Методические рекомендации к теоретическим занятиям (стр. 4 )

Все внутренние утолщения оболочки предохраняют стенки сосудов от спадания.

Наружные утолщения – образуются на свободных клетках (на клетках со свободными поверхностями). Эти утолщения наблюдаются на спорах (споры плауна), на пыльцевых зернах в виде небольших выростов различной формы: бугорков, шипов, валиков.

Поры и канальцы. При утолщении почти всей клеточной стенки неутолщенными остаются небольшие участки, которые называются порами. Пора затянута первичной оболочкой, пронизанной мельчайшими отверстиями, через которые цитоплазма одной клетки соединяется тонкими тяжами – плазмодесмами-с другой. Поры служат для обмена веществ между клетками и для соединения цитоплазмы соседних клеток, передачи раздражения посредством плазмодес через отверстия в порах. При утолщении оболочки поры превращаются в канальца. Поры различают простые и окаймленные. Простые поры обычно круглые, а в проземхимных клетках они имеют вид щелевидных полостей.

Окаймленные поры встречаются в сосудах и трахеитах – клетках, приспособленных для проведения воды и минеральных солей.

Химический состав клеточной оболочки.

Состав клеточной оболочки зависит от возраста клетки, ее функции изменяются в процессе развития. Главная масса оболочки молодых клеток состоит из целлюлозы или клетчатки, это твердое и прочное вещество с общей формулой (С6 Н10 О5). Клетчатка не растворима ни в воде, ни в кислотах, ни в щелочах. Растворима в реактиве Швейцера (аммиачный раствор окиси меди) и в крепкой серной кислоте. Тройной реактив хлор–цинк-йод окрашивает клетчатку в сине–фиолетовый цвет.

Химические изменения клеточной стенки.

С возрастом клеточные стенки видоизменяются. Они могут пропитываться различными веществами, в результате чего изменяются ее функции, физические и химические свойства. Все эти изменения имеют большое значение в жизнедеятельности растений.

Видоизменения клеточных стенок бывают следующие:

­  одревеснение

­  опробковение

­  кутинизация

­  ослизнение

­  минерализация

Одревеснение – наблюдается в стенках клеток древесных растений. При этом клеточная оболочка пропитывается особым веществом – лигнитом, которое придает прочность, твердость и хрупкость. Клеточные стенки становятся более устойчивыми к загниванию. Под воздействием флороглюцина с концентрированной соляной кислотой (или сульфатом железа III) одревесневшие клеточные стенки окрашиваются в вишнево-красный цвет. Растения с одревесневшими клеточными стенками составляют деревья и кустарники.

Опробковение – оно наступает в наружных покровных тканях, которые защищают растения от влияния внешней среды. При опробковении клеточные стенки пропитываются особым жироподобным веществом – суберином, после чего клеточные стенки не пропускают вовнутрь клетки жидкости и газы, обмен веществ в клетке прекращается, живое содержимое клетки отмирает. Поэтому пробка – это мертвая ткань. Она защищает растение от высыхания. Клетки пробки заполнены воздухом, обладают плохой теплопроводимостью, что защищает растение от отрицательного воздействия колебания температуры. Процесс опробковения наступает при ранении деревьев («самозалечивание»).

Кутинизация – клеточные стенки пропитываются жироподобным веществом - кутином, имеющим сходство с суберином. Все однолетние части растений покрыты снаружи кожицей. Кутин откладывается на поверхности кожицы. При этом на поверхности листьев и травянистых стеблей образуется сплошная пленка. Наружная кутинизированная часть оболочки называется кутикулой. Она предохраняет все части растения от высыхания, проникновения микробов и др. внешних воздействий. При значительной толщине кутикулы листья становятся плотными, блестящими (брусника, толокнянка, фикус, эвкалипт и др.). Кутикула может быть складчатой (волнистой) и в виде бугорков и бородавочек.

Ослизнение – у некоторых растений клеточные стенки поглощают большое количество воды. При этом они сильно разбухают, а на поверхности появляется слизь (семена льна, подорожник). По химическому составу они относятся к углеводам. В семенах ослизняющихся оболочка обеспечивает прорастание семян – хорошо прилипает к почве. Накапливаясь внутри клетки слизи выполняют роль запасного питательного материала (алтейный корень). В засушливых районах слизь способствует накоплению воды в листьях, стеблях (алоэ, кактус). На поверхности некоторых деревьев при растении вытекает близкая к составу слизи камедь – это болезненное (патологическое) перерождение клеток (у вишни, абрикоса). Обнаружить слизи можно реактивами:

- р-р щелочи (аммиак) – лимонно-желтое окрашивание

- в р-ре туши слизистые скопления остаются неокрашенными на общем темно-зеленом фоне

Минерализация – стенки клеток пропитываются минеральными солями.

«Клеточный сок».

Клеточный сок образуется в клетке в процессе жизнедеятельности протопласта по мере работы и роста клетки. Он накапливается в виде мельчайших капелек в специальных канальцах. По мере накопления сока, капельки сливаются, образуя вакуоли – в молодой клетке их много, а в старой 1 крупная вакуоль. Клеточный сок является водным раствором различных органических и неорганических веществ. Вода составляет 70 – 95% всего состава клеточного сока. От химического состава клеточного сока зависят его вкусовые качества. РН (среда) клеточного сока чаще всего кислая, редко нейтральная, еще реже щелочная.

В растворенном состоянии в клеточном соке находятся:

­  органические кислоты

­  сахара

­  минеральные соли

­  пигменты

­  БАВ (гликозиды, алкалоиды, дубильные вещества, витамины и др.) т. е. органические и неорганические.

а.  Углеводы: инулин, сахароза, глюкоза, фруктоза.
Тело растения состоит в основном из углеводов. Поэтому они составляют 80% органического вещества. Образуются углеводы в результате фотосинтеза. Из углеводов в клеточном соке содержатся простые сахара (моносахариды и дисахариды): глюкоза – С6 Н2 О6 образуется и присутствует постоянно, служит для образования полисахаридов.
Глюкоза – самый распространенный сахар и менее сладкий. Образуется из крахмала и обратно. Растворима, поэтому может проникать через поры клеточной оболочки.

Фруктоза – плодовый сахар, аналогичен глюкозе, значительно слаще (это тоже моносахарид).

Сахароза – дисахарид (тростниковый сахар) – это важнейший пищевой сахар (С12 Н22 О11) и свекольный сахар. При ее гидролизе выделяются глюкоза и фруктозы. Сахароза является запасным питательным веществом.

Инулин – запасное питательное вещество – накапливается в подземных органах, часто заменяется отсутствующий крахмал. Инулины хорошо растворяются в воде. Общая формула его аналогична крахмалу и клетчатке (С6 Н10 О5).

б.  Органические кислоты.

Кислая среда клеточного сока зависит от наличия органических кислот: лимонной, яблочной, щавелевой, уксусной, винной, муравьиной и др. Они могут находиться в свободном состоянии в виде солей, эфиров. Органические кислоты участвуют в дыхании растений и в образовании нуклеиновых кислот.

в.  Гликозиды.

Часто встречаются в клеточном соке растений сложные соединения, молекула которых состоит из 2х частей: сахаристой части (сюда входит несколько молекул какого-либо сахара) и несахарной части – агликона (венина). Это очень нестойкие соединения, легко расщепляются ферментами. По строению агликонов гликозиды очень разнообразны, имеют большое медицинское значение. Среди гликозидов есть сильнодействующие (сердечные гликозиды) или же при распаде выделяются ядовитые продукты (амигдалин раздражается с выделением НСИ).

г.  Дубильные вещества.

Это производственные многоатомного фенола с высокой молекулярной массой. Дубильные вещества широко встречаются в клеточном соке растений в различных количествах. Они обладают вяжущим вкусом. Оказывают антимикробное и фунгицидное действие, защищая растение от гниения; участвуют в окислительно-восстановительных реакциях растения. Имеют медицинское значение, т. к. обладают противовоспалительным, вяжущим, бактерицидным действием, используются для лечения желудочно-кишечного тракта.

д.  Алкалоиды.

Щелоподобные вещества («алколи» - щелочь) со сложной химической структурой, содержащие азот. Являясь основаниями, алкалоиды с органическими кислотами клеточного сока образуют разнообразным, сильным действием на организм, имеют медицинское значение. По изучению алкалоидов в нашей стране работа велась под руководством академика Орехова и продолжается в наши дни т. к. значение алкалоидов для медицины велико. При заготовке, сушке сырья и переработке сырья, содержащего алкалоиды, следует соблюдать осторожность и к заготовке не допускать детей (привести примеры красавкой, беленой, маком).

е.  Пигменты.

Это красящие вещества клеточного сока. Распространенным пигментом является антоциан, относящийся к группе флавоноидов. В зависимости от среды клеточного сока антоциан меняет окраску: в кислой среде – красный, в щелочной среде – синий, в нейтральной среде – фиолетовый. Встречается в плодах, цветах, листьях краснокочанной капусты, окрашивая их в соответствующие цвета.

Антохлор – более редкий пигмент желтого цвета; часто встречается в лепестках лютиковых. Пигменты имеют большое значение в привлечении насекомых и птиц.

ж.  Витамины.

Биологически активные вещества, необходимые для нормальной жизнедеятельности организма животных и человека. Организм человека не способен синтезировать витамины, поэтому растительный мир является основным источником витаминов наряду с такими богатыми химической энергией веществами как белки, жиры и углеводы. В растениях витамины являются биохимическими катализаторами и участвуют в процессах ассимиляции и диссимиляции. Поэтому витамины относятся к физиологически активным веществам клетки. Химическая структура их разнообразна. Витамины принято обозначать латинскими буквами заглавными: А, В, С, Д, РР и др. Но с открытием все новых и новых витаминов в настоящее время принята единая номенклатура витаминов по их химическому строению. В настоящее время известно более 40 витаминов. Они делятся на водорастворимые витамины: С, РР, Р, гр. В (В1 В2 В6 В12) и жирорастворимые: А, Б, Д, Е. Витамины сейчас выделяют в чистом виде и получают путем синтеза в лабораториях и на заводах.