- •1. Клетка, как структурная и функциональная единица живых организмов.
- •2. Общая морфология растительной клетки.
- •3. Состав, структура и функции: клеточной оболочки, мембран, цитоплазм, матрикса, вакуоли, ядра, пластид, митохондрий, аппарата Гольджи, рибосом.
- •Раздражимость.
- •4. Общие представления об обмене веществ.
- •5. Ферменты и их роль в жизни растения.
Раздел: Физиология и биохимия растительной клетки.
Тема: Структура и функциональная организация растительной клетки.
Цель: Показать клетку как целостную открытую живую систему.
Клетка, как структурная функциональная единица живых организмов.
Общая морфология растительной клетки.
Состав, структура и функции: клеточной оболочки, мембран, цитоплазм, матрикса, вакуоли, ядра, пластид, митохондрий, аппарата Гольджи, рибосом.
Общие представления об обмене веществ. Характеристика АТФ как основного макроэргического соединения клетки.
Ферменты и их роль в жизни растений.
1. Клетка, как структурная и функциональная единица живых организмов.
Термин «клетка» от греческого cytos – полость. Впервые применил в1665 г. Антонио Ван Ливен Гук – еще в позапрошлом веке ученые пришли к выводу, что структурной и функциональной единицей всякого организма является клетка, т.е. является материальной основой живого организма.
История. Итальянец Мальпиги и англичанин Грю впервые в 1671 году описали клеточное строение различных органов растений. В 1831 году Броун описал ядро клетки, а чех Пуркинос предложил термин «протоплазма» - (остальное содержимое клетки).
Немецкий ботаник Шлейден и зоолог Шванн создали клеточную теорию строения организмов.
Три основных положения:
Теория образования клетки, в основе которой универсальный принцип развития – образовавшиеся в результате деления клетки растут, увеличиваются в размерах, приобретают определенные размеры, останавливаются в росте и отмирают.
Общность клеточного строения всех органов и частей.
Распространение первых двух принципов на особенности роста и развития растений и животных.
В результате более 300-летнего всестороннего изучения клетки было установлено, что все функции, присущие живому, присущи и клетке:
Обмен веществ и энергии.
Рост и развитие.
Раздражимость.
Саморепродукция.
Саморегуляция.
Наследственность и изменчивость.
Осуществляется и на уровне клетки.
В природе не существует типичной клетки. Клетки разных организмов имеют свои особенности.
Растительная клетка от животной клетки отличается:
Клеточной оболочкой.
Развитый вакуольный аппарат.
Пластиды-хлоропласты.
Преобладает ассимиляция над диссимиляцией.
Сейчас установлено существование двух основных типов клеточной организации.
Прокариотический – примитивный.
Эукариотический – более совершенный.
Химический состав %: вода - 85
белок – 10
ДНК – 0,4
РНК – 0,7
липиды – 2
органические вещества – 0,4
неорганические вещества – 1,5
Клетку можно сравнить крупным химическим производством, где есть много специализированных цехов. Клеточный центр управления функционирует по строго заданной программе, закодированной генетически в ДНК клетки. Клетка это целостная, живая, самопроизводящая, саморегулируемая система.
2. Общая морфология растительной клетки.
Растительная клетка состоит из трех основных частей:
Клеточной стенки.
Протопласта (с системой мембран и органелл, цитоплазм, матрикса).
Вакуоли.
3. Состав, структура и функции: клеточной оболочки, мембран, цитоплазм, матрикса, вакуоли, ядра, пластид, митохондрий, аппарата Гольджи, рибосом.
Клеточная оболочка.
Состав: Вырабатывается из веществ, синтезируемых протопластом в виде ряда последовательных слоев (до 25) на различных стадиях развития клетки.
Входят: углеводы типа целлюлозы, пектиновых веществ, гемицеллюлозы, липиды, немного белка нуклеиновых кислот.
Структура: Отдельные макромолекулы целлюлозы, имеющие нитчатую структуру, образуют пучки - мицеллы→ микрофибриллы → макрофибриллы.
Межфибриллярные полости заполнены водой, гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, которые придают упругость и эластичность клеточной оболочке, а таже склеивают клеточные оболочки в единое целое, которое называется апопласт. Имеет поры (поровые поля), через которые проходят нити цитоплазмы в виде канальцев.
Плазмодесмы имеют большое биологическое значение, т.к. соединяют протоплазм всех клеток в единое целое – симпласт. С помощью плазмодесм осуществляется передвижение различных веществ, передача раздражения из из одной клетки в другую и координация всех жизненных процессов.
Функции клеточной оболочки:
Защита протопласта от внешних воздействий и придания упругости и механической прочности.
Оказание физического противодействия тургору.
Защита от проникновения механических частиц и инфекции.
Являясь проницаемой, обеспечивает проникновение веществ и первичных ферментативных превращений.
Поддерживает оводненность цитоплазмы.
Клеточные мембраны.
Основу ультраструктуры клеток эукариот составляют клеточные мембраны. Протопласт снаружи и изнутри ограничен мембранами плазмолеммой и тонопластом. Все органеллы окружены мембранами, кроме рибосом. Эндоплазм есть.
Состав: это липопротеидные образования, содержат примерно 60% сложных белков, примерно 40% липидов. Значительная часть, из которых принадлежит фосфолипидам. Важнейшим свойством фосфолипидов является полярность.
Элементарная мембрана состоит из двух рядов липидов окруженных двумя слоями белков.
Свойства: