Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Общая организация растительной клетки. Важнейшие отличия от клеток животных



Билеты по ботанике.

1)Твердая полисахаридная клеточная стенка, в основном содержит целлюлозу, гемицеллюлозу, пектины. В следствие фотосинтеза в клетке образуется излишек растворимых сахаров, которые могут ингибировать дальнейшие процессы фотосинтеза. Они удаляются из клетки и полимеризуются. Дает клетке дополнительную опору и защиту. В клеточных стенках имеются плазмодесмы -тонкие цитоплазматические мостики, соединяющие все протопласты в теле растения. 2)Растительная клетка способна к фотосинтезу за счет пластид, содержащих хлорофилл. Запасное в-во откладывается в виде крахмала. 3) Имеется центральная вакуоль, заполненная клеточным соком и изолированная от протопласта тонопластом. Занимает до 70-90% общего объема клетки. В клеточном соке содержится запасные в-ва (сахара, белки, кислоты) и продукты жизнедеятельности (отбросы). Основная задача вакуоли — поддержание осмотических свойств клетки и тургора. 4) В отличие от животной клетки, в клетках высших растений нет центриолей и веретено деления образуется иначе — нити веретена деления собираются из микротрубочек клетки. 5) Цитокинез осуществляется не перетяжкой, а образованием перегородки с помощью фрагмопласта (система микротрубочек и микрофиламентов). В нем закладывается пектиновая срединная пластинка, вокруг которой образуется перегородка с помощью пузырьков аппарата Гольджи.

2) Пластиды. Типы пластид и их субмикроскопическая структура. Онтогенез и взаимопревращение пластид.
Хлоропласты - имеют двухмембранную оболочку, основное в-во ( строму) и систему внутренних мембран. Они имеют вид плоских мешков ( тилакоиды или ламеллы), собранных в стопки( граны). На тилакоидах расположены молекулы хлорофилла, придают зеленый цвет. Так же в хлоропластах есть каротиноиды ( в пластоглобулах - включениях жиров), которые маскируются хлорофиллом. Граны связаны между собой ламеллами ( межгранные тилакоиды). Так же в строме находятся рибосомы ( 70s), нити ДНК, зерна первичного крахмала, кристаллы белков, похожие на микротрубочки структуры и ферменты цикла Кальвина. Лейкопласты - строение и состав, как у хлоропластов, но внутренние мембраны очень слабо развиты, имеют вид одиночных трубочек и пузырьков. Основная функция - накопление запасных в-в ( вторичный крахмал, кристаллы или аморфные включения белков, жирные масла в виде пластоглобул). В некоторых клетках лейкопласты участвуют только в синтезе запасных в-в, особенно жирных кислот. Лейкопласты бесцветные и некрупные. Хромопласты - разнообразны по форме, внутренних мембран обычно нет. Большую часть стромы занимают пластоглобулы с растворенными каротиноидами, иногда они откладываются в виде кристаллов ( корнеплод моркови, плод арбуза, рябины) и это определяет форму всего хромопласта. В онтогенезе все пластиды возникают из пропластид ( зачаточные пластиды, встречаются в молодых эмбриональных клетках). Так же пластиды могут превращаться друг в друга. В лейкопластах формируются внутренние мембраны, в тилакоидах накапливается хлорофилл, лейкопласты становятся хлоропластами. В хлоропластах разрушаются внутренние мембраны и хлорофилл, пластоглобулы увеличиваются и каротиноиды становятся видимыми ( цвет осенних листьев). Обратно не превращаются. Иногда хромопластами становятся лейкопласты ( в некоторых выделительных тканях при старении, в корнеплодах моркови).

3) Хлоропласты, их структура и функции. Первичный крахмал.
Основные функции - запасание энергии солнечного света в энергии химических связей. Структура в билете 2. В хлоропластах образуется первичный крахмал в виде небольших зерен, которые под действием амилазы легко переводятся в растворимую форму и транспортируются в запасающие органы.

4) Хромопласты и лейкопласты, их биологическая роль. Пигменты пластид. Эволюционное происхождение пластид.
Лейкопласты связаны с синтезом и накоплением запасных в-в. Крахмал (амилопласты) в виде вторичного, белок ( протеопласты), жирные масла в виде пластоглобул ( олеопласты). В некоторых клетках лейкопласты только синтезируют в-ва, особенно жирные кислоты. Хромопласты - первоначальная биологическая задача не ясна, но побочная - привлечение насекомых для опыления, распространение плодов и семян. Их можно рассматривать, как конечный этап развития пластид, этап их старения. Пигменты - в хромопластах жирорастворимые каротиноиды, в лейкопластах нет, в хлоропластах хлорофилл. Гипотеза симбиотического происхождения - эукариотическая клетка поглотила автотрофную ( или гетеротрофную в случае митохондрий) бактерию, мембрана пищеварительной вакуоли стала второй мембраной органеллы. В поддержку этой теории выступают биохимические сведения - у пластид строение ДНК и РНК сходно с таковым у прокариот, а так же рибосомы 70s, а у эукариот 80s. Активность ДНК пластид и митохондрий находится под контролем ядра клетки, поэтому самостоятельно они не могут существовать.

5) Клеточная оболочка. Химический состав и молекулярная организация оболочки. Синтез и транспорт компонентов. Биологическая роль и понятие об апопласте.
Оболочка - обеспечивает опору, защиту, тургесцентность, так же защищает от высыхания, обеспечивает поглощение воды и йонов солей, некрупных молекул, транспирацию, транспорт и секрецию в-в. Между собой соседние оболочки скреплены тонкой срединной пластинкой. Совокупность всех оболочек является механическим остовом растения + система оболочек и межклетников обеспечивает транспорт в-в и называется апопластом. Оболочка строится протопластом и растет только вместе с ним. Часто живет дольше протопласта, выполняя проводящие и опорные функции - волокна, трахеиды, членики сосудов, клетки пробки ( все мертвы в зрелости). Состав и организация - полисахариды ( скелетные и в-ва матрикса). Скелетное в-во - целлюлоза ( бета -1,4-D-глюкан), состоит из остатков бета-глюкозы. Нерастворима в воде и органических растворителях, не набухает, не растворяется в разбавленных кислотах и концентрированных щелочах. Молекулы целлюлозы собраны в группы, образующие тончайшие волоконца разной длины ( микрофибриллы). В некоторых частях они собираются упорядочено и образуют мицелы, между которыми находятся менее упорядоченные цепи из мономеров, образующие паракристаллические структуры ( целлюлоза обладает свойствами кристаллов). Микрофибриллы собираются в макрофибриллы. Матрикс - насыщенный водой пластичный гель, сложная смесь полимеров ( преобладают полисахариды с более короткими, чем у целлюлозы цепями). Матричные полисахариды образуют многочисленные поперечные ковалентные и водородные связи, что делает оболочку очень прочной + они гидрофильны и способны сильно набухать и поглощать много воды + высокая проницаемость для растворов. По оболочкам осуществляется пассивный транспорт по градиенту концентрации. По физическим и химическим свойствам полисахариды матрикса делятся на пектины и гемицеллюлозы. Пектиновые в-ва - сильно набухают в воде (иногда растворяются), разрушаются в щелочах и кислотах. На разных стадия развития клетки содержание пектиновых в-в в оболочках разное (возможно зависит от функций этих в-в на разных стадиях). Гемицеллюлозы - устойчивее пектинов, но более растворимые, чем целлюлоза. Часто занимают большую часть матрикса, образуют с пектиновыми в-вами переходные формы. В некоторых типах клеток в оболочке содержатся неуглеродные компоненты : 1)структурные белки (гликопротеиды), иногда ферментные белки 2) лигнин ( смесь ароматических полимеров) - заполняет межфибриллярные промежутки, определяет одревеснение, повышает прочность, снижает эластичность и проницаемость для воды. 3) кремнеземы, оксалаты и карбонаты кальция придают твердость ( защищают от поедания животными) 4)гидрофобные полимеры (воск, кутин, суберин). Суберин и кутин - сложные жирные кислоты. Суберин инкрустирующее в-во, клетки с суберинизированными оболочками регулируют водно-тепловой режим растения ( препятствуют излишнему испарению воды и перегреву). Кутин и суберин откладываются вместе с воском( сложным эфиром жирных кислот). Кутин в виде пленки на поверхности клеток эпидермы, суберин - пленка на внутренней поверхности. Субериновая пленка почти непроницаема для воды и газов, поэтому с ней протопласт отмирает. Воск часто откладывается в кристаллической форме на поверхности наземных частей растения, препятствуя излишнему испарению. Образование : 1) в цистернах диктиосом синтезируются полисахариды матрикса, структурные белки и лигнин 2) пузырьки Гольджи доставляют компоненты к плазмалемме и изливают их в оболочку 3) синтез и кристаллизация целлюлозы осуществляется самой плазмалеммой +ориентация микрофибрилл ( с помощью микротрубочек), но ферменты для этого поставляются пузырьками Гольджи 4) синтез каллозы ( аморфный полисахарид) так же на плазмалемме.

 

6)Первичная и вторичная оболочка. Состав, текстура, физические и химические свойства.
Первичная - у делящихся и растущих клеток. Содержит много воды, преобладают матричные полисахариды, целлюлозы не более 30%, структурного белка 10%, лигнина нет. Матрикс пластичный, микрофибриллы в нем свободно лежат, слабо связаны между собой, могут скользить друг вдоль друга. Оболочка очень тонкая (0.1 - 0.5 мкм), легко проницаема для растворов. Для многих клеток отложение первичной оболочки прекращается одновременно с окончанием роста, они имеют тонкие оболочки до конца жизни и связаны плазмодесмами. Вторичная - для некоторых клеток образование вторичной оболочки это основная задача протопластов и после этого они отмирают ( остаются живыми в паренхиме древесины и флоэме хвойных). Основные функции - защитная и опорная. В ней меньше воды, больше макрофибрилл целлюлозы, расположенных параллельно и ближе друг к другу - это определяет прочность на растяжение и эластичность вторичной оболочки. Состоит из трех слоев ( разная ориентация микрофибрилл) 1) наружный - микрофибриллы горизонтально 2) средний - по спирали, крутой наклон 3) внутренний под большим углом. Если протопласт отмирает, то на поверхности внутреннего слоя заметно тонкий и плотный слой со сферическими бугорками- бородавчатый слой ( возможно остаток протопласта). Вторичные оболочки часто одревесневают, в основном лигнин откладывается в первичной оболочке и срединной пластинке. Некоторые вторичные оболочки откладываются не в виде сплошного слоя ( в виде колец, спиральных лент) и появляются поры ( структуры для связи клеток).

 

Вторичные изменения химического состава и свойств оболочки : одревеснение, суберинизация, кутинизация, кутикуляризация, минерализация оболочек и отложение слизей. Биологическое значение этих процессов и значение целлюлозы в хозяйстве.

1) Лигнификация - одревеснение клеточной стенки за счет заполнения межфибриллярных промежутков лигнином. В результате клеточные стенки становятся жесткими и прочными. Лигнификация типична для механических и проводящих тканей при их вторичном строении, обычно лишены живого протопласта. 2) Суберинизация - отложение в клеточной стенке жироподобного аморфного в-ва суберина, в результате стенка клетки становится непроницаемой для жидкостей и газов. Клетки с пропитанными суберином оболочками участвуют в регулировании водно-теплового режима, препятствуя излишнему испарению и перегреву ( клетки пробки). 3) кутинизация - отложение жироподобного в-ва кутина, в основном в наружных стенках эпидермы листьев и травянистых стеблей. Это делает их менее проницаемыми для воды и снижает испарение. Кутин откладывается в виде пленки - кутикулы. 4) минерализация - отложение кремнезема и солей кальция. В основном инкрустируются оболочки клеток эпидермы листьев и стеблей злаков, осок и хвощей, придают им твердость, снижают поедаемость животными. 5) ослизнение - целлюлоза и пектин превращаются в слизи и камеди ( высокомолекулярные углеводы, состоящие в основном из пентоз). Ослизнение наружных слоев клеток кожицы семян закрепляет их в почве и увеличивает поглощение воды, защищает от высыхания. Так же у корневого чехлика, при ранении растения и ловчая жидкость насекомоядных растений.




©2015 studenchik.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.