Учебно-методический комплекс дисциплины «Физиология растений» (стр. 2 )

  Тела разнообазных организмов состоят из клеток. Открытие клеток и разработка клеточной теории строения живых организмов оказали огромное влияние на развитие биологии и медицины. В онтогенезе создаются системы клеток определенной структуры. Клетки в этой системе утрачивают свою индивидуальность, т. е. теряют способность к независимой жизнедеятельности. Это явление называют клеточной итеграцией.

  Функции зелёного растения - дыхание, фотосинтез, поглощение и выделение веществ, размножение – обуславливаются процессами, происходящими в клетках. Органы растений состоят из клеток, форма, величина и функции которых разнообразны и зависят от взаимосвязей с др. клетками организма. Клетки измеряют микрометрами 1 мкм = 0,001 мм. Растительные клетки крупнее, чем клетки животных организмов. Форма клеток - шарообразная, эллипсоидная, призматическая. Клетка состоит из 2 частей - содержимого и оболочки. Содержимое  - протопласт состоит из ядра из цитоплазмы, которая содержит в себе органеллы, митохондрии, пластиды. В клетке происхоит непрерывный обмен веществ, процессы самообновления, без которых жизнь невозможна.

Химический состав клетки: - биополимеры – белки, нкулиновые кислоты, полисахариды и составные части этих молекул (аминокислоты, нуклеотиды, простые углеводы, жирные кислоты) В клетке содержится: вода-  85 %, белки 10 %, ДНК –0,4 %, РНК - 0,7 %, липиды –2 %  и др. органические вещества (магний. хлор, натрий, калия и др.) – 1, 5 %. На 1 молекулу ДНК –приходится 44 молекулы РНК 700 молекул белка и 7000 мол. липидов

Вода в клетках находится ы 2-х  формах: свободной и связанной. Свободная вода составл. 95 % всей воды в клетке, она испо-я как рсатворитель и как дисперсионная среда коллоидной системы протоплазмы. Связанная вода составляет 4-5 % - это молекула воды, которые связаны водородными связями и др. типами связей с белками. ФЗЛ отличие между 2-мя формами воды проявляется в том, что при отрицательных температурах вода, связанная белками, замерз†нениями (нуклеиновые кислоты, жиры, жироподобные вещества  липиды и липоиды.

  Белковые вещества –высокомолекулярные соединения, растворы которых  обладают коллоидными свойствами. Расщепление белковых и др. молекул на составные части с присоединением воды называется гидролизом.

Тема 2. Клеточные структуры, строение, состав и свойства основных компонентов растительной клетки.

1.Мембранные системы клетки и их проницаемость.

2.Биокатализаторы-ферменты.

3.Поглощение и выделение веществ и энергии клеткой 

  По своему строению и организации клетки – сложные образования. Наиболее важной в строении клетки, животной и растительной является наличие в ней ядра и цитоплазмы.

  ЯДРО– главный управляющий органоид клетки Оно покрыто тонкой двухслойной мембраной с порами для соединения ядра с цитоплазмой. Ядро имеет шарообразную форму., но в некоторых случаях палочкообразную, лопастую и сетчатую. В ядре имеется ядрышко, где накапливаются и синтезируется РНК, которая переносится в цмтоплазму, где она становится основной структурной единицей рибосом. В ядрах имеется ферменты, обеспечивающих освобождение энергии и осуществление многочисленных синтезов. Основные ( щелочные) белки – это протоамины и гистоны. Они с нуклеиновыми кислотами образуют нклеопротеиды. Основное вещество ядра называется нуклеоплазмой. Ядро содержит хромосомы, которые является носителями наследственности. В хромосомы входят хромотиновые структуры - это ДНК.

  ЦИТОПЛАЗМА – рабочий аппарат клетки Она пронизана системой мембран, которые отходят о ядерной оболочки и соединяются с внешней мембраной клетки. Эти внутренние клеточные мембраны, образуют густо переплет2нную мембрану с канальцами и полостями и называют эндоплазматической сетью. Они принимают участие в синтезе и перемещении ассимилятов и в передаче раздражения от клетки к клетке.

  Химически клеточные мембраны – гетерогены и состоят из протеидов 80 % из них 25 % белки-ферменты и липиды 20 % где много  фосфолипидов.

  Структурные элементы клетки:

органеллы, которые катализируют превращение энергии - митохондрии и хлоропласты органеллы – катализируют репликацию белков, – рибосмы, полирибосмы клеточные гранулы и др. образования – принимают участие в синтетических реакциях, обмене веществ ( сферосомы, цитосомы, аппарат Гольджи и т. д.)

Электронно-микроскопическими исследованиями установлено, что растительная клетка состоит из множества мембранных систем. Мембраны образуются из закрытых пузырьков (везикул), которые циркулируют в клетке

  Митоходриальный аппарат – необходимый компонент всех клеток  которым присущ аэробный способ жизни, тогда как хлоропласты являетя обязательным ингредиентом только клеток автотрофных растений.

  Хлоропласты и митохондрии –  от них зависит жизнедеятельность клтеки и растений в целом. Хлропласты - накапливают солнечную энергию в макроэргических связях АТФ, а митохондрии – превращает энергию, которая содержится в питательных вещ-х, также в энергию АТФ

МИТОХНДРИИ – органеллы шарообразной форсы, диаметром 0,5 мкм и длиной 2 мкм. Это нестойкие структуры, в липофильных жидкостях они разрушаются, а воде набухают, имеют двойную оболочку, стоящую из внутренней  внешней мембран.  Митохондрии состоят из белка и липидов, среди которых половина фосфолдипиды. Также входят ДНК и все типы РНК, обнаружены специфические рибосомы, которые обеспечивают автономный синтез некоторых белков В митохондриях сосредоточены ферменты цикла трикарбоновых кислот, фловопротеиды и цитохромы. Митохондрии дыхательные центры клетки обладают следующими функциями: осуществляют окислительные реакции, яв-я источником электронов, переносят электроны по цепи компонентов, синтезирующих АТФ, катализируют синтетические реакции, идущие с использованием энергии  АТФ, регулируют биохимические процессы в цитоплазме

ПЛАСТИДЫ – образуются из проплстид – маленьких амебообразных телец и содержат в себе нуклеоплазму. Пластидом состоит из 3-х типов пластид: лейкопластов (бесцветные), хлоропластов (зеленые) и хромопластов (оранжевые), их размры 2х 5 мкм.

Пластиды имеет двойную мембранную оболочку, внутри которой находится гранулярное вещество, называемое стромой. В хлоропластах высших растений образуется граны, которые состоят из серии ламелл или двойных мембран. Каждая мембрана образует  закрытый мешочек или сумку, которая называется тилакоидом. Ламеллы состоят из белков и липидов.  Хлоропласты имеют генетическую и биохимическую автономность. В них синтезируется ДНК, которая отличается от ядерной ДНК. Функция – участие в процессе фотосинтеза. Функция лейкопластов – участие во вторичном синтезе крахмала в клетках.

  РИБОСОМЫ – это рибонулклеопротеидные частицы сферической формы, дм 15-35 нм. Они состоят из одинакового кл-ва структурного белка и РНК. Рибосомы слипаясь по 2 , они образуют димеры. Они очень пористые и отличаются высокой степенью гидратации, выполняя функции обмена веществ - это центры биосинтеза белка в клетке. Функции рибосом заключается активирование аминокислот, образуя полипептидные цепи. Рибосомы имеются в клетках всех организмов. Они локализуются в цитоплазме и органеллах клеток (ядре, митохондриях, пластидах В дивфференцированных клетках большинство рибосом, связаны с липопротеидными мембранами, которые пронизывают цитоплазму и образуют эндоплазматическую сеть.

СФЕРОСОМЫ –субмикроскопические частицы цитоплазмы дм 0,4-0,8 мкм, содержат белковую строму и цитохромоксидазу, ферментативно активные, богаты жирами Они осуществляют биосинтез жиров.

ЛИЗОСОМЫ – близки по структуре и химическому составу к сферосомам, но богаче ферментами – в них найдены ферменты нуклеазы, фосфотазы, протеазы. Они переваривают макромолдекулярные продукты, поглащенные путем пиноцитоза. Они принимают участие в автолизе клетки.

ЦИТОСОМЫ – мелкие гранулы, которые нах-я в контакте с мемранами эндоплазматической сети, чем и отличаются от свободнолежащих сферососм и лизосом

ТРАНСЛОСОМЫ –толстостенные гранулы|, функция их закл-я в накоплении продуктов метаболизма фенольных производных и их транспортировке в вакуоль

ДИКТИОСОМЫ - тельца ГОЛЬДЖИ –состоят из отдельных пластинок, палочек и чешуек, разбросанных п всей цитоплазме клетки они принимают участие в управлении общим ходом физиол-х процессов, в образовании вакуолей и клеточных оболочек.

  Тема 3. Водный обмен растений

1.Корневая система как орган, воспринимающий воду

2. . Влияние внешних условий на поглощение воды растением.

Транспирация и зависимость ее от внешних и внутренних условий

Значение воды в жизнедеятельности растений и строении корневой системы

  Вода являетсяя необходимым условием существования всего живого. Содержание воды в растительных клетках достигает 70-80 %. Без воды организм погибает или впадает в состояние анабиоза. Минеральные питательные вещества почвы поглощаются корнями растений из растворов. Вода способствует охлаждению растений и предохраняет их от перегрева в жару.

Особенности воды: вода имеет большую теплопроводность, способна испаряться при любой температуре, даже ниже нуля, на повышение температуры затрачивается большое количество энергии, вода имеет высокое поверхностное натяжение и уступает только ртути.

Корневая система как орган, воспринимающий воду: Вследствие интенсивного расхода воды растения нуждаются в активном ее поступлении. У хлебных злаков корневая система проникает на глубину 1,5-3 м и распространяется широко в сторону. Так у рдного растения озимой ржи  может образоваться 143 корня первого порядка, 35 тыс-второго, 2 млн 300 тыс –третьего и 11,5 млн – четвертого порядка, вместе 14 млн корней. Таким образом, корневая система высших растений имеет огромные размеры при малй испаряющей поверхности листьев. Количествово воды, расходуемой растением, не являетмяя постоянной величиной и зависит от климатических условий. Теневыносливые растения имеют менее развитую корневую систему, чем светолюбивые.  Низшие растения всасывают воду всей поверхностью  Высшие растения имеют специальные органы для всасывания воды – тончайшие окончания коренй т. е. корневую мочку. Они сильно увеличивают всасывающую поверхность корневой системы растения, постоянно испоряющего воду. Корневая система растений активно передвигает воду корневыми клетками в определённом направлении – через корневые волоски, клетки коровой паренхимы корня, эндодерму, перицикл и паренхиму осевого цилиндра в сосуды корня.