Митохондрии. Строение, функции.

Митохондрии -округлые или эллиптические, реже нитевидные органеллы диаметром 0,3-1 мкм, окруженные двумя мембранами. Внутренняя мембрана образует выросты в полость митохондрии – кристы, которые значительно увеличивают ее внутреннюю поверхность. Пространство между кристами заполнено матриксом. В матриксе находятся рибосомы, более мелкие, чем рибосомы гиалоплазмы, и нити собственной ДНК.

Митохондрии называют силовыми станциями клетки. В них осуществляется внутриклеточное дыхание, в результате которого органические соединения расщепляются с высвобождением энергии. Эта энергия идет на синтез АТФ – окислительное фосфорилирование. По мере необходимости энергия, запасенная в АТФ, используется для синтеза различных веществ и в различных физиологических процессах. Число митохондрий в клетке колеблется от нескольких единиц до нескольких сотен, особенно их много в секреторных клетках.

Митохондрии являются постоянными органеллами, которые не возникают заново, а распределяются при делении между дочерними клетками. Увеличение числа митохондрий происходит за счет их деления. Это возможно благодаря наличию в митохондриях собственных нуклеиновых кислот. Митохондрии способны к независимому от ядра синтезу некоторых своих белков на собственных рибосомах под контролем митохондриальной ДНК. Однако эта их независимость неполная, так как развитие митохондрий происходит под контролем ядра, и митохондрии, таким образом, являются полуавтономными органеллами.

22.Пластиды, типы, структура, функции. Укажите основные отличия в строении и выполняемой функции, для каких органов растения характерны? Возможен ли переход одного типа пластид в другой?

Пластиды –органеллы, характерные только для растений. Различают три типа пластид: 1) хлоропласты (пластиды зеленого цвета); 2) хромопласты (пластиды желтого, оранжевого или красного цвета) и лейкопласты (бесцветные пластиды). Обычно в клетке встречаются пластиды только одного типа. Хлоропласты имеют наибольшее значение, в них протекает фотосинтез. Они содержат зеленый пигмент хлорофилл, придающий растениям зеленый цвет, и пигменты, относящиеся к группе каротиноидов. Каротиноиды имеют окраску от желтой и оранжевой до красной и коричневой, но обычно она маскируется хлорофиллом. Каротиноиды делят на каротины, имеющие оранжевую окраску, и ксантофиллы, имеющие желтую окраску. Это липофильные (жирорастворимые) пигменты, по химической структуре они относятся к терпеноидам. Хлоропласты растений имеют форму двояковыпуклой линзы и размеры 4-7 мкм, они хорошо видны в световой микроскоп. Число хлоропластов в фотосинтезирующих клетках может достигать 40-50. У водорослей роль фотосинтетического аппарата выполняют хроматофоры. Их форма разнообразна: чашевидная (хламидомонада), лентовидная (спирогира), пластинчатая (пиннулярия) и др.

Основная функция хлоропластов – фотосинтез, образование органических веществ из неорганических за счет энергии света. Центральная роль в этом процессе принадлежит хлорофиллу. Он поглощает энергию света и направляет ее на осуществление реакций фотосинтеза. Эти реакции подразделяются на светозависимые и темновые (не требующие присутствия света). Светозависимые реакции состоят в преобразовании световой энергии в химическую и разложении (фотолизе) воды. Они приурочены к мембранам тилакоидов. Лейкопласты -мелкие бесцветные пластиды. Они встречаются в основном в клетках органов, скрытых от солнечного света, таких как корни, корневища, клубни, семена. Строение их в общих чертах сходно со строением хлоропластов: оболочка из двух мембран, строма, рибосомы, нити ДНК, пластоглобулы аналогичны таковым хлоропластов. Однако, в отличие от хлоропластов, у лейкопластов слабо развита внутренняя мембранная система. Хромопласты -пластиды оранжевого, красного и желтого цвета, который обусловлен пигментами, относящимися к группе каротиноидов. Хромопласты встречаются в клетках лепестков многих растений (ноготки, лютик, одуванчик), зрелых плодов (томат, шиповник, рябина, тыква, арбуз), редко - корнеплодов (морковь), а также в осенних листьях. Внутренняя мембранная система в хромопластах, как правило, отсутствует. Каротиноиды чаще всего растворены в жирных маслах пластоглобул, и хромопласты имеют более или менее сферическую форму.

Пигменты растительной клетки (хлорофилл, каротиноиды, фикоэритрины, антоцианы, фукоксантины). Общая характеристика хлорофилла, типы. Укажите для каких органов растения какие пигменты характерны.

24.Эргастические вещества (белки, жиры, углеводьи). Опишите формы отложения, локализацию в клетке, реакции обнаружения. Для каких органов растений характерны? Укажите значение в диагностике растительного сырья.

Включения - вещества растительной клетки, временно или постоянно выведенные из обмена веществ. Включения подразделяют на запасные (эргастические) и минеральные. Эргастические вещества - разнообразные вещества, возникающие в процессе жизнедеятельности протопласта. Они могут образовываться: 1) непосредственно в цитоплазме и отчасти сохраняться в ней в
растворённом виде или в форме включений; 2) могут концентрироваться вне протопласта, образуя оболочку клетки (пектиновые вещества, целлюлоза); 3) могут накапливаться в клеточном соке вакуоли в виде растворов или в форме включений. Важнейшая группа эргастических веществ - запасные вещества:

1) Углеводы - это глюкоза, сахароза, фруктоза, крахмал или близкий к нему инулин. Откладываются в запасающих тканях различных органов (корни, клубни, луковицы, корневища) в особом типе лейкопластов - амилопластах, часть сахаров откладывается в виде зёрен вторичного крахмала. Происходит рост крахмальных зёрен за счёт наложения новых слоев крахмала на старые. Качественная реакция – раствор Люголя.

2) Жиры и жироподобные вещества встречаются почти во всех растительных клетках. В семенах растений (например, подсолнечник, хлопчатник, арахис, соя) жирные масла составляют 40 % массы сухого вещества. Жировые включения накапливаются в гиалоплазме в виде капель, эмульсии или в олеопластах. качественная реакция – Судан 3 (оранжевый цвет).

3) Белки в основном простые (протеины). Наиболее часто откладываются в вакуолях, и выпадают в осадок при потере влаги в процессе созревания семян. Осаждающиеся белки образуют зерна округлой или эллиптической формы – алейроновые. В алейроновых зернах могут быть заметны кристаллоиды (несколько кристаллоподобных структур, способных набухать), а могут встречаться глобоиды (бесцветные тельца округлой формы). Алейроновые зерна, содержащие кристаллоиды и глобоиды, называются сложными. Алейроновые зерна имеют определенную структуру. Качественная реакция – раствор Люголя. К эргастическим веществам относятся также продукты вторичного метаболизма: полифенольные соединения (танниды), алкалоиды, изопренпроизводные и другие. Функции: большинство эргастических веществ физиологически активно. Многие из них имеют огромное значение в хозяйственной деятельности человека, пищевой промышленности, медицине (целлюлоза, клетчатка, крахмал, сахароза, глюкоза и БАВ). Секреторные вещества образуются в специализированных структурах. Выделяют: экзогенные (наружные) структуры - это железистые волоски, железистые клетки, эфиромасличные железки, специфические выросты субэпидермальных клеток - эмергенцы; нектарники, гидатоды, осмофоры; и эндогенные (внутренние) - это секреторные клетки-идиобласты (выделяют и накапливают слизи, эфирные масла, танины, минеральные соли, образующие различные кристаллы), секреторные вместилища - схизогенные и схизолизигенные, эфиромасличные канальцы, смоляные ходы, млечники, которые содержат млечные сок (латекс).

Минеральные включения. Опишите формы отложения, локализацию в клетке. Укажите значение в диагностике растительного сырья. Приведите примеры семейств, имеющие характерные минеральные включения.

Минеральные включения - это клеточные вещества чаще вторичного, реже первичного обмена, которые утилизируются в физиологических процессах. Растения не имеют специальных выделительных органов и нередко накапливают конечные продукту жизнедеятельности протопласта в виде солей оксалата кальция или карбоната кальция: они наиболее часто образуются в листьях, коре, и др.

Минеральные включения откладываются исключительно в вакуолях. Форма их разнообразна: одиночные многогранники, стилоиды (палочковидные кристаллы), игольчатые кристаллы - рафиды, скопления множества мелких кристаллов - кристаллический песок, сростки кристаллов - друзы. Цистолиты часто состоят из карбоната кальция и кремнезёма. Они представляют собой гроздевидные образовании, возникающие на выступах клеточной оболочки, вдающейся внутрь клетки Характерны для растений семейств крапивных, тутовых и др.

Значение: форма кристаллов, их локализация является диагностическим признаком многих растений.