Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ..





ЛЕКЦИЯ № 1.

ТЕМА: «Клетка как основная структурная и функциональная единица живого. Жизненный цикл клетки».

Вопросы:

1) Краткая история изучения клетки.

2) Понятие про- и эукариотической клеток.

3) Основные компоненты и особенности строения растительных клеток.

4) Ядро строение и функции.

5) Понятие жизненного цикла клеток.

6) Митоз.

7) Мейоз.

8) Этапы клеточной дифференцировки.

 

Ботаника (от греч. botanicos — относящийся к растениям, botane — трава, растение) – наука о растениях, их форме, строении, развитии, жизнедеятельности, распространении, свойствах, происхождении, эволюции. Объектами ботаники традиционно являются гетеротрофные грибы, бактерии и растения.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ..

ГОДЫ УЧЕНЫЕ ОТКРЫТИЕ
Р. Гук Обнаружил клетку и дал ей название.
1671-1682 М. Мальпиги, Н. Грю. Впервые описали и подтвердили клеточное строение органов растений.
А. Левенгук Описал хроматофоры у спирогиры и хромопласты у высших растений.
XVII-XVIII вв.   Жизненные свойства клетки предписывались ее стенке, а содержимому отводилась второстепенная роль растительной слизи.
Р. Броун Обнаружил ядро.
Ян Пуркинье Дал слизистому содержимому клетки название «протоплазма».
1838-1839 М. Шлейден, Т. Шван. Сформулировали клеточную теорию.
И.Д. Чистяков Открыл деление ядра.
Э. Страсбургер Продолжил изучение кариокинеза.
Р. Вирхов Обосновал принцип преемственности клеток путем деления.
1866-1898   Открыли хромосомы, хлоропласты, митохондрии, аппарат Гольджи.
1930-е гг.   Появление электронного микроскопа.

 

 

Современная клеточная теория включает такие основные положения:

1. Все живые организмы имеют клеточное строение.

2. Клетка – наименьшая единица живого.

3. Все клетки принципиально сходны по:

а.химическому составу,

б.строению и набору органелл,

в.регулированию метаболизма,

г.использованию генетического кода для синтеза белков,

д.одинаково запасают и расходуют энергию.

4. Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной клетки.

 

ПОНЯТИЕ ПРО- И ЭУКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТОК.

1. Прокариотические клетки мельче эукариотических. Размеры 2-3 мкм. Размеры эукариотических клеток тканей животных и растений варьируют, как правило, от 10 до 100 мкм.

2. В прокариотической клетке структура несущая гены, называется генофором. Это кольцевая цепь ДНК, не имеющая белковой оболочки. В электронном микроскопе генофор выглядит как сравнительно прозрачная область клетки и называется нуклеоидом.

2. В эукариотической клетке носители генов — хромосомы.

3. Эукариотическая клетка имеет органоиды (органеллы), отсутствующие в прокариотической клетке.

4. Прокариотические клетки делятся перетяжкой на равные части или почкуются, т. е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем материнская, но никогда не делятся путем митоза.

5. Клетки эукариотических организмов делятся путем митоза.

6. Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, — фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз (т. е. вращательное движение цитоплазмы) у прокариот не обнаружены, так как в их цитоплазме отсутствует цитоскелет, имеющийся в клетках эукариот.

Растительные клетки обладают общностью строения — это клетки эукариотические, имеющие оформленное ядро. От клеток других эукариот — животных и грибов их отличают следующие особенности:

ОТЛИЧИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК ОТ ЖИВОТНЫХ

1. наличие пластид;

2. целлюлозопектиновая жесткая клеточная стенка кнаружи от цитоплазматической мембраны, окружающей любую клетку;

3. хорошо развитая система вакуолей;

4. отсутствие центриолей при делении.

 

3. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ И ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КЛЕТОК.

Клетка — основная структурная единица одноклеточных, колониальных и многоклеточных растений.

Форма клетки обычно близка к шаровидной или яйцевидной, но возможна звездчатая или кубическая формы. Иногда форма клеток столь сложна, что не поддается геометрическому определению. У многоклеточных организмов клетки разнообразны по размеру, форме и внутреннему строению, это связано с разделением функций, выполняемых клетками в организме. Все многообразие форм сводят к двум основным типам клеток: паренхимным и прозенхимным.

Паренхимные клетки – их диаметр примерно одинаков во всех направлениях, т.е. длина не более чем в 2...3 раза превышает ширину. Средняя величина клеток растений 10... 1000 мкм. Наиболее крупные паренхимные клетки те, в которых откладываются запасы питательных веществ. Клетки плодов арбуза, лимона, томатов видны невооруженным глазом. Их величина достигает нескольких миллиметров.

Прозенхимные клетки — вытянутые, длина их превышает ширину и толщину в 5, 6, 10, 100 раз и более. Они значительно крупнее клеток паренхимы; например, волосок хлопчатника достигает длины 1...6 см, волоконце льна — 0,2...4 см, однако поперечник этих клеток микроскопически мал, большей частью 50...100 мкм.

 

Компоненты растительной клетки можно разделить на две группы:

1. протопласт, состоящий из цитоплазмы и ядра – это живые компоненты.

2. производные протопластаклеточная стенка и клеточный сок, являющиеся продуктами его жизнедеятельности.

 

В цитоплазме находятся:

1. Органеллы (рибосомы, микротрубочки, пластиды, митохондрии).

2. Мембранные системы (эндоплазматический ретикулум и диктиосомы — аппарат Гольджи).

3. Цитоплазматический матрикс, или гиалоплазму, в которую погружены органеллы и мембрпанные системы. От клеточного сока протопласт отделен плазматической мембраной, которая называется тонопластом, от клеточной стенки — другой мембраной — плазмалеммой. В протопласте осуществляются все основные процессы обмена веществ.

Химический состав протопласта очень сложен и постоянно изменяется. Каждая клетка характеризуется своим химическим составом в зависимости от физиологических функций, поэтому обычно устанавливают суммарный состав протопласта.

В состав протопласта входят:

1. вода – 60...90 %,

2. белки — 40...50 % сухой массы протопласта,

3. нуклеиновые кислоты — 1...2 %,

4. липиды — 2...3 %,

5. углеводы,

6. неорганические вещества — 2...6 %.

Цитоплазма. Химический состав. Физические свойства.

Цитоплазма — обязательная часть живой клетки, где происходят все процессы клеточного обмена, кроме синтеза нуклеиновых кислот, совершающегося в ядре. Основу цитоплазмы составляет ее цитоплазматическийматрикс, или гиалоплазма.

Гиалоплазма. Бесцветная коллоидная система, которая обладает ферментативной активностью, — среда, обеспечивающая взаимодействие всех структур цитоплазмы. Гиалоплазма пронизана микротрубочками и микрофиламентами, полимеризация и распад которых обеспечивают обратимые переходы ее участков из золя в гель.

Микротрубочки

Строение: это тонкие цилиндрические структуры со строго упорядоченным расположением молекул. Длина нескольких микрометров, диаметр 25 нм. Стенки толщиной около 5 нм построены из спирально упакованных глобул белка тубулина. Способны к самосборке и распаду. Расположены около внутренней поверхности плазматической мембраны.

Функции: участвуют в формировании жгутиков, ресничек, ахроматинового веретена, во внутриклеточном транспорте.

Микрофиламенты

Строение: состоят изнитей белка актина, способны сокращаться. Они образуют сплошное сплетение под плазмалеммой и пучки из параллельно ориентированных нитей в гиалоплазме.

Функции: пучки микрофиламентов встречаются во многих клетках высших растений и, по-видимому, играют определяющую роль в токах цитоплазмы.

Совокупность микрофиламентов и микротрубочек составляет цитоскелет, который влияет на изменения формы клетки и перемещение внутриклеточных структур.

С гиалоплазмой связано неотъемлемое свойство цитоплазмы — движение, которое регулирует обмен веществ. Оно становится более энергичным при усиленной ее деятельности. Различают два основных типа движения цитоплазмы: струйчатое и вращательное.

Струйчатое движение наблюдается в более молодых клетках, где цитоплазма образует постенный слой и тяжи, пересекающие полость клетки и соединенные с цитоплазмой, окружающей ядро. Оно хорошо заметно в волосках тычиночных нитей традесканции, в волосках тыквы, крапивы.

Вращательное, или круговое, движение характерно для более старых клеток с центральной вакуолью, где цитоплазма образует лишь постенный слой. Цитоплазма движется по кругу вдоль стенки в одном направлении, увлекая ядро и хлоропласты, что делает движение более заметным. Оно осуществляется за счет микрофиламентов. Вращательное движение хорошо видно в листьях водных растений — элодеи, валлиснерии.

Скорость движения цитоплазмы незначительна — 1...2 мм/с, но под микроскопом кажется довольно большой. Она зависит от внешних условий и состояния самой клетки. Движение стимулируется повышением температуры (оптимальная температура около 40 °С), освещением, наличием кислорода, спирта или эфира. Ядовитые вещества останавливают движение цитоплазмы.

Лейкопласты

Строение: бесцветные округлые пластиды, в которых обычно накапливаются запасные питательные вещества, в основном крахмал. По строению лейкопласты мало отличаются от пропластид, из которых они образуются: двумембранная оболочка окружает бесструктурную строму. Внутренняя мембрана, врастая в строму, образует немногочисленные тилакоиды. В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы, а также ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, в первую очередь крахмала.

Функции: Лейкопласты, в которых синтезируется и накапливается:

запасной крахмал, называются амилопластами,

белки — протеинопластами,

масла — элайопластами.

В одном лейкопласте могут накапливаться разные вещества. Запасной белок может откладываться в форме кристаллов или аморфных включений, масла — в виде пластоглобул. Однако белки и масла встречаются в лейкопластах довольно редко.

Формирование: В амилопластах в связи с тилакоидами в строме возникают образовательные центры, вокруг которых в виде зерен откладывается вторичный запасной крахмал из растворимых углеводов, образовавшихся в хлоропластах в процессе фотосинтеза. Много амилопластов в клетках клубней картофеля, зерновок ржи, пшеницы и других органах растений, где откладываются запасные вещества. Лейкопласты могут и не накапливать запасные вещества. В секреторных клетках они в комплексе с агранулярным ЭР участвуют в синтезе эфирных масел.

Хромопласты

Формирование: пластиды оранжево-красного и желтого цвета, образующиеся из лейкопластов и хлоропластов в результате накопления и синтеза в их строме каротиноидов. Они встречаются в клетках лепестков (лютик, нарцисс, тюльпан, одуванчик), зрелых плодов (томат, тыква, арбуз, апельсин), редко — корнеплодов (морковь, кормовая свекла), а также в осенних листьях.

Развитие хромопластов не всегда не обратимый процесс. Было обнаружено, что хромопласты плодов цитрусовых и корней моркови способны к обратной дифференциации в хлоропласты; при этом они теряют каротиновый пигмент и образуют тилакоидную систему и хлорофилл.

Строение: По форме накопления каротиноидов различают следующие типы хромопластов:

1. глобулярный — пигменты растворены в липидных пластоглобулах;

2. фибриллярный — пигменты накапливаются в белковых нитях;

3. кристаллический — пигменты откладываются в виде кристаллов. Кристалл разрывает мембраны пластиды, и она принимает его форму: игловидную, ромбическую, многогранную и т. д.

Функции: Косвенное биологическое значение хромопластов в том, что ярко окрашенные плоды успешнее распространяются птицами и животными, а выделяющиеся яркой желто-красной окраской цветки привлекают насекомых-опылителей. Точная функция хромопластов пока не известна.

Пропластиды – мелкие бесцветные или бледно-зеленые недифференцированные пластиды, которые находятся в меристематических клетках корней и побегов. Они являются предшественниками других, более дефференцированных пластид – хлоропластов, хромопластов и лейкопластов. Однако в зрелых клетках большая часть пластид образуется в результате деления зрелых пластид.

ПРОПЛАСТИДЫ

 

ЛЕЙКОПЛАСТЫ ХЛОРОПЛАСТЫ

 

ХРОМОПЛАСТЫ

Превращение пластид сопровождается перестройкой их внутренней структуры.

Ядро — важнейшая клеточная структура, регулирующая всю жизнедеятельность клетки. Оно имеется во всех живых растительных клетках, за исключением зрелых члеников ситовидных трубок флоэмы. Как правило, в каждой клетке есть лишь одно ядро.

Функции: Ядро выполняет две важные функции:

1. контролирует жизнедеятельность клетки, определяя, какие белки и в какое время должны синтезироваться;

2. хранит генетическую информацию и предает ее дочерним клеткам в процессе клеточного деления.

Строение: Ядро всегда окружено цитоплазмой. Обычно оно имеет шаровидную форму, но может стать вытянутым или при высокой интенсивности взаимодействия с цитоплазмой — лопастным. Величина ядра различна. Его диаметр в среднем составляет 10...20 мкм (может быть 1...660 мкм). Для каждой группы одинаковых клеток существует определенное и постоянное ядерно-плазменное соотношение. В молодых делящихся клетках оно составляет 1/4, в сформировавшихся — 1/20... 1/200. Нарушение его ведет к делению или гибели клеток. Биологический смысл этого постоянства в том, что ядро определенного размера способно контролировать лишь соответствующую массу цитоплазмы.

Ядро, как и цитоплазма, представляет собой коллоидную систему, но более вязкой консистенции. По химическому составу ядро резко отличается от остальных органелл высоким (15...30 %) содержанием ДНК. В ядре сосредоточено 99 % ДНК клетки. ДНК образует с основными белками солеобразные соединения — дезоксинуклеопротеиды. В ядре содержатся в значительных количествах и-РНК и р-РНК.

Структура ядра одинакова у всех эукариотических клеток:

1. ядерная оболочка,

2. ядерный сок (нуклеоплазма или кариолимфа),

3. хромосомно-ядрышковый комплекс.

Ядерная оболочка. Состоит из двух мембран, разделенных пери-нуклеарным пространством, которое заполнено бесструктурным матриксом. Наружная ядерная мембрана, на которой часто располагаются рибосомы, непосредственно соединена с канальцами эндоплазматической сети, а матрикс перинуклеарного пространства переходит в их матрикс. Таким образом, ядро связано не только с цитоплазмой, но и с внеклеточной средой. Характерная особенность ядерной оболочки — наличие пор. Диаметр их колеблется от 60 до 100 нм. По окружности поры наружная и внутренняя ядерные мембраны смыкаются, прерывистая ядерная оболочка состоит как бы из уплощенных мешочков. Поры могут открываться и закрываться, регулируя, таким образом, ядерно-плазменный обмен. Прохождение через поры макромолекул белков, рибонуклеопротеидов, субъединиц рибосом и др. регулируется поровым комплексом. Он состоит из ободков по краям поры со стороны цитоплазмы и со стороны ядра (каждый из восьми гранул), центральной гранулы в поре и системы радиальных фибрилл между ней и гранулами ободков. Чем выше уровень синтетических процессов, тем больше открытых пор. Около тех участков хроматина, функции которых подавлены, поры закрыты. Число пор колеблется от единиц до 200 на 1 мкм2 поверхности ядра. При делении ядерная оболочка распадается на фрагменты, неотличимые от цистерн ЭР. При формировании новых ядер цистерны ЭР объединяются, образуя новые оболочки, связанные с ЭР.

Ядерный сок. Это бесструктурный матрикс, где протекает деятельность остальных органелл ядра. В состав ядерного сока входят многие ферменты, он является активным компонентом ядра.

Хромосомно-ядрышковый комплекс. Хромосомы — важнейшая часть ядра. Хромосомы состоят из ДНК и основных белков — гистонов. В интерфазном ядре (между делениями) хромосомы максимально деспирализованы и обычно незаметны в световой микроскоп или видны в виде тонкой сети с отдельными глыбками и узлами (хроматиновая сеть). Эти глыбки представляют собой более плотно спирализованные участки — гетерохроматин, остальные — более рыхло спирализованные — эухроматин. В нем сосредоточена та ДНК, которая в интерфазе генетически активна. Во время деления хромосомы спирализуются, в результате чего утолщаются, укорачиваются и становятся хорошо заметными.

В конце интерфазы (перед делением) каждая хромосома состоит из двух половинок — хроматид. Хроматида содержит дезоксинуклеопротеидные нити. Они дифференцированы по длине, ведь молекулы ДНК состоят из разных генов. Каждая хромосома имеет суженную часть — первичную перетяжку, где помещается центромера. Первичная перетяжка может находиться посередине (равноплечие хромосомы) или ближе к одному из концов (неравноплечие хромосомы). У некоторых хромосом заметна вторичная перетяжка, отделяющая небольшой участок — спутник. Это спутничные хромосомы.

Число хромосом в ядре, так же как их размер и форма (хромосомный набор), постоянно для каждого вида организмов. В ядрах соматических (неполовых) клеток содержится диплоидный (двойной) набор хромосом — 2л. Он образуется в результате слияния двух половых клеток с гаплоидным (одиночным) набором хромосом — п. У твердой пшеницы в половых клетках по 14 хромосом, а в соматических — по 28. Диплоидный набор содержит пары гомологичных хромосом, одинаковых по размеру, форме и составу ДНК. Диплоидный набор хромосом мягкой пшеницы —42, значит, в ядре содержится 21 пара гомологичных хромосом. Совокупность признаков хромосомного набора, характерных для вида, получила название кариотип. Постоянство кариотипа каждого вида поддерживается в процессе деления. Иногда возникают ядра с набором хромосом, равным Зп, 4п и т. д. Их называют полиплоидными,

Ядрышко — плотное шаровидное тельце внутри интерфазного ядра. Его диаметр 1...3мкм. Ядрышек может быть несколько. Они обычно образуются в области вторичных перетяжек спутничных хромосом. В формировании одного ядрышка могут участвовать и несколько хромосом. Участки ДНК, пронизывающие ядрышко, — ядрышковые организаторы — состоят из большого числа генов, кодирующих рибосомную РНК. Они являются матрицей для интенсивного синтеза молекул р-РНК. Соединяясь с белками, поступающими из цитоплазмы, р-РНК образует субъединицы рибосом. Через поры в ядерной оболочке субъединицы поступают в цитоплазму, где на молекулах иРНК завершается сборка рибосом.

Ядрышко, по существу, состоит из видоизменного участка хромосомы и экстрахромосомной части: молекул рРНК, белков и субъединиц рибосом. Компоненты ядрышка объединены деспирализованной нитью ДНК ядрышкового организатора. При митозе, когда ДНК спирализуется и укорачивается, ядрышко распадается, после его окончания воссоздается вновь.

Основная функция ядрышка — синтез р-РНК и сборка субъединиц рибосом. Поэтому ядрышки играют важную роль в биосинтезе белков клетки.

Функции ядра. Ядро — центральная органелла клетки, носитель основных наследственных свойств, закодированных в хромосомах. Оно управляет жизнью клетки, определяя и регулируя синтез белков. Все клеточные процессы, обмен веществ, рост, развитие, деятельность остальных органелл — процессы ферментативные. От состава и количества ферментов зависят направление и скорость химических реакций в клетке. Ферменты имеют белковую природу, следовательно, через синтез белков ядро регулирует жизнедеятельность клетки. Поэтому, если ядро из клетки удалить, она, как правило, быстро погибает. Функции ядра различны в разные периоды жизни клетки.

«Клеточная стенка»

Рост стенки.

При делении клеток создается заново лишь клеточная пластинка. На нее обе дочерние клетки откладывают собственные стенки, состоящие главным образом из гемицеллюлозы. При этом образование стенки происходит и на внутренней поверхности остальных стенок, принадлежащих материнской клетке. Клеточная пластинка преобразуется в срединную, она обычно тонка и почти неразличима. После деления клетка вступает в фазу растяжения за счет поглощения клеткой воды и роста центральной вакуоли. Тургорное давление растягивает стенку, в которую внедряются мицеллы целлюлозы и вещества матрикса. Такой способ роста носит название интуссусцепции, внедрения. Оболочки делящихся и растущих клеток называют первичными. Они содержат воды до 90 %, в сухом веществе преобладают полисахариды матрикса: у двудольных пектины и гемицеллюлозы в равном соотношении, у однодольных – в основном гемицеллюлозы; содержание целлюлозы не превышает 30 %. Толщина первичной стенки не более 0,1…0,5 мкм.

К моменту, когда рост клетки заканчивается, рост клеточной стенки может продолжаться, но уже в толщину. Этот процесс носит название вторичного утолщения. При этом на внутренней поверхности первичной клеточной стенки откладывается вторичная клеточная стенка. Рост вторичной клеточной стенки происходит в результате аппозиции, наложения новых мицелл целлюлозы на внутреннюю поверхность клеточной стенки. Таким образом, наиболее молодые слои клеточной стенки ближе всего к плазмаллеме.

Для некоторых типов клеток (многие волокна, трахеиды, членики сосудов) образование вторичной стенки – основная функция протопласта, после завершения вторичного утолщения он отмирает. Однако это не обязательно. Вторичная стенка выполняет главным образом механические, опорные функции. В ее составе значительно меньше воды и преобладают микрофибриллы целлюлозы (40…50 % сухого вещества). Во вторичных стенках волокон льна и волосков хлопчатника содержание целлюлозы может достигать 95 %.

Механизм построения клеточной стенки. Клеточная стенка образуется в результате деятельности протопласта. В соответствии с этим вещества поступают в стенку изнутри, со стороны протопласта. Строительные материалы – молекулы целлюлозы пектина, лигнина и других веществ — накапливаются и частично синтезируются в цистернах аппарата Гольджи. Упакованные в пузырьки аппарата Гольджи, они транспортируются к плазмалемме. Разорвав ее, пузырек лопается, и содержимое его оказывается снаружи плазмалеммы. Мембрана пузырька восстанавливает целостность плазмалеммы. Благодаря ферментной активности плазмалеммы идет сборка фибрилл целлюлозы строение клеточной стенки. Образуемые плазмалеммой фибриллы накладываются изнутри, не переплетаясь. В их ориентации большая роль принадлежит микротрубочкам, располагающимся под плазмалеммой параллельно формирующимся фибриллам.

2. Поры. Видоизменения клеточной стенки.

Поры. При образовании первичной клеточной стенки в ней выделяются более тонкие участки, где фибриллы целлюлозы лежат более рыхло. Канальцы эндоплазматической цепи проходят здесь через клеточные стенки, соединяя соседние клетки. Эти участки называются первичными поровыми полями, а канальцы эндоплазматической сети, проходящие в них, — плазмодесмами.

Рост в толщину происходит у клеточной стенки неравномерно, неутолщенными остаются небольшие участки первичной клеточной стенки в местах расположения первичных поровых полей (поровых каналов). Поровые каналы двух соседних клеток располагаются обычно друг против друга и разделяются замыкающей пленкой поры — двумя первичными клеточными стенками с межклеточным веществом между ними. В пленке сохраняются субмикроскопические отверстия, через которые проходят плазмодесмы. Таким образом, пора — это два поровых канала и замыкающая пленка между ними.

Плазмодесмы пронизывают замыкающие пленки пор. В каждой клетке имеется от нескольких сотен до десятков тысяч плазмодесм. Плазмодесмы встречаются только - в растительных клетках, там, где имеются твердые клеточные стенки. Плазмодесмы образуются из канальцев ЭР, которые остаются в клеточной пластинке между двумя дочерними клетками. При воссоздании ЭР обеих клеток они оказываются соединенными через плазмодесмы.

Плазмодесма проходит через плазмодесменный канал в замыкающей пленке поры. Плазмалемма, выстилающая канал, и гиалоплазма между ней и плазмодесмой непрерывны с плазмалеммами и гиалоплазмами смежных клеток. Таким образом, протопласты соседних клеток связаны между собой каналами плазмодесм и плазмодесмами. По ним происходит межклеточный транспорт ионов и молекул, а также гормонов. Объединенные плазмодесмами протопласты клеток в растении образуют единое целое — симпласт. Транспорт веществ через плазмодесмы получил название симпластического в отличие от апопластического транспорта по клеточным стенкам и межклетникам.

В процессе жизнедеятельности клетки целлюлозная клеточная стенка может претерпевать видоизменения.

Крахмал

Крахмал, встречается в виде зерен в пластидах – лейкопластах – амилопластах.

Следует различать крахмал ассимиляционный (или первичный), запасной (или вторичный) и транзиторный. Ассимиляционный крахмал образуется в хлоропластах во время фотосинтеза. Позже он разрушается и синтезируется вновь в амилопластах (лейкопластах) как запасной крахмал.

Крахмальные зерна имеют разную форму, слоистость вокруг образовательного центра, который может располагаться в центре зерна или сбоку. Амилопласт может содержать один или более центров крахмалообразования. Запасной крахмал находится в паренхиме чешуй луковиц, корневищ, клубней, плодов, семядолей и в эндосперме семян.

Белки

Запасные белки встречаются в плодах и семенах растений в виде твердых белковых телец, или алейроновых зерен. В такой форме белки находятся в семядолях у Fabaceae и в наружном (алейроновом) слое эндосперма зерновок у Роасеае. Алейроновые зерна окруженные элементарной мембраной и имеющие аморфный матрикс называются простыми. Алейроновые зерна называются сложными если матрикс содержит включения в виде белкового кристаллоида и аморфного небелкового (состоящего из фитина) глобоида.

Запасные белки накапливаются в вакуолях. В процессе их накопления крупные вакуоли распадаются на более мелкие; при созревании запасающей ткани каждая мелкая вакуоль превращается в белковое тельце с тонопластом, сохраняющимся в виде ограничивающей мембраны. При прорастании семян белок подвергается ферментативному расщеплению, и многочисленные вакуоли опять сливаются в одну крупную вакуоль.

Жиры, масла и воска

Масла и жиры различаются в основном по физическим свойствам; жиры при обычной температуре представляют собой твердые вещества, а масла — жидкие. Жиры и масла являются запасными формами липидов.

Жиры и масла встречаются во всех группах растений и, хотя бы в малом количестве, присутствуют, вероятно, в каждой клетке. Они находятся в твердом или, что бывает чаще, в жидком состоянии в форме липидных капель. Жиры образуются, в цитоплазме или пластидах — элайопластах. Воска находятся в виде защитного слоя на эпидерме, но могут откладываться и внутри клеток (перикарпий Rhus vernicifera – сумах). Масла и жиры можно идентифицировать по красноватой окраске после их обработки суданом III или IV.

 

6. Продукты вторичного обмена веществ.

Часть конечных продуктов обмена веществ выделяется наружу, часть изолируется в самом растении. Одни вещества накапливаются в клеточном соке, другие — в специализированных клетках или особых вместилищах. Некоторые представляют собой отбросы, возникающие как побочные продукты в обмене веществ. Однако многие из них в процессе приспособительной эволюции приобрели и другие функции. Некоторые смолы и эфирные масла делают растения несъедобными для человека и отпугивают травоядных животных. Смолы препятствуют гниению и могут вовлекаться вновь в основной обмен (реутилизироваться). Изредка вторичные метаболиты оказываются в роли шлаков и удаляются либо путем опада тех частей растения, где они накапливаются, либо выделяются при разрушении тех структур, где они скопились. Наиболее распространенный шлак — оксалат кальция.

Кристаллы

Кристаллы, содержащиеся в растениях, чаще всего состоят из оксалата кальция. Образование кристаллов является одним из многих путей накопления кальция в растительных тканях.

Кристаллы оксалата кальция имеют несколько различных форм:

рафиды — кристаллы в виде пучков игл (листья винограда, Impatiens - бальзамин, Arum - аронник, стебель Tradescantia),

стилоиды — удлиненные колонновидные кристаллы (лист Eichhornia crassipes – водный гиацинт),

призмы – прямоугольные или пирамидальные (флоэма Acer, Tilia, Ficus, Quercus, листья Begonia, Hyoscyamus niger, Vicia sativa),

друзы — шаровидные скопления призматических кристаллов (корневище ревеня, корень Ipomoea batatas, листья Datura stramonium, Ruta graveolens),

кристаллический песок — очень мелкие кристаллы, встречающиеся обычно в виде больших скоплений (стебель Aucuba japonica, Sambucus nigra, листья Atropa belladonna).

Эфирные масла.

Эфирные масла скапливаются в цветках, листьях, семенах и плодах растений и не принимают участия в обмене веществ. Известно около 3000 видов растений, накапливающих эфирные масла. Эфирные масла используют в производстве мыла, в парфюмерной и косметической промышленности, а также в медицине. Их получают:

- из цветков: розы, лаванды, мяты, базилика, гвоздики;

- из листьев: герани, тимьяна,можжевельника, туи, кипариса, лавра, майорана, мелиссы, эстрагона;

- из плодов: лимона, апельсина,кориандра;

- из корней: ириса.

А также и многих других растений.

Смолы.

Смолы могут находиться в виде капель в цитоплазме и клеточном соке или выделяются наружу. Смолы нерастворимы в воде и, находясь на поверхности органа, не пропускают влагу. Они непроницаемы для микроорганизмов и повышают сопротивляемость растений болезням благодаря своим антисептическим свойствам. Смолы применяют при изготовлении лаков, типографской краски, смазочных масел, используют в медицине. Ископаемая смола вымерших хвойных растений называется янтарем.

ЛЕКЦИЯ № 1.

ТЕМА: «Клетка как основная структурная и функциональная единица живого. Жизненный цикл клетки».

Вопросы:

1) Краткая история изучения клетки.

2) Понятие про- и эукариотической клеток.

3) Основные компоненты и особенности строения растительных клеток.

4) Ядро строение и функции.

5) Понятие жизненного цикла клеток.

6) Митоз.

7) Мейоз.

8) Этапы клеточной дифференцировки.

 

Ботаника (от греч. botanicos — относящийся к растениям, botane — трава, растение) – наука о растениях, их форме, строении, развитии, жизнедеятельности, распространении, свойствах, происхождении, эволюции. Объектами ботаники традиционно являются гетеротрофные грибы, бактерии и растения.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ..

ГОДЫ УЧЕНЫЕ ОТКРЫТИЕ
Р. Гук Обнаружил клетку и дал ей название.
1671-1682 М. Мальпиги, Н. Грю. Впервые описали и подтвердили клеточное строение органов растений.
А. Левенгук Описал хроматофоры у спирогиры и хромопласты у высших растений.
XVII-XVIII вв.   Жизненные свойства клетки предписывались ее стенке, а содержимому отводилась второстепенная роль растительной слизи.
Р. Броун Обнаружил ядро.
Ян Пуркинье Дал слизистому содержимому клетки название «протоплазма».
1838-1839 М. Шлейден, Т. Шван. Сформулировали клеточную теорию.
И.Д. Чистяков Открыл деление ядра.
Э. Страсбургер Продолжил изучение кариокинеза.
Р. Вирхов Обосновал принцип преемственности клеток путем деления.
1866-1898   Открыли хромосомы, хлоропласты, митохондрии, аппарат Гольджи.
1930-е гг.   Появление электронного микроскопа.

 

 

Современная клеточная теория включает такие основные положения:

1. Все живые организмы имеют клеточное строение.

2. Клетка – наименьшая единица живого.

3. Все клетки принципиально сходны по:

а.химическому составу,

б.строению и набору органелл,

в.регулированию метаболизма,

г.использованию генетического кода для синтеза белков,

д.одинаково запасают и расходуют энергию.

4. Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной клетки.

 







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2023 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.