Шпаргалка по "Ботанике"

13. Клітинна стінка. Клітинна стінка відмежовує розмір протопласта і оберігає його розрив за рахунок поглинання води вакуолью.  
Клітинна стінка має специфічні функції, які важливі не тільки для клітини і тканини, в якій клітина знаходиться, але і для всієї рослини. Клітинні стінки грають істотну роль у поглинанні, транспорті і виділення речовин, а, крім того, в них може бути зосереджена лізосомальних, або переваривающая активність.  
Компоненти клітинної стінки. Найбільш типовим компонентом клітинної стінки є целюлоза, яка значною мірою визначає її архітектуру. молекули целюлози складаються з повторюваних молекул глюкози, з'єднаних кінець до кінця. Довгі тонкі молекули целюлози об'єднані в мікрофібрил товщиною 10 - 25 нм. Мікрофібрил перевиваються і утворюють тонкі нитки, які в свою чергу можуть обмотувати один навколо іншого, як пасма в канаті. Кожен такий «канат», або макрофібрілла, має товщину близько 0,5 мкм, досягаючи в довжину 4 мкм. Макрофібрілли міцні, як рівна за величиною сталевий дріт.  
Целюлозний каркас клітинної стінки заповнений переплітаються з ним целюлозними молекулами матриксу. До його складу входять полісахариди, званігеміцелюлозами, і пектинові речовини, або пектини, хімічно дуже близькі до геміцелюлози.  
Інший компонент клітинної стінки - лігнін - є найпоширенішим після целюлози полімером рослинних клітин. Лігнін збільшує жорсткість стінки і зазвичай міститься в клітинах, що виконують опорну або механічну, функцію.  
Кутін, суберіном, воску - зазвичай відкладаються в оболонках захисних тканин рослин. Кутін, наприклад, міститься в клітинних оболонках епідерми, а суберіном - вторинної захисної тканини, пробки. Обидві речовини зустрічаються в комбінації з воском і запобігають надмірну втрату води рослиною.  
Шари клітинної стінки. Товщина стінки рослинних клітин варіює в широких межах залежно від ролі клітин в структурі рослин і віку самої клітини. Під електронним мікроскопом проглядається в рослинній клітинній стінці два шари: серединна пластинка (звана також міжклітинним речовиною), та первинної клітинної стінки. Багато клітин відкладають ще один шар - вторинну клітинну стінку. Серединна платівка розташовується між первинними стінками сусідніх клітин. Вторинна стінка, якщо вона є, відкладається протопластом клітини на внутрішню поверхню первинної клітинної стінки.  
Серединна платівка. Серединна пластинка складається в основному з пектинових речовин. Там, де повинна виникнути клітинна стінка, між двома знову утворюються клітинами, спочатку відзначається густе сплетіння з канальцев ендоплазматичної мережі й цистерни апарату Гольджі (діктіосом). Потім у цьому місці з'являються бульбашки, заповнені пектиновим речовиною (з полісахаридів). Бульбашки ці відокремлюються від цистерн апарату Гольджі. Рання клітинна стінка містить різні полісахариди, основні з яких пектини і гемицеллюлоза. Пізніше до її складу входять більш щільні речовини - целюлоза і лігнін.  
Первинна клітинна оболонка. Це шар целюлозної оболонки, який відкладається до початку або під час росту клітини. Крім целюлози, геміцелюлози і пектину первинні оболонки містять глікопротеїн. Первинні оболонки можуть лігніфіціроваться. Пектиновий компонент додає пластичність, яка дозволяє первинної оболонці, розтягується по мірі подовження кореня, стебла або листа.  
Активно діляться клітини (більшість зрілих клітин, залучених в процеси фотосинтезу, дихання і секреції) мають первинні оболонки. Такі клітини з первинної оболонкою і живим протопластом здатні втрачати характерну форму, ділитися і диференціюватися в новий тип клітин. Саме вони беруть участь у загоєнні ран і регенерації тканин у рослин.  
Первинні клітинні оболонки не однакові по товщині на всьому своєму протязі, а мають тонкі ділянки, які називаються первинними поровим полями. Тяжі цитоплазми, або плазмодесми, що з'єднують протопласти сусідніх клітин, зазвичай проходять через первинні порові поля.  
Вторинна клітинна оболонка. Незважаючи на те, що багато рослинні клітини мають лише первинну оболонку, у деяких до центру клітини протопласт відкладає вторинну оболонку. Зазвичай це відбувається після припинення росту клітини і площа первинної оболонки більше не збільшується. З цієї причини вторинна оболонка відрізняється від первинної. Вторинні оболонки особливо потрібні спеціалізованим клітинам, що зміцнює рослина і проводять воду. Після відкладення вторинної оболонки протопласт цих клітин, як правило, відмирає. У вторинних оболонках більше целюлози, ніж в первинних, а пектинові речовини і глікопротеїни в них відсутні. Вторинна оболонка розтягується з працею, її матрикс складається з геміцелюлози.  
У вторинній оболонці можна виділити три шари - зовнішній, середній і внутрішній (S _1, S _2, S _3). Шарувата структура вторинних оболонок значно збільшує їх міцність. Мікрофібрил целюлози у вторинній оболонці відкладається щільніше, ніж у первинній. Лігнін - звичайний компонент вторинних оболонок деревини.  
Пори в оболонках контактують клітин розміщені навпроти один одного. Дві лежать один проти одного пори і поровая мембрана утворюють пару пір. У клітинах, які мають вторинні оболонки, існують два основних типи пір: прості і облямовані. У облямованих порах вторинна оболонка нависає надпорожниною пори. У простих порах цього немає.  
Зростання клітинної оболонки. У міру зростання клітини збільшується товщина і площа клітинної оболонки. Розтягування оболонки - процес складний. Він контролюється протопластом і регулюється гормоном ауксинів.  
У клітинах, що ростуть у всіх напрямках рівномірно, відкладення міофібрил носить випадковий характер. Ці міофібрили утворюють неправильну мережу. Такі клітини виявлено в серцевині стебла, запасающих тканинах та при культивуванні клітин in vitro. У подовжуються клітинах міофібрили бічних оболонок відкладається під прямим кутом до осі подовження.  
Речовини матриксу - пектини, геміцелюлози і глікопротеїни переносяться до оболонки в бульбашках діктіосом. При цьому пектини більш характерні для зростаючих клітин, а геміцелюлози переважають в не зростаючих клітинах.  
Целюлозні мікрофібрил синтезуються на поверхні клітини за допомогою ферментного комплексу, пов'язаного з плазматичною мембраною. Орієнтація мікрофібрил контролюється мікротрубочками, розташованими біля внутрішньої поверхні плазматичної мембрани. 

14. Поява яких речовин у складі  оболонок викликає вторинні зміни

При утворенні вторинної К.о. відбуваються вторинні зміни її хімічного складу та властивостей. Це лігніфікація (здерев’яніння) – просякнення К.о. лігніном, який підвищує твердість і міцність К.о., але знижує її проникність для води та спричиняє відмирання протопласту. Кутинізація – відкладання на зовнішніх стінках клітин епідерми кутину у вигляді жироподібної плівки — кутикули, яка обмежує транспірацію (випаровування) води з клітин рослини. Суберинізація (скорковіння) — просякнення суберином К.о., яка втрачає еластичність, стає непроникною для води та газів, унаслідок чого протопласт відмирає. Мінералізацію К.о. викликають кристалічні мінеральні речовини, найчастіше кремнезем (стебла і листки злаків, осок, хвощів), інколи карбонати. Мінералізовані оболонки стають твердими, але крихкими. Ослизнення К.о. пов’язане з ізомерними перетвореннями поліцукрів оболонки, що спостерігається у кореневих волосках, насіннєвому лушпинні (лузга) (айва довгаста, види льону, подорожника, гірчиці). У підземних органах (алтея лікарська), листках (алое деревовидне) чи плодах (хурма східна) слизи кумулюються як поживні речовини. У медицині слизи ЛР використовують як обволікаючі, пом’якшувальні, проносні, відхаркувальні, протизапальні, знеболювальні речовини.

Вторинні зміни  клітинної оболонки. 
І. Здерев’яніння або лігніфікація – просочування оболонки лігніном. 

1. Розчин 1% флороглюцину + концентрована HCl → малинове або вишнево – червоне забарвлення.
2. Хлор-цинк-йод з додаванням сірчаної кислоти → жовте забарвлення.
3. Спиртовий розчин сафраніну → червоне забарвлення.
4. Сірчанокислий анілін → лимонно – жовте забарвлення.

 
ІІ. Скорковіння або суберинизація  – просочування оболонки клітин суберином. 

1. Судан ІІІ – ІV → рожево – жовтогаряче забарвлення оболонки.
2. Концентрований розчин КОН → пожовтіння і набрякання скорковілих оболонок.

 
ІІІ. Кутинізація – процес виділення  жироподібної речовини кутину і утворення  зовнішнього соскоподібного шару –  кутикули. 

1. Судан ІІІ – ІV → рожево – жовтогаряче забарвлення.
2. Хлор-цинк-йод → жовте забарвлення.

 
ІV. Мінералізацію клітинної оболонки викликають аморфні або кристалічні  речовини – кремнезем, карбонати. 

1. Кремнезем виявляють за допомогою спалювання по залишку кремнієвого скелету; або за допомогою розчину фенолу → рожеве забарвлення.
2. Карбонати – шляхом додавання HCl → виділення СО2.

 
V. Ослизнення – метаболічні процеси ізомерного перетворення полісахаридів оболонки чи цитоплазми, що призводять до появи слизу. 

1. Розчин туші → ослизненні клітини залишаються світлими на темному фоні.
2. Розчин метиленового синього → блакитне чи синє забарвлення.
3. Розчин лугу → пожовтіння.
4. CuSO4 + 50 % розчин лугу → представники родини Malvaceae мають синє, родини Liliaceae – зелене забарвлення.

Камедевиділення або гумоз – патологічне посттравматичне ослизнення клітин деревини або серцевини, при якому оболонки і вміст клітин перетворюються в камеді або гуми. Це складні полісахариди, які містять кальцієві і магнієві солі, уранові кислоти і етерифіковані моносахариди.

15. Практичне значення речовин клітинної оболонки

Клітинні оболонки інколи утримують кремнезем (у хвощів, злаків, осокових). Включення оксалату кальцію мають клітини цибулі (у вигляді кристалів), черешки  бегонії (друзи), кореневища купини  (мають вигляд рафід). З інших речовин у клітинних оболонках є своєрідні органічні речовини: хітин (у вищих грибів), фітомеланін (у плодових оболонках сімянок соняшника, сафлора, череди та ін. рослин). Усі ці речовини, які відкладаються в клітинних оболонках рослин, відіграють захисну функцію.

16. Вакуоля — обмежена мембраною органела, яка міститься в деяких еукаріотних клітинах і виконує різні функції (секреція, екскреція і зберігання запасних речовин). Вакуоля та її вміст розглядається, як відокремлена від цитоплазми частина. Вакуолі особливо добре помітні в клітинах рослин ігрибів. У рослинних клітинах вакуолі переважно займають більше 30 % об'єму, а в окремих випадках навіть до 90 %. Вакуолі рослин споріднені ізлізосомами тварин і містять велику кількість гідролітичних ферментів, проте їхні функції не обмежені тільки перетравленням біополімерів. Зокрема цей компартмент може використовуватись для зберігання, як поживних речовин так і відходів метаболізму. Також вакуолі дають можливість економно і швидко збільшувати розмір клітини не збільшуючи об'єму цитоплазми. Не рідко одна клітина може містити кілька вакуоль з різними функціями. 
Вакуолі рослин необхідні для регулювання тургорного тиску та pH цитоплазми. Наприклад, у випадку зростання кислотності навколишнього середовища надмірне надходження протонів у цитолазму принаймні деякою мірою компенсується їх транспортом всередину вакуоль. Схожим чином підтримується і тургор, частково завдяки контрольованому розщепленню ти синтезу полімерів, таких як поліфосфати, у вакуолях, а частково, завдяки зміні швидкості транспроту амінокислот, цукрів та інших малих молекул через плазмалему та тонопласт (мембрану вакуолі). 
У вакуолях зберігаються найрізноманітніші речовини, деякі із яких можуть мати поживну цінність. Так у насінні квасолі і гороху вакуолі містять велику кількість білків. Коли насіння проростає білки розщеплюються гідролітичними ферментами, а амінокислоти транспортуються через тонопласт у циптоплазму. Також вакуолі можуть накопичувати пігменти, такі як антоціанін, зокрема у пелюстках для приваблення запилювачів. З іншого боку, ці органели також можуть містити речовини із відлякувальною функцією для захисту від рослиноїдних тварин.

Вакуолі - це відмежовані мембраною ділянки клітини, заповнені рідиною - клітинним соком. Вони оточені тонопластом (вакуолярної мембраною).  
Молода рослинна клітина містить численні дрібні вакуолі, які в міру старіння клітини зливаються в одну велику. У зрілій клітці вакуолью може бути зайнято до 90% її обсягу. При цьому цитоплазма притиснута у вигляді тонкого шару периферичного до клітинної оболонки. Збільшення розміру клітини в основному відбувається за рахунок зростання вакуолі. У результаті цього виникає тургорное тиск і підтримується пружність тканини. У цьому полягає одна з основних функцій вакуолі і тонопластом.  
Основний компонент соку - вода, інші варіюють залежно від типу рослини і його фізіологічного стану. Вакуолі містять солі, цукру, рідше білки. Тонопласт відіграє активну роль у транспорті і накопиченні в вакуолі деяких іонів. Концентрація іонів у клітинному соку може значно перевищувати її концентрацію у навколишньому середовищі. При високому вмісті деяких речовин у вакуолях утворюються кристали. Найчастіше зустрічаються кристали оксалату кальцію, що мають різну форму.  
Вакуолі - місця накопичення продуктів обміну речовин (метаболізму). Це можуть бути білки, кислоти і навіть отруйні для людини речовини (алкалоїди). Часто відкладаються пігменти. Блакитний, фіолетовий, пурпуровий, темно-червоний, яскраво-червоний надають рослинним клітинам пігменти з групи антоціанів. На відміну від інших пігментів вони добре розчиняються у воді і містяться в клітинному соку. Вони визначають червону і блакитну забарвлення багатьох овочів (редиска, турнепс, капуста), фруктів (виноград, сливи, вишні), квітів (волошки, герані, дельфініуми, троянди, півонії). Іноді ці пігменти маскують в листках хлорофіл, наприклад, у декоративного червоного клена. Антоціани забарвлюють осіннє листя в яскраво-червоний колір. Вони утворюються в холодну сонячну погоду, коли в листі припиняється синтез хлорофілу. У листі, коли антоціани не утворюються, після руйнування хлорофілу помітними стають жовто-оранжеві каротиноїди хлоропластів. Найбільш яскраво пофарбовані листя холодною ясною восени.  
Вакуолі беруть участь в руйнуванні макромолекул, у круговерті їх компонентів в клітині. Рибосоми, мітохондрії, пластиди, потрапляючи в вакуолі, руйнуються. З цієї перетравлює активності їх можна порівняти з лізосомами - органелами клітин тварин.  
Вакуолі утворюються з ендоплазматичної мережі (ретикулуму). 

17. Кристалічні включення – кінцеві продукти обміну речовин. Кінцевими продуктами метаболізму є кальцієва сіль щавелевої кислоти. Вона накопичується у вакуолях у вигляді кристалогідратів певної форми, яка залежить від кількості молекул кристалізаційної води. 
Поодинокі кристали мають форму ромбоедрів, октаедрів, тетраедрів. Іноді паличкоподібні кристали перехрещуються або зрощуються по декілька.  
Друзи (дигідрати) – зірчасто зрощені пірамідальні кристали. Вершини пірамід направлені в різні сторони внаслідок чого друза має зірчасту форму. Зустрічаються в листках дурману, корі калини, дубу. Розанівські друзи – друзи, які тяжами зростаються з клітинною оболонкою. Кристали в рослинах відкладаються в тих місцях, які можуть бути поступово видалені або скинуті з поверхні рослин: листя, кори, луски. 
Рафіди (дигідрати) – голчасті кристали, що лежать у великих клітинах – ідіобластах щільним пучком. Зустрічаються в листках конвалії, кореневищах купени, чемериці, корені ревеню, м’якоті плодів шипшини. 
Стилоїди (дигідрати) – подовжені, вузькі, призматичні кристали із загостреними кінцями, займають вузеньку клітину – ідіобласт, характерні для однодольних рослин. 
Кристалічним піском називають дрібні кристали, що заповнюють порожнину ідіобласту або кристалоносного мішка. Накопичуються кінцеві продукти обміну в органах і частинах рослин, що періодично відокремлюються, скидаються рослиною: у листках, у корі, оплодні, шкірці насінин. У старіючих клітин кристалів більше, вони крупніші. 
Кристали карбонату кальцію та кремнезему відкладаються в оболонках, вакуолях чи формують тіло цистоліту. Цистоліт – внутрішній виріст оболонки спеціалізованих клітин – літоцист. Може бути диференційованим на целюлозну ніжку і тіло – зростки кристалів карбонату кальцію чи кремнезему. 
Кристалічні включення відсутні у представників родини капустяні.

19. Види крохмалю

Крохмаль є  кінцевим продуктом асиміляції вуглецю  рослинами, їх резервною поживною речовиною. Його використовують у кулінарії, для виготовлення кондитерських виробів, окремих видів ковбас, концентратів, у побуті, у харчовій, фармацевтичній, текстильній, паперовій, шкіряній та інших галузях промисловості. З крохмалю одержують різні види модифікованого крохмалю, саго, патоку, глюкозу, глюкозо-фруктозний сироп. 
У рослинах крохмаль міститься у вигляді мікроскопічних зерен кристалічної структури різних розмірів і будови залежно від їх виду. 
Важливими технологічними властивостями крохмалю є здатність до клейстеризації і утворення драглів. 
Крохмаль картопляний утворює прозорі клейстери високої в'язкості. Його використовують у крохмале-патоковому виробництві, для виготовлення киселів, деяких видів ковбасних і кондитерських виробів, для загущення супів, соусів, підлив тощо. 
На якість і вихід крохмалю впливають такі операції як очищення і миття картоплі, її подрібнення, відділення клітинного соку і мезги, рафінування крохмального молока, видалення піску, промивання крохмалю, виділення крохмалю з молока, сушіння, просіювання і пакування. Сирий крохмаль з вологістю близько 50% використовують для виготовлення сухого крохмалю, патоки, інших крохмалепродуктів. Залишковий вміст вологи після сушіння повинен становити 17—20%, що відповідає відносній вологості повітря 65—75%. Недосушений крохмаль погано зберігається. 
Крохмаль кукурудзяний утворює клейстери невисокої в'язкості, низької прозорості, але стабільні при перемішуванні, дії тепла та зберіганні. Тому його використовують у консервному виробництві, для виготовлення пудингів, соусів, начинок для пирогів, а також для послаблення дії клейковини і надання більшої ніжності булочним і борошняним кондитерським виробам. 
Вихід і якість крохмалю залежить від таких операцій: замочування зерна, грубе мокре подрібнення, виділення зародка, тонке мокре розмелювання кашки, відділення вільного крохмалю від мезги і рафінування крохмальної суспензії, розділення крохмалю і білка, промивання на вакуум-фільтрах і сушіння. Грубе мокре подрібнення дозволяє виділити цінну складову частину — зародок, з якого після очищення і сушіння одержують кукурудзяну олію. 
 
21. Ергастичні речовини: ефірна олія, смоли, бальзами, дубильні речовини, слизі і камеді, алкалоїди; їх біологічне значення та практичнее використання.

ЕРГАСТИЧНІ РЕЧОВИНИ (лат. substantia ergasticae < грец. ergastikоs — діяльний) — компоненти клітини, що утворюються в результаті її життєдіяльності та використовуються нею в різні періоди онтогенезу або є кінцевими продуктами.Більшість Е.р. може розташовуватися в гіалоплазмі, органоїдах або вакуолях у твердому або рідкому стані.