Таблиця речовини і їх функції. Органічні речовини клітини

Хімічний складклітини

У клітинах виявлено близько 60 елементів періодичної системи Менделєєва, що зустрічаються і в неживій природі. Це один з доказів спільності живої і неживої природи. В живих організмах найбільш поширені водень, кисень, вуглець і азот, які становлять близько 98% маси клітин. Таке обумовлено особливостями хімічних властивостейводню, кисню, вуглецю та азоту, внаслідок чого вони виявилися найбільш підходящими для утворення молекул, що виконують біологічні функції. Ці чотири елементи здатні утворювати дуже міцні ковалентні зв'язки за допомогою спарювання електронів, що належать двом атомам. Ковалентно пов'язані атоми вуглецю можуть формувати каркаси незліченної безлічі різних органічних молекул. Оскільки атоми вуглецю легко утворюють ковалентні зв'язки з киснем, воднем, азотом, а також з сіркою, органічні молекули досягають виняткової складності і різноманітності будови.

Крім чотирьох основних елементів в клітці в помітних кількостях (10 ті та 100 ті частки відсотка) містяться залізо, калій, натрій, кальцій, магній, хлор, фосфор і сірка. Всі інші елементи (цинк, мідь, йод, фтор, кобальт, марганець і ін.) Знаходяться в клітці в дуже малих кількостях і тому називаються мікроелементами.

Хімічні елементи входять до складу неорганічних і органічних сполук. До неорганічних сполук відносяться вода, мінеральні солі, вуглекислий газ, кислоти і підстави. органічні сполуки- це білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири (ліпіди) і липоиди. Крім кисню, водню, вуглецю і азоту в їх склад можуть входити інші елементи. Деякі білки містять сірку. складовою частиноюнуклеїнових кислот є фосфор. Молекула гемоглобіну містить залізо, магній бере участь в побудові молекули хлорофілу. Мікроелементи, незважаючи на вкрай низький вміст в живих організмах, грають важливу роль в процесах життєдіяльності. Йод входить до складу гормону щитовидної залози - тироксину, кобальт - до складу вітаміну В 12 гормон островковой частини підшлункової залози - інсулін - містить цинк. У деяких риб місце заліза в молекулах пігментів, що переносять кисень, займає мідь.

неорганічні речовини

Вода.Н 2 О - найпоширеніше з'єднання в живих організмах. Зміст її в різних клітинах коливається в досить широких межах: від 10% в емалі зубів до 98% в тілі медузи, але середньому вона становить близько 80% маси тіла. Винятково важлива роль води в забезпеченні процесів життєдіяльності обумовлена ​​її фізико-хімічними властивостями. Полярність молекул і здатність утворювати водневі зв'язки роблять воду хорошим розчинником для величезної кількості речовин. більшість хімічних реакцій, Що протікають в клітині, може відбуватися тільки у водному розчині. Вода бере участь і в багатьох хімічних перетвореннях.

Загальна кількість водневих зв'язків між молекулами води змінюється в залежності від t °. при t ° танення льоду руйнується приблизно 15% водневих зв'язків, при t ° 40 ° С - половина. При переході в газоподібний стан руйнуються всі водневі зв'язку. Цим пояснюється висока питома теплоємність води. При зміні t ° зовнішнього середовища вода поглинає або виділяє теплоту внаслідок розриву або новоутворення водневих зв'язків. Таким шляхом коливання t ° всередині клітини виявляються меншими, ніж в навколишньому середовищу. Висока теплота випаровування лежить в основі ефективного механізму тепловіддачі у рослин і тварин.

Вода як розчинник бере участь в явищах осмосу, що грає важливу роль в життєдіяльності клітини організму. Осмосом називають проникнення молекул розчинника через напівпроникну мембрану в розчин якої-небудь речовини. Напівпроникними називаються мембрани, які пропускають молекули розчинника, але не пропускають молекули (або іони) розчиненої речовини. Отже, осмос - одностороння дифузія молекул води в напрямку розчину.

Мінеральні солі.Велика частина неорганічних в-в клітинизнаходиться у вигляді солей в диссоциированном, або в твердому стані. Концентрація катіонів та аніонів в клітці і в навколишньому її середовищі неоднакова. У клітці міститься значна частина До і дуже багато Nа. В позаклітинному середовищі, наприклад в плазмі крові, в морській воді, Навпаки, багато натрію і мало калію. Подразливість клітини залежить від співвідношення концентрацій іонів Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+. У тканинах багатоклітинних тварин До входить до складу багатоклітинного речовини, що забезпечує зчепленість клітин і впорядковане їх розташування. Від концентрації солей у великій мірі залежать осмотичний тиск в клітині і її буферні властивості. Буферностью називається здатність клітини підтримувати слаболужну реакцію її вмісту на постійному рівні. Буферна всередині клітини забезпечується головним чином іонами Н 2 РО 4 і НРО 4 2-. Під позаклітинних рідинах і в крові роль буфера грають Н 2 СО 3 і НСО 3 -. Аніони зв'язують іони Н і гідроксид-іони (ОН -), завдяки чому реакція всередині клітини позаклітинних рідин практично не змінюється. Нерозчинні мінеральні солі (наприклад, фосфорнокислий Са) забезпечує міцність кісткової тканини хребетних і раковин молюсків.

11. Хімічний склад клітини. Неорганічні речовини клітини.

Органічні речовиниклітини

Білки.Серед органічних речовин клітини білки стоять на першому місці як за кількістю (10 - 12% від загальної маси клітини), так і за значенням. Білки являють собою високомолекулярні полімери (з молекулярною масою від 6000 до 1 млн. І вище), мономерами яких є амінокислоти. Живими організмами використовується 20 амінокислот, хоча їх існує значно більше. До складу будь-якої амінокислоти входить аминогруппа (-NH 2), що володіє основними властивостями, і карбоксильная група (-СООН), що має кислотні властивості. Дві амінокислоти з'єднуються в одну молекулу шляхом встановлення зв'язку HN-CO з виділенням молекули води. Зв'язок між аміногрупою однієї амінокислоти і карбоксилом інший називається пептидного. Білки являють собою поліпептиди, що містять десятки і сотні амінокислот. Молекули різних білків відрізняються один від одного молекулярної масою, числом, складом амінокислот і послідовністю розташування їх у поліпептидного ланцюга. Тому зрозуміло, що білки відрізняються величезною різноманітністю, їх кількість у всіх видів живих організмів оцінюється числом 10 10 - 10 12.

Ланцюг амінокислотних ланок, з'єднаних ковалентное пептидними зв'язками в певній послідовності, називається первинною структурою білка. У клітинах білки мають вигляд спірально закручених волокон або кульок (глобул). Це пояснюється тим, що в природному білку полипептидная ланцюжок покладена строго певним чином в залежності від хімічної будовищо входять до її складу амінокислот.

Спочатку поліпептидний ланцюг згортається в спіраль. Між атомами сусідніх витків виникає тяжіння і утворюються водневі зв'язки, зокрема, між NH- і СО групами, розташованими на сусідніх витках. Ланцюжок амінокислот, закручена у вигляді спіралі, утворює вторинну структуру білка. В результаті подальшої укладання спіралі виникає специфічна для кожного білка конфігурація, звана третинну структуру. Третинна структура обумовлена ​​дією сил зчеплення між гідрофобними радикалами, які є в деяких амінокислот, і ковалентними зв'язками між SH- групами амінокислоти цистеїну ( S-S- зв'язку). Кількість амінокислот гідрофобними радикалами і цистеїну, а також порядок їх розташування в поліпептидного ланцюжку специфічні для кожного білка. Отже, особливості третинної структури білка визначаються його первинною структурою. Біологічну активність білок проявляє тільки у вигляді третинної структури. Тому заміна навіть однієї амінокислоти в поліпептидному ланцюжку може привести до зміни конфігурації білка і до зниження або втрати його біологічної активності.

У деяких випадках білкові молекули об'єднуються один з одним і можуть виконувати свою функцію тільки у вигляді комплексів. Так, гемоглобін - це комплекс з чотирьох молекул і тільки в такій формі здатний приєднувати і транспортувати О. подібні агрегати являють собою четвертинних структуру білка. За своїм складом білки діляться на два основні класи - прості і складні. Прості білки складаються тільки з амінокислот нуклеїнові кислоти (нуклеотиди), ліпіди (ліпопротеїди), Ме (Металопротеїни), Р (фосфопротеіди).

Функції білків в клітині надзвичайно різноманітні. Одна з найважливіших - будівельна функція: білки беруть участь в утворенні всіх клітинних мембрані органоїдів клітини, а також внутрішньоклітинних структур. Виключно важливе значення має ферментативна (каталітична) роль білків. Ферменти прискорюють хімічні реакції, що протікають в клітині, в 10 ки і 100 ні мільйонів разів. Рухова функція забезпечується спеціальними скоротливі білками. Ці білки беруть участь у всіх видах рухів, до яких здатні клітини та організми: мерехтіння війок і биття джгутиків у найпростіших, скорочення м'язів у тварин, рух листя у рослин і ін. Транспортна функція білків полягає в приєднанні хімічних елементів (наприклад, гемоглобін приєднує О) або біологічно активних речовин (гормонів) і перенесення їх до тканин і органів тіла. Захисна функція виражається у формі вироблення особливих білків, званих антитілами, у відповідь на проникнення в організм чужорідних білків або клітин. Антитіла зв'язують і знешкоджують чужорідні речовини. Білки відіграють важливу роль як джерела енергії. При повному розщепленні 1г. білків виділяється 17,6 кДж (~ 4,2 ккал).

Вуглеводи.Вуглеводи, або цукри - органічні речовини з загальною формулою (СН 2 О) n. У більшості вуглеводів число атомів Н вдвічі більше числа атомів О, як в молекулах води. Тому ці речовини і були названі вуглеводами. У живій клітині вуглеводи знаходяться в кількостях, що не перевищують 1-2, іноді 5% (в печінці, в м'язах). Найбільш багаті вуглеводами рослинні клітини, де їх вміст досягає в деяких випадках 90% від маси сухої речовини (насіння, бульби картоплі і т.д.).

Вуглеводи бувають прості і складні. Прості вуглеводи називаються моносахаридами. Залежно від числа атомів вуглеводу в молекулі моносахариди називаються триоз, тетрозой, пентози або гексоз. З шести вуглецевих моносахаридів - гексоз - найбільш важливе значення мають глюкоза, фруктоза і галактоза. Глюкоза міститься в крові (0,1-0,12%). Пентози рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот і АТФ. Якщо в одній молекулі об'єднуються два моносахариду, таке з'єднання називається дисахаридом. Харчовий цукор, одержуваний з тростини або цукрових буряків, складається з однієї молекули глюкози і однієї молекули фруктози, молочний цукор - з глюкози і галактози.

Складні вуглеводи, утворені багатьма моносахаридами, називаються полісахариди. Мономером таких полісахаридів, як крохмаль, глікоген, целюлоза, є глюкоза. Вуглеводи виконують дві основні функції: будівельну та енергетичну. Целюлоза утворює стінки рослинних клітин. Складний полісахарид хітин служить головним структурним компонентом зовнішнього скелета членистоногих. Будівельну функцію хітин виконує і у грибів. Вуглеводи відіграють роль основного джерела енергії в клітині. В процесі окислення 1 м вуглеводів звільняється 17,6 кДж (~ 4,2 ккал). Крохмаль у рослин і глікоген у тварин відкладаються в клітинах і служать енергетичним резервом.

Нуклеїнові кислоти.Значення нуклеїнових кислот в клітині дуже велике. Особливості їх хімічної будови забезпечують можливість зберігання, перенесення і передачі у спадок дочірнім клітинам інформації про структуру білкових молекул, які синтезуються в кожній тканини на певному етапі індивідуального розвитку. Оскільки більшість властивостей і ознак клітин обумовлено білками, то зрозуміло, що стабільність нуклеїнових кислот - найважливіша умова нормальної життєдіяльності клітин і цілих організмів. Будь-які зміни структури клітин або активності фізіологічних процесів в них, впливаючи, таким чином, на життєдіяльність. Вивчення структури нуклеїнових кислот має виключно важливе значення для розуміння успадкування ознак у організмів і закономірностей функціонування, як окремих клітин, так і клітинних систем - тканин і органів.

Існують 2 типи нуклеїнових кислот - ДНК і РНК. ДНК - полімер, що складається з двох нуклеотидних спіралей, укладених так, що утворюється подвійна спіраль. Мономери молекул ДНК являють собою нуклеотиди, що складаються з азотистої основи (аденіну, тиміну, гуаніну або цитозину), вуглеводу (дезоксирибози) і залишку фосфорної кислоти. Азотисті основи в молекулі ДНК з'єднані між собою неоднаковим кількістю Н-зв'язків і розташовуються попарно: аденін (А) завжди проти тиміну (Т), гуанін (Г) проти цитозину (Ц). Схематично розташування нуклеотидів в молекулі ДНК можна зобразити так:

Ріс.1.Расположеніе нуклеотидів в молекулі ДНК

З рис.1. видно, що нуклеотиди з'єднані один з одним не випадково, а вибірково. Здатність до виборчого взаємодії аденіну з тиміном і гуаніну з цитозином називається комплементарностью. Комплементарна взаємодія певних нуклеотидів пояснюється особливостями просторового розташування атомів в їх молекулах, які дозволяють їм зближуватися і утворювати Н-зв'язку. У полинуклеотидной ланцюжку сусідні нуклеотиди пов'язані між собою через цукор (дезоксирибози) і залишок фосфорної кислоти. РНК так само, як і ДНК, є полімером, мономерами якого є нуклеотиди. Азотисті основи трьох нуклеотидів ті ж самі, що входять до складу ДНК (А, Г, Ц); четверте - урацил (У) - присутній в молекулі РНК замість тиміну. Нуклеотиди РНК відрізняються від нуклеотидів ДНК і за будовою входить до їх складу вуглеводу (рибоза замість дізоксірібози).

У ланцюжку РНК нуклеотиди з'єднуються шляхом утворення ковалентних зв'язків між рибозой одного нуклеотиду і залишком фосфорної кислоти іншого. За структурою розрізняються двох цепочечние РНК. Двох цепочечние РНК є хранителями генетичної інформації у ряду вірусів, тобто виконують у них функції хромосом. Одне цепочечние РНК здійснюють перенесення інформації про структуру білків від хромосоми до місця їх синтезу і беруть участь в синтезі білків.

Існує кілька видів одне цепочечной РНК. Їх назви зумовлені виконуваною функцією або місцем знаходження в клітці. Більшу частину РНК цитоплазми (до 80-90%) становить рибосомальная РНК (рРНК), що міститься в рибосомах. Молекули рРНК відносно невеликі і складаються в середньому з 10 нуклеотидів. Інший вид РНК (іРНК), які переносять до рибосом інформацію про послідовність амінокислот в білках, які повинні синтезуватися. Розмір цих РНК залежить від довжини ділянки ДНК, на якому вони були синтезовані. Транспортні РНК виконують кілька функцій. Вони доставляють амінокислоти до місця синтезу білка, "дізнаються" (за принципом комплементарності) триплет і РНК, відповідний яку переносять амінокислоті, здійснюють точну орієнтацію амінокислоти на рибосомі.

Жири та липоиди.Жири являють собою з'єднання жирних високомолекулярних кислот і трехатомного спирту гліцерину. Жири не розчиняються у воді - вони гідрофобні. У клітці завжди є і інші складні гідрофобні жироподібні речовини, звані ліпоїдами. Одна з основних функцій жирів - енергетична. В ході розщеплення 1 м жирів до СО 2 і Н 2 О звільняється велика кількість енергії - 38,9 кДж (~ 9,3 ккал). Вміст жиру в клітині коливається в межах 5-15% від маси сухої речовини. У клітинах живої тканини кількість жиру зростає до 90%. Головна функціяжирів в тваринному (і частково - рослинному) світі - запасающая.

При повному окисленні 1 г жиру (до вуглекислого газу і води) виділяється близько 9 ккал енергії. (1 ккал = 1000 кал; калорія (кал, cal) - позасистемна одиниця кількості роботи і енергії, що дорівнює кількості теплоти, необхідного для нагрівання 1 мл води на 1 ° C при стандартному атмосферному тиску 101,325 кПа; 1 ккал = 4,19 кДж). При окисленні (в організмі) 1 г білків або вуглеводів виділяється тільки близько 4 ккал / г. У самих різних водних організмів - від одноклітинних діатомових водоростей до гігантських акул - жир злучити «поплавком», зменшуючи середню щільність тіла. Щільність тваринних жирів становить близько 0,91-0,95 г / см³. Щільність кісткової тканини хребетних близька до 1,7-1.8 г / см³, а середня щільність більшості інших тканин близька до 1 г / см ³. Зрозуміло, що жиру потрібно досить багато, щоб «урівноважити» важкий кістяк.

Жири та липоиди виконують і будівельну функцію: вони входять до складу клітинних мембран. Завдяки поганий теплопровідності жир здатний до захисної функції. У деяких тварин (тюлені, кити) він відкладається в підшкірній жировій тканині, утворюючи шар товщиною до 1 м. Освіта деяких липоидов передує синтезу ряду гормонів. Отже, цих речовин властива і функція регулювання обмінних процесів.

12. Поділ клітини.

Клітка в своєму житті проходить різні стани: фазу зростання і фази підготовки до поділу і розподілу. Клітинний цикл - перехід від розподілу до синтезу речовин, що складають клітку, а потім знову до поділу - можна уявити на схемі у вигляді циклу, в якому виділяють кілька фаз.

Описано три способи розподілу еукаріотів: амитоз (прямий поділ), мітоз (непрямий поділ) і мейоз (редукційний поділ).

амитоз- відносно рідкісний спосіб поділу клітини. При амитозе інтерфазна ядро ​​ділиться шляхом перетяжки, рівномірний розподіл спадкового матеріалу не забезпечується. Нерідко ядро ​​ділиться без подальшого поділу цитоплазми і утворюються двоядерні клітини. Клітка, що зазнала амитоз, в подальшому не здатна вступати в нормальний мітотичний цикл. Тому амитоз зустрічається, як правило, в клітинах і тканинах, приречених на загибель.

Мітоз.Мітоз, або непрямий розподіл, - основний спосіб розподілу еукаріотних клітин. Мітоз - це поділ ядра, яке призводить до утворення двох дочірніх ядер, в кожному з яких є точно такий же набір хромосом, що і був в батьківському ядрі. Наявні в клітці хромосоми подвоюються, шикуються в клітці, утворюючи митотическую платівку, до них прикріплені нитки веретена поділу, які розтягуються до полюсів клітини і клітина ділиться, утворюючи дві копії вихідного набору.

При утворенні гамет, тобто статевих клітин - сперматозоїдів і яйцеклітин - відбувається розподіл клітини, зване мейозом. Вихідна клітина має диплоїдний набір хромосом, які потім подвоюються. Але, якщо при мітозі в кожній хромосомі хроматиди просто розходяться, то при мейозі хромосома (що складається з двох хроматид) тісно переплітається своїми частинами з іншого, гомологичной їй хромосомою (також складається з двох хроматид), і відбувається кросинговер - обмін гомологічними ділянками хромосом. Потім вже нові хромосоми з перемішані «маминими» і «батьковим» генами розходяться і утворюються клітини з диплоїдним набором хромосом, але склад цих хромосом вже відрізняється від вихідного, в них сталася рекомбінація. Завершується перший розподіл мейозу, і другий розподіл мейозу відбувається без синтезу ДНК, тому при цьому розподілі кількість ДНК зменшується вдвічі. З вихідних клітин з диплоїдним набором хромосом виникають гамети з гаплоїдний набором. З однієї диплоїдної клітини утворюються чотири гаплоїдних клітини. Фази поділу клітини, які слідують за інтерфазою, називаються профази, метафаза, анафаза, телофаза і після ділення знову интерфаза.

Профаза - найтриваліша фаза мітозу, коли відбувається перебудова всієї структури ядра для поділу. У профазі відбувається вкорочення і потовщення хромосом внаслідок їх спирализации. В цей час хромосоми подвійні (подвоєння відбувається в S-періоді інтерфази), складаються з двох хроматид, пов'язаних між собою в області первинної перетяжки осбой структурою - цетромерой. Одночасно з потовщенням хромосом зникає ядерце і фрагментируется (розпадається на окремі цистерни) ядерна оболонка. Після розпаду ядерної оболонки хромосоми вільно і безладно лежать в цитоплазмі. Починається формування ахроматівного веретена - веретена розподілу, що представляє систему ниток, що йдуть від полюсів клітини. Нитки веретена мають діаметр близько 25Нм. Це пучки мікротрубочок, що складаються з субоедениц білка тубуліну. Микротрубочки починають формуватися з боку центриолей або з боку хромосом (в клітинах рослин).

Метафаза. У метафазі завершується утворення веретена поділу, яке складається з мікротрубочок двох типів: хромосомних, які зв'язуються з центромерами хромосом, і ценросомних (полюсних), які тягнуться від полюса до полюса клітини. Кожна подвійна хромосома прикріплюється до микротрубочкам веретена поділу. Хромосоми як би виштовхуються мікротрубочками в область екватора клітини, тобто розташовуються на рівній відстані від полюсів. Вони лежать в одній площині і утворюють так звану екваторіальну, або метафазну пластинку. У метафазі чітко видно подвійне будова хромосом, з'єднаних тільки в області центромери. Саме в цей період легко підрахувати число хромосом, вивчати їх морфологічні особливості.

Анафаза починається розподілом центромери. Кожна з хроматид однієї хромосоми стає самостійною хромосомою. Скорочення тягнуть ниток ахроматинового веретена захоплює їх до протилежних полюсів клітини. В результаті у кожного з полюсів клітини виявляється стільки ж хромосом, скільки було їх в материнській клітині, причому набір їх однаковий.

Телофаза - остання фаза мітозу. Хромосоми деспирализуются, стають погано помітними. На кожному з полюсів навколо хромосом відтворюється ядерна оболонка. Формуються ядерця, веретено поділу зникає. У утворилися ядрах кожна хромосома складається тепер всього з однієї хроматиди, а не з двох.

Кожне з новоутворених ядер отримало весь обсяг генетичної інформації, яким володіла ядерна ДНК материнської клітини. В результаті мітозу обидва дочірніх ядра мають однакову кількість ДНК і однакове число хромосом, таке ж, як в материнському.

Цитокинез - після утворення в телофазе двох нових ядер відбувається розподіл клітини і формування в екваторіальній площині перегородки - клітинної пластинки.

У ранній телофазе між двома дочірніми ядрами, не досягаючи їх, формується циліндрична система волокон, звана фрагмопластом, яка також як і волокна ахроматинового веретена, складається з мікротрубочок і пов'язані з ним. У центрі фрагмопласта на екваторі між дочірніми ядрами скупчуються бульбашки Гольджі, що містять пектинові речовини. Вони зливаються один з одним і дають початок клітинної платівці, а їх мембрани беруть участь в побудові плазмолеммой по обидва боки пластинки. Клітинна платівка закладається у вигляді диска, зваженого в фрагмопласте. Волокна фрагмопласта, мабуть, контролюють напрямок руху бульбашок Гольджі. Клітинна платівка зростає центробежно у напрямку до стінок материнської клітини за рахунок включення в неї полісахаридів все нових і нових бульбашок Гольджі. Клітинна платівка має напіврідку консистенцію, складається з аморфного протопектина і пектати магнію і кальцію. В цей час з трубчастого ЕР утворюються плазмодесми. Розширюється фрагмопласт поступово набуває форму барильця, дозволяючи клітинної платівці рости латерально, поки вона не з'єднається зі стінками материнської клітини. Фрагмопласт зникає, відокремлення двох дочірніх клітин закінчується. Кожен протопласт відкладає на клітинну пластинку свою первинну клітинну стінку.

Цитокинез за допомогою клітинної пластинки відбувається у всіх вищих рослин і деяких водоростей. У інших організмів клітини діляться впровадженням клітинної оболонки, яка поступово поглиблюється і розділяє клітини.

Біологічне значення мітозу складається в строго однаковому розподілі між дочірніми клітинами матеріальних носіїв спадковості - молекул ДНК, що входять до складу хромосом. Завдяки рівномірному розподілу реплікованих хромосом між дочірніми клітинами забезпечується утворення генетично рівноцінних клітин і зберігається наступність у ряді клітинних поколінь. Це забезпечує таки важливі моменти життєдіяльності, як ембріональний розвиток і зростання організмів, відновлення органів і тканин після пошкодження. Мітотичний поділ клітин є також цитологічної основою безстатевого розмноження організмів.

Мейоз.Мейоз - це особливий спосібділення клітин, в результаті якого відбувається редукція (зменшення) числа хромосом удвічі і перехід клітин з диплоїдного стану (2n) в гаплоидное (n). Мейоз - єдиний, безперервний процес складається з двох послідовних поділів, кожне з яких можна разделть на ті ж, що і в мітозі, чотири фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Обом розподілам передує одна интерфаза. У синтетичному періоді інтерфази до початку мейозу подвоюється кількість ДНК і кожна хромосома стає двухроматідной.

Перше мейотіческое, або редукционное, розподіл.

Профаза I триває від декількох годин до декількох тижнів. Хромосоми спирализуются. Гомологічні хромосоми коньюгіруют, утворюючи пари - біваленти. Бівалент складається з чотирьох хроматид двох гомологічних хромосом. У бівалентах здійснюється кросинговер - обмін гомологічними ділянками гомологічних хромосом, що призводить до їх глибоке перетворення. Під час коссінговера відбувається обмін блоками генів, що пояснює генетичну різноманітність потомства. До кінця профази зникає ядерна оболонка і ядерце, формується ахроматинового веретено.

Метафаза I - біваленти збираються в екваторіальній площині клітини. Орієнтування материнської та батьківської хромосоми з кожної гомологічної пари до одного чи іншого полюсу веретена поділу є випадковим. До центромере кожної з хромосом приєднується тягне нитку ахроматинового веретена. Дві сетрінскіе хроматиди не розділяються.

Анафаза I - відбувається скорочення тягнуть ниток, і до полюсів розходяться двухроматідние хромосоми. Гомологічні хромосми кожного з бівалентов йдуть до протилежних полюсів. Розходяться випадково перерозподілені гомологічні хромосоми кожної пари (незалежний розподіл), і на кожному з полюсів збирається половинне число (гаплоїдний набір) хромосом, утворюється два гаплоїдних набору хромосом.

Телофаза I - у полюсів веретена збирається одиночний, гаплоїдний, набір хромосом, в якому кожен вид хромосом представлений вже не парою, а однією хромосомою, що складається з двох хроматид. У короткій за тривалістю телофазе I відновлюється ядерна оболонка, після чого материнська клітина ділиться на дві дочірні.

Друге мейотическое розподіл слід відразу ж після першого і схоже з звичайним митозом (тому його часто називають митозом мейозу), тільки клітини, що вступають в нього, несуть гаплоїдний набір хромосом.

Профаза II - нетривала.

Метафаза II - знову утворюється веретено поділу, хромосоми вишиковуються в екваторіальній площині і центормери прикріплюються до микротрубочкам веретена поділу.

Анафаза II - здійснюється поділ їх ценромера і кожна хроматида стає самостійною хромосомою. Відокремилися один від одного дочірні хромосоми направляються до полюсів веретена.

Телофаза II - завершується розбіжність сестринських хромосом до полюсів і наступає ділення клітин: з двох гаплоїдних клітин утворюються 4 клітини з гаплоїдний набором хромосом.

Редукційний розподіл є як би регулятором, що перешкоджає безперервного збільшення числа хромосом при злитті гамет. Не будь такого механізму, при статевому розмноженні число хромосом подвоювалося б в кожному новому поколінні. Тобто завдяки мейозу підтримується певний і постійне число хромосом у всіх поколіннях кожного виду рослин, тварин, Найпростіші і грибів. Інше значення полягає в забезпеченні різноманітності генетичного складу гамет як в результаті кросинговеру, так і в результаті різного поєднання батьківських і материнських хромосом при їх розбіжності в анафазе I мейозу. Це забезпечує появу різноманітного і різноякісних потомства при статевому розмноженні організмів.

13. Процес фотосинтезу в рослинній клітині.

Процес фотосинтезу складається з двох послідовних і взаємопов'язаних етапів: світлового (фотохімічного) і темнового (метаболічного). На першій стадії відбувається перетворення поглиненої фотосинтетичними пігментами енергії квантів світла в енергію хімічних зв'язківвисокоенергетичного з'єднання АТФ і універсального відновника НАДФН - власне первинних продуктів фотосинтезу, або так званої «асиміляційної сили». У темнова реакції фотосинтезу відбувається використання утворилися на світлі АТФ і НАДФН в циклі фіксації вуглекислоти і її подальшого відновлення до вуглеводів.
У всіх фотосинтезуючих організмів фотохімічні процеси світловий стадії фотосинтезу відбуваються в особливих енергопреобразующіх мембранах, званих тілакоіднимі, і організовані в так звану електрон-транспортний ланцюг. Темнові реакції фотосинтезу здійснюються поза тілакоідних мембран (в цитоплазмі у прокаріотів і в стромі хлоропласта у рослин). Таким чином, світлова та темновая стадії фотосинтезу розділені в просторі і в часі.

Інтенсивність фотосинтезу деревних рослин широко варіює залежно від взаємодії багатьох зовнішніх і внутрішніх факторів, причому ці взаємодії змінюються в часі і різні в різних видів.

Фотосинтетичну здатність іноді оцінюють за показниками чистого приросту сухої маси. Такі дані мають особливе значення, тому що приріст являє собою середнє істинне збільшення маси за великий проміжок часу в умовах зовнішнього середовища, що включають звичайні періодично наступаючі стреси.
Деякі види покритонасінних ефективно здійснюють фотосинтез як при низькій, так і при високій інтенсивності світла. Багато голонасінні набагато більш продуктивні при високій освітленості. Порівняння цих двох груп при низькій і високій інтенсивності світла часто дає різне уявлення про фотосинтетичної здатності з точки зору накопичення поживних речовин. Крім того, голонасінні часто накопичують деяку кількість сухої маси в період спокою, тоді як листопадні покритонасінні втрачають її внаслідок дихання. Тому голонасінна рослина з дещо нижчою інтенсивністю фотосинтезу, ніж листопадне покритонасінних під час періоду зростання, може накопичувати протягом року стільки ж або навіть більше загальної сухої маси завдяки набагато більшої тривалості періоду фотосинтетичної активності.

14. Основні види рослинних тканин. Покривні тканини рослин (шкірка).

Тканини - це групи клітин, що мають однорідну будову, однакове походження і виконують одну й ту ж функцію.

Залежно від виконуваної функції розрізняють такі типи тканин: освітні (меристеми), основні, провідні, покривні, механічні, видільні. Клітини, що складають тканину і мають більш-менш однакову будову і функції, називають простими, якщо клітини неоднакові, то тканину називають складною або комплексною.

Тканини ділять на освітні, або меристемних, і постійні (покривні, провідні, основні і т.д.).

Класифікація тканин.

1. Освітні тканини (меристеми): 1) верхівкові;

2) бічні: а) первинні (прокамбій, перицикл);

б) вторинні (камбій, феллоген)

3) вставні;

4) ранові.

2. Основні: 1) ассимиляционная паренхіма;

2) запасаються паренхіма.

3. Провідні: 1) ксилема (деревина);

2) флоема (луб).

4. Покривні (прикордонні): 1) зовнішні: а) первинні (епідерміс);

б) вторинні (перидерма);

в) третинні (кірка, або рітідом)

2) зовнішні: а) ризодерма;

б) веламен

3) внутрішні: а) ендодерма;

б) екзодерма;

в) обкладувальні клітини провідних пучків в листі

5. Механічні (опорні, скелетні) тканини: 1) колленхіма;

2) склеренхіма: а) волокна;

б) склереїди

6. Видільні тканини (секреторні).

2. Освітні тканини. Освітні тканини, або меристеми, - це постійно молоді, активно діляться групи клітин. Знаходяться вони в місцях зростання різних органів: кінчиках коренів, верхівках стебел і т.д. Завдяки Меристеми відбуваються ріст рослини і утворення нових постійних тканин і органів.

Залежно від місця розташування в тілі рослини освітня тканинуможе бути верхівкової, або апікальної, бічний, або латеральної, Інтернейрони, або інтеркалярний, і рановий. Освітні тканини ділять на первинні і вторинні. Так, верхівкові меристеми завжди первинні, вони визначають ріст рослини в довжину. У нізкоорганізованних вищих рослин (хвощі, деякі папороті) верхівкові меристеми слабо виражені і представлені лише однією початкової, або ініціальної ділиться кліткою. У голонасінних і покритонасінних верхівкові меристеми добре виражені і представлені багатьма ініціальний клітинами, що утворюють конуси наростання. Латеральні меристеми, як правило, вторинні і за рахунок них відбувається розростання осьових органів (стебел, коренів) в товщину. До бічних Меристеми відносять камбій і корковий камбій (феллоген), діяльність якого сприяє утворенню пробки в коренях і стеблах рослини, а також особливу тканину провітрювання - чечевички. Бічна меристема, як і камбій, утворює клітини деревини і лубу. У несприятливі періоди життя рослини діяльність камбію сповільнюється або зовсім припиняється. Інтеркалярние, або вставні, меристеми найчастіше первинні і зберігаються у вигляді окремих ділянок в зонах активного росту, наприклад біля основи междоузлий і біля основи черешків листя злаків.

3. Покривні тканини. Покривні тканини захищають рослину від несприятливих впливів зовнішнього середовища: сонячного перегріву, зайвого випаровування, різкого перепаду температури повітря, що висушує вітру, механічного впливу, від проникнення всередину рослини хвороботворних грибів і бактерій і т.д. Розрізняють первинну і вторинну покривні тканини. До первинних покривним тканин належать шкірка, або епідерміс, і епіблема, до вторинних - перидерма (пробка, корковий камбій і феллодерми).

Шкірочка, або епідерміс, покриває всі органи однорічних рослин, молоді зелені пагони багаторічних деревних рослин поточного вегетаційного періоду, надземні трав'янисті частини рослин (листя, стебла і квітки). Епідерма найчастіше складається з одного шару щільно зімкнутих клітин без міжклітинної простору. Вона легко знімається і являє собою тонку прозору плівку. Епідерма - жива тканина, складається з поступового шару протопласта з лейкопластах і ядром, великої вакуолі, що займає майже всю клітину. Стінка клітин в основному целюлозна. Зовнішня стінка епідермальних клітин більш потовщена, бічні і внутрішні - тонкі. Бічні і внутрішні стінки клітин мають пори. Основна функція епідерми - регуляція газообміну і транспірації, здійснювана в основному через продихи. Вода і неорганічні речовини проникають через пори.

клітини епідерми різних рослиннеоднакові за формою і розмірами. У багатьох однодольних рослин клітини витягнуті в довжину, у більшості дводольних мають звивисті бічні стінки, що підвищує щільність їх зчеплення один з одним. Епідерма верхньої і нижньої частин листа також відрізняється своєю будовою: на нижньому боці аркуша в епідермі більше число продихів, а на верхній стороні їх набагато менше; на листках водних рослин з плаваючими на поверхні листям (калитка, латаття) продихи є тільки на верхній стороні листа, а у повністю занурених у воду рослин продихи відсутні.

Устячка - високоспеціалізовані освіти епідерми, складаються з двох замикаючих клітин і щелевидная освіти між ними - устьичной щілини. Замикають клітини, що мають полулунную форму, регулюють розмір устьичной щілини; щілину може відкриватися і закриватися в залежності від тургорного тиску в замикаючих клітинах, вмісту діоксиду вуглецю в атмосфері і інших чинників. Так, вдень, коли клітини продихів беруть участь у фотосинтезі, тургорное тиск в устьічних клітинах висока, устьичная щілина відкрита, вночі, навпаки, закрита. Подібне явище спостерігається в посушливий час і при зів'яненні листя, пов'язане з пристосуванням устьиц запасати вологу всередині рослини. У багатьох видів, які ростуть в районах з надлишковим зволоженням, особливо у вологих тропічних лісах, Є продихи, через які виділяється вода. Устячка отримали назву гідатоди. Вода у вигляді крапель виділяється назовні і капає з листя. «Плач» рослини - своєрідний провісник погоди і по науковому називається Гутація. Гідатоди розташовані по краю листа, у них немає механізму відкривання і закривання.

У епідермі багатьох рослин є захисні пристосування від несприятливих умов: волоски, кутикула, восковий наліт і ін.

Волоски (трихоми) - своєрідні вирости епідерми, вони можуть покривати всю рослину або деякі його частини. Волоски бувають живими і мертвими. Волоски сприяють зменшенню випаровуванню вологи, захищають рослину від перегріву, поїдання тваринами і від різких коливань температури. Тому волосками найчастіше покриті рослини аридних - посушливих областей, високогір'я, приполярних районів земної кулі, А також рослини засмічених місць існування.

Волоски бувають одноклітинними і багатоклітинними. Одноклітинні волоски представлені у вигляді сосочків. Сососчкі зустрічаються на пелюстках багатьох квіток, надаючи їм бархатистість (тагетиси, братки). Одноклітинні волоски можуть бути простими (на нижньому боці багатьох плодових культур), і, як правило, вони мертві. Одноклітинні волоски можуть бути гіллясті (грицики). Найчастіше волоски бувають багатоклітинними, які відрізняються за будовою: лінійними (листя картоплі), кущистий-гіллястими (коров'як), лускатими і звездчато-лускатими (представники сімейства лохів), масивними (пучки волосків рослин сімейства Губоцвіті). Зустрічаються залізисті волоски, в яких можуть накопичуватися ефірні речовини (губоцвіті і зонтичні рослини), пекучі речовини (кропива) і ін. Пекучі волоски кропиви, шипи троянди, ожини, шипи на плодах зонтичних, дурману, каштана і ін. - своєрідні вирости, звані емергенцамі, в формуванні яких беруть участь крім клітин епідерми глибші шари клітин.

Епіблема (ризодерма) - первинна одношарова покривна тканина кореня. Утворюється з зовнішніх клітин апікальної меристеми кореня поблизу кореневого чохлика. Епіблема покриває молоді кореневі закінчення. Через неї здійснюється водно-мінеральне живлення рослини з грунту. У епіблеме багато мітохондрій. Клітини епіблеми тонкостінні, з більш вузький цитоплазмой, позбавлені устьиц і кутикули. Епіблема недовговічна і постійно оновлюється за рахунок мітотичних поділів.

Перидерма - складний багатошаровий комплекс вторинної покривної тканини (пробка, корковий камбій, або феллоген, і феллодерми) стебел і коренів многлетніх дводольних рослин і голонасінних, які здатні безперервно потовщуватись. До осені першого року життя пагони дерев'яніють, що помітно по зміні їх забарвлення від зеленої до буро-сірою, тобто відбулася зміна епідерми на перидерму, здатну витримати несприятливі умови зимового періоду. В основі перідерми лежить вторинна меристема - феллоген (корковий камбій), що утворюється в клітинах основної паренхіми, що лежить під епідермою. Феллоген утворює клітини в двох напрямках: назовні - клітини пробки, всередину - живі клітини феллодерми. Пробка складається з відмерлих клітин, заповнених повітрям, вони витягнуті в довжину, щільно прилягають один до одного, пори відсутні, клітини повітро-і водонепроникні. Клітини пробки мають коричневий або жовтуватий колір, який залежить від присутності в клітинах смолистих чи дубильних речовин (корковий дуб, оксамит сахалінський). Пробка хороший ізоляційний матеріал, не проводить тепла, електрики і звуки, використовується для закупорки пляшок і ін. Потужний шар пробки має корковий дуб, види оксамиту, корковий в'яз.

Чечевички - «вентиляційні» отвори в пробці для забезпечення газо- і водообміну живих, більш глибоко лежачих тканин рослини із зовнішнім середовищем. Зовні чечевички схожі на насіння сочевиці, за що і отримали свою назву. Як правило, чечевички закладаються на зміну Устьіце. Форми і розміри чечевичек різні. У кількісному відношенні чечевичек набагато менше, ніж устьиц. Чечевички представляють собою округлі тонкостінні бесхлорофілльние клітини з межклетниками, які піднімають шкірку і розривають її. Цей шар пухких слабо опробковевшей паренхімних клітин, складових чечевички, називається виконує тканиною.

Кірка - потужний покривний комплекс з відмерлих зовнішніх клітин перідерми. Вона формується на багаторічних пагонах і коренях деревних рослин. У кірки тріщинувата і нерівна форма. Вона оберігає стовбури дерев від механічних пошкоджень, низових пожеж, низьких температур, сонячних опіків, проникнення хвороботворних бактерій і грибів. Зростає кірка за рахунок наростання під нею нових шарів перідерми. У деревно-чагарникових рослин кірка виникає (наприклад, у сосни) на 8-10-му, а у дуба - на 25-30-му році життя. Кірка входить до складу кори дерев. Зовні вона постійно злущується, скидаючи з себе всілякі спори грибів і лишайників.

4. Основні тканини. Основна тканина, або паренхіма, займає більшу частину простору між іншими постійними тканинами стебел, коренів та інших органів рослин. Основні тканини складаються в основному з живих клітин, різноманітних за формою. Клітини тонкостінні, але іноді потовщені і здерев'янілих, з постінному цитоплазмой, простими порами. З паренхіми складаються кора стебел і коренів, серцевина стебел, кореневищ, м'якоть соковитих плодів і листя, вона служить сховищем поживних речовин в насінні. Виділяють кілька підгруп основних тканин: асиміляційну, запасаючу, водоносну і воздухоносную.

Асиміляційна тканину, або хлорофіллоноснимі паренхіма, або паренхіма, - тканину, в якій здійснюється фотосинтез. Клітини тонкостінні, містять хлоропласти, ядро. Хлоропласти, як і цитоплазма, розташовані постінному. Паренхіма знаходиться безпосередньо під шкіркою. В основному паренхіма зосереджена в листі і молодих зелених пагонах рослин. У листі розрізняють палісадні, або столбчатую, і губчасту хлоренхіми. Клітини палісадні хлоренхіми подовжені, циліндричної форми, з дуже вузькими межклетниками. Губчаста паренхіма має більш-менш округлі пухко розташовані клітини з великою кількістюмежклетников, заповнених повітрям.

Аеренхіма, або воздухоносной тканину, - паренхіма зі значно розвиненими межклетниками в різних органах характерна для водних, прибережно-водних і болотних рослин (очерет, ситники, кубушки, рдести, водокрас і ін.), Коріння і кореневища яких знаходяться в мулі, бідному киснем . атмосферне повітрядоходить до підводних органів через фотосинтетичну систему за допомогою передавальних клітин. Крім того, повітроносні межклетники повідомляються з атмосферою за допомогою своєрідних пневматод - устьиц листя і стебел, пневматод повітряних коренів деяких рослин (монстера, філодендрон, фікус баньян і ін.), Щілин, отворів, каналів, оточених клітинами-регуляторами повідомлень. Аеренхіма зменшує питома вага рослини, що, ймовірно, сприяє підтримці вертикального положення водних рослин, а водним рослинам з плаваючими на поверхні води листям - утриманню листя на поверхні води.

Водоносна тканину запасає воду в листках і стеблах сукулентних рослин (кактуси, алое, агави, товстянки і ін.), А також рослин засолених місцезростань (солерос, биюргун, сарсазан, солянки, гребенщик, чорний саксаул і ін.), Як правило, в аридних областях. Листя злаків також мають великі водоносні клітини зі слизовими речовинами, які утримують вологу. Добре розвинені водоносні клітини має мох сфагнум.

Запасають тканини - тканини, в яких в певний період розвитку рослини відкладають продукти обміну - білки, вуглеводи, жири та ін. Клітини запасающей тканини зазвичай тонкостінні, паренхіма жива. Запасають тканини широко представлені в бульбах, цибулинах, потовщених коренях, серцевині стебел, ендоспермі і зародках насіння, паренхімі провідних тканин (квасоля, ароїдні), умістищах смол і ефірних масел в листі лавра, камфорного дерева та ін. Запасаються тканина може перетворюватися в хлоренхіми, наприклад, при проростанні бульб картоплі, цибулин цибулинних рослин.

5. Механічні тканини. Механічні, або опорні, тканини-це свого роду арматура, або стерео. Термін стерео походить від грецького «стереос» - твердий, міцний. Основна функція - забезпечення опору статичним і динамічним навантаженням. Відповідно до функцій вони мають належне будова. У наземних рослин вони найбільш розвинені в осьовій частині втечі - стеблі. Клітини механічної тканини можуть розташовуватися в стеблі або по периферії, або суцільним циліндром, або окремими ділянками в гранях стебла. В корені, який витримує в основному опір на розрив, механічна тканина зосереджена в центрі. Особливість будови цих клітин - сильне потовщення клітинних стінок, які і надають тканинам міцність. Найбільш добре розвинені механічні тканини у деревних рослин. За будовою клітин і характером потовщень клітинних стінок механічні тканини поділяють на два типи: Коленхіма і склеренхіма.

Коленхіма - це проста первинна опорна тканина з живими вмістом клітин: ядром, цитоплазмой, іноді з хлоропластами, з нерівномірно потовщеними клітинними стінками. За характером потовщень і з'єднання клітин між собою розрізняють три типи коленхіми: кутикової, пластинчасту і рихлу. Якщо клітини потовщені тільки по кутах, то це уголковая колленхіма, а якщо стінки потовщені паралельно поверхні стебла і потовщення рівномірний, то це пластинчатая колленхіма. Клітини уголковой і пластинчастої коленхіми розташовані щільно один до одного, не утворюючи межклетников. Пухка колленхіма має межклетники, а потовщені клітинні стінки спрямовані в бік межклетников.

Еволюційно колленхіма виникла з паренхіми. Формується колленхіма з основної меристеми і знаходиться під епідермою на відстані одного або декількох шарів від неї. У молодих стеблах пагонів вона розташовується у вигляді циліндра по периферії, в жилках великих листя - по обидва їх сторонам. Живі клітини коленхіми здатні рости в довжину, не перешкоджаючи росту молодих зростаючих частин рослини.

Склеренхіма - найбільш поширена механічна тканина, що складається з клітин з здеревілими (за винятком луб'яних волокон льону) і рівномірно потовщеними клітинними стінками з нечисленними щілиноподібними порами. Клітини склеренхіми витягнуті в довжину і мають прозенхімних форму із загостреними кінцями. Оболонки склеренхімних клітин по міцності близькі до сталі. Зміст лігніну в цих клітинах підвищує міцність склеренхіми. Склеренхіма є майже у всіх вегетативних органах вищих наземних рослин. У водних її або зовсім немає, або вона слабо представлена ​​в занурених органах водних рослин.

Розрізняють первинну і вторинну склеренхіма. Первинна склеренхіма відбувається з клітин основної меристеми - прокамбію або перициклу, вторинна - з клітин камбію. Розрізняють два типи склеренхіми: склеренхімние волокна, що складаються з мертвих товстостінних клітин з загостреними кінцями, з одревесневшей оболонкою і нечисленними порами, як у луб'яних та деревинних волокон, або волокон ліброформа, і склереїди - структурні елементи механічної тканини, розташовані поодинці або групами між живими клітинами різних частин рослини: шкірки насіння, плодів, листя, стебел. Основна функція склереїд - протистояти здавлення. Форма і розміри склереїд різноманітні.

6. Провідні тканини. Провідні тканини транспортують поживні речовини в двох напрямках. Висхідний (транспіраціонний) струм рідини (водні розчини і солі) йде по судинах і трахеїдів ксилеми від коренів вгору по стеблу до листків і іншим органам рослини. Спадний ток (асиміляційні) органічних речовин здійснюється від листя по стеблу до підземних органам рослини за спеціальними ситовідним трубках флоеми. Провідна тканина рослини чимось нагадує кровоносну систему людини, так як має осьову і радіальну сильно розгалужену мережу; поживні речовини потрапляють в кожну клітинку живого рослини. У кожному органі рослини ксилема і флоема розташовуються поруч і представлені у вигляді тяжів - провідних пучків.

Існують первинні і вторинні провідні тканини. Первинні диференціюються з прокамбію і закладаються в молодих органах рослини, вторинні провідні тканини більш потужні, формуються з камбію.

Ксилема (деревина) представлена ​​трахеідамі і трахеями, або судинами.

Трахеїди - витягнуті замкнуті клітини з косо зрізаними зазубреними кінцями, в зрілому стані представлені мертвими прозенхімних клітинами. Довжина клітин в середньому 1-4 мм. Повідомлення з сусідніми трахеідамі відбувається через прості або облямовані пори. Стінки нерівномірно потовщені, за характером потовщення стінок розрізняють трахеіди кільчасті, спіральні, сходові, сітчасті і пористі. У пористих трахеид завжди облямовані пори. Спорофіти всіх вищих рослин мають трахеіди, а у більшості хвощевидних, плауновідних, папоротніковідних і голонасінних вони служать єдиними провідними елементами ксилеми. Трахеїди виконують дві основні функції: проведення води і механічне зміцнення органу.

Трахеї, або судини, - найголовніші водопровідні елементи ксилеми покритонасінних рослин. Трахеї представляють собою порожні трубки, що складаються з окремих члеників; в перегородках між члениками знаходяться отвори - перфорації, завдяки яким здійснюється ток рідини. Трахеї, як і трахеіди, - це замкнута система: кінці кожної трахеї мають скошені поперечні стінки з облямованими порами. Членики трахей крупніше, ніж трахеіди: в поперечнику становлять у різних видів рослин від 0,1-0,15 до 0,3 - 0,7 мм. Довжина трахей від декількох метрів до декількох десятків метрів (у ліан). Трахеї складаються з мертвих клітин, хоча на початкових стадіях формування вони живі. Вважають, що трахеї в процесі еволюції виникли з трахеид.

Судини і трахеіди крім первинної оболонки в більшості мають вторинні потовщення у вигляді кілець, спіралей, сходів і т.д. Вторинні потовщення утворюються на внутрішній стінці судин. Так, в кільчастому посудині внутрішні потовщення стінок у вигляді кілець, що знаходяться на відстані один від одного. Кільця розташовані поперек судини і трохи похило. У спіральному посудині вторинна оболонка нашаровується зсередини клітини у вигляді спіралі; в сітчастому посудині неутолщенние місця оболонки виглядають у вигляді щілин, що нагадують вічка сітки; в сходовому посудині потовщені місця чергуються з неутолщеннимі, утворюючи подобу сходів.

Трахеїди і судини - трахеальні елементи - розподіляються в ксилемі різним чином: на поперечному зрізі суцільними кільцями, утворюючи кольцесосудістую деревину, або неуважно більш-менш рівномірно по всій ксилеме, утворюючи неуважно-судинну деревину. Вторинна оболонка, як правило, просочується лігніном, надаючи рослині додаткову міцність, але в той же час обмежуючи його зростання в довжину.

Крім судин і трахеид ксилема включає променеві елементи, що складаються з клітин, що утворюють серцевинні промені. Серцевинні промені складаються з тонкостінних живих паренхімних клітин, за якими поживні речовини оттекают в горизонтальному напрямку. У ксилеме присутні також живі клітини деревинної паренхіми, які функціонують як ближній транспорту, і служать місцем зберігання запасних речовин. Всі елементи ксилеми відбуваються з камбію.

Флоема - провідна тканина, по якій транспортується глюкоза та інші органічні речовини - продукти фотосинтезу від листя до місць їх використання і відкладення (до конуса наростання, бульб, цибулин, кореневищ, коріння, плодів, насіння і ін.). Флоема також буває первинна і вторинна. Первинна флоема формується з прокамбію, вторинна (луб) - з камбію. У первинній флоеме відсутні серцевинні промені і менш потужна система сітовідних елементів, ніж у трахеид. У процесі формування сітовідной трубки в протопласті клітин - члеників сітовідной трубки з'являються слизові тільця, які беруть участь в утворенні слизового тяжа близько сітовідних пластинок. На цьому формування членика сітовідной трубки закінчується. Функціонують сітовідние трубки у більшості трав'янистих рослинодин вегетаційний період і до 3-4 років у деревно-чагарникових рослин. Ситовідниє трубки складаються з ряду подовжених клітин, сполучених один з одним за допомогою подірявлених перегородок - ситечок. Оболонки функціонують сітовідних трубок НЕ дерев'яніють і залишаються живими. Старі клітини закупорюються так званим мозолясті тілом, а потім відмирають і під тиском на них більш молодих функціонуючих клітин сплющуються.

До флоеме відноситься луб'яна паренхіма , що складається з тонкостінних клітин, в яких відкладаються запасні поживні речовини. За серцевинних променях вторинної флоеми здійснюється також ближня транспортування органічних поживних речовин - продуктів фотосинтезу.

Провідні пучки - тяжі, що утворюються, як правило, ксилемою і флоемой. Якщо до провідних пучків примикають тяжі механічної тканини (частіше склеренхіми), то такі пучки називають судинно-волокнистими. У провідні пучки можуть бути включені і інші тканини - жива паренхіма, молочні судини і ін. Провідні пучки можуть бути повними, коли присутні і ксилема і флоема, і неповними, що складаються тільки з ксилеми (ксиліт-ний, або деревини, провідний пучок) або флоеми (флоемниє, або луб'яних, провідний пучок).

Провідні пучки спочатку утворилися з прокамбію. Виділяють кілька типів провідних пучків. Частина прокамбію може зберегтися і потім перетворитися в камбій, тоді пучок здатний до вторинного потовщення. Це відкриті пучки. Такі провідні пучки переважають у більшості дводольних і голонасінних рослин. Рослини, які мають відкриті пучки, здатні розростатися в товщину за рахунок діяльності камбію, причому деревинні ділянки приблизно в три рази більші за луб'яних ділянок. Якщо при диференціювання ровке проводить пучка з прокамбіального тяжа вся освітня тканину повністю витрачається на формування постійних тканин, то пучок називається закритим.

Закриті провідні пучки зустрічаються в стеблах однодольних рослин. Деревина та луб в пучках можуть мати різне взаємне розташування. У зв'язку з цим виділяють кілька типів провідних пучків: бічні, біколлатеральних, концентричні і радіальні. Колатеральних, або бокобочние, - пучки, в яких ксилема і флоема примикають один до одного. Біколлатеральних, або двубокобочние, - пучки, в яких до ксилеме примикають пліч-о-пліч два тяжа флоеми. У концентричних пучках тканину ксилеми повністю оточує тканину флоеми або навпаки. У першому випадку такий пучок називають центрофлоемним. Центрофлоемние пучки є у стебел і кореневищ деяких дводольних і однодольних рослин (бегонія, щавель, ірис, багато осокові і лілійні). Ними володіють папороті. Існують і проміжні провідні пучки між закритими колатеральними і центрофлоемнимі. У коренях зустрічаються радіальні пучки, в яких центральну частину і промені по радіусах залишає деревина, причому кожен промінь деревини складається з центральних більших судин, поступово зменшуючись по радіусах. Число променів у різних рослин неоднаково. Між деревини променями розташовуються луб'яні ділянки. Провідні пучки тягнуться вздовж усього рослини у вигляді тяжів, які починаються в коренях і проходять уздовж всієї рослини по стеблу до листків і іншим органам. У листі вони називаються жилками. Головна функція їх - проведення спадного і висхідного струмів води і поживних речовин.

7. Видільні тканини. Видільні, або секреторні, тканини представляють собою спеціальні структурні утворення, Здатні виділяти з рослини або ізолювати в його тканинах продукти метаболізму і крапельно-рідку середу. Продукти метаболізму називають секретами. Якщо вони виділяються назовні, то це тканини зовнішньої секреції, якщо залишаються всередині рослини, то - внутрішньої секреції. Як правило, це живі паренхімні тонкостінні клітини, однак у міру накопичення в них секрету вони позбавляються протопласта і їх клітини опробковевают. Освіта рідких секретів пов'язано з діяльністю внутрішньоклітинних мембран і комплексу Гольджі, а їх походження - з асиміляційними, запасающими і покривними тканинами. Основна функція рідких секретів полягає в захисті рослини від поїдання тваринами, пошкодження комахами або хвороботворними мікроорганізмами. Тканини внутрішньої секреції представлені у вигляді клітин-ідіобласти, смоляних ходів, молочних судин, ефіроолійних каналів, вмістилищ виділень, залізистих голівчатих волосків, залозок. У клітинах-ідіобласти часто містяться кристали щавлевокислого кальцію (представники сімейства Лілійні, Кропив'яні і ін.), Слизу (представники сімейства Мальвові і ін.), Терпеноїди (представники сімейств Магнолійові, Перцеві і ін.) І т.п.

15. Коріння, їх види. Типи кореневих систем. Функції кореня.

функції кореня. Корінь - основний орган вищого рослини. Функції коренів такі:

Всмоктують з грунту воду і розчинені в ній мінеральні солі, транспортує їх вгору по стеблу, листя і репродуктивних органів. Функцію всмоктування виконують кореневі волоски(Або мікоризи), розташовані в зоні всмоктування.

Завдяки великій міцності закріплюють рослину в грунті.

При взаємодії води, іонів мінеральних солей і продуктів фотосинтезу синтезують продукти первинного і вторинного метаболізму.

Під дією кореневого тиску і транспірації іони водних розчинів мінеральних речовин і органічні речовини по судинах ксилеми кореня пересуваються по висхідному току в стебло і листя.

У коренях відкладаються в запас поживні речовини (крохмаль, інулін і ін.).

У коренях здійснюється біосинтез вторинних метаболітів (алкалоїди, гормони та інші БАР).

Синтезовані в меристематичних зонах коренів ростові речовини (гібереліни і ін.) Необхідні для росту і розвитку надземних частин рослини.

За рахунок коренів здійснюється симбіоз з грунтовими мікроорганізмами -бактеріямі і грибами.

За допомогою коренів відбувається вегетативне розмноження багатьох рослин.

Деякі коріння виконують функцію дихального органу (монстера, філодендрон та ін.).

Коріння ряду рослин виконують функцію "ходульних" коренів (фікус баньян, панданус та ін.).

Корінь здатний до метаморфоз (потовщення головного кореня утворюють "коренеплоди" у моркви, петрушки та ін .; потовщення бічних або додаткових коренів утворюють кореневі бульби у жоржин, земляних горішків, Чистяк та ін., Укорочення коренів у цибулинних рослин).

Корінь - осьовий орган, зазвичай циліндричної форми, з радіальної симетрією, що володіє геотропізм. Зростає до тих пір, поки зберігається верхівкова меристема, покрита кореневих чехликом. На корені на відміну від втечі ніколи не утворюються листя, зате, як і втеча, корінь галузиться, утворюючи кореневу систему.

Коренева система - це сукупність коренів однієї рослини. Характер кореневої системи залежить від співвідношення зростання головного, бічних і додаткових коренів.

Типи коренів і кореневих систем. У зародку сім'ю всі органи рослини знаходяться в зародковому стані. Головний, або перший, корінь розвивається з зародкового корінця. Головний корінь розташований в центрі всієї кореневої системи, стебло служить продовженням кореня, і разом вони складають вісь першого порядку. Ділянка на кордоні між головним коренем і стеблом називається кореневою шийкою. Цей перехід від стебла до кореню помітний по різній товщині стебла і кореня: стебло товщий, ніж корінь. Ділянка стебла від кореневої шийки до перших зародкових листя - сім'ядоль називають подсемядольного коліномабо Гіпокотиль(Рис. 46). Від головного кореня в сторони відходять бічні корені чергових порядків. Така коренева система називається стрижневий(Рис. 47, А, Б), У багатьох дводольних рослин вона здатна до розгалуження. Гілляста коренева система - різновид стрижневою кореневою системи. Бічне розгалуження кореня характеризується тим, що нові коріння закладаються на деякій відстані від верхівки і утворюються ендогенно - у внутрішніх тканинах материнського кореня попереднього порядку за рахунок активності перициклу. Чим більше відходить бічних коренів від головного кореня, тим більше площа живлення рослини, тому існують спеціальні агротехнічні прийоми, які посилюють здатність головного кореня утворювати бічні, наприклад прищипивание або пікіруванняголовного кореня на l / 3 його довжини. Після пікірування деякий час головний корінь перестає рости в довжину, в той час як бічні коріння інтенсивно ростуть.

У дводольних рослин головний корінь, як правило, зберігається все життя, у однодольних зародковий корінець швидко відмирає, головний корінь не розвивається, а від основи пагона утворюються підряднікоріння (рис. 47, Г), Які також мають відгалуження першого, другого і т.д. порядків. Така коренева система називається мочковатой(Рис. 47, В, Г). Додаткові корені, як і бічні, закладаються ендогенно. Вони можуть утворюватися на стеблах і листках. Здатність рослин розвивати додаткові корені широко використовується в рослинництві при вегетативному розмноженні рослин (розмноження стебловими і листовими живцями). Надземними стебловими живцями розмножують вербу, тополя, клен, смородину чорну і ін .; листовими живцями - фіалку узамбарскую, або сенполію, деякі види бегоній. Підземними живцями видозмінених пагонів (кореневищ) розмножують багато лікарських рослин, наприклад, конвалія травнева, купену лікарську і ін. Деякі рослини утворюють багато додаткових коренів при підгортання нижній частині стебла (картопля, капуста, кукурудза та ін.), Створюючи тим самим додаткове харчування.

У вищих спорових рослин (плавуни, хвощі, папороті) головний корінь взагалі не виникає, у них формуються тільки додаткове коріння, що відходять від кореневища. У багатьох дводольних трав'янистих кореневищних рослин головний корінь часто відмирає і переважає система додаткового коріння, що відходять від кореневищ (снить, кропива, жовтець повзучий та ін.).

За глибиною проникнення в грунт перше місце належить стрижневою кореневою системою: рекордна глибина проникнення коренів, за деякими відомостями, досягає 120 м! Однак мочковатая коренева система, володіючи в основному поверхневим розташуванням коренів, сприяє створенню дернового покриву і попереджає ерозію ґрунту.

Загальна довжина коренів в кореневій системі різна, деякі коріння сягає кількох десятків і навіть сотень кілометрів. Наприклад, у пшениці довжина всіх кореневих волосків досягає 20 км, а у озимого жита загальна довжина коренів першого, другого і третього порядків понад 180 км, а з приєднанням коренів четвертого порядку - 623 км. Незважаючи на те що корінь росте все життя, зростання його обмежений впливом коренів інших рослин.

Ступінь розвитку кореневих систем на різних грунтах в різних природних зонахнеоднакова. Так, в піщаних пустелях, де глибоко залягають грунтові води, коріння деяких рослин йдуть на глибину 40 м і більше (рис Селін, просопіс сережкоцветний з сімейства Бобові та ін.). Рослини-ефемери напівпустель мають поверхневукореневу систему, яка пристосована до швидкого вбирання ранневесенней вологи, цілком достатньою для швидкого проходження всіх фаз вегетації рослин. На глинистих, погано аерованих підзоли тайговій лісової зони коренева система рослин на 90% зосереджена в поверхневому шарі грунту (10- 15 см), рослини мають "живлять коріння" (ялина європейська). Наприклад, у саксаулу коріння в різний часроку використовують вологу різних горизонтів.

Дуже важливий фактор в розподілі кореневої системи - вологість. Напрямок коренів йде в бік більшої вологості, проте в воді і в перезволожений грунті коріння розгалужуються набагато слабкіше.

Азобарвник не утворюють лікарські речовини, похідні

Олександр Лоуен ЗРАДА ТІЛА. 1. Нерідко гострий психотичний приступ метушні кає через прийом наркотичної речовини, яку ча Саме утримує розум від контролювання тіла