Строение хлоропластов и митохондрий, видимое в электронном микроскопе, укажите их функции митохондрия лист мембрана клетка

25. Опишите строение хлоропластов и митохондрий, видимое в электронном микроскопе, укажите их функции

митохондрия лист мембрана клетка

Хлоропласты - зеленые пластиды, осуществляют первичный синтез углеводов при участии световой энергии, т.е. органеллы фотосинтеза. В соответствии с их функцией хлоропласты находятся преимущественно в фотосинтезирующих органах и тканях, обращенных к свету, - в листьях, молодых стеблях, незрелых плодах.

Хлоропласты высших растений имеют примерно одинаковую форму  двояковыпуклой линзы. Размеры хлоропластов 5… 10 мкм в длину при диаметре 2…4 мкм. Число хлоропластов в клетках  высших растений 15…50. Хлоропласты водорослей, называемые хроматофорами, значительно  разнообразнее по форме, структуре, набору пигментов. В клетках высших растений хлоропласты расположены  в последнем слое цитоплазмы таким  образом, что одна из плоских сторон обращена к освещенной стенке клетки. Положение хлоропластов меняется в  зависимости от освещенности: при  прямом солнечном свете они отходят  к боковым стенкам.

Хлоропласт содержит воды до 75%, белки, липиды, нуклеиновые кислоты, ферменты и пигменты: хлорофиллы (5… 10% сухой массы) и каротиноиды (1…2%). Существует несколько видов хлорофилла. Наиболее распространены хлорофилл а (найден у всех зеленых растений и цианобактерий) и хлорофилл б, молекула которого содержит на один атом кислорода больше и на два атома водорода меньше. В процессе фотосинтеза хлорофиллу принадлежит ведущая роль. Он может поглощать солнечную энергию, запасать ее или передавать другим молекулам.

Каротиноиды представляют собой высокомолекулярные углеводороды: оранжевый каротин С4оН₅₆ и желтый ксантофилл С₄₀ Н₅₆ О2.

Тело хлоропласта состоит  из бесцветной мелкозернистой гидрофильной белково-липоидной массы - стромы, или  матрикса. Строма пронизана системой параллельно расположенных двухмембранных пластинок (или пузырьков), называемых ламеллами или тилакоидами. Тилакоиды размером около 0,3 мкм довольно плотно прилегают друг к другу, образуя стопки, которые называются гранами. Ламеллы связывают граны в единую систему.

Хлорофилл и каротиноиды находятся в гранах, в каждой из двух мембран тилакоида, там же протекают фотохимические реакции. Мембраны ламелл состоят из наружного слоя, образованного молекулами белка, за которыми идет слой хлорофилла, далее липидный слой с каротиноидами и затем вновь слой белка. Рядом лежащая мембрана представляет собой зеркальное отображение своей пары.

Помимо системы тилакоидов в строме хлоропластов находятся рибосомы, крахмальные зерна, структуры липидной природы (пластоглобулы) и. светлые зоны с нитями ДНК.

Митохондрии. Округлые или цилиндрические, реже нитевидные органеллы, видимые в световой микроскоп. Концентрируются около ядра, хлоропластов, жгутиков - там, где велик расход энергии. Длина их достигает 10 мкм, диаметр 0,2… 1 мкм. Митохондрии имеют двумембранное строение, внутри - бесструктурный матрикс. Внутренняя мембрана образует выросты - кристы, которые в растительных клетках обычно имеют вид трубочек. Образование крист увеличивает внутреннюю активную поверхность. В матриксе содержатся кольцевые молекулы митохондриальной ДНК, специфические иРНК, тРНКи рибосомы (прокариотического типа), отличные от цитоплазматических. Здесь происходит автономный синтез белков внутренних мембран митохондрий.

Основная функция митохондрий - образование энергии. На внутренних мембранах митохондрий в процессе внутриклеточного дыхания происходит аэробное окисление метаболитов (продуктов  обмена веществ) с выделением энергии. Митохондрии - основной аппарат клетки, в котором химическая энергия  метаболитов превращается в энергию  макроэргических фосфатных связей АДФ и АТФ, утилизируемых клеткой  в процессе жизнедеятельности

31. Поступление веществ в растительную клетку. Осмотические свойства клетки. Тургон и плазмолиз.

Вода свободно проходит через  плазматическую мембрану, которая обладает избирательной проницаемостью. Подобное прохождение воды в клетку называется осмосом. При этом вода в клетку поступает  частично за счет диффузии, частично за счет тока воды через поры в мембране. При осмосе вода переходит из раствора слабой концентрации в более концентрированный  раствор, где содержание воды меньше.

Поступление воды в клетку путем осмоса зависит от концентрации веществ в клетке и окружающей среде, и от давления, создаваемого раствором. Чем больше концентрация веществ в клетке, тем больше поступает в нее воды. Поступившая в клетку вода увеличивает ее объем. В растительной клетке вода проходит через цитоплазму и накапливается в вакуоли, где высокая концентрация клеточного сока. Объем вакуоли при этом увеличивается, она давит на цитоплазму, а последняя — на оболочку. В клетке возникает давление, которое называется тургорным, и поступление воды в клетку прекращается. Когда же вода частично израсходуется, тургорное давление снизится и снова вода осмотическим путем будет поступать в клетку.

Проникновение в клетку молекул  глюкозы, аминокислот, нуклеотидов  обеспечивается специальными транспортными  белками мембраны, которые соединяются  с молекулами веществ и переносят  их через клеточную мембрану.

Более крупные молекулы белков, твердые частицы проникают в  клетку путем фагоцитоза (от греч. «фагос» — «пожирать» и «цитос» — «клетка»). Это явление можно наблюдать, например, при захвате амебой более мелких одноклеточных или при захвате бактерий, проникших в организм животного или человека, лейкоцитами крови.

Капли жидкости, содержащие растворенные или взвешенные мелкие частицы или молекулы, попадают в  клетку путем пиноцитоза (от греч. «пино» — «пью»). Плазматическая мембрана образует впячивание в виде тонкого канальца, в который и попадает жидкость с растворенными в ней веществами.

Взаимосвязь клеток. Клетки тканей многоклеточных организмов тесно  связаны друг с другом и могут  обмениваться водой, минеральными и  органическими веществами. Клетки животных окружены мягкой и гибкой «шубой», образованной преимущественно молекулами полисахаридов. Молекулы полисахаридов окружают клетку наподобие частокола разветвленных  нитей и присоединяются к белкам и липидам мембраны. Благодаря  такому углеводному слою между клетками возникают контакты, они узнают друг друга и соединяются между  собой, образуя ткани. У клеток растений такой «шубы» нет: поверх плазматической мембраны у них находится «мертвая»  клеточная оболочка, состоящая преимущественно  из целлюлозы, пронизанной порами. И  через эти поры из клетки в клетку тянутся тяжи цитоплазмы, соединяющие  клетки между собой. Так достигается  целостность растительного организма.

Растительная клетка представляет собой осмотическую систему. Пектоцеллюлозная оболочка хорошо проницаема как для воды, так и для растворенных веществ. Однако плазмалемма и тонопласт обладают избирательной проницаемостью, легко пропускают воду и менее проницаемы, а в некоторых случаях непроницаемы для растворенных веществ. В этом можно убедиться, рассмотрев явления плазмолиза и тургора. Если поместить клетку в раствор более высокой концентрации, чем в клетке, то под микроскопом видно, что цитоплазма отстает от клеточной оболочки. Это особенно хорошо проявляется на клетке с окрашенным клеточным соком. Клеточный сок остается внутри вакуоли, а между цитоплазмой и оболочкой образуется пространство, заполненное внешним раствором. Явление отставания цитоплазмы от клеточной оболочки получило название плазмолиза. Плазмолиз происходит в результате того, что под влиянием более концентрированного внешнего раствора вода выходит из клетки (от своего большего химического потенциала к меньшему), тогда как растворенные вещества остаются в клетке. При помещении клеток в чистую воду или в слабо концентрированный раствор вода поступает в клетку. Количество воды в клетке увеличивается, объем вакуоли возрастает, клеточный сок давит на цитоплазму и прижимает ее к клеточной оболочке. Под влиянием внутреннего давления клеточная оболочка растягивается, в результате клетка переходит в напряженное состояние — тургор.

Наблюдения за явлениями  плазмолиза и тургора позволяют  изучить многие свойства клетки. Явление  плазмолиза показывает, что клетка жива и цитоплазма сохранила полупроницаемость. В мертвых клетках мембрана не обладает полупроницаемостью, не контролирует потоки веществ, и осмотический выход  воды не происходит. По скорости и форме  плазмолиза можно судить о вязкости цитоплазмы. Наконец, явление плазмолиза позволяет определить величину осмотического потенциала в клетке (плазмолитический метод). Этот метод основан на подборе изоосмотического, или изотонического, раствора, т. е. имеющего осмотический потенциал (Ψ_{осм. р-ра}) , равный осмотическому потенциалу клеточного сока (Ψ_{осм. кл.}). Раствор, при котором в клетке начался плазмолиз, имеет осмотический потенциал, примерно равный осмотическому потенциалу клетки. Зная концентрацию этого наружного раствора в молях, можно вычислить его осмотический потенциал, а следовательно, осмотический потенциал клетки (Ψ_{осм. р-ра} = Ψ_{осм. кл.}).

Определение величины осмотического  потенциала имеет большое значение, в частности для экологических  исследований. Величина осмотического  потенциала позволяет судить о максимальной способности растения поглощать  воду из почвы и удерживать ее, несмотря на иссушающее действие атмосферы. Осмотический потенциал колеблется в широких  пределах, от —5 до —200 бар. Осмотический потенциал около —1 бара наблюдается  у водных растений. Осмотический потенциал, равный —200 бар, обнаружен у выжатого сока талофта Atriplex confertifolia. В 1 л сока этого растения содержится 67,33 г хлоридов. У большинства растений средней полосы осмотический потенциал колеблется от —5 до —30 бар. Вместе с тем необходимо отметить, что факторы, действующие на изменение осмотического потенциала, чрезвычайно разнообразны. Даже соседние, рядом расположенные клетки могут отличаться по величине осмотического потенциала. Обычно отрицательная величина осмотического потенциала больше у мелких клеток по сравнению с крупными. Установлены определенные градиенты осмотического потенциала в пределах одной ткани. Так, в тканях стебля отрицательный осмотический потенциал возрастает от периферии к центру и от основания к верхушке. В корне отрицательный осмотический потенциал, наоборот, постепенно снижается от основания к верхушке. В проводящих элементах стебля и корня, как правило, отрицательная величина осмотического потенциала очень низка (от —1 до —1,5 бара). В листьях осмотический потенциал колеблется от -10 до -18 бар. Осмотический потенциал различен у разных жизненных форм. У древесных Пород он более отрицателен, чем у кустарников, а у кустарников более отрицателен, чем у травянистых растении. Разные экологические группы различаются по величине осмотического потенциала. У растений пустынь осмотический потенциал более отрицателен, чем у степных растений; у степных более отрицателен, чем у луговых. Еще меньше осмотическая концентрация у растений болотных и водных местообитаний (соответственно наименее отрицательный осмотический потенциал). У светолюбивых растений осмотический потенциал более отрицательный, чем у теневыносливых. На величину осмотического потенциала влияет концентрация растворенных веществ в клеточном соке — это осмотически активные вещества (органические кислоты, соли, аминокислоты, сахара). Растение в определенной степени регулирует величину осмотического потенциала. Ферментативное превращение сложных нерастворимых веществ в растворимые (крахмала в сахара, белков в аминокислоты) приводит к возрастанию концентрации клеточного сока и повышению отрицательной величины осмотического потенциала. Увеличенное накопление растворимых солей также делает более отрицательным осмотический потенциал. Несмотря на то, что осмотический потенциал меняется в зависимости от внешних условий, все же для каждого вида эти изменения происходят в своих определенных пределах. Величину осмотического потенциала многие физиологи считают одной из характеристик данного вида растений.

71. Корневище, его строение  и биологическое значение. Отличие  корневища от корня

Корневище (rhizoma), подземный б. или м. долговечный побег многолетних трав, а также кустарников и кустарничков, служащий для отложения запасных вешеств, вегетативного возобновления и размножения. От корня отличается наличием чешуевидных листьев, рубцов от опавших листьев (иногда и их сухих остатков), почек и придаточных корней, отсутствием корневого чехлика. К. ежегодно нарастает моноподиально (вороний глаз) или симподиально (купена) и образует из верхушечной или пазушных почек надземные побеги. Нередко К. образуют разветвлённые системы. Старые части К. постепенно разрушаются. Длинные К. со значит, годичными приростами и хорошо выраженными междоузлиями (пырей, сныть) служат преим. для вегетативного размножения и расселения, короткие К. с небольшими годичными приростами и сближенными узлами (ирис, гравилат) — в осн. для запасания и вегетативного возобновления. Формируются К. или непосредственно в почве (ландыш, грушанка, черника) — т. н. гипогеогенные, или сначала растут как надземные ассимилирующие побеги, к-рые затем постепенно погружаются в почву (копытень, манжетка, гравилат) — т. н. эпигеогенные.

Корневи́ще одно из видоизменений надземного или подземного побега многолетних трав, кустарников и кустарничков. Внешне похоже на корень, но, в отличие от него, несёт чешуевидные листья, оставляющие после опадения рубцы, и пазушные почки. Подземные корневища, в отличие от корня, не имеют чехлика. Некоторые из них первоначально развиваются как надземные горизонтальные побеги и лишь позже постепенно погружаются в почву (напр., у гравилата). Служат для создания запаса питательных веществ, вегетативного размножения и расселения.

88. Происхождение, строение и функции шипов розы, малины, малины, крыжовника, колючек боярышника, желтой акации (караганны древовидной) и кактуса.

Колючки (в ботанике) — твёрдые одревесневшие заострённые образования у растений.

«Колючки» животных принято  называть иглами. Иногда иглами называют и заострённые листья хвойных — хвою.

Колючки следует отличать от шипов — твёрдых массивных заострённых выростов эпидермы, которые образуются на стеблях и черешках (реже — на листьях) многих растений — например, видов розоцветных из родов Малина (Rubus), Шиповник (Rosa) и др. В отличие от колючек шипы по своему происхождению относятся к эмергенцам, хотя они морфологически и сходны с колючками, но не имеют строго порядка в расположении, то есть не привязаны к узлам, пазухам листьев и т. п.

Колючки могут иметь разное происхождение и быть метаморфозами различных органов, в процессе исторического развития приспособившихся к выполнению определённых функций. У разных растений колючками стали побеги, листья, части листьев, прилистники или, реже, корни.