Свойство растительной клетки: Растительные клетки свойства

Содержание

Растительные клетки свойства - Справочник химика 21

    Гуминовые кислоты как окислительно-восстановительная система близки йо свойствам веществам, определяющим протекание процессов дыхания и фотосинтеза в растительной клетке. Они также проявляют ярко выраженную биологическую активность. Под биологической активностью понимают способность вещества усиливать процессы вегетации (роста) растений. [c.24]
    Осмотическое давление играет большую роль в жизни клеток. Каждая растительная клетка покрыта прочной целлюлозной оболочкой, к которой плотно прилегает протоплазма клетки. Поверхностный слой этой протоплазмы обладает свойствами полупроницаемой оболочки и, следовательно, свободно пропускает воду и не пропускает или почти не пропускает многие растворенные в воде вещества. Целлюлозная оболочка свойствами полупроницаемости не обладает и поэтому легко проницаема для всех растворенных веществ.[c.181]

    Помимо чисто научного интереса, который естественно вызывает структура такого уникального образования, как стенка растительной клетки, вопрос этот имеет крупное практическое значение. Знание тонкой структуры и подробностей формирования микрофибрилл и клеточной стенки в целом составляет солидную часть научного фундамента целлюлозной промышленности и производства натурального и искусственного волокна на основе целлюлозы. Характерным примером может служить непосредственная связь гелеобразующих свойств таких синтетических производных целлюлозы, как карбоксиметил-целлюлозы и частично метилированные целлюлозы, с распределением аморфных и кристаллических участков в исходном целлюлозном материале. 

[c.155]

    Попытки получить целлюлозу синтезом вне клетки пока не увенчались успехом. Синтезированные материалы отличались по структуре и свойствам от целлюлозы, выделяемой из растений. Это подтверждает сложный характер системы, осуществляющей биосинтез целлюлозы в живых растительных клетках, и недостаточный уровень знаний о работе такой системы.[c.336]

    Монография представляет собой фундаментальный н чрезвычайно обстоятельный обзор литературы в области строения, биологического синтеза и распада лигнина, его химических и физических свойств, связи с углеводами, генезиса, распределения в растительной клетке и в различных ботанических видах. 

[c.2]

    Существует два больших класса клеток, отличающихся по строению и функциям. Наиболее древними и простыми по строению являются прокариотические клетки. Основные свойства, характерные для прокариот, можно рассмотреть на примере бактерий. Это одни из наиболее простых по строению клеток, отличающиеся малыми размерами и примитивным строением. Они не имеют ядра, и их генетический материал не защищен дополнительной внутриклеточной мембраной. Как правило, бактерии получают необходимую энергию из окружающей среды, причем глюкоза является основным ее источником. Разновидностью бактерий являются синезеленые водоросли, или цианобактерии, имеющие фотосистему, подобную растительным клеткам. Цианобактерии способны фиксировать азот, углекислый газ и выделять кислород. Таким образом, их нормальная жизнедеятельность может протекать при наличии только во- Электронная 

[c.11]


    Установлено, что первоначальный эффект действия аценафтена на растительные клетки не отличается от известного эффекта, вызываемого такими веществами, как диэтиловый эфир, хлораль-гидрат и др. Но в дальнейшем тело растительной клетки, подвергшейся действию аценафтена, разбивается перегородками на части и в каждой такой части обычно оказывается по одному ядру. Таким образом, вместо многоядерных гигантских клеток типа опухолевых, как при действии других веществ, под действием аценафтена возникают гораздо более жизнеспособные одноядерные клетки, различающиеся между собой по составу ядер. При помощи аценафтена оказывается возможным легко и разнообразно изменять хромосомные наборы растений и клеточное деление. Получающиеся под действием аценафтена полиплоиды обладают увеличенным ростом и продуктивностью, а также измененными физиологическими свойствами.[c.14]

    Еще в ранних работах, связанных с изучением ферментов, отмечалось, что все они образуют коллоидные растворы и имеют высокий молекулярный вес. Свойство ферментов создавать коллоидные растворы очень важно для жизнедеятельности организмов, так как благодаря этому предотвращается диффузия ферментов из клеток растений и ферменты, а следовательно, и катализируемые ими биохимические реакции остаются строго локализованными в отдельных тканях, клетках и даже частях клеток растений. Большинство фер.ментов растворимо в воде, но это не значит, что все они в растительной Клетке находятся в растворенном состоянии. Значительная часть их прочно связана с клеточными структурами ядрами, 

[c.42]

    Вирус лишен возможности обеспечить свое существование, так как у него нет собственных источников энергии и он совершенно не способен перерабатывать и усваивать пищу. Вирус — паразит в живой клетке. Нуклеиновая кислота вируса, попадая в растительную клетку, заставляет ее работать на себя . При этом наблюдается торможение химических процессов, протекающих в нормальной клетке, усиливаются химические процессы, необходимые для размножения вируса. В это время он обнаруживает два важнейших свойства живых существ он воспроизводит себе подобных и в процессе этого воспроизведения становится способным к устойчивым наследственным изменениям, или мутациям. 

[c.42]

    Некоторые важные, но в сущности непонятые явления, происходящие в растительной клетке, еще ждут энтузиастов, которые призваны извлечь их из забвения. Многие из этих связанных с мембранами процессов можно изучать с помощью разработанных в настоящее время методов. Анализируя методические усовершенствования последнего времени, поражаешься тому, что одно из самых важных и наиболее всесторонне изучаемых свойств мембран—способность к избирательному переносу и накоплению органических и неорганических веществ— все еще слабо изучено. Большинство работ по активному переносу сводилось по существу к изучению самих переносимых веществ. Таким образом, мы располагаем многочисленными и разнообразными данными относительно типов переносимых веществ, скоростей переноса, действия ингибиторов и т. д. Однако, несмотря на принципиальную важность и универсальный характер этого процесса в природе, истинный его механизм стал объектом изучения лишь в очень немногих работах. Но даже и эти исследования далеко не полны из-за недостаточности наших знаний относительно структуры и состава мембран. Если, как есть все основания ожидать, изучение биохимии мембран позволит понять явление переноса веществ через них, у нас в руках автоматически окажется решение множества других биологических проблем. 

[c.55]


    Концепция переносчиков в общих своих чертах уже обрисована нами выше (см. раздел П1, А), при описании свойств систем переноса ионов в растительных клетках. Эти свойства следующие 1) транспорт солей в растительные клетки осуществляется при неравновесных условиях, когда внутренние концентрации могут значительно превышать концентрации в окружающем растворе 2) транспорт ионов осуществляется через мембраны, которые служат барьерами проницаемости для свободных ионов 3) характерной чертой транспорта ионов является избирательность, в частности отсутствие конкуренции между ионами с одинаковым зарядом и различие скоростей поглощения катиона и аниона соли [73, 116, 117].
[c.265]

    Чрезвычайно большое развитие удельной поверхности и наличие в связи с этим значительного запаса свободной поверхностной энергии является характерной особенностью коллоидных систем, определяющей их важнейшие свойства. Одним из таких свойств коллоидов является их высокая адсорбционная способность, которая играет важную роль и в почвенных процессах. Почвенные коллоиды адсорбируют различные растворенные вещества, главным образом в виде ионов между почвенными коллоидами и растительными клетками корневой системы происходит обменная адсорбция, что играет существенную роль в.минеральном питании растений. Вторая отличительная особенность коллоидных систем заключается в их агрегативной неустойчивости. Под влиянием различных внешних воздействий, иногда весьма незначительных, а также самопроизвольно с течением времени в коллоидных системах происходят изменения, направленные обычно в сторону уменьшения степени дисперсности, т. е. в сторону укрупнения частиц. Это легко происходящее изменение степени дисперсности, которое влечет за собой изменение удельной поверхности и всех свойств, связанных с величиной поверхности, следует всегда иметь в виду при изучении коллоидных систем.

[c.175]

    На физиологическую активность органических соединений ртути влияют и физические свойства препарата. Препараты, хорошо проникающие в растительные клетки, действуют сильнее [2, 5, 6, 9, 18, 19]. [c.558]

    Каждая живая клетка имеет оболочку либо поверхностный слой протоплазмы, обладающие свойством полупроницаемости. Так, известно, что оболочка эритроцитов непроницаема для ряда катионов (например для К и Ма ), хотя она свободно пропускает анионы и воду. Помещая животные или растительные клетки в дистиллированную воду, можно наблюдать перемещение воды внутрь клеток, что ведет к их набуханию, а затем к разрыву оболочек и вытеканию клеточного содержимого. Если в таком опыте использовать эритроциты, то вода окрасится гемоглобином в красный цвет. Подобное разрушение клеток путем разрыва их оболочек (или поверхностных слоев протоплазмы) называют лизисом, а в случае эритроцитов — гемолизом. [c.37]

    За 14 лет, прошедших со времени выхода в 1939 г.

второго, посмертного издания книги академика П. П. Шорыгина Химия целлюлозы , достигнуты значительные и принципиальные результаты в изучении строения и свойств как самой целлюлозы, так и ее спутников в стенках растительной клетки (лигнин, полиозы). За этот период установлено много новых интересных фактов, которые привели к ряду важных выводов. Эти выводы, сделанные преимущественно советскими исследователями, позволяют по-новому, более глубоко и правильно подойти к решению важнейших вопросов химии целлюлозы, имеющих основное значение для объяснения свойств целлюлозы и ее производных и для возможности их изменения в нужном направлении. [c.9]

    В течение более полутора веков органическая химия занималась изучением природных и синтетических соединений, молекулы которых состоят лишь из нескольких десятков атомов. Только к началу этого столетия было установлено существование молекул-гигантов, состоящих иногда из нескольких десятков тысяч атомов. К таким веществам относятся белки — главная составная часть живого вещества, целлюлоза — опорное вещество растительной клетки, крахмал — запасное вещество растений, а также каучук.

Возникла новая область химии, предметом которой является изучение природных высокомолекулярных соединений, синтез высокополимеров и выяснение зависимости их свойств от строения. [c.10]

    Однако могут быть случаи, когда аммиак делается менее подходяш,ей азотной пищей, чем селитра. Это бывает, когда в растении нет достаточного количества сахаров, что ограничивает наличие в нем органических кислот и затрудняет образование аминокислот. Поступивший в растение при таких обстоятельствах аммиачный азот не может быть использован на образование аминокислот. Накопление же неиспользованного аммиака в растительных клетках нежелательно, так как может вредить растениям. Растения выработали у себя свойство частично обезвреживать неиспользуемый аммиак путем перевода его в органическое азотистое вещество — аспарагин, который в дальнейшем может перейти в аспарагиновую аминокислоту. Но в результате недостатка органических кислот в растении не весь аммиак превращается в аспарагин, и тогда аммиак, накопляясь в растительных клетках в повышенных концентрациях, может вызвать их отравление.

[c.28]

    После заражения часть Ti-плазмиды встречается в хромосомах клеток растения-хозяина. Следовательно, А. tumefa iens встраивает часть своего генома в ДНК растительной клетки и заставляет ее таким способом изменять метаболизм, синтезируя вещества, необходимые для бактерий. Именно это свойство А. tumefa iens и послужило поводом для создания на основе Ti-плазмиды вектора, доставляющего необходимые гены в клетку. [c.146]

    Накопление в клеточных оболочках лигнина, который часто называют инкрустирующим веществом, рассматривается как процесс одревеснения растительной клетки. Лигнин в одревесневщих материалах обусловливает механическую прочность растения, защищает полисахариды от воздействия микроорганизмов и придает материалу гидрофобные свойства. Содержание лигнина в зависимости от вида одревесневщих растений достигает 30%. [c.15]

    По-видимому, свойство ксилана связывать молекулы воды является важным фактором для баланса воды в живых клетках, а также ири формировании свойств бумаги, получаемой на базе растительных материалов. Очевидно, в живой растительной клетке относительно гидрофобные кристаллиты целлюлозы окружены гидрофильным слоем ГМЦ. Предполагается, что кристаллизацию природного ксилана тормозит присутствие в молекуле аиетиль- [c.155]

    Термин мембранао используется вот уже более 100 лет для обозначения клеточной границы, служащей, с одной стороны, барьером между содержимым клеткн н внешней средой, а с другой — полупроницаемой перегородкой, через которую могут проходить вода и некоторые из растворенных в ней веществ. В 1851 г. немецким физиолог X. фон Моль описал плазмолиз клеток растений, предположив, что клеточные стенки функционируют как мембраны. В 1855 г. ботаник К. фон Негели наблюдал различия в проникновении пигментов в поврежденные н неповрежденные растительные клетки и исследовал клеточную границу, которой он дал название плазматическая мембрана. Он предположил, что клеточная граница ответственна за осмотические свойства клеток. В 1877 г. немецкий ботаник В. Пфеффер опубликовал свой труд Исследование осмоса , где постулировал существование клеточных мембран, основываясь на сходстве между клетками и осмометрами, имевэщими искусственные полупроницаемые мембраны. В 80-х годах прошлого столетия датский ботаник X. де Фриз продолжил осмометрические исследования растительных клеток, предположив, что неповрежденный слой протоплазмы между плазмалеммой и тонопластом функционирует как мембрана. Его исследования послужили фундаментом при создании физико-химических теорий осмотического давления и электролитической диссоциации голландцем Я. Вант-Гоффом и шведским ученым С. Аррениусом. В 1890 г. немецкий физикохимик и философ В. Оствальд обратил внимание на возможную роль мембран в биоэлектрических процессах. Между 1895 и 1902 годами Э. Овертон измерил проницаемость клеточной мембраны для большого числа соединений и наглядно показал зависимость между растворимостью этих соединений в липидах и способностью их проникать через мембраны. Он предположил, что мембрана имеет липидную природу и содержит холестерин и другие липиды. Современные представления о строении мембран как подвижных липопротеиновых ансамблей были сформулированы в начале 70-х годов нашего столетня.[c.549]

    Большие усилия были направлены на то, чтобы разработать методику изолирования хлороглобина из растительной клетки, а затем изучить его свойства и особенности. [c.180]

    ТОЙ структурной и функциональной организации, какой располагает бактериальная клетка. Поэтому его можно считать аналогом, а быть мо5кет, даже предшественником сложных и высокоспециализированных мембранных элементов более высокоорганизованных клеток. С этой гипотезой согласуются следующие наблюдения 1) аппарат окислительного фосфорилирования бактериальной клетки включен в ее мембрану или связан с ней 2) рибосомы, прикрепленные к мембране, очевидно, являются местом наиболее интенсивного и эффективного синтеза белков 3) наследственное вещество бактерий (т. е. их ДНК), видимо, структурно связано с определенным участком мембраны 4) в некоторых быстро растущих растительных клетках мембрана способна, по-видимому, создавать путем образования перетяжек структуры, сходные с митохондриями 5) для всех мембранных элементов характерна определенная строгая упорядоченность, касающаяся состава, структуры и некоторых свойств.[c.249]

    Во многих отношениях хлоропласт проявляет свойства независимого организма, зара-зивнгего клетку высших растений. К этим свойствам относятся наличие в хлоропластах специфической ДНК и РНК, способность к синтезу белка и способность к самовоспроизведению путем деления. Такая автономность хлоропластов позволила генетику Ледербергу заявить, что клетки, обесцвеченные стрептомицином, излечиваются от своих хлоропластов . Возможно, дальнейшие исследования хлоропластов, пусть даже по-прежнему касающиеся наиболее удивительного их свойства — фотосинтеза, еще более подчеркнут биологическую независимость хлоропластов в растительной клетке. [c.83]

    Обработка кормов химическими веществами для сохранения первоначальной питательности и фуражных свойств их в течение длительного времени хранения. Сущность X. к. заключается в угнетении или полном подавлении химическими веществами жизненных процессов в растительных клетках и вредных микроорганизмов (гнилостных, маслянокислых бакгеппй и плесени), находящихся в растите. 1ьиой. массе. С гюмищыо химических веществ можно кон- [c.340]

    Осмотические явления наблюдаются особенно легко на клетках растительных объектов. Изучение осмотических свойств растительных клеток связано главным образом с Илменем известного ботаника д е Ф р и 3 а (1884 г.). Каждая растительная клетка покрыта прочной целлюлозной оболочкой, к которой плотно прилегает протоплазма самой клетки. Поверхностный слой этой протоплазмы, как уже указывалось, обладает свойствами полупроницаемой оболочки и, сле- [c.109]

    Остергаут и Стенли попытались приготовить искусственную гомогенную мембрану, которая обладала бы некоторыми свойствами живых мембран. Они нашли, что смесь из 70% гваякола и 30% р-крезола неожиданно хорошо удовлетворяет этим требованиям. Например, известно, что гигантская растительная клетка Уа1оп1а накапливает калий и натрий из морской воды, причем калий накапливается в большей концентрации, чем натрий. Гомогенная мембрана Остергаута также способна накапливать калий и натрий. Устройство модельной мембраны показано на рис. 86. [c.369]

    О механизме действия гексахлорана существует гипотеза, согласно которой строение гамма-изомера сходно со строением мезоинозита [СвНд(ОН)д], имеющегося в животных и растительных клетках. Гамма-изомер легко проникает в организм насекомого, где и происходит его интенсивная сорбция, в результате чего приостанавливаются жизненные процессы. Этой гипотезой не подтверждаются другие свойства гексахлорана альфа-изомер также обладает токсичностью, однако его строение не сходно с ме-зоинозитом для ряда насекомых инозит безвреден. [c.85]

    Инфекционная ДНК — биологически активная ДНК вирусов и фагов. ДНК с инфекционными свойствами были выделены из вируса полиомы и бактериофагов ФХ174 и А.. Животные в растительные клетки реагируют на непосредственное воздействие вирусной нуклеиновой кислота, тогда как клетки бактерий к такому воздействию зачастую не чувствительны. Но они становятся чувствительными при частичном удалении клеточной оболочки, образуя сферопласты. Заражение клетки происходит при условии введения в нее целой молекулы нуклеиновой кислоты. Эго условие нарушается, если клетка одновременно заражается вирусом-помощником, генотип которого отличается от инфицирукяцей ДНК- Заражение клеток чистой инфекционной [c.54]

    Ароматические тиоцианаты, содержащие тиоциапатогруппу в бензольном ядре, проявляют инсектицидные свойства, но более слабые, чем соединения алифатического ряда с тем же числом атомов углерода. Инсектицидность соединения сильно зависит от заместителей в фенильном остатке. При введении нитрогрупп или атомов галогенов возрастает активность соединений по отношению к растительным клеткам. Так, 2,4-динитрофенилтиоцианат является активным фунгицидом и используется в сельском хозяйстве для защиты растений от болезней, а тиоцианатогалогенбен-зойные кислоты обладают гербицидным действием. [c.413]

    Данные о действии ауксинов на избирательное поглощение катионов растительными клетками (Пап, Reinhold, 1963) и на движение протоплазмы (Камня, 1962) дают возможность предполагать, что фитогормоны влияют на процессы, происходящие в мембранах. Митохондрии являются типичными мембранными образованиями (Грин, 1964). Поэтому представлялось интересным исследовать влияние ауксинов на свойства мембран. В литературе отмечалось, что гормоны животных тканей (например, тироксин) оказывают определенное влияние на структуру и активность митохондрий (Lehninger, 1959а Сикевиц, 1962). [c.200]

    Высасывание тлями, червецами или. клещами сока листа, опрыснутого этим препаратом, приводит к их гибели. Препарат быстро разрушается в растительных клетках, и токсические свойства растительного сска теряются очень быстро (в течение первых же 1—2 суток). [c.479]


Клеточное строение растений.Свойство растительной клетки!Пересказ

В растительной клетке есть ядро и все органоиды, свойственные в животной клетке: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Вместе с тем она отличается от животной клетки следующими особенностями строения:

1) прочной клеточной стенкой значительной толщины;

2) особыми органоидами — пластидами, в которых происходит первичный синтез органических веществ из минеральных за счет энергии света — фотосинтез;

3) paзвитой системой вакуолей, в значительной мере обусловливающих осмотические свойства клеток.

Растительная клетка, как и животная, окружена цитоплазматической мембраной, но, кроме нее, ограничена толстой состоящей из целлюлозы клеточной стенкой. Наличие клеточной стенки — специфическая Особенность растений. Она определила малую подвижность растений. Вследствие этого питание и дыхание организма стали зависеть от поверхности тела, контактирующей с окружающей средой, что привело в процессе эволюции к большей расчлененности тела, гораздо более выраженной, чем у животных. Клеточная стенка имеет поры, через которые каналы эндоплаэматической сети соседних клеток сообщаются друг с другом.

Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии — одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растительных организмов. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах.

Различают три вида пластид: 1) лейкопласты — бесцветные пластиды, в которых из моносахаридов и дисахаридов синтезируется крахмал (есть лейкопласты, запасающие белки или жиры) ; 2) хлоропласты — зеленые пластиды, содержащие пигмент хлорофилл, где осуществляется фотосинтез — процесс образования органических молекул из неорганических за счет энергии света, 8) хромопласты, включающие различные пигменты из группы каротиноидов, обусловливающих яркую окраску цветков и плодов. Пластиды могут превращаться друг в друга. Они содержат ДНК и РНК, и увеличение их количества осуществляется делением надвое.

Вакуоли окружены мембраной и рецэвиваются из эндоплазматичеокой сети. Вакуоли содержат в растворенном виде белки, углеводы, низкомолекулярные продукты синтеза, витамины, различные соли. Осмотическое давление, создаваемое растворенными в вакуолярном соке веществами, приводит к тому, что в клетку поступает вода, которая обусловливает тургор — напряженное состояние клеточной стенки. Толстые упругие стенки обеспечивают прочность растений к статическим и динамическим нагрузкам.

Клеточное строение растений. Свойства растительной клетки

Задание 1. Проставьте цифры к названиям соответствующих частей растительной клетки

1 - клеточная стенка

2 - вакуоль

3 - ядро

4 - цитоплазма

5 - хлоропласты

6 - клеточная мембрана

Назовите функции, которые выполняют:

клеточная стенка - придает клетке форму и защищает ее от воздействия окружающей среды

клеточная мембрана - клеточная "таможня" - впускает и выпускает вещества в клетку или из нее

ядро - содержит наследственную информацию

цитоплазма - в ней происходят важные жизнедеятельные процессы

хлоропласты - участвуют в фотосинтезе

вакуоль - служит хранилищем продуктов обмена клетки


Задание 2. Пользуясь текстом параграфа, заполните схему, указав процессы жизнедеятельности клутки и их значение (кратко)

Жизнедеятельность клетки:

- движение цитоплазмы

- дыхание

- питание

- рост

- обмен веществ

- деление

- раздражение


Задание 3. Дополните утверждения краткими пояснениями

1. Клетка - единица строения растительного организма, потому что все живое имеет клеточное строение (кроме вирусов)

2. Характерные особенности строения растительной клетки - плотная клеточная стенка, большая вакуоль, наличие хлоропластов

3. Обмен веществ - главное проявление жизнедеятельности клетки и всего организма, так как в процессе обмена происходит окисление питательных веществ и выделение энергии


Задание 4. Отметьте знаком "+" правильный ответ (прим. здесь представлен один верный вариант)

1. Бесцветную часть клетки, в которой находятся все ее компоненты, называют:

в) цитоплазмой

2. Плотное образование, являющееся основным компонентом клетки, называют:

а) ядром

3. Цитоплазма представляет собой:

г) часть клетки

4. Полости с клеточным соком, содержащие сахара и другие органические вещества и соли, называют:

б) вакуолями

Параграф 3. Клеточное строение растений. Свойства растительной клетки

1. Поставьте цифры к названиям соответствующих частей растительной клетки.
4 – цитоплазма
1 – клеточная стенка
6 – клеточная мембрана
5 – хлоропласты
3 – ядро
2 – вакуоль
Назовите функции, которые выполняют
клеточная стенка – защитная, опорная
клеточная мембрана – защитная, транспорт
ядро – содержит наследственную информацию
цитоплазма – в ней проходят важнейшие процессы жизнедеятельности в клетке
хлоропласты – участие в фотосинтезе
вакуоль – хранение процессов жизнедеятельности в клетке
2. Пользуясь текстом параграфа, заполните схему, указав процессы жизнедеятельности клетки и их значение.
жизнедеятельность клетки:
движение цитоплазмы – играет важную роль в осуществлении обмена и распределении веществ внутри клетки, а также характеризует уровень жизнедеятельности клеточных частей
дыхание – Во всех живых клетках глюкоза окисляется кислородом до углекислого газа и воды, При этом выделяется энергия
питание – в процессе питания клетки получают химические соединения, используемые ими для всех процессов жизнедеятельности.
деление – биологический процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов
обмен веществ – происходит рас­щепление и синтез молекул, что входят в состав клеток, образование, разрушение и обновление клеточных струк­тур и межклеточного вещества 
раздражение – в основе реакций организмов, за счет чего поддерживается их способность организма противостоять изменениям и сохранять относительное постоянство внутренней среды.
Рост – увеличение клетки в размерах, ее специализация
3. Дополните утверждения краткими пояснениями.
Клетка – единица строения растительного организма, т.к. все живое имеет клеточное строение.
Характерные особенности строения растительных клеток – наличие хлоропластов, вакуолей, клеточной стенки.
Обмен веществ – главное проявление жизнедеятельности клетки и всего организма, т.к в процессе обмена происходит образование новых структур и разрушение старых, при этом тратится и выделяется энергия.
4. Отметьте знаком «+» правильный ответ.
1. в
2. а
3. г
4. б


Клеточное строение растений. Свойства растительной клетки - НАУКА О РАСТЕНИЯХ

Тип урока: урок общеметодологической направленности.

Используемые технологии: здоровьесбережения, проблемного обучения, развивающего обучения, групповой деятельности, интерактивные.

Формируемые УУД: к. — строить речевые высказывания в устной форме; адекватно использовать речевые средства для аргументации своей позиции; р. — формулировать цель урока и ставить задачи, необходимые для ее достижения; планировать свою деятельность и прогнозировать ее результаты; осуществлять рефлексию своей деятельности; п. — устанавливать причинно-следственные связи; сравнивать и делать выводы на основе сравнений; составлять план параграфа; работать с натуральными объектами; л. — формировать и развивать познавательный интерес к изучению природы, научное мировоззрение, экологическую культуру; применять полученные знания в практической деятельности.

Планируемые результаты: объяснять значение понятий: клетка, ядро, цитоплазма, клеточная стенка, клеточная (цитоплазматическая) мембрана, вакуоль, хлорофилл, хлоропласт, хромосомы, приводить примеры одноклеточных и многоклеточных растений; различать (на иллюстрациях учебника, на микропрепаратах) и называть органоиды клеток растений; характеризовать основные процессы жизнедеятельности клетки; выявлять отличительные признаки растительной клетки; делать выводы о взаимосвязи всех частей клетки; соблюдать правила обращения с лабораторным оборудованием.

Оборудование и материмы: учебник, лупа, компьютерная презентация или плакаты “Строение растительной клетки”, “Микроскопы”, школьный световой микроскоп, модель растительной клетки, портреты Антони ван Левенгука, Роберта Гука, Теодора Шванна и Матиаса Шлейдена, белая, красная и зеленая бумага, бумажные самолетики с надписью “глюкоза”, пакетики из целлофана, крахмальный клейстер, йод.

Общие рекомендации. Строение растительной клетки целесообразно изучать в форме игры. Учащиеся получают представление о деятельности живой системы — растительной клетки. Игра достаточно подвижная, поэтому физкультминутку на данном уроке можно не проводить.

Ход урока

I. Организационный момент

(Учитель приветствует учеников, проверяет готовность к уроку, напоминает ученикам о правилах поведения в кабинете биологии.).

II. Проверка домашнего задания

— Что называют жизненной формой растения?

— Приведите примеры растений разных жизненных форм.

— Охарактеризуйте травянистые жизненные формы и назовите сроки жизни трав. Приведите примеры.

— Охарактеризуйте древесные жизненные формы. Приведите примеры.

(Проверка знания изученных на прошлом уроке терминов. Сидящие за одной партой ученики опрашивают друг друга по очереди. Учитель выслушивает ответы, просит учеников оценить друг друга и выставляет отметки.

Проверка и комментирование рисунков. Можно попросить учеников выбрать несколько лучших рисунков и выставить отметку.)

III. Работа по теме урока

1. Увеличительные приборы

(Рассказ учителя сопровождается демонстрацией лабораторного оборудования и плаката с изображением различных микроскопов.)

В прошлом году каждый из вас на уроках биологии уже работал с этим оптическим прибором.

— Какой называется? (Лупа.)

— Как его можно использовать? (Можно рассматривать мелкие объекты, плохо различимые глазом, и даже добывать огонь.)

В IV в. до н. э. “отец комедии” драматург Аристофан в пьесе “Облака” описал, как добывают огонь с помощью солнечного света и отполированного выпуклого куска стекла, т. е. линзы или лупы.

Обычная лупа дает не очень большое увеличение (от 2 до 30 раз).

— Какой оптический прибор позволяет нам увидеть невидимые невооруженным глазом объекты? (Микроскоп.)

— Из каких частей состоит этот прибор? (Штатив, тубус, окуляр, объектив, револьверная головка, регулировочные винты, предметный столик, зажимы, зеркало, подставка.)

— Как можно определить увеличение микроскопа? Нужно перемножить числа, выгравированные на окуляре и объективе микроскопа. Например, на окуляре выгравировано “7”, а на объективе — “20”, 20 • 7 = 140. Это значит, что исследуемый объект будет увеличен в 140 раз.

Перед работой необходимо мягкой салфеткой протереть линзы окуляра, объектив и зеркало микроскопа. При помощи зеркала направить свет в отверстие предметного столика для освещения микропрепарата.

В 1665 г. английский ученый Роберт Гук опубликовал книгу “Микрография”, где описал результаты своих исследований природных объектов с помощью линз. Гук использовал специальные увеличительные линзы, изготовленные для него одним лондонским мастером. Книга вдохновила торговца и натуралиста-любителя Антони ван Левенгука на исследование природы с помощью увеличительных приборов. Левенгук сконструировал первый микроскоп. Этот прибор увеличивал объекты почти в 300 раз! Он состоял из нескольких линз (Левенгук сам шлифовал стекла) и совсем не был похож на современные микроскопы.

Левенгук с помощью своего изобретения первым обнаружил живых существ в капле воды. За свои открытия он был избран членом Лондонского королевского общества. К нему в гости приезжала сама английская королева.

Но именно Роберт Гук первым увидел растительные клетки. Ученый делал тонкие срезы ветвей и стеблей различных растений и изучал их под микроскопом. На тонком срезе сердцевины бузины Гук увидел картину, очень напоминавшую ему ячеистую поверхность пчелиных сот. Он прекрасно различал целые ряды мелких ячеек, как бы отделенных одна от другой тонкими перегородками. Эти ячейки Гук назвал клетками. Именно это название мы используем до сих пор.

Современные световые микроскопы дают увеличение до 3500 раз, а электронный микроскоп может увеличивать изображение в сотни тысяч раз!

2. Строение растительной клетки

(Рассказ учителя сопровождается компьютерной презентацией или демонстрацией плакатов. По ходу рассказа ученики записывают основные термины.)

Из клеток, как из кирпичиков, “построены” все живые организмы. Как вы знаете, некоторые организмы состоят всего из одной клетки, а другие из множества клеток. Клетка — это структурная и функциональная единица всех живых организмов.

Все клетки отделены друг от друга плазматической мембраной — плотной прозрачной оболочкой. Под микроскопом можно рассмотреть и более тонкие участки клеточной мембраны — поры. Снаружи клетку покрывает клеточная стенка, состоящая из клетчатки (целлюлозы). Она сохраняет форму клетки и защищает ее от внешнего воздействия. При этом клеточная стенка и мембрана проницаемы для некоторых веществ и непроницаемы для других.

Представьте, что мы являемся частями растительной клетки. Тогда наш кабинет с окнами и дверью будет играть роль клеточной мембраны и клеточной стенки с порами.

Живое содержимое клетки представлено цитоплазмой — бесцветным вязким полупрозрачным веществом. В живой клетке

цитоплазма постоянно движется. Скорость ее движения зависит от температуры, освещения. Движение цитоплазмы обеспечивает перенос питательных веществ. За счет этого между клетками происходит постоянный обмен веществ. У молодых клеток цитоплазма заполняет практически весь объем.

Можно представить, что воздух в кабинете — это цитоплазма, заполняющая пространство между частями клетки.

В цитоплазме располагаются многочисленные органоиды, имеющие определенное строение и функции. Цитоплазма как бы связывает между собой различные органоиды клетки.

Важнейшим органоидом клетки является ядро. Обычно оно округлое и располагается в центре клетки. Ядро, как учитель в классе, регулирует все процессы в клетке.

Цитоплазма пронизана сетью многочисленных мелких канальцев. Они связывают между собой различные части клетки с плазматической мембраной, помогают в транспортировке различных веществ внутри клетки. Это эндоплазматическая сеть. Ее поверхность покрыта рибосомами, которые синтезируют растительный белок.

(По команде учителя несколько учеников занимают определенное место у одной из стен кабинета. Каждому из них выдается лист бумаги. Ученикам необходимо скомкать эти листы — “превратить” в белок.)

В растительной клетке имеются пластиды.

(По команде учителя часть учеников делится на три группы. Они держат в руках листки разных цветов, соответствующих окраске пластид.)

Существуют три вида пластид, различающихся по форме, цвету, размерам и функциям. Хлоропласты имеют зеленую окраску, хромопласты — красную, а лейкопласты — бесцветны. В лейкопластах откладывается запас питательных веществ (крахмал, масла, белок).

Хлоропласты содержат особый зеленый пигмент — хлорофилл. Он ответственен за образование органических веществ из неорганических с помощью энергии солнечных лучей — фотосинтез.

(Ученики из “зеленой” группы становятся рядом с окнами и “фотосинтезируют” — запускают в различные части “клетки” бумажные самолетики с надписью “глюкоза”. )

В клетке находятся и различные включения — временные образования (например, крахмальные или белковые зерна, а также капли жиров). Эти включения накапливаются как дополнительный запас питательных веществ, который впоследствии используется организмом.

Роль этих включений будут играть самолетики, запущенные “пластидами”, и глобулы белка, слепленные “рибосомами”, а также ваши учебные принадлежности, сумки и рюкзаки,

В старых клетках хорошо заметны полости, содержащие клеточный сок. Эти образования называются вакуолями. В нашей “клетке” это парты, они занимают много места.

(Распределив роли и объяснив ученикам их функции учитель — “ядро клетки” — дает различные команды.)

— Хлоропласты, ловите свет и синтезируйте глюкозу! Отправляйте ее в цитоплазму!

— Рибосомы, срочно нужны белки!

В результате нашей игры мы выяснили, что клетка — это сложная система, которая работает слаженно.

3. Жизнедеятельность растительной клетки

Клетка фактически является самовоспроизводящейся химической системой. Она физически отделена от своего окружения, но обладает способностью обмена с этим окружением, т. е. способна поглощать вещества, которые необходимы ей в качестве пищи, и выводить наружу накопившиеся отходы.

Одно из важных и наиболее заметных проявлений жизнедеятельности клетки — движение цитоплазмы. Каково же значение этого движения? В цитоплазме протекают различные химические процессы. Движение цитоплазмы обеспечивает перенос питательных веществ к различным частям клетки. Кроме того, удаляются вещества, выработанные клеткой. Скорость движения цитоплазмы зависит от температуры, освещенности, уровня обеспечения кислородом и других условий. Если температура или яркость освещения повышается, скорость движения увеличивается. При понижении температуры скорость движения уменьшается. В этом проявляется реакция клетки на изменение условий окружающей среды.

Клетка питается, т. е. поглощает различные вещества из окружающей среды, а затем в результате сложных химических реакций эти вещества входят в состав самой клетки. Она способна расти. Рост клетки происходит за счет растяжения мембраны, а также увеличения вакуоли. По мере роста клетки мелкие вакуоли сливаются в одну большую. Именно поэтому в старой клетке вакуоль занимает практически все пространство.

Клетка дышит, поглощая кислород и выделяя углекислый газ. Дыхание — сложный химический процесс, в результате окисления питательных веществ клетка получает необходимую ей энергию.

Окисление питательных веществ с выделением энергии при помощи кислорода, поглощенного при дыхании, преобразование

этих веществ в другие, пригодные для дальнейшего использования клеткой, и вывод ненужных, “отработанных” веществ называются обменом веществ. Обмен веществ — основное проявление жизнедеятельности клетки и всего организма в целом.

Обмен веществ возможен благодаря одному очень важному свойству оболочки клетки — избирательной проницаемости мембраны. Убедимся в избирательной проницаемости клеточной мембраны с помощью небольшого опыта.

Демонстрационный опыт. Нам понадобится целлофановый пакет размером около 5 см в диаметре с крахмальным клейстером и стакан со слабым водным раствором йода.

(Материалом для изготовления пакетика может служить упаковочная пленка. Понадобится именно целлофан, а не полиэтилен, так как полиэтилен не пропускает воду.)

Пакетик с бесцветным крахмальным клейстером опускаем в стакан с водным раствором йода. Через несколько минут достаем мешочек из стакана и видим, что содержимое пакетика приобрело фиолетовую окраску. Произошла реакция крахмала с йодом. Под действием йода крахмал окрашивается в фиолетовый цвет. При этом цвет содержимого стакана не изменился. Мы наглядно убедились, что клеточная мембрана (в данном случае в роли мембраны выступает целлофан) пропускает воду и минеральные вещества и препятствует выходу органических веществ (в данном случае крахмала) из клетки.

4. Деление клетки

Важнейшей особенностью жизнедеятельности клетки является способность к делению. Это сложный процесс, состоящий из нескольких этапов. Важную роль в процессе деления клетки играет ядро, так как в ядре содержится вся наследственная информация.

Процесс деления клетки называют митозом (от греч. митос — “нить”), В процессе митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние. При этом вся генетическая информация дочерних клеток полностью совпадает с генетической информацией материнской клетки, т. е. они являются как бы копией материнской клетки.

Митоз состоит из следующих этапов:

1) ядро клетки увеличивается в размерах, в нем становятся заметны хромосомы — особые органоиды, обычно цилиндрической формы, которые передают наследственные признаки от клетки к клетке;

2) каждая хромосома делится продольно на две равные половинки, которые расходятся к противоположным концам материнской клетки;

3) вокруг разошедшихся хромосом формируется ядерная оболочка, каждая хромосома достраивает недостающую половинку, и в результате получаются два дочерних ядра с таким же количеством хромосом, как и в материнской клетке;

4) в цитоплазме возникает перегородка, и клетка разделяется на две, каждая из которых имеет свое ядро.

У растений митоз длится 1—2 ч. В результате образуются две идентичные дочерние клетки с тем же набором хромосом и той же наследственной информацией, что и в материнской клетке. Молодые клетки имеют тонкие клеточные оболочки, густую цитоплазму и крупные ядра. Вакуоли в них очень малы. Деление клеток продолжается на протяжении всей жизни растения. Благодаря делению и росту клеток происходит и рост самого растения. У многоклеточных растений есть специальные участки, где деление и рост клеток происходят постоянно.

Митоз был открыт и описан русским ученым И.Д. Чистяковым в 1874 г. на примере растительной клетки. Животные клетки также могут размножаться при помощи митоза.

Но существует и другой способ деления клеток. Он называется мейоз. В результате мейоза образуются не две, а четыре дочерние клетки, каждая из которых обладает только половиной генетической информации материнской клетки. Благодаря этому процессу и существуют различия между родителями и потомками.

IV. Рефлексивно-оценочный этап

(Учитель подводит итоги работы на уроке, отмечает самых активных учеников, проверяет записи в словаре терминов.)

Домашнее задание

Прочитать § 3, пересказать, повторить основные термины, выполнить задания в конце параграфа.

3. Строение растительной клетки и некоторые ее свойства

Несмотря на огромное разнообразие растительных клеток, все они имеют общие черты организации.

Основными частями клетки, которые видны в световой микроскоп, являются: протопласт (живое содержимое клетки) и его производные – клеточная оболочка (клеточная стенка) и вакуоль с клеточным соком (рис. 2.1.).

В протопласте выделяют основную плазму – цитоплазму и ядро. В свою очередь цитоплазма состоит из гиалоплазмы и структурных компонентов – орга­ноидов (органелл) (рис. 2.2.).

Клеточная оболочка (клеточная стенка).

Клеточная оболочка (КО) – структурное образование, располагающееся по периферии клетки, придающее ей прочность, форму и за­щищающее протопласт от внешних воздействий. Способна к росту растяжением, как правило, прозрачна и пропускает солнечный свет, через нее легко проникает вода и низко­молеку­ляр­ные вещества, но для высокомолекулярных веществ, например, белков, она полностью или частично непроницаема (избирательная проницаемость).

КО представляет собой продукт жизнедеятельности протопласта (рис. 2.3.). Главным компонентом оболочки является целлюлоза.

КОсостоит из микрофибрилл (сложные пучки целлюлозы – большое количество линейно рас­положенных мономеров – остатков глюкозы) погруженных в матрикс (пектиновые вещества, или пектины – кислые полисахариды и гемицеллюлозы – полисахариды, растворимые в щело­чах, их мономеры расположены линейно, но с разветвлениями). Микрофибриллы, расположен­ные в матриксе, образуют каркас клеточной оболочки.

КО образуется сразу после деления клеток – первичная КО (богата водой – 60 – 70% и содержание целлюлозы не бо­лее 30%). Позже изнутри клетки толщина КО увеличивается, а объем полости клетки сокра­щается (в результате откладывания микрофибрилл между первичной КО и плазмалеммой) – об­разуется вторичная КО (выпол­няет главным образом механическую функцию, в ней меньше воды, а коли­чество целлюлозы достигает 40 – 50%).

У многоклеточных растительных организмов оболочки соседних клеток скреплены между собой пектиновыми веществами, образующими срединную пластинку. Оболочки клеток образуют единую систему – апопласт, которая служит главным путем для передвижения во­ды и минеральных веществ.

В результате разрушения срединной пластинки (при специальной обработке или естественно, например, у перезрелых плодов груши, дыни, персика и др. ) обо­лочки соседних клеток разъединяются – происходит мацерация.

КО пронизана плазмодесмами – цитоплазматическими тяжами, которые обеспечивают контакт между соседними клетками. Плазмодесмы объединяют протопласты всех клеток в единую систему – симпласт (по которой также пере­двигаются различные вещества). Как правило, плазмодесмы проходят через поры (перерывы во вторичной КО) и облегчают транспорт воды и растворенных веществ от клетки к клетке (рис. 2.3.).

Пора выстлана плазматической мембраной. Сквозь пору проходит десмотубула, часто соединенная на обоих концах с эндоплазматическим ретикулумом.

Иногда в КО откладывается лигнин. Оболочка, пропитанная лигнином, очень прочна и тверда.

Оболочки некоторых типов клеток могут включать слои липидов: восков, кутина и суберина. Кутин и воск обычно покрывают наружные стенки клеток покровной ткани эпидермы, образуя кутикулу – водо- и воздухонепроницаемый слой на поверхности растений. Суберин пропитывает оболочку, он полностью не­проницаем для воды и газов, поэтому такая суберинизированная, или опробковевшая, клетка быстро отмирает.

Иногда наблюдается и минерализация КО – отложение в ней солей кальция или кремнезема (много в КО хвощей, осок и др. растений) и т.д.

Вакуоль.

Вакуоль представляет собой наполненный жидкостью (клеточным соком) мембранный мешок (рис. 2.2.). От цито­плазмы содержимое вакуоли отграничено вакуолярной мембраной (тонопласт), которая обладает избирательной проницаемостью.

Клеточный сок представляет собой водный раствор органических и неорга­нических веществ: сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза), растворимые белки, органические кислоты (яблочная, щавелевая, лимонная и др.), алкалоиды (атропин, папаверин, морфин), ферменты, пигменты (антоцианы, антофеины, антохлоры) и др.

Функции вакуолей многообразны:

– формируют внутреннюю водную среду клетки;

– поддерживают гидростатическое (тургорное) давление внутриклеточной жидкости;

– накапливают запасные вещества (например, сахароза, минеральные соли) и отходы (например, кристаллы оксалата кальция), т. е. конечные продукты метабо­лизма клетки;

– иногда содержат гидролитические ферменты и выполняют функцию лизосом, т.е. разрушают макромолекулы и даже различные органоиды.

Одностороннее передвижение воды через полунепроницаемую мембрану (тонопласт, плазмалемму) в сторону водного раствора солей большей концентра­ции, называется осмосом. Поступающая в клеточный сок вода благодаря осмо­тическому давлению (разнице концентраций солей в растворе цитоплазмы и внутри вакуоли) оказывает давление на цитоплазму, а через нее – на стенку клет­ки, вызывая напряженное ее состояние, или тургор.

Тургорпое давление (гидростатическое давление, направленное из центра клетки на ее стенки) в растительной клетке способствует поддержанию формы неодревесневших частей рас­тений и их положения в пространстве. Оно служит также одним их факторов роста, обеспечи­вая рост клеток растяжением. Потеря тургора вызывает завядание растений.

Недостаток воды в растении и тем самым в отдельной клетке ведет к явле­нию плазмолиза, т.е. к сокращению объема вакуоли и отделению протопласта от оболочки. Плазмолиз может быть вызван искусственно при погружении клетки в гипертонический раствор (т.е. с большей концентрацией солей в растворе, чем в клетке) какой-либо соли или сахара. Плазмолиз обычно обратим (деплазмолиз) и служит показателем живого состояния протопласта.

Цитоплазма.

Основу цитоплазмы составляет ее матрикс, или гиалоплазма, – сложная бес­цветная, оптически прозрачная коллоидная система, способная к обратимым пе­реходам из золя в гель и обратно. Состоит из воды (70-90%), в которой растворены различные вещества: белки, липиды, полисахариды, неорганические вещества.

Гиалоплазма осуществляет взаимодействие между органоидами, участвует в обмене веществ и их транспорте, передачи раздражения и т. д.

Живым клеткам

характерно активное движениеги­а­ло­плазмы циклоз. В него вовлекаются и органоиды. Движение гиалоплазмы может быть круговым – вдоль стенок клетки, когда в центре находится одна большая ва­куоль, и струйчатым – вокруг нескольких небольших вакуолей в разных направлениях. Скорость пе­ремещения гиалоплаз­­мы зависит от температуры, интенсивности ос­вещения, обеспеченности кислородом и др. факторов.

От КО цитоплазма отграничена мембраной – плазмалеммой.

М

Рис. 2.4. Трехмерная модель мембраны.

ембранная организа­ция характерна для боль­шинства органо­идов клетки (рис. 2.4.). Любая мем­­брана представляет собой тонкую пленку, ос­нову которой состав­ляютлипиды, молекулы кото­рых размещены в два слоя (бислой). Эти два пласта скреплены меж­­ду собой молекула­ми структур­ных белков. Часть этих белков проходит через бипласт липидов насквозь, при этом образуются уча­ст­ки, через которые проникает вода и другие ве­щества. Кро­ме это­го, в состав мембран вхо­дят молекулы гликолипидов (ли­пидов, связанных с углеводами) и гли­копро­теидов (липидов свя­занных с белками).

Мембраны ограничивают содержимое клетки от окружающей среды, органоиды друг от друга и образуют их внутреннюю структуру. Кроме того, они воспринимают информацию от внешней среды, обеспечивают иммунитет – устойчивость к заболеваниям, нейтрализуют чуже­родные и собственные ядовитые вещества, осуществляют межклеточные контакты.

Одним из основных свойств мембраны является ее избирательная проницае­мость (полупроницаемость): одни вещества проходят через нее с трудом или во­обще не проходят, другие – легко. Существует три основных механизма для по­ступления веществ в клетку или выхода их из клетки наружу: диффузия, осмос и активный транспорт. Диффузия – процесс перемещения через мембраны газов по градиенту концентраций. Осмос – процесс перемещения воды че­рез полунепроницаемые мембраны (без затраты энергии). Активный транспорт – это сопряженный с потреблением энергии перенос молекул или ионов через мембрану против гради­ента концентрации.

Различные органоиды цитоплазмы (пластиды, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии, рибосомы и др.) выполняют в клетке специальные функции.

Строение растительной клетки и некоторые ее свойства — Студопедия

Несмотря на огромное разнообразие растительных клеток, все они имеют общие черты организации.

Основными частями клетки, которые видны в световой микроскоп, являются: протопласт (живое содержимое клетки) и его производные – клеточная оболочка (клеточная стенка)и вакуоль с клеточным соком (рис. 2.1.).

В протопласте выделяют основную плазму – цитоплазму и ядро. В свою очередь цитоплазма состоит из гиалоплазмы и структурных компонентов – орга­ноидов (органелл)(рис. 2.2.).

Клеточная оболочка(клеточная стенка).

Клеточная оболочка (КО) – структурное образование, располагающееся по периферии клетки, придающее ей прочность, форму и за­щищающее протопласт от внешних воздействий. Способна к росту растяжением, как правило, прозрачна и пропускает солнечный свет, через нее легко проникает вода и низко­молеку­ляр­ные вещества, но для высокомолекулярных веществ, например, белков, она полностью или частично непроницаема (избирательная проницаемость).

КО представляет собой продукт жизнедеятельности протопласта (рис. 2.3.). Главным компонентом оболочки является целлюлоза.

КО состоит из микрофибрилл (сложные пучки целлюлозы – большое количество линейно рас­положенных мономеров – остатков глюкозы) погруженных в матрикс (пектиновые вещества, или пектины – кислые полисахариды и гемицеллюлозы – полисахариды, растворимые в щело­чах, их мономеры расположены линейно, но с разветвлениями). Микрофибриллы, расположен­ные в матриксе, образуют каркас клеточной оболочки.


КО образуется сразу после деления клеток – первичная КО (богата водой – 60 – 70% и содержание целлюлозы не бо­лее 30%). Позже изнутри клетки толщина КО увеличивается, а объем полости клетки сокра­щается (в результате откладывания микрофибрилл между первичной КО и плазмалеммой) – об­разуется вторичная КО (выпол­няет главным образом механическую функцию, в ней меньше воды, а коли­чество целлюлозы достигает 40 – 50%).

У многоклеточных растительных организмов оболочки соседних клеток скреплены между собой пектиновыми веществами, образующими срединную пластинку. Оболочки клеток образуют единую систему – апопласт, которая служит главным путем для передвижения во­ды и минеральных веществ.

В результате разрушения срединной пластинки (при специальной обработке или естественно, например, у перезрелых плодов груши, дыни, персика и др.) обо­лочки соседних клеток разъединяются – происходит мацерация.

КО пронизана плазмодесмами – цитоплазматическими тяжами, которые обеспечивают контакт между соседними клетками. Плазмодесмы объединяют протопласты всех клеток в единую систему – симпласт (по которой также пере­двигаются различные вещества). Как правило, плазмодесмы проходят через поры (перерывы во вторичной КО) и облегчают транспорт воды и растворенных веществ от клетки к клетке (рис. 2.3.).


Пора выстлана плазматической мембраной. Сквозь пору проходит десмотубула, часто соединенная на обоих концах с эндоплазматическим ретикулумом.

Иногда в КО откладывается лигнин. Оболочка, пропитанная лигнином, очень прочна и тверда.

Оболочки некоторых типов клеток могут включать слои липидов: восков, кутина и суберина. Кутин и воск обычно покрывают наружные стенки клеток покровной ткани эпидермы, образуя кутикулу – водо- и воздухонепроницаемый слой на поверхности растений. Суберин пропитывает оболочку, он полностью не­проницаем для воды и газов, поэтому такая суберинизированная, или опробковевшая, клетка быстро отмирает.

Иногда наблюдается и минерализация КО – отложение в ней солей кальция или кремнезема (много в КО хвощей, осок и др. растений) и т.д.

Вакуоль.

Вакуоль представляет собой наполненный жидкостью (клеточным соком) мембранный мешок (рис. 2.2.). От цито­плазмы содержимое вакуоли отграничено вакуолярной мембраной(тонопласт), которая обладает избирательной проницаемостью.


Клеточный сок представляет собой водный раствор органических и неорга­нических веществ: сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза), растворимые белки, органические кислоты (яблочная, щавелевая, лимонная и др.), алкалоиды (атропин, папаверин, морфин), ферменты, пигменты (антоцианы, антофеины, антохлоры) и др.

Функции вакуолей многообразны:

– формируют внутреннюю водную среду клетки;

– поддерживают гидростатическое (тургорное) давление внутриклеточной жидкости;

– накапливают запасные вещества (например, сахароза, минеральные соли) и отходы (например, кристаллы оксалата кальция), т.е. конечные продукты метабо­лизма клетки;

– иногда содержат гидролитические ферменты и выполняют функцию лизосом, т.е. разрушают макромолекулы и даже различные органоиды.

Одностороннее передвижение воды через полунепроницаемую мембрану (тонопласт, плазмалемму) в сторону водного раствора солей большей концентра­ции, называется осмосом. Поступающая в клеточный сок вода благодаря осмо­тическому давлению (разнице концентраций солей в растворе цитоплазмы и внутри вакуоли) оказывает давление на цитоплазму, а через нее – на стенку клет­ки, вызывая напряженное ее состояние, или тургор.

Тургорпое давление (гидростатическое давление, направленное из центра клетки на ее стенки) в растительной клетке способствует поддержанию формы неодревесневших частей рас­тений и их положения в пространстве. Оно служит также одним их факторов роста, обеспечи­вая рост клеток растяжением. Потеря тургора вызывает завядание растений.

Недостаток воды в растении и тем самым в отдельной клетке ведет к явле­нию плазмолиза, т.е. к сокращению объема вакуоли и отделению протопласта от оболочки. Плазмолиз может быть вызван искусственно при погружении клетки в гипертонический раствор (т.е. с большей концентрацией солей в растворе, чем в клетке) какой-либо соли или сахара. Плазмолиз обычно обратим (деплазмолиз) и служит показателем живого состояния протопласта.

Цитоплазма.

Основу цитоплазмы составляет ее матрикс, или гиалоплазма, – сложная бес­цветная, оптически прозрачная коллоидная система, способная к обратимым пе­реходам из золя в гель и обратно. Состоит из воды (70-90%), в которой растворены различные вещества: белки, липиды, полисахариды, неорганические вещества.

Гиалоплазма осуществляет взаимодействие между органоидами, участвует в обмене веществ и их транспорте, передачи раздражения и т.д.

Живым клеткам характерно активное движение ги­а­ло­плазмы циклоз. В него вовлекаются и органоиды. Движение гиалоплазмы может быть круговым – вдоль стенок клетки, когда в центре находится одна большая ва­куоль, и струйчатым – вокруг нескольких небольших вакуолей в разных направлениях. Скорость пе­ремещения гиалоплаз­­мы зависит от температуры, интенсивности ос­вещения, обеспеченности кислородом и др. факторов.

От КО цитоплазма отграничена мембраной – плазмалеммой.

Рис. 2.4. Трехмерная модель мембраны.
Мембранная организа­ция характерна для боль­шинства органо­идов клетки (рис. 2.4.). Любая мем­­брана представляет собой тонкую пленку, ос­нову которой состав­ляют липиды, молекулы кото­рых размещены в два слоя (бислой). Эти два пласта скреплены меж­­ду собой молекула­ми структур­ных белков. Часть этих белков проходит через бипласт липидов насквозь, при этом образуются уча­ст­ки, через которые проникает вода и другие ве­щества. Кро­ме это­го, в состав мембран вхо­дят молекулы гликолипидов (ли­пидов, связанных с углеводами) и гли­копро­теидов (липидов свя­занных с белками).

Мембраны ограничивают содержимое клетки от окружающей среды, органоиды друг от друга и образуют их внутреннюю структуру. Кроме того, они воспринимают информацию от внешней среды, обеспечивают иммунитет – устойчивость к заболеваниям, нейтрализуют чуже­родные и собственные ядовитые вещества, осуществляют межклеточные контакты.

Одним из основных свойств мембраны является ее избирательная проницае­мость (полупроницаемость): одни вещества проходят через нее с трудом или во­обще не проходят, другие – легко. Существует три основных механизма для по­ступления веществ в клетку или выхода их из клетки наружу: диффузия, осмос и активный транспорт. Диффузия – процесс перемещения через мембраны газов по градиенту концентраций. Осмос – процесс перемещения воды че­рез полунепроницаемые мембраны (без затраты энергии). Активный транспорт – это сопряженный с потреблением энергии перенос молекул или ионов через мембрану против гради­ента концентрации.

Различные органоиды цитоплазмы (пластиды, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии, рибосомы и др.) выполняют в клетке специальные функции.

Клетки растений - свойства клеток растений и чем они отличаются от клеток животных


Основы

Все живые организмы состоят из клеток, массы и массы их. Обычно клетки растений находятся в диапазоне микрометров, около 10-100 микрометров (или микрон) в одном из размеров (однако это очень вариативно). Микрометр - это миллионная метра или одной тысячной миллиметра, потребуется около 2,500, чтобы покрыть полную остановку (период), подобную этой.

Две из наиболее часто встречающихся групп организмов животные и растения, в то время как они состоят из клеток, много общего, у них также есть несколько фундаментальных характеристик вещи разные.



Простая животная клетка
Простая растительная клетка

Все клетки имеют клеточную мембрану вокруг них , это очень важно, гораздо больше, чем вы думаете, оно контролирует что входит в камеру и выходит из нее.Внутри клетки находится Ядро , оно содержит ДНК клетки и контролирует, что делает ячейка. Остальная часть ячейки заполнена с цитоплазмой она в основном состоит из вода, но это довольно густая жидкость, именно в ней химические вещества происходят реакции клетки.

При взгляде под микроскопом можно увидеть три дополнительных структуры. в растительной клетке, чего вы не найдете в клетках животных. Окрестности клетка - это прочная клеточная стенка из прочного вещество под названием целлюлоза.Однако эта стена не является водонепроницаемой. мембрана удерживает воду. Стена похожа на шина на колесе с мембраной, являющейся внутренней камерой, или, если хотите, внешняя сторона шара с мембраной мочевой пузырь. Внутри ячейки находится большая структура, называемая вакуоль , она окружена собственной мембраной. Его можно наполнить водой, чтобы «надуть» ячейку, не влияя на цитоплазма, тоже привыкает сбрасывать клеточный «мусор» в или часто содержит неприятные (или даже вкусные для нас) химические вещества для отпугивания травоядных, особенно насекомых.Ячейки из вышеперечисленного наземные части растения часто содержат хлоропластов , особенно если они находятся в листьях, хлоропласты содержат пигмент хлорофилл, который растения используют для приготовления пищи в процессе фотосинтеза.

Из рисунков выше может показаться, что клетки растений сложнее, чем клетки животных, на самом деле они не такие, вы можно просто увидеть больше того, что в них, с помощью простого микроскопа.


Подробнее о растительных клетках

Подобно животным клеткам, растительные клетки содержат органелл , «маленькие органы» клетки, у которых есть определенные задачи в сотовый.

  • Клеточная мембрана - барьер для жидкости, который содержит ячейку и контролирует, что уходит и входит.
  • Ядро - содержит ДНК, генетический материал ячейки, контролирует ячейку и несет план всего организма.
  • Хлоропласт - присутствует в большинстве частей растения, которые подвергаются воздействию света, они содержат зеленый пигмент хлорофилл, осуществляющий фотосинтез для приготовления пищи для растений, по понятным причинам это больше всего сосредоточено в клетках листьев.Хлоропласты часто содержат зерна крахмала, поэтому глюкоза изначально сделано из глюкозы хранится.
  • Клеточная стенка - состоит из вещества, называемого целлюлоза, это обеспечивает прочный внешний барьер для клетки, он также обеспечивает большую часть того, что мы называем грубыми кормами или клетчатка в нашей пище.
  • Мембраносвязанная везикула - есть некоторые из них в цитоплазме, содержащие все виды упакованных биохимических веществ, мембраны, из которых они сделаны очень похожи на клеточную мембрану.
  • Vacuole - большой мембраносвязанный мешок в клетке, содержащей целый ряд химикатов, многие из них, такие как дубильные вещества и алкалоиды, обеспечивают защиту растение, если его поедают травоядные. Отходы химикатов также откладываются здесь для удаления с растения, когда он сбрасывает листья.
  • Цитоплазма - водянистая желеобразная жидкость в основном вода, где происходят многие реакции клетки.
  • Митохондрия - где дыхание происходит, это процесс, который высвобождает энергию от еды.Электростанции клетки. Митохондрии - множественное число.
  • Рибосома - они отвечают за создание белков с использованием информации из ДНК в ядре и сырье в цитоплазме.
  • Эндоплазматический ретикулум (ЭР) - тест " пробирки и мензурки »клетки, где химические реакции происходить без контакта с другими частями клетки или цитоплазма. Это может быть грубая эндоплазматическая сеть, RER или гладкая, SER.Шероховатость состоит из прикрепленных рибосом. наружу. ER изготовлен из того же материала, что и клеточная мембрана.
  • Аппарат Гольджи - специализированная деталь эндоплазматического ретикулума, который модифицирует белки после они были сделаны упаковывая их в мешки из мембраны для транспорт внутри клетки или секреция из клетки.

Уникальные особенности клеток животных и растений

Результаты обучения

  • Определить ключевые органеллы, присутствующие только в клетках животных, включая центросомы и лизосомы
  • Определить ключевые органеллы, присутствующие только в растительных клетках, включая хлоропласты и большие центральные вакуоли

На данный момент вы знаете, что каждая эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму, ядро, рибосомы, митохондрии, пероксисомы и, в некоторых случаях, вакуоли, но есть некоторые поразительные различия между клетками животных и растений.В то время как и животные, и растительные клетки имеют центры организации микротрубочек (MTOC), животные клетки также имеют центриоли, связанные с MTOC: комплекс, называемый центросомой. Каждая клетка животных имеет центросому и лизосомы, а клетки растений - нет. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты и другие специализированные пластиды, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Свойства клеток животных

Рис. 1. Центросома состоит из двух центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу.Каждая центриоль представляет собой цилиндр, состоящий из девяти троек микротрубочек. Белки нонтубулина (обозначенные зелеными линиями) удерживают триплеты микротрубочек вместе.

Центросома

Центросома - это центр организации микротрубочек, расположенный рядом с ядрами клеток животных. Он содержит пару центриолей, две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу (рис. 1). Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек.

Центросома (органелла, из которой берут начало все микротрубочки) реплицируется до деления клетки, и центриоли, по-видимому, играют определенную роль в притягивании дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки.Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, потому что клетки, у которых была удалена центросома, все еще могут делиться, а клетки растений, в которых отсутствуют центросомы, способны к делению клеток.

Лизосомы

Рис. 2. Макрофаг поглотил (фагоцитировал) потенциально патогенную бактерию, а затем сливается с лизосомами внутри клетки, чтобы уничтожить патоген. Другие органеллы присутствуют в клетке, но для простоты не показаны.

В дополнение к их роли в качестве пищеварительного компонента и средства рециркуляции органелл в клетках животных, лизосомы считаются частью эндомембранной системы.

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения патогенов (болезнетворных организмов), которые могут проникнуть в клетку. Хороший пример этого - группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз или эндоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком.Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 2).

Свойства растительных клеток

Хлоропласты

Рис. 3. Хлоропласт имеет внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану и мембранные структуры, называемые тилакоидами, которые сложены в грану. Пространство внутри тилакоидных мембран называется тилакоидным пространством. Реакции сбора света происходят в тилакоидных мембранах, а синтез сахара происходит в жидкости внутри внутренней мембраны, которая называется стромой.Хлоропласты также имеют собственный геном, который содержится в одной кольцевой хромосоме.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют свою собственную ДНК и рибосомы (мы поговорим об этом позже!), Но хлоропласты выполняют совершенно другую функцию. Хлоропласты - это органеллы растительной клетки, осуществляющие фотосинтез. Фотосинтез - это серия реакций, в которых для производства глюкозы и кислорода используются углекислый газ, вода и световая энергия. Это главное различие между растениями и животными; растения (автотрофы) способны производить себе пищу, как сахар, в то время как животные (гетеротрофы) должны принимать их пищу.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 3). Каждый стек тилакоидов называется гранумом (множественное число = грана). Жидкость, заключенная во внутренней мембране, окружающей грану, называется стромой.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который улавливает световую энергию, которая запускает реакции фотосинтеза.Как и в клетках растений, у фотосинтезирующих протистов также есть хлоропласты. Некоторые бактерии осуществляют фотосинтез, но их хлорофилл не относится к органеллам.

Попробуйте

Щелкните это упражнение, чтобы узнать больше о хлоропластах и ​​о том, как они работают.

Эндосимбиоз

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение.

Симбиоз - это отношения, в которых организмы двух разных видов зависят друг от друга в своем выживании. Эндосимбиоз ( endo - = «внутри») - это взаимовыгодные отношения, в которых один организм живет внутри другого. Эндосимбиотические отношения изобилуют природой. Мы уже упоминали, что микробы, производящие витамин К, обитают в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и от высыхания, и они получают обильную пищу из среды толстой кишки.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что у бактерий есть ДНК и рибосомы, как и у митохондрий и хлоропластов. Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева проглотили как аэробные, так и автотрофные бактерии (цианобактерии), но не уничтожили их. За многие миллионы лет эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии превратились в митохондрии, а автотрофные бактерии - в хлоропласты.

Рисунок 4. Теория эндосимбиотиков. Первый эукариот, возможно, произошел от предка прокариота, который претерпел мембранную пролиферацию, компартментализацию клеточной функции (на ядро, лизосомы и эндоплазматический ретикулум), а также установление эндосимбиотических отношений с аэробными прокариотами и, в некоторых случаях, фотосинтезирующий прокариот с образованием митохондрий и хлоропластов соответственно.

Вакуоли

Вакуоли - это мембранные мешочки, предназначенные для хранения и транспортировки.Мембрана вакуоли не сливается с мембранами других клеточных компонентов. Кроме того, некоторые агенты, такие как ферменты в вакуолях растений, разрушают макромолекулы.

Если вы посмотрите на рисунок 5b, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть площади клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это потому, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода выходит из центральных вакуолей и цитоплазмы.По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растительных клеток приводит к увяданию растения.

Центральная вакуоль также поддерживает расширение клетки. Когда центральная вакуоль содержит больше воды, клетка становится больше, не тратя много энергии на синтез новой цитоплазмы. С помощью этого процесса вы можете спасти увядший сельдерей в холодильнике. Просто отрежьте кончики стеблей и поместите их в чашку с водой.Скоро сельдерей снова станет жестким и хрустящим.

Рис. 5. На этих рисунках показаны основные органеллы и другие клеточные компоненты (а) типичной животной клетки и (б) типичной эукариотической растительной клетки. Растительная клетка имеет клеточную стенку, хлоропласты, пластиды и центральную вакуоль - структуры, которых нет в клетках животных. Клетки растений не имеют лизосом или центросом.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

клеточная стенка | Описание, свойства, компоненты и связь

Клеточная стенка , особая форма внеклеточного матрикса, окружающая каждую клетку растения.Клеточная стенка отвечает за многие характеристики, которые отличают клетки растений от клеток животных. Хотя клеточная стенка часто воспринимается как неактивный продукт, служащий в основном механическим и структурным целям, на самом деле она выполняет множество функций, от которых зависит жизнь растений. К таким функциям относятся: (1) обеспечение живой клетки механической защитой и химически буферной средой, (2) обеспечение пористой среды для циркуляции и распределения воды, минералов и других небольших молекул питательных веществ, (3) обеспечение жестких строительных блоков. из которых могут быть получены стабильные структуры более высокого порядка, такие как листья и стебли, и (4) обеспечение места хранения регуляторных молекул, которые обнаруживают присутствие патогенных микробов и контролируют развитие тканей.

растительная клетка

Рисунок растительной клетки в разрезе, показывающий клеточную стенку и внутренние органеллы.

Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

Части викторины по клетке

Какой тонкий слой образует внешнюю границу ячейки? Где находится место фотосинтеза в растительной клетке? Проверьте свои знания.Пройдите эту викторину.

Некоторые прокариоты, водоросли, слизистые, водяные и грибковые также имеют клеточные стенки. Стенки бактериальных клеток характеризуются присутствием пептидогликана, тогда как в стенках архей этот химический элемент обычно отсутствует. Стенки водорослей похожи на стенки растений, и многие из них содержат специфические полисахариды, полезные для таксономии. В отличие от растений и водорослей, клеточные стенки грибов полностью лишены целлюлозы и содержат хитин. Рамки этой статьи ограничиваются стенками растительных клеток.

Механические свойства

Все клеточные стенки содержат два слоя, среднюю пластинку и первичную клеточную стенку, а многие клетки образуют дополнительный слой, называемый вторичной стенкой. Средняя пластинка служит цементирующим слоем между первичными стенками соседних ячеек. Первичная стенка - это слой, содержащий целлюлозу, наложенный клетками, которые делятся и растут. Чтобы обеспечить расширение клеточной стенки во время роста, первичные стенки тоньше и менее жесткие, чем у клеток, которые перестали расти.Полностью выросшая растительная клетка может сохранять свою первичную клеточную стенку (иногда утолщая ее) или может откладывать дополнительный укрепляющий слой другого состава, который является вторичной клеточной стенкой. Вторичные клеточные стенки отвечают за большую часть механической поддержки растений, а также за механические свойства, ценные для древесины. В отличие от постоянной жесткости и несущей способности толстых вторичных стенок, тонкие первичные стенки способны выполнять структурную, поддерживающую роль только тогда, когда вакуоли внутри ячейки заполнены водой до такой степени, что они оказывают тургорное давление против клеточная стенка.Повышение жесткости первичных стенок, вызванное тургором, аналогично усилению боковых сторон пневматической шины давлением воздуха. Увядание цветов и листьев вызвано потерей тургорного давления, что, в свою очередь, связано с потерей воды клетками растений.

растительная клетка

Клетки кожи лука под микроскопом.

© Maor Winetrob / iStock.com

Компоненты

Хотя первичные и вторичные слои стенки различаются детальным химическим составом и структурной организацией, их основная архитектура одинакова, состоящая из целлюлозных волокон с большой прочностью на разрыв, заключенных в водонасыщенную матрицу полисахаридов и структурных гликопротеинов.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Целлюлоза состоит из нескольких тысяч молекул глюкозы, соединенных встык. Химические связи между отдельными субъединицами глюкозы придают каждой молекуле целлюлозы плоскую ленточную структуру, которая позволяет соседним молекулам соединяться сбоку в микрофибриллы длиной от двух до семи микрометров. Фибриллы целлюлозы синтезируются ферментами, плавающими в клеточной мембране, и расположены в форме розетки.Кажется, что каждая розетка способна «вращать» микрофибриллы в клеточной стенке. Во время этого процесса, когда новые субъединицы глюкозы добавляются к растущему концу фибриллы, розетка проталкивается вокруг клетки на поверхности клеточной мембраны, и ее целлюлозная фибрилла оборачивается вокруг протопласта. Таким образом, каждую растительную клетку можно рассматривать как создающую собственный кокон из целлюлозных фибрилл.

глюкоза; целлюлоза

Целлюлоза состоит из молекул глюкозы, соединенных встык.

Британская энциклопедия, Inc.

Матричные полисахариды

Двумя основными классами полисахаридов матрикса клеточной стенки являются гемицеллюлозы и пектиновые полисахариды или пектины. Оба синтезируются в аппарате Гольджи, выводятся на поверхность клетки в небольших пузырьках и секретируются в клеточную стенку.

Гемицеллюлозы состоят из молекул глюкозы, расположенных встык, как в целлюлозе, с короткими боковыми цепями ксилозы и других незаряженных сахаров, прикрепленных к одной стороне ленты. Другая сторона ленты плотно связывается с поверхностью фибрилл целлюлозы, тем самым покрывая микрофибриллы гемицеллюлозой и предотвращая их неконтролируемое слипание.Было показано, что молекулы гемицеллюлозы регулируют скорость расширения первичных клеточных стенок во время роста.

Гетерогенные, разветвленные и высокогидратированные пектиновые полисахариды во многом отличаются от гемицеллюлоз. В частности, они заряжены отрицательно из-за остатков галактуроновой кислоты, которые вместе с молекулами сахара рамнозы образуют линейную основу всех пектиновых полисахаридов. Основная цепь содержит участки остатков чистой галактуроновой кислоты, прерванные сегментами, в которых чередуются остатки галактуроновой кислоты и рамнозы; к этим последним сегментам присоединены сложные разветвленные боковые цепи сахара.Из-за своего отрицательного заряда пектиновые полисахариды прочно связываются с положительно заряженными ионами или катионами. В клеточных стенках ионы кальция прочно сшивают участки остатков чистой галактуроновой кислоты, оставляя сегменты, содержащие рамнозу, в более открытой, пористой конфигурации. Это сшивание создает свойства полужесткого геля, характерные для матрикса клеточной стенки - процесс, используемый при приготовлении желейных консервов.

РОСТ I

| PlantFacts | Индекс сайта |

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ЯЧЕЙКИ

Клеточная основа роста
Рост растений является результатом сочетания трех процессов на клеточном уровне

  • Отделение клеток
  • Расширение ячеек
  • Дифференцировка клеток

Каждый из этих процессов необходим для устойчивого и организованный рост.Деление клетки или митоз включает дублирование и упорядоченное разделение комплектов генетический материал. По мере расширения клеток этот генетический материал выборочно расшифрованы и переведены, чтобы определить окончательную форму каждой ячейки. Так клетки имеют разные формы в зависимости от их положения и функции в растении. Другими словами, они проходят дифференциация .

Растительная клетка
Учебники обычно начинаются с изображения «типичного растения. ячейка », хотя на самом деле такого нет.Однако мы может сделать некоторые общие утверждения о растительных клетках как отличается от таковых других организмов. Поскольку растения у эукариот их клетки делятся на отсеки, каждый из который окружен по крайней мере одной двухслойной липидной мембраной. Три отличительные особенности растительных клеток - это наличие из

  • клеточная стенка, состоящая из целлюлозы и другие полисахариды.
  • пластиды
  • вакуолей

Состав и структура клеточной стенки соответствуют важные аспекты дифференциации.

Внутри стены и обычно прижимается к ней плазматическая мембрана (ПМ). Эта мембрана регулирует поглощение и выход молекул и ионов; он участвует в восприятии сигналы из окружающей среды и других клеток растения и в синтезе целлюлозы.

Помимо этой внешней границы, растительные клетки имеют внутренняя граница, тонопласт (TP), который охватывает вакуоль.

Расширение растительных клеток происходит в основном в вакуоли, поэтому что это самый большой отсек наиболее зрелых клетки.

  • Большинство растворимых запасов органических молекул, сахара, органические кислоты и аминосоединения содержатся в вакуоль
  • У заводов нет возможности избавиться от отходов ткани и вакуоль обеспечивают место метаболических готовая продукция
  • Вакуоль содержит гидролитические ферменты, поэтому некоторые отходов могут быть переработаны и переработаны
  • Из-за растворенных в ней растворенных веществ вакуоль регулирует осмотические свойства растительных клеток

Органеллы и большая часть метаболического аппарата растительные клетки существуют в цитоплазме, между плазмой мембрана и тонопласт

Хлоропластов с их ролью в фотосинтез - это всего лишь один член семейства органелл, окруженных двойными липидные мембраны.Другие члены этой семьи пластиды имеют другие функции и включают

  • амилопласты, заполненные гранулами крахмала и встречаются в запасных тканях в семенах, корнях и стеблях
  • хромопластов, содержащих желтый или оранжевый каротиноид пигменты в растворе в липидных каплях и встречаются во многих цветы и фрукты
  • эопластов - ювенильных форм пластид что происходит в эмбрионах и апикальных меристемах
  • этиопластов, которые развиваются в тканях в темноте и отсутствие пигментов

Пластиды содержат ДНК, кодирующую некоторые из их белков. (другие кодируются ядром) и воспроизводятся разделение.Эопласты развиваются в другие формы пластид, в зависимости от типа ткани, в которой они возникают. Все формы пластид взаимопревращаемы. Большая часть осеннего цвета результат перехода от хлоропласта к хромопласту в листьях лиственных деревьев.

Пластида из молодого плода клубники промежуточное звено между хлоропластом (наличие тилакоида) и амилопласт (крупные зерна крахмала)

Другие мембраносвязанные органеллы в растительной клетке: типичен для всех эукариот:

Ядро является местом большинства генетических информация в ячейке.Ограничен двойной мембраной. который весь перфорирован порами. Белки и прочее молекулы из внешнего мира могут проникать в эти поры и влияют на ядерную функцию. РНК (мРНК, тРНК и рРНК), которая транскрибируется с ДНК в ядре, проходит через поры цитоплазмы, где он участвует в белке синтез. Синтез рибосомной РНК сосредоточен в ядрышко (1), которое обычно является наиболее очевидным структура, видимая в ядре.

Митохондрия - это еще одна двойная мембрана, ограниченная органелла с некоторой собственной ДНК и синтезом белка аппарат. Как и в случае с хлоропластом, синтез митохондриальные белки разделены между митоходрионами само и ядро. Как пластида и его ядро. воспроизводится делением.Роль митохондрий в описывается дыхание в другом месте

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) представляет собой листы мембраны. по всей цитоплазме; это часто связано с рибосомы (грубый ER), но также могут быть гладкими. Скорая помощь участвует в обработке белков и перемещении молекул вокруг клетки.

Аппарат Гольджи или диктиосома представляет собой стопку блюдца как мембраны, образующие маленькие пузырьки по краям. Он участвует в секреции материала, особенно клеточного компоненты стенки через плазматическую мембрану.

Цитоскелет состоит из актиновых нитей. которые отвечают за движение цитоплазмы и микротрубочки, которые организуют сборку клеточной стенки и хромосомы движение в митозе.Хотя сами растения не двигаются внутри их клеток много движения.

Помимо актиновой и тубулиновой систем, мембраны обеспечить путь движения. Новый липид, производимый в ER, перемещается к аппарату Гольджи, где собирает материал для секреция. Пузырьки из Гольджи выходят из клетки, доставка пакетов материала стенок ячеек, поскольку они соединяются с плазматическая мембрана.

Интересный вид растительной клетки представлен в Интернете. сайт поддерживается Иллинойским университетом. Их Виртуальная ячейка - это интерактивная карта строений в растительная клетка, как видно в электронный микроскоп и в схематическая форма.

КОНТРОЛЬНЫЙ ОПРОС

| PlantFacts | Индекс сайта |

Авторские права © Michael Knee,
Государственный университет Огайо
Все права защищены.

Молекулярные выражения Биология клетки: структура растительной клетки



Структура растительной клетки

Растения уникальны среди эукариот, организмов, клетки которых имеют заключенные в мембраны ядра и органеллы, потому что они могут производить себе пищу.Хлорофилл, придающий растениям зеленый цвет, позволяет им использовать солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в сахара и углеводы - химические вещества, которые клетки используют в качестве топлива.

Подобно грибам, другому царству эукариот, растительные клетки сохранили защитную структуру клеточной стенки своих прокариотических предков. Основная клетка растения имеет сходный мотив конструкции с типичной клеткой эукариот, но не имеет центриолей, лизосом, промежуточных волокон, ресничек или жгутиков, как клетка животных.Однако у растительных клеток есть ряд других специализированных структур, включая жесткую клеточную стенку, центральную вакуоль, плазмодесматы и хлоропласты. Хотя растения (и их типичные клетки) неподвижны, некоторые виды производят гаметы, которые действительно демонстрируют жгутики и, следовательно, могут двигаться.

Растения можно разделить на два основных типа: сосудистые и несосудистые. Сосудистые растения считаются более развитыми, чем несосудистые, потому что они развили специализированные ткани, а именно ксилему , которая участвует в структурной поддержке и проводимости воды, и флоэма , которая участвует в пищевой проводимости.Следовательно, они также обладают корнями, стеблями и листьями, представляющими более высокую форму организации, которая обычно отсутствует у растений, лишенных сосудистой ткани. Несосудистые растения, входящие в подразделение Bryophyta , обычно имеют высоту не более дюйма или двух, потому что у них нет адекватной поддержки, которая обеспечивается сосудистыми тканями для других растений, для роста. Они также больше зависят от окружающей среды, чтобы поддерживать необходимое количество влаги, и, следовательно, имеют тенденцию населять влажные, тенистые места.

По оценкам, сегодня в мире насчитывается не менее 260 000 видов растений. Они варьируются по размеру и сложности от небольших несосудистых мхов до гигантских секвойи, крупнейших живых организмов, достигающих в высоту 330 футов (100 метров). Лишь небольшой процент этих видов напрямую используется людьми в пищу, укрытие, волокно и лекарства. Тем не менее, растения являются основой экосистемы и пищевой сети Земли, и без них сложные формы жизни животных (например, люди) никогда бы не смогли развиться.Действительно, все живые организмы прямо или косвенно зависят от энергии, производимой фотосинтезом, и побочный продукт этого процесса, кислород, необходим животным. Растения также уменьшают количество углекислого газа, присутствующего в атмосфере, препятствуют эрозии почвы и влияют на уровень и качество воды.

Жизненные циклы растений включают чередующиеся поколения диплоидных форм , которые содержат парные наборы хромосом в их клеточных ядрах, и гаплоидных форм , которые обладают только одним набором.Обычно эти две формы растений очень непохожи по внешнему виду. У высших растений диплоидное поколение, члены которого известны как спорофиты из-за их способности продуцировать споры, обычно является доминирующим и более узнаваемым, чем поколение гаплоидных гаметофитов . Однако у мохообразных форма гаметофита является доминирующей и физиологически необходимой для формы спорофита.

Животные должны потреблять белок для получения азота, но растения могут использовать неорганические формы элемента и, следовательно, не нуждаются во внешнем источнике белка.Однако растениям обычно требуется значительное количество воды, которая необходима для процесса фотосинтеза, для поддержания структуры клеток и облегчения роста, а также в качестве средства доставки питательных веществ в клетки растений. Количество питательных веществ, необходимых растениям, значительно различается, но девять элементов обычно считаются необходимыми в относительно больших количествах. Называемые макроэлементами , эти питательные вещества включают кальций, углерод, водород, магний, азот, кислород, фосфор, калий и серу.Также были идентифицированы семь микроэлементов , которые необходимы растениям в меньших количествах: бор, хлор, медь, железо, марганец, молибден и цинк.

Считается, что растения произошли от зеленых водорослей, но они существуют с начала палеозойской эры , более 500 миллионов лет назад. Самые ранние ископаемые свидетельства наземных растений относятся к периоду ордовика (от 505 до 438 миллионов лет назад). К году каменноугольного периода , примерно 355 миллионов лет назад, большая часть Земли была покрыта лесами из примитивных сосудистых растений, таких как ликоподы (чешуя) и голосеменные (сосны, гинкго). Покрытосеменные , цветковые растения, не развивались до конца мелового периода , примерно 65 миллионов лет назад, как раз тогда, когда динозавры вымерли.

  • Клеточная стенка - Как и их прокариотические предки, растительные клетки имеют жесткую стенку, окружающую плазматическую мембрану. Однако это гораздо более сложная структура, которая выполняет множество функций, от защиты клетки до регулирования жизненного цикла растительного организма.

  • Хлоропласты - Наиболее важной характеристикой растений является их способность к фотосинтезу, по сути, для производства собственной пищи путем преобразования световой энергии в химическую энергию. Этот процесс осуществляется в специализированных органеллах, называемых хлоропластами.

  • Эндоплазматическая сеть - Эндоплазматическая сеть представляет собой сеть мешочков, которые производят, обрабатывают и транспортируют химические соединения для использования внутри и вне клетки.Он связан с двухслойной ядерной оболочкой, обеспечивая трубопровод между ядром и цитоплазмой. У растений эндоплазматический ретикулум также соединяется между клетками через плазмодесмы.

  • Аппарат Гольджи - Аппарат Гольджи - это отдел распределения и отгрузки химических продуктов ячейки. Он модифицирует белки и жиры, встроенные в эндоплазматический ретикулум, и подготавливает их к экспорту за пределы клетки.

  • Микрофиламенты - Микрофиламенты - это твердые стержни, состоящие из глобулярных белков, называемых актином.Эти филаменты в первую очередь структурны по функциям и являются важным компонентом цитоскелета.

  • Микротрубочки - Эти прямые полые цилиндры встречаются по всей цитоплазме всех эукариотических клеток (прокариоты их не имеют) и выполняют множество функций, от транспорта до структурной поддержки.

  • Митохондрии - Митохондрии - это органеллы продолговатой формы, обнаруженные в цитоплазме всех эукариотических клеток.В клетках растений они расщепляют молекулы углеводов и сахара, чтобы обеспечить энергию, особенно когда свет не доступен хлоропластам для производства энергии.

  • Ядро - Ядро - это узкоспециализированная органелла, которая служит центром обработки информации и административным центром клетки. Эта органелла выполняет две основные функции: она хранит наследственный материал клетки, или ДНК, и координирует деятельность клетки, включая рост, промежуточный метаболизм, синтез белка и воспроизводство (деление клетки).

  • Пероксисомы - Микротела - это разнообразная группа органелл, которые находятся в цитоплазме, имеют приблизительно сферическую форму и связаны одной мембраной. Существует несколько типов микротел, но пероксисомы являются наиболее распространенными.

  • Plasmodesmata - Plasmodesmata - это маленькие трубочки, которые соединяют клетки растений друг с другом, обеспечивая живые мосты между клетками.

  • Плазменная мембрана - Все живые клетки имеют плазматическую мембрану, которая закрывает их содержимое.У прокариот и растений мембрана - это внутренний защитный слой, окруженный жесткой клеточной стенкой. Эти мембраны также регулируют прохождение молекул внутрь и из клеток.

  • Рибосомы - Все живые клетки содержат рибосомы, крошечные органеллы, состоящие примерно из 60 процентов РНК и 40 процентов белка. У эукариот рибосомы состоят из четырех цепей РНК. У прокариот они состоят из трех цепей РНК.

  • Вакуоль - Каждая клетка растения имеет большую одиночную вакуоль, которая накапливает соединения, помогает в росте растений и играет важную структурную роль для растения.

Организация тканей листа - Тело растения делится на несколько органов: корни, стебли и листья. Листья являются основными фотосинтетическими органами растений, служащими ключевыми участками, где энергия света преобразуется в химическую энергию. Подобно другим органам растения, лист состоит из трех основных тканевых систем, включая кожные , сосудистые и наземные тканевые системы. Эти три мотива непрерывны во всем растении, но их свойства значительно различаются в зависимости от типа органа, в котором они расположены.В этом разделе обсуждаются все три тканевые системы.

НАЗАД В ДОМАШНЯЯ СТРУКТУРА ЯЧЕЙКИ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1995-2021, автор - Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт поддерживается нашим

Команда графического и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:18
Счетчик доступа с 1 октября 2000 г .: 5404375
Микроскопы предоставлены:

Клетки, их свойства и функции

Вернуться назад

Обзор

План для облегчения обзора и развития более глубокого понимания клеток и их функций для жизни, чтобы принимать более здоровые и безопасные решения.Функции клеток важны для понимания биологии жизни.

Размножение клеток - это процесс, необходимый для жизни, и понимание его функций необходимо для понимания роста, развития и воспроизводства всех организмов. Необходимо понимать, как лучше всего вести здоровый и продуктивный образ жизни, а также предотвращать и лечить болезни для поддержания хорошего самочувствия. Митоз - это одна из важнейших функций, которые студенты должны понимать, чтобы добиться успеха.

Действия включают: Что такое ячейка? Функция клеточных органелл, создание модели клетки и исследование воспроизводства клеток.

Справочная информация :

Этот план предназначен для студентов, которые имеют следующие знания :

У каждого растения и животного есть структуры, которые служат разным функциям для роста, выживания и размножения.

Связанные темы для исследований :

  • Различия между разными животными, растениями, а также растениями и животными.
  • Как клетки влияют на здоровье и благополучие.
  • Чем люди отличаются от других животных?

Большие идеи, концепции, факты и результаты

Большие идеи

  • Живые организмы растут, размножаются и дают энергию для жизни. Основная структура, которая позволяет это сделать, - это клетка. Изучение клеток и того, как они функционируют, улучшит принимаемые нами решения.

Понятия, связанные с данным и факты

  • Лучшие решения принимаются, когда информация проверяется перед тем, как считаться точной и использоваться для обоснования и разработки объяснений и моделей для понимания мира и принятия решений.
  • Люди принимают более правильные решения, когда понимают и принимают во внимание положительные и отрицательные влияния, влияющие на их принятие решений.

Результат

Используйте точную поддающуюся проверке информацию, чтобы рассматривать клетки как основную структуру жизни, а также то, как и когда их функции важно учитывать при принятии решений.

Наука - физика, земля, жизнь

Большие идеи: Клетки - это место, где живые организмы растут, воспроизводятся и обеспечивают живые организмы энергией.

Понятия, связанные с данным

  • Каждый тип клетки, ткани и органа имеет определенную структуру и набор функций, которые служат организму в целом.
  • Клетки выполняют множество функций, необходимых для поддержания жизни. Они растут и делятся, производя больше клеток.

Результат

  1. Определите 13 органелл и опишите функцию каждой.

Навыки для занятий наукой

Большие идеи: Реальные объекты и явления могут быть представлены с помощью моделей , которые помогают передавать свойства, характеристики и объяснения о них.

Понятия, связанные с данным и факты

  • Модели - это структуры, которые в чем-то похожи на реальные объекты, в которых могут отсутствовать детали, они могут отличаться по размеру или не могут выполнять все те же функции.
  • Модели - это структуры, которые соответствуют реальным объектам, событиям или классам событий.
  • Модели можно использовать для размышлений о событиях или процессах, которые происходят очень медленно, быстро или в слишком маленьком или большом масштабе, чтобы их можно было легко или безопасно изменить.

Результат

  1. Признать свою модель как структуру, улучшающую их понимание и способность передавать информацию.

Последовательность действий , чтобы предоставить учащимся достаточные возможности для достижения намеченных результатов.

Основные вопросы

Вопрос о фокусе подразделения:

Какие решения люди принимают в отношении ячеек?

  1. Что такое ячейка?
  2. Каковы структуры (органеллы) клетки?
  3. Какова функция каждой (органеллы) в клетке?
  4. Как размножаются клетки?

Ресурсы и материалы

Лабораторные записи

  1. лабораторная записка 1
  2. лабораторная записка 2
  3. лабораторная записка 3

Типовые листы

Банк слов

Ссылки и дополнительные ресурсы

Рекомендации по выставлению оценок (рубрика)

Ячейки (шкала оценок)

Верхний уровень

  • Верхний уровень :
  • Верхний уровень :
  • Средний уровень :
  • Низкий уровень :

Нижний уровень

Планы уроков

Задание 1. Создание модели животной клетки

Материалы :

Основные вопросы :

  1. Что такое ячейка?
  2. Каковы структуры (органеллы) клетки?
  3. Какова функция каждой органеллы в клетке?

Результаты обучения:

  1. Создайте модель клетки животного.
  2. Структура метки в животной клетке.
  3. Опишите функции структур (органелл) в клетках животных.

Предлагаемые процедуры Обзор :

  1. Разделите студентов на группы, сконцентрируйте их внимание, задайте целевые вопросы, попросите студентов записать свои ответы в своих лабораторных заметках и оценить их первоначальное понимание.
  2. Дайте учащимся название органеллы или функциональную карточку и попросите их соответствовать друг другу.При необходимости они могут использовать лист данных структур и функций ячеек.

Разведка
Активность:
  1. Задайте основные вопросы.
    1. Какие решения люди принимают в отношении ячеек?
    2. Какая нам ячейка?
    3. Каковы структуры (органеллы) клетки?
    4. Какова функция каждой органеллы в клетке?
  2. Дайте одному студенту карточку органеллы, а другому студенту функциональную карточку.
  3. Сообщите ученикам, что они должны найти соответствующую органеллу или функцию с другим учеником в классе.
  4. Отобразите диаграмму клеток животных и предоставьте каждому из них лист данных.
  5. После того, как ученики попарно ...
  6. Попросите их, по одной паре, выйти в переднюю часть комнаты, указать на свою органеллу в ячейке и описать функцию.
Изобретение
  1. Объясните, что они собираются сделать модель ячейки, которую мы только что рассмотрели.
  2. Скажите им, чтобы они представили, что они разрезают ячейку пополам, а затем отрезают кусок этой ячейки шириной с лист бумаги, и они собираются сделать модель этого среза.
  3. Показать образцы других производителей. Может быть, в предыдущие годы.
  4. Ячейки разные, поэтому каждая ячейка в классе может быть другой.
  5. Работа над сотами.
  6. Попросите учащихся поделиться своими моделями и указать на 13 органелл.
  7. Спросите. Как модель помогла вам узнать о структурах клеток животных?
Открытие
  1. Предложите учащимся на выбор следующие занятия:
    • Используйте микроскоп для наблюдения за клетками пруда и зарисовывайте их наблюдения цветными карандашами.
    • Повторите эту процедуру, чтобы наблюдать и зарисовывать луковичные клетки.
    • Используйте диаграмму Венна или любую другую диаграмму для сравнения ячеек пруда с ячейками лука.
    • Используйте высокую мощность для наблюдения за клетками тканей человека. Набросайте то, что вы видите. Используйте цветные карандаши, чтобы дополнить результаты этого наблюдения. Используйте диаграмму Венна или любую другую диаграмму для сравнения наблюдаемых вами клеток тканей человека.
    • Используйте высокую мощность для наблюдения за нервными клетками лягушки, птицы, кошки и человека. Набросайте то, что вы видите. Используйте цветные карандаши, чтобы дополнить результаты этого наблюдения. Используйте диаграмму Венна или любую другую диаграмму, которую вы хотите, чтобы сравнить нервные клетки, которые вы наблюдали.
  2. Выберите и исследуйте
  3. Поделитесь результатами с классом.
  4. Обобщите то, что было представлено, и перечислите, что было изучено.
  5. Используйте диаграммы, списки, схемы и рисунки Венна, чтобы проиллюстрировать сходства и различия.

Мероприятие 2 - Растительная клетка против. Животные

Материалы :

Основные вопросы :

  1. Что такое ячейка?
  2. В чем разница между животной клеткой и растительной клеткой?

Результаты обучения:

  1. Опишите ячейку.
  2. Опишите животную клетку.
  3. Опишите растительную клетку.
  4. Создайте модель ячейки.

Предлагаемые процедуры Обзор :

  1. Разделите студентов на группы, сконцентрируйте их внимание, задайте целевые вопросы, попросите студентов записать свои ответы в своих лабораторных заметках и оценить их первоначальное понимание.
  2. Дайте учащимся возможность увидеть разницу между растительными и животными клетками и обсудить различия.
  3. Создать модель ячейки
  4. Попросите их использовать свои модели, чтобы объяснить, является ли это клеткой животного или растения, и какие свойства ее различают.

Разведка
Активность:
  1. Задайте основные вопросы.
    1. Что такое ячейка?
    2. В чем разница между животной клеткой и растительной клеткой?
  2. Запишите ответы в лабораторных заметках
  3. Поделитесь первоначальными ответами на основные вопросы.
Изобретение
  1. Используйте вспомогательные задания и материалы для сравнения клеток животных и клеток растений и помогите учащимся понять и то, и другое, чтобы они могли создавать модели и делиться ими с классом.
    Если поддержка включает наблюдения за клетками, убедитесь, что учащиеся умеют пользоваться микроскопом.
  2. Просмотр реальных примеров или слайдов и / или использование диаграмм:
  3. Обсудите, чем уникальны клетки растений и животных.Может использовать диаграммы, списки, схемы и рисунки Венна, чтобы проиллюстрировать сходства и различия.
    Растительные клетки имеют клеточные стенки, хлоропласты и центральную вакуоль, чего нет у животных клеток. Центросомы большинства растений не имеют центриолей.
  4. Попросите учащихся создать свою модель, чтобы представить в классе и подтвердить, что клетка является животным или растением, и объясните, почему.
  5. Поделиться и обсудить

Мероприятие 3 - Клеточный цикл против.Митоз

Материалы :

Основные вопросы :

  1. Как размножаются клетки?
  2. Что такое клеточный цикл?
  3. Что такое митоз?
  4. В чем разница между размножением клеток растений и животных?
  5. Как будет выглядеть модель митоза?

Результаты обучения:

  1. Опишите клеточный цикл.
  2. Опишите митоз.
  3. Опишите разницу между митозом клеток растений и животных.

Предлагаемые процедуры Обзор :

  1. Разделите студентов на группы, сконцентрируйте их внимание, задайте целевые вопросы, попросите студентов записать свои ответы в своих лабораторных заметках и оценить их первоначальное понимание.
  2. Выдайте студентам лист данных.
  3. попросите их создать модель клеточного цикла
  4. Попросите их создать модель митоза.
  5. Попросите их использовать свои модели, чтобы объяснить разницу между размножением клеток растений и животных.

Разведка
Активность:
  1. Задайте основные вопросы.
    1. Как размножаются клетки?
    2. Что такое клеточный цикл?
    3. Что такое митоз?
    4. В чем разница между размножением клеток растений и животных?
  2. Запишите ответы в лабораторных заметках
  3. Поделитесь первоначальными ответами на основные вопросы.
Изобретение
  1. Дайте клеточный цикл против митоза - информационный бюллетень
  2. Просмотрите клеточный цикл вместе с видео копируемой ДНК (1:05)
  3. Обзор митоза
  4. Используйте вспомогательные мероприятия и материалы, чтобы помочь учащимся понять и то, и другое, чтобы они могли создавать модели и делиться ими с классом.
    Если поддержка включает наблюдения за клетками, убедитесь, что учащиеся умеют пользоваться микроскопом.
  5. Попросите учащихся создать свои модели, которые будут представлены в классе для моделирования этапов клеточного цикла и митоза.
  6. Поделиться и обсудить

Задание 1 - Мозговой штурм: Что?

Какие решения люди принимают в отношении ячеек?

Опишите ячейку.

Назовите несколько структур (органелл) в клетке.

Перечислите функцию каждой структуры (органеллы), которую вы назвали выше.

Мероприятие 2 - Клетки - животные Vs. растения

Что такое ячейка?

В чем разница между животной клеткой и растительной клеткой?

Сделайте модель ячейки

Мероприятие 3 - Клеточный цикл Vs.Митоз

Как размножаются клетки?

Что такое клеточный цикл?

Что такое митоз?

В чем разница между размножением клеток растений и животных?

Сделать митоз модель

Типовые листы

Структуры и функции клеток

1.Клеточная мембрана: контролирует прохождение материалов внутрь и из клетки.

2. Центриоль: участвует в производстве клеток.

3. Цитоплазма: состоит из жидкости и органелл, в которых происходит большая часть функций клеток; включает части клетки, кроме ядра и клеточной мембраны.

4. Жгутик: передвижение; помогает перемещаться вокруг

5. Лизосома: переваривает материалы в клетке.

6. Митохондрия: производит энергию для клетки

7.Эндоплазматическая сеть: переносит вещества внутри клетки

-гладкая- без рибосом; собирает липиды

- ближайший к ядру: собирает белки из аминокислоты.

8. Аппарат Гольджи: переносит вещества на поверхность клетки, и белки получают последние штрихи; изменять, упаковывать и сортировать.

9. Ядерная оболочка: окружает ядро ​​и контролирует прохождение материалов в ядро ​​и из него.

10. Ядрышко: участвует в производстве рибосом.

11. Ядро: контролирует все функции клеток.

12. Ядерные поры: проход между входом и выходом.

13. Рибосома: производит белок для клетки.

Схема клеток животных

Источник

Схема растительных клеток

Источник

Клеточный цикл против митоза

Клеточный цикл фаз (не митоз)

Интерфаза - Клетка растет в размерах, образуются новые органеллы и копируется ДНК хромосом при подготовке к митозу и цитокинезу .

Он подразделяется на 3 фазы: G1, S и G2, которые подготавливают к митозу (иногда считается четвертой фазой).

  1. Разрыв 1 фазы (G 1) клетка становится больше и количество органелл увеличивается. (Некоторые клетки останавливаются на фазе G1)
  2. Фаза синтеза (S) клетка реплицирует свою ДНК, и в это время клетка имеет вдвое больше ДНК, чем обычно, поэтому ей необходимо делиться. Видео копирования ДНК (1:05)
  3. Разрыв 2 фазы (G 2), где происходит больший рост, и клетка готова к делению и началу митоза .
  4. Митоз ...
Митоз

Митоз - это деление ядра соматических (не репродуктивных) эукариотических клеток (клетки с ДНК в хромосомах в ядре), которое создает новые дочерние клетки с тем же количеством хромосом, что и родительская клетка . Прокариотические клетки (бактерии и цианобактерии) воспроизводятся посредством бинарного деления, при котором клетка копирует свою ДНК, а затем разделяется на 2 новые клетки.

Митоз важен для роста и восстановления клеток многоклеточных организмов. У растений и животных все по-разному.

Фазы

Митоз проходит в 4 уникальных, но непрерывных этапа:

  1. профаза,
  2. метафаза,
  3. анафаза и
  4. телофаза.

Завершение фазы приводит к образованию 2 генетически идентичных дочерних клеток.Цитокинез (цитоплазматическое деление клетки на две дочерние клетки в конце митоза перекрывается с последними фазами митоза).

Профаза - первая фаза митоза:

  • Хроматин плотно скручивается в видимые хромосомы, каждая с двумя идентичными сестринскими хроматидами, соединенными центромерой.
  • Ядерная оболочка начинает разрушаться.
  • В клетках животных центриоли отделяются и перемещаются к противоположным полюсам клетки.

Метафаза - вторая фаза митоза:

  • Ядерная оболочка полностью исчезла, что позволило сформировать веретенообразное волокно.
  • Хромосомы выстраиваются в линию, волокна веретена обеспечивают основу, удерживающую их на месте.

Анафаза - третья фаза митоза:

  • Самая короткая фаза
  • Хромосомы разделяются на отдельные хроматиды и тянутся к противоположным концам.
  • Начало цитокинеза .

Телофаза - четвертая и последняя фаза митоза:

  • Отдельные хроматиды раскручиваются в хроматин, как видно в интерфазе.
  • Ядерные оболочки реформируются вокруг хроматина с каждой стороны делящейся клетки.

Цитокинез - это НЕ фаза митоза.Он начинается в поздней анафазе и продолжается до завершения митоза. Он начинается, когда цитоплазма начинает отделяться. В животных клетках клеточная мембрана просто защемляется в центре клетки, образуя две новые клетки. Растительные клетки, , имеют клеточную стенку и не сжимают , а не на две клетки. Они образуют крошечные пузырьки из аппарата Гольджи, которые выстраиваются в центре клетки и образуют клеточную пластину. Эти везикулы сливаются, образуя две дочерние клетки для новых клеточных мембран.Отложения целлюлозы образуются между новыми мембранами и создают новые клеточные стенки, затем новые клетки переходят в межфазную фазу и продолжают свой клеточный цикл.

Источник Обучение клеточному циклу и митозу Митоз в растительных клетках Полли Дорнетт Октябрь 2017 г.

Модель стартера митоза

Источник

Банк слов

Клетка - наименьшее строение организма.Изготовлен из цитоплазмы и ядра, заключенного в мембрану.

Клеточная мембрана - контролирует прохождение материалов внутрь и из клетки.

Центриоль - участвует в производстве клеток.

Цитоплазма - состоит из жидкости и органелл, в которых происходит большая часть функций клеток; включает части клетки, кроме ядра и клеточной мембраны.

Эндоплазматическая сеть - переносит вещества внутри клетки

  • Гладкая эндоплазматическая сеть - без рибосом; собирает липиды
  • Rough Endoplasmic Reticulum - ближайший к ядру: собирает белки из аминокислот.

Flagellum - передвижение; помогает перемещаться вокруг

Аппарат Гольджи - переносит вещества на поверхность клетки, и белки получают последние штрихи; изменять, упаковывать и сортировать.

Лизосома - переваривает материалы в клетке.

Митохондрия - производит энергию для клетки

Ядерная оболочка - окружает ядро ​​и контролирует прохождение материалов в ядро ​​и из него.

Ядерные поры - проход между входом и выходом.

Nucleolus - участвует в производстве рибосом.

Nucleus - контролирует все функции клеток.

Рибосома - производит белок для клетки.

Список литературы

Заметки доктора Роберта Свитленда
homeofbob.com

Культура растительных клеток - обзор

15.4 КОММЕРЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Современные сорта могут быть привнесены в конкретные генетические признаки для улучшения питательных свойств, устойчивости к гербицидам, устойчивости к болезням и урожайности растений и т. Д. Ежегодно из-за наводнений наносится ущерб посевам риса на 600 миллионов долларов. Это серьезная проблема в таких странах, как Бангладеш и Таиланд, которые подвержены наводнениям. Традиционно для борьбы с наводнениями выращивали более высокие сорта риса. Однако урожайность риса до 40% ниже, чем у карликовых сортов, поскольку питательные вещества направляются на рост, а не на производство зерна.Генетики недавно определили генетический маркер гена, который, как полагают, придает устойчивость риса к наводнению. Этот маркер теперь упростит разведение риса, устойчивого к наводнениям, потому что простой тест генетического маркера покажет наличие гена устойчивости к наводнениям. Новые сорта риса, выращенные после скрещивания устойчивых к наводнениям сортов с восприимчивыми сортами, можно легко контролировать на устойчивость к наводнениям без трудоемких полевых испытаний, которые могут занять до 2 месяцев. Кроме того, фермеры могут уничтожить нежелательные сорняки, просто затопив рисовые поля.

Сегодня производители собирают урожай помидоров твердыми и зелеными, чтобы их можно было мыть, сортировать, упаковывать и отправлять без значительных повреждений. Потребители покупают в США около 3 миллиардов фунтов помидоров каждый год, и они не станут покупать помидоры, которые покрыты синяками и источают кетчуп. Перед отправкой коммерческие упаковщики омывают помидоры в этиленовом газе в течение нескольких дней, чтобы вызвать созревание. Помидоры, созревающие на лозе, слишком мягкие для перевозки на большие расстояния. Преждевременно собранные и искусственно созревшие помидоры из супермаркетов не обладают особенно свежим вкусом и не имеют цвета спелых свежесобранных помидоров.Идеальный помидор массового производства следует оставить на лозе, чтобы он накапливал сахара и кислоты, необходимые для свежего вкуса, но оставался достаточно твердым, чтобы не повредить его. Используя антисмысловую технологию, Calgene Fresh Inc. (США) с помощью Agrobacterium tumefasciens навсегда ввела обратную (антисмысловую) копию гена полигалактуроназы (фермент размягчения фруктов вместе с пектинметилэстеразой, расщепляющей пектин клеточной стенки). Обе копии гена продуцируют мРНК. Однако молекулы антисмысловой РНК связываются с нормальной смысловой РНК, не позволяя помидору вырабатывать обычное количество полигалактуроназы.Таким образом, новый помидор «Flavr Savr» будет сопротивляться размягчению, будет иметь свежий вкус и увеличенный срок хранения, требуемый потребителем. Генетически модифицированный помидор с отсроченным созреванием - это первый цельный пищевой продукт, созданный с помощью генной инженерии, который будет продаваться в США. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) недавно пришло к выводу, что «томаты« Flavr Savr »не претерпели значительных изменений и так же безопасны для употребления, как и другие помидоры». Естественные мутанты томатов с задержкой созревания также оцениваются и, как ожидается, будут конкурировать с томатами «Flavr Savr».

Грибковое заболевание, называемое «ведьмовский веник», могло уничтожить какао-промышленность Бразилии. Ведьмин метла вызывает аномальное кустистое разрастание побегов. Однако исследователи из Ceplac в северо-восточном штате Баия произвели новое устойчивое дерево какао под названием Theobahia путем скрещивания местного сорта какао с диким амазонским сортом. На ранних контролируемых стадиях инфекции гриб поражает ветви, но на поздней стадии стручки какао уничтожаются. Бразилия является вторым по величине производителем какао в мире, и его годовое производство упало с примерно 360000 тонн до 240000 тонн в 1994 году.Редкие виды животных также получили пользу от программ селекции растений, поскольку какао-деревья выживают в тени более высоких деревьев.

Генетические манипуляции и химические технологии, несомненно, улучшили методы борьбы с сорняками. Гербициды уничтожают сорняки, которые снижают целевой урожай растений, увеличивая конкуренцию за воду, свет и питательные вещества. Загрязнение семян сорняками также может привести к ухудшению вкуса после обработки. Важные классы гербицидов, такие как триазины и сульфонилмочевины, более токсичны для сорняков, чем для конкретной культуры, из-за того, что культурное растение метаболизирует гербицид.Другим гербицидам физически препятствуют прохождение через восковидную кутикулу, или культурное растение может просто изолировать гербицид во внутреннем отделении. Если бы растения можно было генетически модифицировать для обеспечения устойчивости к гербицидам, фермеры могли бы выбирать более эффективные, селективные и экологически безопасные гербициды с более широкими профилями активности сорняков. Фактически, первые мутантные растения, устойчивые к сульфонилмочевине, были отобраны из клеток табака в культуре ткани и впоследствии регенерированы в целые растения.

Гуаровая камедь и камедь рожкового дерева используются во многих отраслях промышленности, таких как бумажная, пищевая, косметическая и фармацевтическая. Они являются хорошими промоторами гелеобразования при смешивании с гелеобразующими полисахаридами, такими как карагинан, агар и ксантан. Однако гуаровая камедь является менее эффективным промотором геля, чем камедь рожкового дерева, поскольку камедь рожкового дерева имеет более низкое соотношение галактоза / манноза, чем гуаровая камедь (G / M 1: 2 для гуаровой камеди по сравнению с G / M 1: 4 для камеди рожкового дерева. ), и предполагается, что именно расширенные области с дефицитом галактозы взаимодействуют с гелеобразующими полисахаридами.Гуар - однолетняя культура, которую можно выращивать в полузасушливых условиях, тогда как деревьям рожкового дерева (рожкового дерева) может потребоваться до 20 лет для достижения полной зрелости, и они выращиваются в средиземноморских регионах с интенсивным земледелием. Поэтому гуаровая камедь дешевле камеди рожкового дерева из-за конкуренции со стороны других культур. На сегодняшний день успешно очищены грибковые α-галактозидазы, которые специфически удаляют галактозные фрагменты из гуаровой камеди с получением полисахарида с функциональными свойствами, аналогичными свойствам камеди рожкового дерева (см. Dey et al., 1993).

Растения являются источником соединений с высокой добавленной стоимостью и небольшими объемами для фармацевтической, парфюмерной и тонкой химической промышленности. Около 25% всех прописываемых лекарств получают из растений, например хинин ( Chinchona ledgeriana ), кодеин ( Papaver somniferum ) и дигитоксин ( Digitalis lanata ). Ежегодно в литературе сообщается о почти 1500 новых растительных соединениях. Большинство соединений, имеющих коммерческое значение, являются вторичными метаболитами.Аромат Jasmine, полученный из Jasminum , стоит более 5000 долларов за кг -1 . Кастаноспермин - ингибитор гликозидазы с активностью против ВИЧ, очищенный от растения Castanospermum australe. Противомалярийное средство, хинин, очищено из Chinchona ledgeriana и стоит более 100 долларов за кг -1 .

Необходимо обработать большое количество растительной ткани, чтобы выделить небольшое количество лекарственного средства из дикого растения. Возможными последствиями этого действия без программ клонального размножения и селекции растений будет потеря некоторых редких видов растений.Однако в некоторых случаях, когда лекарственный препарат был изолирован, например, стероид-продуценты ямса Dioscorea , микроразмножение увеличило встречаемость этого вида растений. Есть два ключевых вопроса, которые необходимо решить, прежде чем растительный продукт может быть включен в программу разработки лекарств, основанную на биотехнологиях. Во-первых, принесут ли планируемые инвестиции высокую коммерческую отдачу, а во-вторых, преодолеваются ли технические трудности, присущие традиционному производству, биотехнологическим подходом?

15.4.1 Массовая культура клеток растений

Каллус слишком медленно растет и неоднороден, чтобы его можно было использовать в коммерческих целях. Поэтому суспензионные культуры используются для массовой культуры. Возможность выращивать значительные объемы растительных клеток в условиях, аналогичных тем, которые используются для микробной ферментации, позволила культуре растительных клеток стать альтернативой сельскохозяйственному производству в полевых условиях. Формирование полевых продуктов сопряжено со многими трудностями, такими как (1) неустойчивые поставки из-за погоды и местной политической среды, (2) воздействие вредителей и болезней и (3) сезонные поставки, которые могут различаться как по качеству, так и по количество.

В 1970-х годах японские ученые выращивали клетки табака в 65001 модифицированных биореакторах с мешалкой. Биореакторы с эрлифтом используются для выращивания суспензий растительных клеток до 15001 и предпочтительны, чем биореакторы с мешалкой, поскольку деформированные растительные клетки имеют гораздо меньшее клеточное деление. Две самые большие на сегодняшний день культуры растений (75 000 л и 5000 л) были выращены в биореакторах с мешалкой, что отражает доступность биореакторов с мешалкой по сравнению с биореакторами с эрлифтом. Основная проблема эрлифтных реакторов связана с газовым режимом.Реакторы эрлифта требуют потока газа для смешивания и удовлетворения физиологических потребностей клеток в кислороде и углекислом газе. Было обнаружено, что «избыточное газообразование» снижает рост клеток растений. Клетки растений крупные (40–200 мкм в длину и 20-40 мкм в диаметре). Как правило, отдельные клетки не обнаруживаются, и клетки образуют агрегаты диаметром до 1000 мкм. Трудности с массовой культурой растительных клеток включают высокую скорость оседания, трудности отбора проб и ограничения диффузии внутри более крупных агрегатов.Клетки растений растут медленнее, время удвоения составляет не менее 2 дней, что приводит к увеличению времени ферментации и, следовательно, к увеличению вероятности заражения. Из-за медленной скорости роста растительные клетки имеют более низкую потребность в кислороде по сравнению с микроорганизмами, поэтому требуется более контролируемая аэрация. Культивируемые растительные клетки и микробные клетки, вероятно, имеют заметно разные скорости роста, потому что растительные клетки могут быть в 100 раз больше, чем микробные клетки, и они также имеют большое количество хромосом, которые необходимо дублировать во время деления клеток (Таблица 15.1). Микробные клетки обычно предпочитают постоянный pH во время фаз роста и производства. Клетки растений не переносят фиксированного значения pH. Обычно культура клеток растений начинается при значении pH около 5 и заканчивается при pH 6–6,5. Из-за низкой скорости метаболизма растительных клеток вспенивание и прилипание растительных клеток к сосудам для ферментации не представляет больших трудностей. Среда для культивирования растительных клеток дороже недорогой свекольной патоки, которая часто используется для микроорганизмов. Из-за своего размера, жесткой клеточной стенки на основе целлюлозы и большой вакуоли растительные клетки чувствительны к сдвигу.В биореакторах с мешалкой рабочее колесо турбины, необходимое для хорошего перемешивания и разбивания пузырьков воздуха с целью достижения высокой аэрации, действительно создает высокий сдвиг (рис. 15.4). Хотя культуры клеток растений имеют низкую потребность в кислороде, газовый режим, например Уровни CO 2 могут влиять как на рост, так и на образование продукта. Следовательно, время ферментации увеличивается, и часто индукция продукта вторичного метаболита достигается путем воздействия на клетки второй среды. Идеальный биореактор для растений должен иметь умеренную скорость аэрации, низкий сдвиг, точный контроль газового режима и обеспечивать хорошую среду для перемешивания.

Таблица 15.1. Различия между растительными и микробными клетками

Время удвоения 5 Нечувствительный 30
Характеристики Растительные клетки Микробные клетки
Агрегация Нормальный В основном одиночные клетки
2 дней <1 час
Инокулят Не менее 10–20% от общего объема Низкий
Сдвиг Чувствительный
Низкий Высокий

Рисунок 15.4. Сравнение эрлифтных биореакторов и биореакторов с мешалкой.

Медленнорастущие клетки растений также можно культивировать в биореакторе с иммобилизованными растительными клетками. Биомасса растений может быть отделена от среды, которая продлевает срок службы растительных клеток, защищает их от сдвига и иногда стимулирует образование вторичных продуктов. Недостатки иммобилизации растительных клеток состоят в том, что (1) метод иммобилизации может быть слишком суровым для растительных клеток и (2) вторичные продукты растений часто хранятся в вакуоли и не попадают в среду.Для высвобождения внутриклеточных вторичных продуктов необходимо серьезное повреждение растительных клеток. Накопление и выведение вторичных продуктов можно контролировать с помощью внешнего pH. Было бы очень желательно использовать химические вещества, изменяющие избирательную проницаемость мембран растений, чтобы живые клетки растений могли выделять свои вторичные продукты в среду. Однако это увеличит производственные затраты и избавит от использования одних и тех же растительных клеток для дальнейшего образования продукта. Культивируемые растительные клетки содержат уникальные соединения, и это часто компенсирует более высокие производственные затраты, связанные с пакетными культурами бактериальных или грибковых клеток.

Высокоурожайные недифференцированные клеточные линии также преодолевают как сезонную, так и тканеспецифичную продукцию и могут быть выбраны для получения значительно более высокой концентрации конкретного вторичного продукта, чем в интактном растении. Кроме того, для синтеза некоторых вторичных продуктов требуются специализированные клетки растений, такие как сальные железы. Очень высокие уровни вторичных метаболитов, как правило, производятся быстро растущими неагрегационными клеточными суспензиями во время фазы логарифмического роста.Однако образование продукта может быть выше в медленнорастущих агрегированных клетках (из-за стресса питательных веществ) в статических культурах из-за клеточной дифференциации. Несмотря на то, что органная культура в небольших колбах была достигнута, ферментер не был разработан для реалистичного культивирования корней, зародышей, листьев или побегов в больших объемах.

(a) Пример: производство шиконина

Производство ценного химического шиконина в культуре клеток растений является наиболее успешным и широко цитируемым примером.Шиконин представляет собой красный нафтохиноновый пигмент, используемый в качестве красителя, лекарства и в косметической промышленности и полученный из культур клеток Lithospermum erythrorhizon . Пурпурный корень L. erythrorhizon - это многолетнее растение, произрастающее в Японии, Корее и Китае, которое использовалось в качестве специального средства от ожогов, ран, обморожений, кожных язв, анального кровотечения и т. Д., А также в качестве драгоценного природного красителя для шелк и косметика. Производные шиконина обладают антибактериальным и противовоспалительным действием, а также способствуют заживлению ран.Истощение видов диких растений, сложность выращивания и высокий спрос на пигмент убедили японскую нефтехимическую компанию Mitsui попробовать коммерчески производить шиконин из культур клеток Lithospermum . Основные исследования каллусных культур Lithospermum были предприняты с целью повышения продуктивности и стабильности культивируемых клеток, чтобы удовлетворить требования для крупномасштабного производства шиконина. Клеточные линии с более высоким содержанием пигмента выделяли методом клонирования клеточных агрегатов.

Для отбора высокопродуктивных культивируемых растительных клеток точно контролировались такие факторы, как температура, интенсивность света, наличие регуляторов роста, источник углерода и азота. Нитраты и аммиак являются обычными источниками азота, используемыми в средах для культивирования тканей. Было обнаружено, что аммиак подавляет выработку шиконина на уровне всего 3% от общего азота. Среда Уайта, не содержащая аммиака, но использующая нитрат в качестве единственного источника азота, позволила клеткам синтезировать шиконин, несмотря на слабый рост клеток.Все компоненты среды Уайта были тщательно исследованы для определения оптимальной концентрации. Была создана новая жидкая «производственная» среда на основе среды Уайта, названная средой М-9. Хотя среда M-9 превосходит среду Линсмайера – Скуга (LS) по выходу шиконина, она уступает LS по стимулированию роста клеток, поскольку не содержит таких питательных веществ, как аммоний и фосфат. Среда LS была исследована на предмет улучшения роста, и была составлена ​​новая среда, названная средой MG-5. Затем клетки переносили в среду М-9 для продукции шиконина.Использовали двухэтапный протокол двойной культуры MG-5 / M-9. Клетки сначала выращивали в «ростовой» среде без продуцирования шиконина, а затем переносили в «продуцирующую» среду для оптимального выхода шиконина. Увеличение размера посевного материала при высокой концентрации среды и подаче кислорода и выбор улучшенного высокоурожайного штамма также увеличивали выход шиконина.

(b) Промышленное производство шиконина

Крупномасштабное культивирование показано на рис. 15.5. Культуру клеток сначала выращивали в среде MG-5 для пролиферации клеток в течение 9 дней в резервуаре первой стадии (2001 г.).Использованную «ростовую» среду отфильтровывали, и «продуцирующую» среду М-9 добавляли к клеткам во втором большом резервуаре для продукции шиконина. Через 14 дней во втором резервуаре среду отфильтровывали и собирали пигментированные клетки.

Рисунок 15.5. Принципиальная схема крупномасштабного роста клеток для производства шиконина.

Производство шиконина культурой растительных клеток сравнивалось с выращиванием растений и химическим синтезом. Культура растительных клеток оказалась более экономичной, чем химический синтез, и более продуктивной, чем выращивание растений.Химический состав шиконина, выделенного из клеточной культуры, аналогичен химическому составу сырого лекарственного препарата, полученного из неповрежденных корней, и с меньшими колебаниями качества, наблюдаемыми в настоящее время на рынке. Производные шиконина, экстрагированные из культивируемых клеток, можно легко гидролизовать гидроксидом калия и кристаллизовать с получением чистого шиконина. Культура клеток примерно в 800 раз продуктивнее выращивания растений. Бак для культивирования 750 л с рабочим объемом 600 л, способный производить 2 г / л -1 шиконина за 2 недели, эквивалентен 17.На 6 гектарах выращивают растений Lithospermum в поле. Шиконин, продуцируемый крупномасштабной культурой клеток Lithospermum , используется в коммерческих целях для производства косметики, такой как губные помады, лосьоны и мыло, в Японии с 1984 года. питательность и урожайность. Генетические исследования стали возможны, потому что конкретные целевые реакции выявляются посредством биохимических и физиологических исследований.Однако в настоящее время существуют серьезные опасения по поводу высвобождения генетически модифицированных организмов в окружающую среду, поскольку «чужеродные» гены могут передаваться другим организмам. Для этих генетически модифицированных организмов потребуется серьезная оценка рисков, долгосрочный мониторинг и жесткий контроль, поскольку их нельзя будет отозвать после того, как они будут выпущены. Прогнозируемый рост мирового населения в следующие 20–30 лет потребует повышения «устойчивой» производительности сельского хозяйства без неприемлемого разрушения окружающей среды.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *