Общая организация растительной клетки.

Курс 1 семестр

Общая организация растительной клетки.

Растительная клетка состоит из: клеточной(плазматической) мембраны, функция которой – ограничивает содержимое клетки от внешней среды; клеточной оболочки(стенки); вакуоли(полость клетки, заполненная клеточным соком) и протопласта(жизненного содержимого клетки), который в свою очередь делится на цитоплазму(живое содержимое клетки) и ядро (информационный центр клетки и центр обмена веществ). Цитоплазма делится на гиалоплазму (матрикс, гелеобразная полужидкая основа), органеллы и включения.

Отличия растительной клетки от клеток животных и грибов.

-Наличие прочной оболочки, основа которой-целлюлоза

-Наличие пластид и вакуолей

-Рост путем растяжения за счет увеличения вакуоли(Объем цитоплазмы при этом практически не изменяется)

-У клеток высших растений отсутствуют центриоли

-Основное запасное вещество-полисахарид крахмал.

Разнообразие клеток в связи со специализацией.

Клетки приобретают особенности строения, которые связаны с ее функцией. Изначально из меристематических клеток при дифференциации возникают клетки фотосинтезирующих тканей(содержат много хлорофилла). В клетках запасающих тканей много лейкопластов, накапливают в себе крахмал, реже белки и жиры. Клетки запасающих тканей могут иметь сильно утолщенные клеточные оболочки за счет гемицеллюлозы. У клеток, выполняющих механические функции(механические ткани) всегда утолщены клеточные оболочки, могут быть лигнифицированы. Проводящие элементы проводящих тканей: -ксилема(выполняют свои функции, когда утолщаются и погибают; одревесневшая клеточная оболочка); -флоэма(живые клетки, образующие ситовидные трубки, почти не имеют органелл, имеют клетки-спутницы. С огромным количеством митохондрий, поставляющих энергию.

Пластиды: типы, строение, пигменты.

Специфические органеллы, характерные только для растительных клеток. Совокупность пластид одной клетки называется пластидом. Выделяют 3 типа (вида) зрелых пластид:

а) Лейкопласты (бесцветные)

Зрелые пластиды, нет пигментов => бесцветные, слабо развита система внутренних мембран, мало складок, небольшие. Могут содержать капли масла или включения крахмала (крахмальные зерна), включения белка (запасной белок)

Функции:

-синтез и накопление запасных веществ(накапливается крахмал-амилопласты; накапливается масло-олеопласты; накапливается белок-протеинопласты)

-в некоторых клетках учавствуют в синтезе жирных кислот

-в секреторных клетках учавствуют в синтезе эфирных масел

Крахмал, который синтезируется в лейкопластах называется вторичным.

б) Хлоропласты (зеленые)

Хлоропласт состоит из 2х мембран: внешней (гладкой) и внутренней. Внутренняя мембрана содержит тилакоиды стромы, на которых расположены стопочки – граны(тилакоиды гран) Внутреннее содержимое хлоропласта-матрикс. Внутри располагаются: рибосомы, кольцевая ДНК, включения (в виде капель масла, жира). Хлоропласт содержит пигмент – хлорофилл(зеленого цвета), за счет чего растение приобретает зеленый цвет.

Функции:

-фотосинтез

-синтез АТФ

-запас крахмала и жиров (редко белков)

-участвуют в синтезе аминокислот и жирных кислот

Крахмал, который синтезирован в хлоропласте называется первичным или ассимиляционным.

в) Хромопласты (желтые или оранжевые, иногда красные)

Содержатся в клетках лепестков цветов(хризонтема) в клетках зрелых плодов-рябина, сандыш, шиповник, тыква, в корке апельсина, лимона, содержатся в корнеплодах моркови и кормовой свеклы, а так же в осенних листьях желтого и оранжевого цвета. Могут обладать разной формой. Содержат пигменты каротиноиды: каротины (оранжевый цвет) и ксантофиллы (желтый цвет)

При расщеплении (разрыве связи) бета-каротина образуется витамин А и ратиналь. Каротиноиды хорошо растворяются в жирах, маслах и плохо в воде. У хромопластов слабо развита система внутренних мембран, имеет небольшие внутренние складки, содержат включения масла (в них растворены каротиноиды)

Если масла недостаточно, то каротиноиды кристаллизуются и хромопласт приобретает форму кристалла (треугольную или квадратную)

Функции:

-окрашивают венчик цветков для привлечения опылителей и околоплодник для привлечения животных-распространителей.

Хромопласты-стареющие пластиды, образуются при старении хлоропласта (осенние листья)

Пигменты растительных клеток.

-Хлорофилл (зеленого цвета)

-Каротиноиды: каротины (оранжевый цвет) и ксантофиллы (желтый цвет)

Онтогенез и взаимопревращение пластид.

Взаимопревращение пластид

1)Пропластиды является начальной стадией развития других типов пластид, которые образуются преимущественно делением. Этот процесс считается необратимым.

2)Лейкопласты на свету легко превращаются в хлоропласты. Образования хромопластов из лейкопластов мало вероятно.

3)Хлоропласты могут при определенных условиях превращаться в лейкопласты (зеленые помидоры перед созреванием становятся белыми — молочными, а также легко превращаются в хромопласты — покраснение рябины, шиповника, тыквы и т.п.

4)Хромопласты является конечной стадией развития пластид и, как правило, не способны превращаться в другие их типы. В некоторых случаях преобразования хромопластов в хлоропласты возможно (позеленения верхней части корнеплода моркови на свету, позеленения желтеющего листа под действием цитокинина).

Эволюционное происхождение пластид и митохондрий.

Эволюционно хлоропласты и митохондрии произошли от прокариот-симбионтов. Хлоропласты - от симбиоза с цианобактериями, а митохондрии - от симбиоза с прогенотами. Теория симбиогенеза.

Доказательства:

Митохондрии и пластиды:

-имеют две полностью замкнутые мембраны. При этом внешняя сходна с мембранами вакуолей, внутренняя — бактерий.

-размножаются бинарным делением (причем делятся иногда независимо от деления клетки), никогда не синтезируются de novo

-генетический материал — кольцевая ДНК, не связанная с гистонами (По доле ГЦ ДНК митохондрий и пластид ближе к ДНК бактерий, чем к ядерной ДНК эукариот)

-имеют свой аппарат синтеза белка — рибосомы и др.

-рибосомыпрокариотического типа — c константой седиментации 70S. По строению 16s рРНК близки к бактериальной.

-некоторые белки этих органелл похожи по своей первичной структуре на аналогичные белки бактерий и не похожи на соответствующие белки цитоплазмы.

Практическое значение клеточного сока.

Сахарный тростник, в котором содержится много сахаров используют для выработки сахара. Кислоты использовались, например, для приготовления витаминов(аскорбиновая кислота)

Цианиды использовались для добычи золота, в древние времена использовались как яд.

- Алкалоиды(атропин-беладонна, расширяет зрачки; морфин-мак, обезболивающее; папаверин-мак, снижает АД; кодеин-мак, расширяет бронхи; кофеин-чай, кофе, повышает АД и активизирует ЦНС; хинин-хинное дерево, тонизирующее; никотин-листья табака, сильнодействующий нейротаксин; кокаин-листья коки, в медецине-анастезирующее средство; соланин-зел.органы пасленовых, в т.ч.картофель и его клубнях; колхицин-нарушает деление клеток, разрушает веретено деления в клетке, используется для получения полиплоидов у растений)

- гликозиды(сердечные гликозиды-наперстянка, ландыш, влияют на сердечный ритм; гликозиды, влияющие на ЦНС-валериад-валериана, салицин-корни пиона)

-таннины(дубильные вещ-ва)содержатся в коре дуба, ивы, листьях чая. При отмирании тканей растения, содержащие таннины, ткани окрашиваются в коричневый цвет. Обладают вяжущим и противовоспалительным действием(антисептики). Используют для дубления кожи, т.к. они переводят белки в нерастворимое состояние.

Первичная и вторичная клеточные оболочки: различие в составе, времени формирования. Биологическое значение одревеснения, суберинизации, кутикуляризации, минерализации и отложении слизей.

Формирование первичной клеточной оболочки в цитокинезе. Синтез и транспорт компонентов оболочки.

Трихомы, их типы и функции.

Трихомы(волоски) делят на: простые и железистые; одноклеточные и многоклеточные.

Простые волоски: могут быть разветвленные, ветвистые, звездчатые, образуют шерсистый покров на побеге и листе. Функции: отражают солнечные лучи, снижают нагревание; создают затишное пространство => снижает испарение(транспирацию); снижает поедаемость растений и поражаемость вредителей.

Железистые волоски: имеют секреторную клетку(-и) => ножка(накапливает эфирные масла)

Функции: отпугивание растительноядных животных, благодаря сильному запаху.

Чаще всего трихомы состоят их мертвых клеток, если живые, то увеличивают испарение. У некоторых образуются на многоклеточных подставках – образуются из клеток эпидермы)

У жгучих волосков крапивы клеточная оболочка пропитана кремнеземом (SiO2)

На верхушке жгучего волоска – головка, а под ней – суженный участок.

Внутри жгучего волоска накапливается муравьиная кислота. При дотрагивании до жгучего волоска => головка обламывается, острие прокалывает кожу, а муравьиная кислота, находящаяся под давление впрыскивается в рану.

Корень. Функции корня.

Корень-основной вегетативный и многофункциональный орган растения. Так же как и побег, корень радиально семетричен, характеризуется апикальным ростом засчет работы верх. меристемы и участвует в транспорте веществ.
В отличае от побега, корень не содержит листьев, есть чехлик, прикрывающий апикальную меристему, из протодермы образуются выросты-корневые волоски, которые поглощают из почвы воду и минеральные вещ-ва, боковые органы закладываются во внутр.тканях и удалены от апикальной меристемы.
Функции:

-опорная
-поглащение воды
-проводящая
-запасающая
-может участвовать в вегетативном размножении
-синтез важных вещ-в
-взаимодействие с корнями др.растений, микроорганизмами, грибами

Ризодерма и ее функции.

первичная покровная ткань растений, формирующаяся у молодых корней вблизи конуса нарастания. Покрывает корешок в один слой клеток и образует зону всасывания длиной в несколько сантиметров. В этой части корешка происходит активное всасывание растением содержащихся в почве воды и минеральных солей. Клетки ризодермы образуют выросты – корневые волоски (их дл. 1—2 мм, у злаков – до 8 мм), благодаря которым поглощающая поверхность корня многократно (в 10—20 раз) увеличивается, а само растение прочно закрепляется в почве. Через ризодерму в почву выделяются вещества, облегчающие избирательное поглощение ионов, а также происходит взаимодействие растения с бактериями, грибами и другими организмами, населяющими ризосферу – слой почвы, примыкающий к корню. По мере роста корешка старые, более удалённые от его кончика участки ризодермы отмирают, а вместо них возникают новые

Курс 1 семестр

Общая организация растительной клетки.

12 3 Следующая ⇒