15. Образование и рост оболочки клетки. Роль фрагмопласта в ее формировании. Клеточная пластинка. Первичная и вторичная оболочка. Образование, химический состав, текстура и физические свойства.

Образование и рост клеточной оболочки:

Образование клеточной стенки происходит в метафазе и телофазе клеточного деления.

В экваториальной зоне деления возникает срединная пластинка, состоящая из пектата кальция, которая, нарастая от цент­ра к периферии, отделяет одну новообразованную клетку от дру­гой.

Срединная (клеточная) пластинка с той и другой стороны покрывается первичной клеточной стенкой.

• Рост в толщину происходит за счет наложения новых слоев со стороны содержимого каждой клетки.

• Рост клетки в длину начинается с разрыхления матрикса. В образовавшиеся полости поступают новые порции материала, из которого строится клеточная стенка. Синтез и транспорт этих веществ осуществляются главным образом вакуолями аппарата Гольджи.

Первичная клеточная оболочка – клеточная стенка делящихся и растущих растяжением клеток. 

После прекращения роста клетки на первичную клеточную стенку изнутри откладываются новые слои и возникает прочная вторичная клеточная стенка.

Состав клеточной стенки:

1) структурные компоненты (целлюлоза у растений, хитин у грибов)

2) компоненты матрикса стенки (гемицеллюлозы, пектин, белки)

3) инкрустирующие компо­ненты (лигнин, суберин)

4) вещества, откладывающиеся на поверхности стенки (кутин и воска)

Фрагмопласт – является аппаратом цитокинеза и представляет собой кольцо, состоящее из филаментов цитоскелета, способное расширяться к периферии клетки.

Во фрагмопласте закладывается пектиновая клеточная пластинка, разделяющая материнскую клетку надвое.

16. Видоизменения клеточной оболочки. Инкрустирующие вещества. Биологическое значение в изменений клеточной оболочки.

Видоизменения клеточной оболочки:

1. Одревеснение (лигнификация) – отложение лигнина во вторичной оболочке клетки.

• Внешне такие клетки мало чем отличаются от обычных, но оболочка прекращает рост, теряет эластичность, зато приобретает прочность.

• Протопласт при этом обычно отмирает.

• Характерно для клеток механических и водопроводящих тканей.

2. Опробковение (суберинизация) – отложение суберина во вторичной клеточной оболочке.

• Характерно для вторичных покровных тканей.

• При суберинизации протопласт отмирает, так как суберин – жироподобное вещество, не пропускающее воду и газы.

• Опробковевшие оболочки хорошо защищают от резких перепадов температур и испарения.

3. Кутинизация – отложение кутина на поверхности клеточных оболочек, тем самым снижается потеря воды, так как кутин - жироподобное вещество+ воск (кутикула – плёнка на поверхности клеток - защита от испарения).

• При кутинизации протопласт остаётся живым, так как кутикула не препятствует газообмену (кислорода и углекислого газа).

4. Ослизнение – никаких новых веществ не образуется, а целлюлоза разлагается до слизей (кончик молодого корня, клетки водорослей) – защита от высыхания, облегчает передвижение в почве.

5. Минерализацию – в оболочке откладываются соли Са, Мg, Si (у хвощей, бамбука, осоки, некоторые злаки).

• Оболочки становятся жёсткими, но хрупкими.

• Минерализованные оболочки хорошо сохраняются во времени (Баевское окаменелое дерево).

Инкрустирующие вещества:

1) лигнин (неуглеводный компонент)

2) кутин;

3) суберин;

4) соли кальция,

5) магния,

6) кремнезём.

*Видоизменения кл стенки возможно нужны для адаптации растения к условиям среды*

17. Типы деления ядра, митоз, основные фазы. Образование и роль ахроматинового веретена в растительной клетки. Фрагмопласт и образовани перегородки в делящейся клетке. Значение митоза в филогенезе. Амитоз. Эндомитоз и полиплоидия. Биологическое значение.

Типы деления ядра:

Деле́ние кле́тки — процесс образования из родительской клетки двух или более дочерних клеток.

Обычно деление клетки — это часть клеточного цикла.

У эукариот есть два типа деления клеточного ядра:

1) вегетативное деление, при котором каждое дочернее ядро генетически идентично родительскому (митоз)

2) репродуктивное деление, при котором количество хромосом в дочернем ядре снижается вдвое для производства гаметы (мейоз).

Амитоз – прямое деление.

• отсутствует удвоение генетического материала

• клетка сохраняет свои функции, а не утрачивает их, как во время митоза.

• прямое деление ядра проходит без веретена деления, поэтому хроматин в дочерних клетках распределен неравномерно.

В последующем такие клетки не могут использовать митотический цикл. Иногда в результате амитоза образуются многоядерные клетки.

Значение: деление клеточного ядра и содержимого клетки на две равных части – без структурных изменений, для клеток, которым не так важно наиболее безопасное хранение генетической информации.

• характерен амитоз для клеток, в которых важно сохранение полноценной генетической информации: в яйцеклетках и клетках зародыша.

Митоз – непрямое деление.

• Дочерние клетки и материнская содержат одинаковое число хромосом.

Благодаря этому в организме поддерживается необходимое количество клеток, а также возможны процессы регенерации и роста.

Процесс деления ядра в данном случае разделяется на интерфазу и непосредственно митоз.

Интерфаза – это состояние покоя клетки в промежутке между делениями. В ней можно выделить несколько фаз:

1) Пресинтетический период (G1) - клетка растет, в ней накапливаются белки и углеводы, активно синтезируется АТФ (аденозинтрифосфат).

2) Синтетический период (S) – генетический материал увеличивается вдвое.

3) Постсинтетический период (G2) – клеточные элементы удваиваются, появляются белки, из которых состоит веретено деления.

Фазы митоза:

1. Профаза:

• Хроматин в ядре конденсируется в хроматиды, которые возле центромеры собираются, попарно образуя хромосомы.

• Ядрышки распадаются, к полюсам клетки расходятся центриоли.

• Образуется веретено деления.

2. Метафаза:

• хромосомы располагаются в линию, проходящую через центр клетки, формируя метафазную пластинку.

3. Анафаза:

• хроматиды из центра клетки расходятся к полюсам, а затем и центромера разделяется надвое.

• Такое движение возможно благодаря веретену деления, нити которого сокращаются и растягивают хромосомы в разные стороны.

4. Телофаза:

• Формируются дочерние ядра.

• Хроматиды снова превращаются в хроматин, формируется ядро, а в нем – ядрышки.

• Заканчивается все разделением цитоплазмы

• Образованием клеточной стенки.

3начение: это способ поддержания постоянного набора хромосом.

Дочерние клетки имеют такой же набор генов, как и материнская, и все характеристики, ей присущие. =>

- рост и развитие.

- замещение старых клеток.

- восстановление поврежденных тканей.

Эндомитоз – увеличение генетического материала, которое не предусматривает деление ядра.

В данном случае не происходит разрушения цитоплазмы и оболочки ядра, но хроматин превращается в хромосомы, а затем снова деспирализуется.

Значение:

1. умножение числа хромосом в ядрах клеток растений и животных без образования веретена деления и без деления ядра.

2. многократное умножение нуклеопротеидных нитей - хромонем, образующих хромосомы, в результате чего развиваются гигантские (политенные) хромосомы.

Полиплоидия – увеличение числа наборов хромосом в клетках организма, кратное гаплоидному (одинарному) числу хромосом; тип геномной мутации.

Значение:

Полиплоидия нашла применение среди селекционеров, которые создают новые сорта растений.

В основе метода лежит искусственное увеличение хромосомных наборов в клетках живых организмов, которое всегда кратно гаплоидному набору. Вследствие этого идет интенсивный рост клеток и особи в целом.

Ахроматиновое веретено деления - структура, возникающая из микротрубочек в профазе митоза и представляющая собой систему тонких нитей, идущих от полюсов клетки к ее центру.

В анафазе митоза А. в. д. растаскивает однохроматидные хромосомы к разным полюсам клетки.

Фрагмопласт  — клеточная пластинка, зачаток клеточной стенки, возникающий в центре экваториальной плоскости делящейся клетки.

В образовании фрагмопласта принимают участие пузырьки, отпочковывающиеся от мембран аппарата Гольджи.

В результате процесса их слияния, направленного от центра к периферии, к которому присоединяется и пограничная мембрана клетки образуется полная перегородка, которая делит материнскую клетку на две дочерние.