1

(Cteva) Particulariti ale celulei vegetale

Structura celulei de Allium cepa (ceap) la microscopul optic (MO): preparat microscopic proaspt fragment

din epiderma frunzelor bulbului de ceap colorat cu albastru de metil:

Se observ celule alungite, lipsite de spaii intercelulare.

Fiecare celul este delimitat de perete celular, citoplasma

are aspect granular iar zonele negranulare reprezint

vacuolele. n citoplasm se observ:

- nucleul situat central sau parietal, de form rotund sau

ovoidal, avnd unul sau doi nucleoli i

- mitocondrii granulare.

Peretele celular Celula vegetal prezint perete celular (PC) neviu care delimiteaz coninutul celular viu numit protoplast.

Peretele celular a fost descoperit nc din anul 1667 de ctre Robert Hooke (folosind un microscop optic).

Peretele celular este rigid, gros (0,1 m mai muli m) i ader strns la suprafaa extern a plasmalemei.

(Celula vegetal are i ea membran plasmatic (plasmalem) care prezint permeabilitate selectiv, conine

sisteme de transport activ pentru diferite substane, ioni, enzime)

Peretele celular (PC) este o structur complex, a crei compoziie i form se modific foarte mult n cursul

creterii i dezvoltrii celulelor, n funcie de funcia pe care o vor ndeplini.

Peretele celular prezint numeroi pori (orificii numite punctuaiuni) prin care trec plasmodesme (canale

citoplasmatice delimitate de plasmalem) care unesc celulele vecine. Plasmodesmele asigur unitatea morfo-

funcional a organismului vegetal.

Deasupra: imagini MO. Preparat microscopic proaspt seciune transversal prin mduv de soc (Sambucus

nigra) colorat cu albastru de metil, se observ punctuaiuni simple

Compoziia chimic a PC:

- fibrile i microfibrile de celuloz (celuloza este polimer al glucozei), structura celulozei este specie-specific, celuloza asigur rezistena PC;

- hemiceluloze, substane pectice, proteine i lipide care formeaz o matrice cu rol de liant;

2

- substane incrustante: suberina, lignina, cutina, taninul, ceara, chitina, care sunt sintetizate de celul i se depun n PC, conferindu-i proprieti noi. Unele celule au un PC mineralizat, adic impregnat cu sruri

minerale (SiO2, CaCO3, CaSO4).

De exemplu, ntr-o seciune transversal prin frunza de ficus (Ficus

elastica) se observ cistolii (au aspectul unor ciorchine) care se

formeaz prin depuneri de CaCO3 pe peretele celular.

Rolul PC n celula vie:

protecie (fr PC protoplasma se deshidrateaz i moare) susinere

Peretele celular protejeaz membrana celular (plasmalema) de ruperea mecanic sau osmotic, fixeaz

ferm poziia celulei i confer rezisten esuturilor vegetale. Astfel, unii arbori se pot susine dei cresc

mult n nalime.

permeabilitate de diverse tipuri (exista PC poroi sau PC semipermeabili) depozitarea unor substane de rezerv circulaia apei.

Plastidele Celula vegetal conine plastide, organite caracteristice regnului vegetal, cum sunt de exemplu cloroplastele

care realizeaz fotosinteza. La plantele superioare plastidele i transform structura i funciile n funcie de

anumii factori interni sau externi (de exemplu lumina) i pot s se transforme dintr-un tip de plastid n altul.

Clasificare:

Plastide fotosintetizatoare Cloroplaste, feoplaste*, rodoplaste**

Plastide nefotosintetizatoare Leucoplaste, cromoplaste

*plastide fotosintetizatoare caracteristice algelor brune clorofila (pigmentul asimilator de culoare verde) este

acoperit de pigmentul brun fucoxantina

**plastide fotosintetizatoare caracteristice algelor roii clorofila este mascat de pigmentul rou ficoeritrina

Cloroplaste/cromatofori (gr. khloros = galben-verzui)

Cloroplastele la plantele superioare sunt numeroase n celule, sunt mici ca dimensiuni (2-5 m diametru, 5-10

m lungime), au form lenticular, sferic sau ovoidal.

Ultrastructura cloroplastului (desen pe tabl).

Celula vegetal realizeaz SINTEZA SUBSTANELOR ORGANICE, N PREZENA LUMINII, PORNIND

DE LA SUBSTANE ANORGANICE, datorit prezenei la nivelul membranelor tilacoidale a dou

fotosisteme (complexe proteice care conin clorofil).

Sursa de energie pentru fotosintez este soarele. n fotosintez, energia solar este transformat n energie

chimic, adic n energia legturilor chimice din moleculele de glucoz care sunt produse (i a oxigenului

molecular eliberat). Aceast energie rmne depozitat sub forma de amidon (polimer al glucozei) sau este

folosit n procesul respiraiei celulare i este transferat n moleculele de ATP. ATP-ul este consumat (folosit)

n procesele metabolice care au nevoie de consum energetic (de exemplu, transportul activ prin membran).

Ca i mitocondriile, cloroplastele posed ADN, ARN i ribozomi proprii, i se pot autoreplica prin diviziune

binar.

3

Imagine microscopic a cloroplastelor la plantele superioare:

n frunza de Elodea canadensis (ciuma apelor plant acvatic submers) se

pot observa la microscopul optic cloroplaste de form elipsoidal. Dac

celulele sunt vii se poate observa deplasarea cloroplastelor n jurul

vacuolelor.

Cloroplastele la alge se numesc cromatofori, ele sunt puin numeroase, au

dimensiuni mari, structur lamelar (nu au zone de grana) i au form

variat, fiind utilizate pentru identificarea genurilor.

La Cladophora sp. (lna broatei) (o alg verde) cromatoforul este ca o reea

(poza alturat).

Cromoplastele (gr. khroma = culoare)

Sunt plastide colorate n rou, galben, portocaliu etc., datorit pigmenilor carotenoizi (exist mai mult de 180

de tipuri de pigmeni carotenoizi) care pot exista dizolvai, sau pot exista sub form de granule sau cristale. Cei

mai cunoscui pigmeni carotenoizi sunt licopenul i carotenul.

Imagine la MO: Cromoplaste la ardei (Capsicum annuum). Preparat

microscopic proaspt, seciune prin pericarpul fructului de ardei, se

observ n celule numeroase cromoplaste granulare de culoare

portocalie.

Leucoplaste (gr. leukos = alb)

Sunt plastide incolore, ntlnite n bulbi, tuberculi, rizomi etc. care depoziteaz substane de rezerv n spaiul

intern (strom): amidon, proteine, lipide (de unde i numele de amiloplaste, proteoplaste, oleoplaste).

Amiloplastele sunt leucoplaste n care se depoziteaz amidon sub form de

granule. Structura granulului de amidon este specie-specific.

n poza alturat se observ granulele de amidon din tuberculul de cartof

(Solanum tuberosum) colorate cu tinctur de iod (preparat proaspt). (Se

evit supracolorarea) Se disting straturile de depunere a amidonului i

centrul iniial al granulei (numit hil) care este dispus excentric.

Vacuolele Vacuolele sunt caracteristice pentru celulele vegetale. La plante vacuolele sunt vezicule mari, evidente, separate

de citoplasm printr-o membran numit tonoplast.

Ele sunt compartimente nchise umplute cu suc vacuolar care este o soluie apoas incolor n care se gsesc

diverse substane organice i anorganice dizolvate. Sucul vacuolar este foarte diferit n ceea ce privete

compoziia fa de citosol.

4

n celule tinere vacuolele sunt mici, apoi cresc, n celulele mature sunt mari, producnd comprimarea

citoplasmei de peretele celular.

Rolul principal al vacuolelor n celula vegetal este meninerea echilibrului osmotic n spaiul intracelular.

Vacuolele absorb sau elimin apa ca rspuns la nevoile metabolice celulare, prin creterea sau descreterea

concentraiei particulelor dizolvate n citosol.

De asemenea, vacuolele au rolul de depozitare a anumitor substane.

Incluziuni ergastice n interiorul celulelor vegetale pot s existe incluziuni ergastice organice sau anorganice, rezultate n urma

metabolismului celular, depozitate n plastide (de exemplu amidonul din amiloplaste) sau n vacuole (unele

uleiuri eterice, aleurona1, inulina

2) substane care sunt importante att pentru plante, ct i pentru om (au

aplicaii industriale, agricole, farmaceutice).

Imagine la MO: preparat proaspt tunica bulbului de ceap (Allium cepa). Ca

rezultat al catabolismului celular n vacuolele celulelor se adun oxalat de calciu

care cristalizeaz sub form de cristale izolate sau grupate.

1 Aleurona este o incluziune proteic, se ntlnete de exemplu n seminele de ricin (Ricinus communis)

2 Inulina este un polizaharid de rezerv dizolvat n sucul vacuolar la plante din Familia Asteraceae

(Compositae), de exemplu la dalie (Dahlia sp.), cicoare (Cichorium intybus) etc.