Методические рекомендации к теоретическим занятиям (стр. 2 )

В последующие годы происходит усовершенствование микроскопа, в настоящее время выпускаются биологический, оптический микроскопы, и достижением современной оптики являются изобретения – электронного микроскопа.

Основоположником клеточной теории является Шлейден. Наука о клетке называется цитологией. первыми учеными, изучавшими клетку были Шлейден, Шваны, Горянинов, Горожанкин и др.

Общие понятия о растительной клетке.

Растение – это живой организм, в котором происходит дыхание, питание, синтез, выделение. Все эти процессы вытекают и протекают в каждой клетке. Каждая клетка имеет три измерения: длину, высоту и ширину. Большое разнообразие форм клеток можно разделить на 2 основные группы:

1.  Паренхимные

2.  Прозенхимные

Паренхимные клетки имеют близкие измерения длины и ширины. А по форме могут быть многогранными, шаровидными, овальными.

К прозехимным клеткам относятся такие, у которых длина во много раз превышает ширину – это вытянутые клетки ( длинные, веретенообразные) часто с заостренным концом, которыми они вклиниваются между такими же клетками и придают растению прочность или служат для более быстрого передвижения веществ из одной клетки в другую. Тоесть форма прозенхимных клеток связана с их функцией.

Величина клеток различна: некоторые растения имеют очень крупные клетки, которые можно увидеть невооруженным глазом, длина их может быть от 1 мм до нескольких мм (мякоть арбуза, лимона, апельсина); а длина лубяных волокон прядильных растений достигает более 20 см. Крупные клетки обычно у водорослей, грибов. С эволюцией растительного и животного мира происходит дробление и специализация клеток. Величина клеток может измеряться микронами и миллимикронами.

Строение клетки.

При рассматривании в оптический микроскоп в клетке различают 5 структурных элементов:

­  оболочка (клеточная стенка)

­  цитоплазма

­  вакуоль, заполненная клеточным соком

­  ядро, погруженное в цитоплазму

­  пластиды

Все компоненты клетки можно разделить на две группы:

1.  Протопласт, включающий в себя все живые компоненты клетки – органеллы – это основа клетки, ее живое содержимое, которое определяет жизнь клетки.

2.  Производственные протопласта – это продукты жизнедеятельности органелл. Вначале образуются первичные производные протопласта: клеточная стенка, клеточный сок. Затем образуется вторичные производственные протопласта: запасные питательные вещества (крахмал, белки, жиры) и экскреторные вещества (отбросы) – кристаллы оксалата кальция, эфирные масла. Органеллы расположены между двумя сложными структурными системами – цитоплазмой и ядром.

Цитоплазма – бесцветная студенистообразная полужидкая масса, состоящая в основном из белков, могут входить жиры и жиропроизводные вещества.

Ядро – как и цитоплазма, является одной из главных органелл клетки. Оно погружено в цитоплазму. Как и цитоплазма, оно бесцветно и прозрачно. По вязкости более густое и плотное, чем цитоплазма. Форма и размеры ядер не одинаковы, даже для обычного одного и того же растения. Обычно они бывают округлой или чечевицеобразной формы. В молодой клетке ядро крупное и расположено в центре цитоплазмы.

Вакуоля – (лат. «вакуум» - пустота) пузыревидные вздутия, заполненные клеточным соком; образуется по мере роста клетки, молодая клетка содержит много мелких вакуолей. Старая клетка имеет обычно 1 крупную вакуоль, которая занимает всю полость клетки, отодвигая цитоплазму и ядро к какой-либо стенке.

Пластиды – они входят в состав протопласта и встречаются только в растительных клетках. Это белковые тельца, включенные в цитоплазму взрослой клетки. Они могут быть бесцветными, зелеными и оранжевыми.

Оболочка (клеточная стенка) – тонкая прозрачная пленка, обусловливающая внешние очертания клетки.

Цитоплазма, ядро и пластиды обусловливают все жизненные явления в клетке и составляют протопласт.

Клеточная оболочка, клеточный сок с физиологическими веществами (ферментами, витаминами, фитогормонами и продукты обмена веществ – запасные и отбросы) называются производными протопласта, т. е. это продукты жизнедеятельности протопласта.

Свойства цитоплазмы.

1.  Химический состав очень сложный и постоянно меняется. Характерной особенностью цитоплазмы является щелочная реакция и большое содержание воды – 60 – 90% всей массы цитоплазмы. Вода является средой для многочисленных реакций. Основу цитоплазмы составляют белки, и они являются носителями жизни. Кроме белков в состав цитоплазмы могут входить жиры и жироподобные вещества, другие органические и неорганические соединения.

2.  Физическое состояние слизистой на ощупь – густой коллоидный раствор. Цитоплазма способна переходить из жидкого состояния к полутвердому и обратно.

3.  Движение цитоплазмы одно из проявлений ее жизнедеятельности и способствует активности обмена веществ в клетке. Скорость движения цитоплазмы зависит от вязкости, температуры, механических воздействий.

Органеллы цитоплазмы.

Они входят в состав цитоплазмы и выполняют различные функции.

1.  Две плазматические перепонки (мембраны), между которыми находится основная масса цитоплазмы – мезоплазма.

Мембраны фитоплазмы регулируют состав различных веществ, поступающих в клетку, скорость их проникновений.

В мезоплазме находятся все органоиды протопласта:

а.  Эндоплазматическая сеть – состоит из пузырьков, канальцев, трубочек, цистерн. Служит для поглощения и передвижения питательных веществ. Через канальцы осуществляется связь цитоплазмы с ядром. Здесь происходят процессы синтеза органических веществ; на шероховатой поверхности коротких канальцев, пузырьков и цистерн находятся рибосомы (округлые тельца), в которых и происходит синтез белка; а в длинных канальцах с гладкой поверхностью – синтез жиров и углеводов.

б.  Аппарат Гольджи – по строению близок к канальцам эндоплазматической сети. Он представляет собой систему уплощенных цистерн, лежащих параллельно с двойными мембранами. Цистерны способны расширяться превращаться в вакуоли. В этих цистернах происходит накопление веществ, которые подлежат удалению. В аппарате Гольджи поступают вещества, необходимые для синтеза сложных углеводов, из которых происходит образование клеточной стенки (оболочки).

в.  Рибосомы – являются обязательной частью клеток. в них содержится большое количество рибонуклеиновой кислоты – РНК.

Рибосомы являются центром синтеза белка, в них из аминокислот образуются молекулы белка. Таким образом, рибосомы служат своеобразной «фабрикой» белка.

г.  Митохондрии содержатся во всех клетках в виде округлых, овальных, цилиндрических и палочковидных телец. В каждой клетке их может содержаться от нескольких десятков до несколько тысяч.

Митохондрии являются энергетическими центрами клетки. В них содержатся различные ферменты, а так же ферменты, при помощи которых осуществляется дыхание клеток. Дыхание – это важная функция митохондрий. В процессе дыхания вырабатывается энергия для синтеза молекул аденозинтрифосфорной кислоты – АТФ, которая является универсальным источником энергии, необходимой для всех жизненных процессов клетки. Тоесть основной функцией митохондрий является синтез АТФ и накопление энергии.

д.  Сферосомы – шарообразные тельца, преломляющие свет. Богаты ферментами и участвуют в синтезе и накоплении жиров.

е.  Лизосомы – сферические тельца с ферментами, расщепляющие различные вещества.

2.  Пластиды

Небольшие вязкие белковые тельца, включенные в цитоплазму клетки. Они могут быть рассеяны по всей клетке или скапливаться вокруг ядра. Могут двигаться с цитоплазмой, а могут и самостоятельно. Это живые тельца различной формы и окраски. Различают три типа пластид:

а.  Хлоропласты – тельца зеленого цвета

б.  Хромопласты – тельца желтого, оранжевого и красного цвета

в.  Лейкопласты – бесцветные тельца.

Пластиды встречаются только в растительных клетках.

Хлоропласты – содержатся в клетках высших растений и придают им зеленую окраску. В состав хлоропластов входят: вода 75%, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты, красящие вещества – пигменты – их 4:

­  каротин – оранжевого цвета

­  ксантофилл – желтого цвета

­  зеленый пигмент – хлорофилл – а

­  зеленый пигмент – хлорофилл – б

Хлорофилл является более активным пигментом. Для его образования необходимо содержание в почве азота, магния, фтора (азот и магний входят в молекулу хлорофилла, а соли железа являются катализаторами при его образовании). Форма хлоропластов округлая или дисковидная.

Роль хлоропластов очень велика. В листьях зеленых растений происходит фотосинтез в процессе, которого хлорофилл поглощает красную часть спектра, а каратиноиды – сине-зеленую и зеленые части спектра и передают поглощенную энергию хлорофиллу. Вся поглощенная энергия используется для фотосинтеза, в результате которого в хлоропластах на свету из воды и углекислого газа образуется первичный крахмал (ассимиляционный). В ночные часы ассимиляционный крахмал превращается в сахар, который используется для питания растений.

Хромопласты – встречаются в корнеплодах, плодах многих растений, в цветах. Хромопласты могут иметь желтый, оранжевый и красный цвет. Это зависит от пигментов: - желтого или ксантофилла и оранжево-красного или каротина.

Форма хромопластов разнообразна: в виде треугольников, шариков, палочек. Это связано с тем, что по мере накопления каротиноидов происходит их кристаллизация и пластиды принимают определенную форму.

Роль хромопластов заключается в том, что они придают яркую окраску плодам цветам, что привлекает птиц, насекомых (размножение семян, опыление цветов). Пигмент каротин является провитамином А т. к. в организме человека он превращается в витамин А. Много каротина содержится в корнеплодах: моркови, плодах шиповника, облепихи, рябине, красном перце и др. растениях.