АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ПРОИЗВОДНЫЕ ПРОТОПЛАСТА

Читайте также:
  1. V2: ДЕ 35 - Дифференциальное исчисление функции одной переменной. Производные высший порядков
  2. Антраценопроизводные. Локализация по органам и тканям, особ-ти хим строения, физ-хим-кие св-ва АП. Методы анализа.
  3. Антраценпроизводные
  4. Антраценпроизводные: ревень, щавель.
  5. Антраценпроизводные: строение, классификация, био-фармакологическое действи
  6. Антраценпроизводные: физико-химические свойства, методы выделения из ЛРС качественного обнаружения и количественного определения.
  7. Ацетилсалициловая кислота и её производные.
  8. Вопрос: Производная сложной функции. Производные и дифференциалы высших порядков. Теорема Ролля, Лагранжа, Коши.
  9. Какими реакциями, методами можно обнаружить антраценпроизводные в сырье?
  10. Карта для внеаудиторной работы по теме № 33: Производные задней кишки: толстая кишка, ее отделы, отношение к брюшине. Топография брюшной полости.
  11. КОЖА и ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ
  12. КОЖА И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ

Клеточная стенка. Наличие стенки – характерная особенность растительной клетки, она окружает клетку снаружи и является продуктом жизнедеятельности протопласта. Основу первичной клеточной стенки составляют высокополимерные углеводы: целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин. Молекулы целлюлозы образуют каркас клеточной стенки, а молекулы гемицеллюлозы и пектина - матрикс, в который погружен каркас. Клеточные стенки содержат воду – до 60-70 %, которая свободно перемещается по ее свободному пространству. Вода оказывает влияние на химические и физические свойства клеточной стенки.

Клеточная стенка имеет высокую прочность, сравнимую с прочностью стали, благодаря особой структуре. Молекулы целлюлозы – это длинные полисахаридные цепи, состоящие из остатков глюкозы. Отдельные цепочки целлюлозы расположены между собой параллельно и собраны в элементарные пучки– мицеллы. Мицеллы, в свою очередь, собраны в пучки более крупного порядка – микрофибриллы. Несколько сот микрофибрилл образуют пучки еще более крупного диаметра - фибриллы.

Клеточная стенка, образующаяся во время деления клеток, называется первичной клеточной стенкой. Позже, в результате утолщения она может превратиться во вторичную клеточную стенку. Рост клеточной стенки связан с деятельностью аппарата Гольджи. Рост первичной клеточной стенки происходит путем интуссусцепции, т.е. путем внедрения новых мицелл в межмицелярное пространство.

Вторичная клеточная стенка образуется обычно по достижении клеткой окончательного размера и накладывается на первичную со стороны протопласта. Отложение вторичной стенки обеспечивает ее рост в толщину и называется аппозицией. Во вторичной клеточной стенке преобладает целлюлоза, ее фибриллы располагаются упорядоченно, параллельно, но направление их в каждом слое иное, что повышает прочность клеточной стенки. Во вторичной клеточной стенке есть места без утолщения, так называемые поры. Через поры проходят плазмодесмы – тончайшие цитоплазматические тяжи, которые обеспечивают связь соседних клеток и, в конечном итоге – взаимосвязь тканей и целостность всего организма.

В процессе жизнедеятельности клеток, особенно в связи с выполнением какой-либо специализированной функции, клеточные стенки могут пропитываться различными веществами. Различают несколько видоизменений клеточной стенки: одревеснение, опробковение, кутинизация, минерализация и ослизнение.

При одревеснении (лигнификация ) клеточная стенка пропитывается лигнином, что повышает ее прочность на растяжение и сжатие, придает дополнительную защиту от неблагоприятных физических и химических воздействий. В результате одревеснения протопласт клетки обычно отмирает, благодаря этому формируются трахеиды и сосуды проводящей ткани (ксилемы), волокна механической ткани (склеренхимы).

Опробковение связано с обильным наслаиванием на клеточную стенку жироподобного вещества – суберина. Суберин откладывается преимущественно в стенках вторичной покровной ткани – пробки. При полном опробковении клетки становятся водонепроницаемы, протопласт отмирает и полость клетки заполняется воздухом. Все это придает клеткам пробки термоизолирующие свойства, что спасает растения в условиях низких или высоких температур.

Кутинизация связана с наслоением на клеточную стенку кутина – вещества, также относящегося к группе жироподобных. Протопласт выделяет кутин в виде слоев снаружи клеточной стенки, особенно это характерно для клеток эпидермы. Кутин предохраняет органы растений от избыточного испарения, излучения, от проникновения микроорганизмов.

Минерализация это пропитывание клеточных стенок минеральными веществами, особенно кремнеземом и углекислым кальцием. Минерализация характерна для клеток покровной ткани – эпидермы и ее выростов – трихом. Растения, инкрустированные минеральными веществами, нередко имеют острые края стеблей и листьев, а потому обычно не поедаются травоядными животными. Таким образом, минерализация придает растениям дополнительную механическую прочность и защитные свойства.

Ослизнение – это образование в стенках клеток комплексных веществ – слизи и камеди. Они возникают в результате видоизменения пектиновых веществ и целлюлозы. Ослизнению подвергаются клеточные стенки покровной ткани, например, семян. Это имеет важное значение, при его прорастании, поскольку ослизнение создает влажную камеру вокруг развивающегося зародыша. У водных растений слизи и камеди играют защитную функцию.

Физиологически активные вещества клетки. Процессы роста и развития клетки и всего растения регулируются веществами, продуцируемыми цитоплазмой. Ферменты, витамины, фитогормоны и фитонциды находятся в цитоплазме или, утрачивая с ней непосредственную связь, выделяются в окружающую среду. При разрушении клетки эти вещества сохраняют свою активность. Это позволяет использовать их в промышленности и медицине.

Ферменты (энзимы) — специфические белки, присутствующие во всех живых клетках. Действие ферментов строго избирательно. Каждый фермент регулирует ход одной определенной реакции. Отсюда многочисленность ферментов — около 2000.

Фитогормоны — гормоны растений, специфические ферменты, регулирующие физиологические процессы (рост, развитие и деление). Фитогормоны образуются в активно растущих тканях верхушек стеблей и корней, а затем переходят в другие части растения и регулируют физиологические процессы, протекающие в них. Фитогормоны широко используют в сельскохозяйственной практике для вегетативного размножения растений (укоренение черенков с помощью ауксинов), борьбы с опадением цветков и плодов у овощных и плодовых культур (ауксины), повышения урожайности (цитокинины, гиббереллины, ауксины), ускорения созревания плодов (этилен), прорастания семян (цитокинины) и борьбы с сорными растениями (ауксины).

Витамины — коферменты, обеспечивающие взаимодействие фермента и субстрата. Эти соединения различной химической природы участвуют практически во всех биохимических и физиологических процессах. Подавляющее большинство витаминов не синтезируется в организме человека, а поступает с растительной и животной пищей. Если витаминов поступает недостаточно, развиваются патологические состояния (гипо- и авитаминозы). Известно около 40 витаминов. Их принято обозначать большими буквами латинского алфавита: А, В, С, D, Е и т. д. Различают две группы витаминов: растворимые в жирах (А, D, Е) и растворимые в воде (В, С, РР и др.). Первые накапливаются в клеточном соке, вторые — в цитоплазме.

Фитонциды - вещества разной химической природы, содержатся в клеточном соке и цитоплазме, имеют защитное значение, действуют избирательно. Фитонцидывырабатываются клетками высших растений. Обладают бактерицидными свойствами (предохраняют растения от поражения грибными и бактериальными заболеваниями, задерживают рост других растений). Могут выделяться в виде летучих веществ или находиться в растворе. Особенно богаты фитонцидами лук, чеснок, горчица, хрен, черемуха, дуб, борщевик, лимон, крапива, тысячелистник.

Продукты обмена и запаса. В процессе жизнедеятельности в клетках растений накапливается большое количество разнообразных веществ. Одни из них являются временно выведенными из метаболизма, другие - его конечными продуктами. Те и другие являются включениями клетки.

Запасные питательные вещества – это временно выведенные из метаболизма соединения. Они являются его первичными продуктами. Запасные питательные вещества накапливаются в клетках растений в течение вегетационного периода и используются частично зимой, но особенно активно весной, в период интенсивного роста. По химической природе запасные продукты могут быть отнесены к трем группам: углеводам, жирам и белкам.

. Наиболее распространенным запасным углеводом растений является крахмал6Н10О5)n. Крахмал – нерастворимый в воде полисахарид. Крахмал может накапливаться в различных органах растений: в клубнях, корнеплодах, плодах, семенах.

Следует различать ассимиляционный (или первичный), транзиторный, и запасной (или вторичный) крахмал. Ассимиляционный крахмал образуется в хлоропластах путем полимеризации глюкозы, образовавшейся в процессе фотосинтеза. По мере заполнения хлоропластов зернами первичного крахмала происходит его осахаривание (ферментативное превращение в глюкозу, растворимую в воде). Такой крахмал является транзиторным, он транспортируется из хлоропластов на построение органов растения или откладывается в запас в амилопластах (лейкопластах). Здесь происходит вторичное превращение глюкозы в крахмал, который и является запасным.

Амилопласты с запасным крахмалом называют крахмальными зернами. Крахмальные зерна по своему строению – сферокристаллы, состоящие из тончайших радиально расположенных игл. Развитие крахмальных зерен начинается с того, что в участке стромы амилопласта появляется частица крахмала – центр крахмалообразования. Затем вокруг этого центра наращиваются все новые и новые частицы крахмала. Число центров крахмалообразования зависит от числа складок внутренней мембраны амилопласта. Крахмальные зерна имеют слоистую структуру, вследствие неравномерного отложения крахмала в течение суток. Различают простые, сложные и полусложные крахмальные зерна (рисунок 15). Простые зерна имеют один центр крахмалообразования, вокруг которого формируются слои крахмала. У сложных зерен в одном амилопласте несколько центров, имеющих свои собственные слои. В полусложных зернах также имеется несколько центров (два и больше), но кроме слоев крахмала, возникших возле каждого центра, имеются еще и общие слои.

Простые зерна имеют пшеница, рожь, кукуруза, сложные – рис, овес, гречиха. В клубнях картофеля встречаются все три типа крахмальных зерен.

У некоторых видов растений семейства астровые запасным углеводом является не крахмал, а инулин – полисахарид, состоящий из остатков фруктозы. Этот углевод содержится в клеточном соке вакуолей в состоянии коллоидного раствора. Большое количество инулина накапливается в клубнях земляной груши, георгина, цикория.

Запасные белки являются протеинами, т.е. простыми белками. Наиболее часто белки запасаются в виде алейроновых зерен в вакуолях, например в клетках семян бобовых, гречишных, злаковых (рисунки 16, 17). Алейроновое зерно снаружи окружено тонопластом. Алейроновые зерна, состоящие из одного или двух белковых кристаллов, погруженных в белковый матрикс, называются простыми. Если зерно содержит в матриксе помимо белкового кристалла, еще и фосфорсодержащий глобоид (тельце), такое зерно является сложным.

Образование алейроновых зерен происходит, например, в период созревания семян. При этом вакуоли отдают воду (высыхают), белок выпадает в осадок и кристаллизуется. Процесс высыхания вакуолей и кристаллизации белка является обратимым. При прорастании семени, когда оно обогащается водой, алейроновые зерна набухают, белки подвергаются ферментативному расщеплению, продукты которого используются растущим зародышем. При этом алейроновые зерна постепенно превращаются в обычные вакуоли, лишенные белка.

Жиры являются наиболее экономной формой запасного питательного вещества. Так, при сжигании 1 г жиров выделяется 39 кДж, тогда как при сгорании 1 г углеводов – 18 кДж. Жиры не растворимы в воде, они откладываются в запас в виде капель прямо в цитоплазме, реже в лейкопластах (липидопластах). Жирные масла накапливаются в разных частях растения, но наиболее богаты ими семена и плоды (подсолнечник, клещевина, грецкий орех и др.). Во время прорастания семян жиры гидролизуются с образованием растворимых углеводов.

Конечные продукты метаболизма являются продуктами вторичного обмена. Они не участвуют в дальнейшем метаболизме растения. Одни из них выделяются наружу через выделительные ткани (нектар, эфирные масла, ароматические вещества), другие изолируются в специализированных клетках или особых вместилищах растений (смолы, бальзамы, латекс). Химическая природа этих веществ разнообразна, роль некоторых не вполне ясна. Эфирные масла могут привлекать насекомых-опылителей, предохранять от перегрева, отпугивать травоядных животных, смолы препятствуют гниению. К вторичным метаболитам относятся также и соли щавелевой кислоты (оксалаты), которые откладываются в вакуолях в виде кристаллов (рисунок 18). Форма кристаллов достаточно разнообразна. Это могут быть одиночные многогранники (в клетках шелухи репчатого лука), рафиды – пачки игольчатых кристаллов (стебли и листья винограда), друзы – шаровидные сростки призматических кристаллов (корневище ревеня, корень батата). Оксалат кальция является шлаком, поэтому он откладывается в основном в тех органах и тканях, которые периодически сбрасываются или отслаиваются (листья, корка, почечные чешуи, волоски эпидермы).

 

Литература, использованная при составлении:

 

1. Андреева И.И., Родман Л.С. Ботаника. - М.: КолосС, 2010.

2. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. – Т.1.-Изд. «Мир», 2004.

3. Пухальский В.А., Бадаева Е.Д., Юрцев В.Н. Практикум по цитологии и цитогенетике растений. - М.: КолосС, 2007.

4. Яковлев Г.П., Челомбитько В.Л. Ботаника. - М., 1990

 

 

Объем 1,7 усл. п.л. Тираж 100 экз.

 


1 | 2 | 3 | 4 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)