Budowa komórki i funkcje jej składników

Cytoplazma stanowi zwykle główną masę komórki. Jej właściwości fizyczne podobne są do właściwości roztworu koloidowego. Jest bezbarwna przezroczysta, półpłynna, śluzowata o gęstości nieco większej od wody. Ma zdolność ciągłego ruchu. W jej skład wchodzą: woda, białka, lipidy, węglowodany i inne związki organiczne i nie organiczne. Cytoplazma nie ma jednolitej struktury. Jest zróżnicowana na cytoplazmę podstawową i siateczkę śródplazmatyczną - retikulum endoplazmatyczne.


Cytoplazma podstawowa stanowi bezpostaciowy ośrodek zwany też cytozolem lub matriks, składający się w dużej mierze z białek.


Siateczka śródplazmatyczna zbudowana jest błon cytoplazmatycznych, tworzących system rurek i cystern przenikających cytoplazmę podstawową. Ten system błon dzieli cytoplazmę na odrębne przedziały, w których mogą przebiegać bez zakłóceń różne reakcje enzymatyczne. Część błon retikulum endoplazmatycznego jest gładka - to tzw. retikulum endoplazmatyczne gładkie, a część błon jest szorstka, pokryta rybosomami - jest to tzw. retikulum endoplazmatyczne szorstkie. Od błon gładkiego retikulum endoplazmatycznego mogą oddzielać się pęcherzyki, które przekształcają się w wakuole i mikrociałka, takie jak sferosomy, peroksysomy itp. Siateczka śródplazmatyczna pełni ważną rolę w syntezie białek i lipidów oraz w przemieszczaniu się różnych związków w komórce.


cytoplazma - substancja koloidalna, wypełniająca wnętrze komórki


w skład cytoplazmy wchodzą globuliny o charakterze enzymatycznym, białka fiblyralne tworzące cytoszkielet, lipidy, węglowodany oraz woda


Błony cytoplazmatyczne


Plazmalemma - żywa, półprzepuszczalna błona białkowo-lipidowa, okalająca cytoplazmę (protoplast). Lipidy połączone są z białkami w taki sposób, że tworzą coś w rodzaju płynnej moaziki. Kontroluje metabolizm komórki regulując przepływ różnego rodzaju związków.


Siateczka wewnątrz plazmatyczna (retikulum endoplazmatyczne) - struktura wewnątrz cytoplazmy o charakterze błoniastym składająca się z zespołu kanalików, pęcherzyków lub banieczek, często łączących się ze sobą, ograniczonych błoną białkowo-lipidową. Rodzaje:


- siateczka wewnątrzplazmatyczna szorstka (retikulum endoplazmatyczne szorstkie) - z błoną siateczki łączą się rybosomy odgrywające ważną rolę przy syntezie białek


- siateczka wewnątrzplazmatyczna gładka - pozbawiona rybosomów - bierze udział w procesie syntezy kwasów tłuszczowych


Ściana komórkowa


Zbudowana z pektyn i celulozy (cukrowce). Między łańcuchami celulozy występują wolne przestrzenie wypełnione wodą i pektynami. Zespół łańcuchów pektynowych tworzy mikrofibrylle. W ścianie komórkowej mogą odkładać się także substancje pochodzenia tłuszczowego. Kontaktowanie się żywych protoplastów sąsiadujących komórek umożliwiają otworki (pory) w ścianach komórkowych.


Rybosomy


Kuliste struktury zbudowane z białek i RNA. Mogą one występować wolno w cytoplazmie lub mogą być związane z błonami retikulum endoplazmatycznego. Syntetyzują białka. Zespół rybosomów połączonych nicią matrycową stanowi polirybosom.


Lizosomy


Występują tylko w komórkach zwierzęcych. Ich odpowiednikami w komórkach roślinnych są sferosomy. Zawierają enzymy trawienne, które są w stanie latencji (nieaktywne). W nich zachodzą procesy trawienia wewnątrzkomórkowego składników protoplastu związane z przebudową komórki.


Aparat Golgiego


Inaczej zwany diktiosomem tworzy stosy kilku spłaszczonych cystern ułożonych równolegle do siebie. Cysterny ograniczone są pojedynczą błoną białkowo-lipidową. Od nich odrywają się pęcherzyki transportujące. Funkcja: synteza i wydzielanie wielocukrowców, śluzów. Jest również miejscem przebudowy i różnicowania błon przeznaczonych do wbudowania w plazmalemmę.


Centriole


Występują w komórkach zwierzęcych i roślin niższych w pobliżu jądra komórkowego. W okresie podziału wytwarzają struktury biegunowe wrzeciona podziałowego.


Mitochondrium


Organelle o kształcie kulistym lub wydłużonym. Otoczone dwiema błonami cytoplazmatycznymi. Wnętrze mitochondrium stanowi koloidalny ośrodek, tzw. matriks zawierający białka, zwłaszcza enzymy. Funkcja: uzyskiwanie energii w wyniku zespolonych reakcji utleniania produktów przemiany materii. Energia magazynowana jest w wiązaniach wysokoenergetycznych adenozynotrifosforanu -ATP. Mitochondria mają własne, różne od jądrowego DNA i RNA.


Plastydy


Charakterystyczne organelle komórek roślinnych. Mają kształt kulisty lub elipsoidalny. Otoczone są dwiema błonami cytoplazmatycznymi. Wnętrze plastydów stanowi bezpostaciowy ośrodek zwany sromą, plastydowy DNA i rybosomy. Najmłodszą formą plastydów są protoplastydy występujące w komórkach tkanki twórczej. Rodzaje protoplastydów:


- leukoplasty - bezbarwne, zdolne do syntezy i gromadzenia skrobi i innych związków zapasowych


- chloroplasty - zawierają zielony barwnik asymilacyjny - chlorofil; mają dobrze wykształcony system błon wewnętrznych, mających postać spłaszczonych woreczków zwanych tylakoidami (rozszerzone tylakoidy ułożone w stosy tworzą grana). Chlorofil i inne barwniki (karoten i ksantofil) wbudowane są w błony - lamelle tylakoidów.


- chromoplasty - plastydy zawierające czerwone, żółte i pomarańczowe barwniki karotenoidowe występujące w formie rozpuszczonej w kroplach tłuszczy lub w formie kryształów. Chromoplasty można zaobserwować w dojrzałych kwiatach i owocach, w starzejących się jesienią liściach, a więc w tkankach o małej aktywności fizjologicznej.


 Tkanki twórcze odpowiedzialne są za wzrost rośliny.


 Zbudowane są z żywych, zdolnych do częstych podziałów komórek.


 Tkanki twórcze mogą być pochodzenia pierwotnego (embrionalnego). Są to merystemy pierwotne, które znajdowały się już w zarodku.


 Do merystemów pierwotnych zaliczamy stożki wzrostu korzenia głównego i łodygi, odpowiedzialne za wydłużanie się rośliny, oraz miazgę (kambium) wiązkową, odpowiedzialną za tworzenie pierwotnych wiązek przewodzących.


 Tkanki powstałe w wyniku działalności merystemów pierwotnych są tkankami pierwotnymi. Dają one w rezultacie tzw. pierwotną budowę anatomiczną rośliny.


 Merystemy wtórne są pochodzenia wtórnego, tzn. powstają przez odróżnicowanie się już ukształtowanych tkanek pełniących inne (nie wzrostowe) funkcje.


 Merystemami wtórnymi są: miazga (kambium) międzywiązkowa, merystemy wierzchołkowe korzeni bocznych, korzeni i pędów przybyszowych, tkanka korkotwórcza. Merystemy wtórne warunkują wzrost elongacyjny korzeni bocznych oraz przyrost organów na grubość.


 Tkanki powstałe w wyniku działalności mersytemów wtórnych są tkankami wtórnymi. Dają one tzw. wtórną budowę anatomiczną rośliny.





Tkanki roślinne, uorganizowane zespoły komórek o podobnej strukturze i podobnych funkcjach. Rozróżniamy tkanki twórcze (merystematyczne) oraz tkanki stałe (tkanka miękiszowa, wzmacniająca, okrywająca i przewodząca).


Miękisz, parenchyma, tkanka miękiszowa, tkanka stała (tkanki roślinne) stanowiąca zasadniczą masę ciała organizmów roślinnych, złożona z żywych, na ogół dużych komórek o słabo zgrubiałych, zwykle niezdrewniałych ścianach. W cytoplazmie występują obszerne wodniczki, które mogą magazynować substancje odżywcze, oraz plastydy (leukoplasty, chloroplasty i chromoplasty).


Wypełnienie sokiem komórkowym warunkuje napięcie tkanki (turgor), więdnięcie roślin spowodowane jest głównie utratą wody przez miękisz.


Ze względu na pełnione funkcje można wyróżnić:


1) miękisz zasadniczy, wypełniający przestrzenie między innymi tkankami w różnych organach, występujący np. w rdzeniu i korze pierwotnej (kora) młodych łodyg oraz w owocach,


2) miękisz asymilacyjny, złożony z komórek zawierających liczne chloroplasty, jak np. miękisz palisadowy i miękisz gąbczasty zielonej tkanki liści (mezofil),


3) miękisz spichrzowy, magazynujący skrobię, tłuszcze i białka, zlokalizowany głównie w organach spichrzowych (korzenie, bulwy) oraz w tkance spichrzowej nasion, jego odmianą jest miękisz wodny, magazynujący wodę w olbrzymich wodniczkach, występujący u roślin gruboszowatych (sukulentów),


4) miękisz przewodzący, występujący u niektórych glonów, a także zlokalizowany np. w promieniach rdzeniowych zdrewniałych pędów,


5) miękisz przewietrzający (aerenchyma), wyposażony w szerokie przestwory międzykomórkowe, ułatwiający wymianę gazów w zanurzonych w wodzie roślinach lub ich organach oraz ich unoszenie się w wodzie,


6) miękisz wodonośny - przystosowany do gromadzenia wody.


Tkanka okrywająca, tkanka roślinna zbudowana z grubościennych komórek, których zadaniem jest ochrona głębiej położonych komórek przed wysychaniem i uszkodzeniami mechanicznym, komórki tkanki okrywającej pośredniczą też w transpiracji i wymianie gazowej.


Rozróżniamy: epidermę (skórkę), pokrywającą liście, zawierającą wyspecjalizowane komórki szparkowe tworzące szparki, które dzięki swojej rozwieralności regulują wymianę gazową i wodną pomiędzy liściem, a środowiskiem zewnętrznym i warstwę korkową, pokrywającą starsze pędy i korzenie, zbudowaną z martwych komórek, o ścianach przesyconych odporną na działanie wody suberyną.


Tkanka przewodząca, tkanka roślinna w której odbywa się transport wody wraz z rozpuszczonymi w niej substancjami do wszystkich części roślin, zbudowana jest z niejednorodnych komórek.


Dzieli się ją na:


1) martwy ksylem (drewno), przewodzący wodę i rozpuszczone w niej sole mineralne z korzeni do innych części ciała rośliny. W funkcji tej wyspecjalizowały się dwa rodzaje elementów drewna: cewki (tracheidy), charakterystyczne dla paprotników i roślin nagonasiennych i naczynia (tracheje), występujące u okrytonasiennych.


2) żywy floem(łyko), przewodzący rozpuszczone produkty asymilacji z liści w głąb rośliny, zbudowany z bezjądrowych komórek sitowych tworzących rurki sitowe (sitowe elementy roślin), a także z komórek miękiszowych i włókien wzmacniających. U roślin okrytonasiennych występują ponadto wyspecjalizowane komórki parenchymatyczne (komórki towarzyszące), pełniące rolę pomocniczą w przewodzeniu substancji pokarmowych przez rurki sitowe.


Tkanka wodna, miękisz wodny, odmiana miękiszu spichrzowego, zbudowana z bardzo dużych komórek, zawierających olbrzymie wodniczki. Pełni funkcję magazynowania wody, występuje w większych ilościach u roślin gruboszowatych, np. u kaktusów.


Tkanka wzmacniająca, tkanka roślinna, której zasadniczą funkcją jest ochrona rośliny przed rozerwaniem lub złamaniem.


Wśród tkanek wzmacniających rozróżniamy:


1) kolenchymę (zwarcicę) - zbudowaną z żywych komórek o nierównomiernie zgrubiałych ścianach komórkowych, występującą w intensywnie rosnących częściach roślin,


2) sklerenchymę (twardzicę) -zbudowaną z martwych komórek o równomiernie zgrubiałych ścianach komórkowych, występującą w już wyrośniętych organach rośliny.


Kolenchyma, zwarcica, tkanka roślinna wzmacniająca złożona z żywych komórek o zgrubiałych, lecz nie zdrewniałych ścianach. Występuje głównie w młodych częściach łodyg i w ogonkach liściowych, nadając im odporność mechaniczną, ale umożliwiając też dalszy wzrost na długość.


Łodyga, główna, osiowa część pędu rośliny, podtrzymująca liście, kwiaty i owoce. Łodyga pośredniczy w przewodzeniu substancji pokarmowych i wody między korzeniem a liśćmi, niekiedy pełni też funkcje asymilacyjne (u roślin zielnych), spichrzowe (np. bulwy, kłącza), może być przekształcona w organ czepny (wąsy) lub obronne ciernie. Miejsca, z których wyrastają liście, nazywają się węzłami. Dzielą one łodygę na odcinki - międzywęźla.


Łodygi mogą być zielne, nietrwałe, obumierające pod koniec sezonu wegetacyjnego (okres wegetacyjny), występują u roślin rocznych, dwuletnich i bylin. U roślin drzewiastych łodygi są zdrewniałe, wieloletnie, łodyga główna nazywana jest wtedy pniem lub kłodziną. Łodygi podziemne to kłącza i bulwy pochodzenia pędowego oraz rozłogi.


Budowa pierwotna łodygi


Młoda, niezdrewniała łodyga charakteryzuje się tzw. budową pierwotną, można w niej wyróżnić trzy warstwy: skórkę, korę pierwotną, zbudowaną głównie z tkanek miękiszowych i wzmacniających (tkanki roślinne), oraz walec osiowy, w którym zlokalizowane są wiązki przewodzące, u roślin jednoliściennych zwykle rozrzucone na całym jego przekroju, u roślin dwuliściennych ułożone w regularny pierścień.


Budowa wtórna łodygi


Łodygi starsze, mające zdolność przyrostu wtórnego na grubość, mają tzw. budowę wtórną, charakteryzującą się obecnością w wiązkach przewodzących tkanki twórczej (miazgi), której działalność powoduje odkładanie się drewna (do wewnątrz łodygi) i łyka (na zewnątrz łodygi). Wtórny przyrost na grubość nie zachodzi u roślin jednoliściennych. Zdrewniałe pnie pokryte są korą, powstającą dzięki działalności miazgi korkotwórczej(korek).


Sklerenchyma, twardzica, tkanka wzmacniająca zbudowana z martwych komórek o grubych, zwykle zdrewniałych ścianach.


Występuje w postaci włókien sklerenchymatycznych lub komórek kamiennych (sklereidów).


Włókna sklerenchymatyczne to silnie wydłużone komórki o średnicy ok. 20 mikronów, długości 1-2 mm (u lnu i konopi do 10 cm) i silnie zgrubiałych ścianach, tak że światło komórki ograniczone jest do wąskiego kanalika. Zachodzą one na siebie klinowatymi końcami, tworząc wiązki, pasma lub pochwy sklerenchymatyczne, nadające roślinom dużą elastyczność, rozciągliwość i wytrzymałość na rozerwanie.


Komórki kamienne mają różne kształty, silnie zgrubiałe ściany komórkowe z wyraźną warstwą narastania i kanalikowatymi jamkami, stanowią tkankę ochronną w pestkach, łupinach orzechów, suchych owocniach i łupinach nasiennych, mogą także występować pojedynczo lub w małych grupach, np. w owocach gruszy i liściach herbaty.


Korzeń, zwykle podziemny organ rośliny, służący do jej umocowania w podłożu i pobierania z niego wody i substancji mineralnych, nigdy nie wykształcający liści. Korzenie jednej rośliny tworzą tzw. system korzeniowy.


W systemie palowym, występującym u roślin nagozalążkowych i dwuliściennych, rozwijający się z korzenia zarodkowego korzeń główny, rośnie przez całe życie rośliny, przybierając niekiedy kształt wrzecionowaty, rzepowaty lub kulisty, a z niego wyrastają korzenie boczne. Korzeń palowy może osiągać znaczne głębokości, sięgając niekiedy do poziomu wody gruntowej.


W systemie wiązkowym, charakterystycznym dla roślin jednoliściennych, korzeń główny zanika, a u nasady pędu rozwijają się liczne korzenie przybyszowe. Łączna długość korzeni jednej rośliny może dochodzić do kilkudziesięciu km. Na szczycie korzenia znajduje się stożek wzrostu przykryty czapeczką chroniącą go przed uszkodzeniem, powyżej wyróżnia się tzw. strefę wydłużania się korzenia (strefa wzrostu), a jeszcze wyżej strefę włośnikową pokrytą włośnikami: wydłużonymi komórkami skórki mającymi za zadanie wchłanianie wody.


W pierwotnej budowie anatomicznej korzenia można wyróżnić trzy warstwy: zewnętrzną skórkę, pod nią korę pierwotną i środkowy walec osiowy. U niektórych roślin korzeń ma możliwość przyrostu wtórnego na grubość, odkładając drewno, łyko i korek. Korzenie mogą pełnić funkcję organów spichrzowych (marchew, burak, itp.).


Zobacz również


Korzenie spichrzowe, Korzenie czepne, Korzenie kurczliwe, Korzenie oddechowe, Korzenie podporowe, Korzenie powietrzne, Korzenie przybyszowe, Korzenie spichrzowe, Korzenie szkarpowe


Korzeń, zwykle podziemny organ rośliny, służący do jej umocowania w podłożu i pobierania z niego wody i substancji mineralnych, nigdy nie wykształcający liści. Korzenie jednej rośliny tworzą tzw. system korzeniowy.


W systemie palowym, występującym u roślin nagozalążkowych i dwuliściennych, rozwijający się z korzenia zarodkowego korzeń główny, rośnie przez całe życie rośliny, przybierając niekiedy kształt wrzecionowaty, rzepowaty lub kulisty, a z niego wyrastają korzenie boczne. Korzeń palowy może osiągać znaczne głębokości, sięgając niekiedy do poziomu wody gruntowej.


W systemie wiązkowym, charakterystycznym dla roślin jednoliściennych, korzeń główny zanika, a u nasady pędu rozwijają się liczne korzenie przybyszowe. Łączna długość korzeni jednej rośliny może dochodzić do kilkudziesięciu km. Na szczycie korzenia znajduje się stożek wzrostu przykryty czapeczką chroniącą go przed uszkodzeniem, powyżej wyróżnia się tzw. strefę wydłużania się korzenia (strefa wzrostu), a jeszcze wyżej strefę włośnikową pokrytą włośnikami: wydłużonymi komórkami skórki mającymi za zadanie wchłanianie wody.


W pierwotnej budowie anatomicznej korzenia można wyróżnić trzy warstwy: zewnętrzną skórkę, pod nią korę pierwotną i środkowy walec osiowy. U niektórych roślin korzeń ma możliwość przyrostu wtórnego na grubość, odkładając drewno, łyko i korek. Korzenie mogą pełnić funkcję organów spichrzowych (marchew, burak, itp.).


Zobacz również


Korzenie spichrzowe, Korzenie czepne, Korzenie kurczliwe, Korzenie oddechowe, Korzenie podporowe, Korzenie powietrzne, Korzenie przybyszowe, Korzenie spichrzowe, Korzenie szkarpowe


Powiązania


Korzenie spichrzowe, korzenie bulwiaste, korzenie pełniące funkcje organów spichrzowych magazynujących substancje pokarmowe, grube i mięsiste, z rozbudowanym miękiszem spichrzowym


Występują np.: u buraka, marchwi, jako zgrubiały korzeń główny, natomiast korzenie boczne i przybyszowe przekształcają się niekiedy w bulwy korzeniowe (np. u dalii).


Korzenie czepne, korzenie wyrastające z pędów roślin pnących, służące do przyczepienia się do podpory, np. u bluszczu, licznych pnączy z rodziny obrazkowatych oraz epifitów.


Korzenie kurczliwe, korzenie wciągające, korzenie utrzymujące bulwy, cebule lub kłącza roślin na odpowiedniej głębokości w glebie, wciągając je dzięki zdolności do skracania swych górnych części. Występują zwłaszcza u roślin kiełkujących na powierzchni gleby.


Korzenie przybyszowe, korzenie wyrastające na pędach nadziemnych, a nawet liściach. Tworzenie korzeni przybyszowych umożliwia wegetatywne rozmnażanie roślin z sadzonek pędowych i liściowych.


Korzenie szkarpowe, rodzaj korzeni podporowych