Ядро, форма, состав, структура, функции.

Ядро – самая крупная органелла, его размер составляет 10-25 мкм. Очень большие ядра у половых клеток (до 500 мкм). Ядро является центром управления обменом веществ клетки, ее ростом и развитием, контролирует деятельность всех других органелл. Ядро хранит генетическую информацию и передает ее дочерним клеткам в процессе клеточного деления. Ядро имеется во всех живых растительных клетках, исключение составляют только зрелые членики ситовидных трубок флоэмы.

Ядерная оболочка состоит из двух мембран. Наружная мембрана, граничащая с гиалоплазмой, несет прикрепленные рибосомы. Оболочка пронизана довольно крупными порами, благодаря которым обмен между цитоплазмой и ядром значительно облегчен; через поры проходят макромолекулы белка, рибонуклеопротеиды, субъединицы рибосом и др.. Кариоплазма (нуклеоплазма, или ядерный сок) – основное вещество ядра, служит средой для распределения структурных компонентов – хроматина и ядрышка. В ней содержатся ферменты, свободные нуклеотиды, аминокислоты, иРНК, тРНК, продукты жизнедеятельности хромосом и ядрышка. Ядрышко - плотное, сферическое тельце диаметром 1-3 мкм. Обычно в ядре содержатся 1-2, иногда несколько ядрышек. Ядрышки являются основным носителем РНК ядра, состоят из рибонуклеопротеидов. Функция ядрышек – синтез рРНК и образование субъединиц рибосом. Хроматин - важнейшая часть ядра. Хроматин состоит из молекул ДНК, связанных с белками, - дезоксирибонуклеопротеидов. Во время деления клетки хроматин дифференцируется в хромосомы.

12.Митоз. Опишите стадии. Каким клеткам присуще митотическое деление?

Жи­вая эукариотическая клетка, способ­ная к делению, проходит ряд этапов, составляющих клеточный цикл — пе­риод между двумя последователь­ными митотическими делениями. Большая часть цикла падает на ин­терфазу, меньшая — на процессы митоза и цитокинеза. В интерфазе осуществляется общий рост клетки и редупликация органоидов, происхо­дит синтез ДНК и наконец формиру­ются структуры, необходимые для митотического деления.

Деление и образование новых эукариотических клеток(цитокинез) тесно связано с митотическим деле­нием ядра. Это два частично пере­крывающихся процесса. Новые ядра всегда возникают в результате деле­ния уже существующих. Деление ядра сходно у подавляющего боль­шинства организмов. Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении редуплицированных хромосом между до­черними клетками, что обеспечивает образование генетически равноценных клеток,

В процессе митоза выделяют не­сколько стадий, или фаз. Различают профазу – начинают появляться хромосомы. В конце профазы ядерная оболочка и ядрышко исчезают. В метафазе- хромосомы располагаются экваториальны, хроматиды начинают отделяться друг от друга. Микротрубочки в это время образуют ряд нитей, располагающихся между полюсами ядра подобно веретену. В анафазе происходит деление центромер, каждая хромосома разделяется на две самостоятельные хроматиды. К моменту телофазы дочерние клетки достигают полюсов клетки, веретено исчезает, хромосомы набухают, удлиняются, одновременно появляются ядрышки и ядерная оболочка вокруг новых ядер, каждое из которых вступает в интерфазу.

13.Мейоз. Опишите стадии. Каким клеткам присуще мейотическое деление?

Мейоз — особый способ деления клеток, при котором в отличие от ми­тоза происходит редукция (умень­шение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра, что сопровождается редукцией (уменьшением) числа хромосом, и клетка из диплоидного состояния (2л) переходит в гаплоидное (л). От­личительной особенностью первого деления мейоза является сложная и сильно растянутая во времени про­фаза (профаза I). Далее деление ядра протекает как и при митозе, од­нако на стадии анафазы I каждое из формирующихся диплоидных (2л) ядер разделяется еще раз, приводя к образованию гаплоидных ядер (л). При втором делении мейоза наблю­даются стадии, аналогичные стади­ям митоза, — профаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II. При мейозе из 1 диплоидной клетки образуется 4 клетки с гаплоидным набором хромосом.

Мейоз, в отличие от митоза, является важным элементом полового размножения. При мейозе образуются клетки, содержащие лишь один набор хромосом, что делает возможным последующее слияние половых клеток (гамет) двух родителей. По сути, мейоз является разновидностью митоза. Он включает два последовательных деления клетки, однако хромосомы удваиваются только в первом из этих делений.

14.Клеточная стенка, функции, строение. Отличия первичной и вторичной клеточной стенки. Какие ткани имеют первичную, вторичную клеточную стенку?

Клеточная стенка у растений — это структурное образование, рас­полагающееся по периферии клетки, прида­ющее клетке прочность, сохраняю­щее ее форму и механически защи­щающее протопласт. Клеточная стенка растений про­тивостоит высокому осмотическому давлению большой центральной ва­куоли и препятствует разрыву клет­ки. совокупность проч­ных клеточных стенок выполняет роль внешнего ске­лета, поддерживающего форму рас­тения и придающего ему механиче­скую прочность. Клеточная стенка прозрачна и хорошо пропускает сол­нечный свет. Через нее легко прони­кает вода и низкомолекулярные ве­щества, но для высокомолекулярных веществ она полностью или частич­но непроницаема. В результате тургорного давле­ния стенки соседних клеток в углах могут округляться и между ними об­разуются межклетники. Стенка клетки представляет со­бой продукт жизнедеятельности ее протопласта. Основные функции: Опорная и защитная. Основу клеточной стенки состав­ляют высокополимерные углеводы, молекулы целлюлозы (клетчатки), собранные в сложные пучки — фиб­риллы, образующие каркас, погру­женный в основу — матрикс, состо­ящий из гемицеллюлоз, пектинов и гликопротеидов. Различают клеточные оболочки (стенки): 1. Первичная оболочка - тонкая, эластичная, не мешает росту клетки (находится в основном в зоне роста, деления), в ней фибриллы целлюлозы ещё не образуют прочного каркаса, а расположены упорядоченно. В составе первичной оболочки преобладают гемицеллюлоза и пектины. 2.Вторичная оболочка - образуется у клеток прекративших свой рост, и накладывается на первичную оболочку с внутренней стороны клетки. Вторичная оболочка характерна для опорных тканей. В составе преобладает целлюлоза, её фибриллы образуют многослойный каркас. Химический состав первичной и вторичной оболочек различен: в первичной оболочке - много воды, содержание целлюлозы не велико (не > 30%); во вторичной оболочке - меньше воды, целлюлозы 40-50% массы сухого вещества. Рост клеточной оболочки в длину идёт путем внедрения, т.е. клетки растягиваются и молекулы целлюлозы внедряются между соседними фибриллами, рост в толщину - путем наложения.

В зависимости от типа ткани могут происходить вторичные изменения клеточной оболочки:

1) Одревеснение (лигнификация) – в матрикс оболочки встраивается полифенольное вещество – лигнин. Лигнин придает клеточной оболочке механическую прочность.

2) Суберинизация (опробковение) – на оболочку изнутри откладывается жироподобное вещество – суберин. Суберинизированные оболочки водо- и воздухонепроницаемы.

3) Ослизнение – образование на поверхности клетки слизистых веществ (на поверхности образуются слизистые капсулы). Слизь удерживает воду

4) Кутинизация - клеточная оболочка покрывается снаружи кутином, он может откладываться в большом количестве, толстый слой кутина называют кутикулой. Кутикула предотвращает потерю воды клеткой.

5) Минерализация - клеточная оболочка пропитывается минеральными веществами (осоковые, злаковые, хвощи). Минерализованная клеточная стенка становится хрупкой.

6) Овосковение.

15.Вторичные изменения клеточной стенки. Как изменяется химический состав? Какие дополнительные свойства приобретает клеточная стенка?

Вторичная оболочка выполняет главным образом механическую функцию. Наиболее обычна она в клетках опорных тканей. Химический состав вторичной оболочки иной, чем у первичной. В ней содержится меньше воды, а количество целлюлозы достигает 40-50 % от массы сухого вещества. К вторичным изменениям клеточной стенки относятся: Одревеснение, или лигнификация происходит в том случае, если в матриксе откладывается лигнин – полимерное соединение фенольной природы, нерастворимое в воде. Одревесневшая клеточная стенка теряет эластичность, резко повышается ее твердость и прочность на сжатие, снижается проницаемость для воды. Опробковение, или суберинизация происходит в результате отложения с внутренней стороны клеточной стенки гидрофобных полимеров – суберина и воска. Суберин представляет собой смесь эфиров полимерных жирных кислот. Мономерами воска являются жирные спирты и восковые эфиры. Кутинизации подвергаются наружные стенки клеток покровной ткани эпидермы. Кутин и воск откладываются чередующимися слоями на наружной поверхности клеточной стенки в виде пленки – кутикулы. Минерализация клеточной стенки происходит вследствие отложения в матриксе большого количества минеральных веществ, чаще всего кремнезема (оксида кремния), реже оксалата и карбоната кальция. Минеральные вещества придают стенке твердость и хрупкость. Отложение кремнезема характерно для клеток эпидермы хвощей, осок и злаков. У некоторых специализированных клеток наблюдается ослизнение клеточной стенки. При этом вместо целлюлозной вторичной стенки происходит отложение аморфных, сильно гидратированных кислых полисахаридов в виде слизей и камедей, близких по химической природе к пектиновым веществам. Слизи хорошо растворяются в воде с образованием слизистых растворов. Камеди клейкие, вытягиваются в нити.