ОБ’ЄКТИ ТА СТРУКТУРА ПРЕДМЕТУ МЕДИЧНА (ФАРМАЦЕВТИЧНА) БОТАНІКА РОСЛИНИ (бактерії та гриби) систематика: клітина: ·органоїди ·продукти вторинного обміну тканини та їх діагностична роль: ·твірні ·покривні ·провідні ·механічні ·видільні ·запасаючі вегетативні та репродуктивні органи рослин: ·корінь ·стебло ·листок ·квітка ·суцвіття ·плід ·розмноження рослин ·дроб’янки (бактерії) ·гриби ·лишайники ·водорості ·мохи ·папороті ·хвощі ·голонасінні ·покритонасінні ·екологія, географія рослин та фітоценологія
КЛІТИНА Особливості будови клітин живих організмів • • • У сучасних і викопних організмів відомі два типи клітин: прокаріотична і еукаріотична. Ці клітини так розрізняються за особливостями будови, що було виділено два надцарства - прокаріот (доядерних) і еукаріот (дійсних ядерних). Проміжні форми між цими найбільшими таксонами живого поки невідомі. Основна відмінність прокаріотичної клітини від еукаріотичної полягає в тому, що ДНК першої не організована в хромосоми й не оточена ядерною оболонкою. ДНК еукаріотів зв’язана з білком, організована в хромосоми, що розташовуються в особливому утворенні, по суті самому великому органоїді клітини - ядрі. Сучасними методами хімічного аналізу в складі клітин живих організмів виявлено близько 90 елементів періодичної системи. На молекулярному рівні подібність клітин виявляється в тому, що у всіх клітинках знайдені білки, жири, вуглеводи, нуклеїнові кислоти, вітаміни та ін.
Подібні і відмінні ознаки будови живих клітин Особливістю молекулярної організації рослинних клітин є те, що в них знаходиться фотосинтезуючий пігмент хлорофіл. Завдяки фотосинтезу в атмосфері Землі накопичується - кисень і щорічно утворюються сотні мільярдів тонн органічних речовин. Рослинним клітинам, як і тваринним, притаманні такі властивості живого, як ріст, розвиток, обмін речовин, подразливість, рух, розмноження, причому статеві клітини тварин і рослин формуються шляхом мейозу і , на відміну від соматичних, мають гаплоїдний (п) набір хромосом. Клітини тварин, на відміну від клітин рослин, оточені м'якою і гнучкою мембраною, утвореною переважно молекулами полісахаридів, що, приєднуючись до деяких білків і ліпідів мембрани (глікокалікс). Мембрана оточує клітину зовні і забезпечує живлення клітин (піноцитоз, фагоцитоз). У рослин окрім мембрани є ще товста целюлозна клітинна оболонка. Клітини, оточені твердою оболонкою, можуть сприймати з навколишнього середовища необхідні їм речовини тільки в розчиненому стані. Тому рослини живляться осмотично. Внаслідок цього в більшості рослин спостерігається значно вищий ступінь розчленованості, ніж у тварин, за рахунок розгалуження пагонів і коренів. Клітинна оболонка є в більшості бактерій і у всіх грибів, тільки хімічний склад її інший. В грибів вона складається з хітиноподібної речовини. Існування в рослин твердих клітинних оболонок обумовлює ще одну особливість рослинних організмів — їхню нерухомість, у той час як у тварин мало форм ведуть прикріплений спосіб життя. Рослинні клітини відрізняються від клітин тварин особливими органоїдами - пластидами, а також розвиненою мережею вакуолей. . Тваринні клітини ізольовані між собою, а клітини рослин з'єднуються між собою через канали ендоплазматичної мережі, які проходять через пори в клітинній оболонці. У якості запасних поживних речовин у клітинах тварин накопичується глікоген, а в рослинних — крохмаль. Форма подразливості в багатоклітинних тварин - рефлекс, у рослин — тропізми і настії. Для рослин властиве як статеве, так і безстатеве розмноження, у більшості з них виявлене чергування статевого і безстатевого поколінь. У тварин визначальною формою відтворення є статеве розмноження. Ріст рослин майже необмежений, а в більшості тварин він обмежений визначеним періодом онтогенезу, після проходження якого ріст припиняється.
Будова рослинної клітини Клітини можуть бути живими і неживими, малими і великими. Клітини умовно розділяють на паренхімні (довжина в 2 -3 рази перевищує ширину) – багатогранники величиною 10 – 1000 мкм та прозенхімні – витягнуті, довжина може перевищувати ширину в 100 разів і більше (волосок бавовнику до 6 см). Звичайно розміри клітин вищих рослин складають до 300 мкм. Клітини апельсина видно неозброєним оком, вони сягають в довжину 1 см, луб’яні волокна кропиви можуть сягати 80 мм завдовжки Основні компоненти рослинної клітини: клітинна оболонка, мембрани, цитоплазма з органоїдами, ядро, вакуолі з клітинним соком, включення.
Оболонка клітин рослин складається з целюлози (клітковини), геміцелюлози (напівклітковини) і пектинових речовин. Вона може бути первинна і вторинна. Причому первинна – переважно з пектинових речовин і целюлози. У багатьох клітинах після завершення їхнього росту на внутрішній стороні вихідної (первинної) клітинної оболонки (стінки) відкладається т. зв. вторинна з молекул целюлози, зібраних в ланцюжки – міцели. Пучки міцел зібрані в мікрофібрили, які – у фібрили, причому кожен шар фібрил в оболонці розташований перпендикулярно іншому, що забезпечує міцність оболонки. У вторинній оболонці волокон льону чи волосків бавовнику до 95% целюлози. При утворенні первинної оболонки у ній утворюються більш тонкі ділянки, де фібрили целюлози лежать не щільно Канальці ендоплазматичної сітки проходять через клітинну оболонку, з’єднуючи сусідні клітини. Ці ділянки називаються первинними поровими полями, а канальці ендоплазматичної сітки – плазмодесмами. Порові поля сусідніх клітин утворюють – порові канали. Вони розміщуються один проти іншого і розділяються замикаючою плівкою пори. Потовщення оболонки проходить, як правило всередині клітини, а у спор і пилку – ззовні. Непотовщені ділянки клітинної оболонки – пори (рис. 2), вони бувають прості і складні. Прості – округлі (для паренхімних клітин) і щілиноподібні (у прозенхімних). Складні – облямовані і напівоблямовані (в клітинах провідних тканин - трахеїдах і судинах). Поровий канал має форму лійки, яка широким боком примикає до замикаючої плівки. В клітинах хвойних замикаюча плівка облямованих пор має в центрі дископодібне потовщення – торус. Вода проходить через крайову зону замикаючої плівки, а торус дерев’яніє і стає непроникним для неї. Тому в голонасінних рух води з мінеральними речовинами уповільнений. Плазмодесми проникають через замикаючі плівки пор, об’єднуючи протопласти сусідніх клітин, утворюють одне ціле – симпласт.
З віком в результаті життєдіяльності клітини у складі оболонки з'являються: лігнін, віск, кутин, суберин, мінеральні речовини, що призводить до здерев’яніння, кутинізації, опробковіння, мінералізація оболонки, зміни її механічних властивостей, проникності та ін. Йод з сірчаною кислотою чи з хлористим цинком при дії на кутикулу дає жовтий колір, тоді як целюлоза зафарбовується в синій колір. При дії судану-III кутикула набуває оранжево-червоного кольору. Кутикула не розчиняється навіть в концентрованій сірчаній кислоті. Лігін – флороглюцин+ HCl= малиновий колір Плазматична мембрана — тонка плівка, відмежовує внутрішній вміст (протопласт) від зовнішнього середовища, забезпечує транспорт у клітину води, мінеральних і органічних речовин шляхом осмосу й активного переносу, а також видаляє продукти життєдіяльності. складається з взаємодіючих молекул ліпідів і білків,
Цитоплазма — позаядерна частина протоплазми, внутрішнє напіврідке середовище клітини, у якій розташоване ядро й органоїди, забезпечує зв'язок між ними, бере участь в основних процесах життєдіяльності (метаболізму) клітини. Заповнює простір між тонопластом і плазмалемою, складається з гіалоплазми, у якій містяться органоїди й включення. Для цитоплазми властивий рух і обмін речовин, вибіркова пропускна здатність (вода і розчини); подразливість (реакція на температуру, світло…), ріст, розвиток і розмноження. Гіалоплазма пронизана мікротрубочками (спіральні глобули білка тубуліну) та мікрофіламентами – нитки білка актину які разом утворюють цитоскелет.
Пластиди • • Розрізняють три види пластид: 1) лейкопласти - безбарвні пластиди, у яких із моносахаридів і дисахаридів синтезується крохмаль (є лейкопласти, що запасають білки (протеопласти), вуглеводи (амілопласти) або жири (олеопласти); 2)хлоропласти - зелені пластиди, що містять пігмент хлорофіл, де здійснюється фотосинтез - процес утворення органічних молекул із неорганічних за рахунок енергії світла; 3)хромопласти, які включають різні пігменти з групи каротиноїдів, що обумовлюють яскраве фарбування плодів. Пластиди можуть взаємно перетворюватися (помідор, картопля). Вони містять ДНК і РНК, і збільшення їхньої кількості здійснюється розподілом надвоє. Хроматофори – пластиди водоростей – містять крім хлорофілу фікобіліни. Пігменти пластид. Основні класи - хлорофіли, каротиноїди та фікобіліни (хромопротеїди). Більша частина молекул хлорофілу поглинає енергію світла, менша – бере участь в фотохімічних реакціях. Легко екстрактуються водою. Каротиноїди – жовті, оранжеві і червоні пігменти – роль додаткових фотосинтетичних пігментів. До них належать каротини і ксантофіли (за хімічною природою – вуглеводні). Тварини і людина не синтезують каротиноїдів, а з продуктів використовують для синтезу вітаміну А. Фікобіліни беруть участь у фотосинтезі, постачаючи енергію світла до молекул хлорофілу (багрянки, ціанобактерії). Червоні фікобіліни – фікоеритрини, сині – фікоціани.
Хлоропласт из клетки листа огурца (Cucumis sativus). Электронная микрофотография (увел, х 48 000) : о — оболочка хлоропласта; л — межгранные ламеллы; гр — граны; с — строма; кз — крахмальные зерна; ог осмиофильные гранулы (капли жироподобных веществ); м — митохондрия.
• Клітинні включення - це тимчасово виведені з обмінних процесів речовини чи кінцеві продукти метаболізму. Утворення включень в рослинній клітині пов’язане з локальною концентрацією продуктів обміну речовин. Структура, склад і локалізація включень є діагностичною ознакою видів рослин. • Тверді (кристалічні) включення розділяють на запасні (крохмальні та алейронові зерна) і екскреторні – кінцеві продукти метаболізму (кристали оксалатів, карбонатів, силікатів…). Рідкі – розчинні вуглеводи (інулін, глікоген…), жири, ефірні олії, алкалоїди, глікозиди, поліфеноли та ін. біологічно активні речовини. • Запасні вуглеводи.
Запасні вуглеводи. Крохмаль– полісахарид - утворюється і відкладається в пластидах у вигляді безколірних твердих зерен. Під дією йодовмісних реактивів крохмальні зерна набувають фіолетового кольору. За способом утворення: первинний - утворюється при фотосинтезі в хлоропластах, існує короткочасно і під • . дією ферменту діастази гідролізується до глюкози і переноситься по всіх частинах рослини; забезпечує процеси життєдіяльності; вторинний - транзисторний (на шляхах переміщення глюкози), запасний (відкладається в амілопластах, зосереджених в запасаючих тканинах. Утворення крохмальних зерен починається в певних точках строми пластиди, які називають твірними центрами, Крохмальні зерна: 6 – картоплі Б– пшениці, Д– кукурудзи, Г –рису, В – вівса, А– картоплі, Е - гречки
• • • При інтенсивному накопиченні крохмалю амілопласт збільшується в розмірах, двомембранна оболонка стає дуже тонкою, малопомітною. Крохмальні зерна мають властивості кристалів (в поляризованому світлі дають подвійне переломлення променів, та колоїдів (набухають в гарячій воді з утворенням в’язкої речовини). Найбільш великі крохмальні зерна характерні для картоплі (до 100 мкм), у кукурудзи, пшениці вони дрібні (до 30 мкм). Крохмаль запасається також у плодах та насінні (гречка, рис, овес, бобові). Інулін – полісахарид, розчинний у воді, накопичується переважно в вакуолях у рідкому стані. Наявність інуліну є діагностичною ознакою багатьох представників з родини айстрових (кульбаби, цикорію , топінамбура, оману). Він використовується як замінник цукру. Пектинові речовини – вуглеводні полімери, значною мірою зосереджені в клітинних оболонках (не більше 5%). Нерозчинні у воді, при додаванні спирту утворюють осад; в присутності цукру і кислот утворюють желеподібну масу. Використовується як емульгатор та зв’язуючий компонент при виробництві ліків. Альгінова кислота – полісахарид водоростей, має властивості, подібні до пектинових речовин. Глікоген – полісахарид, в цитоплазмі нижчих рослин, грибів.
Білкові включення - продукти запасу у вигляді кристалів чи аморфних структур, які набухають у воді. Частіше всього білки відкладаються в ядрі, рідше кристали білку відкладаються в гіалоплазмі (бульби картоплі, паренхіма стебел), стромі пластид (протеопласти квасолі, ситовидні елементи однодольних рослин), в розширених цистернах ЕПС (хрестоцвіті), матриксі мітохондрій та у вакуолях. Як правило, білки зосереджуються у вигляді білкових тіл – алейронових чи протеїнових зерен у клітинах сухого насіння. При цьому білки зосереджуються у білкових тілах, які оточені одномембранною оболонкою і містять зернистий чи фібрилярний матрикс білкової природи з кристалічними включеннями білка (глобоїди і кристалоїди). Глобоїд – магнієва сіль фосфорної кислоти, кристалоїд - кальцієва сіль фосфорної кислоти. При проростанні насіння білки з білкових тіл витрачаються на фізіологічні процеси росту. При цьому самі тіла перетворюються у вакуолі, які зливаються в одну центральну вакуоль. Запасні білки білкових тіл синтезуються рибосомами при формуванні насінини і знову відкладаються у вакуолі. При зневодненні насіння білкові вакуолі висихають і білок кристалізується. Наявність алейронових зерен - діагностична ознака рослин (льон, гарбуз, рицина). Реакції виявлення – Розчин Люголя дає жовто-коричневе забарвлення, розчин аміаку – червоне , концетрована сірчана кислота - фіолетове
Алейронові зерна в ендоспермі рицини: 1 – прості пори, 2 – аморфний білок білкового тіла, 3 – кристалоїди, 4 – глобоїди.
Запасні речовини в зернівці пшениці (Triticum aestivum) на поперечному зрізі: 1 – покривна тканина, 2 - екзокарпій, 3 - алейроновий шар, 4 - ядро, 5 - клітини ендосперму з крохмальними зернами, 6 - крохмальні зерна.
Запасные вещества в клетке семени фасоли (Phaseolus vulgaris): 1 - простые алейроновые зерна, 2 - крахмальное зерно.
Жири накопичуються у вигляді ліпідних крапель в цитоплазмі (переважно в насінні і плодах). При проростанні насіння вони знову гідролізуються до розчинних вуглеводів (насіння соняшнику, арахіс, кісточки оливок - до 50%), рицина – до 60% (рицинова (касторова) олія). Нелеткі сполуки. Багато жирних олій у вигляді ліпідних крапель відкладається в деревній паренхімі деяких деревних рослин (хвойні, береза, липа, дуб). Ліпідні краплі, як правило, накопичуються безпосередньо в гіалоплазмі у вигляді сферичних тіл, які іноді називають сферосомами. Діагностичні властивості жирів: маслянисті на дотик; залишають характерну „маслянисту” пляму на папері, яка не зникає при нагріванні; білого чи жовтувато-білого (від присутності каротиноїдів) кольору; без запаху (наявність запаху визначається присутністю ефірних олій); нерозчинні у воді, погано розчинні у етиловому спирті (за винятком рицинової олії); добре розчинні в органічних розчинниках (діетиловий ефір, хлороформ, бензин); є добрими розчинниками смол, сірки, камфори, фосфору та ін. ; під впливом лугів омилюються: ЖО+КОН =рідке мило; ЖО+Na. ОН=тверде мило Судан-3 забарвлює жирні олії в рожевий чи оранжевий колір
Продукти кінцевого метаболізму • Ефірні олії – суміш безазотистих летких сполук (терпенів і їх похідних). Вони накопичуються в різних видільних тканинах (вмістилища, залозки, залозисті волоски, секреторні клітини, ідіобласти) і не беруть участі в обміні речовин. • Діагностичні властивості ефірних олій: • не залишають характерну „маслянисту” пляму на папері; • випаровуються при нагріванні; • жовтуватого кольору, прозорі; • обов’язкова наявність запаху; • розчинні у етиловому спирті, оліях, органічних розчинниках.
Железистые волоски : А - волосок пеларгонии (Pelargonium) с экскретом, выделенным под кутикулу; Б - волосок розмарина (Rosmarinus officinalis); В - волосок картофеля (Solanum tuberosum); Г - пузырчатые волоски лебеды (Atriplex) с водой и солями; Д - пельтатная железка с листа черной смородины (Ribes nigrum). Схизогене вмістилище ефирних олій на поперечному зрізі листка звіробою (Hypericum perforatum)
• Лизигенное эфироносное вместилище околоплодника мандарина (Citrus reticulata): • 1 - разрушающиеся клетки, 2 - полость.
• Смоли – високомолекулярні речовини, можуть бути у вигляді крапель в цитоплазмі і клітинному сокові чи виділятися назовні, де відкладаються в окремих клітинах, вмістилищах чи смоляних ходах. Нерозчинні в воді, непроникні для води і мікроорганізмів (антисептичні властивості), добре розчинні в ефірі, ацетоні, бензолі. Наявність смол є діагностичною ознакою багатьох рослин. Звичайно з рослин смоли виділяються у комплексі з ефірними оліями, камедями, стеринами тощо. В медицині смоли використовують переважно для виготовлення ранозаживлюючих пластирів і клеїв; деякі смоли мають послаблюючу, седативну дію. . Схизогенный смоляной ход древесины сосны (Pinus sylvestris): 1 - межклетная полость, 2 - эпителий, 3 - живые паренхимные клетки, 4 - тонкостенные мертвые раздавленные клетки, 5 - трахеиды.
Солі - кальцію - відкладаються виключно у вакуолях. Оксалат кальцію за структурою розрізняють: поодинокі кристали, рафіди (голчасті кристали, зібрані в пучки) (виноград), друзи (зрослі між собою кристали в округлі утворення), кристалічний пісок (стебло бузини, листки пасльонових). Частіше всього в різних органах рослин трапляються друзи, особливо в листках та корі. Кристали карбонату кальцію відкладаються у вигляді цистолітів - гроновидні утвори на внутрішніх виступах клітинної стінки (кропивові). Крім цього в оболонках клітин відкладається карбонат калію (гіпс) чи кремнезем (в клітинних оболонках багатьох злаків та осок).
• Цистолит (1) в мезофилле листа фикуса (Ficus elastica).
. • • Членистые млечники корня одуванчика (Taraxacum officinale) в продольном разрезе: • 1 - латекс, 2 - паренхима коры. •
Скачать презентацию ОБ ЄКТИ ТА СТРУКТУРА ПРЕДМЕТУ МЕДИЧНА ФАРМАЦЕВТИЧНА БОТАНІКА РОСЛИНИ
cito.ppt