Состав первичной оболочки растений

Первичная оболочка растительной клетки: особенности химического состава и структуры, специфика роста. Первичные поровые поля, плазмодесмы. Понятие о симпласте.

Первичная оболочка — слой оболочки, который откладывается до начала или во время роста клетки, содержит 60-90% воды. В её сухом веществе преобладают гемицеллюлозы и пектины. Содержит целлюлозу и гликопротеид. Толщина первичной оболочки 0,1-0,5 мкм. Фибриллы целлюлозы в ней образуют рыхлую сеть. Она способна растягиваться при росте клетки.

Специфика роста: сначала образуется клеточная пластинка (при митозе). Она общая для обеих дочерних клеток, состоит из пектиновых веществ. Целлюлозы нет. После образования срединной пластинки каждая дочерняя клетка начинает вырабатывать собственную оболочку. В нее откладывается гемицеллюлоза, пектиновые вещества и немного целлюлозы.

Пора — любое неутолщенное место (углубление) оболочки. Возникновение пор связано с неравномерным отложением вторичной оболочки. Места, где вещества вторичной оболочки не откладываются, становятся порами. Обычно такими местами являются первичные поровые поля. Другими словами, поры — это перерывы во вторичной оболочке.

Плазмодесмы — микроскопические цитоплазматические мостики, соединяющие соседние клетки растений. Плазмодесмы проходят через канальцы поровых полей первичной клеточной стенки, т.е. приурочены к замыкающим пленкам пор. Здесь они встречаются группами по нескольку десятков. По ним идет межклеточный транспорт ионов и мелких молекул, передается возбуждение. Каждая плазмодесма снаружи покрыта плазмалеммой — наружной клеточной мембраной, внутри проходит канал эндоплазматического ретикулюма.

Поскольку плазмодесмы обнаружены между всеми живыми клетками, протопласты растительных клеток образуют единое целое — симпласт.

Вторичные изменения химического состава и свойств клеточных оболочек. Слои вторичной оболочки. Поры, их типы. Перфорации.

Рост клетки прекращается, а отложение оболочки нет. Это вторичное утолщение оболочки. Функция механическая и опорная.

Много целлюлозы, мало воды, гемицеллюлозы мало, лигнина мало (20%), пектина почти нет.

Состоит из трех слоев (в сторону каждой клетки): наружный (прилегает к первичной оболочке), средний, и внутренний (прилегает к протопласту). Средний слой богат целлюлозой.

Если клетка отмирает, на внутреннем слое различаются бугорки «бородавки». Их называют третичной оболочкой.

Многие клетки имеющие вторичную оболочку подвергаются одревеснению.

Лигнификация происходит сначала в первичной оболочке, затем наружу (срединную пластинку) и внутрь (растущую вторичную оболочку).

Пора — любое неутолщенное место оболочки (перерывы во вторичной оболочке).

Поры бывают двух типов: простые и окаймленные.

Между порами всегда остается срединная пластинка и первичная оболочка.

Замыкающая пленка поры пронизана плазмодесмами.

ПЕРФОРАЦИИ – сквозные отверстия в оболочках, соединяющие полости соседних (смежных) клеток. Крупные П. образуются между члениками сосудов, по которым передвигаются вода и растворенные в ней минеральные соли, менее крупные П. – в перегородках между клетками ситовидных трубок, по которым перемещаются органические вещества. Сходные по назначению поры клеточных оболочек отличаются от П. значительно меньшими размерами и сохранением тонкой срединной пластинки с плазмодесмами.

Образование и рост клеточной оболочки. Мацерация. Формирование межклетников и их типы.

Сначала образуется клеточная пластинка (при митозе). Она общая для обоих дочерних клеток. Она состоит из пектиновых веществ. Целлюлозы нет.

После образования срединной пластинки каждая дочерняя клетка начинает вырабатывать собственную оболочку.

В нее откладывается гемицеллюлоза, пектиновые вещества и немного целлюлозы.

Оболочки растущих клеток — первичные.

Много воды (60-90%). Пектин и гемицеллюлоза (много), целлюлозы мало, лигнина нет.

Мацерация — процесс разъединения клеток вследствие разрушения срединной пластинки.

Межклетники — пространства, возникающие в тканях растений при разъединении, разрушении или отмирании соседних клеток.

Межклетники появляются вследствие частичной мацерации по углам клеток.

Схизогенные межклетники — образуются путем расхождения по срединной пластинке.

Лизигенные межклетники — образуются в результате растворения оболочек и содержимого клеток.

Фазы развития растительных клеток. Симпластный и интрузивный рост клеток. Понятие об омнипотентности растительных клеток. Дедифференциация.

Фазы развития растительных клеток: эмбриональная (фаза деления), фаза роста, фаза дифференциации, фаза зрелости, фаза старения.

Интрузивный рост клетки — рост клетки, сопровождающийся неравномерным ростом отдельных участков ее клеточной стенки, что позволяет клетке внедряться в пространство, образующееся в результате расхождения соседних клеток. Типичен для прозенхимных клеток.

Симпластический рост клетки — рост клетки, при котором клеточная стенка со всех сторон растет равномерно; типичен для паренхимных клеток.

Омнипотентность — свойство растительной клетки, благодаря которому каждая из них теоретически способна развить целый организм. Омнипотентность — способность эмбриональных стволовых клеток под действием соответствующих внешних сигналов специализироваться и превращаться в клетки любых тканей организма.

Дедифференциация – упрощение структуры клеток, связанное с временной потерей признаков их специализации, когда дифференцированная клетка вновь становится эмбриональной. Возникает под действием механических, термических, химических и лучевых агентов, при культивировании тканей. При благоприятных условиях дедифференцированные клетки способны к прогрессивному развитию.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

1 Билет

1.Типы и система побегов. Метамерное строение побега. Формы роста побега.

Чаще всего побеги имеют метамерное (членистое) строение, то есть в нем хорошо выражены повторяющиеся части — метамеры. Они состоят из узлов с отходящими от них листьями и почками и расположенных под ними междоузлий . Узлом называют участок стебля, от которого отходит лист (или листья). Участок стебля между двумя соседними узлами называют междоузлиями. В зависимости от степени развития междоузлий различают:

Укороченные побеги(брахибласт) — побеги со слабо развитыми короткими междоузлиями, у которых узлы сильно сближены (плодушки яблони, груши, смородины). К укороченным побегам относятся и побеги, несущие близко расположенные листья, называемые розеткой (одуванчик, примула).

Удлиненные побеги(ауксибласт) — побеги с длинными междоузлиями (вегетативные побеги яблони, груши). Удлиненные побеги могут состоять из одного сильно вытянутого в длину междоузлия, заканчивающегося цветком или соцветием. Такой побег называют цветочной стрелкой (лук, тюльпан).

Угол, образующийся между стеблем и листом, называют пазухой листа.

При дихотомическом ветвлении конус нарастания расщепляется надвое.Моноподиальное нарастание побегов в длину осуществляется за счет верхушечных почек , а образование боковых симподиальных побегов происходит за счет боковых (пазушных) и придаточных почек , что в конечном итоге создает систему побегов и определяет внешний вид надземной части растения, т.е. его габитус .Кроме того, побеги могут иметь различное направление роста.Вертикально ориентированные побеги называются ортотропными.Горизонтально растущие побеги получили название плагиотропных.Нередко у растений меняется направление роста побегов. Это явление получило название анизотропии. Например, приподнимающиеся или восходящие побеги у трав и кустарников.При ортотропном росте боковых ветвей у деревьев получается пирамидальная крона.Если плагиотропные побеги стелются по земле ? дерево принимает форму стланца.Стелющиеся кустарники называют шпалерными. Такую форму имеют многие полярные ивы.

2. Характерные черты растительной клетки. Первичная и вторичная оболочки

Структурные особенности растительной клетки:

наличие жёсткой углеводной клеточной стенки

наличие пластид, которые прямо (хлоропласты — фотосинтез) или косвенно связаны с фотосинтезом (лейкопласты — накопление продуктов фотосинтеза)

в клетках высших растений отсутствуют центриоли.

Функциональные особенности растительной клетки:

рост клетки происходит за счёт растяжения (размер вакуоли увеличивается при поступлении в неё воды),

большой объём вторичного метаболизма, т.е. синтез алкалоидов, эфирных масел, фенольных соединений, смол, флавоноидов (первичный метаболизм — синтез нуклеиновых кислот, углеводов, белков, липидов).

Клеточная оболочка является производным протопласта, так как образуется из секрета аппарата Гольджи при участии ферментов на плазмалемме. Клеточная оболочка в значительной степени определяет форму клеток и текстуру тканей. Она выполняет опорную и защитную функции. Ей принадлежит важная роль в таких процессах жизнедеятельности как поглощение, передвижение веществ, транспирация и выделение секретов. Каждая клетка, входящая в состав какой-либо ткани, имеет свою собственную оболочку. В растительной оболочке различают три части:

• Первичная оболочка — это первая собственная оболочка, образующаяся в развивающейся клетке, которая у многих типов клеток остается и единственной на протяжении всей жизни. В ней содержится целлюлоза, гемицеллюлоза и пектин. Первичные оболочки связаны с живыми протопластами.

• Вторичная оболочка возникает вслед за первичной и накладывается на нее изнутри, т. е. со стороны полости клетки. Она состоит, в основном, из целлюлозы или различных смесей целлюлозы и гемицеллюлозы, лигнина, суберина и других веществ. Клетки, имеющие вторичные оболочки, в зрелом состоянии часто лишены протопластов.

• Межклетное вещество (срединная пластинка) находится между первичными оболочками двух смежных клеток и состоит, главным образом, из пектиновых веществ.

В стенках первичной оболочки возникают участки в виде многочисленных углублений, называемых первичными поровыми полями.

Поры в теле многоклеточного высшего растения являются своеобразными приспособлениями, облегчающими обмен веществ между клетками, и представляют собой углубления в клеточной оболочке, над которыми не формируется вторичная оболочка.

Первичная клеточная стенка обладает рядом свойств:

1. полностью проницаема для воды и газов

2. очень эластична и способна растягиваться

3. не имеет сквозных отверстий — перфораций

Основу клеточной стенки составляют молекулы целлюлозы, или клетчатки. Молекулы целлюлозы собраны в группы, или микрофибриллы. В свою очередь микрофибриллы собираются вместе и закручиваются друг вокруг друга с образованием фиброцеллюлозы (придание прочности клеточной стенки). В клеточной стенке фиброцеллюлозы располагаются под разными углами друг к другу. В результате формируется та или иная текстура клеточной стенки, обеспечивающая прочность разной степени. Пространства между нитями фиброцеллюлозы заполнены пектиновыми веществами и гемицеллюлозой, которые придают первичной клеточной стенки эластичность. Дело в том, что пектины и гемицеллюлоза могут набухать в воде, накапливая до 30% влаги, содержащейся в клеточной стенкеЧерез первичную клеточную стенку из одной клетки в другую проходят плазмодесмы — тонкие тяжи цитоплазмы, покрытые плазмолеммой. Благодаря плазмодесмам соседние клетки находятся в постоянном контакте и обмениваются веществами. Плазмодесмы связывают живые клетки растения в единую систему, называемую симпласт.Когда клетка достигает окончательных размеров, в ней начинает формироваться вторичная клеточная стенка. Эта стенка развивается не во всех клетках, да в клетках разных тканей она может иметь различную толщину.

Получается, что вторичная клеточная стенка как бы накладывается изнутри на первичную клеточную стенку. Вторичная клеточная стенка содержит больше целлюлозы, и она гораздо прочнее первичной. В клетках древесины и механической ткани вторичная клеточная стенка пропитывается лигнином (вещество фенольной природы), которое придаёт её дополнительную прочность и не проводит воду. Содержание лигнина в стенках некоторых видов клеток может достигать 30%. Процесс лигнификации (одревеснения) лишает вторичную клеточную стенку способности проводить воду, поэтому протопласт в такой клетке отмирает.В клетках других тканей вторичная клеточная стенка пропитывается суберином (жироподобное вещество), теперь она не способна проводить воду и воздух. Суберинизация, как и лигнификация, сопровождается отмиранием протопласта. Однако суберинизация не влияет на прочность вторичной клеточной стенки, так как суберин откладывается в пробке, которая входит в состав перидермы.У некоторых клеток на поверхности вторичной клеточной стенки откладывается кутин и воск (жироподобные вещества). Они выделяются эпидермой и предоотвращают излишнюю потерю влаги растительными клетками.Вторичная клеточная стенка в отличие от первичной откладывается не сплошным слоем, а в виде колец, спирали, сетки. В результате на первичной клеточной стенке остаются участки незаполненные вторичной клеточной стенкой. Они способны проводить воду и поэтому называются порами. Поры — это отверстия во вторичной оболочке, где клетки разделяет лишь первичная оболочка и срединная пластинка.

Источник