Біологія. 7 клас. Тагліна
§ 6. Особливості клітин рослин
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Світловий мікроскоп, яким ви користуєтеся, є чудовим приладом, за допомогою якого можна побачити дуже маленькі структури й об'єкти. Але якщо ви просто покладете на предметний столик свій палець, щоб з'ясувати, з яких клітин він складається, то нічого не побачите! Як ви думаєте, чому? Як саме треба підготувати об'єкт для дослідження, щоб у світловому мікроскопі можна було розглянути його клітини?
Лабораторні дослідження будови клітин рослин
Для спостереження під мікроскопом будови клітин рослин можна використати постійні препарати з наявної шкільної колекції або виготовити тимчасовий препарат самостійно. Об’єктами дослідження можуть бути червоний і / або зелений солодкий перець, сира бульба картоплі та / або листки елодеї канадської — багаторічної водної рослини, яку часто використовують акваріумісти (мал. 6.1).
Мал. 6.1. Червоний перець, зелений перець та елодея канадська, які часто використовують для досліджень
Загальна послідовність приготування тимчасового препарату
1. Зробіть тонкий зріз рослини за допомогою безпечної бритви або використайте зрізи, заздалегідь виготовлені вчителем. Підготуйте також обладнання та мікроскоп.
Поділіться своїми думками
Чому для дослідження перцю та картоплі слід робити зріз, а листок елодеї канадської можна розглядати під мікроскопом без виконання зрізу?
2. Пінцетом чи препарувальною голкою перенесіть тонкі шматочки-зрізи на предметне скло в краплю води.
3. Якщо препарат треба фарбувати, то на зріз наносять піпеткою фарбу. Наприклад, на зріз картоплі піпеткою наноситься краплина розчину йоду, який забарвлює крохмаль у синій колір.
4. Накрийте препарат покривним скельцем так, аби не було пухирців повітря.
5. Препарат готовий до використання. Його можна розглядати під мікроскопом.
Спостереження під мікроскопом клітин рослин
Ви вже знаєте, що рослинна клітина складається з невеличких компонентів (частин), які мають назву «органели». Які органели можна побачити під час дослідження клітин рослин?
По-перше, у рослинної клітини є ядро, яке ви вже бачили у власних попередніх дослідженнях (мал. 6.2).
Мал. 6.2. Препарат, на якому видно клітини шкірки цибулі, а в них — ядра
Організми, у клітинах яких є ядро, називають еукаріотами. Грецьке слово «еу» перекладається як «добре», «повністю», а «каріон» — ядро. Тобто еукаріоти — це організми, у клітинах яких є ядро, на відміну від клітин прокаріотів, у котрих ядра немає. Латинське слово «про» означає «до», «замість». Тобто прокаріоти — доядерні організми. У бактерій, наприклад, ядра немає, вони є прокаріотами. Оскільки клітини рослин мають ядро, то вони є еукаріотами.
Еукаріоти — це одноклітинні й багатоклітинні організми, у клітинах яких є ядро. Це рослини, тварини, гриби та різні одноклітинні організми, котрі мають ядро.
Прокаріоти — це одноклітинні організми, у клітинах яких немає ядра. Прокаріотами є бактерії.
Розгляньте уважно мал. 6.3 і 6.4. Це паличкоподібні та кулясті бактерії. Вони — прокаріоти, тобто їхні клітини не мають ядер.
Мал. 6.3. Паличкоподібні бактерії
Мал. 6.4. Ланцюжки з бактерій кулястої форми
Поділіться своїми думками
Чи будь-яку клітину, що не має ядра, можна назвати прокаріотичною?
У деяких клітин організму людини немає ядер. Так, червоні клітини крові — еритроцити — не містять ядер. У рослин також є живі клітини, що не мають ядер. Розгляньте мал. 6.3 та 6.4 і пригадайте, що ви вже знаєте про бактерії. Аргументовано поясніть, які саме організми можна називати прокаріотами / бактеріями.
Еритроцити крові людини
По-друге, клітини рослин мають клітинні стінки. Головним компонентом клітинної стінки рослин є целюлоза — волокнистий міцний вуглевод. Вам добре відома ця речовина, наприклад, деревина містить багато целюлози (мал. 6.5), а натуральна вата — це майже чиста целюлоза.
Мал. 6.5. Препарат рослинних клітин, на якому ми бачимо міцні клітинні стінки із целюлози
По-третє, у клітинах рослин ви можете побачити органели, які називають пластидами. Такі органели є лише в рослин. Пластиди бувають трьох типів.
• Хлоропласти — пластиди зеленого кольору, які здійснюють фотосинтез і забезпечують живлення рослинного організму (мал. 6.6). Розташовані вони в зелених частинах рослин. Хлоропласти містять хлорофіл (від грецького слова «хлорос» — «зелений» і «філон» — «лист»). Хлорофіл — зелений пігмент, який поглинає світло й виконує важливу роль у процесі фотосинтезу.
Мал. 6.6. Хлоропласти в клітинах листка
• Хромопласти — пластиди, які зафарбовують у червоний, помаранчевий чи жовтий колір частини рослин (плоди, пелюстки). У цих органелах накопичуються каротиноїди (англ. carrot — морква), які й надають відповідного забарвлення коренеплодам моркви, плодам помідорів, болгарського перцю чи цитрусових (мал. 6.7, 6.8).
Мал. 6.7. Хромопласти в клітинах пелюстки квітки
Мал. 6.8. Осіннє листя має різне забарвлення завдяки хромопластам у їхніх клітинах
• Лейкопласти — безбарвні пластиди. У них може утворюватися й запасатися вуглевод крохмаль. Крохмаль — основна запасна речовина рослинної клітини (мал. 6.9).
Мал. 6.9. Зерна крохмалю лейкопластів у бульбі картоплі
Під клітинною стінкою міститься власне клітина, яка вкрита тонкою ліпідною плівкою — мембраною — та всередині заповнена цитоплазмою. Цитоплазма складається з цитозолю (в’язкого розчину неорганічних та органічних речовин у воді) та різних органел цитоплазми.
Ви можете також помітити, що більша частина рослинної клітини прозора — це центральна вакуоля з клітинним соком.
У цитоплазмі клітини є й інші складники. Проте вони дуже малі та прозорі, тому побачити їх у світловий мікроскоп неможливо. Ці компоненти клітин науковці й науковиці відкрили лише після винаходу електронного мікроскопа.
Наприклад, рибосоми — органели, які здійснюють синтез білків, необхідних для рослинної клітини. Самі рибосоми утворюються в ядрі, у місці, яке зветься ядерце, а ось працюють вони в цитоплазмі. Побачити їх можна лише за допомогою електронного мікроскопа.
Індивідуальна робота
Розгляньте внутрішню будову клітини листка рослини елодеї. Які функції виконують позначені на світлині органели?
Поділіться своїми думками
Розгляньте складники клітини на моделі будови рослинної клітини та на загальному зображенні, отриманому за допомогою електронного мікроскопа. Порівняйте реальне зображення складників клітини з моделлю. Чи достатньо точно малюнок передає особливості будови складників клітини?
Примітка. Аби чітко побачити всі складники клітини, необхідно зробити детальні світлини різних частин клітини, тому на фотографії немає деяких компонентів.
Це — будова рослинної клітини на зображенні, отриманому за допомогою електронного мікроскопа.
Це — модель будови рослинної клітини.
Індивідуальна робота
Знайдіть інформацію про те, навіщо в щоденному житті люди використовують такі речовини, як крохмаль (основний запасний вуглевод рослин) і целюлозу (основний структурний вуглевод рослин).
Завдання
Один із каротиноїдів жовтогарячого кольору додають як барвник до відомого популярного напою. Знайдіть інформацію про цей барвник і з'ясуйте, як він впливає на організм людини. Оцініть, чи безпечний він для здоров'я людини.
Робота клітини
Клітина — це жива відкрита система, яка здійснює обмін речовин та енергії з навколишнім середовищем; реагує та пристосовується до дії різних чинників; росте й розмножується шляхом поділу, а також має всі інші ознаки живого.
Для побудови своїх компонентів і росту клітинам необхідні вода, мінеральні солі та органічні речовини, а для забезпечення процесів життєдіяльності та руху — енергія.
Усіма процесами в клітині керує ядро, у якому міститься спадкова інформація, записана в молекулах ДНК. На основі спадкової інформації в клітині утворюються різні білкові молекули. Саме білки забезпечують перебіг хімічних реакцій обміну речовин та енергії в клітинах. Вони входять до складу органел клітини, сприймають інформацію про зовнішні подразники й керують різними процесами життєдіяльності.
Для злагодженої роботи клітинам необхідні різні компоненти, які відповідають за виконання окремих функцій. Такими структурами є органели клітини. Наприклад, зовнішня мембрана, яка відокремлює вміст клітини від навколишнього середовища й забезпечує транспорт речовин у клітину чи з клітини. Важливими органелами в рослинних клітинах є мітохондрії (мал. 6.10), які виробляють енергію, необхідну для процесів життєдіяльності. Велика вакуоля створює внутрішньоклітинний тиск і забезпечує пружний стан клітин рослин.
Мал. 6.10. Мітохондрії — органели клітини еукаріотів, які виробляють енергію
Усі органели рослинної клітини працюють злагоджено. Кожна з них виконує функції, які є потрібними для життєдіяльності всієї клітини (мал. 6.11). В одноклітинних рослин одна клітина виконує всі функції живого. Клітини, які є частиною багатоклітинних рослин, уже не можуть виконувати всі функції живого одночасно, бо вони є різними й виконують різні функції. Такі клітини можуть існувати лише у складі цілісного багатоклітинного організму.
Мал. 6.11. Хлоропласт — органела рослинної клітини, у якій відбувається фотосинтез
Індивідуальна робота
Розгляньте малюнок. Прочитайте фрагмент статті, використавши перекладач для незнайомих слів. Про яку складову рослинної клітини йдеться в тексті? Яку функцію вона виконує? Чому ця функція є важливою для рослинних клітин?
Functions of plasmodesma
Every plant cell is surrounded by a cell wall. Plasmodesmata are microscopic channels which traverse the cell walls of plant cells, enabling transport and communication between them.
Запитання і завдання
1. Які органели клітини рослин ви можете побачити у світловому мікроскопі?
2. Які органели притаманні лише рослинним клітинам? Чому? Назвіть їх та охарактеризуйте.
3. Чим відрізняються хлоропласти, хромопласти й лейкопласти рослинної клітини? Які їхні властивості?
4. На основі малюнка внизу створіть макет клітини рослини з підручних засобів (аплікацію, кольоровий малюнок чи об’ємну модель). Презентуйте свої роботи однокласницям і однокласникам. Поділіться враженнями від робіт, які виконали й презентували ваші однолітки. Яка робота вам найбільше сподобалася? Чому?
Опорні точки
Особливостями будови клітин рослин є наявність пластид (хлоропластів, хромопластів, лейкопластів), клітинної стінки із целюлози, великої вакуолі з клітинним соком. Завдяки хлоропластам рослини можуть здійснювати процес фотосинтезу, тобто утворювати органічні речовини з неорганічних за рахунок енергії світла. Саме тому рослини є продуцентами в екосистемах.
