Включення білкової природи

Напрямки досліджень

Основні напрямки досліджень:

• Анатомія і морфологія рослин.
• Систематика, еволюція, філогенія рослин.
• Флорологія (флористика).
• Фітоейдологічна біоквантованість (расово-природновидова диференціація).
• Фітоценологія і геоботаніка.
• Палеоботаніка і палінологія.
• Ботанічне ресурсознавство.
• Етноботаніка.
• Фітосозологія і заповідна справа.
• Наукові основи використання, а також збереження та відновлення різноманіття світу рослин.
• Функціональна біогеоценотична і біосферна росль світу рослин.
• Інтродукція і акліматизація рослин.
• Антропогенна динаміка рослинного світу.
• Фітодизайнологія.

Головні розділи

• клітинна біологія рослин
• анатомія рослин
• морфологія рослин
• систематика рослин
• фізіологія рослин
• палеоботаніка
• палінологія
• екологія
• фітосоціологія
• геоботаніка
• флористика
• прикладна ботаніка
• лісова ботаніка
• фармацевтична ботаніка

2.Будова рослинної клітини ,її відмінності від тваринної

Будова рослинної КЛІТИНИ
Рослинна клітина складається з більш-менш жорсткої клітинної оболонки і протопласта. Клітинна оболонка - це клітинна стінка і цитоплазматична мембрана. Термін протопласт походить від слова протоплазма, яке довгий час використовувалася для позначення всього живого. Протопласт - це протоплазма індивідуальної клітини.
Протопласт складається з цитоплазми і ядра. У цитоплазмі знаходяться органели (рибосоми, мікротрубочки, пластиди, мітохондрії) та мембранні системи (ендоплазматичний ретикулум, діктіосоми). Цитоплазма включає в себе ще цитоплазматичний матрикс (основна речовина) в яке занурені органели і мембранні системи. Від клітинної стінки цитоплазма відокремлена плазматичною мембраною, яка представляє собою елементарну мембрану. На відміну від більшості тварин клітин рослинні клітини містять одну або кілька вакуоль. Це бульбашки, заповнені рідиною і оточені елементарної мембраною (тонопластом).
У живій рослинній клітині основна речовина знаходиться в постійному русі. У рух, зване струмом цитоплазми або циклоз, втягується органели. Циклоз полегшує пересування речовин в клітині і обмін ними між клітиною і навколишнім середовищем.

Відмінності

У рослинній клітині є все органоїди, властиві й тваринній клітині: ядро, ендоплазматична сітка, рибосоми, мітохондрії, комплекс Гольджі. Разом з тим вона має істотні особливості будо­ви. Рослинна клітина відрізняється від тваринної наступними ознаками:

1. міцною клітинною стінкою значної товщини;

2. особливими органоїдами — пластидами, в яких відбувається первинний синтез органічних речовин із мінеральних за ра­хунок енергії світла;

3. розвинутою сіткою вакуолей, які значною мірою обумовлю­ють властивості осмосу клітин.

Рослинна клітина, як і тваринна, оточена цитоплазматичною мембраною, але окрім неї обмежена товстою клітинною стінкою, що складається з целюлози, якої немає у тварин. Клітинна стінка має пори, через які канали ендоплазматичної сітки сусідніх клі­тин сполучаються один з одним.

Переважання синтетичних процесів над процесами вивіль­нення енергії — одна з найхарактерніших особливостей обміну речовин рослинних організмів. Первинний синтез вуглеводів із неорганічних речовин здійснюється в пластидах. Пластиди мо­жуть переходити один в одного. Вони містять ДНК і РНК і роз­множуються розподілом надвоє. Вакуолі розвиваються з цистерн ендоплазматичної сітки, містять у розчиненому вигляді білки, вуглеводи, низькомолекулярні продукти синтезу, вітаміни, різні солі й оточені мембраною. Тиск осмосу, який створюється розчи­неними у вакуолярному соку речовинами, призводить до того, що в клітину надходить вода і створюється тургор — напруга клітин­ної стінки. Тургор і товсті пружні оболонки клітин обумовлюють міцність рослин до статичних і динамічних навантажень

3.органоїди клітини

Органели поділяються на:

• немембранні:
• центріолі
• цилій (війки) / флагелла (джгутики)
• ядерце
• рибосоми
• мембранні (обмежені мембраною):
• ядро
• мітохондрії
• вакуолі
• пероксисома
• апарат Ґольджі
• ендоплазматичний ретикулум
• лізосоми
• хлоропласти

Згідно з сучасно прийнятими теоріями, великі мембранні органели походять від стародавніх ендосимбіонтних організмів (див. Ендосимбіотична теорія):

• хлоропласти та інші пластиди, такі як родопласти та хромопласти
• мітохондрії
• пероксисоми

4.клітинна оболонка

Клітинна стінка - секреторний продукт протопласту, що в зрілій клітині є неживою частиною і складається переважно з трьох шарів - серединної пластинки, первинної та вторинної клітинних оболонок.

•Серединна пластинка - структура із клейких, драглистих пектинових речовин, яка не містить мікрофібрил целюлози і скріплює стінки сусідніх клітин (рис. 3.3).

•Первинна клітинна оболонка відкладається протопластами сусідніх клітин на серединну пластинку та складається із целюлозних мікро- і макрофібрил, занурених в матрикс. У молодих клітин, що інтенсивно ростуть, є лише первинна клітинна оболонка.

•Вторинна клітинна оболонка притаманна спеціалізованим зрілим клітинам. Вона відкладається на первинну оболонку зсередини, у матриксі містить вторинні включення, які роблять її малопроникною для води, газів та нездатною до розтягування. Розрізняють кілька напрямків хімічних перетворень, що відбуваються у вторинних клітинних оболонках.

Лігніфікація - накопичення лігніну, вміст якого в оболонках старих клітин може сягати 30%. Лігнін - сполука ароматичного ряду, яка відкладається у матриксі клітинної стінки і надає їй особливої жорсткості, тому такі стінки називають здерев'янілими. Суберинізація (накопичення суберину) та кутинізація , (відкладення кутину, воску). Суберин, кутин та віск жироподібні речовини, які не змішуються з матриксом клітинної стінки та відкладаються у вигляді окремих шарів, зокрема, суберин на внутрішньому боці клітинної оболонки, що має наслідком корковіння клітин, а кутин та віск на зовнішньому боці , де утворюють кутикулу, яка зменшує випаровування з поверхні органів.

Рис. 3.3.Будова клітинної стінки.

1-серединна пластинка, 2-первинна клітинна оболонка, 3-вторинна оболонка,4-фібрили целюлози.

Мінералізація (накопичення сполук кремнію, кальцію і т.п.).

У деяких клітин утворення вторинної клітинної оболонки є основною функцією протопласту, особливо це стосується клітин, що спеціалізуються на виконанні механічної, провідної та захисної функції. У зрілому стані вони мертві.

Порами називають ділянки клітинної стінки, де вторинна оболонка не відкладається. Пори бувають простими, якщо поровий канал має однаковий діаметр на всьому протязі, та облямованими, якщо поровий канал розширюється (звужується). Через пори сполучаються протопласти сусідніх клітин, завдяки наявності тонких цитоплазматичних виростів - плазмодесм.

Клітинна стінка будується протопластом. Основним її компонентом у вищих рослин є полісахарид целюлоза. Це зумовлено її особливою хімічною стійкістю (целюлоза нерозчинна у воді, органічних розчинниках, розведених кислотах та концентрованих лугах), поряд з тим, вона є еластичною та міцною. У формуванні клітинної стінки основну участь бере апарат Гольджі, який транспортує необхідні хімічні компоненти до плазмалеми і вивільняє останні у міжклітинний простір.

Фібрили целюлози занурені в матрикс клітинної стінки, який складається з білків, мінеральних речовин (найчастіше сполуки кремнію та кальцію), геміцелюлози та пектинових речовин. Останні легко набухають у воді, розчиняються в лугах та кислотах. Руйнування серединної пластинки, пов'язане із розчиненням пектинових речовин, називається мацерацією. Мацерація спостерігається зокрема у перезрілих плодах і призводить до їх пом'якшення.

Кожна клітина в багатоклітинному організмі існує не

відірвано від інших, а в тісному взаємозв'язку. Між сусідніми клітинами відбувається рух речовин по апопласту та симпласту.

Апопласт- система поєднаних одна з одною клітинних стінок, якими пересувається вода і розчинені речовини. Клітинна стінка проникна для низькомолекулярних розчинних сполук, володіє катіонообмінними властивостями. Апопласт забезпечує порівняно швидкий, але нерегульований транспорт.

Симпласт- сукупність протопластів різних клітин, поєднаних плазмодесмами через пори в клітинних стінках. Симпластний транспорт повільніший, ніж апопластний, але регулюється при проходженні речовин через протопласт та

мембрани сусідніх клітин.

Клітинна стінка виконує різноманітні функції. Вона надає форму та механічну міцність рослинним клітинам, захищає плазмалему, бере участь у транспорті речовин по апопласту, обумовлює тургоресцентність рослинних клітин (протидіє

збільшенню об'єму протопласту), клітинні стінки можуть бути вкриті кутикулою і захищати від надмірного випаровування.

5.запасні речовини клітини рослини(вуглеводи,білки ,жири). Кристалічні включення,їх хімічна природа і місцке відкладення

Внаслідок фотосинтезу в клітинах зелених рослин утворюються органічні речовини, частина яких відкладається про запас. В ролі запасних поживних речовин зустрічаються основні групи органічних сполук – вуглеводи, ліпіди та білки. Вони нагромаджуються у плодах та насінні, у коренях, стеблах, бульбах та кореневищах. Під час ростових процесів ці речовини включаються в обмін речовин як джерело енергії та метаболітів.
Різні форми запасних поживних речовин належать до категорії включень – тимчасових компонентів клітин, здатних утворюватись і ферментативно розкладатись у різні періоди їхньої життєдіяльності.

Вуглеводи.

До основних запасних вуглеводів належить крохмаль. Це один з найпоширеніших полісахаридів, який відкладається в усіх рослинах, крім грибів та ціанобактерій. За фізіологічним призначенням і місцезнаходженням, крохмаль розрізняють трьох типів: асиміляційний, транзиторний та запасний.
Асиміляційний крохмаль у вигляді дрібних зерняток утворюється у хлоропластах мезофілу листка, молодих стебел та інших хлорофілоносних клітинах, в яких відбувається інтенсивний фотосинтез. Первинний крохмаль довго не затримується в хлоропластах, швидко гідролізується до розчинних сахаридів, які потім транспортуються до місць споживання.
Транзиторний крохмаль утворюється тимчасово на шляхах переміщення сахаридів до місць відкладання про запас. Багато крохмалю цих двох типів утворюється в листках картоплі, гороху, бобів, менше у гречкових, гвоздикових, а найменше у лободових. З однодольних рослин мало крохмалю утворюється в листках злаків і майже не виявлено його у лілійних та орхідних.
Запасний крохмаль нагромаджується у великих кількостях в спеціалізованих запасаючих тканинах та органах – ендоспермі, сім’ядолях, паренхімних клітинах деревини стебла та кореня, бульбах, цибулинах, кореневищах, звідки він поступово мобілізується для життєвих потреб рослинного організму. Запасний крохмаль відкладається у різних рослин у вигляді зерен різної форми та розмірів. У багатьох рослин крохмальні зерна мають добре виражену шаруватість внутрішньої структури, зумовлену чергуванням шарів крохмалю різного ступеня оводненості. Точка, навколо якої розміщені шари, називається ядром крохмального зерна. Залежно від розташування ядра, крохмальні зерна поділяють на концентричні (у пшениці та жита) та ексцентричні (у картоплі). Зерна з ексцентричною шаруватістю утворюються і розвиваються біля поверхні лейкопластів, а з концентричною – у центрі строми пластиди.
Крім простих крохмальних зерен, бувають зерна складні і напівскладні. Складні крохмальні зерна зліплено з кількох зерняток – двох, трьох і більше. Напівскладні зерна відрізняються від складних кількома суцільними зовнішніми шарами крохмалю. Розмір крохмальних зерен дуже різноманітний у окремих рослин:
- у картоплі вони діаметром 70-100 мкм;
- у квасолі - 60 мкм;
- у пшениці – 30-45 мкм;
- у кукурудзи – 15-35 мкм;
- у рису – 3-10 мкм.
Найбільшими є крохмальні зерна у петрового хреста – до 300 мкм діаметром. Величина крохмальних зерен має важливе значення для харчової промисловості, фармакології…
Утворившись у листку, асиміляційний крохмаль гідролізується і у вигляді розчинних сахаридів пересувається у різні частини рослин. У стовбурі дерев він відкладається в живих клітинах усіх тканин, найбільше в деревній паренхімі, серцевинних променях та флоемній паренхімі. Багато крохмалю нагромаджується в коренях багаторічних рослин, а також в насінні. Найбільше крохмалю в різних тканинах стебла та кореня виявляється восени.
У кожній клітині крохмальні зерна тісно пов’язані з іншими компонентами клітинних включень. Крохмальних зерен в клітині, де вони відкладаються як запасні речовини, може бути так багато, що вони заповнюють всю клітинну порожнину. В таких клітинах від цитоплазми залишається тільки тоненька сіточка між окремими зернами. У різних рослинах нагромаджується неоднакова кількість крохмалю. Група рослин, у яких відкладається багато крохмалю, називаються крохмаленосними. У клітинах бульб картоплі крохмалю може нагромаджуватись до 25% сирої маси бульб. Багато крохмалю міститься у зернівках злаків, сім’ядолях бобових.
Другим запасним полісахаридом є інулін. Він властивий представникам родини айстрових, зокрема роду Inula, звідки і одержана назва. Інулін міститься в розчиненому стані переважно в клітинному соку паренхімних клітин зимуючих органів та у бульбах топінамбура, жоржини, у коренях кульбаби, цикорію, полину, лопуха… Він замінює в цих рослинах крохмаль. Під мікроскопом інулін у клітинах майже непомітний і являэ собою сферичної форми скупчення голкоподібних кристалів.
У деяких рослин запасними вуглеводами є інші водорозчинні сахариди – сахароза, глюкоза, фруктоза – у цукрових буряків, цукрової тростини, соковитих плодах.

Включення білкової природи.

У клітинах поряд із вуглеводами містяться запасні поживні речовини білкового типу. Запасні білки порівняно з конституційними білками, які входять до складу цитоплазми та її структурних компонентів, мають меншу молекулярну масу та інший амінокислотний склад. Найчастіше вони зустрічаються в клітинах у вигляді аморфних мас, дрібних зерняток або кристалоподібних утворень. Тому їх називають кристалоїдами.
Білкові кристали містяться у клітинах багатьох рослин і мають форму правильних кристалічних утворень. У клітинах картоплі кристалоїди лежать у поверхневих шарах, де мають форму правильного кубика. Білкові кристали локалізуються безпосередньо в цитоплазмі, у клітинному соку, а інколи в ядрі
Найчастіше запасні білки містяться в клітинах у вигляді специфічних утворень – білкових тіл або їх називають алейронові зерна. Вони поширені в насінні, що містить багато білків, ліпідів та крохмалю. Алейронові зерна складаються з оболонки і аморфної білкової маси, в якій зустрічаються три типи включень: глобоїди, кристалоїди та кристали оксалату кальцію. Глобоїди переважно сферичні і в одній алейроновій зернині буває один або кілька глобоїдів. Включення в алейронових зернах є специфічними і за їх формою можна визначити видову належність рослин. Глобоїди є джерелом іонів магнію, кальцію і фосфору, що сприяють розчиненню білкових речовин. Вони містять багаті на енергію запасні речовини та найбільш дефіцитні елементи, які використовуються зародком при розвитку та утворенні нових тканин. У зернівках злаків алейронові зерна знаходяться у зовнішньому шарі ендосперму під плодовою оболонкою, утворюючи спеціалізований алейроновий шар клітин, а в насінні бобових вони розташовані в клітинах сім’ядолей серед крохмальних зерен.

Ліпіди.

Ліпіди – триацилгліцероли – належать до групи органічних сполук, що відкладаються про запас. Вони містяться в цитоплазмі рослинних клітин у вигляді безбарвних або жовтих кульок. Як протоплазматичні включення ліпіди відіграють роль найбільш ефективної форми запасних поживних речовин в насінні, спорах, зародках, меристематичних клітинах та в диференційованих клітинах, особливо в зимуючих органах рослин. Відкладаються ліпіди переважно в рідкому стані і називаються оліями. Залежно від кількості і співвідношення насичених і ненасичених жирних кислот їх поділяють на висихаючі, що утворюють міцну еластичну плівку і тому використовуються для виготовлення лаків та фарб і невисихаючі. У рослин помірних широт нагромаджуються рідкі олії, а у рослин тропіків – тверді.
Олії відкладаються не тільки у плодах та насінні, але і в стеблі, коренях, бульбах, цибулинах та інших органах.
У житті рослин запасні ліпіди є основними продуктами, що використовуються в процесах енергетичного обміну, особливо при проростанні насіння. Кількість ліпідів у насінні деяких рослин доходить до 70%, багато їх у насінні соняшнику, горіха, льону, конопель, ріпака, рижію…

Дубильні речовини.

У клітинному соку рослин є різноманітні дубильні речовини. Це група сполук, здатних дубити шкіру, тобто утворювати нерозчинні у воді осадки з колагеном шкіри, та проявляти в’яжучий присмак. Дубильні речовини наявні майже в усіх рослинах. Їх знайдено у грибах, водоростях, лишайниках, але найбільше у дводольних. Знаходяться ці речовини у вакуолях клітин кори, листків, коренів, плодів. Кількість їх зменшується в міру достигання плодів.

Поиск по сайту: