 ° C. Cu toate acestea, în citoplasmă stare de gel (seminte latente), fără a urmări dezastruoase poate rezista la efectul pe termen scurt al temperaturilor, chiar sub -100 ° C in afara de temperaturile extreme efectul distructiv citoplasmă ca diferiților electroliți la concentrații mari, se observă curentul electric de la o m th tensiune. d. fenomenul citoplasmei de coagulare și fixare (ucidere rapidă) a instalațiilor de plante, care rezultă în citoplasmă devine vizibil, deoarece se pare grăunțos. Una dintre proprietățile principale ale citoplasmei unei celule vii este abilitatea de a se mișca. mișcarea citoplasmei vizibile în principal în celulele adulte, în cazul în care acesta are stratul de forma postennogo care înconjoară vacuole. In aceste celule, citoplasmă se mișcă într-o direcție în jurul vacuole, plastide și mitocondrii desen. O astfel de mișcare de rotație în celulele vecine are loc de obicei în direcții opuse. Celulele cu catene citoplasmatice care traversează vacuolul central sunt caracterizate de o mișcare de flux. Se știe puțin despre mecanismul și funcțiile mișcării citoplasmei. Este cel mai probabil că ajută la mutarea substanțelor necesare în interiorul protoplastiei.

Unii oameni de știință cred că citoplasma nu se mișcă în mod normal și este observată numai atunci când celula este deteriorată. Cu toate acestea, observațiile împotriva acestui spectacol care arată că temperatura, lumina, curentul electric, diverse substanțe pot schimba viteza mișcării. De exemplu, acțiunea unui curent electric oprește de obicei mișcarea.

Citoplasma ca sistem viu are proprietatea așa-numitei permeabilități selective. unele substanțe, în special apa, penetrează ușor în ea, altele, inclusiv cele dizolvate în apă, sunt reținute de citoplasmă.

Acest lucru este exprimat în fenomenul de plasmoliză. Dacă scufundați o celulă vegetală vie într-o soluție hipertonică de zahăr sau o cantitate mică de sare, aceste substanțe vor scoate apă din celulă, rămânându-se datorită permeabilității selective a citoplasmei în afara celulei. Această tragere de apă va provoca protoplastia elastică să se întoarcă din coajă și să o spele, ceea ce se numește plasmoliză.

Plasmoliza celulelor plastice

Plasmoliza de obicei reversibilă, iar când accesul apei sau a celulelor care migrează într-o soluție hipotonă de apă absorbită din nou celula viguros protoplast și din nou apăsat pentru shell. Ca rezultat, celula devine elastică, ceea ce determină starea stresantă a țesuturilor și, în consecință, a organelor întregii plante. O astfel de stare tensionată a celulelor se numește turgor.

Plasmoliza poate fi un indicator care arată că celula este în viață, deoarece celula moartă nu este plasmolizată. Prin urmare, fenomenul de plasmoliză este utilizat în studiile anatomice pentru a evalua dacă celula este viu sau mort. Pierderea turgorului în timpul plasmolizării provoacă fenomenul de înflorire a plantei. Când se învârte în aer, învelișurile cu celule subțiri ale celulelor se ridică și se îndoaie simultan cu protoplastul.







Fenomenul de permeabilitate selectivă rol exclusiv aparține două straturi de delimitare citoplasmatici: un strat exterior adiacent membranei celulare, numita membrana plasmatică (ektoplastom). și stratul interior care delimitează suprafața interioară a citoplasmei din vacuole, numit tonoplast. Dovezi ale straturilor de frontieră de stat specifice, care sunt ca o barieră pentru substanțele experiență a servit în care un mod special au fost injectate în citoplasmă diferiți coloranți organici. În acest caz, coloranții nu au fost spălați din citoplasmă, dar au fost reținuți în acesta din cauza unui strat limită selectiv permeabil. Cu toate acestea, structura și compoziția chimică a plasmalemiei și a tonoplastului au rămas, până recent, ipotetice. Doar un microscop electronic a făcut posibilă aflarea structurii lor. Sa constatat că atât plasmalemma, cât și tonoplastul sunt membrane lipoproteinice. Aceste membrane sunt adesea asimetrice, care se datorează diferențelor în aranjamentul și structura reciprocă a moleculelor de proteine ​​și lipoidelor care compun membrane. Datorită asimetriei, unele substanțe sunt mai ușor de trecut într-o direcție, în timp ce altele - în direcția opusă. Prin urmare, pe suprafața membranelor este observată frecvent distribuția neuniformă a ionilor creează o diferență de potențial electric, care se presupune a fi forța motrice a numeroase procese biologice. Plasmalemul și funcția tonoplastică reprezintă bariere care limitează difuzia liberă a ionilor și controlează compoziția și rata penetrării moleculare. De aceea, de exemplu, un fir de păr rădăcină, care este o singură celulă poate conține o cantitate mare de ioni de potasiu și în același timp să păstreze capacitatea de a absorbi acești ioni din soluția solului unde concentrația lor este mult mai mic.

Cu toate acestea, nu trebuie să credem că plasmalemma și tonoplastul sunt bariere "surde", care, în toate punctele sale, afectează absorbția substanțelor. Au fost obținute dovezi fiziologice că în unele părți ale membranelor substanțele trec liber în conformitate cu legile de difuzie. Aceste zone sunt atât de înguste (5-10 Å) încât acestea nu sunt de obicei vizibile nici măcar în cel mai bun microscop electronic. Locația și numărul acestor site-uri nu rămân constante.

Plasmalemei de multe ori contururi ondulate, uneori formeaza riduri adânci, și ieșite în afară, în citoplasmă asemănătoare (mai puțin de 1 microni) tubii înguste. Aceste tubule sunt de obicei umplute cu substanța membranei celulare, care este eliberată de protoplast prin plasmalem. Uneori ele sunt goale din punct de vedere electronic, nu sunt umplute cu substanța membranei celulare.

Fragmentul a două celule adiacente din frunza ariciului în curs de dezvoltare

Poate că acest tip de tuburi servește la absorbția directă a soluțiilor celulare, care pot include compuși cu conținut molecular ridicat - proteine. Acest proces, mai studiat în celulele animale, a fost numit pinocitoză. În procesul de pinocitoză, soluția din tubulatură este izolată de mediul extern datorită faptului că capetele membranelor din exterior cresc unul față de celălalt și apoi fuzionează în gura tubului. Soluția din tubulatură este înconjurată pe toate laturile de o membrană. Apoi, această membrană se dezintegrează și substanța închisă în tubulatură se află în citoplasmă. Deși acest mod de absorbție a substanțelor din celulele plantelor nu este aproape investigat, este foarte posibil să existe.

Microscopul electronic a permis detectarea membranei nu numai la suprafață, ci și în interiorul citoplasmei, care se bazează pe cercetarea în lumina microscopului a fost considerat un perfect omogen. Aceste membrane delimitează în citoplasmă ramificata tuburi sistem bule, aplatizate cavitati ( „rezervor“), legate între ele într-o rețea de mai mult sau mai puțin continuu, numit endoplasmatic.

Schema imaginii spațiale a situsului celular cu reticulul endoplasmatic

Membranele citoplasmei reticulul endoplasmic se separă în două faze distincte: prima este un material situat in interiorul tubulilor de reticulului endoplasmatic, iar al doilea, situat în afara membranei, formează așa-numita hyaloplasm (sau matrice) - citoplasmă substanță bazică. Conținutul tubulilor și cisternele de reticulul endoplasmic la microscop electronic arată în mod tipic omogen și transparent, cel puțin în ea la există fascicule de elemente fibrilare. Potrivit unor oameni de știință, mișcarea diferitelor substanțe de la plasmalemma la membrana nucleului și înapoi prin rețeaua acestor tubuli are loc. Se presupune că proteina poate trece din citoplasmă prin tubuli în vacuole și se acumulează acolo. Ca rezultat al reticulului endoplasmatic apare ca o reprezentare a unui anumit tip de aparat de circulație citoplasmei, ghid și să faciliteze schimbul de substanțe între celulă și mediul extern. Reticulul endoplasmic - structura este foarte mobilă și instabilă, membranele sale se schimbă continuu. În ciuda mobilității lor, membranele reticulului endoplasmatic, ca toate membranele, probabil nu apar direct din hialoplasmă, ci sunt continue în timp. membrană citoplasmatică poate fi asociată cu membrana nucleară și membrana plasmatică, dar această conexiune se datorează labilitatea citoplasmei este în continuă schimbare.

Hialoplasma în jurul elementelor reticulului endoplasmatic este o fază continuă, nediferențiată a citoplasmei care înconjoară alte organele ale protoplastei. Structura hialoplasmei este foarte puțin înțeleasă. Într-un microscop electronic, acesta are forma unei substanțe libere, dar este de obicei mai dens decât conținutul elementelor reticulului endoplasmatic. Uneori poate observa o rețea de fibri dezorganizate cu un diametru de aproximativ 200 Å. Până în prezent, se cunosc puține despre aceste fibre.

Site-ul hialoplasmei din celula parenchimului de phloem al dovleacului

Uneori, în partea periferică a hialoplasmei, sub plasmalemă, într-un microscop electronic, sunt identificate structurile cunoscute sub denumirea de microtubuli. Microtubulii se gasesc cel mai frecvent la tineri celule, viguros în creștere (capete de rădăcină de ceapă, timoftica, ienupăr, dezvoltarea unor elemente din lemn și bast) și aranjate perpendicular pe pereții săi laterali și paralele între ele. Ele sunt de obicei drepte sau ușor răsucite, au o lungime de câteva microni

și constă dintr-o carcasă densă electronic cu o grosime de 55-70 Å și un spațiu luminos interior cu un diametru de 50-140 Å. Carcasa microtubulei este construită, la rândul său, din 11-13 subunități - cele mai mici structuri, rotunjite pe o secțiune transversală și strâns presate împreună. Structura microtubulilor este foarte asemănătoare cu structura flagelului organismelor unicelulare care servesc la mișcarea lor. Funcția acestor tuburi a fost clarificată până acum foarte puțin. Se presupune că aceștia joacă un rol în sinteza și orientarea microfibriliilor de celuloză ale membranei celulare, precum și în mișcarea citoplasmei și a altor organele ale celulei.

Destul de des în hialoplasm se găsesc zone cu cea mai mică granularitate. Această granularitate este cauzată de acumularea de granule având o formă rotunjită, cu un diametru de aproximativ 150 Å, numite ribozomi (granule de ribonucleoproteină). Acestea sunt bogate în ARN și proteine, iar imaginile sunt obținute mai întunecate decât hialoplasma, deoarece împrăștie puternic electronii. Funcția ribozomilor a fost clarificată destul de recent. Sa dovedit că în ei din aminoacizi cu participarea ARN apare sinteza moleculelor proteice ale citoplasmei. Ribosomii nu se află, de obicei, numai liber în hialoplasmă,

dar și în cantități mari atașate la suprafețele exterioare ale membranelor reticulului endoplasmatic, acoperindu-le în mod liber. Reticulul endoplasmatic cu ribozomi atașat la acesta a fost numit "dur" sau granular, iar rețeaua endoplasmică fără ribozomi este "netedă" sau agranulară. Ribosomii se atașează de asemenea la suprafața exterioară a membranei nucleare, în timp ce membranele mitocondriale, precum și plasmalemma și tonoplastia rămân netede. În plus față de citoplasmă, ribozomii se găsesc în nucleul, plastidele și, eventual, mitocondriile.

In celulele tinere hyaloplasm destul de dens, foarte bogat în ribozomi liberi și reticulul endoplasmatic nu este abundent și este dat câteva bule deconectate. In mai mature (diferențiate) Densitatea celulelor hyaloplasm scade datorită hidratării, tubii ale reticulului endoplasmatic sunt extinse, extinse și formează numeroase tuburi și tancuri conectate unul la celălalt într-o rețea care înconjoară întreaga citoplasmă. Membranele reticulului endoplasmatic al unor astfel de celule sunt de obicei dure, numărul de ribozomi liberi scade. Celulele dintr-o stare de creștere activă și sinteza membranelor celulare, elemente reticulului endoplasmatic sunt aranjate paralel cu pereții mantalei. Celulele hyaloplasm vechi și inactive mai hidratat volumul endoplasma rețea etică scade din nou, membrana devine netedă (fără ribozomi) și ribozomi liberi sunt foarte rare.

Distribuiți un link cu prietenii







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: