1. Общая характеристика растительных клеток 1. Простейшие безъядерные клетки называются прокариотными А) не имели ядер Б) нуклеиновые кислоты находились в цитоплазме В) ядро не было морфологически выделено Прокариотные клетки свойственны бактериям и сине-зеленым водорослям 2. Клетки с ядрами называются эукариотными, свойственны большинству растений
Клетка – основная структурная единица одноклеточных, колониальных и многоклеточных растений. Паренхимные клетки – изодиаметрические многогранники, диаметр их примерно одинаков во всех направлениях, длина не более чем в 2 -3 раза превышает ширину. Средняя их величина 10 -1000 мкм. Прозенхимные клетки - вытянутые, длина превышает ширину и толщину в 5 и до 100 и более раз.
2. Отличие клетки растений от клетки животных Клетки растений и животных эукариотические, имеющие оформленное ядро и цитоплазму. 1. наличие пластид (в хлоропластах осуществляется фотосинтез) 2. наличие целлюлозопектиновой жесткой клеточной стенки кнаружи от цитоплазматической мембраны (плазмалеммы) 3. наличие вакуолей 4. отсутствие центриолей при делении в кариокинезе и образование фрагмопласта в цитокинезе 5. резервным углеводом является крахмал (у животных – гликоген)
3. Структура растительной клетки Клетка – структурная, функциональная, саморегулирующаяся и самовоспроизводящаяся единица живой материи ПРОТОПЛАСТ (живое содержимое клетки) Цитоплазма Ядро Производные протопласта Гиалоплазма Ядерная оболочка** (неживое содержимое) Плазмалемма * Ядерный сок (нуклеоплазма) Клеточная стенка Тонопласт* Ядрышки (синтез РНК) Вещества обмена и запаса: Аппарат Гольджи* ДНК Крахмальные зерна ЭПС или ЭР* Липидные капли Лизосомы* Белковые включения Сферосомы* Кристаллы оксалата кальция Пластиды** В вакуоле - клеточный сок Митохондрии** Физиологически активные вещества: Рибосомы ферменты, витамины, фитогармоны, Микротрубочки фитонциды, антибиотики, глюкозиды • *- одномемранные • ** - двумембранные ___ - не имеющие мембран алкалоиды
Строение растительной клетки
4. Химический состав протопласта. Вода – 60 -90% Белки* - 40 -50% СМ Нуклеиновые кислоты* - 1 -2% СМ Липиды * - 2 -3% СМ Углеводы* Неорганические вещества – 2 -6% СМ * - синтезируются самим протопластом
Вода. Протопласт на 60 -90% состоит из воды. В воде растворено большинство веществ. Водная среда необходима для прохождения многих реакций. Вода в протопласте находится в связанном состоянии, прежде всего с белками. Благодаря высокой теплоемкости, вода предохраняет протопласт от резких колебаний температуры.
Белки – биополимеры, состоящие из мономеров – аминокислот. На долю белков приходится около 40 -50% сухой массы протопласта. Протеины - простые белки, которые состоят из аминокислот - запасные
Протеиды - сложные белки, образуются в результате соединения простых белков с углеводами – глюкопротеиды с жирными кислотами – липопротеиды с нуклеиновыми кислотами – нуклеопротеиды Протеиды – конституционные (строительные) белки и входят в состав цитоплазмы и ядра Белковую природу имеют ферменты – биокатализаторы (мембраны клетки)
Нуклеиновые кислоты. Вещества, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. Составляют 1 -2 % сухой массы протопласта. Синтезируются в ядре. Молекулы нуклеиновых кислот – длинные линейные цепи, состоящие из нуклеотидов. Каждый нуклеотид содержит азотистое основание, пятиуглеродный сахар (пентозу) и остаток фосфорной кислоты. РНК – рибонуклеиновая кислота, состоит из 4 -6 тысяч нуклеотидов, одноцепочная молекула. Нуклеотид - сахар рибоза, остаток фосфорной кислоты, азотистые основания: урацил аденин цитозин гуанин
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота Состоит из 10 -25 тысяч нуклеотидов Имеет две комплементарные цепи Находится в основном в ядре – 99% (митохондрии и пластиды имеют свою ДНК) Нуклеотид - сахар дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты, азотистые основания: тимин аденин цитозин гуанин
Липиды. Жироподобные вещества Простые – жиры, воски, состоят из остатков жирных кислот и спиртов Сложные: липопротеиды – липиды с белками фосфолипиды - липиды с ортофосфорной кислотой гликолипиды - липиды с сахарами Входят в состав мембран Как вещества энергетического резерва, используются для образования АТФ Плохо растворимы в воде и маслах.
Углеводы. Моносахариды- глюкоза, фруктоза первичные продукты фотосинтеза, используются далее для биосинтеза дисахаридов, полисахаридов (крахмала) (№ 6 на рисунке), аминокислот, жирных кислот Дисахариды – сахароза, мальтоза входят в состав клеточного сока (свекловичный сахар)
Полисахариды – крахмал, гликоген (грибы) запасаются как энергетический резерв, с последующим расщеплением освобождающихся моносахаридов в процессах брожение или дыхания. Гидрофильные полисахариды поддерживают водный баланс клеток.
5. Гиалоплазма, значение, строение, функции Цитоплазма – обязательная часть живой клетки, в ней происходят все процессы клеточного обмена, кроме синтеза нуклеиновых кислот, совершающийся в ядре. Основу цитоплазмы составляет ее матрикс или гиалоплазма. Значение. Гиалоплазма обладает ферментативной активностью, среда – обеспечивающая взаимодействие всех структур цитоплазмы. Строение. Бесцветная коллоидная система пронизана микротрубочками и микрофиламентами. Микротрубочки – надмолекулярные агрегаты со строго упорядоченным расположением молекул. Стенки построены из спирально упакованных глобул белка тубулина. Способны к самосборке и распаду. Функции. Участвуют в формировании жгутиков, ресничек, ахроматинового веретена, во внутриклеточном транспорте.
Микрофиламенты – нити белка актина, способные сокращаться. Они образуют сплошное сплетение под плазмолеммой и пучки из параллельно ориентированных нитей в гиалоплазме. Совокупность микрофиламентов и микротрубочек составляет цитоскелет, который влияет на изменение формы клетки и перемещение внутриклеточных структур. С гиалоплазмой связано свойство цитоплазмы – движение, которое регулирует обмен веществ. Различают два типа движения цитоплазмы – струйчатое и вращательное. Оно осуществляется за счет микрофиламентов. Скорость движения цитоплазмы 1 -2 мм/с.
6. Рибосомы, значение , строение, функции В рибосомах происходит синтез белка. В клетке их насчитывается 500 тысяч. Каждая рибосома состоит из двух субъединиц – большой и малой, на которые может диссоциировать (распадаться), не имеет мембран. В состав рибосом эукариот входят 4 молекулы рибосомальной РНК и белки. Молекулы р. РНК образуют структурный каркас, с определенными участками которого связаны соответствующие белки. Формирование субъединиц рибосом происходит в ядре, сборка – в цитоплазме на молекуле и. РНК. Рибосомы, которые связаны специфическими белками большой субъединицы с эндоплазматической сетью, синтезируют белки. Белки через ЭПС поступают в аппарат Гольджи и усваиваются клеткой. Рибосомы синтезируют белки для собственных нужд.
7. Биологические мембраны. Почти все органеллы клетки имеют мембранную систему. - мембраны служат барьерами, отделяющие содержимое клетки от внешней среды, - выполняют роль перегородок между отдельными компонентами, - через них осуществляется избирательный транспорт веществ, - в них локализуются жизненноважные биологические системы, - с помощью мембран осуществляется компартментация протопласта (подразделение на изолированные отсеки, органеллы). Все биологические мембраны построены из одних и тех же веществ, по одному и тому же принципу. БМ – это тонкие жировые пленки, состоящие из бимолекулярного слоя фосфолипидов на поверхности которого и между молекулами располагаются белки. Белки, которые пронизывают мембрану насквозь, образуют поры.
Плазмалемма ( 3 )– наружная мембрана, ограничивающая всю поверхность цитоплазмы, обращенную к клеточной стенке. В силу своего пограничного положения она играет решающую роль в избирательном поглощении и выделении веществ. Кроме того, она участвует в синтезе целлюлозы и формировании клеточной стенки, обеспечивая защиту протопласта. Изнутри связана с сократимыми микрофиламентами подстилающего слоя гиалоплазмы, которые обеспечивают изменение ее формы. Тонопласт - внутренняя пограничная мембрана цитоплазмы расположена на поверхности раздела цитоплазмы и клеточного сока, заполняющего вакуоль.
Эндоплазматическая сеть, эндоплазматический ретикулум. Непрерывно изменяющаяся развлетвленная система ультрамикроскопических канальцев, пузырьков и цистерн, ограниченных одинарной мембраной и заполненных бесструктурным матриксом (энхилемой), отличным от гиалоплазмы. Канальцы эндоплазматической сети непосредственно переходят в наружную ядерную мембрану, через них осуществляется связь ядра с цитоплазмой. Часть канальцев проходит из одной клетки в другие(плазмодесмы), обеспечивая связь между ними. - поддерживает структуру цитоплазмы и служит основным внутриклеточным транспортным путем, по которому передвигаются вещества. - агранулярный ЭР принимает участие в синтезе жиров, углеводов, стероидных гормонов, накоплении и выведении ядовитых веществ - гранулярный ЭР принимает участие в транспортировке белков, синтезированных в рибосомах
Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи)*. Состоит из отдельных диктиосом и пузырьков Гольджи. Диктиосомы — органеллы, представляющие собой пачки плоских округлых цистерн, ограниченных одной мембраной и заполненных матриксом. Диктиосомы полярны: на одной стороне стопки (образующей) происходит добавление новых цистерн, возникающих, из ЭР, на другой (секретирующей) образование пузырьков, приводящее к разрушению цистерн. В цистернах аппарата Гольджи накапливаются, конденсируются и упаковываются вещества, подлежащие изоляции или удалению из цитоплазмы, — чужеродные, ядовитые. Упакованные в пузырьки, они поступают в вакуоли. - синтез полисахаридов (пектинов, гемицеллюлоз, слизей), идущих на построение клеточной стенки. - мембрана пузырька идет на пополнение плазмалеммы. Пузырьки Гольджи участвуют также в формировании новых клеточных стенок и плазмалеммы, происходящем после митоза.
Лизосомы — округлые одномембранные органеллы, в матриксе которых содержится большое число гидролитических ферментов. Формируются в аппарате Гольджи. Функция - внутриклеточное переваривание (автолиз), при разрушении нефункционирующих пластид и митохондрий. После отмирания протопласта клетки гидролитические ферменты лизосом очищают всю ее полость (например, при образовании сосудов).
Митохондрии. Округлые или цилиндрические, реже нитевидные органеллы, 700 штук в одной клетке. Митохондрии имеют двумембранное строение, внутри — бесструктурный матрикс. Внутренняя мембрана образует выросты — кристы. В матриксе содержатся кольцевые молекулы митохондриальной ДНК, специфические и. РНК, т. РНК и рибосомы, отличные от цитоплазматических. Здесь происходит автономный синтез белков внутренних мембран митохондрий. Основная функция митохондрий — образование энергии. В клетках митохондрии концентрируются около ядра, хлоропластов, жгутиков — там, где велик расход энергии. Число митохондрий увеличивается в результате их деления перешнуровкой по кристам. F portion - АТФ-сомы
Пластиды. Это органеллы, характерные исключительно для растительных клеток. Обычно в клетке встречается только один тип пластид (20 штук). В них происходит первичный и вторичный синтез углеводов. Возможно взаимное превращение пластид. Пластиды развиваются из пропластид — сферических недифференцированных телец, которые содержатся в растущих частях растений (в клетках зародыша, образовательной ткани). Они окружены двойной мембраной и заполнены матриксом. В матриксе имеются кольцевая ДНК и рибосомы прокариотического типа. Пропластиды способны делиться. Из них на свету (в листьях, незрелых плодах, наружных частях стебля) формируются хлоропласты, в глубине стебля и в подземных органах — бесцветные лейкопласты. Из хлоропластов и иногда лейкопластов образуются хромопласты.
Хлоропласты — это органеллы фотосинтеза, образуют первичный крахмал. Содержат пигменты – хлорофиллы, каратиноиды – оранжевый каротин – желтый ксантофилл. Имеют форму двояковыпуклой линзы. Размеры хлоропластов 5. . . 10 мкм в длину при диаметре 2. . . 4 мкм. Число хлоропластов в клетках высших растений 15. . . 50. Лейкопласты — бесцветные округлые пластиды. Функция – в них накапливаются запасные питательные вещества, в основном вторичный крахмал. Лейкопласты, в которых синтезируется и накапливается запасной крахмал, называются амилопластами, белки — протеинопластами, масла — элайопластами. Хромопласты — пластиды оранжево-красного и желтого цвета, образующиеся из лейкопластов и хлоропластов. Функция - синтез и накопление пигментов каротиноидов. Имеют разнообразную форму. Хромопласты — конечный этап в развитии пластид.
Ядро окружено цитоплазмой. Имеет шаровидную форму. В нем сосредоточено 99 % ДНК клетки, значительное количество и. РНК и р. РНК. Структура ядра : ядерная двумембранная оболочка, пронизанная порами, ядерный сок (нуклеоплазма или кариолимфа), хромосомно-ядрышковый комплекс. Ядро — является носителем основных наследственных свойств, закодированных в хромосомах, и передача наследственной информации дочерним ядрам. Оно управляет жизнью клетки, определяя и регулируя синтез белков. Все клеточные процессы, обмен веществ, рост, развитие, деятельность остальных органелл — процессы ферментативные (белковые).
Амитоз. Прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки без образования хромосом вне митотического цикла. Амитоз встречается в больных или специализированных, обреченных на гибель клетках.
Митоз характерен для соматических (вегетативных) клеток и обеспечивает увеличение их числа. В непрерывном процессе митотического деления различают четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу Деление ядра (кариокинез) Профаза. Ядро увеличивается в объеме, в нем становится заметным клубок толстых нитей — хромосом. Постепенно исчезает ядрышко, растворяется ядерная оболочка. Начинается формирование ахроматинового веретена — веретена' деления, которое представляет собой систему нитей (микротрубочек). Метафаза характеризуется максимальным укорочением хромосом. Они располагаются в эквариториальной плоскости клетки. Хроматиды постепенно отталкиваются и разъединяются, их связывает только центромера. Анафаза начинается делением центромеры. Каждая из хроматид одной хромосомы становится самостоятельной хромосомой. Сокращение тянущих нитей ахроматинового веретена увлекает их к противоположным полюсам клетки. Телофаза. Хромосомы деспирализуются, становятся плохо заметными. Индивидуальность каждой хромосомы уже трудно прослеживается. На каждом из полюсов вокруг хромосом воссоздается ядерная оболочка. Формируются ядрышки, веретено деления исчезает. В образовавшихся ядрах каждая хромосома состоит теперь всего из одной хроматиды, а не из двух. Деление клетки (цитокинез). Цитокинез — после образования в телофазе двух новых ядер происходит деление клетки и формирование в экваториальной плоскости перегородки — клеточной пластинки.
Мейоз и его биологическое значение. Полиплоидия Мейоз встречается у подавляющего большинства растений, но происходит лишь в небольшом числе клеток (обычно при образовании спор). Сущность мейоза состоит в уменьшении (редукции) числа хромосом вдвое по сравнению с родительской в каждой из образующихся клеток. Мейоз регулирует постоянство числа хромосом. Мейоз — единый, непрерывный процесс, состоящий из двух последовательных делений: профазу, метафазу, анафазу и телофазу
Скачать презентацию 1. Общая характеристика растительных клеток 1. Простейшие безъядерные
клетка 03.ppt