Клітини рослинних організмів

Цитологія – розділ біології, який вивчає живі клітини, їх походження, їхню будову, функціонування, процеси клітинного розмноження, старіння и смерті.

Клітина – це найменша структурна та функціональна одиниця живого організму. Усі клітини мають спільне походження, схожу будову і подібне функціонування (в них відбуваються схожі процеси). Усі клітини утворюються в результаті поділу материнської (вихідної) клітини. Із материнської клітини спадкова інформація (програма функціонування клітин і всього організму в цілому) передається у знов утворені дочірні клітини.

Хімічний склад клітини (біологічних об’єктів). Клітина, з фізичної точки зору, є одним з рівнів організації матерії, який включає в себе атомарний і молекулярний рівні, і складається з хімічних елементів. За співвідношенням хімічних елементів та їх ізотопним складом біологічні об’єкти (клітини організмів) відрізняються від об’єктів неживої природи (земної кори). Умовно усі елементи клітини (організму), за масовою часткою, можна розділити на три групи:

- макроелементи (> 0,001%): кисень (О) – 65-75%, вуглець (С) – 15-18%, водень (Н) – 8-10%, азот (N) – 2,0-3,0%, фосфор (Р) – 0,2-1,0%, калій (К) – 0,15-0,40%, сірка (S) – 0,15-0,20%, хлор (Cl) – 0,05-0,10%, магній (Mg) – 0,02-0,03%, натрій (Na) – 0,02-0,03%, кальцій (Са) – 0,04-2,00%, залізо (Fe) – 0,01-0,015%;

- мікроелементи (0,001% - 0,000001%): ванадій (V), германій (Ge), йод (І), кобальт (Со), марганець (Mn), нікель (Ni), рутеній (Ru), селен (Se), фтор (F), мідь (Cu), хром (Cr), цинк (Zn);

- ультрамікроелементи (<0,000001%): золото (Au), срібло (Ag), ртуть (Pb), платина (Pt), цезій (Cs).

Молекулярна організація клітин. Під дією силових (енергетично-інформаційних) полів простору (програм) хімічні елементи, за рахунок перерозподілу електронів і ядер, вступають у взаємодію між собою – хімічні реакції. У різних комбінаціях хімічні елементи створюють різноманітні сполуки – молекули, яким притаманні певні фізичні і хімічні властивості.

Утворені у певних силових (енергетично-інформаційних) полях простору молекули, за програмами більш високих рівнів, об’єднуються у інформаційні самовідновні структури – організми. (біологічні об’єкти) Клітини організму, як відмічалось раніше, представляють собою програмовані (керовані) структурно-функціональні одиниці організмів. У своїй будові вони складаються з молекулярних спеціалізованих комплексів – органел клітини, які функціонально об’єднані між собою обміном речовин.

Молекули, які організують (будують) внутрішню самовідновну структуру органел клітин, називаються конституційними. Молекули які синтезуються живими організмами у процесі життєдіяльності і які забезпечують взаємодію органел клітин між собою і навколишнім середовищем, називаються ергастичними.

Конституційні молекули виконують будівельну та інформаційно-транскрипційну функції, у той час як ергастичні речовини виконують інформаційно-трансляційну, захисну, запасну, енергетично-транспортну та інші функції, які забезпечують існування (функціонування) клітин.

Живим організмам (клітинам) притаманна висока швидкість проходження в них різноспрямованих хімічних реакцій, які забезпечують існування самовідновної структури організму, її розвиток і реалізацію інформаційних програм більш високих рівнів.

Хімічні сполуки, що утворюються поза межами організмів називаються мінеральними (неорганічними). Вуглецевмісні сполуки, синтезовані організмами із неорганічних сполук називаються органічними.

На молекулярному рівні біологічні об’єкти (клітини) складаються з обох типів сполук, які у своїх співвідношеннях дуже варіюють (змінюються):

- неорганічні сполуки: вода (Н₂О) – 70-80%, мінеральні солі – 1,0-1,5%;

- органічні сполуки: білки – 10-20% (до 35%), ліпіди – 2,0-5,0% (до 50-90%), вуглеводи – 1,0-5,0% (до 70%), нуклеїнові кислоти – 1,0-5,0%, інші речовини – 0,1-0,5%.

Обмін речовин – метаболізм – набір хімічних реакцій, які відбуваються у живому організмі (клітині) для підтримки життя. Ці процеси дозволяють організмам рости и розмножуватись, зберігати свої структури і взаємодіяти з навколишнім середовищем. Реакції метаболізму клітини розділяють на два типи:

- анаболізм (анаболістичні реакції) – реакції синтезу (утворення) складних речовин із простих, які відбуваються з поглинанням енергії (ендогенні реакції),

- катаболізм (катаболістичні реакції) – реакції розщеплення складних речовин на прості, які відбуваються з виділенням енергії (екзогенні реакції).

Будова рослинної клітини. Функціонально рослинну клітину можна розділити на дві складові частини (рис. 1.):

- протопласт – «жива» конституційна частина, яка зберігає інформацію і структуру клітини.

- похідні протопласту – «нежива» ергастична частина, через яку інформація клітини реалізується (виконується).

Рис. 1. Структурний взаємозв’язок компонентів клітини