Відкриття клітини

Відкриття клітини відбулося в 1665 році, як не дивно, завдяки досліду видатного англійського фізика Роберта Гука. Він займався вдосконаленням вимірювальних приладів (барометра, термометра тощо) та зробив свій варіант мікроскопу, конструкція якого в загальних рисах використовується і в сучасних приладах. Втім, за сучасними мірками, мікроскоп Гука був досить слабким: він давав лише збільшення у 30 разів. Гука цікавила не будова рослин, а дослідження властивостей матеріалів. Він відмітив, що корок від пляшки (який роблять із рослинного матеріалу) плаває на поверхні води. Що тримає корок на поверхні? Гострим лезом Гук зробив тонкі зрізи цього матеріалу та розглянув їх під збільшенням. Те, що він побачив, наведено на рисунку. Він побачив чарунки, заповнені повітрям. Саме їх він назвав клітинами.

Гук не ставив перед собою завдання вивчення мікроскопічної будови рослин. Але саме його робота стала поштовхом для використання мікроскопії у дослідженнях живих організмів.

Питання про властивість матеріалу вирішене: саме повітря надає корку плавучості. Та чи відповідає його визначення сучасним поглядам на клітину?

Клітина — основа життя

Ви знаєте, що всі живі організми складаються з клітин. Клітини — це універсальні цеглинки, з яких зібране й тіло рослини, і ваше власне тіло. Клітини є дуже різноманітними, але уся кількість їх різновидів пов’язана зі змінами тих самих складових клітини. В цілому, у складі клітини можна виділити три головних складники: поверхневий апарат; напіврідкий клітинний вміст; сховище спадкової інформації.

У клітинах тварин, рослин та багатьох інших організмів сховищем спадкової інформації є клітинне ядро. А в бактерій молекули, що є носіями спадкової інформації, розташовуються просто в напіврідкому клітинному вмісті.

Детальніше ви вивчатимете будову клітин пізніше. Це відбуватиметься на уроках біології — науки про живе. Зараз, на прикладі рослин, ми впевнимося, що клітинна будова є не випадковою і відбиває пристосування організмів до свого способу життя.

Особливості рослинних клітин

Ми вже обговорювали, що наземні рослини мешкають на межі двох різних за своїми властивостями середовищ: ґрунту, де є вода та мінеральні речовини, та повітря, де є світло. Рослинам зазвичай не потрібно рушати з місця як тваринам, але їм важливо підтримувати форму свого тіла. У цьому допомагає важлива особливість клітин рослин: наявність міцних клітинних стінок.

Поверніться до малюнку Роберта Гука. Насправді він не побачив самих клітин, він відкрив лише клітинні стінки! Саме тому Гук назвав побачене «клітинами» — «комірками».

Клітки корку є мертвими не лише у тому зразку, який Гук міг дістати з пляшки. Вони є мертвими вже у самій рослині! Корок виготовляють з поверхневих шарів дерева, що поширене у Південно-Західній Європі — коркового дуба, близького родича нашого дуба черешчатого. Від нашого дуба корковий відрізняється тим, що зовнішній шар, який робить стовбур дуба зморшкуватим, в нього товстіший та міцніший. З дерева раз у кілька років зрізають кору і використовують для різних потреб — перш за все, щоб закорковувати пляшки.

Як функція впливає на будову?

На зрізі листка видно клітини різного кольору. Прозорі клітини на поверхні відмежовують тіло від навколишнього середовища. Вони щільно притиснуті одна до одної та пропускають світло до тих клітин, що будуть фотосинтезувати. Але потрібно мати можливість поглинати речовини із зовнішнього середовища. Для цього знизу присутні отвори, оточені спеціальними клітинами. Вони реагують на наявність світла й «вирішують», відчиняти отвір, що веде в середину листа, чи ні.

Клітини зеленої м’якоті, які здійснюють фотосинтез, нещільно розташовані всередині листка.

Наслідком відмінностей між частинами тіла рослин є потреба у транспорті речовин між ними. Для цього виникає провідна система з мікроскопічних трубочок. По деяких із них вода з мінеральними солями рухається до листків, де рівномірно розподіляється мережею жилок. Ці трубочки утворені мертвими клітинами.

Інший тип трубочок несе утворені поживні речовини до місць їх використання або зберігання. Їхні клітини залишаються живими, хоча більшість складових в них зникає.

Трубочка є ламкою, її потрібно зміцнити. Подивіться, як будують трубопровід. Його зміцнюють опорами. Так само видовжені механічні волокна обплітають рослинний трубопровід та зміцнюють його. І ці волокна у листках живі, а ось у стеблі мертві!

Виходить так, що в наземних рослин багаторічні органи здебільшого складаються з мертвих клітин. Це робить їхні частини тіла міцними та стійкими до ушкоджень.

На мікропрепаратах органів рослин ми найчастіше побачимо клітини округлими. Але це не завжди відображає реальну форму клітини. Якщо поперечно перерізати трубку, ми побачимо коло. Саме так ми бачимо на зрізі транспортні трубочки.

Головні думки

Всі живі організми складаються з клітин.

Будова клітини залежить від функції, яку вона виконує.

Практична частина

Дослідження мікроскопічної будови рослин

Для наземних рослин однією із найважливіших проблем є зберігання води. Для цього вони утворюють різноманітні пристосування, які можна побачити під мікроскопом. У деяких рослин, як, наприклад у хвойних, листки вкриті товстим шаром воску. Він не дає воді випаровуватися. У інших цю роботу виконує опушення. Подивіться на герань або сансів’єру. А деякі здатні всередині листя накопичувати воду, як алое або красула. Подивимося на них.

Мета роботи: розглянути пристосування рослин до зберігання води.

Матеріал та обладнання: мікроскоп, рослини герані, алое, гілка сосни, постійні або тимчасові препарати зрізів хвої сосни та листків алое, шкірочки герані.

Завдання 1. Дослідження наявності воскового шару на листках рослин.

У рослин, що мають шар воску на поверхні листків, вони гладенькі та блискучи. Шар може бути тонким (як у гібіскуса), або дуже товстим (як в алое). Подивимося на зручному об’єкті дослідження — хвої сосни.

Розглянемо під мікроскопом постійний препарат. При його виготовленні зріз був законсервований таким чином, щоб зберігатися протягом тривалого часу. Восковий шар на зрізі хвоїнки забарвлений червоним кольором. Завдяки йому рослина зберігає воду та має блискучу хвою.

Завдання 2. Дослідження наявності опушення на листках рослин.

Опушення відіграє роль подібну до воскового шару. Торкніться листка герані. Він м’який. Клітини шкірочки, що вкриває листки, мають випинання — ворсинки.

Для дослідження можна використати тимчасовий препарат. Його виготовляють безпосередньо перед дослідженням та використовують одноразово. Для вас його виготовить вчитель, але в майбутньо-

му ви навчитесь робити це самостійно. На препараті шкірочки видні ворсинки, які ми відчували на дотик.

Завдання 3. Дослідження наявності у листку частини, що накопичує воду.

Іще одне пристосування — накопичення води. Це можна побачити на тимчасовому препараті зрізу листка алое. Видно, що під шаром зелених клітин, здатних до фотосинтезу, містяться великі прозорі клітини. Саме вони виконують функцію накопичення води.

Висновок. Зробіть схему «Пристосування рослин до зберігання води в організмі».

Опануйте поняття

Клітина

Мікроскоп

Питання для закріплення матеріалу

1. У склад клітини рослин НЕ входить

А поверхневий апарат Б рідкий клітинний вміст В жорстка оболонка спадкового матеріалу Г сховище спадкової інформації

2. Призначення провідної системи («трубопроводів») у будові рослин

А відмежовування від навколишнього середовища Б транспортування води та інших речовин В підтримка тіла рослини у просторі Г транспортування спадкової інформації

3. Для зберігання твердих сирів їх іззовні вкривають восковим шаром. Як можна пояснити роль цього шару на основі отриманих знань про роль воску у рослин?

4. Чому клітини кореня трав’янистої рослини найчастіше безбарвні, а клітини пагона — зелені?

5. Чому у тропічних рослин, що перебувають у дуже зволоженому середовищі, на поверхні часто також є восковий шар?

Теми для обговорення і виконання

Спроєктуйте фізичну модель провідної системи у рослин.

 

 

Це матеріал з підручника "Пізнаємо природу" 5 клас Кравченко, Шабанов