Лекция № 2

Лекция № 2. Строение растительного организма

Цель: Дать представления о строении растительной клетки, значении органоидов.

Основные вопросы:

1. Клетка

2. Растительные ткани.

Строение клетки. Большинство живых организмов имеют клеточное строение. Клетка – это структурная единица живого. Для нее характерны все признаки и функции живых организмов: обмен веществ и энергии, рост, размножение, саморегуляция. Клетки различны по форме, размеру, функциям, типу обмена веществ. Однако между всеми клетками много общего. Они имеют одинаковый химический состав и общий план строения.

Химический состав клетки. Из неорганических веществ входящих в состав живых организмов, наибольшее значение имеет вода. Её содержание в клетке колеблется от 60 до 98 %. Кроме воды в клетке находятся и минеральные вещества, в основном в виде ионов. Это соединения железа, фосфора, натрия, калия и др. Кроме неорганических веществ в клетке присутствуют и органические вещества: белки, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), жироподобные вещества или липоиды, углеводы (крахмал, пектины, глюкоза, фруктоза); физиологически активные вещества (витамины, ростовые вещества) необходимые для осуществления нормальной жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Наиболее важными органическими веществами являются нуклеиновые кислоты и белки. Нуклеиновые кислоты участствуют в передаче наследственной информации, синтезе белков, регуляции всех процессов жизнедеятельности клетки. Белки выполняют целый ряд функций: строительную, регуляторную, транспортную, сократительную, защитную, энергетическую. Но самой важной является ферментативная функция белков. Ферменты - это биологические катализаторы, ускоряющие и регулирующие все многообразие химических реакций, протекающих в живых организмах. Ни одна реакция в живой клетке не протекает без участия ферментов. Липиды и углеводы выполняют в основном строительную и энергетическую функции, являются запасными питательными веществами организма. Так, фосфолипиды вместе с белками строят все мембранные структуры клетки. Высокомолекулярный углевод - целлюлоза образует клеточную оболочку растений и грибов. Жиры, крахмал и гликоген являются запасными питательными веществами клетки и организма в целом. Глюкоза, фруктоза, сахароза и другие сахара входят в состав корней и листьев, плодов растений. Глюкоза является обязательным компонентом плазмы крови человека и многих животных. При расщеплении углеводов и жиров в организме выделяется большое количество энергии, необходимой для процессов жизнедеятельности.

Клеточные структуры. Клетка состоит из наружной клеточной мембраны, цитоплазмы с органеллами и ядра. Наружная клеточная мембрана - это двумембранная клеточная структура, которая ограничивает живое содержимое клетки всех организмов. Обладая избирательной проницаемостью, она защищает клетку, регулирует поступление веществ и обмен с внешней средой, поддерживает определенную форму клетки. Клетки растительных организмов, грибов кроме мембраны снаружи имеют еще и оболочку. Эта неживая клеточная структура состоит из целлюлозы, придает прочность клетке, защищает ее, является «скелетом» растений и грибов.

В цитоплазме, полужидком содержимом клетки, находятся все органеллы. Эндоплазматическая сеть пронизывает цитоплазму, обеспечивая сообщение между отдельными частями клетки и транспорт веществ. На гранулярной эндоплазматической сети находятся рибосомы. Рибосомы – это мелкие тельца, на которых идет синтез белка. Аппарат Гольджи обеспечивает упаковку и вынос синтезируемых веществ из клетки. Кроме того, из его структур образуются лизосомы. Эти шарообразные тельца содержат ферменты, которые расщепляют поступающие в клетку питательные вещества, обеспечивая внутриклеточное переваривание. Митохондрии – мембранные структуры продолговатой формы. Это энергетические стации клетки. В процессе дыхания в них происходит окончательное окисление веществ кислородом воздуха. При этом выделяющаяся энергия запасается в молекулах АТФ, синтез которых происходит в этих структурах. В растительных клетках есть пластиды (хлоропласты, хромопласты и лейкопласты). Хлоропласты, полуавтономные мембранные органеллы, характерны только для растительных клеток. Хлоропласты имеют зеленую окраску за счет пигмента хлорофилла, они обеспечивают процесс фотосинтеза.

Кроме хлоропластов растительные клетки имеют и вакуоли, заполненные клеточным соком.

Клеточный центр участвует в процессе деления клетки. Он состоит из двух центриолей и центросферы. Во время деления они образуют нити веретена деления и обеспечивают равномерное распределение хромосом в клетке.

Ядро - это центр регуляции жизнедеятельности клетки. Ядро отделено от цитоплазмы ядерной мембраной, в которой имеются поры. Внутри оно заполнено кариоплазмой, в которой находятся молекулы ДНК, обеспечивающие передачу наследственной информации. Здесь происходит синтез ДНК, РНК, рибосом. Часто в ядре можно увидеть одно или несколько темных округлых образований - это ядрышки. Здесь образуются и скапливаются рибосомы. В ядре молекулы ДНК не видны, так как находятся в виде тонких нитей хроматина. Перед делением ДНК спирализуются, утолщаются, образуют комплексы с бел-

ком и превращаются в хорошо заметные структуры - хромосомы. Обычно хромосомы в клетке парные, одинаковые по форме, величине и наследственной информации. Парные хромосомы называются гомологичными. Двойной парный набор хромосом называется диплоидным. В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, непарный набор, который называется гаплоидным.

Число хромосом для каждого вида организмов постоянно. Так, в клетках человека 46 хромосом (23 пары), в клетках пшеницы 28 (14 пар), голубя 80 (40 пар). Эти организмы содержат диплоидный набор хромосом. Некоторые организмы, такие, как водоросли, мхи, грибы, имеют гаплоидный набор хромосом. Половые клетки у всех организмов гаплоидны.

Кроме перечисленных некоторые клетки имеют специфические органеллы - реснички и жгутики, обеспечивающие движение в основном у одноклеточных организмов, но имеются они и у некоторых клеток многоклеточных организмов. Например, жгутики имеются у эвглены зеленой, хламидомонады, некоторых бактерий, а реснички - у инфузорий, клеток ресничного эпителия животных

Растительные ткани. Клетки, сходные по происхождению и взаимосвязанные друг с другом функционально, образуют ткань. Тело высших растений сложено из тканей, которые отличаются друг от друга по функциям, строению и форме слагающих их клеток. Все ткани растения, принято делить на образовательные (меристемы) и постоянные. Среди постоянных различают ткани покровные, проводящие и основные (механическая, ассимиляционная, запасающая и т. д.). Клетки постоянных тканей могут быть живыми или мертвыми.

Образовательные ткани, или меристемы - это специализированные ткани, клетки которых делятся и дают начало новым клеткам. Основная функция меристемы - образование новых клеток, которые затем дифференцируются в клетки постоянных тканей. Благодаря делению клеток меристемы обеспечивается рост растения и образование новых тканей и органов. По положению в теле растения меристема может быть верхушечной, вставочной, боковой. 'С учетом относительного времени появления меристем в процессе развития органа их делят на первичные и вторичные. Первичными называют меристемы, которые первыми обособляются в каждом вновь формирующемся органе растения и обеспечивают первичный рост этого органа. На верхушках побегов и на кончиках корней располагается корней, верхушечная меристема. Верхушки побегов и корней, сложенные меристематической тканью, получили название конусов нарастания. За счет вставочной меристемы происходит рост осевых органов (стебля и корня) в толщину. Покровные ткани покрывают снаружи органы растения и защищают его от неблагоприятных воздействий внешней среды. Через покровную ткань осуществляется поглощение веществ из внешней среды и выделение. Покровные ткани подразделяются на первичные (эпидермис или кожица), вторичными (перидерма). Механические ткани выполняют опорную функцию. Различают колленхиму, склеренхиму и склереиды. Проводящие ткани. По ним осуществляется передвижение воды и питательных веществ во все органы растения. Подразделяются на проводящие сосуды, трахеиды и ситовидные трубки. Проводящие ткани в теле растения располагаются в комплексе с механическими и основными тканями, и образуют проводящие пучки. В проводящих пучках различают ксилему (восходящий ток) и флоэму (нисходящий ток).

крывающиеся и невскрывающиеся

Вопросы для самоконтроля:

1.Строение растительной клетки и функции органоидов.

2.Каковы основные различия между клетками растений и животных?

3.Химический состав клетки.

4. Какие типы тканей существуют в растениях?

5.Какие функции выполняют растительные ткани?

Рекомендуемая литература:

1.Кудряшов Л.В. и др. Ботаника с основами экологии. М. Просвещение, 1990. с. 13-98

2.Тихомиров Ф.К. Ботаника М. Просвещение, 1978

3.Блукет Н.А. и др. Ботаника. М. Просвещение, 1986

4.Петерман И., Чирнер В. Интересна ли ботаника. М. Мир, 1984