Содержание Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1 Историческая справка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2 Общая схема строения растительной клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3 Мембраны растительной клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4 Структура и функции отдельных компонентов

и органоидов клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Познавательные задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Ответы на задания тестов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Введение

Растение, как и всякий живой организм, состоит из клеток. Существуют растения, построенные из одной-единственной клетки. К ним относятся одноклеточные водоросли и одноклеточные грибы. Обычно это микроскопические организмы, но есть и довольно крупные одноклеточные (длина одноклеточной морской водоросли ацетабулярии достигает 7 см). Большинство растений, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, — это многоклеточные организмы, построенные из большого числа клеток. Например, в одном листе древесного растения их около 20 000 000. Если дерево имеет 200 000 листьев (а это вполне реальная цифра), то число клеток во всех них составляет 4 000 000 000 000. Дерево в целом содержит еще раз в 15 больше клеток.

Клетка — это простейшая и обязательная единица живого, это его элемент, основа строения, развития и всей жизнедеятельности организма. Клетке присущи все свойства живой системы: обмен веществ и энергии, рост и развитие, раздражимость, способность к самовоспроизведению и саморегуляции. В природе клетка может существовать и как самостоятельный организм, и как составная часть многоклеточных. У последних клетки в результате взаимосвязи и соподчинения функций интегрируются в живую систему более высокого ранга — целостный организм. Невозможно глубоко понять физиологические основы роста, развития, фотосинтеза, дыхания и устойчивости растений к различным факторам окружающей среды, не изучив особенности строения, энергетики, метаболизма, роста, раздражимости растительной клетки.

Борьба с болезнями растений (грибными, бактериальными), выведение новых сортов культурных растений, преодоление стерильности (бесплодия) гибридных сортов. Эти проблемы современная физиология растений и другие науки решают совместно с цитологией, применяя разнообразные методы — микроскопические, биохимические, биофизические, генетические.

Приступая к изучению физиологии растительной клетки следует уяснить, что клетки разных тканей растения обладают глубоким сходством в строении и функциях. Это связано с тем, что, во-первых, все клетки организма (если исключить вегетативное размножение, при котором от материнского растения сразу отделяется в качестве новой особи или ее зачатка целый многоклеточный комплекс) являются потомками одной и той же клетки-родоначальницы. Во-вторых, все растения состоят в той или иной степени родства, поскольку развились путем эволюции одноклеточных общих предков. С этим связано также наличие общих черт строения и работы растительных и животных клеток. В-третьих, все живые клетки, какую бы специальную функцию они ни несли в организме, прежде всего, должны обеспечивать собственную жизнь. Все процессы жизнедеятельности у разных клеток осуществляются сходно и с помощью однотипных структур, общих по плану строения.

Задачи темы СУРС «Структура, функции и взаимодействие отдельных компонентов и органоидов растительной клетки»:

1) на основе современных научных знаний расширить представление клетки как основной структурной и функциональной единицы растительного организма;

2) углубить знания о структуре отдельных компонентов и органоидов клетки в связи с выполняемыми ими функциями;

3) усвоить современные представления о строении биологических мембран и механизме их функционирования.

Имена исследователей, приводимые в исторической справке: Р. Гук, Н. Грю, М. Я. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов, К. Гольджи, К. Портер, Ф. Уайт, Р. Готре, Р. Г. Бутенко.

Основные понятия и термины: автофагия, аквапорины, амилопласты, аппарат Гольджи; белки интегральные, периферийные, «заякоренные», пренилированные, белки-переносчики; глиоксисомы (олеосомы), диффузия простая и облегченная, жидкостно-мозаичной гипотезе строения биологических мембран, ионофоры, кариолемма, клетка, квантосомы, клеточная стенка первичная и вторичная, компартмен, ламеллярное строение, латеральная диффузия, лейкопласты, мембранные каналы, мембранная помпа (насос), микрофибриллы целлюлозы, микрофиламенты, оксисомы, плазмалемма, пероксисомы, поровые комплексы нуклеопоринов, протеинопласты, протопластиды, сферосомы, транспорт активный и пассивный, тонопласт, «флип-флоп», хлоропласты, хромопласты, экстенсин, элайопласты, электрогенные и электронейтральные насосы, эндоплазматический ретикулум шероховатый и гладкий, этиопласты.

Рекомендации:

1. перед изучением предлагаемого учебного материала следует повторить тему «Строение, заложение и рост клеточной оболочки по учебнику Бавтуто Г. А., Еремин В.М. «Ботаника: морфология и анатомия растений» (Мн., 1997), с. 95-104;

2. при проработке темы СУРС для полного понимания учебного материала нужно внимательно ознакомиться с представленными в пособии рисунками и фотографиями;

3. для закрепления изученного материала выполните познавательные задачи и тестовые задания, приведенные в конце пособия.

Форма отчетности по теме СУРС «Структура, функции и взаимодействие отдельных компонентов и органоидов растительной клетки»: тестирование и ответ на вопрос контрольной работы 1.