Клітина - це найдрібніша одиниця життя, яка характеризується певним типом обміну речовин, самостійним енергетичним циклом і здатністю до саморегуляції.
Клітка - це відкрита термодинамічна система, яка існує при пов'язаності потоків речовини, енергії та інформації.
Потік інформації - це відображення стану або окремих клітин, або їх органоїдів, що виражається в їх біологічної функції.
Основою диференціації метаболічних процесів в клітині є компартментація. тобто розподіл клітини на ділянки (компартменти), що розрізняються за ступенем активності і складу містяться в них хімічних метаболітів і ферментів. Все компартменти в клітці поділяються біологічними мембранами.
Самі метаболіти і ферменти мають достатню рухливість і переносяться в складі дрібних вакуолей по ЕРС.
В рослинній клітині розрізняють три основних компартмента:
вільний простір (СП),
В СП знаходяться вуглеводи і їх приток і відтік не контролюється клітинними мембранами.
У цитоплазмі і сферосомах відбувається біосинтез органічних речовин і кожна з органел, що здійснює такий біосинтез, грає роль реакційних відсіків. Таким чином цитоплазма ділиться в свою чергу на безліч дрібних компартментов.
Вакуоль є компартментом, в якому зосереджені запаси неорганічних речовин, в тому числі і води, і простих органічних речовин (органічних кислот, біоз, триоз, тетроз).
Всі процеси, що відбуваються в клітині, управляються трьома основними регулюючими системами:
генетичної, яка забезпечує включення і виключення окремих генів,
гормональної, яка реалізується за рахунок синтезу в клітині специфічних білків, або запускається в клітці під час вступу гормону від інших клітин організму,
факторами зовнішнього середовища, які володіють трофічної регуляторної функцією і енергетичної регуляторної функцією. Трофічні фактори - це хімічні речовини, які утворюються в результаті метаболізму. Вони виступають і як учасники обміну речовин, і як регулятори ферментативної активності. Енергетичний фактор - це синтезуються в клітці макроергічні молекули АТФ.
Клітці притаманні властивості дратівливості і збудливості. Здатність живої структури відповідати на дію подразника називається подразливістю. Подразливість є властивістю будь-якої живої клітини, в тому числі і рослинної. Подразник - це зовнішній вплив, яка досягла порогової сили. Як подразника може виступати будь-який вид енергії - механічна, хімічна, електрична, світлова, теплова. Подразливість характеризується такими властивостями, як кількість роздратування і суммация роздратування.
Сила реакції у відповідь. ефект роздратування, визначається кількістю роздратування - твором сили подразника на час його дії. Слабкий агент при тривалому впливі може надати таку ж дію, як і сильний агент при короткочасному впливі на клітку.
Суммация роздратування - це накопичення ряду окремих однакових за природою впливів протягом певного часу, в результаті якого досягається порогова сила впливу (приклад вусики і опори). Це явище обумовлено еволюційним пристосуванням організмів, що дозволяє уникнути утворення відповідної реакції на слабкі впливу зовнішнього середовища.
В результаті роздратування клітина здатна перетворювати місцевий вплив в порушення електричних сил в клітці у вигляді зміни біоелектричних потенціалів і передавати цей сигнал в інші клітини. Оскільки у рослин, на відміну від тварин, немає спеціальних клітин для сприйняття і передачі подразнення, то властивість роздратування і збудження притаманне всім рослинним клітинам. Ще Дарвін показав наявність у рослин сенсорних і моторних зон, існування яких обумовлено здатністю рослинних клітин передавати по тканинах сигнал подразника.
При дії на клітину подразника в ній одночасно можна спостерігати кілька функціональних станів:
Пошкодження виражається в порушенні структури і функцій клітини. Спочатку, коли дія подразника незначно, можливо оборотне ушкодження протоплазми, спостерігається гальмування. яке характеризується нечутливістю до дії подразника. Якщо ж дія подразника триває, то гальмування переходить в пошкодження і закінчується загибеллю клітини.
Порушення виникає у рослин лише при певній тривалості і частоті впливу подразника, що визначає силу виникає біоелектричного потенціалу. Взаємозв'язок клітин відбувається через плазмодесми, за якими йде не тільки пересування речовин, але і передача стимулюючих ефектів.
Загартування виникає в результаті активації клітинної діяльності при порушенні, коли дія подразника сприймається в меншій мірі.
Репарація спостерігається на тлі гарту і полягає у відновленні вихідних структур і функцій клітини. При цьому клітина адаптується до рівня зовнішнього фактора.
При посиленні дії подразника процес повторюється, але на іншому рівні сили впливу. Таким чином реакція живої рослинної клітини, а, отже, і всього рослини, на умови зовнішнього середовища носить коливальний характер.
Рівень біоелектричного потенціалу кожного боку мембрани визначається індивідуальними особливостями організму або тканини, проте різниця цих потенціалів по обидва боки мембрани складає 0.5-1 вольт. При передачі збудження відбувається зміна зарядженості біопотенціалів мембран і передача електричного імпульсу від мембрани до мембрани.
Дуже важливою якістю живої клітини є її проніцаемость.Проніцаемость цитоплазми залежить від:
характеру речовин, які містяться в клітці,
співвідношення різних мінеральних іонів (наприклад, проникність клітини можна регулювати за допомогою додавання одне - або двовалентних катіонів),
температури та інших факторів зовнішнього середовища,
характеру речовин, що надходять в клітину (наприклад, чим більше гідроксильних груп у вступнику речовині, тим гірше воно надходить в цитоплазму). Таке ж властивість надають карбоксильні, амінні групи, високий молекулярний вагу, складне просторове будова надходить в клітку молекули. Диссоційовані молекули гірше проникають в цитоплазму, ніж нейтральні молекули.