Анатомія рослин Будова рослинної клітини Гурток 23

Анатомія рослин Будова рослинної клітини

Гурток 23. 10. 11 о 1400 ауд. 459 Перший модуль переноситься!!!

Типи рослинних клітин паренхімні прозенхімні

У цитозолі будь-якої еукаріотичної клітини містяться такі органели: 1) ядро; 2) ендоплазматичний ретикулум (ЕР); 3) апарат Гольджі (АГ); 4) мітохондрії; 5) пероксисоми; 6) лізосоми (у рослинних клітинах – літичні вакуолі).

Порівняння будови рослинної та тваринної клітин

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ

Хімічний склад цитоплазми : основну масу складає вода (80 -90%), білки (10 -12%), ліпіди (2 -3%), сахариди (1 -2%), мінеральні речовини (1 -1, 5%). У ній відбуваються життєві процеси: синтез і дихання, проникність і ріст, подразливість і рух тощо.

Біологічні мембрани

Рідинно-мозаїчна модель біологічної мембрани

ФУНКЦІЇ БІОЛОГІЧНИХ МЕМБРАН 1. Бар’єрна 2. Транспортна 3. Осмотична 4. Електрична 5. Структурна 6. Енергетична 7. Біосинтетична 8. Секреторна 9. Рецепторно-регуляторна

Будова плазмалеми біліпідний шар (фосфоліпіди, гліколіпіди, стероли), білки, вуглеводи ліпіди: білки: вуглеводи 40: 20

Білки плазмалеми § Периферійні білки – з’єднуються з іншими компонентами мембрани водневими, електростатичними зв’язками, сольовими містками. Розчинні у воді і легко відокремлюються від мембрани. § Інтегральні білки – нерозчинні у воді, вмонтовані у гідрофобну частину бішару, не відокремлюються від мембрани § “заякорені” білки – фіксуються в мембрані за рахунок молекул-посередників (ЖК, стеринів, ізопреноїдів, ФІ)

Фіксація заякорених в мембрану білків Білки з’єднані з внутрішньою поверхнею мембрани: -Білки, заякорені за участю ЖК (міристинова С 14 або пальмітинова С 16) -Білки, заякорені за участю ізопреноїдів (фарнезил або гераніл), так звані пренільовані білки. Білки з’єднані з зовнішньою поверхнею мембрани: -Білки, заякорені за участю фосфатидилінозитолу (ФІ). Це більшість арабіногалактонових білків (AGPs), які забезпечують структурну і функціональну взаємодію плазмалеми з клітинною стінкою

Ферментні комплекси зовнішнього шару плазмалеми § Ферменти клітинної стінки (целюлозосинтаза) целюлозосинтаза § Ферменти сигнальних систем (фосфоліпаза С, А; аденілатциклаза) аденілатциклаза § Ферменти редокс-ланцюгів (цитохром b 5, десатурази) десатурази

Фізіологічні особливості рослинної плазмалеми 1. Наявність плазмодесм (симпласт) § Тиск з боку цитоплазми і клітинної стінки

Основні функції плазмалеми: плазмалеми - обмін речовин між клітиною і довкіллям; - синтез целюлози; - участь в осмотичних властивостях клітини; - сприйняття подразнень; - зв’язок між клітинами.

Форми ядра рослинних клітин: а-в - кореня гіацинта(Hyacinthus sp. ); г - ряски (Ornithogalum sp. ); д-е - черешка листка пеларгонії (Pelargonium sp. ); є - слизових клітин алое (Aloe sp. )

Двомембранні органели Ядро Функції ядра: 1. Збереження та передача генетичної інформації 2. Контроль основних процесів життєдіяльності клітини Функції ядерця 1. Синтез ядерних білків 2. Синтез рибосомальних білків 3. Самозбирання рибосом

Тотипотентність (від лат. totus – весь, цілий і potential – здатність, сила) – потенційна здатність рослинної клітини диференціюватися в будь-який з можливих типів клітин даного живого організму або розвинутись у цілий організм.

Будова мітохондрії

Типи структури мітохондрій: А – складчастий (з кристами); Б – трубчастий

УЛЬТРАСТРУКТУРА МІТОХОНДРІЙ

ПОДІЛ МІТОХОНДРІЙ

Особливості мітохондрій q. Напівавтономні органели клітини. qмають свою власну кільцеву ДНК (як у прокаріотів). Мітохондріальний геном кодує 50 мембранних і матриксних білків. q. Мають власну білоксинтезуючу систему з р. РНК і 70 S рибосомами, за допомогою якої синтезують специфічні білки, що входять до складу їхніх мембран. q. Містять ферменти циклу трикарбонових кислот, компоненти дихального ланцюга і АТФсинтазний комплекс qрозмножуються поділом.

Типи пластид: -лейкопласти -хлоропласти - хромопласти

ТИПИ ПЛАСТИД: • пропластиди; • амілопласти; • лейкопласти (синтез ізопреноїдів, які становлять основу ефірних олій); • етіопласти; • хлоропласти; • хромопласти.

Утворення пластид Пропластиди — безбарвні, молоді стадії розвитку всіх типів пластид. Містяться в ембріональних клітинах промеристеми і меристеми. Містять строму і дископодібні грани. Спочатку вони круглі, згодом стають овальними. Етіопласти — утворюються з пропластид у випадку затримки їх розвитку через відсутність освітлення. Мають проламелярні тільця, які містять прохлорофіл. На світлі етіопласти перетворюються у хлоропласти.

ХЛОРОПЛАСТИ Хлоропласти (з грец. chloros — зелений) — зелені пластиди, в яких відбувається процес фотосинтезу. Зелене забарвлення зумовлює хлорофіл. Мають вигляд двоопуклої лінзи, діаметром 5– 8 мкм.

БУДОВА ХЛОРОПЛАСТА ЕЛЕКТРОННА ФОТОГРАФІЯ ХЛОРОПЛАСТА

Ультраструктура хлоропласта: 1 – зовнішня мембрана; 2 – міжмембранний простір; 3 – внутрішгя мембрана; 4 – строма; 5 – люмен тилакоїда; 6 – мембрана тилакоїда; 7 – грана; 8 – тилакоїд (ламела); 9 – крохмаль; 10 – рибосома; 11 – пластидна ДНК; 12 – пластоглобула (ліпідна краплина)

ДНК пластид містить близько 100 генів, які можна розділити на дві групи: • гени, які обслуговують процеси транскрипції та трансляції білків пластид (гени домашнього господарства – housekeeping genes); • гени білків, які забезпечують корисну роботу пластид, перш за все фотосинтез.

ВНУТРІШНЯ СТРУКТУРА ХЛОРОПЛАСТА 1 2 3 4 1 – грани, 2 – крохмальні зерна, 3 – міжгранні тилакоїди, або тилакоїди строми, 4 - строма

Диморфізм хлоропластів Гранальний (а) та агранальний (b) хлоропласти

Поділ хлоропласта

Рух хлоропластів Хлоропласти не закріплені в певних місцях, а здатні змінювати своє положення в клітині шляхом пасивного переміщення разом з рухом цитоплазми або шляхом активного орієнтованого переміщення. Активний рух хлоропластів особливо чітко простежується в разі значного посилення однобічного освітлення. При цьому хлоропласти скупчуються Фототаксис — прояв Фототаксис біля бічних стінок клітини й подразливості рослин. орієнтуються до джерела світла ребром. У разі слабкого освітлення хлоропласти орієнтуються більшою площиною до світла й розміщуються вздовж стінки клітини, яка обернена до світла. За освітлення середньої сили вони займають серединне положення. Цим забезпечуються найсприятливіші умови для процесу фотосинтезу.

Особливості хлоропластів q Напівавтономні органели клітини. q мають свою власну кільцеву ДНК (як у прокаріотів). Пластидний геном (пластом) геном представлений високоплоїдною ДНК, що має розмір від 120 до 180 т. п. н. та кодує приблизно 120 генів. q беруть участь у передачі спадкових ознак (цитоплазматична спадковість). спадковість q Мають власну білоксинтезуючу систему з р. РНК і 70 S рибосомами, за допомогою якого синтезують специфічні білки, що входять до складу їхніх мембран. q Крім фотосинтезу активно синтезують пігменти, білки, ліпіди, деякі вітаміни. q розмножуються поділом.

Теорія ендосимбіозу

ХРОМОПЛАСТИ

Хромопласти в клітинах коренеплоду моркви (Daucus carota)

Лейкопласти — це безбарвні пластиди (грец. lеіcos — білий) в клітинах більшості рослин. Виникають із пропластид в клітинах підземних органів (корінь, бульби) і в глибших надземних частинах. лейкопласти протеопласти амілопласти Крохмальні зерна в насінні, плодах, коренях олеопласти Алейронові зерна у насінні олії в насінні льону, рицини

Взаємоперетворення пластид ХЛОРОПЛАСТИ ХРОМОПЛАСТИ ЛЕЙКОПЛАСТИ

СОЛОДКИЙ ПЕРЕЦЬ, ПАСЛЬОН

ЕНДОМЕМБРАННА СИСТЕМА РОСЛИННОЇ КЛІТИНИ: - ендоплазматична сітка; - апарат Гольджі; - вакуолі.

ЕНДОПЛАЗМАТИЧНА СІТКА (ЕПС)

ТИПИ ЕПС: гладка гранулярна

Плазмодесми – це цитоплазматичні тяжі, що з’єднують дві сусідні клітини. Вони проходять крізь вислані плазмалемою пори у клітинній стінці. Плазмодесми поєднують усі живі клітини рослини в єдину живу систему – симпласт.

Симпласт і апопласт

Функції ЕПС у рослинній клітині: - компартменталізація; - синтетична функція; - внутрішньоклітинний транспорт; - бере участь в утворення мембран деяких органел (АГ, сферосоми ), - ЕПС всіх живих клітин рослинного організму пов’язані в єдину систему за допомогою плазмодесм.

Апарат Гольджі

1 – апарат Гольджі 2 – пухирці АГ 3 – плазмалема 4 – клітинна стінка 5 - цитоплазма

Функції апарату Гольджі: - утворення і транспорт речовин матриксу клітинної стінки; - бере участь у рості плазмалеми і тонопласта; - транспортування гідролітичних ферментів у вакуоль; - утворення лізосом; - синтез і сортування речовин залежно від їх подальшого призначення.

ВАКУОЛЯ

ФОРМУВАННЯ ВАКУОЛІ

ПЛАЗМОЛІЗ

Типи плазмолізу 1 - опуклий, 2 і 3 - судорожний

НИТКИ ГЕХТА

ТУРГОР І ПЛАЗМОЛІЗ

ПЛАЗМОЛІЗ І ДЕПЛАЗМОЛІЗ

Функції вакуолей: - запасаюча; - осмотична: осмотичний тиск, тургор; - лізосомна.

Мікротільця пероксисоми – основні органели утилізації кисню і його активних метаболітів в клітині. § Крім окиснювальних ферментів пероксисома містить каталазу, яка розкладає токсичний Н 2 О 2. § Вони є ключовими органелами фотодихання, особливо багато їх міститься у фотосинтезуючих клітинах. § В них також відбуваються процеси метаболізму амінокислот (гліцину і серину). гліоксисоми

Гліоксисоми є тільки у клітинах насіння олійних культур олійних і з’являються тільки під час проростання насіння. • Містять ферменти гліоксилатного циклу, які перетворюють запасні жири в цукри для живлення проростка. –

РИБОСОМИ Рибосоми на мембранах гранулярної ЕПС Рибосома складається з двох субодиниць: великої та малої, які складаються з РНК та білка

ЦИТОСКЕЛЕТ

Компоненти цитоскелета: А – мікротрубочка; B – мікрофіламент

Цитоскелет Мікрофіламенти 6 -8 нм Мікротрубочки 25 нм Функції: 1. зв’язок між мембраною та органелами 2. “мотор” клітинного руху, руху органел, поділу клітин 3. ”рельси” для транспорту органел і речовин

Відносні розміри клітинних органел: А – хлоропласт; Б – мітохондрія; В – сферосома; Г – пропластида; Д – рибосоми

КЛІТИННА СТІНКА 1 2 3 4 1 - первинна клітинна стінка; 2 -4 – вторинна клітинна стінка

Порівняння будови тваринної (А) та рослинної (Б) клітин А Б

ІЗОЛЬОВАНІ ПРОТОПЛАСТИ

Структура клітинної стінки 1 2 6 5 3 4 1 – міжклітинна речовина; 3 – плазмалема; 5 – геміцелюлоза; 2 – клітинна стінка; 4 – целюлоза; 6 - пектин

СТРУКТУРА МАКРОФІБРИЛ ЦЕЛЮЛОЗИ

Хімічні властивості пектинових речовин: 1. Розчинність 2. Дисоціація карбоксильних груп 3. В’язкість 4. Набухання 5. Коагуляція

Застосування пектинових речовин

ФРАГМОПЛАСТ

Формування клітинної стінки

РОЗТАШУВАННЯ ШАРІВ ЦЕЛЮЛОЗИ У КЛІТИННІЙ СТІНЦІ Первинна КС Вторинна КС

ШАРИ КЛІТИННОЇ СТІНКИ

СХЕМА РОЗТАШУВАННЯ ШАРІВ КЛІТИННОЇ СТІНКИ 1 -3 – вторинна клітинна стінка 4 – клітинна порожнина 5 – первинна клітинна стінка 6 – серединна пластинка

Мацерація (від лат. macero – пом’якшую) – процес роз’єднання клітин в тканинах рослин. Відбувається внаслідок руйнування міжклітинної речовини, яка скріплює клітини. В природних умовах М. спостерігається під час дозрівання і зберігання соковитих плодів. М. використовують під час виготовлення анатомічних препаратів та обробки волокнистих рослин (мочінні льону, конопель).

Типи потовщення клітинної стінки

ПОРИ У КЛІТИННІЙ СТІНЦІ

ТИПИ ПОР ЗАМИКАЮЧА ПЛІВКА ТОРУС ОБЛЯМОВАНІ ПРОСТІ ПОРИ

ПРОСТІ ПОРИ

ОБЛЯМОВАНІ ПОРИ 1 – клітинна стінка, 2 – серединна пластинка, 3 – замикаюча плівка, 4 - торус

ПЕРФОРАЦІЇ (формування судини)

Розвиток пористої судини: 1 – меристематичні клітини, 2, 3 – послідовне утворення прокамбіального тяжу, 4 – утворення члеників судини із клітин прокамбіального тяжу, 5 – судина з облямованими порами

Вторинні хімічні зміни клітинної стінки § § § Лігніфікація, або здерев’яніння* Суберинізація, або окорковіння * Мінералізація * / * * Кутинізація * * Ослизнення * - інкрустація ** - адкрустація

ЛІГНІФІКАЦІЯ

ВИТІКАННЯ СЛИЗУ І КАМЕДІ

Ергастичні включення, або запасні поживні речовини: - вуглеводи - білки - ліпіди

Запасний крохмаль

Типи крохмальних зерен а в б г а – ексцентричні, б – концентричні, в – напівскладні, г - складні

ІНУЛІН у коренях жоржини

АЛЕЙРОНОВІ ЗЕРНА 1 - білкові кристали, 2 – матрикс алейронового зерна, 3 – глобоїди, 4 – ліпідні краплини

Вміст олії в культурних рослинах Вміст олії в насінні і плодах деяких культурних рослин (% від сухої маси) Кукурудза 5 Соя, бавовник 20 -30 Льон, гірчиця 30 -40 Соняшник, арахіс, мак 40 -50 Маслини, кунжут, рицина 50 -60 Кокосова пальма 65 Волоський горіх 70

КРИСТАЛІЧНІ ВКЛЮЧЕННЯ д а, б – одинокі та хрестоподібні кристали; в – рафіди; г – друза; д - цистоліт

Порівняння будови рослинної (А) та тваринної (Б) клітин А Б

Будова рослинної клітини.

Органели клітини.

Мікроскоп, з яким працював Роберт Гук

Брайон О. В. , Чикаленко В. Г. Анатомія рослин К. : Вища школа , 1992. – 272 с. Красільнікова Л. О. , Садовниченко Ю. О. Анатомія рослин Х. : Колорит, 2004. – 237 с.

Взаємоперетворення пластид