Методическая разработка теоретического занятия "Клеточное строение растения"
методическая разработка на тему

Государственное автономное учреждение Амурской области

профессиональная образовательная организация

«Амурский медицинский колледж»

Методическая разработка

теоретического занятия для преподавателя

Учебная дисциплина: ОП. О7 «Ботаника»

Курс: 1 Семестр: 1

Тема: «Клеточное строение растений».

Специальность: код 33.02.01 «Фармация»

г. Благовещенск

2017г.

Теоретическое занятие № 2-3

Тема: Клеточное строение растений.

Продолжительность: 360 минут

Цель занятия: сформировать знания студентов о клеточном строении растений.

Задачи:

• Актуализировать необходимость знаний по строению растительной клетки
• Сформировать компетенции по определению клеточных структур.

• Студент должен знать:

• морфологию, анатомию растительных тканей и систематику растений;
• латинские названия семейств изучаемых растений и их представителей;
• охрану растительного мира и основы рационального использования растений

Студент должен уметь:

• составлять морфологическое описание растений по гербариям;
• находить и определять растения, в том числе лекарственные, в различных фитоценозах;

В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ОК: 

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

В результате освоения ОП « Ботаника» учащийся должен овладеть ПК:

ПК 1.1. Организовывать прием, хранение лекарственных средств, лекарственного растительного сырья и товаров аптечного ассортимента в соответствии с требованиями нормативно-правовой базы.

ПК 1.6. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.1. Изготавливать лекарственные формы по рецептам и требованиям учреждений здравоохранения.

ПК 2.2. Изготавливать внутриаптечную заготовку и фасовать лекарственные средства для последующей реализации.

ПК 2.3. Владеть обязательными видами внутриаптечного контроля лекарственных средств.

ПК 2.4. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.5. Оформлять документы первичного учета.

Тип занятия:

Теоретическое занятие.

Место проведения:

Кабинет фармакогнозии.

Литература:

1. Долгачева В.С., Алексахина Е.В. Ботаника. М.: Academia, 2009 - 416 с.
2. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364 с.
3. Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288с
4. Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.

Оснащение занятия:

1. Методическое пособие для преподавателя
2. Компьютер
3. Телевизор
4. Презентация

Внутрипредметные связи:

1. Систематика растений.
2. Растительные ткани.

Межпредметные связи:

1. Фармакогнозия (Морфологическое описание ЛР)
2. Фармацевтическая технология (Приготовления отваров, настоев и настоек)

Структура занятия:

1. Организационный момент.        - 10 мин.
2. Введение нового материала        -  60 мин.
3. Закрепление                                                                    - 7 мин.
4. Задание на дом        - 3 мин.        

Содержание занятия:

1. Организационный момент:

Проверяем отсутствующих, подготовку студентов к занятию (форма, тетради, сменная обувь). Доводим  до сведения  ОК и ПК. Информируем об учебниках, приказах, сборниках НТД, методических пособиях по УД. Знакомим с планом работы, требования УД.

II. Введение нового материала.

План:

1. Клетка. Клеточная теория
2. Общая характеристика растительной клетки.
3. Клеточная стенка
4. Протопласт
5. Пластиды
6. Вакуоль
7. Эргастические вещества
8. Ядро.
9. Деление эукариотических клеток

1.Клетка. Клеточная теория.

Открытие и изучение клетки связаны с созданием светового микроскопа в конце XVI - начале XVII в. Растительную клетку открыл англичанин Роберт Гук в 1665 г., рассматривая под микроскопом срез растительной пробки. Термин "клетка" он употребил впервые в своей книге "Микрография" при описании ячеек этой пробки.

Перегородку между ячейками (стенку клетки) в то время считали главной частью клетки. Позднее, с развитием световой микроскопической техники, ученые получили возможность изучать содержимое клеток.

На рубеже 30-40-х годов XIX в. немецкими учеными зоологом Т. Шванном и ботаником М. Шлейденом сформулирована клеточная теория, главный тезис которой - признание клеточного строения всех живых организмов.

Основные положения клеточной теории:

1. Все живые существа состоят из клеток.

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

3. Каждая клетка самостоятельна: деятельность организма является суммой процессов жизнедеятельности составляющих их частей.

4. Новые клетки появляются из внеклеточного вещества

Однако М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно считали, что клетки в организме возникают путем новообразования из первичного неклеточного вещества. Это представление было опровергнуто немецким ученым Рудольфом Вирховым в 1858 г.

Р. Вирхов обосновал принцип преемственности клеток путем деления: "каждая клетка от клетки". Современная клеточная теория рассматривает многоклеточный организм как сложно организованную интеграционную систему, состоящую из функционирующих и взаимодействующих клеток.

Основные положения клеточной теории:

1.Клетка элементарная единица живого. Клетка обладает всеми свойствами живых систем: осуществляет обмен веществ и энергии, размножается, растет, для нее характерны раздражимость, подвижность.

2.Клетки всех организмов сходны по строению химическому составу.

3.Образование новых клеток возможно только путем деления уже существующих клеток

4.Клетка структурная и функциональная единица в многоклеточном организме. Различные свойства и функции осуществляются благодаря деятельности специализированных клеток.

2. Общая характеристика растительной клетки

Клетка представляет собой основную структурную и функциональную единицу всех живых существ и обладает всеми признаками живого: ростом, обменом веществ и энергией с окружающей средой, делением, раздражимостью, наследственностью и др. Среди растений есть виды, представленные одной клеткой (некоторые виды водорослей), однако большинство является многоклеточными организмами. Строение клеток разнообразно и зависит от выполняемых ими функций.

По степени сложности внутренней организации клетки можно разделить на 2 типа: прокариотические и эукариотические.

У прокариотов в отличие от эукариотов,

• нет оформленного ядра,
• хромосом, пластид,
• митохондрий,
• эндоплазматического ретикулума,
• аппарата Гольджи,
• отсутствуют митоз и типичный половой процесс.

К эукариотическим организмам, наряду с животными и грибами, относятся и растения. Они обладают сходным строением клеток, что связано с единым происхождением.

В то же время клетки организмов различных  царств Эукариота имеют ряд специфических черт. К важнейшим отличительным признакам растительной клетки, возникшим в результате приспособления к автотрофному питанию, относятся следующие:

• жесткая углеводная клеточная оболочка;
• пластиды;
• центральная вакуоль;
• плазмодесмы;
• основное вещество запаса – крахмал.

3. Клеточная оболочка (стенка) — мертвое производное протопласта, окружающее его снаружи. Основу оболочки составляют полисахариды. Скелетным веществом, придающим  ей прочность, является целлюлоза или клетчатка.

Молекулы целлюлозы собраны в пучки-фибриллы и погружены в матрикс (заполнитель), состоящий из воды, гемицеллюлоз (полуклетчаток), пектиновых веществ, белка и др. Конструкция оболочки сравнима с композиционным материалом, например железобетоном, где роль арматуры выполняют фибриллы целлюлозы, а бетона - матрикс. Оболочка способна претерпевать различные химические видоизменения.

Так, повышенное содержание в ней лигнина вызывает одревеснение, суберина - опробковение, кутина - кутинизацию, солей кальция и кремнезема - минерализацию. Возникновение химических видоизменений оболочки связано с усилением ее защитных свойств, однако одревеснение и опробковение лишает клетку связей с соседними клетками и приводит к гибели протопласта.

К числу химических видоизменений оболочки относят и выделение клеткой близких по химической природе камедей и слизей.

Оболочки молодых растущих клеток богаты водой (60-90%), доля целлюлозы невелика (2-10%), основу составляет матрикс. Такая оболочка тонким, сплошным, но неравномерным слоем покрывает протопласт и называется первичной оболочкой.

 У большинства клеток формируется вторичная оболочка, слои которой откладываются вовнутрь клетки не сплошь, а только не толстые участки первичной оболочки. Вторичные оболочки содержат в основном целлюлозу (80-90%) и незначительное количество матрикса.

 Неутолщенные участки остаются для межклеточных связей и называются порами. 

Поры бывают двух типов: простые, характерные в основном для живых клеток, и окаймленные (например, в трахеидах и сосудах).

Оболочки соседних клеток соединены пектиновой прослойкой - срединной пластинкой, которая образуется при делении клеток и часто сохраняется между ними в течение всей их жизни. Через нее и первичные оболочки смежных клеток проходят цитоплазматические тяжи (плазмодесмы), осуществляющие обмен веществами между клетками.

При частичном растворении срединных пластинок в тканях и расхождении отдельных клеток образуются межклетники. При полном растворении (разрушении) срединных пластинок ткани происходит полное разъединение клеток или мацерация.

 Разрушение пор приводит к образованию сквозных отверстий между клетками — перфораций. При этом обычно протопласт таких клеток отмирает.

4. Протопласт - живое содержимое клетки, представляющее чрезвычайно
сложное образование, включающее наружную и внутреннюю ограничивающие
мембраны (плазмалемма, тонопласт) и органеллы (ядро, пластиды,
митахондрии, рибосомы, диктиосомы и др.), погруженные в основное вещество
цитоплазмы - гиалоплазму.        

Протопласт – ядро=цитоплазма

Цитоплазма-органеллы= гиалоплазма

 Гиалоплазма (цитозоль) является основным веществом цитоплазмы, в нее погружены органоиды. В клетке гиалоплазма выполняет ряд важных функций:

транспортную (магистраль для передвижения метаболитов клетки),

коммуникационную (заполняет пространство плазмодесменных каналов и обеспечивает межклеточные связи - симпласт),

регуляторную (регулирует физико-химические связи меду органеллами).

Протопласт ограничен двумя мембранами: наружной, прилегающей к клеточной оболочке - плазмалеммой, и внутренней, окружающей вакуоль - тонопластом.

Органеллы – это структурно-функциональные единицы цитоплазмы. В клетке выделяют три типа органелл: немембранные, одномембранные и двумембранные. Рассмотрим строение органелл, присущих растительным клеткам.

• двумембранные – митохондрии и пластиды,ядро;
• одномембранные – ЭПС,АГ,лизосомы;
• немембранные- рибосомы,микротрубочки,жгутики.

5.Пластиды и их характеристика

Пластиды встречаются только в растительных клетках. Выделяют три типа пластид (хлоро–, лейко– и хромопласты), которые отличаются друг от друга составом пигментов (цветом), строением и выполняемыми функциями.

 Хлоропласты имеют зеленый цвет и встречаются во всех зеленых органах растения (листьях, стеблях, незрелых плодах).

Хлоропласты — самые крупные из пластид (4-7 мкм), зеленые, имеющие форму двояковыпуклой линзы, со сложной внутренней организацией, выполняющие функцию фотосинтеза.

Хлоропласты ограничены двумя мембранами - наружной и внутренней.

Внутренняя мембрана имеет выпячивания, выросты, направленные вовнутрь пластиды - тилакоиды (мембраны, содержащие фотосинтетические пигменты-хлорофилл). Часть тилакоидов располагается стопками, напоминающими стопки монет, и называется гранами.

В каждой гране может быть до 100 тилакоидов, а общее количество гран в хлоропласте — 40-60.

Между тилакоидами находится гигрофильная белковая строма (матрикс),
имеющая тонкозернистую структуру. В строме расположены рибосомы, ДНК
(генофор), РНК, пластоглобулы, кристаллы фитоферритина, зерна первичного
крахмала.

Основная функция хлоропластов – фотосинтез. Кроме того, в них, как и в митохондриях, происходит процесс образования АТФ из АДФ, который называется фо- тофосфорилированием. Хлоропласты способны также к синтезу и разрушению полисахаридов (крахмала), некоторых липидов, аминокислот, собственного белка.

  Лейкопласты – бесцветные мелкие пластиды, встречающиеся в запасающих органах растений (клубнях, корневищах, семенах и т. д.).

Лейкопласты - бесцветные пластиды, обычно округлой или овальной формы, с упрощенной внутренней структурой мембран, выполняющие функции синтеза и накопления вторичного крахмала, белков и липидов.

Особенности лейкопластов:

1. полиморфность (шаровидная, эллипсовидная, гантелевидная, чашевидная, амебоидные);
2. слабое развитие внутренней мембранной системы (одиночные мембраны, без определенной ориентации и фотосинтетических пигментов);
3. способность накапливать запасные вещества (крахмал, белки, липиды);
4. интез жирных кислот, эфирных масел.

В зависимости от типа накапливающихся веществ лейкопласты подразделяют на: 

1. амилопласты (содержат вторичный крахмал в виде крахмальных зерен),
2. протеинопласты (содержат белки в форме кристаллов или аморфных включений, иногда вместе с крахмалом),
3. олеопласты или элайопласты (содержат жирные масла в виде пластоглобул).

Белки и жирные масла накапливают гораздо реже, нежели крахмал.

Хромопласты-пластиды, окрашенные в желтый, оранжевый, красный цвета.

Имеют разнообразную - округлую, многогранную, чечевицеобразную, веретеновидную, палочковидную, кристаллоподобную формы.

 Их можно встретить в лепестках (лютик, одуванчик, тюльпан), корнеплодах (морковь), зрелых плодах (томат, роза, рябина, хурма) и осенних листьях.

Яркий цвет хромопластов обусловлен наличием каротиноидов, растворенных в пластоглобулах.

Внутренняя система мембран в данном типе пластид, как правило, отсутствует. Хромопласты имеют косвенное биологическое значение: яркая окраска лепестков и плодов привлекает опылителей и распространителей плодов.

В молодых, меристематических клетках имеются пропластиды – органеллы, окруженные двумя мембранами и способные передвигаться подобно амебам.

В онтогенезе, в зависимости от типа ткани и условий среды пропластиды могут развиваться в хлоропласты (на свету) или лейкопласты (чаще – без света, за исключением лейкопластов в эпидермисе),

6.Вакуоль и ее функции

Вакуоль - одномембранная органелла в виде сферической полости, в цитоплазме заполненная клеточным соком и ограниченная от цитоплазмы мембраной – тонопластом.

Клеточный сок - концентрированный раствор различных органических и неорганических веществ. В его состав входит огромное количество широко применяемых в медицине веществ: алкалоиды, гликозиды, пигменты, танины, сапонины, кумарины, органические кислоты, моно-, ди-, полисахариды, витамины и др.

В эмбриональных клетках растений возникает много небольших вакуолей из пузыревидных расширений ЭР. Увеличиваясь, они сливаются в одну большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть клетки (70-90%) и может быть пронизана тяжами протоплазмы.

Функции вакуоли в растительной клетке:

1. Осмотическая.

Играет основную роль в поглощении воды клеткой и создает осмотическое давление, обеспечивающее тургор (напряженное состояние клеточных стенок). С вакуолью связано явление плазмолиза -процесса отхождения протопласта от клеточной стенки, в результате потери воды вакуолью.

 Концентрация ионов и сахаров в клеточном соке вакуоли, как правило, выше, чем в оболочке клетки. Поэтому при достаточном насыщении оболочки водой последняя будет поступать в вакуоль путем диффузии. Такой однонаправленный транспорт воды через полупроницаемую мембрану носит название «осмос».

Поступающая в клеточный сок вода оказывает давление на постенный протопласт, а через него – на оболочку, вызывая напряженное, упругое ее состояние, или тургор. Он дает сочным органам растения форму и положение в пространстве и является одним из факторов роста клетки.

Если клетку поместить в гипертонический раствор осмотически активного вещества (NaCl, KNO3, сахарозы), т. е. в раствор с большей концентрацией, чем концентрация клеточного сока, то начнется осмотический выход воды из вакуоли.

В результате этого объем ее сократится, протопласт отойдет от оболочки по направлению к центру клетки, тургор исчезнет. Это явление обратимо и носит название «плазмолиз».

2.Регуляторная.

 Регулирует водный баланс клетки. Обеспечивает рост клеток, путем влияния на их растяжение.

3.Депонирующая.

Накопительное пространство - для обособления растворимых промежуточных продуктов обмена, например, глюкозы, фруктозы, яблочной и лимонной кислот, аминокислот, а также нерастворимых запасных веществ (например, белков).

 Место для экскретов -.для хранения конечных продуктов обмена, например некоторых пигментов (антоцианы, флавоноиды), токсичных полифенолов, алкалоидов, гликозидов и других вторичных веществ;

4.Синтетическая. Участвует в процессах старения, дифференциации и
мобилизации запасных веществ.        

7.Эргастические вещества клетки (от гр. ergasio - обработка,
возделывание) — это пассивные производные протопласта. Часть этих веществ
концентрируется снаружи протопласта, образуя клеточную оболочку, другая -
сосредотачивается внутри него в виде включений.        

Включения – это локальная концентрация некоторых продуктов обмена в определенных местах клетки в твердой или жидкой форме, временно выведенные из обмена, или катаболиты. Практически  все эргастические вещества независимо от их природы могут вновь вовлекаться в процессы активного метаболизма клетки. Поэтому их подразделение на ряд функциональных групп (структурные, защитные, запасные, катаболиты) достаточно  условно.

  Наиболее распространенными запасными веществами являются крахмал (крахмальные зерна), белки (алейроновые зерна), жиры (липидные капли, пластоглобулы).

Крахмальные зерна образуются только в строме пластид живых клеток. В хлоропластах на свету откладываются зерна ассимиляционного (первичного) крахмала. Значительно большего объема достигают зерна запасного (вторичного) крахмала, откладывающиеся в лейкопластах (амилопластах). Различают простые, полусложные и сложные зерна.

Липидные капли накапливаются в гиалоплазме. Наиболее богаты ими семена и плоды, где они могут быть преобладающим по объему компонентом протопласта.

Запасные белки чаще всего откладываются в вакуолях в виде зерен округлой или овальной формы, называемых алейроновыми. Бывают простыми  и сложными (кристаллиты, глобоиды).

Кристаллы оксалата кальция – конечные продукты обмена; откладываются обычно в вакуолях. По форме различают одиночные кристаллы, друзы (шаровидные образования, состоящие из многих мелких сросшихся кристаллов), рафиды (мелкие игольчатые кристаллы, собранные в пучки), кристаллический песок.

8. Ядро представляет собой обязательный органоид живой клетки. Оно всегда располагается в цитоплазме. В молодой клетке ядро обычно занимает центральное положение. Иногда оно остается в центре клетки, и окружено цитоплазмой (т. н. ядерный кармашек), которая связана с постенным слоем тонкими тяжами.

Ядро отделено от цитоплазмы двумембранной ядерной оболочкой, пронизанной многочисленными порами.

Содержимое интерфазного (неделящегося) ядра составляют нуклеоплазма и погруженные в нее оформленные элементы – ядрышки и хроматин.

Ядрышки – сферические, довольно плотные тельца, состоящие из рибосомальной РНК, белков и небольшого количества ДНК.

Их основная функция – синтез р-РНК и образование рибонуклеопротеидов (рРНК+белок), т. е. предшественников рибосом.

Предрибосомы из ядрышка попадают в нуклеоплазму и через поры в ядерной оболочке переходят в цитоплазму, где  и заканчивается их формирование.

Хроматин содержит почти всю ДНК ядра. В интерфазном ядре он имеет вид длинных тонких нитей, представляющих собой двойную спираль ДНК, закрученную в виде рыхлых спиралей более высокого порядка (супер- спиралей). ДНК связана с белками-гистонами, располагающимися подобно бусинкам  на  ее  нити.  Хроматин,  будучи  местом  синтеза  различных  РНК (транскрипции), представляет собой особое состояние хромосом, выявляющихся при делении ядра. Можно сказать, что хроматин – это функционирующая, активная форма хромосом. Дело в том, что в интерфазном ядре хромосомы сильно разрыхлены и имеют большую активную поверхность. Такое диффузное распределение генетического материала наилучшим образом соответствует контролирующей роли хромосом в обмене веществ клетки. Следовательно, хромосомы присутствуют в ядре всегда, но в интерфазной клетке не видны, потому что находятся в деконденсированном (разрыхленном) состоянии.

9.Деление эукариотических клеток

Жизненный цикл — время жизни клетки.

Клеточный цикл — совокупность процессов подготовки клетки к делению (интерфазу) и собственно деление клетки (рис. 1.18).

В клеточном цикле выделяют две фазы:

интерфаза (автосинтетическая)

деление клетки (митоз, мейоз).

Интерфаза — подготовка клетки к делению, в которой выделяются периоды:

• пресинтетический G1;
• синтетический S;
• постсинтетический период G2

G1 — биохимическая подготовка клетки к редупликации ДНК, которая сопровождается:

• синтезом органелл (прежде всего рибосом), белка, р-РНК, т-РНК, пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеотидов;
• повышенной активностью ферментов, участвующих в биосинтезе ДНК;
• накоплением АТФ

S — редупликация ДНК с образованием двухроматидных хромосом

 G2 — завершение подготовки клетки к делению:

• интенсивный синтез белков, РНК и АТФ;
• удвоение центриолей, митохондрий, пластид;
• синтез белков, идущих на построение ахроматинового веретена деления;
• завершение роста клетки.

Продолжительность клеточного цикла различна, так, у одноклеточных эукариот он может варьировать от 0,5 ч до 2—3 сут. У многоклеточных (например, у вики посевной) — 15 сут, у бобов — около 2 сут.

Деление клетки подразделяется на процессы, происходящие в ядре — кариокинез (деление ядра) и в цитоплазме — цитокинез (деление цитоплазмы).

МИТОЗ

Митоз — непрямое деление, при котором сохраняется идентичность хромосомного набора материнской и дочерних клеток. Это основной способ деления эукариотических клеток. Так, из одной материнской клетки с набором 2п4с образуются две дочерние с набором 2п2с (п — гаплоидный набор; 2п — диплоидный набор; с — количество молекул ДНК в хромосомах). Однако в митоз могут вступать и гаплоидные клетки. Например, у голосеменных и покрытосеменных растений митоз наблюдается при образовании половых клеток.

Биологический смысл митоза: сохранение точного генетического материала в дочерних клетках наравне с материнской клеткой.

В процессе митоза условно выделяют 5 стадий:

1. профаза,
2. прометафаза,
3. метафаза,
4. анафаза
5. телофаза.

Профаза — самая длительная фаза митоза. Она включает следующие процессы:

• спирализацию и укорочение хромосом;
• исчезновение ядрышка и распад ядерной мембраны;
• формирование ахроматинового веретена, или веретена деления, состоящего из пучков микротрубочек, идущих от полюсов клетки.

В результате этих преобразований в конце профазы каждая хромосома состоит из двух хроматид (двух молекул ДНК — 2с), скрепленных центромерой.

Метафаза — хромосомы расположены на экваторе клетки. Происходит продольное расщепление хромосом на две хроматиды. Плечи хроматид продольно расходятся, но они остаются скрепленными центромерой.

Анафаза — происходит деление центромер надвое. Хроматиды расходятся к полюсам клетки вследствие сокращения ахроматинового веретена. В результате на каждом полюсе сохраняется тот же набор хромосом (2п), но все они теперь состоят из одной хроматиды (2я2с), а во всей клетке находятся два диплоидных набора (4п4с).

Телофаза — фаза, обратная профазе: идет деспирализация хромосом, они становятся плохо видимыми. Формируются ядрышко и ядерная оболочка вокруг хромосом на каждом полюсе. Веретено деления исчезает.

Цитокинез

В процессе цитокинеза происходит формирование клеточной пластинки в экваториальной плоскости после образования двух ядер. Между ядрами образуется бочкообразная система волокон, состоящая из микротрубочек, называемая фрагмопластом.

В экваториальной плоскости фрагмопласта появляются пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества. Из них формируется срединная пластинка, а мембраны пузырьков идут на построение плазматической мембраны по обеим сторонам клетки. Каждый протопласт над срединной пластинкой откладывает первичную оболочку

МЕЙОЗ

Мейоз — деление, при котором происходит редукция хромосомного набора (от диплоидного к гаплоидному).

 Он наблюдается у растений при образовании спор.

Так, из одной диплоидной клетки (2п4с) образуются четыре с гаплоидным набором (пс).

Биологический смысл мейоза: обеспечивает рекомбинацию генов в хромосомах, за счет чего осуществляется генетическое разнообразие организмов.

Мейоз открыл в животных клетках в 1882 г. В. Флемминг. В 1888 г. Э. Страсбургер установил редукцию числа хромосом у растений.

В мейоз вступают только диплоидные клетки. Он лежит в основе образования гамет (при половом размножении у животных организмов) и спор (при бесполом размножении) у высших растений.

Мейоз состоит из двух последовательных делений:

• первого мейотического — редукционного деления, при котором количество хромосом в дочерних клетках уменьшается в 2 раза (по сравнению с материнской);
• второго мейотического — эквационного (уравнительного) деления, при котором количество ДНК в дочерних клетках уменьшается в 2 раза, а количество хромосом не изменяется (протекает по схеме митоза) (рис. 1.20).

Первое мейотическое (редукционное) деление, включает пять фаз.

Профаза I (самая длительная по времени). Она состоит из пяти стадий.

Лептотена — стадия тонких нитей: происходит значительная, но неполная спирализация хромосом.

Зиготена — стадия начала конъюгации и образования бивалентов. Коньюгация — соединение двух гомологичных хромосом по всей своей длине за счет формирования белкового синаптоне- мального комплекса с образованием бивалента. Таким образом, бивалент — конъюгированные гомологичные хромосомы, состоящие из четырех хроматид.

Похищена — стадия полной конъюгации и кроссинговера. Кроссинговер — обмен идентичными участками гомологичных хромосом в бивалентах за счет их перекреста, что приводит к обмену генетической информацией между хромосомами. Место перекреста хромосом называют хиазмой.

Диплотена — стадия начала распада синаптонемального комплекса.

Диакинез — стадия распада синаптонемального комплекса и разъединения хроматид. Связь хроматид остается только в области хиазм.

К концу профазы исчезают ядрышко и ядерная оболочка, формируется ахроматиновое веретено.

Метафаза I. Биваленты хромосом выстраиваются в экваториальной плоскости, образуя метафазную пластинку. К ним прикрепляются кинетохорные нити.

Анафаза I. Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, и у каждого полюса количество хромосом становится гаплоидным (п2с). В дочерние клетки попадают только по одной из пары гомологичных хромосом, т.е. в анафазе I происходит редукция хромосомного набора.

Телофаза I. На короткое время образуется ядерная оболочка, хромосомы деспирализуются, ядро становится интерфазным. У растительной клетки начинает формироваться клеточная стенка.

• Анафаза I. Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки, и у каждого полюса количество хромосом становится гаплоидным (п2с). В дочерние клетки попадают только по одной из пары гомологичных хромосом, т.е. в анафазе I происходит редукция хромосомного набора.

У многих растений нет телофазы I, клеточная стенка не образуется, нет интерфазы II, клетки сразу переходят из анафазы I в профазу I.

Интерфаза II. Интерфаза II отсутствует в растительных клетках. Нет редупликации ДНК (отсутствует S-период).

Второе мейотическое (эквационное) деление

Второе мейотическое деление следует за первым, минуя S-период. Профаза II, метафаза II, телофаза II протекают по схеме митоза. В анафазе II центромеры делятся надвое (в отличие от анафазы I), и к полюсам расходятся хроматиды. Теперь на каждом полюсе формируются хроматиды, а не хромосомы, и набор становится пс. Из двух гаплоидных ядер (п2с) формируются четыре (пс), и далее наступает цитокинез.

Значение мейоза велико: кроме редукции хромосомного набора, в половых клетках за счет рекомбинации хромосом в анафазе I и процесса кроссинговера достигается генетическое разнообразие.

IV. Закрепление.

1. Дайте определение протопласта и его первичных производных.
2. Перечислите органеллы цитоплазмы и назовите их роль в жизнедеятельности клетки.
3. Перечислите типы пластид, укажите их биологическое значение и различия в строении и составе пигментов.
4. Опишите значение вакуоли и клеточного сока в жизни клетки.
5. Дайте определение понятиям «тургорное давление» и «сосущая сила клетки».
6. Опишите механизм плазмолиза и деплазмолиза.
7. Опишите строение клеточной стенки.
8. Охарактеризуйте химический состав первичной и вторичной клеточных стенок.
9. Опишите строение простых и окаймленных пор.
10. Назовите формы запасных веществ (жиров, белков, углеводов), места их локализации в клетке и реактивы на них.
11. Перечислите экскреторные вещества клетки и назовите места их локализации в клетке.
12. Перечислите видоизменения клеточной стенки в процессе жизнедеятельности клетки.
13. Назовите реактивы на целлюлозную, одревесневшую и опробко- вевшую клеточные стенки.

    V.Задание на дом.  

1. Составить словарь терминов по теме «Клетка».
2. Составить конспект по органоидам растительной клетки (Митохондрии, АГ, ЭПС, Жгутики, Рибосомы, Микротрубочки)
3. Отличия растительной клетки от животной

Литература:

1. Долгачева В.С., Алексахина Е.В. Ботаника. М.: Academia, 2009 - 416 с.
2. Сербин А.Г. и др. Медицинская ботаника. Х.: Изд-во НФаУ: Золотые страницы, 2010- 364 с.
3. Зайчикова С.Г, Барабанов Е.И. Ботаника Издательство ГЕОТАР-Медиа,2013-288с
4. Барабанов Е.И., Зайчикова С.Г. Ботаника. Издательство ГЕОТАР-Медиа,2015-592с.