Шпаргалка по "Ботанике"

7. Пластиди. Вакуолі, целюлозна клітинна стінка і пластиди - характерні компоненти рослинних клітин. Кожна пластиду має власну оболонку, що складається з двох елементарних мембран. Усередині пластиди розрізняють мембранну систему і різного ступеня гомогенне речовина - строму. Зрілі пластиди класифікують на підставі містяться в них пігментів.  
Хлоропласти, в яких протікає фотосинтез, містять хлорофіли та каротиноїди. Зазвичай мають форму диска діаметром 4 - 5 мкм. В одній клітці мезофілу (середина аркуша) може перебувати 40 - 50 хлоропластів; в мм ^{2 листи} - близько 500 000. в цитоплазмі хлоропласти зазвичай розташовуються паралельно клітинній оболонці.  
Внутрішня структура хлоропласта складна. Строма пронизана розвиненою системою мембран, що мають форму пухирців - тилакоїдів. Кожен тилакоїди складається з двох мембран. Тилакоїди утворюють єдину систему. Як правило, вони зібрані в стопки - грани, що нагадують стовпчики монет. Тилакоїди окремих гран пов'язані між собою тилакоїди строми, або межграннимі тилакоїди. Хлорофіл і каротиноїди вбудовані в тилакоїдних мембрани. Хлоропласти зелених рослин і водоростей часто містять зерна крохмалю і дрібні ліпідні (жирові) краплі. Крохмальні зерна --це тимчасові сховища продуктів фотосинтезу. Вони можуть зникнути з хлоропластів рослини, що знаходиться в темряві всього лише 24 год, і з'явитися знову через 3 - 4 год після перенесення рослини на світло.  
Хлоропласти - напівавтономні органели і нагадують бактерії. Наприклад, рибосоми бактерій і хлоропластів мають досить високу схожість. Вони менше рибосом еукаріотів. Синтез білка на рибосомах бактерій і хлоропластів пригнічується хлорамфеніколом, не надає впливу в клітинах еукаріотів. Крім того, і бактерії і хлоропласти мають схожого типу нуклеоида, організовані подібним чином. Незважаючи на те, що освіта хлоропластів і синтез знаходяться в них пігментів значною мірою контролюється хромосомної ДНК клітини, тим не менш у відсутність власної ДНК хлоропласти не формуються.  
Хлоропласти можна вважати основними клітинними органелами, так як вони стоять першими в ланцюзі перетворення сонячної енергії, в результаті якого людство отримує, і їжу та паливо. У хлоропластах протікає не тільки фотосинтез. Вони беруть участь і в синтезі амінокислот і жирних кислот, служать сховищем тимчасових запасів крохмалю.  
Хромопласти - пігментовані пластиди. Різноманітні за формою вони не мають хлорофілу, але синтезують і накопичують каротиноїди, які надають жовтого, помаранчеву, червоне забарвлення квіток, старим листям, плодів і коріння. хромопласти можуть розвиватися з хлоропластів, які при цьому втрачають хлорофіл і внутрішні мембранні структури, накопичують каротиноїди. Це відбувається при дозріванні багатьох плодів. Хромопласти приваблюють комах та інших тварин, з якими вони разом еволюціонували.  
Лейкопласти - непігментовані пластиди. Деякі з них синтезують крохмаль (амілопласти), інші здатні до утворення різних речовин, у тому числі ліпідів і білків. На світлі лейкопласти перетворюються у хлоропласти.  
Пропластид - дрібні безбарвні або блідо-зелені недиференційовані пластиди, які знаходяться в меристематичних (діляться) клітинах коренів і пагонів. Вони є попередниками інших, більш диференційованих пластид - хлоропластів, хромопластів і амінопласти. Якщо розвиток протопластід затримується через відсутність світла, в них може з'явитися одне або декілька проламмелярних тілець, що представляють собою напівкристалічних скупчення трубчастих мембран. Пластиди, що містять проламеллярние тільця, називаються етіопластамі. На світлі етіопласти перетворюються на хлоропласти, при цьому мембрани проламеллярних тілець формують тилакоїди. Етіопласти утворюються в листках рослин, що у темряві. протопласти зародків насіння спочатку перетворюються в етіопласти, з яких на світлі потім розвиваються хлоропласти. Для пластид характерні відносно легкі переходи від одного типу до іншого. Пластиди, як і бактерії розмножуються поділом надвоє. У меристематичних клітинах час поділу протопластід приблизно збігається з часом ділення клітин. Однак у зрілих клітинах велика частина пластид утворюється в результаті поділу зрілих пластид.  

8. Мітохондрії. Як і хлоропласти, мітохондрії оточені двома елементарними мембранами. Внутрішня мембрана утворює безліч складок і виступів - крист, які значно збільшують внутрішню поверхню мітохондрії. Вони значно менше, ніж пластиди, мають близько 0,5 мкм в діаметрі і різноманітні по довжині і формі.  
У мітохондріях здійснюється процес дихання, в результаті якого органічні молекули розщеплюються з вивільненням енергії і передачею її молекул АТФ, основного резерву енергії всіх еукаріотичних клітин. Більшість рослинних клітин містить сотні й тисячі мітохондрій. Їх кількість в одній клітці визначається потребою клітини в АТФ. Мітохондрії знаходяться в постійному русі, переходячи з однієї частини клітини до іншої, зливаючись один з одним діляться. Мітохондрії зазвичай збираються там, де потрібна енергія. Якщо плазматична мембрана активно переносить речовини з клітини в клітину, то мітохондрії розташовуються уздовж поверхні мембрани. У рухливих одноклітинних водоростей мітохондрії скупчуються біля підстав джгутиків, поставляючи енергію, необхідну для їхнього руху.  
Мітохондрії, як і пластиди, є напівавтономні органелами, які містять компонентами, необхідні для синтезу власних білків. Внутрішня мембрана оточує рідкий матрикс, в якому знаходяться білки, РНК, ДНК, рибосоми, подібні з бактеріальними і різні розчинені речовини. ДНК існує у вигляді кільцевих молекул, що розташовуються в одному або декількох нуклеоида.  
На підставі схожості бактерій з мітохондріями і хлоропластами еукаріотичних клітин можна припустити, що мітохондрії і хлоропласти походять від бактерій, які знайшли «притулок» у більш великих гетеротрофних клітинах - попередників еукаріот.  

9. Рибосоми. Маленькі частинки (17 - 23нм), що складаються приблизно з рівної кількості білка і РНК. У рибосомах амінокислоти з'єднуються з утворенням білків. Їх більше в клітинах з активним обміном речовин. Рибосоми розташовуються в цитоплазмі клітини вільно або ж прикріплюються до грубого ендоплазматичного ретикулуму (80S). Їх виявляють і в ядрі (80S), мітохондріях (70S), пластидах (70S).  
Рибосоми можуть утворювати комплекс, на яких відбувається одночасний синтез однакових поліпептидів, інформація про яких знімається з однієї молекули і РНК. Такий комплекс називається полірібосомамі (полісомах). Клітини, які синтезують білки у великих кількостях, мають велику систему полісом, які часто прикріплюються до зовнішньої поверхні оболонки ядра.  

10. Ендоплазматичний ретикулум. Це складна тривимірна мембранна система невизначеною протяжності. У розрізі ЕР виглядає як дві елементарні мембрани з вузьким прозорим простором між ними. Форма і довжина ЕР залежать від типу клітини, її метаболічної активності та стадії диференціювання. У клітинах, які секретують або запасающих білки, ЕР має форму плоских мішечків або цистерн, з численними рибосомами, пов'язаними з його зовнішньою поверхнею. Такийретикулум називається шорстким ендоплазматичним ретикулумом. Гладкий ЕР зазвичай має трубчасту форму. Шорсткий і гладкий ендоплазматичний ретикулум можуть бути присутніми в одній і тій же клітині. Як правило, між ними є багато чисельні зв'язку.  
Ендоплазматичний ретикулум функціонує як комунікаційна система клітини. Він пов'язаний із зовнішньою оболонкою ядра. Фактично ці дві структури утворюють єдину мембранну систему. Коли ядерна оболонка під час поділу клітини розривається, її обривки нагадують фрагменти ЕР. Ендоплазматичний ретикулум - це система транспортування речовин: білків, ліпідів, вуглеводів, в різні частини клітини. ендоплазматичний ретикулум сусідніх клітин з'єднуються через цитоплазматичні тяжі - плазмодесми - які проходять крізь клітинні оболонки.  
Ендоплазматичний ретикулум - основне місце синтезу клітинних мембран. У деяких рослинних клітинах тут утворюються мембрани вакуолей і мікротелец, цистерни діктіосом.  
Апарат Гольджі. Цей термін використовується для позначення всіх діктіосом, або тілець Гольджі, у клітці. Діктіосоми - це групи плоских, дисковидні бульбашок, або цистерн, які по краях розгалужуються в складну систему трубочок. Діктіосоми у вищих рослин складаються з 4 - 8 цистерн, зібраних разом.  
Зазвичай в пачці цистерн розрізняють формується і дозрівають сторони. мембрани формуються цистерн по структурі нагадують мембрани ЕР, а мембрани дозріваючих цистерн - плазматичну мембрану.  
Діктіосоми беруть участь у секреції, а в більшості вищих рослин - в утворенні клітинних оболонок. Полісахариди клітинної оболонки, синтезовані діктіосоми, накопичуються в бульбашках, які потім відділяються від дозріваючих цистерн. Ці секреторні пухирці мігрують і зливаються з ЦПМ; при цьому що містяться в нихполісахариди вбудовуються в клітинну оболонку. Деякі речовини, що накопичуються в діктіосоми, утворюються в інших структурах, наприклад, в ЕПР, а потім транспортуються в діктіосоми, де видозмінюються (модифікуються) перед секрецією. Наприклад, глікопротеїни - важливий будівельний матеріал клітинної оболонки. Білкова частина синтезується полісомах шорсткого ЕПР, вуглеводна - у діктіосоми, де обидві частини об'єднуються, утворюючи глікопротеїни. 

Мембрани - динамічні, рухливі  структури, які постійно змінюють свою форму і площу. На рухливості мембран заснована концепція ендоплазматичної системи.Відповідно до цієї концепції, внутрішні мембрани цитоплазми, крім мембран мітохондрій і пластид, являють собою єдине ціле і беруть початок від ендоплазматичного ретикулума. Нові цистерни діктіосом утворюються з ендоплазматичного ретикулуму через стадію проміжних бульбашок, а секреторні пухирці, що відділяються від діктіосом, зрештою сприяють формуванню плазматичної мембрани. Таким чином, ендоплазматичний ретикулум і діктіосоми утворюють функціональне ціле, в якому діктіосоми грають роль проміжних структур у процесі перетворення мембран, подібних грубого ендоплазматичного ретикулуму, в мембрани, подібні плазматичної. У тканинах, клітини яких слабо ростуть і діляться, постійно відбувається оновлення мембранних компонентів.  

11. Будова, склад і значення мікротілець, мікротрубочок і мікрофілатентів

Мікротільця. На відміну від пластид і мітохондрій, які відмежовані двома мембранами, мікротільця представляють собою сферичні органели, оточені однієї мембраною. Мікротільця мають гранулярний (зернисте) вміст, іноді в них зустрічаються і кристалічні білкові включення. Мікротільця пов'язані з одним або двома ділянками ендоплазматичного ретикулуму.  
Деякі мікротільця, звані проксісомамі, відіграють важливу роль у метаболізмі гліколевої кислоти, що має безпосереднє відношення до фотодихання. У зеленому листі вони пов'язані з мітохондріями і хлоропластами. Інші мікротільця, звані, гліоксісомамі, містять ферменти, необхідні для перетворення жирів у вуглеводи. Це відбувається в багатьох насінні під час проростання. 

Мікротрубочки виявлені практично у всіх еукаріотичних клітинах. Представляють собою циліндричні структури діаметром близько 24 нм. Довжина їх варіює. Кожна трубочка складається з субодиниць білка, званого тубуліну. Субодиниці утворюють 13 поздовжніх ниток, що оточують центральну порожнину. Мікротрубочки - це динамічні структури, вони регулярно руйнуються і утворюються на певних стадіях клітинного циклу. Їх складання відбувається в особливих місцях, які називаються центрами організації мікротрубочок. У рослинних клітинах вони мають слабко виражені аморфну ​​структуру.  
Функції мікротрубочок: беруть участь в утворенні клітинної оболонки; направляють бульбашки діктіосом до формується оболонці, подібно ниток веретена, які утворюються в делящейся клітці; відіграють певну роль у формуванні клітинної пластинки (первісної кордону між дочірніми клітинами). Крім того, мікротрубочки - важливий компонент джгутиків і війок, в русі яких, грають важливу роль.  
Мікрофіламенти, подібно мікротрубочки, знайдені практично у всіх еукаріотичних клітинах. Являють собою довгі нитки товщиною 5 - 7 нм, що складаються з скорочувального білка актину. Пучки мікрофіламентів зустрічаються в багатьох клітинах вищих рослин. Мабуть, грають важливу роль в струмах цитоплазми. Мікрофіламенти разом з мікротрубочками утворюють гнучку мережу, звану цитоскелетом. 

Мікротрубочки рослин є високодинамічними складовими цитоскелету, які залучені до важливих клітинних процесів, зокрема, сегрегації хромосом, формуванняфрагмопласту, мікрокомпартменталізації, внутрішньоклітинного транспорту, а також до підтримання сталої форми та полярності клітини. Мобільність мікротрубочок забезпечується динамічною нестабільністю, пересуванням полімерів моторними білками, тредмілінгом та гібридним механізмом тредмілінгу із динамічною нестабільністю плюс-кінця та повільною деполімеризацією мінус-кінця . 
Мікротрубочки підсвічені зеленим флуорисцентним білком (внизу, у центрі). 
Мікротрубочки є надмірно чутливими до біотичних та абіотичних факторів навколишнього середовища (холоду, освітлення, посухи, засолення, впливу гербіцидів і пестицидів, затоплення, стискання, впливу електричного поля, тиску та сили тяжіння), а такожфітогормонів, антимітотичних препаратів та ряду інших біологічно активних сполук. Мікротрубочки є порожнистими полярними циліндричними філаментами діаметром понад 24 нм, що збираються з гетеродимерів α- та β-тубулінів, які у положенні «голова-до-хвоста» формують 13 протофіламентів. 
Суттєве обмеження імуногістохімічних досліджень полягає у неможливості прижиттєвої візуалізації динаміки мікротрубочокеукаріотичних та прокаріотичних клітин в режимі реального часу. Це обмеження було подолано завдяки застосуванню конфокальної мікроскопії із зеленим флуоресцентним білком, ізольованим із медузи Aequorea victoria L.  Репортерна конструкція GFP-MBD для гетерологічної трансформації навіть за низького рівня транзієнтної експресії in vivo та in vitro дозволяє візуалізувати динамічну нестабільність мікротрубочок в різних типах клітин кореня.  
У клітинах вищих рослин присутні чотири типи побудов мікротрубочок: 
• сітка кортикальних та ендоплазматичних мікротрубочок, 
• препрофазна стрічка, 
• мітотичне веретено, 
• фрагмопласт

Мікрофіламенти — нитки білка актина нем'язової природи в цитоплазмі еукаріотичних клітин. Діаметр 4-7нм. Під плазматичною мембраною мікрофіламенти утворюють сплетіння, в цитоплазмі клітини формують пучки з паралельно орієнтованих ниток або тривимірний гель, формуючи цитоскелет. До їх складу входять, окрім актину, інші скоротливі білки: міозин, тропоміозин, актинін, що відрізняються від відповідних м'язових білків, а також специфічні білки (вінкулін, фрагмін, філамін, вілін тощо). 
Мікрофіламенти знаходяться у динамічній рівновазі з мономерами актину. Мікрофіламенти є скоротливими елементами цитоскелету та безпосередньо беруть участь у зміні форми клітини при розплощуванні, прикріпленні досубстрату, амебоїдному русі, ендомітозі, циклозі (для рослинних клітин), формуванні кільця цитотомії у тваринних клітинах, підтриманні мікроворсинок у клітинах кишковика безхребетних. До мікрофіламентів опосередковано прикріплюються деякі мембранні білки-рецептори.  Мікротільця- це гладкостенные пухирці величиною 0,1-1,5 напівтемних з відносно проникною мембраною, тонкозернистим матриксом (головний компонент - білок) і кристаллоидами білка або аморфних включень. 
Їхній основний фермент - кородробарка - зустрічається тільки в мікротельцях. 
Мікротільця утворяться з розширених і заповнених ферментом цистерн ЕР, які відділяються від ЕР або, можливо, зберігають із ним зв'язок. 
Мікротільця представлені двома основними видами: 
• пероксисомы; 
• гилоксисомы.

12.Компоненти цитоплазми, що беруть участь в утворенні клітинної оболонки.

Фрагмопласт (від грец. phragmos — загорода i plastos — виліплений, утворений) — зачаткова пластинка клітини, що виникає в екваторіальній площині в телофазі мітозу і бере участь в утворенні клітинної оболонки. Фрагмопласт закладається ще в анафазі у вигляді невеликих пухирців, що розташовуються впоперек ахромати нового веретена між хромосомами , що відійшли до протилежних полюсів. Пізніше пухирці зливаються і утворюють тонку смужку із напіврідкої цитоплазматичної маси. Таким чином, клітинна оболонка утворюється в протопласті і є продуктом його життєдіяльності. Електромікроскопічними дослідженнями було встановлено, що в утворенні первинної оболонки, яка є продовженням розвитку фрагмопласт, безпосередню участь бера комплекс Гольджі, який направляє до фрагмопласта пухирці, що зливаються з ним. Спочатку серединна пластинка закладається в центрі материнської клітини, а пізніше наростає у відцентровому напрямку до тих пір, доки не зімкнеться з боковими її стінками. Цей процес завершується тоді, коли сформовані дочірні ядра розійшлися до полюсів. Таким чином, серединна пластинка ділить протопласт материнської клітини на дві частини, але для обох дочірніх клітин вона є спеціальною і ніби втримує їх в одному комплексі. Роз’єднані протопласти дочірніх клітин відкладають з обох сторін на серединну пластинку первинну оболонку. В цей час кожна із дочірніх клітин збільшується в розмірах у декілька раз. Первинна стінка відносно тонка, середньому від 0,5 до 1 мк. Під мікроскопом видно, що вона представляє собою гомогенну структуру. Ріст первинної оболонки клітини відбувається шляхом інтусусцепції — впровадження мікрофібрил целюлози в міжмолекулярні їх простори. Однак механізм синтезу мікрофібрил целюлози і відкладання їх в первинній оболонці остаточно ще нез’ясоване. Первинною оболонкою в основному, вкриті клітини меристематичних клітин. Згодом в процесі диференціації клітини на внутрішню сторону первинної стінки (оболонки) накладається вторинна оболонка. Відкладання речовин первинної оболонки забезпечує її ріст в дожину, а вторинної — в товщину. Причому як первинна, так і вторинна оболонки ростуть за рахунок діяльності протопласту. Різні групи клітин різні групи клітин в залежності від спеціалізації мають вторинні оболонки різної товщини. Вторинна оболонка (стінка) наростає шляхом аппозиції, тобто накладання на старі шари міцел внутрішньої поверхні стінки нових. Це призводить до зменшення порожнини клітини. Накладання нових шарів на зовнішню сторону стінки спостерігається досить рідко, наприклад, на поверхню клітин епідерми, спор, пилку. Таким чином, на основі викладеного матеріалу можна представити схему будови оболонки клітини наступним чином: первинна оболонка, вторинна оболонка, третинна оболонка.