Цитоплазма (протоплазма). Движение цитоплазмы. Явление плазмолиза.

Цитопла́зма (от греч. κύτος «клетка» и πλάσμα здесь «содержимое») — внутренняя среда живой или умершей клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения. Иногда под цитоплазмой понимают только гиалоплазму[1].

В состав цитоплазмы входят органические и неорганические вещества многих видов. Основное вещество цитоплазмы — вода. Многие вещества (например, минеральные соли, глюкоза, аминокислоты) образуют истинный раствор, некоторые другие (например, белки) — коллоидный. В ней протекают почти все процессы клеточного метаболизма. Среди прочего, в цитоплазме есть нерастворимые отходы обменных процессов и запасные питательные вещества.

Цитоплазма постоянно движется, перетекает внутри живой клетки, перемещая вместе с собой различные вещества, включения и органоиды[1]. Это движение называется циклозом.

Цитоплазма способна к росту и воспроизведению и при частичном удалении может восстановиться. Однако она нормально функционирует только в присутствии ядра. Без него долго существовать цитоплазма обычно не может[1], как и ядро без цитоплазмы.

Важнейшая роль цитоплазмы — объединение всех клеточных структур (компонентов) и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки.

Рассмотрим под микроскопом лист водного растения элодеи, которое часто разводят в аквариумах. В клетках листа можно увидеть движение цитоплазмы. Это движение постоянно, но его иногда трудно обнаружить. Цитоплазма в каждой из клеток оттеснена вакуолью к оболочке. Зеленыепластиды плавно перещетаются вместе с цитоплазмой в одном направлении вдоль клеточной оболочки. По их перемещению мы и судим о движении цитоплазмы.

Движение цитоплазмы хорошо заметно и в клетках волосков традесканции, расположенных на тычиночных нитях. Но в этом случае о движении цитоплазмы мы судим по перемещению не зеленых пластид, а зернистых включений.

Движение цитоплазмы способствует перемещению в к клетках питательных веществ и воздуха.

Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолирована от цитоплазмы других живых клеток, расположенных рядом. Нити цитоплазмы соединяют соседние клетки, проходя через клеточные оболочки.

Все органы растений состоят из клеток. Следовательно, растение имеет клеточное строение, и каждая клетка — это микроскопически малая составная часть растения.

Клетки прилегают одна к другой к соединены особым межклеточным веществом, которое находится между оболочками соседних клеток. Если все межклеточное вещество разрушается, клетки разъединяются. Так бывает в мякоти рассыпчатого яблока, в спелых плодах арбузов и томатов. Вареный картофель становится рассыпчатым, оттого что межклеточное вещество при варке клубней разрушается и клетки разъединяются.

Нередко живые растущие клетки всех органов растения несколько округляются. При этом их оболочки местами отходят друг от друга; в этих участках межклеточное вещество разрушается. Возникают межклетники, заполненные воздухом. Сеть межклетников соединяется с воздухом, окружающим растение, через особые межклетники, расположенные на поверхности органов.

Каждая живая клетка дышит, питается и в течение определенного времени растет. Вещества, необходимые для питания, дыхания и роста клетки, поступают в нее из других клеток и из межклетников, а все растение получает их из воздуха и почвы. Сквозь клеточную оболочку проходят в виде растворов почти все вещества, необходимые для жизни клетки

Плазмолиз (от греч. plasma — вылепленное, сформированное и lysis — освобождение) — сжатие протоплазмы растительной клетки и отделение ее пристеночного слоя от целлюлозной клеточной оболочки. Плазмолиз происходит при погружении растительной клетки в гипертоническую среду, осмотическое давление которой выше, чем у вакуолярного сока клетки. В этом случае клетка теряет воду и ее цитоплазма (см.) отделяется от стенок. Некоторые авторы полагают, что аналогичные явления имеют место и в клетках животных, где роль полупроницаемой оболочки выполняет клеточная мембрана. Так, эритроциты млекопитающих, многие бактерии и другие уменьшаются в объеме при помещении в гипертонические растворы.

При перенесении клетки в изотонический раствор протоплазма занимает первоначальное положение. Сходные процессы наблюдаются у клеток животных (например, эритроциты) и микроорганизмов.

Способностью к плазмолизу обладают только живые клетки.

Характер плазмолиза зависит от ряда факторов:

· от вязкости цитоплазмы;

· от разности между осмотическим давлением внутриклеточной и внешней среды;

· от химического состава и токсичности внешнего гипертонического раствора;

· от характера и количества плазмодесм;

· от размера, количества и формы вакуолей.

Различают уголковый плазмолиз, при котором отрыв протопласта от стенок клетки происходит на отдельных участках.Вогнутый плазмолиз, когда отслоение захватывает значительные участки плазмалеммы, и выпуклый, полный плазмолиз, при котором связи между соседними клетками разрушаются практически полностью. Вогнутый плазмолиз часто обратим; в гипотоническом растворе клетки вновь набирают потерянную воду, и происходит деплазмолиз. Выпуклый плазмолиз обычно необратим и ведет к гибели клеток.

Выделяют также судорожный плазмолиз, подобный выпуклому, но отличающийся от него тем, что сохраняются цитоплазматические нити, соединяющие сжавшуюся цитоплазму с клеточной стенкой, и колпачковый плазмолиз, характерный для удлиненных клеток.