Ф КГМА 4/3-04/02 ИП № 6 от 14 июня 2007 г.
Карагандинский государственный медицинский университет

Кафедра молекулярной биологии и медицинской генетики


Лекция
Тема 2: «Свойства растительной клетки»
Дисциплина: Ботаника
Специальность: 5В110300 «Фармация»
Курс: 1
Время: 50 мин.

Караганда 2013
Утверждена на заседании кафедры

Протокол № ______1______

«___02_» ______09____ 2013 г.

Зав. каф.: Култанов Б.Ж.

Структура лекции
Тема: «Свойства растительной клетки»
Цель: Изучение физического состояния клетки, строение плазмолеммы и тонопласта, клеточной стенки и ее химических изменений.
План лекции:

1. 
   Химический состав цитоплазмы.
   
2. 
   Физическое состояние цитоплазмы.
   
3. 
   Движение цитоплазмы.
   
4. 
   Плазмолемма и тонопласт.
   
5. 
   Пластиды и виды пластид.
   
6. 
   Химический состав клеточной стенки.
   

Тезисы лекции
Цитоплазма. Химический состав цитоплазмы. Химический состав цитоплазмы очень сложный. В нее входят различные соединения, состав которых постоянно изменяется. В зависимости от выполняемых физиологических функций каждая клетка имеет свой химический состав. Характерные особенности цитоплазмы щелчная реакция и большое содержание воды. Вода составляет 60-90% всей массы цитоплазмы. В воде растворены различные вещества. Она является средой для многочисленных реакций. Цитоплазма богата белками, которые составляют основу цитоплазмы. Белки содержаться в количестве 10-20%. Иногда они могут составлять до 70% и более ее сухой массы.

Кроме белков, в состав цитоплазмы могут входить жиры и жироподобные вещества (2-3%), различные органические соединения (1,5%) и неорганические (1,5%).

Физическое состояние. Цитоплазма представляет собой бесцветный, слизистый на ощупь, густой и прозрачный коллоидный раствор. Любой коллоидный раствор состоит из двух фаз: 1) из жидкой дисперсионной среды и 2) раздробленного твердого вещества, которое является дисперсной фазой. Жидкой дисперсионной средой в цитоплазме является вода с растворенными в ней минеральными солями. Дисперсной фазой являются крупные молекулы органических веществ, преимущественно белков.

Под влиянием изменяющихся условий внешней среды могут изменяться свойства цитоплазмы. Так, например, при созревании семян цитоплазма становится очень плотной почти твердой в результате резкого обезвоживания. При этом содержание воды в ней сильно уменьшается и доходит до 8-16%, в то же время сохраняется ее жизнеспособность. При наступлении благоприятных условий, когда в семена проникают вода, воздух, и при наличии необходимой температуры цитоплазма разжижается и переходит в активное состояние.

Свойства цитоплазмы. В клетках многих растений можно наблюдать очень интересное проявление жизнедеятельности цитоплазмы, выраженное в ее активном движении. Движение цитоплазмы бывает круговое, вращательное и струйчатое. Круговое движение цитоплазмы можно наблюдать в листьях водяного растения элодеи, или водяной чумы, которая часто встречается в прудах и реках. Движение цитоплазмы хорошо заметно в середине листа, где находится жилка, а также в клетках, прилегающих к ней. Движение бесцветной цитоплазмы отчетливо видно по перемещающимся хлоропластам, которые окрашены в зеленый цвет. Перемещение хлоропластов пассивное, т.е. они увлекаются током цитоплазмы. Цитоплазма в клетках, прилегающих друг другу, может двигаться в разных направлениях, т.е. в одной клетке движение может быть по часовой стрелке, а в другой – против часовой стрелки. При струйчатом движении цитоплазма в клетке движется в нескольких направлениях, отдельные ее мелкие потоки могут иметь различное направление даже в одном общем тяже. Скорость движения цитоплазмы зависит от определенных условий – температуры, вязкости и др.Движение цитоплазмы способствует активизации процессов обмена веществ в клетке. Цитоплазма имеет способность раздражаться под влиянием внешних воздействий: например: усиление света, изменение температуры, механические воздействия могут усилить или замедлить скорость движения цитоплазмы. Замечено, что наиболее благоприятной для движения цитоплазмы является температура около +37 ⁰С.

Органеллы цитоплазмы.

Плазмолемма и тонопласт. Электронный микроскоп позволил выявить тончайшие структуры не только самой цитоплазмы, но и ее органелл. Органеллы, входящие в состав цитоплазмы, выполняют разнообразные функции, и цитоплазма обеспечивает их взаимодействие. Плазмолемма и тонопласт – две плазматические мембраны (перепонки), между которыми находится основная масса цитоплазмы – мезоплазма. Плазмолемма является поверхностной мембраной, которая отграничивает мезоплазму от клеточной стенки, а тонопласт – внутренним слоем цитоплазмы, который отграничивает мезоплазму от клеточного сока вакуоли. Поступление в клетку воды и минеральных веществ, а также выделение различных экскретов (отбросов) регулируется избирательной проницаемостью цитоплазмы, так называемой полупроницаемостью. Эти две мембраны цитоплазмы (плазмолемма и тонопласт) регулируют состав поступающих в клетку веществ, а также оказывают влияние на скорость проникновения веществ в клетку; они свободно пропускают в клетку воду, а растворенные в ней вещества способны задерживать.

Клеточная стенка (Оболочка клетки). Растительные клетки снаружи имеют клеточные стенки. Твердая клеточная стенка придает каждой клетке форму и прочность. Клеточные стенки отделяют одну клетку от другой и являются как бы скелетом для каждой клетки в отдельности, благодаря чему создается прочность для всего растения. Клеточная стенка выполняет защитную роль, предохраняя клетку от деформации. Когда клетки разрастаются, то они округляются и между ними образуются пространства – межклетники, обычно заполненные воздухом, водой или пектиновыми веществами.

Строение и химический состав клеточной стенки. Клеточная стенка образуется сразу же после деления клеток. В дочерних клетках разъединенные протопласты с обеих сторон начинают строить на срединной пластинке первичную клеточную стенку (оболочку). Она состоит преимущественно из пектиновых веществ и целлюлозы. Первичные клеточные стенки двух соседних клеток соединены между собой межклеточным веществом, состоящим из протопектинов. Вместе с ростом клеток увеличивается их объем и одновременно увеличивается общая площадь клеточной стенки. Рост первичной клеточной стенки происходит за счет внедрения в нее мицелл целлюлозы, отчего происходит растяжение. Рост клеточной стенки может продолжаться даже тогда, когда рост клетки заканчивается. Клеточная стенка продолжает разрастаться, но уже не в длину, а в толщину. На внутренней поверхности первичной клеточной оболочки (стенки) начинает откладываться вторичная клеточная оболочка (стенка). Она откладывается путем наложения новых целлюлоз на внутреннюю поверхность первичной, клеточной стенки и при этом происходит ее утолщение. Наслоение вторичной оболочки может происходить неравномерно. Утолщению могут подвергаться отдельные участки стенки клетки и вся стенка. Утолщения отдельных участков клеточной стенки бывают двух типов. Внутренняя – в виде скульптурных утолщений на меньшей части первичной клеточной стенки. В прозенхимных клетках, которые встречаются в древесине и служат для проведения воды с растворенными в ней минеральными солями, имеются утолщения клеточных стенок самой разнообразной формы: в виде колец, спиралей, лестницы и т.д. – отсюда название «скульптурные». В молоды растущих частях растений эти утолщения не мешают разрастаться клеткам в длину. Вытянутые в длину клетки соединяются между собой в общие трубки – сосуды. В зависимости от утолщений клеточных стенок сосуды называют кольчатыми, спиральными, лестничными и др. наружные утолщения образуются на клетках со свободной поверхностью. Они наблюдаются на спорах, пыльцевых зернах как небольшие выросты различной формы. Поверхность спор и пыльцевых зерен имеет утолщения в виде шипов, бугорков, продолговатых валиков. Эти наружные утолщения на пыльцевых зернах и спорах могут служить отличительными признаками при распознавании лекарственных растений.

При утолщении почти всей стенки клетки неутолщенными остаются лишь небольшие участки, которые называют порами. Толщина клеточной стенки бывает различная. Это зависит от специализации той или иной группы клеток. Наиболее сильно утолщенные вторичные стенки имеются в клетках, выполняющих механическую функцию.

Химические изменения клеточной стенки. Клеточные стенки с возрастом претерпевают видоизменения. Они могут пропитываться различными веществами, отчего изменяется их химический состав, меняются также физические свойства клетки и ее функции. Эти видоизменения имеют большое значение в жизнедеятельности всего растения. Видоизменения, происходящие в клеточных стенках, бывают следующих типов: одревеснение, опробковение, кутинизация, ослизнение и минерализация.
Иллюстративный материал: Презентация
Список используемой литературы:

Основная:
1.Г.П.Яковлев, В.А.Челомбитько; Под ред. Р.В.Камелина: Ботаника:Учебник для вузов (по спец. 0405 Фармация). 2-е изд., испр.- СПб.:СпецЛит, СПХФА,2003.-647с.
Дополнительная:
1.В.Н.Кислицкая: Высшие растения: Учеб.- метод.пос/КГМА.-Караганда,2007.- 56 с.

2.Практические работы по систематике низших растений: Лаборатор. Практикум по грибам и лишайникам.- Караганда: КарГУ.- 2001. Ч.2.- 144с.

Контрольные вопросы:

1. 
   Основные компоненты цитоплазмы растительной клетки.
   
2. 
   Физическое состояние цитоплазмы.
   
3. 
   Поступление и выделение веществ через мембрану.
   
4. 
   Значение хлоропластов.
   
5. 
   Значение хромопластов.
   
6. 
   Значение лейкопластов.