Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2017-09-10 | 593 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Прикрепленный образ жизни, линейный рост и обильное ветвление повлекли за собой еще одну характерную особенность растений — способность к длительному нарастанию с образованием новых клеток и органов. Если у высших животных довольно рано формируются зачатки всех органов и особь быстро достигает предельных размеров, то у растений рост и образование новых органов часто длятся сотни лет. В этом смысле растения обладают открытой системой роста.
В связи с длительным нарастанием в длину у растений дифференцируются клетки, берущие на себя функцию образования новых клеток. Образовательные клетки у водорослей могут располагаться по-разному. У одних они находятся в апексах (лат. apex — вершина, верхушка) талломов и поддерживают апикальный (верхушечный) рост; у других они расположены у основания таллома, и тогда происходит интеркалярный (лат. intercalare — вставленный), или вставочный рост.
Апикальное нарастание имеют водоросли диктиота и сфацелярия (рис. 4). У них на конце каждого ответвления находится единственная образовательная верхушечная клетка, путем деления которой образуются все остальные клетки данного ответвления. У более сложных форм на верхушках органов имеются образовательные ткани (меристемы: греч. меристос — делящийся), составленные целыми группами образовательных клеток.
ТИПЫ ВЕТВЛЕНИЯ
Ветвление — один из важнейших способов увеличения размеров тела. Деление верхушечной клетки параллельно ее основанию ведет к наращиванию таллома в длину. Если же эта клетка разделится параллельно оси таллома, то возникнут две верхушечные клетки, каждая из которых в дальнейшем будет наращивать свою часть таллома. В результате таллом вильчато (дихотомически: греч. ди, дихо — дважды; томэ — разрезание) разветвится. Образуется развилка из двух одинаковых ветвей (осей) второго порядка, которые затем могут подобным образом дать начало ветвям (осям) третьего порядка и т. д.
|
Поскольку оси закладываются на самой верхушке материнской оси, такое ветвление называют верхушечным. При верхушечном ветвлении материнская ось может дать начало сразу трем (т р и т о м и я) или нескольким (политомия) осям При боковом ветвлении новые меристематические верхушки, дающие начало боковым ветвям, закладываются ниже главной верхушки, не затрагивая ее собственной способности к дальнейшему нарастанию(рис.3). Вновь возникающие боковые ветви подчинены материнской, главной оси. При таком способе потенциальные возможности ветвления и образования систем органов гораздо более обширны и биологически выгодны.
.У низших растений описанные типы ветвления, видимо, возникали многократно и независимо друг от друга в различных линиях эволюции. Высшие растения, как предполагают, произошли от водорослеподобных предков, обладающих дихотомическим ветвлением талломов. Следовательно, у выс-
Рис. 3. Апикальный рост у водорослей: /—4— диктиота (/— общий вид, уменьш., 2—4— верхушечная клетка и ее раздвоение при дихотомии, увелич.); 5— сфацелярия. |
ших растений дихотомическое ветвление осевых органов (корней и стеблей) надо считать первичным. В процессе эволюции у высших растений развилось боковое ветвление. Только у некоторых более примитивных высших растений (плауновых, некоторых папоротников) сохранился древний дихотомический тип ветвления.
Переход от верхушечного к боковому ветвлению можно рассматривать как проявление общей закономерности эволюции живых существ — дифференциации. При боковом ветвлении главная ось и боковые оси неравноценны по строению и функциям.
Предполагают, что переходным типом между дихотомией и боковым ветвлением является анизотомия (греч. ан — отрицание; изо - одинаковый), при которой две равнозначные оси дихотомического ветвления развиваются неодинаково: одна из них продолжает расти, а другая останавливается в росте и отклоняется вбок (рис. 4, /, 2), причем такой процесс перерастания (перевершинивания) повторяется.
|
В результате одного или нескольких ветвлений образуется система осей (талломов, корней, побегов), находящихся между собой в той или иной степени подчинения.
При боковом ветвлении различают два типа систем осей: моноподиальную (греч. моно — единственный; подос — нога, побег, ось) и симподиальную (греч. сим — вместе).
В составе моноподиальной системы каждая ось представляет собой моноподий, т. е. результат (след) работы одной верхушечной меристемы (рис. 4, 3—5). В составе симподиальной системы формируются симподии, или составные оси, как результат перевершинивания (рис. 5, 6—8). У высших растений моноподиальными и симподиальными могут быть как корневые системы, так и системы побегов. На рисунке 4 показаны варианты обеих систем побегов.
Рис. 4. Типы ветвления и системы осей.
Ветвление: /,2— верхушечное; 3—8— боковое. Системы осей: /— изотомная; 2— анизотомная; 3—5— моноподиальная с очередным {3), супротивным (4) и мутовчатым (5) расположением осей подчиненного порядка; в—8— симподиальная (6— монохазий, 7— дихазий, 8— плейохазий).
Часть РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА
ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ О КЛЕТКЕ
Клетки - это структурные и функциональные единицы живых организмов. Подобное представление, как клеточная теория, сложилось постепенно в XIX веке в результате микроскопических исследований. Наука, занимающаяся микроскопическим исследованием клетки, уже в то время, называлась цитологией. На современном этапе изучение клеток приобрело в значительной мере экперементальный характер, и теперь существует целая отрасль науки, именуемая биологией клетки.
Таблица 1. Некоторые важные вехи в истории биологии клетки
1590----------------- Янсен (Jansen) изобрел микроскоп, в котором большее увеличение обеспечивалось соединением двух линз
1665------------------ Роберт Гук (Robert Hook), пользуясь усовершенствованным микроскопом, изучал строение пробки и впервые употребил термин клетка для описания структурных единиц, из которых состоит эта ткань. Он считал, что клетки пустые, а живое вещество - это клеточные стенки
|
1650-1700-----Антони ван Левенгук (Antoni van Leeuwenhoeck) при помощи простых хорошо отшлифованных линз(х 200) наблюдал «зародыши» и различные одноклеточные организмы, в том числе бактерии.
1700 – 1800--- Опубликовано много новых описаний и рисунков различных тканей, по преимуществу растительных (впрочем, микроскоп в это время рассматривался главным образом как игрушка)
1827----------------- Долланд (Dolland) резко улучшил качество линз. После этого интерес к микроскопии быстро возрос и распространился
1831-1833------- Роберт Браун (Robert Brown) описал ядро как характерное сферическое тельце, обнаруживаемое в растительных клетках
1838- Ботаник Шлейден (Schleiden) и зоолог Шванн (Schwann) объединили идеи разных ученых и
I839----------сформулировали «клеточную теорию», которая постулировала, что основной единицей структуры и функции в живых организмах является клетка
1840------------------ Пуркинье (Purkinje) предложил название протоплазма для клеточного содержимого, убедившись в том, что именно оно (а не клеточные стенки) представляет собой живое вещество. Позднее был введен термин цитоплазма (цитоплазма + ядро = протоплазма)
I855-------------Вирхов (Virchow) показал, что все клетки образуются из других клеток путем клеточного деления
1866----------------Геккель (Haeckel) установил, что хранение и передачу наследственных признаков осуществляет ядро.
1866- 1888--- Подробно изучено клеточное деление и описаны хромосомы
1880 – 1883--- Открыты пластиды, в частности хлоропласты
1890------------------ Открыты митохондрии
1898------------------- Открыт аппарат Гольджи
1887-1900-----Усовершенствованы микроскоп, а также методы фиксации, окрашивания препаратов и приготовления срезов. Цитология начала приобретать экспериментальный характер. Ведутся эмбриологические исследования, чтобы выяснить, каким образом клетки взаимодействуют друг с другом в процессе роста многоклеточного организма. Одной из отраслей цитологии становится цитогенетика, занимающаяся изучением роли ядра в передаче наследственных признаков
1900-----------------Вновь открыты законы Менделя (Mendel), забытые с 1865 г., и это дало толчок развитию цитогенетики. Световой микроскоп почти достиг теоретического предела разрешения; развитие цитологии естественно замедлилось
|
1930-е г.г.------ Появился электронный микроскоп, обеспечивающий более высокое разрешение
с 1946 г. и по настоящее время.-----Электронный микроскоп получил широкое распространение в биологии, дав возможность исследовать строение клетки гораздо более подробно. Это «тонкое» строение стали называть ультраструктурой
Растения, как и животные, состоят из элементарных микроскопических структур, называемых клетками. Хотя клетка может быть искусственно разделена на субклеточные частицы, продолжающие некоторое время функционировать, тем не менее лишь клетка в целом представляет собой наименьшую часть организма, обладающую основными свойствами живого. В клетке сосредоточены все проявления жизни: она растет, отвечает на раздражение, усваивает энергию и вещества из внешней среды, дышит и, достигнув определенного состояния, делится. Помимо этого в клетке происходит синтез белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других веществ. Так как растение состоит из клеток, то ясно, что все происходящие в нем процессы жизнедеятельности совершаются в его клетках или при посредстве их.
Клетки, составляющие тело многоклеточного высшего растения (мхи, папоротникообразные и семенные растения), очень разнообразны по структуре и выполняемым ими функциям. У низших же форм многоклеточных растений (водоросли) организм состоит или только из одной клетки или из многих почти одинаковых клеток, каждая из которых выполняет в одинаковой степени все присущие клетке функции. В основе организации высшего растения лежит принцип специализации клеток, выражающийся в том, что любая клетка в многоклеточном организме выполняет не все присущие ей функции, а только некоторые из них, но зато более полно и совершенно
Во взрослой растительной клетке, прежде всего, различают три основные части: более или менее плотную и эластичную оболочку, одевающую клетку снаружи; протопласт — живое содержимое клетки, — прижатый в виде довольно тонкого постенного слоя к оболочке, и наконец вакуолю — полость, занимающую центральную часть клетки и заполненную обычно водянистым содержимым — клеточным соком (рис. 5). Клеточная оболочка и вакуоля с клеточным соком являются продуктом жизнедеятельности протопласта и образуются им на определенном этапе развития клетки. Во многих случаях оболочка клетки переживает протопласт, так что некоторые участки тела даже у вполне жизнеспособных растительных организмов состоят из клеток, протопласт которых разрушен. Несмотря на то, что эти клетки мертвы и представляют собой лишь одни клеточные оболочки, название клеток для удобства за ними сохраняется. Такие специализированные клетки в большом количестве образуются в растении, выполняя функции укрепления растения, проведения воды и минеральных веществ. Как в протопласте, так и в клеточном соке могут встречаться различные оформленные частицы — так называемые включения (кристаллы, крахмальные зерна, капли масла и др.). Включения являются продуктом жизнедеятельности протопласта и имеют значение обычно как запасные вещества или конечные продукты обмена.
|
Живое содержимое клетки — протопласт — представляет собой сложную структуру, дифференцированную на различные части, так называемые органоиды, постоянно
Рис.5. Взрослая растительная клетка при максимальном увеличении светового микроскопа (схематизировано)
/ — оболочка клетки, 2 — срединная пластинка, склеивающая оболочки двух соседних клеток, 3 — межклетник, 4— плазмодесмы, 5 — плазмалемма, 6 — тонопласт, 7 — вакуоля, 8 — цитоплазма, 9 — капелька запасного жира (липида) в цитоплазме, 10— митохондрия, // —хлоропласт, 12 — граны в хлоропласте, 13 — крахмальное зерно в хлоропласте, 14 — ядро, 15 — ядерная оболочка, 16 — ядрышко, 17 — хроматиновая сеть в ядре
встречающиеся в протопласте, имеющие характерное строение и выполняющие специфические функции.
Основная часть протопласта — цитоплазма, в нее погружены остальные органоиды: ядро, пластиды, митохондрии и диктиосомы (рис. 5). Последний органоид — диктиосомы (аппарат Гольджи) был изучен в растительных клетках сравнительно недавно, главным образом, с помощью электронного микроскопа.
ФОРМА И РАЗМЕРЫ КЛЕТОК
Форма и размеры клеток различны и зависят от их положения в теле растения и от функций, которые они выполняют. Наиболее простая форма — шаровидная — встречается довольно редко у свободных клеток, не граничащих с другими клетками. Многие клетки имеют форму многогранников, определяемую главным образом их взаимным давлением. Если клетка разрастается равномерно по всем направлениям, то она обычно принимает форму многогранника с 14 гранями, из которых 8 представляют собой шестиугольники, а 6 — четырехугольники. Клетки, диаметр которых по всем направлениям приблизительно одинаков, называются паренхимными. Однако очень часто разрастание клеток идет преимущественно в одном направлении, в результате чего образуются очень вытянутые с заостренными концами прозенхимные клетки (например, клетки волокон). У таких клеток длина может в сотни и даже в тысячи раз превышать толщину. Взрослые клетки растений, в отличие от клеток животных, почти всегда имеют постоянную форму, что объясняется наличием у них довольно прочной оболочки.
Обычно клетки настолько мелки, что видимы только в микроскоп. Так, у высших растений диаметр клеток колеблется в среднем между 10 и 100 мк. Более крупными обычно бывают клетки, которые служат для запаса воды и питательных веществ (например, паренхимные клетки клубня картофеля, клетки сочных плодов). Мякоть плодов арбуза, лимона, апельсина состоит из столь крупных (несколько миллиметров) клеток, что их можно видеть невооруженным глазом. Но особенно большой величины достигают некоторые прозенхимные клетки. Так, например, лубяные волокна льна имеют длину около 40 мм, а крапивы— даже до 80 мм, в то время как величина их поперечного сечения микроскопически мала. Хотя размер клеток сильно колеблется, эти колебания лежат в определенных границах, которые характерны для вида растений и типа ткани.
ОПОРНЫЕ ТОЧКИ
1.Растения и животные состоят из элементарных микроскопических структур – клеток.
2.В клетке происходит синтез белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов и других веществ.
3.У низших форм многоклеточных растений (водоросли) организм состоит или только из одной клетки или из многих почти одинаковых клеток, каждая из которых выполняет в одинаковой степени все присущие клетке функции.
4.У высшего растения лежит принцип специализации клеток.
5. Во взрослой растительной клетке различают три основные части: оболочку, одевающую клетку снаружи; протопласт,прижатый в виде тонкого постенного слоя к оболочке, вакуолю — полость, заполненную клеточным соком.
6. Форма и размеры клеток зависят от их положения в теле растения и от функций. Диаметр клеток колеблется между 10 и 100 мк льна и могут иметь длину около 40 мм- 80 мм,.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
ЦИТОПЛАЗМА
Цитоплазма живой клетки под световым микроскопом имеет вид прозрачной слизистой полужидкой однородной массы, не обладающей никакой внутренней структурой. В нее погружены остальные органоиды клетки. Химический состав и физические свойства цитоплазмы очень сложны. Она не является однородным химическим веществом, а представляет собой организованную и постоянно меняющуюся систему из смеси разнообразных органических соединений, которые находятся частью в коллоидном состоянии, а частью в состоянии истинного раствора. Разнообразные минеральные соли, сахара и другие водорастворимые соединения находятся в цитоплазме в истинном растворе. Белки, нуклеиновые кислоты, жироподобные веществ, не растворимые в воде, образуют коллоидные растворы. Коллоидное состояние важнейших органических веществ цитоплазмы резко увеличивает поверхность соприкосновения компонентов при химических реакциях, протекающих с участием ферментов, и дает возможность (при наличии мембран) осуществлять в одно и то же время различного типа реакции в отдельных участках цитоплазмы.
Содержание воды в деятельной цитоплазме колеблется от 6.0 до 90%; в цитоплазме покоящихся семян и спор воды значительно меньше (5—11,5%). Большое количество воды объясняется главным образом тем, что в цитоплазме постоянно происходят сложнейшие химические реакции, для осуществления которых необходимо, чтобы реагирующие соединения находились в растворе.
Веществом, определяющим характерные свойства и строение
живого, являются белки. Их можно разделить на две группы — простые белки
(протеины) и сложные белки (протеиды).
В цитоплазме обычно встречается только один тип нуклеиновых
кислот — рибонуклеиновая кислота (РНК). Соединение белка с
глюкозой дает глюкопротеиды, с липоидами — липопротеиды. Веществом, определяющим характерные свойства и строение
живого, являются белки. Их можно разделить на две группы — простые белки
(протеины) и сложные белки (протеиды).
В цитоплазме обычно встречается только один тип нуклеиновых
кислот — рибонуклеиновая кислота (РНК). Соединение белка с
глюкозой дает глюкопротеиды, с липоидами — липопротеиды. Цитоплазма ведет себя как коллоидная система, обратимо переходящая из золя в гель. Обычно она представляет собой гидрозоль, т. е. коллоидную систему с преобладанием дисперсионной среды — воды. в покоящихся семенах цитоплазма находится в состоянии геля. При прорастании семена сильно поглощают воду, набухают и цитоплазма переходит в состояние гидрозоля. Отдельные участки цитоплазмы даже одной клетки могут находиться в разном физическом состоянии. При воздействии различных факторов («раздражителей») механического, химического или иного порядка цитоплазма легко меняет обычное для нормальных условий состояние гидрозоля и коагулирует (свертывается), при этом дисперсная фаза (белок и другие вещества) выпадает в виде хлопьевидного осадка. У большинства растений, находящихся в состоянии активной жизнедеятельности, цитоплазма необратимо коагулирует (погибает) от действия температур лишь немного выше 60° С. Однако в состоянии геля (покоящиеся семена) цитоплазма без губительных последствий может выдержать кратковременное действие температур даже ниже —100° С. Одним из основных свойств цитоплазмы живой клетки является ее способность к движению. Движение цитоплазмы заметно, главным образом во взрослых клетках, где она имеет вид постенного слоя, окружающего вакуолю. В этих клетках цитоплазма движется в одном направлении вокруг вакуоли, увлекая пластиды и митохондрии. Такое вращательное движение в соседних клетках происходит обычно в противоположных направлениях. Для клеток с тяжами цитоплазмы, пересекающими центральную вакуолю, характерно с т р у й ч а то е движение. О механизме и функциях движения цитоплазмы до сих пор известно очень мало. Наиболее вероятно, что оно помогает передвижению необходимых веществ внутри протопласта. Цитоплазма как живая система обладает свойством так называемой избирательной проницаемости: одни вещества, и прежде всего вода, легко проникают в нее, другие, в том числе растворенные в воде, цитоплазмой задерживаются. Это находит свое выражение в явлении плазмолиза. Если клетку поместить в гипертонический раствор сахара или какой-нибудь соли, то эти вещества будут оттягивать воду из клетки, сами, оставаясь вследствие избирательной проницаемости цитоплазмы вне клетки. Это оттягивание воды вызовет отставание эластичного протопласта от оболочки и съеживание его, что и называется плазмолизом (рис. 6). Плазмолиз обычно обратим, и при доступе воды или переносе клетки в гипотонический раствор вода снова энергично поглощается клеткой, и протопласт опять прижимается к оболочке. В результате клетка становится упругой, что обусловливает напряженное состояние тканей, а следовательно, и органов всего растения. Такое напряженное состояние клеток называется тургором.
В явлении избирательной проницаемости исключительная роль принадлежит двум пограничным слоям цитоплазмы: наружному слою, прилегающему к клеточной оболочке, называемому плазмалеммой (эктопластом), и внутреннему слою, отграничивающему внутреннюю поверхность цитоплазмы от вакуоли называемому тонопластом
Рис. 6. Плазмолиз растительной клетки: А — клетка в состоянии тургора; Б — клетка, помещенная в 6%-ный раствор KNO3 (начало плазмолиза), В — клетка, помещенная в 10%-ный KNO3 (полный плазмолиз):
/ — вакуоля, 2 — оболочка, 3 — протопласт
ОПОРНЫЕ ТОЧКИ
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
МИТОХОНДРИИ
Митохондрии — клеточные органоиды, которые находятся во всех живых клетках и рассеяны в цитоплазме. Форма их очень разнообразна и изменчива, они имеют вид зернышек, цилиндриков, палочек или нитей (рис. 7). Длина митохондрий — несколько микронов, толщина в среднем 0,5—1,0 мк. В световом микроскопе структура их не различается В зависимости от типа и состояния клетки количество митохондрий варьирует от нескольких десятков до нескольких тысяч, в среднем же их в клетке несколько сотен. Митохондрии отличаются от цитоплазмы несколько большей плотностью и вязкостью и химическим составом. Это очень чувствительные образования, легко разрушающиеся или изменяющие свою форму под действием неблагоприятных условий.
Значение митохондрий в жизнедеятельности клетки и их строение до последнего времени оставались неясными. Снаружи они отграничены оболочкой, состоящей из двух параллельных мембран и светлого промежутка между ними, заполненного водянистым содержимым. Наружная мембрана обычно сплошная, а внутренняя дает выступы в виде складок или трубочек, увеличивающих внутреннюю активную поверхность митохондрии. Эти складки и трубочки называются гребнями, или кристами. Кристы у митохондрий растительных клеток располагаются в беспорядке. Все пространство между кристами заполнено относительно плотным по сравнению с цитоплазмой материалом, по-видимому, белкового происхождения, который называется матриксом, или основным веществом митохондрии (рис. 8). Матрикс обычно бесструктурен, но часто содержит
Рис.7. Клетка древесинной паренхимы белой акации Крупными черными точками и штрихами показаны многочисленные митохондрии:
1-оболочка, 2 — пора в оболочке, 3 —ядро, 4-вакуоля, 5-пластида
зернышки и волокна (микрофибриллы). Возможно, что последние представляют собой структурный белок и содержат ДНК.
Строение митохондрии изменяется с возрастом клетки. В молодых, эмбриональных клетках тело митохондрии недифференцировано, внутренняя структура выражена кристы немногочисленные и короткие. Во взрослой клетке кристы обычно становятся более многочисленными, их длина увеличивается, основное вещество приобретает зернистую структуру (см. рис. 8,). Обилие крист наблюдается у клеток с высокоактивной жизнедеятельностью. У стареющей клетки кристы уменьшаются, превращаясь в неправильные трубочки, а зернистость матрикса исчезает. При повреждающем действии на растение низких и высоких температур или при его голодании наблюдается сильное набухание митохондрий (увеличение их размеров), разжижение матрикса, появление внутри митохондрий многочисленных пузырьков и, наконец, потеря внутренней мембранной структуры.
Каждая митохондрия — это своеобразная внутриклеточная лаборатория, где происходит дыхание, при котором потенциальная
Рис. 8. Строение митохондрий. Увеличение 35 000. А — митохондрии из эмбриональной клетки кончика корня; Б — митохондрии из клетки взрослого листа элодеи: / — кристы, 2 и 3— наружная и внутренняя мембраны оболочки митохондрии, 4 —матрикс
энергия, заключенная в питательных веществах, освобождается и направляется на поддержание жизнедеятельности клетки. Поэтому клетки с высокой активностью освобождают большее количество энергии и содержат большое число митохондрий. Освобождение и перенос энергии осуществляется с помощью огромного числа ферментов, они сосредоточены в основном на мембранах митохондрий.
Мембрана, обладая избирательной проницаемостью, контролирует поступление веществ в митохондрию и из нее.В наружной мембране митохондрии могут образовываться временные отверстия, открывающиеся непосредственно в гиалоплазму. Митохондрии довольно часто (особенно в период высокой активности клетки) соприкасаются с элементами, эндоплазматической сети, а иногда прижимаются к ядерной оболочке. Митохондрии пассивно перемещаются в клетке током цитоплазмы и при этом постоянно меняют свою форму. Митохондрии способны и к.активному движению, скапливаясь у тех участков цитоплазмы, которые в данный момент находятся в состоянии наиболее высокой активности.
В вопросе о происхождении митохондрий до сих пор нет полной ясности. Наиболее распространена точка зрения, согласно которой митохондрии являются постоянными клеточными органоидами, которые распределяются между дочерними клетками во время деления клетки. После этого число митохондрий увеличивается за счет их делений. Другая, более новая и завоевывающая все большее число сторонников точка зрения состоит в том, что митохондрии представляют собой непостоянные и недолговечные органоиды, распадающиеся и образующиеся в течении всей жизни клетки.
§ 5. ДИКТИОСОМЫ (АППАРАТ ГОЛЬДЖИ)
На электронограммах живых растительных клеток можно видеть участки цитоплазмы, в которых находятся группы параллельных слегка дугообразно изогнутых и тесно прижатых друг к другу пластинок, обычно окруженных шаровидными пузырьками различных размеров (рис. 9). Размер всей диктиосомы в среднем близок к размеру митохондрии, но так как диктиосома образована субмикроскопическими единицами — мембранами, то в оптический микроскоп она обычно не видна. В растительных клетках диктиосомы лежат в цитоплазме без видимого порядка.
Диктиосома, называемая также аппаратом Гольджи, состоит из мембран, сгруппированных в пары. Края этих парных мембран сливаются таким образом, что образуются замкнутые уплощенные мешочки, полости или цистерны, расположенные параллельно друг другу (рис. 10 Число цистерн (мешочков) в каждой диктиосоме варьирует, но обычно их бывает 4—7. Каждая ламелла имеет длину около 0,4—1,5 мк и толщину около 0,02 мк. и по концам часто несет пузырьки. Иногда от вздутых краев ламелл отделяются шаровидные пузырьки различных размеров, также отграниченные мембраной (см. рис. 9 и 10). Число пузырьков варьирует в зависимости от активности клетки. Например, их и, много в гиалоплазме в конце деления клетки, в отдельных случаях число их может быть столь значительным, что гиалоплазма приобретает пенистый вид. Иногда пузырьки могут вовсе отсутствовать.
Рис. 9. Участок клетки корневого чехлика под электронным микроскопом
ипдны 3 диктиосомы (/,-2 и 3) в поперечном сечении, 4 — эндоплазматическая сеть, 5 — гиалоплазма с рибосомами, 6 — митохондрии
Рис. 10. Пространственное изображение диктиосомы в электронном микроскопе
/ — цистерны, 2 — пузырьки
Диктиосомы встречаются в эмбриональных, во взрослых клетках, но в первых они обычно обильнее, например, в кончике корня фасоли их может быть до 30 на одну клетку, а в кончике корня кукурузы — несколько сотен, тогда как эндоплазматическая сеть в эмбриональных клетках развита слабо. Мало диктиосом и в сильновакуолизированных клетках паренхимы коры тыквы и винограда, совсем нет в зрелых клетках, проводящих питательные вещества (ситовидных трубках).
В отношении функционального значения диктиосом есть предположение:
1. о роли диктиосом в образовании оболочки клетки и новых участков плазмалеммы.
2, диктиосомы участвуют в образовании вакуолей, которое, происходит путем разбухания межмембранного пространства наружных ламелл диктиосом.
3. диктиосомам некоторых специализированных клеток приписывают также выделительные функции,
4. участие в накоплении и, возможно, видоизменении некоторых веществ.
ПЛАСТИДЫ.
Эти органеллы, характерные только для растений, встречаются во всех живых растительных клетках В зависимости от окраски, связанной с функциями, различают три основных типа пластид: хлоропласты (пластиды зеленого цвета), хромопласты (пластиды желтого, оранжевого или красного цвета) и лейкопласты (бесцветные пластиды). Обычно в клетке встречаются пластиды только одного типа.
Хлоропласты ( греч. хлорос — зеленый) — это наиболее изученные и имеющие наибольшее значение пластиды. Они содержат зеленый пигмент хлорофилл, который существует в хлоропластах в нескольких формах. Благодаря хлоропластам, точнее, благодаря содержащемуся в них хлорофиллу лик Земли выглядит зеленым. Среди высших растений хлорофилла нет у некоторых сапрофитов и паразитов. Такие растения обычно имеют бледно-желтую окраску. Это связано с тем, что синтез хлорофилла происходит обычно только на свету, и растения, выращенные в темноте или при недостатке света, называют этиолированными (франц. etioler — делать хилым). Вместо типичных хлоропластов в них образуются измененные пластиды — этиопласты. Кроме хлорофилла, в хлоропластах содержатся пигменты относящиеся к группе каротиноидов желтый и оранжевый Нет, как правило, хлоропластов и в клетках корней. Форма хлоропластов обычно правильная, линзовидная, довольно постоянная (рис. 11).
Размер и число хлоропластов на клетку колеблются в зависимости рода растения и типа клетки. Чаще всего их диаметр составляет 4—7 мкм, толщина —1—3 мкм. Число хлоропластов варьирует сильнее. Так, в одной палисадной клетке листа ясеня их насчитывается в среднем 14, тополя 40, свеклы —65, табака —100, мать-и-мачехи —175, картофеля —325; в клетке губчатой ткани листа их обычно значительно меньше: у тополя-40,картофеля —95; еще меньше в клетке эпидермы: у тополя — всего 5-7 очень мелких хлоропластов. Общая численность хлоропластов в растении громадна. Например, во взрослом дереве их насчитываются сотни миллиардов. На величину и форму хлоропластов влияют внешние условия: у растений, растущих в затененных местах, хлоропласты в общем крупнее, чем растений открытых пространств, и, как правило, богаче хлорофилл. Поскольку хлоропласты сравнительно крупные и окрашены, их легко мои изучать в прижизненном состоянии в клетке под световым микроскопом.
Значительно разнообразнее хлоропласты у водорослей. Здесь они могут иметь пластинчатую (мужоция), звездчатую (зигнема), лентовидную (спирогира) форму Хлоропласты водорослей называют также хроматофорами (греч. хромео —крашу; форос — несущий).
В клетках высших растений хлоропласты расположены в постенной цитоплазме таким образом, что одной широкой стороной обращены к клеточной оболочке (рис.11), причем особенно много их около межклетников, заполненных воздухом. Однако положение пластид в клетке может меняться в зависимости от внешних условий, и прежде всего от освещенности. На рассеянном свету улавливают свет наилучшим образом, обращены к поверхности органа, на ярком же свету они перемещаются на боковые стенки или поворачиваются к лучам узкой стороной (ребром). Хлоропласты имеют двумембранную оболочку, изолирующую от гиалоплазмы основное вещество пластиды — строму (греч. строма — ложе). Мембраны оболочки агранулярные (лишены рибосом). Наиболее характерная черта хлоропластов — сильное развитие внутренних мембранных поверхностей в виде строго упорядоченной системы внутренних мембран, улавливающих свет. В них сосредоточен хлорофилл. Внутренние мембраны имеют форму плоских мешков, называемых тилакоидами (греч. тилакоидес — мешковидный) или ламеллами. На срезах границы тилакоидов выявляются в виде двух темных линий. У высших растений, как правило, часть тилакоидов имеет дисковидную форму небольшого (около 0,5 мкм) диаметра и собрана наподобие стопки в группы, называемые гранами (греч. гранум — зерно). В гране тилакоиды располагаются параллельно друг другу, контактируя мембранами. Число тилакоидов в гране колеблется в широких пределах в зависимости от вида растения и условий освещенности. Так, у некоторых высших растений их может быть всего 2—3, у других достигать нескольких десятков. Граны связаны между собой тилакоидами стромы, проходящими через них насквозь вдоль пластиды. В отличие от тилакоидов гран тилакоиды стромы часто не строго параллельны, удалены друг от друга на разное расстояние, имеют различный диаметр. В некоторых участках хлоропластов можно наблюдать складки внутренней мембраны пластидной оболочки, непосредственно переходящие в тилакоиды стромы. В отличие от митохондрий такие складки встречаются обычно редко. Однако в некоторых случаях эти выросты образуют сеть трубочек по периферии пластиды, называемую периферическим ретикулумом.
Основная функция хлоропластов — фотосинтез (ассимиляция углекислого газа воздуха), образование органических веществ из неорганических за счет энергии света. Фотосинтез состоит из большого числа химических реакций, каждая из которых катализируется особым ферментом. Именно с этой функцией связана специфическая ультраструктура хлоро
|
|
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!