Морфология и анатомия растений Доцент каф ботаники и

Морфология и анатомия растений Доцент каф. ботаники и микробиологии И. Н. Волкова Лекции - 18 час. Лабораторные занятия – 18 час. Индивидуальная работа под руководством преподавателя - 14 час. Самостоятельная работа студента – 50 час.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Литература по курсу анатомии и морфологии растений Основная Ботаника с основами фитоценологии: Анатомия и морфология растений: Учеб. для вузов/Т. И. Серебрякова, Н. С. Воронин, А. Г. Еленевский и др. -М. : ИКЦ «Академкнига» , 2007. - 543 с. Тимонин А. К. Ботаника: в 4 т. Т. 3. Высшие растения: учебник для студентов высш. Учеб. заведений / А. К. Тимонин. - М. : Издательский центр «Академия» , 2007. – 352 с. Практикум по анатомии и морфологии растений: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учебн. заведений / В. П. Викторов, М. А. Гуленкова, Л. Н. Дорохина и др. ; Под. Ред. Л. Н. Дорохиной. – 2 -е изд. , испр. – М. : Издательский центр «Академия» , 2001. -176 с. Руководство к лабораторным занятиям по анатомии и морфологии растений: Метод. указания/ Сост. И. Н. Волкова, И. К. Ирбе; Яросл. гос. ун. -т. Ярославль, 2002. 32 с. Дополнительная Альбертс Б. , Брей Д. , Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон Молекулярная биология клетки: В 5 -ти т. Т. 1, Т. 5. М. : Мир, 1986. Бавтуто Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений: Учеб. пособие/ Г. А. Бавтуто, Ерей Л. М. - Минск. : Новое знание, 2002. -464 с. Вехов В. Н. , Лотова Л. И. Филин В. Р. Практикум по анатомии и морфологии высших растений. М. : МГУ, 1980. Грин Н. , Статут У. , Тейлор Д. Биология: Т. 3 Пер. с англ. / Под ред. Р. Сопера. - М. : Мир, 1990. -376 с. Лотова Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений: Учебник. Изд. 3 -е. испр. – М. : Ком. Книга, 2007. -512 с. Практикум по анатомии растений / Под. ред. Транковского Д. А. М. : МГУ, 1979. Рейвн П. , Эверт Р. , Айкхорн С. Современная ботаника: В 2 т. / Пер. с англ. - М. : Мир, 1990 Хржановский В. Г. , Пономаренко С. Ф. Практикум по курсу общей ботаники. М. : Колос, 1978. Эзау К. Анатомия семенных растений/ Пер. с англ. Кн. 1 и 2. М. : Мир, 1980.

Морфология растений (структурная ботаника) – наука о закономерностях строения и процессах формообразования растений (от греч. morphе - форма, logos - учение) Структурная ботаника состоит из: - эпиморфологии (наука о внешнем строении); - анатомии растений (наука о внутреннем строении от греч. anatome – разрезать ); - сравнительной морфологии; - экологической морфологии ( от греч. oikos – жилище)

Место морфологии растений в системе основных ботанических дисциплин Морфология растений (структурная ботаника) Систематика растений Палеоботаника Фитоценология Эпиморфология География растений Анатомия растений Сравнительная морфология Экологическая морфология Физиология растений Экология растений

1. 2. 3. 4. Задачи структурной ботаники: Описание и наименование растительных структур Сравнительный анализ структур различных систематических групп (их развитие в филогенезе) Изучение индивидуального развития (онтогенеза) растений Выявление зависимости структуры от условий среды Методы Прямое наблюдение за строением и жизнью растений в природе Изучение структуры с помощью оптических приборов Эксперимент Палеоботанический метод – анализ ископаемых остатков

Краткая история развития микроскопической техники и основные вехи цитологии • • • 1590 – братья Янсен изобрели микроскоп 1609 – Галилео Галилей создал микроскоп на базе телескопа 1665 - Роберт Гук усовершенствовал микроскоп, ввел термин «клетка» 1674 -1700 работы Антони ван Левенгука с микроскопическими объектами (растения, простейшие, бактерии, животные) 1675 -1679 - М. Мальпиги, Н. Грю создали учение о тканях XVIII – накопление данных о строении живых организмов, работы К. Линннея (1707 -1778) 1820 - Г. Гельригер ввел термин «протоплазма» 1827 – Долланд улучшил качество линз микроскопа 1831 – Р. Браун открыл клеточное ядро 1838 -1839 - М. Шлейден, Т. Шванн объединили открытия и создали клеточную теорию

• • • 1855 – Р. Вирхов «любая клетка – от клетки» 1857 – Колликкер описал митохондрии в мышечных клетках 1866 – Геккель установил, что наследственная информация находится в ядре. Изучают деление клетки, описаны хромосомы 1880 - 1883 – открыты пластиды 1882 – Р. Кох использовал анилиновые красители для контрастирования препаратов 1886 – открыты митохондрии 1886 – открыт аппарат Гольджи 1887 – 1900 – усовершенствование микроскопа и фиксации объектов (разрешающая способность микроскопов достигла максимума – 0, 2 мкм) 1930 – Лебедев изобрел интерференционный микроскоп 1931 – Р. Руденберг изобрел просвечивающий электроннный микроскоп 1932 – М. Кноль, Э. Руска изобрели сканирующий электроннный микроскоп

Лекция 2 Строение растительной клетки 1. Особенности растительных клеток, их отличия от клеток животных 2. Форма и размеры 3. Общий план строения 4. Протопласт растительной клетки 5. Мембранный принцип организации клетки, структура и функции мембран 6. Основные органеллы растительной клетки

Важнейшие признаки растений 1. Автотрофное питание (абсолютное большинство растений) 2. Жесткая углеводная клеточная оболочка 3. Осмотрофный способ поглощения пищи (всасывание) 4. Прикрепленный образ жизни 5. Полярность в организации тела 6. Способность расти в течение всей жизни за счет меристем (открытый рост) 7. Метамерия и модульность тела растений

Отличие растительных и животных клеток Растительная клетка: • - наличие целлюлозной клеточной стенки, которая играет роль скелета; • - наличие пластид; • отсутствие центриолей; • - наличие вакуолей; • - рост за счет увеличения объема вакуоли; • - деление за счет образования клеточной пластинки (от центра к краям); • - абсолютное большинство растительных организмов неподвижны Животная клетка: • - оболочка эластичная, не несет скелетную функцию; • - пластиды отсутствуют; • -наличие центриолей; • - вакуолярная система развита слабо; • - вакуоль в росте клетки не участвует; • - деление перетяжкой (образуется от краев к центру); • - абсолютное большинство животных подвижно

Схема компонентов растительной клетки Клетка Производные протопласта Протопласт Цитоплазма Органоиды: -мембраны клетки и органелл; -ЭПР; -пластиды; -митохондрии; -рибосомы; -лизосомы; -вакуоль; -аппарат Гольджи; -пероксисомы Гиалоплазма Ядро Ядерная оболочка Нуклеоплазма хроматин включения клеточный сок клеточная стенка

Растительная клетка содержит (по Б. Джуниперу и Ф. Клоусу): • - одно ядро; • • • - 20 пластид; - 400 диктиосом; - 700 митохондрий; - 500 000 рибосом; - 500 000 ферментов

Строение протопласта «типичной» растительной клетки 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Вакуоль Грана Гиалоплазма Диктиосома Криста митохондрии Клеточная стенка Матрикс хлоропласта Межклетник Митохондрия Межклеточная пластинка Плазмалемма Плазмодесма Рибосомы Тилакоид Хлоропласт ЭПР Ядро Ядрышко

Строение мембран

Эндоплазматический ретикулюм

Концепция эндомембраны

«Ток мембран» в растительной клетке

Строение хлоропласта • • Клетка проводящего пучка листа кукурузы – Zea mays видны хлоропласты с зернами крахмала Внутренняя поверхность тилакоида

Строение пластид разных типов Строение хлоропласта(а), лейкопласта (б), амилопласта (в) и хромопласта (г): 1. внешняя мембрана 2. внутренняя мембрана 3. матрикс 4. тилакоиды стромы 5. грана 6. тилакоид 7. крахмальное зерно 8. липидная капля

Аппарат Гольджи

Крахмальные зерна (по Тутаюк, 1980) 1 - сложные зерна овса, 2 – картофеля, 3 – молочая, 4 – в клетках черешка герани, 5 – фасоли, : - кукурузы, 7 - пшеницы

Форма кристаллов оксалата кальция в клетках: 1, 2 – рафиды (недотрога) (1 -вид сбоку, 2 - поперечный срез); 3 – друза (опунция); 4 – кристаллический песок (картофель); 5 – одиночный кристалл (ваниль).

Кристаллические включения растительной клетки