Методические рекомендации к теоретическим занятиям (стр. 3 )

Лейкопласты – бесцветные пластиды, т. к. они не содержат пигментов. Основой их является белковое вещество. Лейкопласты способны удлиняться, растягиваться. Они находятся в цитоплазме, эпидерме, в подземных органах растений, в зародыше семени. Находясь в запасных тканях, лейкопласты становятся запасающими пластидами – аминопластами (амилюм – крахмал). В них откладывается вторичный крахмал, который накапливается в клубнях и др. подземных органах.

Пластиды одного вида могут переходить в другой вид. Это указывает на их сходство, заключающееся в том, что все пластиды состоят из белкового вещества. Так, например, происходит смена окраски плодов, при этом хлоропласты незрелых плодов переходят в хромопласты при их созревании. Или же клубни картофеля на солнце становятся зелеными (лейкопласты переходят в хлоропласты). А если позеленевшие клубни засыпать землей, то через некоторое время хлоропласты снова переходят в лейкопласты.

«Ядро».

Ядро, как и цитоплазма, является одной из главных органелл клетки. Оно всегда погружено в цитоплазму. Формы и размеры клеточных ядер не одинаковы для всех растений, не одинаковы даже в различных органах одного и того же растения. Ядро может быть округлой или чечевицеобразной формы.

Химический состав ядра очень сложен. В ядро входят особые белки – нуклеины, протеиды (соединения нуклеиновых кислот с белком). Ядро содержит ДНК – дезоксирибонуклеиновую кислоту, а в ядрышке – РНК. Ядро играет большую роль в жизни клетки: регулирует процессы обмена веществ, обеспечивает питание клеток, выделяет ферменты, которые стимулируют биохимические процессы. Ядро оказывает влияние на рост и деление пластид и на выделение цитоплазмой клеточной оболочки.

Ядро принимает участие в делении клеток, с ним связана передача наследственности. Образованию новых клеток предшествует деление ядра.

Структура ядра.

В состав ядра входят следующие компоненты:

а.  ядерная оболочка

б.  ядерный сок (париоплазма)

в.  хромосомы (хроматиновая структура)

г.  одно – два или несколько ядрышек

Деление ядра и клетки.

Размножение клеток происходит путем их деления. Поэтому наблюдается рост и развитие растения. Существует три способа деления клеток:

1.  Митоз или кариокинез (непрямое деление)

2.  Мейоз – редукционное деление

3.  Амитоз – прямое деление

МИТОЗ (кариокинез)

Митоз наблюдается в молодых, растущих частях растения: верхушке стебля, кончике корня (зона роста). Процесс деления клеток и образование новых в этих местах происходит непрерывно. При этом из одной материнской клетки образуется две дочерние с таким же набором хромосом, что и в материнской клетке. При митозе происходит точное распределение носителей наследственности – молекул ДНК, между образовавшимися клетками, обеспечивает наследственное сходство с материнской клеткой. Деление митоза условно делят на следующие фазы:

а.  интерфаза – это подготовительная фаза, при которой число хромосом удваивается.

б.  профаза – самая длительная фаза, при которой происходят различные преобразования в ядре: хромосомы становятся толстыми, укорачиваются, ядро увеличивается; к концу профазы исчезает ядрышко, ядерная оболочка растворяется. А на противоположных полюсах клетки происходит формирование веретена деления в виде неокрашивающихся нитей, которые тянутся от полюсов клетки.

в.  метафаза – заканчивается формирование веретена деления, оно принимает форму удлиненного бочонка. Хромосомы располагаются вдоль экватора, приобретает форму для хромосом того или иного растения. Становится хорошо заметно, что каждая хромосома состоит из двух дочерних хроматид. Хроматиды постоянно – постепенно разъединятся.

г.  анафаза – хроматиды становятся самостоятельными хромосомами отходят к противоположным полюсам клетки. При этом у каждого полюса будет такое же количество хромосом, что и в материнской клетки до деления. Между хромосомами натягиваются белковые нити.

д.  телофаза – хромосомы группируются у полюсов, становятся плохо заметными. Восстанавливается оболочка ядра и ядрышко. Веретено деления исчезает, а из белковых нитей образуется поперечная оболочка; происходит формирование клеточных стенок. Таким образом, телофаза, как и профаза, протекает в неск4олько промежуточных фаз, происходит деление клетки – цитокинез.

Митоз был впервые описан русским ботаником в 1874 г. Митоз – это наиболее распространенный способ деления клеток.

МЕЙОЗ – редукционное деление.

Оно наблюдается в небольшой группе клеток, связанное с образованием спор, гамет, образование которых связано с половым размножением. При мейозе происходит уменьшение числа хромосом в 2 раза, благодаря чему регулируется постоянство числа хромосом. Образовавшиеся при мейозе половые клетки (гаметы) имеют гаплоидное (единичное) число хромосом (в тычинках, пестиках). В половых клетках (в тычинках, пестиках, гаметах) число хромосом одинаково. Во всех вегетативных клетках число хромосом двойное.

В процессе оплодотворения происходит слияние женской и мужской клетки, а, следовательно, число хромосом удваивается – диплоидное число хромосом. Из этой клетки развивается новый организм с полным набором хромосом. В результате мейоза с диплоидным набором хромосом образуется 4 дочерних клетки (либо мужских, либо женских) с гаплоидным набором хромосом.

Мейоз – это непрерывный процесс и состоит из 2 следующих друг за другом делений.

Первое деление очень сложное. Здесь происходит сокращение (редукция) числа хромосом. Условно это деление тоже делится на несколько фаз:

1.  Профаза 1 – хромосомы принимает форму длинных двойных нитей, притягиваются друг к другу, образуя пары; затем они укорачиваются, ядрышко и ядерная оболочка исчезают.

2.  Метафаза 1 – спаренные хромосомы (с 4 хроматидами) распределяются по экватору веретена.

3.  Анафаза 1 – нити веретена деления сокращаются, и хромосомы без деления отходят к полюсам. На каждом полюсе окажется половинное (гаплоидное) число хромосом. Образуется 2 ядра с гаплоидным набором хромосом, т. е. в дочерней клетке произошло уменьшение (редукция) числа хромосом вдвое.

4.  Телофаза 1 – при первом мейотическом делении выражена слабо.

Второе мейотическое деление происходит по типу митоза. Начинается оно с метафазы. При этом образовавшиеся 2 гаплоидных ядра (единичное число хромосом) делятся одновременно. Возникает веретено деления. Хромосомы, состоящие из двух 2 –х хроматид располагается вдоль экватора веретена, деления делятся продольным расщепление и хроматиды отходят к полюсам, становятся самостоятельными хромосомами. Число остается единичным (гаплоидным) по отношению к материнской (исходной) клетке, с двойным (диплоидным) набором хромосом до первого мейотического деления. Т. О. из 1-й исходной клетки с двойным количеством хромосом в результате 2-х последующих друг за другом мейотических делений образуется 4 дочерние клетки с гаплоидным (единичным) набором хромосом.

Например, у мака опийного 24 хромосомы-2п.

Далее образуются парные хромосомы – 12 пар (Количество хромосом уменьшилось в 2). Все 12 пар располагается у экватора – метафаза 1. При анафазе 1 от каждой пары (бивалента) к разным полюсам вследствие сокращения белковых нитей веретена деления отходят по 1 хромосоме и у каждого полюса их, оказывается, по 12 – вдвое уменьшенное. Появляется ядрышко и ядерная оболочка – у каждого полюса образовалась клетка с гаплоидным (1п) набором хромосом.

Затем в образовавшихся клетках начинается второе деление с метафазы 2. Оно идет по типу митоза: от экватора к противоположным полюсам в результате продольного расщепления хромосом отходят 12 хроматид, и образуется 4 новые клетки с гаплоидным набором хромосом (1п).

АМИТОЗ - прямое деление путем простой перетяжки ядра на 2 части с произвольным количеством ядерного содержимого. Амитоз наблюдается к некоторых видов бактерий и грибов, а у высших растений – только в старых и больных клетках.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОТОПЛАСТА.

Они образуются в процессе жизнедеятельности протопласта, т. е. всех живых компонентов клетки. К производным протопласта относятся:

а.  первичные производные: - клеточная стенка (оболочка)

- клеточный сок

б.  вторичные производные: - запасные питательные вещества

- продукты отброса (экскреторные вещества)

1.  Оболочка растительной клетки.

Снаружи растительные клетки имеют стенки, которые придают клетке форму и прочность, защищают клетку от деформации, отделяют одну клетку от другой, придают прочность всему растению, являясь как бы скелетом растения.

Рост и строение оболочки.

Образуется клеточная стенка сразу же после деления клетки. С развитием клеток происходит изменение оболочки. В молодых растительных клетках (конус нарастания) оболочки тонкие, однородные. С возрастом оболочка растет в двух направлениях:

­  увеличивается поверхность оболочки

­  оболочка растет в толщину

Увеличение общей площади клеточной стенки происходит одновременно с ростом и увеличение объема клетки.

Рост клеточной стенки продолжается даже тогда, когда рост клетки заканчивается. Но разрастается клеточная стенка уже не в длину, а в толщину. При этом на внутренней поверхности первичной клеточной стенки начинает откладываться вторичная оболочка. При этом происходит ее утолщение. Наслоение вторичной оболочки может происходить неравномерно. Утолщению могут подвергаться отдельные участки оболочки или вся полностью. Утолщение отдельных участков бывает 2 видов: внутреннее и наружное.

Внутренние утолщения – на меньшей части первичной оболочки. Например, в прозенхимных клетках, которые служат для проведения воды и растворов минеральных солей, наблюдается утолщение внутренней стенки разнообразной формы: в виде колец, лестницы, которые при разрастании клеток в длину, соединяются между собой и образуют общие трубки или сосуды. В мякоти, клубнях или коре некоторых растений вследствие утолщения внутренней стенки образуются каменистые клетки, которые создают опору клеткам с тонкими оболочками.