КЛЕТКА

Размножение и развитие пластид. Вакуоли

Размножение и развитие пластид

Хроматофоры водорослей делятся перетяжкой, и этот процесс обычно связан с делением клетки. Хло- ропласты высших растений также способны делиться, хотя у них этот процесс проходит нечасто, а при низких температурах останавливается совсем. У высших растений все пластиды происходят от общего предшественника - пропластид, которые, в свою очередь, развиваются из двухмембранных инициальных частиц. Эти частицы наследуются только по материнской линии через яйцеклетку, спер- мии их не содержат.

Пропластиды представляют собой частицы шаровидной формы диаметром 0,4 - 1 мкм. Чаще всего они встречаются в клетках меристемы, где могут размножаться путем деления или почкованием. Из пропластид развиваются лейкопласты (они обычно имеют более крупные размеры), из них - хлоропласты, которые, в свою очередь, затем становятся хромопластами.

Вакуоли

Практически каждая растительная клетка содержит вакуоли. Но, в отличие от животных клеток, у которых такие структуры тоже есть, вакуоли растений выполняют гораздо больше функций. Если в животной клетке принято выделять три основных ее компонента - ци- толемму, цитоплазму и ядро, то в клетках растений крупные вакуоли справедливо рассматривать как четвертый компонент, т. к. по ряду причин их нельзя отнести к органеллам цитоплазмы.

Вакуоли образуются из провакуолей - небольших мембранных пузырьков, которые отшнуровываются от элементов гладкого или шероховатого эндоплазматического ретикулума или от мешочков комплекса Гольджи. Такие мембранные структуры можно обнаружить уже в меристематических клетках. Затем пузырьки сливаются и образуют вакуоли значительных размеров ( 42). Они в среднем занимают около 30% объема протопласта. Однако в старых клетках все вакуоли могут сливаться в одну гигантскую центральную вакуоль. Она часто занимает до 90% объема протопласта, а иногда даже более. В процессе роста клетки ее объем увеличивается за счет увеличения объема вакуоли, а не цитоплазмы.

От цитоплазмы вакуоль отделена собственной мембраной, которая называется тонопластом (лат. tonus - напряжение, греч. plastos - оформленный). Толщина тонопласта несколько больше, чем у мембран эндоплазматического ретикулума, но меньше, чем у цитолеммы. Основная его функция - транспорт веществ.

Содержимое вакуолей называется клеточным соком. Основную часть его составляет вода, в которой растворены различные вещества. Вакуоль является внутриклеточным резервуаром ионов Na+, которые избирательно поглощаются тонопластом. В результате концентрация Na+ в клеточном соке становится в 4-5 раз больше, чем в гиалоплаз- ме. Кроме этого, в клеточном соке присутствуют метаболиты первичного обмена (углеводы, белки, органические кислоты) и вторичного (пигменты, алкалоиды, танины).

В вакуолях зрелых плодов в большом количестве накапливаются углеводы в виде моносахаридов (глюкоза и фруктоза во многих плодах) и дисахаридов (сахароза в вакуолях сахарных тростника и свеклы). Реже накапливаются полисахариды (в виде слизей у кактусовых). Танины относят к дубильным веществам. Они придают вяжущий вкус и в наибольших количествах присутствуют в коре стеблей и корней. Алкалоиды включают в себя группу азотсодержащих веществ. К ним относят кофеин, морфин, кодеин, хинин, каучук и др. В состав клеточного сока могут также входить пигменты из группы антоцианов. Они имеют желтый, красный или синий цвет и наряду с пластидами определяют яркую окраску лепестков цветков, что способствует привлечению насекомых-опылителей.

Функции вакуолей разнообразны, но наиболее существенными являются четыре: создание тургора, запасание необходимых клетке веществ и отложение веществ, вредных для клетки, а также ферментативное расщепление органических соединений.

Кроме полезных веществ, в вакуолях могут также накапливаться и токсичные соединения.