Ботаника. Морфология и анатомия растений. В 2 ч. Ч. 1

Но на данный момент произошло только деление ядра, т.е. в клетке воз­ никли два дочерних ядра. И только образующаяся в цитокинезе центральная клеточная пластинка (из микротрубочек и содержимого пузырьков Гольджи) завершает деление клетки. В результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, с тем же диплоидным набором хромосом и с абсо­ лютно идентичной наследственной информацией.

Мейоз

Как уже отмечали предшествует делению удвоение ДНК в интерфазе. Два деления мейоза также можно подразделить на 4 фазы. Процессы, про­ ходящие на этих фазах, идентичны с фазами митоза, поэтому тут отметим лишь существенные отличия на тех этапах, где они проходят. Так, профаза I проходит также как профаза митоза, но существует одно принципиальное отличие. Гомологичные материнские хромосомы располагаются рядом друг с другом = конъюгация. В этот момент происходит перекрест плеч хромосом и часто имеет место обмен между идентичными участками этих хромосом. Именно в этот момент происходит обмен между материнскими и отцовскими хромосомами, происходит обогащение наследственного материала. Обогаще­ ние наследственной информации имеет место и в телофазе I. Когда гомоло­ гичные хромосомы выстраиваются вдоль экватора в два ряда. К полюсам рас­ ходятся (не хроматиды), а целые материнские хромосомы, т.к. ахроматиновое веретено подходит лишь с одной из сторон к гомологичной паре хромосом. Выбор этот произвольный, таким образом, чем больше хромосом, тем богаче обмен (=больше вариантов). В результате после первого деления происходит редукция набора хромосом. В результате репликации в интерфазе: 2п=4с, (т.е. каждая хромосома состояла из двух хроматид - с.), то в телофазе I, в ка­ ждой из двух дочерних клеток: п=2с. В остальном между двумя деления­ ми ядра нет различий. Но так как второму делению мейоза интерфаза не предшествует, набор наследственного материала сокращается в два раза: п=с. Мейоз образует четыре 4 дочерние клетки из одной материнской, с га­ плоидным набором хромосом. Два механизма обогащения наследственной информации приводят к тому, что гаметы эти неравнозначны по составу на­ следственного материала. Диплоидность набора хромосом восстанавливается при оплодотворении в зиготе.

Самостоятельная работа

по теме «Клетка»

1. Кратко охарактеризуйте формы организации живой материи по сле­ дующей схеме: предклеточные (вирусы, бактериофаги), предъядерные (бак­ терии, сине-зеленые водоросли), одноклеточные эукариоты (на примере

любой одноклеточной водоросли и простейшего), многоядерного (ботридий, каулерпа), колониальные (вольвокс), таллофиты, органные. Ответ обязательно проиллюстрировать.

2.История изучения клетки. Сущность клеточной теории М. Шлейдена и Т. Шванна.

3.Отличие растительной клетки от животной. Ответ проиллюстрируйте. Химический состав и строение клеточной оболочки двух типов клеток.

4.Рисунок мембраны. Соответствие строения и состава биологической мембраны множеству выполняемых функций.

5.Сравнить строение и состав пигментов на тиллакоидах сине-зеленых, хроматофорах зеленых водорослей и хлоропластах высших зеленых растений. Рисунки названных органоидов.

6.Специализация, форма и величина клеток различных растительных тканей: меристемы, хлоренхимы, склеренхимных волокон, колленхимы, склереиды, ситовидной трубки с клетками-спутниками, трахеид, сосудов и др. Обязательно проиллюстрировать ответ: по одной клетке каждой ткани.

7.Физико-химические свойства протопласта. Охарактеризуйте протопласт как коллоидную систему. Коагуляция коллоидов.

8.Состав и функции макро- и микроэлементов в составе растительной клетки. Минеральные (неорганические вещества) клетки.

9.Как известно, белки - химическая основа всех органоидов клетки.

Всухом веществе протопласта до 70 % белков. Что определяет общие и ин­ дивидуальные свойства аминокислот? Приведите формулы 2-3 аминокислот. Отличие простых и сложных липо-, глико-, хромо- и нуклеопротеидов белков.

10.Моносахара: пентозы—ксилоза, рибоза, дезоксирибоза; гексозы - глюкоза, фруктоза. Полисахариды. Состав и функции их в растительной клетке.

11.Липиды и жироподобные вещества в составе растительной клетки, их состав и функции.

12.Цитоплазма (=протоплазма) - это протопласт, за исключением ядра. Физико-химические свойства и структура цитоплазмы. В матрикс ^гиалоплазму) погружены органоиды клетки. Состав и функции матрикса.

13.Заполнить таблицу «Органоиды цитоплазмы».

2.11ластиды:

Лейкопласты

Хлоропласты Хртотасты

3.Аппарат Гольджи

4.Рибосомы

5.Микротрубочки

6.Лизосомы

7.Эндоплазматическая

сеть

8.Клеточный центр

14.Движение цитоплазмы круговое (ротационное), струйчатое (циркулярное)

иколебательное (схематич. Рис.).

15.Пассивный и активный транспорт веществ через плазмолемму клетки. Плазмолиз. Деплазмолиз. Пиноцитоз и фагоцитоз.

16.Строение эндоплазматической сети. Функции эндоплазматического ретикулума растительных клеток.

17.В зависимости от типа тканей пропластиды меристем превращаются в хлоро-, лейкоили хромопласты. Строение и функции выше названных типов

пластид. Движение пластид.

18. Амилопласты накапливают крахмал, протеопласты - белки, олеопла­ сты - жиры. Соотношение и локализация названных лейкопластов в теле высших растений. Строение.

19. Величина, форма и состав хромопластов. Локализация их в теле растений.

Функции.

20. Ламеллярно-гранулярная структура хлоропластов. Состав пигментов.

Функции.

21.Форма, величина, состав, строение и функции митохондрий. Отличие митохондрий растительной и животной клеток.

22.Теории происхождения митохондрий и хлоропластов в процессе эво­

люции.

23.Строение рибосом как центров синтеза белка. Биосинтез белка. Привести схему синтеза белка в рибосомах.

24.Строение и функции диктиосом. Гидролитические лизосомы. Вакуоли

растительной клетки. Состав клеточного сока вакуолей.

25. Форма, размер, физико-химические свойства ядра. Структура ядра.

Рисунок.

22

26.Взаимозависимость структуры и функции ядра.

27.Строение и состав следующих компонентов ядра:

а) ядерная оболочка б) ядерный сок (кариолимфа), только химический состав в) хроматин г) ядрышко

д) строение хромосомы. Привести схему строения удвоенной материнской хромосомы и обозначить: хроматиды, плечи, центромера (первичная пере­ тяжка), вторичная перетяжка, спутник. Поясните следующие термины: нуклеопротеиды, нуклеиновые кислоты, нуклеотиды.

28.Сравните два способа деления ядра: митоз и мейоз. Сходство и отличие их. Результаты деления. Ответ дополнить схемой.

29.Приведите схему строения оболочки клетки и сделайте следующие обозначения: срединная пластинка; первичная стенка; наружный, средин­

ный и внутренний слои вторичной стенки. Отметьте, какие отличия наблю­ даются в строении и химическом составе, обозначенных вами структур кле­ точной стенки.

30.Дайте краткое определение таким терминам как перфорации, плазмодесменные канальцы, окаймленньге и простые поры. Их функции. Ответ допол­ нить рисунками.

31.«Производные протопласта» (заполнить).

Таблица 2

1.Белки

2.Углеводы

3.Жиры

4.Ферменты

5.Фитогормоны

6.Витамины

7.Фитонциды

8.Антибиотики

32.Поясните выражение: Клетка - структурная, функциональная и генети­ ческая единица живой материи.

33.Опишите отличия оболочки клеток: эпидермы, пробки, колленхимы,

лубяной и древесной склеренхимы. Приведите рисунки.

34. В состав клеточного сока кроме белков, углеводов, липидов входят целый ряд высоко специализированных соединений:

23

42. Микроскопическая и субмикроскопическая структура клеточной оболоч­ ки: структурные элементы. Ориентация микрофибрилл и слоистость клеточной оболочки.

43.Этапы онтогенеза клеток. Рост и развитие клетки, S - образный характер роста клетки.

44.Синхронность деятельности всех органоидов клетки, что позволяет рас­

сматривать как полуавтономную структуру, обеспечивающую свое развитие и возобновление.

45. Развитие хлоропласта из пропластид, деление хлоропласта. Отличие строения и состава внутренней мембраны хлоропластов от мембран эндо-

плазматической сети. Состав матрикса и синтетическая деятельность хло­ ропластов.

46.Охарактеризуйте фотосинтез как крупнейшее завоевание эволю­ ции - ароморфоз. Изобразить схематически световой и теневой этапы фотосинтеза.

47.Рибосома - как организующий центр в чтении генетической информа­ ции. Синтез белка, как универсальная реакция в различных клетках (совре­ менное положение).

48.Поясните основную функцию митохондрий. Принято рассматривать АТФ, как единый и универсальный источник энергии. Так ли это по совре­

менным представлениям? Какие другие источники энергии в живой клетке обнаружены биофизиками?

49.Поясните строение двух типов нуклеиновых кислот, их сходство и отли­ чие. Хроматин и хромосома, как различные состояния ДНК.

50.Как известно физико-химические свойства белков зависят от состава

ипоследовательности аминокислот. Приведите примеры конкретных белков

(желательно с формулами), выполняющих различные функции.

Ткани растений

Тканями называют группу клеток, имеющих:

1)общее происхождение;

2)сходное строение;

3)выполняющих сходные функции.

Рассматривая ту или иную систему тканей, устанавливают прежде все­ го эти общности. Надо всегда при характеристике тканей отмечать, каким образом свойственная им структура способствует выполнению отведенных данной группе клеток, физиологических функций. Названная тема детально рассмотрена в учебном пособии по морфологии и анатомии растений (1).

25

Самостоятельная работа

по теме «Растительные ткани»

1. Адаптация строения различных систем тканей к выполнению отве­ денных им функций. Ответ обоснуйте по всем 6 системам растительных тканей.

2.Сравнить строение проводящих тканей в различных органах растений: листа, корня и стебля. Проследить их развитие и контакт.

3.Типы проводящих пучков по взаиморасположению флоэмы и ксилемы (дайте схематические рисунки). Закрытые и открытые проводящие пучки.

Приведите примеры для каждого случая.

4.Каковы последствия наличия или отсутствия камбия для двух классов покрытосеменных растений? Ответ обоснуйте примерами.

5.Эволюция элементов проводящего пучка: сосудов, ситовидных трубок.

Причины? Рисунки.

6.Онтогенез сосудов и ситовидных трубок в проводящих пучках.

7.Сравнить морфологию клеток механических тканей: колленхиму, скле­ ренхиму, склереиды (каменис тые клетки). Привести рисунки. Достоинства и недостатки различных типов механических тканей.

8.Что представляют собой инициальные клетки меристематических тканей. В чем сущность наличия таких клеток в меристеме? Функции ини-

циалей.

9. Классификация системы наружных выделительных органов: про­ стые, железистые волоски, нектарники, устьица, гидатоды, чечевички. Их отличие по происхождению, структуре и функциям. Продукты жизне­ деятельности. Место нахождения на теле растений. Привести рисунок каж­ дого органа.

10. Классификация внутренних выделительных тканей: лизигенные исхизогснные вместилища, членистые и нечленистые млечники, смоляные ходы. Рисунки. Сходство и различие их по структуре и функциям. Химическая при­ рода продуктов жизнедеятельности. Значение продуктов жизнедеятельности для самих растений, и их использование в народном хозяйстве.

11. Представить на схеме дифференциацию тканей, взяв за основу одну меристематическую клетку (показать многообразие форм и конечных разме­ ров различных тканей). Дополнить предложенную тему дифференцировки тканей. Заменить знак (?) клетками соответствующих тканей и показав их форму и размеры на рисунке (как это сделано на примере прокамбиальной клетки).

26

12.Составить схему взаимосвязи между системами тканей по предложен­ ному плану:

1. Система тканей

27

2. Покровные ткани:

2..................(?)

3..................(?)

4.Проводящие ткани:

а) ............................. (?) в ксилеме

28

13.Система покровных тканей растений (заполнить таблицу по предложен­ ной схеме)

15. Система проводящих тканей (заполнить таблицу по предложенной схеме)

Ф 1. Ситовидные трубки Л и клетки-спутницы; О 2. Ситовидные клетки, э кроме названных

мосновных элементов

Авходят:

3. ?

4.?

29

17. Система основных тканей (заполнить таблицу)

Запасающие ткани: 1.сердцевина

2.корневища (конкретные примеры)

3.корнеплоды (конкретно в какой ткани запасаются питательные вещества)

Водоносные ткани:

1.на примере суккулентов (примеры конкретные)

2.моторные клетки злаков

Аэренхима

18. Отразите на схеме многообразие растительных клеток. Назовите и дайте схематические рисунки постоянных тканей или отдельных клеток рассматривае­ мых типов тканей.