Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Лекция - Загальна характеристика рослинної клітини - файл 1.doc


Лекция - Загальна характеристика рослинної клітини
скачать (65.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc66kb.17.11.2011 07:14скачать

содержание

1.doc

Реклама MarketGid:
Тема1. Загальна характеристика рослинної клітини

1. Поняття про світловий та електронний мікроскопи.

2. Історія вивчення клітинної будови рослин.

3. Клітинна теорія та її основні постулати.

4. Загальні закономірності будови рослинної клітини.

5. Відмінність рослинної клітини від клітини тварин.

6. Прокаріоти та еукаріоти.

 

1. Поняття про світловий та електронний.

Передумовою до відкриття клітинної будови організмів було винайдення мікроскопа. Але слід зауважити, що мікроскоп як складний оптичний прилад був винайдений не відразу. Попередником мікроскопа була оптична лінза, яка винайдена в кінці XIII- на початку XIV ст. Вона використовувалась як окуляри і знайшла широке застосування в практиці. До сьогодні не встановлено автора винаходу оптичної лінзи, але відомо, що вона була винайдена в Італії (Венеції), де на ой час було досить добре розвинуто виробництво скла.

Однак ідея створення мікроскопа була висловлена лише на початку XVI ст. І була досить широко поширена серед математиків і фізиків того часу, але протягом цілого століття вона залишалась нездійсненою.

Лише на початку XVII ст. знаменитий вчений Галілео-Галілей спочатку сконструював телескоп відтак підзорну трубу, яка стала прообразом створеного ним у 1609-1610 рр. мікроскопа. У 1624 р. Г.Галілей переконструював свій мікроскоп, значно вдосконаливши його. Вдосконалений мікроскоп Галілея дозволяв збільшувати приблизно в 35-40 раз.

Термін «мікроскоп» вперше запровадив в науку Іоганн Фабер у 1625 р. У листі до князя Ф. Чезі мікроскопом він назвав інструмент Галілея, за допомогою якого можна розглядати дрібні предмети. Цей термін зберігся до сьогодні і широко застосовується у спеціальній літературі та термінології.

Мікроскоп (від грец. micros— малий і skopeo— спостерігаю, розглядаю) — оптичний прилад, за допомогою якого можна одержати збільшене зображення об’єктів, невидимих неозброєним оком. Розрізняють М. : світлові та електронні. Залежно від будови мікроскопи бувають: біологічні, поляризаційні, люмінісцентні, стереоскопічні, фазовоконтрастні та ін. Сьогодні в біологічних та інших дослідженнях використовують такі марки мікроскопів:

1. МБИ – 1 — микроскоп биологический исследовательский (1— модель мікроскопа);

2. МБР – 1 — микроскоп биологический рабочий;

3. МБИ – 3 — микроскоп биологический исследовательский з бінокулярною накладкою АУ- 12;

4. МБИ – 6 — микроскоп биологический исследовательский з фотокамерою;

5. МБИ – 11, 12, 13, 15 — микроскоп биологический исследовательский з фото- і кінокамерою.

Всі ці мікроскопи призначені для розгляду об’єктів в прохідному світлі.Сьогодні замість иікроскопів МБИ-1, МБР-1 ивпускають мікроскопи “Біолам” в різних модифікаціях: “исследовательский”, “рабочий” і”дорожный”. Вони відповідають сучасним вимогам і мають досконалішу оптичну систему.

Необхідно відмітити, що американські вчені М. Кнолль, Є. Руска, Б. Борріє висунули ідею і сконструювали перший електронний мікроскоп (1928-1931). В електронних М. замість світла використовують швидкий потік електронів, а скляні лінзи замінено електромагнітними полями. Електронні М. дозволяють вивчати фіксовані об’єкти при збільшенні в сотні тисяч раз (до 1 мільйона). З винаходом електроннго мікроскопа почалась нова епоха у вивченні будови клітини.

 

^ 2. Історія вивчення клітинної будови рослин.

Після винаходу Г. Галілеєм мікроскопа стало можливим досліджувати внутрішню будову рослинних організмів. Рослинну клітину вперше побачив під мікроскопом відомий англійський вчений – фізик Роберт Гук (1635-1703), розглядаючи зріз пляшкового корка. Він зауважив, що корок складається з великої кількості комірок, що нагадують бджолині соти. Ці комірки він назвав cellula, що в перекладі означає клітина. Таку ж будову Р.Гук спостерігав в серцевині бузини та інших рослин. Про свої дослідження Р.Гук розповідає в книзі “Мікрографія”, яка вийшла в 1665 р., який визнано роком відкриття клітини. “Пори, або клітини корку, — писав Р.Гук про своє відкриття, — були не дуже глибокими але численними... Відкриття цих клітин, як мені здається, дало мені можливість з’ясувати справжню та зрозумілу причину особливостей речовини корку “.

У другій половині XVII ст. Клітинна будова рослин була описана італійцем М. Мальпігі (1628-1694), англійцем Н. Грю (1641-1712) та іншими дослідниками. Однак їх увагу привертала клітинна оболонка і лише в першій половині XIX ст. Вчені звернули увагу на внутрішній вміст клітини.

Важливим кроком на шляху дослідження клітини було відкриття у 1831 р. ядра рослинної клітини, яке випало на долю відомого англійського фізика і ботаніка Роберта Броуна. Він з’ясував, що ядро є одним з важливих постійних компонентів клітини.

Чеський вчений Ян Пуркіньє (1787- 1869) у 1939 р. вперше описав внутрішній живий вміст рослинної клітини, назвавши його протоплазмою ( від грец. рrotos— перший і plasma— виліплене, створене ).

Проте і після відкриття протоплазми серед вчених продовжувало існувати переконання, що основною складовою частиною клітини є оболонка, а не протоплазма. Однак, згодом увага дослідників була перенесена з оболонки клітини на більш важливі її структури, а саме: цитоплазму і ядро. Так, поступово в ботаніці почало формуватися уявлення про рослинну клітину як про складне утворення. Тому завдяки майже двохсотлітнім дослідженням (1665 р. — відкриття клітини, а, вірніше, оболонки і 1839 р. — відкриття протоплазми ) сформувалося уявлення, що клітина — це частина протоплазми з розміщеним в ній ядром і оточена оболонкою.

 

^ 3. Клітинна теорія та її основні постулати.

Відкриття клітинної оболонки (клітини), ядра і цитоплазми дали основу джвом німецьким вченим —ботаніку Матіасу Шлейдену (1804-1881) зоологу Теодору Шванну (1810-1882) для сформулювання клітинної теорії. Головна заслуга М. Шлейдена полягає в тому, що він поставив чітко питання відносно виникнення клітин в організмі, оскільки ця проблема спрямовувала дослідників на шлях вивчення клітинної структури в процесі розвитку. Досить важливим моментом в дослідженнях М. Шлейдена є те, що він пов’язував питання виникнення клітини з її вмістом, і , в першу чергу, з ядром. Свої дослідження М. Шлейден проводив на рослинах.

Майже одночасно з М, Шлейденом проводив дослідження німецький зоолог Теодор Шванн, який у 1839 р. опублікував знамениту працю “Мікроскопічні дослідження про відповідність в структурі тварин6 і рослин”. У цій праці були закладені основи клітинної теорії і саме Теодор Шванн вперше застосував цей термін. Т. Шванн на підставі проведених ним досліджень встановив, що клітини є елементарною структурною одиницею всіх тканин тваринних організмів. Крім того, він знайшов правильний шлях до порівняння клітин рослин і тварин і на основі цього він виявив, що клітини тварин значно відрізняються від клітин рослинних організмів і разом з тим вони гомологічні за розвитком і аналогічні за функціональним значенням. На думку Т. Шванна ядра у всіх клітинах мають багато подібних ознак, і якщо будь-яке утворення має ядро, то його можна вважати клітиною.

На основі вищенаведених критеріїв, Теодор Шванн висунув основні положення клітинної теорії:

1. Всі тканини рослин і тканин складаються із клітин.

2. Розвиток цих структур (клітин) відбувається за загальним принципом, тобто процес утворення клітин обумовлює ріст, розвиток та диференціацію як рослинних, так і тваринних тканин.

3. Кожна окрема клітина рослин чи тварин володіє самостійною життєдіяльністю.

Основна заслуга Т. Шванна, як засновника клітинної теорії, полягає в тому, що він пов’язав уяву про клітину з питанням про її походження. Саме теза, що клітини рослин і тварин в основному подібні (гомологічні) між собою, тому що виникають однаковим шляхом, є цілком новим, що вніс Т. Шванн в клітинну теорію. Проте, у період створення і сформулювання клітинної теорії питання про утворення клітин в організмі остаточно ще не було вияснене.

М. Шлейден і Т. Шванн вважали, що клітини в організмі виникають шляхом новоутворення із первинної неклітинної речовини. Ця уява була помилковою і є одним із недоліків в дослідженнях і узагальненнях цих досліджень двох видатних німецьких вчених ботаніка Матіаса Шлейдена і зоолога Теодора Шванна.

Клітинна теорія швидко поширювалась і на інші галузі знань і до середини XIX ст. вчення про клітину охоплювало не лише анатомію і фізіологію, а й патологію людини, тварин і рослин.

Велику роль у подальшому розвитку клітинної відіграв німецький вчений – патолог Рудольф Вірхов (1821-1902), який у 1858 р. опублікував свою знамениту працю “Целюлярна патологія”. Ця робота мала великий вплив на вчення про клітину. До Р. Вірхова основу всіх хвороб вчені пов’язували з нематеріальними силами організму. До розв’язання цього питання Р. Вірхов підійшов з матеріалістичної точки зору, показавши зв’язок патологічного процесу з певними змінами в будові клітин. Найголовніша заслуга праці Р. Вірхова “Целюлярна патологія” полягав тому, що в ній він висунув положення “Omnis cellula, a cellula ”— всяка клітина походить лише від клітини. Це положення було підтверджене подальшим розвитком біології.

Таким чином створення клітинної теорії було великою подією в біології, одним з вирішальних доказів єдності всього органічного світу. Відкриття клітини і створення клітинної теорії сприяло поясненню основних закономірностей живої природи з діалектичної точки зору. Створення клітинної теорії — одне з важливіших відкриттів природознавства XIX ст., однакове за значенням відкриттю закону збереження енергії.

 

^ 4. Загальні закономірності будови рослинної клітини.

Рослинна клітина (від лат. сellula, грец. kytos) — універсальна саморегулююча, самовідновлюючи елементарна структурна одиниця рослин і тварин, якій властиві всі ознаки живого. К. Складається з цитоплазми, ядра, оболонки, органел, вакуоль і включень.

Цитоплазма (від грец. kytos — вмістилище, тут клітина plasma — виліплене, оформлене) — основний вміст живої клітини, що являє собою гетерогенний комплекс гіалоплазми з розміщеними у ній органоїдами та включеннями. Зовні Ц. Оточена плазма лемою, а від вакуоль відмежована тонопластом. Її хімічну основу становлять білки, ліпіди, вуглеводи, неорганічні солі та ін. Органічні і неорганічні сполуки, містить 70-80 % води. У Ц. Здійснюється процеси синтезу та обміну речовин.

Ядро (грец. karyon, лат. nucleus) — обов’язкова складова частина живої клітини багатоклітинних і одноклітинних організмів. Я. Керує генетичними і метаболічними процесами в клітині. Я. Складається з ядерної оболонки, ядерця (одного або кількох), хроматину та каріолімфи.

^ Органели клітини (від грец.organon — знаряддя, інструмент і eidos — вигляд) — постійні структурні компоненти клітини, що виконують життєво необхідні функції. Розрізняють органели: ендоплазматичний ретикулум, апарат Гольджі, мітохондрії, лізосоми, сферосоми, пластиди (характерні лише для рослинної клітини), рибосоми, мікротрубочки, мікрофіламенти та ін.

^ Вакуолі (від лam. vacuus — порожній) — порожнини цитоплазми, оточені тонопластом і заповнені клітинним соком.

Оболонка — зовнішній погранична структура рослинної клітини, яка захищає живий внутрішній вміст від зовнішніх впливів, надає форму клітині і є транспортною магістраллю для переміщення речовин. Оболонку відкрив Роберт Гук у 1665 р.

За формою клітини розрізняють:

1. ^ Паренхімні клітини, в яких довжина, ширина і товщина майже однакові. П. Клітини можуть мати різну форму округлу, овальну, кубоподібну, багатогранну та ін. Прикладом паренхімних клітин можуть бути клітини м’якуша помідора, кавуна, меристематичні та клітини основної паренхіми. П. Клітини, в основному, входять до складу серцевини, кори стебла і кореня, тканин листка, квітки тощо.

2. ^ Прозенхімні клітини, в яких довжина у декілька разів перевищує їх ширину (напр., клітини механічних, прролвідних тканин, кореневі волоски тощо).

 

^ 5. Відмінність рослинної клітини від клітини тварин.

Рослинні клітини відрізняються від тваринних за такими основними ознаками:

1. Рослинні клітини вкриті твердою, мійною целюлозною оболонкою, а тваринні — плазмалемою.

2. Рослинні клітини містять такі органели як пластиди (хлоропласти, хромопласти, лейкопласти), а в тваринних клітинах вони відсутні.

3. В рослинних клітинах добре розвинена система вакуолей (вакуом), а в тваринних клітинах вони відсутні або недорозвинуті.

4. Через пори оболонки рослинних клітин проходять плазмодесми — тонкі цитоплазматичні тяжі, які з’єднують протопласти суміжних клітин, а в тваринних вони відсутні.

5. За способом живлення рослинна клітина — автотрофна система, а тваринна — гетеротрофна.

 

^ 6. Прокаріоти та еукаріоти.

В процесі еволюції рослинних організмів ядро як обов’язковий елемент клітини сформувалося не відразу. Доказом того є рослинні організми, які чітко сформованого ядра, оточеного ядерною мембраною, не мають. Залежно від наявності ядра рослинний світ поділяють на два над царства:

A. ^ Надцарство доядерні організми (Procaryota) (Дроб’янки, Бактерії, Ціанеї). Характерні ознаки надцарства А. Справжнього ядра з ядерною мембраною немає, ДНК утворює єдину нитку, замкнуту в кільце, типового статевого процесу немає, поділ клітин амітозом, відсутні пластиди і мітохондрії, анаероби і аероби, живлення — всмоктуванням.

Б. ^ Надцарство ядерні організми (Eucaryota) (Тварини: простіші, багатоклітинні; Гриби: нижчі Гриби, Вищі Гриби; Рослини: Багрянки, Справжні водорості, Вищі Рослини). Характерні ознаки надцарства Б.: організми з справжнім ядром, оточеним мембраною. Генетичний матеріал локалізований в хромосомах. Поділ клітини — мітозом. Не можуть фіксувати атмосферний азот. Є статевий процес, інколи апоміксис. Живлення всмоктуванням через стінку, автотрофне, голозойне.

^ Різноманітність еукаріотичних клітин у зв’язку із спеціалізацією. Клітини Вищих рослин, які входять до складу різних тканин значно відрізняються за своєю ультраструктурою. Поява тканинних відмінностей між окремими популяціями клітин спостерігається вже в меристемах, але найчастіше вони виражені у зрілих клітинах. Чітко відрізняються між собою клітини таких тканин: меристеми, мезофіла листка, основної паренхіми та механічних тканин.

^ Клітини меристеми вкриті тонкою первинною пектиново-целюльозною оболонкою. Цитоплазма дрібновакуалізована. Відсутні деякі органели, зокрема пластиди. Онтогенез таких клітин вимірюється як правило, тривалістю інтерфази. Функціонально ці клітини призводять до росту окремих органів.

^ Клітини мезофілу набувають різної, інколи досить незвичної форми. Клітини оточені первинною оболонкою пронизаною плазмодесмами. Містяться хлоропласти, а мітохондрій значно менше. У функціональному відношенні клітини здійснюють процес фотосинтезу.

^ Клітини основної паренхіми. Наявність центральної вакуолі — характерна ознака зрілої паренхімної клітини. Клітини основної паренхіми полі функціональні: запасаюча, твірна, асиміляційна виповнюючи та інші функції.

^ Клітини механічних тканин. Характерною особливістю клітин є потовщення оболонок як нерівномірне (коленхіма), так і рівномірне (склеренхіма). Цитоплазма розташована у пристінному шарі. Є центральна вакуоля., ядро еліпсоподібної форми. З органел найкраще розвинені диктіосоми. Функція клітин цих тканин — опорна, механічна тощо. 
Реклама:





Скачать файл (65.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru