Особенности строения столбчатой клетки ткани. Палисадная (столбчатая) ткань пластинки листа растений

Дифференциация клеток и тканей играет большую роль в развитии организма. Разделение обязанностей для каждой клетки можно сравнить с разделением труда на фабрике: если каждая единица выполняет только присущую ей функцию, общий результат можно получить в более короткий срок. То же касается и любого живого организма, качество жизни которого зависит от его сложности развития и занимаемой эволюционной ниши.

Что такое клетка: биология жизнедеятельности организма

Клетка – это структурная и функциональная единица всего живого. Исключение разве что составляют вирусы – неклеточная форма жизни. Ткань – это совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих одинаковое строение, функции и происхождение. Биология функции клетки основана на ее строении, которое диктуется степенью организации животного или растения.

Дифференциация клеток у животных и растений происходит еще в онтогенезе. Каждая из них происходит из ткани-предшественника: если у животных это стволовые клетки, то у растений - меристема.

Что такое клетка? Биология и структура клеток позволяет классифицировать их на две группы.

1. Эукариотические клетки. К ним относятся структурные единицы животного и растительного организма.

2. Прокариотические клетки. Они отличаются отсутствием ядра и других органелл. К прокариотическим организмам относятся бактерии.

Строение животной клетки

Изучением структуры клеток занимается биология. Строение животной клетки было открыто Гуком еще в 19 веке, однако полностью оно было изучено ближе к 20 тысячелетию.

Клетка животных представляет собой цитоплазму, окруженную плазмалеммой. В цитоплазме «плавают» различные органеллы и включения. К органеллам относятся лизосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, пероксисомы. Включения – это вещества, которые растворены в цитозоле и ждут, пока они будут нужны для построения структур клетки.

В отличие от растительной, в животной клетке отсутствует клеточная стенка, вакуоль и хлоропласты. Отсутствие дополнительного покровного комплекса сказывается, например, на особенностях деформации плазмалеммы во время деления.

Строение растительной клетки

Внутреннее содержимое растительной клетки намного богаче, нежели животной. Во-первых, здесь можно обнаружить двумембранные структуры – хлоропласты. И функция заключается в обеспечении процесса фотосинтеза, который очень важен для растений с точки зрения дополнительного источника энергии наряду с дыханием, а также глюкозы.

Растительная клетка снаружи дополнительно покрыта клеточной стенкой. Она состоит из целлюлозных волокон, а в месте контакта двух соседних клеток еще присутствует пектин. Здесь столь мощный наружный комплекс не позволяет контактировать так, как это делают животные клетки. Главную роль в транспорте играет строение клетки. 6 класс, биология в котором изучалась еще не так глубоко, не дает информации о десмосомах – специальных порах в клеточной стенке, которые служат для перемещения веществ из одной клетки в другую. С помощью этих структур могут контактировать вакуоли через небольшой по диаметру мостик.

Вакуоль – это еще одно отличие животной клетки от растительной. Ее функция заключается в запасании химически активных алкалоидов, кислот, кальция, которые помогают стабилизировать осмотическое давление. Более того, алкалоиды и кислоты могут отрицательно действовать на содержимое цитоплазмы, поэтому они должны находится в изолированной органелле со специальной мембраной, через которую невозможно проникновение молекул такого размера. Мембрана вакуоли называется тонопластом.

Все особенности строения столбчатой клетки ткани идентичны приведенному плану состава растительных клеток.

Прокариотические клетки

Бактерии (как представители прокариот) являются эволюционно менее развитыми организмами. Бактериальная клетка представляет собой цитозоль, окруженную мембраной, клеточной стенкой и слизистой капсулой. Внутри нет тех органелл, которые встречаются у эукариот. Ядро также отсутствует, а весь генетический материал представлен у большинства бактерий лишь одной хромосомой.

Метаболизм клетки поддерживается специальными структурами – мезосомами. Они представляют собой вырост цитоплазматической мембраны внутрь клетки, а их функция заключается в дыхании или фотосинтезе, если речь идет о фотосинтезирующих бактериях.

Отсутствие ядра помогает увеличить скорость транскрипции и трансляции. Также повышается скорость бинарного деления клетки: колония бактерий может удваивать свою численность каждые 20 минут.

Функции клетки

Клетка как структурная и функциональная единица всего живого может выполнять различные функции, связанные с поддержанием жизнедеятельности организма. Главную роль здесь играет строение клетки. 6 класс, биология в котором изучалась еще на начальном уровне, диктует нам основные особенности организации клеточного аппарата.

Детерминация клеток растений – это многоступенчатый процесс, в результате которого из меристемы образуется множество других тканей организма: покровные, выделительные, проводящие, механические. Клетки каждой из этих тканей отличаются друг от друга по строению и выполняемым функциям. Например, задача покровных клеток - не пропускать чужеродные агенты внутрь организма, когда проводящие элементы нужны для транспорта органических и минеральных веществ по растению.

Взаимодействие клеток достигается специальными контактами, которые носят название плазмодесмы. Регуляция работы происходит на биохимическом уровне с помощью различных ферментов и метаболитов.

Лист – вегетативный орган растений

Функция вегетативных органов заключается в поддержании жизнедеятельности растения на оптимальном уровне. Лист также относится к этой группе, поэтому его основная задача – это фотосинтез.

Столбчатая ткань – это основная фотосинтезирующая ткань листа. Она состоит из паренхиматозных клеток, в которых находится много хлоропластов. Клетки столбчатой ткани находятся ближе к верхней поверхности листа, чтобы получать больше солнечной энергии и, соответственно, увеличить скорость и продуктивность фотосинтеза.

Также в состав листа входит губчатая ткань, которая также имеет хлоропласты, однако их число намного меньше по сравнению с полисадной паренхимой. Дело в том, что основная функция клеток губчатой ткани – это газообмен за счет больших межклетников.

Особенности строения столбчатой клетки ткани листа

Палисадная паренхима находится в верхних слоях листа, чтобы аккумулировать большее количество солнечной энергии. Это нужно для эффективного протекания световой и темновой стадий фотосинтеза, которые проходят только в условии освещения.

Столбчатая клетка – это вытянутая клетка цилиндрической формы, основная функция которой – процесс фотосинтеза. Для этого в клетках столбчатой ткани находятся несколько десятков хлоропластов, которые расположены по периферии клетки. Такое расположение в пространстве цитозоля объясняется увеличением поверхности поглощения солнечных лучей.

У С4-растений тропических и экваториальных лесов строение листа немного отличается. У них столбчатая ткань находится в самом верхнем и в самом нижнем слоях органа. Связано это с особенностями темновой стадии фотосинтеза у этих растений.

Особенности строения столбчатой клетки ткани используются растением для повышения эффективности фотосинтеза.

Что такое фотосинтез?

Фотосинтез – это многоступенчатый биохимический процесс, при котором образуется энергия в виде АТФ и глюкозы – углевода, который запасается растением.

Фотосинтез делится на две стадии: световую и темновую. Во время первой стадии происходит фотолиз воды, выделение кислорода как побочного вещества и синтез АТФ, НАДФН. Темновая стадия фотосинтеза представляет каскад последовательных реакций, в результате которых синтезируется глюкоза или аналоги сахаров.

Почему растениям необходим фотосинтез?

Для поддержания нормальной жизнедеятельности растение запасает большое количество крахмала. Крахмал – это полисахарид, мономером которого является глюкоза. Не удивительно, что в организме растения из всех возможных классов органических веществ наибольший процент занимают углеводы.

Особенности строения столбчатой клетки ткани позволяют эффективно поглощать световую энергию, которая необходима для протекания биохимических реакций фотосинтеза. Во время темновой стадии синтезируется глюкоза и другие гексозы, которые и запасаются в виде больших полимерных молекул крахмала в паренхимных клетках. Даже в самих хлоропластах порой можно наблюдать крахмальные зерна.