Раздел: Физиология и биохимия растительной клетки.

Тема: Структура и функциональная организация растительной клетки.

Цель: Показать клетку как целостную открытую живую систему.

1. Клетка, как структурная функциональная единица живых организмов.

2. Общая морфология растительной клетки.

3. Состав, структура и функции: клеточной оболочки, мембран, цитоплазм, матрикса, вакуоли, ядра, пластид, митохондрий, аппарата Гольджи, рибосом.

4. Общие представления об обмене веществ. Характеристика АТФ как основного макроэргического соединения клетки.

5. Ферменты и их роль в жизни растений.

1. Клетка, как структурная и функциональная единица живых организмов.

Термин «клетка» от греческого cytos – полость. Впервые применил в1665 г. Антонио Ван Ливен Гук – еще в позапрошлом веке ученые пришли к выводу, что структурной и функциональной единицей всякого организма является клетка, т.е. является материальной основой живого организма.

История. Итальянец Мальпиги и англичанин Грю впервые в 1671 году описали клеточное строение различных органов растений. В 1831 году Броун описал ядро клетки, а чех Пуркинос предложил термин «протоплазма» - (остальное содержимое клетки).

Немецкий ботаник Шлейден и зоолог Шванн создали клеточную теорию строения организмов.

Три основных положения:

1. Теория образования клетки, в основе которой универсальный принцип развития – образовавшиеся в результате деления клетки растут, увеличиваются в размерах, приобретают определенные размеры, останавливаются в росте и отмирают.

2. Общность клеточного строения всех органов и частей.

3. Распространение первых двух принципов на особенности роста и развития растений и животных.

В результате более 300-летнего всестороннего изучения клетки было установлено, что все функции, присущие живому, присущи и клетке:

1. Обмен веществ и энергии.

2. Рост и развитие.

3. Раздражимость.

4. Саморепродукция.

5. Саморегуляция.

6. Наследственность и изменчивость.

Осуществляется и на уровне клетки.

В природе не существует типичной клетки. Клетки разных организмов имеют свои особенности.

Растительная клетка от животной клетки отличается:

1. Клеточной оболочкой.

2. Развитый вакуольный аппарат.

3. Пластиды-хлоропласты.

4. Преобладает ассимиляция над диссимиляцией.

Сейчас установлено существование двух основных типов клеточной организации.

1. Прокариотический – примитивный.

2. Эукариотический – более совершенный.

Химический состав %: вода - 85

белок – 10

ДНК – 0,4

РНК – 0,7

липиды – 2

органические вещества – 0,4

неорганические вещества – 1,5

Клетку можно сравнить крупным химическим производством, где есть много специализированных цехов. Клеточный центр управления функционирует по строго заданной программе, закодированной генетически в ДНК клетки. Клетка это целостная, живая, самопроизводящая, саморегулируемая система.

2. Общая морфология растительной клетки.

Растительная клетка состоит из трех основных частей:

1. Клеточной стенки.

2. Протопласта (с системой мембран и органелл, цитоплазм, матрикса).

3. Вакуоли.

3. Состав, структура и функции: клеточной оболочки, мембран, цитоплазм, матрикса, вакуоли, ядра, пластид, митохондрий, аппарата Гольджи, рибосом.

Клеточная оболочка.

Состав: Вырабатывается из веществ, синтезируемых протопластом в виде ряда последовательных слоев (до 25) на различных стадиях развития клетки.

Входят: углеводы типа целлюлозы, пектиновых веществ, гемицеллюлозы, липиды, немного белка нуклеиновых кислот.

Структура: Отдельные макромолекулы целлюлозы, имеющие нитчатую структуру, образуют пучки - мицеллы→ микрофибриллы → макрофибриллы.

Межфибриллярные полости заполнены водой, гемицеллюлозой, пектиновыми веществами, которые придают упругость и эластичность клеточной оболочке, а таже склеивают клеточные оболочки в единое целое, которое называется апопласт. Имеет поры (поровые поля), через которые проходят нити цитоплазмы в виде канальцев.

Плазмодесмы имеют большое биологическое значение, т.к. соединяют протоплазм всех клеток в единое целое – симпласт. С помощью плазмодесм осуществляется передвижение различных веществ, передача раздражения из из одной клетки в другую и координация всех жизненных процессов.

Функции клеточной оболочки:

1. Защита протопласта от внешних воздействий и придания упругости и механической прочности.

2. Оказание физического противодействия тургору.

3. Защита от проникновения механических частиц и инфекции.

4. Являясь проницаемой, обеспечивает проникновение веществ и первичных ферментативных превращений.

5. Поддерживает оводненность цитоплазмы.

Клеточные мембраны.

Основу ультраструктуры клеток эукариот составляют клеточные мембраны. Протопласт снаружи и изнутри ограничен мембранами плазмолеммой и тонопластом. Все органеллы окружены мембранами, кроме рибосом. Эндоплазм есть.

Состав: это липопротеидные образования, содержат примерно 60% сложных белков, примерно 40% липидов. Значительная часть, из которых принадлежит фосфолипидам. Важнейшим свойством фосфолипидов является полярность.

Элементарная мембрана состоит из двух рядов липидов окруженных двумя слоями белков.

Свойства: