Най-четените учебни материали
Най-новите учебни материали
***ДОСТЪП ДО САЙТА***
ДО МОМЕНТА НИ ПОСЕТИХА НАД 2 500 000 ПОТРЕБИТЕЛИ
БЕЗПЛАТНИТЕ УЧЕБНИ МАТЕРИАЛИ ПРИ НАС СА НАД 7 700
Ако сме Ви били полезни, моля да изпратите SMS с текст STG на номер 1092. Цената на SMS е 2,40 лв. с ДДС.
Вашият СМС ще допринесе за обогатяване съдържанието на сайта.
SMS Login
За да използвате ПЪЛНОТО съдържание на сайта изпратете SMS с текст STG на номер 1092 (обща стойност 2.40лв.)Растителна цитология |
![]() |
![]() |
![]() |
Растителна цитология Определение:Растителната клетка представлява самостоятелна структурна и функционнална единица на растителното тяло представляващо протопласта,обвит от целулозна обвивка или само гол протопласт Протоплазмени компартменти Цитоплазма Цитоплазмата основен компонент на протоплaста. В недеференцирата клетка (меристемната) заема целия обем. В процеса на диференциация при нарастване на обема на клетката тя остава само постенно разположена. Ендоплазмен ретикулум ЕПР е едномембранен структурен компонент изграден от 2 елемента- мембранни цистерни и рибозоми. Цитозоми Цитозомите, които са най-добре проучени и най-застъпени са пероксизомите и глиоксизоми. Пероксизоми : За всички фотосинтезиращи клетки с типично структурирани хлоропласти в непосредствен структурен контакт се намират пероксизомите. Те са пряко свързани с ф-циите на хлоропластите и митохондриите и трите органели структурират енергиинаната система на клетката. Микротубули и микрофиламенти Микротубулите и микрофиламентите са нишковидни структури изградени от глобуларни субединици свързани със скелетната структура на клетката и вътреклетъчното движение. Гранични мембрани Граничните мембрани в растителната клетка са: вътрешна-тонопласт и външна-плазмалема. Плазмалемата е елементарна мембрана, която обособява и отделя от стената протопласта. Плазмалемата обвива плазмодезмените мембрани много важна ф-ция на плазмалемата е синтезирането на целулоза. В плазмалемата има целулозо синтезиращи комплекси, чрез които от мономери в цитоплазмата се образуват цели целулозни молекули в предпротоплазменото пространство. Лизозоми Най-застъпено становище за структурата на лизозомите е,че представляват литичен компартмент т.е. вторични вакуоли съдържащи хидролитични ензими с една единствена цел разрушаване на част от протопласта или загуба на виталност на целият протопласт. Най-характерни са за клетки структуриращи слизести в-ва. При този тип клетки хидролитичните ензими представляват пълен автолизист на клетката. Двумембранно организирани органели Пластиди Пластидите биват 3: хлоропласти, хромопласти и лейкопласти.Хлоропластите са характерни за всички фотосинтезиращи клетки. Лейкопластите представляват безцветни пластиди натрупващи скорбяла,белтъци и мазнини. За това лейкопластите са 3 вида: амилопласти(натрупват скорбяла), протеопласти (натрупват белтъци) и олеопласти(натрупват мазнини). Хромопластите са с червено-оранжев цвят характерни са за плодовете и цветовете. Хлоропласти Произход в фило- и онтогенеза: хлоропластите както и митохондриите са полуавтономни структури на клетката т.е. имат собствен геном могат да се самопроизвеждат. Във филогенезата се,смята че те произлизат от примитивни аеробни прокариоти внедрени като цитосимбионти в примитивни еукариотни клетки. Това е най-разпространената ендосимбионтна теория в нейна подкрепа са следните особенности: РНК, има 70S на рибозомата (прокариотен тип), ДНК (циклична, прокариотен тип). Химичен състав на хлоропластите
Това което отличава хлоропластите от останалите пластиди е пигментния състав и вътрешната мембранна организация. Хлоропластите съдържат белтъци, липиди, РНК, ДНК и пигменти. Най-характерният пигмент за хлоропластите е хлорофила. Хлорофилите биват А,В,С,D и бактериохлорофил. Всички автотрофни растителни организми притежават хлорофил А в типични хлоропласти или подобна структура като хлоропластите. За изпита! Ултраструктура на хлоропластите Хлоропластите са изградени от двойна-мембранна обвивка с перипластидно пространство м/у двете мембрани. Навътре от двойномембранната обвивка се намира стромата на хлоропластите. В стромата на хлоропластите се намира вътрешна мембр.система, изградена от 2 вида тилакоиди (тангенциално сплеснати цистерни). В стромата още се разполагат рибозомите и цикличната ДНК. Като продукт от ф-цията на хлоропластите в определен момент от онтогенезата се натрупват скорбяла, пластоглобули и много по-рядко кристални образувания. Двойномембранна обвивка – обвивката на хлоропласта е изградена от 2 мембрани с диаметър около 5 nm. Пространството м/у двете мембрани е запълнено с нецитоплазмена фаза и това пространство е с дебелина 2-3 nm. Двете мембрани изграждат обвивката и имат различна ф-ция и структурна специализация. От инвагинациите на тази мембрана се образуват везикули в стромата на пластидите, които постепенно се структурират всички тилакоидни мембрани. В меристемните клетки в цитоплазмата има пропластиди (I-ви етап от развитието на хлоропласта) ,които са изградени само от двойномембранна обвивка строма и в стромата везикулите или единичните тилакоиди, които са образувани от сливането на везикулите. Развитие на хлоропластите при отсъствие на светлина При отсъствие на светлина от пропластидите вместо структуриране на вътрешната мембранна с-ма се структурира тяло подобно на кристална решетка. Това тяло се нарича проламеларно тяло, а пластида в това състояние се нарича етилопласт. Проламеларното тяло се структурира от вътрешната мембрана на обвивката, съдържа каротиноиди и протохлорофилид(предшественик на хлорофила). Хромопласти Хромопластите са оранжево-червените пластиди и при тях основен пигмент е каротиноидите. Хромопластите са характерни за цветовете и преди всичко за зрелите плодове. В онтогенезата нямат самостоятелен произход най-често се образуват от хлоропластите. В процеса на структурирането им в хлоропластите настъпва разрушаване на тилакоидите и се образува носеща структура на пигмента (каротиноид).Тази структура може да бъде кристал, глобули, фибриларен компонент или мембрана. От там следват и видовете хромопласти: кристален тип, глобуларен тип, фибриларен и тубуларен тип. Лейкопласти Лейкопластите са безцветни пластиди, които най-често имат първичен произход , но могат да произлизат и от хлоропластите. В зависимост от резервното в-во те биват: амилопласти (натрупват скорбяла), протеопласти (белтъци) и олеопласти (мазнини). Амилопластите са пластиди характерни за резервни тъкани, резервен паренхим (в грудки, клубени, семена и при някои корени). В амилопластите не се структурира тилакоидна система, а се образуват центрове (един или повече) на акумулация на скорбяла, които инициират натрупването ѝ под формата на слоеве. Особености на митохондриите при растителната клетка
В растителната клетка се срещат два типа митохондрии по отношение на формата на кристите. При растенията се срещат две типа кристи като тубули и като везикули. От там и двата вида митохондрии – тубуларен и саколарен. В растителната клетка митохондриите се намират в дискретна форма в контакт с хлоропласти. При определени условия, например – ниска температура, може да настъпи струпване на митохондрии, с цел увеличаване на контактната им повърхност и това води до преход от дискретна в континоална форма. Най- специфично за растенията е наличието на митохондриален ретикулум в ликовите елементи. При тези клетки се смята, че има една гигантска митохондрия и другото предположение е, че става дума за голям брой митохондрии. Това е характерно за съпроводителните клетки при флоема. Наличието на митохондриален ретикулум в тях ги прави реален източник на енергия при транспорта на асимилати. Специфична сруктура на ядрото В решетестите цеви на ликовата проводяща тъкан в ранна онтогенеза има централна вакуола, постенна цитоплазма и в нея ядро. В определен момент от онтогенезата ядрото се фрагментира. Отделните фрагменти се резорбират този процес се нарича – пикотична дегенерация. В зряла онтогенетична възраст тези клетки са без ядрени. В тях има специфична сруктура само за растителната клетка която се нарича – Ф – белтък.
F-белтък F - белтъкът е специфичен само за растителните клетки на висшите растения. Наблюдава се само в решетестите цеви на ликовата проводяща тъкан. В ранна онтогенетична възраст в цитоплазмата се структурира компактно образувание наречено f-белтъчно тяло. При развитие на елементите ядрото се разрушава (чрез пикроза) и в този момент f-белтъчното тяло се разпада на f-белтъчни фибрили. Този процес е съпроводен с разрушаване на тонопласта и сливането на цитоплазменото и вакуоларното съдържимо. Непротоплазмени компоненти Вакуола Вакуолата е непротоплазмен компонент, който се появява като продукт на ф-цията на протоплазмените компоненти в зряла онтогенетична възраст. В меристемните клетки се появяват в онтогенезата малки везикули, които предшестват формирането на вакуола. Тези малки везикули се наричат превакуоларни телца. При нарастване на клетката броят им се увеличава те започват да се сливат и се образува централна голяма вакуола Функции на вакуолата Вакуолата е компортмента, чрез който се увеличава обема на растителната клетка. Вакуолата участва в поддържането на турбура на раст. клетка. Вакуолата е депо за натрупване на резервни в-ва и крайни продукти от метаболизма на протоплазмените органели, които се депонират във вакуолата и по-този начин се имубилизират. Веществата, които могат да се натрупват във вакуолата са: неорг. соли, орг.к-ни, белтъци, въглехидратни пигменти, гликозиди, алкалоиди, дъбилни в-ва, сапунини. Около 90% - 98% от съдържанието на вакуолата е вода. Съществено място в транспорта на тези в-ва има тонопласта като елементарна гранична мембрана. Той съдържа различни транспортни системи и транслокатори. Един от най-важните за растителната клетка е захарния транслокатор. Чрез този транслокатор се транспортират захари от цитоплазмата във вакуолата и обратно при транспорта на асимилати. Въглехидрати във вакуолата Във вакуолата се отлагат въглехидрати под формата на моно-,ди- и полизахариди. * монозахариди - глюкозата и фруктозата са най – често срещаните. Те придават сладкия вкус на узрелите плодове. За това са най-характерни за тези органи на растенията. * полизахариди - най-широко разпространения е инолин. Съдържа се най-вече в метаморфизирали подземни органи - като клубени, грудки.
Пигменти на клетъчния сок Пигментите , които се намират в кл. сок са: антоциани, антохлор и антофеин. За изпита!!! Антоцианите придават от бледорозово през цялата червена гама, през цялата синя гама до тъмно виолетово оцветяване. Антоцианите са над 100 вида, които се състоят от антоциатидини, свързани с някои въглехидрати.Оцветяването зависи от рh на средата (при кисело-червено; при алкално-син). Количеството не влияе на силата на оцветяването, влияе се от присъствие на метални йони и образуването на хелати, така например цинидинът при розата дава розово- червено оцветяване, същите при метличината, но образували хелати с железни йони придават синьо оцветяване. Алкалоиди Те са хетероциклични с-ния изградени от C,H,O и N има и без О. Алкалоидите се съдържат във всички части на растенията и имат горчив вкус. Типични са за семействата на маковете, лютиковите, картофовите. За растенията наличието на алкалоиди е спорен въпрос от функционална гледна точка. Съдържанието им е ниско около 1-2 % и за това много автори не ги разглеждат като типични резервни в-ва. Спорен е и въпроса каква им е ролята в метаболизма на клетката. Много автори смятат че тяхната роля е свързана с оцеляването на вида като го предпазват, съхраняват от масово унищожение на животните. Гликозиди Те са съединения на глюкозата с органичен остатък, затова под действието на ензими се разпадат на гликон и агликонов остатък. Гликозидите са от голямо значение за човека, те са основни в-ва в лекарствата за сърдечно-съдовите заболявания такива са : дигитали, адонинотоксин. Дъбилни вещества Дъбилните вещества са близки до структура на гликозидите. Биват 2 вида: хидролизиращи се – танини и кондензирани – катехини. Танините се съдържат в незрели плодове и придават стипчив вкус. Сапунини Те са в-ва, които обилно се пенят, при контакт с вода. Растението, което съдържа сапунини е сапунчето. Твърди включения (ергастични включения) Твърдите включения в раст. клетка са: кристали, белтъчни зърна, скорбяла. Тези твърди включения могат да се наблюдават както в цитоплазмата така и във вакуолата. *Кристали- най-често се образуват от калциев оксалат (оксалатни кристали). По рядко кристалите са от силициев диоксид.Кристалите са прости и сложни. – Прости кристали. Простите могат да бъдат във всички клетки от дадена тъкан и тогава клетките са еднородни. Ако кристалите се образуват само в някои клетки, то тези клетки имат по-големи размери и се наричат идиобласти. *Резервни белтъци – те се отлагат под формата на елейронови зърна. – Образуване на елейронови зърна-Резервният белтък се синтезира в ЕПР и под формата на везикули се отделя в цитозола. Чрез пиноцитоза белтъчните везикули се транспортират във вакуолата. Всичко това като процес се случва в млечно-зрялост на семената.При изсъхване на семената рязко се намалява водното съдържимо на клетката и транспортираните белтъчни везикули във вакуолата се превръщат в твърди включения т.е. алейронови зърна. Скорбелните зърна са изградени от 2 вида скорбяла приблизително отношение 3:1. * Видове скорбелни зърна: прости, сложни и полусложни.
Клетъчна стена Клетъчната стена е твърдо целулозно образувание.Ограничаващо протопласта; придаващо формата на клетката и определящо текстурата на всяка тъкан. Кл.стена е изградена от 3 осн.в-ва: целулоза,хемицелулози и пектинови в-ва. =Целулозата е най-широко разпространения структурен хомо-полизахарид в раст.свят. Изградена е от d-глюкозни остатъци,които образуват неразклонени вериги. Всяка верига е изградена от 300- 3 000 подредени един под друг д - глюкозни остатъци. Веригите са със сложна пространствена ориентация, но нямат кристална структура. =Хемицелулозата са фибриларни структури, които нямат строга простр. организация, изградени са от 5-6 въглеродни захари без глюкоза. Хемицелулозите са хидрофилни по характер в-ва. =Пектиновите в-ва са с още по-силно изразен хидрофилен характер. Представляват в-ва получени след полимеризация на метил-d-галакторонат с други органични съединения. Веригите, които образува са разклонени. =Хим. С-ва: Клетъчната стена съдържа около 60% вода, около 20% хемицелулоза, около 10-12% целулоза, 2% пектинови в-ва и 1-2% белтък-екстензин. За Изпит!!! Образуване на клетъчната стена При делене на клетката в централната част по време на метафазата се концентрират микротубули под формата на екваториална разположена пластинка. Тази структура е силно мобилна временна и се нарича фрагмопласт, фрагмопласта е микротръбички подредени в екваториалната област. Функциите на фрагмопласта са: микротръбичките да насочват транспортните везикули отделени от диктиозомите да ги уплътняват и в резултат на тяхното сливане да се образува средна пластина или ламела. Средната пластина представлява първата реална преграда м/у дъщерните клетки. Тя е изградена само от пектинови в-ва. Тези пектинови в-ва се съдържат в транспортните везикули. Мембраните на везикулите изграждат вътрешната гранична мембрана – плазмалема. Там където се структурира средна пластина фрагмопластът се разрушава.Процесът започва от центъра и продължава докато средната пластина достигне майчината стена. Фрагмопластът престава да съществува като микротръбичките се придвижват в периферията на протопласта и отново поема основната си ф-ция – цитоскелет. Стената на майчината клетка се разрушава, отделя се ензим и всяка дъщерна клетка изгражда своя собствена стена. ЗА Изпит!!! Микроструктура на кл.стена (нива на организация на целулозата) Кл.стена е изградена от фибриларен компонент и матрикс. Фибриларният компонент е целулозен и представлява скелета на стената. Матриксът на стената е изграден от хемицелулоза и пектинови в-ва и изпълва цялото пространство около фибриларния компонент. При структуриране на фибриларния компонент целулозата преминава няколко нива на организация. Глюкозните мономери структурират целулозната молекула, която е неразклонена. Целулозните молекули се свързват помежду си около 100 на брой, ковалентно и формират т.н. елементарни фибрили. Молекулярен модел на кл.стена Хемицелулозите са плътно прикрепени към целулозните фибрили. Връзката м/у целулозните фибрили и пектиновите в-ва се осъществява чрез ковалентни връзки м/у пектиновите в-ва и хемицелулозите. Пектиновите в-ва се намират в свободните пространства м/у микрофибрили. Гликопротеинът екстензин се разполага перпендикулярно на микрофибрилите като свързва молекулите на пектиновите в-ва. Ф-ция на гликопротеина: екстензинът е основния фактор, който противостои на налягането на клетката и по този начин поддържа структурата на стената стабилна. Той ограничава прекомерното разтягане на кл.стена. За изпит!!! Нарастване на кл.стена Нарастването на кл.стена бива на повърхност и на дебелина. =Нарастването на повърхност се осъществява докато клетката достигне максималния си обем. В резултат на това нарастване се образува първична кл.стена. Първичната кл.стена е с ниско съдържание на целулоза и с много високо съдържание на хемицелулоза. В това състояние кл.стена се запазва при много тъкани в целия онтогенетичен период. При повърхностното нарастване се реализира принцип на апозиция. Това означава,че при формиране на кл.стена има наслагване на микрофибрили и реориентация до паралелна структура без внедряване на микрофибрили. =Нарастване на дебелина- При част от тъканите (дървесивна,проводяща и механична тъкан по-рядко паренхим). Във връзка с функцията, която изпълняват се образува освен първична и вторична кл.стена.Този процес представлява надебеляване на стената .Надебеляването бива външно и вътрешно. – Външното надебеляване има само при клетки със свободна външна повърхност (полеви зърна). При полевите зърна вторичната кл. стена се образува навън от първичната за сметка на в-вото спорополенин. Това високо полимерно с-ние много устойчиво на въздействия, а вторичната стена изградена от това в-во има строго определена видова специфична скулптура. – Вътрешното надебеляване има при дървесивна проводяща,механична и паренхим. То бива 2 вида:лентовидно и поресто. *Лентовидното надебеляване бива:пръстеновидно, спираловидно (с различен ход на спиралата) и мрежовидно. Като мрежовидното е преход към по-висшата форма на надебеляване – порестото. *Поресто надебеляване е най-съвършенното надебеляване от фило- и онтогенетичен аспект. Наблюдава се и при 3-те тъкани. При порестото надебеляване се образува 2 вида пора: дворчести и прости пори. Простите са характерни за паренхимни тъкани. В първичната кл.стена има места, които се наричат първични порови полета и на тяхно място няма образуване на вторична стена така се оформя канална пора. При структуриране на пората с/у нея се образува същата и това вече е двойка прости пори.През тях се осъществява активен транспорт и в двете посоки. При дървесивната проводяща тъкан се образуват дворчести пори.При тях вторичната клетъчна стена се издига като свод над първичното порово поле. Всяка дворчеста пора има отвор и камера. Само при голосеменните има задебеление на кл. стена и се нарича торус. Торуса служи като клапа. Контактните взаимоотношения м/у клетките т.н. междукл. транспорт се осъществява чрез 2 структури. Когато стената е първична структурата е плазмодезма. Когато има вторична стена контактът се осъществява чрез пори. Химични изменения на кл.стена Те са свързани с промяна на структурата на самите изграждащи я в-ва или с отлагане на нови в-ва в нея.Първият тип изменения са ослизняване, мацерация и гумозис. Най-широко разпространена е мацерацията. Тя е свързана с разграждането на средната пластина или ламела. Естествена мацерация се наблюдава при зреенето на плодовете.Изкуствена мацерация се дължи на висока температура или хим.в-ва. |