11
Рис. 2. 1) оболочка,
2)цитоплазма,
3)хлоропласты,
4)ядро,
5)вакуоль.
Ра б о т а № 4. Хромопласты в клетках мякоти плодов рябины.
Х р о м о п л а с т ы Хромопласты – пластиды, содержащие пигменты группы каротиноидов. Их
цвет оранжевый и красный, они не способны к фотосинтезу, сеть ламелл в них развита значительно хуже чем в хлоропластах. Эти пластиды обуславливают окраску плодов шиповника, рябины, боярышника, корнеплодов моркови, лепестков цветков лютика едкого. Форма пластид разнообразна: шаровидная, дисковидная, палочковидная и др.
Рис. 3. 1) оболочка клетки,
2)хромопласты.
Ра б о т а № 5. Крахмальные зерна в клубнях картофеля.
З а п а с н о й к р а х м а л
Врезультате фотосинтеза в хлоропластах образуется первичный (ассимиляционный) крахмал, который находится в виде крупинок. Накопление его в хлоропластах затормозило бы фотосинтез, поэтому он превращается в простые сахара и в такой форме транспортируется в органы растений, где происходит образование вторичного крахмала. Вторичный крахмал является запасным веществом и находится в виде крахмальных зерен. Отложение крахмала происходит в лейкопластах (амилопластах), поэтому оболочка крахмального зерна является оболочкой лейкопласта.
Влейкопласте вначале образуется из сахара крупинка крахмала (центр крахмалообразования), вокруг которой образующиеся частички будут формировать крахмальные слои. Крахмальное зерно образуется непрерывно
– ночью и днем, но днем формируется более узкий плотный и светлый слой, ночью – более широкий, рыхлый и темный. Центр крахмалообразования может быть сдвинут в зерне и слои будут располагаться эксцентрично (у картофеля). Если же центр крахмалообразования расположен в центре крахмального зерна, то слои будут концентрические (пшеница). Различаются три типа крахмальных зерен: простые, полусложные и сложные. Простое крахмальное зерно имеет один центр крахмалообразования, сложное и полусложное – по два и более, но в сложных зернах никогда не образуются общие крахмальные слои, как это наблюдается в полусложных. Форма и размеры крахмальных зерен столь специфичны для разных растений, что с успехом используются в диагностике и разного рода экспертизах.
12
Рис. 4. Простое крахмальное зерно.
1)оболочка лейкопласта,
2)крахмальные слои,
3)центр образования крахмального зерна.
Рис. 5. Сложное крахмальное зерно.
Рис. 6. Полусложное крахмальное зерно.
Р а б о т а № 6. Митоз в кончике корня лука.
Одной из отличительных черт растений от животных является их способность сохранять рост в высоту в течении всей жизни, хотя с перерывами. Рост растений лишь в незначительной степени объясняется растяжением клеток. Основная причина роста – увеличение числа клеток путем деления.
Непрямое деление – кариокинез или митоз – происходит в несколько фаз. Спокойное, неделящееся состояние клетки называется интеркинетическим. В этом состоянии хорошо заметны ядро, ядрышки, хроматин в кариолимфе распределен равномерно.
П р о ф а з а – формируется хроматиновая нить, свернутая в клубок, постепенно исчезают оболочка ядра и ядрышки. Формируется ахроматиновое веретено.
М е т а ф а з а – из хроматиновой нити обособляются хромосомы, которые собираются в экваториальной плоскости в виде многолучевой звезды. В поздней фазе метафазе происходит расщепление каждой хромосомы вдоль оси (продольно) на 2 части (хроматиды).
Ан а ф а з а – заканчивается расщеплением хромосом, и, таким образом, дочерних хромосом становится в два раза больше. Происходит расхождение хромосом к полюсам клетки. При этом соблюдается очень важный принцип – никогда обе половинки одной хромосомы не оказываются в одном конце клетки. Этим достигается равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками.
Т е л о ф а з а – характеризуется слиянием хромосом и образованием ядер дочерних клеток. В результате образования узелков на ахроматиновых нитях и деятельности аппарата Гольджи формируется фрагмопласт. В центре фрагмопласта происходит заложение первичной клеточной оболочки и ее развитие происходит от центра к периферии. В цитокинезе происходит рост дочерних клеток.
Необходимо четко уяснить, что кариокинез происходит в строгой последовательности, описанной выше. В результате расщепления каждой хромосомы на две и последующего достраивания их до целой, каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом (2n), как и материнская.
Атак как кариокинез происходит в точках роста и в клетках камбия, этим
13
объясняется абсолютно одинаковый набор хромосом во всех соматических клетках одного организма (одинаковый генотип). Длительность процесса кариокинеза от 30 мин. до нескольких часов и зависит от внешних условий.
Рис. 7. Фазы митотического цикла: I. Интерфаза;
II. Митоз –
1)профаза,
2)метафаза,
3)анафаза,
4)телофаза; III. Цитокинез.
Во п р о с ы
к контрольной работе по теме: «Растительная клетка»
1.Общее строение клетки.
2.Цитоплазма, строение и функции.
3.Субмикроскопические (ультрамикроскопические) органоиды, их строение и функции.
4.Митохондрии, строение и функции.
5.Пластиды: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты, их строение и функции.
6.Ядро, его строение и функции.
7.Химический состав ядра. Нуклеиновые кислоты.
8.Хромосомы, строение и функции.
9.Типы деления клеток. Амитоз.
10.Митоз и его биологическое значение.
11.Мейоз и его биологическое значение.
12.Отличие митоза от мейоза.
13.Производные протопласта (перечислить).
14.Продукты обмена веществ.
15.Вакуоль, состав клеточного сока, функция вакуолей.
16.Клеточная оболочка, функции, процесс формирования, мацерация.
17.Первичная клеточная оболочка, ее химический состав, рост.
18.Вторичная клеточная оболочка, химический состав, рост.
19.Типы пор.
20.Вторичные изменения химического состава клеточной оболочки.
Бибилиографический список
1. Хржановский, В. Г. Курс общей ботаники [Текст] : учеб. В 2 ч. Ч. 1. Цитология, гистология, органография, размножение / В. Г. Хржановский. −
М. : Высш. шк., 1982. − С. 40-107.
14
2.Анатомия семенных растений [Текст]. В 2 кн. Кн. 1 / К. Эзау ; пер. с англ. А. Е. Васильева, Ю. В. Гамалея, М. Ф. Даниловой; под ред. А. Л. Тахтаджяна
. – М. : Мир, 1980. − С. 34-81.
3.Фрей-Висслинг, А. Ультраструктура растительной клетки [Текст] = Ultrastructural Plant Cytology / А. Фрей-Висслинг, К.Мюлеталер ; пер. с англ. Н. Л. Клячко, Н. В. Цингер. − М. : Мир, 1968. − 453 с.
З а н я т и е № 4
Тема: ПОКРОВНЫЕ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ. КОМПЛЕКСНЫЕ ТКАНИ
Цель: изучить покровные, механические и проводящие ткани, клеточный состав луба и древесины.
Материал: листья традесканции, герани, готовые препараты поперечного среза бузины, липы, мацерированная древесина сирени.
Оборудование: микроскопы, препаровальные иглы, фарфоровые чашки с водой, стеклянные палочки, предметные и покровные стекла.
Р а б о т а 1. Эпидермис (первичная покровная ткань) листа.
Эпидерма – первичная покровная ткань, развивающаяся из наружного слоя клеток промеристемы. Она покрывает листья и молодые побеги и сложена обычно одним слоем тонкостенных живых клеток с извилистыми стенками. Клетки, как правило, паренхимные, но на осевых органах они вытянуты вдоль органа. Клетки бесцветны, так как хлоропласты в них не получили дефинитивного развития, они не содержат зеленых пигментов и фотосинтез в них не происходит. Многие клетки содержат в клеточном соке антоциан, в этом случае хорошо заметен окрашенный клеточный сок.
Для усиления защитных функций на эпидермальных клетках или развит слой кутикулы – жироподобн6ых веществ, непроницаемых для воды или формируются многочисленные волоски (трихомы). Форма клеток эпидермы и волосков достаточно специфична для отдельных групп растений и может служить диагностическим признаком.
Сложены клетки плотно, а для газообмена в эпидерме формируются устьица. Каждое устьице представлено двумя замыкающими клетками, между которыми имеется устьичная щель. Оболочка замыкающих клеток имеет неравномерное утолщение. Передние стенки, обращенные друг к другу, утолщены сильнее и имеют клювики.
В замыкающих клетках, в отличие от остальных клеток эпидермы, имеются хлоропласты, а следовательно, в них происходит фотосинтез. Механизм открытия и закрытия устьиц в значительной мере определяется процессом фотосинтеза, происходящим в замыкающих клетках.
15
У большинства растений продолжительность жизни эпидермы составляет один вегетационный период. Однако у некоторых растений (вечнозеленые) она функционирует несколько лет.
Рис. 1. 1) устьичная щель,
2)замыкающие клетки устьица с хлоропластами,
3)околоустьичная клетка,
4)обычная эпидермальная клетка.
Ра б о т а 2. Перидерма на поперечном срезе стебля бузины.
У однодольных растений эпидерма отмирает вместе с отмиранием растения, на многолетних органах растения (но не на листьях!) эпидерма чаще всего в первый же вегетационный период заменяется вторичной покровной тканью перидермой.
Формирование перидермы происходит под эпидермой (субэпидермально), под гиподермой (субгиподермально) или в более глубоких слоях паренхимной ткани. Первоначально из живых клеток эпидермы или паренхимы вычленяется слой интенсивно делящихся клеток – феллоген (пробковый камбий). Клетки его, делясь параллельно поверхности побега, образуют феллодерму и феллему.
Феллодерма сложена 2 – 3-мя слоями живых клеток содержащие крахмальные зерна и хлоропласты.
Феллема (пробка) располагается под эпидермисом, оттесняя его все время к периферии. Клетки пробки расположены правильными радиальными рядами (каждая клетка феллогена образует свой радиальный ряд клеток феллемы). Число слоев клеток пробки может достигать значительного количества (бархат амурский, пробковый дуб). Достигнув необходимой величины, клетки пробки прекращают рост и стенки их пропитываются суберином (опробковевают) и клетки отмирают.
Заполненные воздухом, они представляют собой хороший защитный барьер, так как в силу плотного сложения и суберинизации пробка газо- и водонепроницаема. Все это позволяет ей выполнять защитные функции значительно лучше, чем эпидермие. Комплекс этих трех тканей – феллемы, феллогена и феллодермы и называют перидермой.
Пробка, клетки которой имеют тонкие стенки, называется типичной или губчатой. В пробке многих древесных пород у некоторых клеток наблюдается утолщение вторичной оболочки до значительной величины и формируется так называемая каменистая пробка (у сосны, ели, лиственицы).
Так как под пробкой расположена живая ткань, то для газообмена в пробке формируются чечевички. После отложения нескольких слоев клеток пробки феллоген на отдельных участках начинает очень интенсивно делиться и образует клетки выполняющей ткани – изодиаметрические по форме, с хорошо развитой сетью межклетников. Накапливаясь, они разрывают пробку, и воздух через разрыв пробки и межклетники выполняющей ткани