Структура и функции растительной клетки

Июль 31, 2022

Главная
Биология
Структура и функции растительной клетки

Содержание

2. «Физиология растений» под ред. И.П.Ермакова. М.: «Академия», 2005. Написан коллективом кафедры. Албертс Б., Брей Д. и
3. Уровни организации живого
4. Клетка - структурная и функциональная единица живого (суть клеточной теории) Свойства живого, проявляющиеся на клеточном уровне:
5. Различия в образе жизни и типе питания отражаются в строении клеток Растения неподвижны, а значит, им
6. Задача Решение Механическая опора Защита от нападения Широкий спектр адаптационных механизмов Быстрый рост Клеточные стенки, специализированные
7. Основные структурные отличия растительной клетки от животной Клеточная стенка Большая центральная вакуоль Пластиды Плазмодесмы Отсутствие центриолей
8. В растительной клетке функционируют 3 генома Ядерный Митохондриальный Пластидный Как им там втроем?
9. Ядерный геном растений может сильно различаться по величине Arabidopsis thaliana 2n=10 115 million base pairs Allium
10. Покрытосеменные Голосеменные Млекопитающие Рептилии Птицы Рыбы Членистоногие Кольчатые черви Нематоды Моллюски Иглокожие Кищечнополостные Одноклеточные Водоросли Грибы
11. Митохондриальный геном растений Геном митохондрий растений значительно больше генома животных митохондрий. Например, у арабидопсиса в 20
12. Пластидный геном –упрощенный геном цианобактерий –кольцевая –от 130 до 160 кб –стабильная структура –эволюционирует очень медленно
13. Особенности растительной клетки как динамичной системы Рост растяжением (быстрый и «дешевый» рост) Тотипотентность («каждая может стать
14. Тотипотентность Каждая живая растительная клетка (кроме клеток ситовидных трубок, не имеющих ядер) потенциально может дать начало
15. А что на практике? Свойство тотипотентности широко используется в биотехнологии для выращивания биомассы и клонального микроразмножения.
16. А что на практике? За счет пластичности генома клетки растений легко трансформировать За счет тотипотентности из
17. Что обеспечивает эти особенности? Быстрый рост обеспечивает центральная вакуоль: вода – «дешевый объем», а ионы –
18. Биохимические особенности растительной клетки Фотосинтез (независимость!) Включение в органические вещества элементов, полученных из почвы (независимость!) Биосинтез
19. А что на практике?
20. Элементы структуры растительной клетки
21. I. Из чего состоит клетка Клеточная стенка и ее роль в морфогенезе и росте Ядро и
22. Группа физиологии мужского гаметофита Никита Максимов, аспирант Настя, студент магистратуры Проф. Ермаков И.П. Группа в контакте:
23. Предмет исследования: механизмы, контролирующие прорастание и полярный рост Аспекты: ионный транспорт, мембранный потенциал, активные формы кислорода,
24. Объекты: пыльца табака, лилии, пыльцевые трубки, протопласты Физиология пыльцы цветковых
25. Физиология пыльцы хвойных Объект: пыльца голубой ели, пыльцевые трубки
26. Ca2+ K+ АДФ + Фн АТФ H+ Cl- H2O2 + + ? ? Em Что мы
27. Увидеть органеллы ДНК и митохондрии ДНК, ядрышко и митохондрии актиновые микрофиламенты везикулы и митохондрии митохондрии
29. Скачать презентацию

Слайд 2

«Физиология растений» под ред. И.П.Ермакова. М.: «Академия», 2005. Написан коллективом кафедры.
Албертс

Б., Брей Д. и др. Молекулярная биология клетки. Т. 3, Особенности растительных клеток. с. 382-440.
С.С. Медведев «Физиология растений». Изд-во С.-Петербургского университета. 2004.
Ганс-Вальтер Хелдт Биохимия растений. Изд-во Бином (переведен на кафедре)
Biochemistry & Molecular Biology of Plants, B.Buchanan, W.Gruissem, R.Jones, Eds. 2000, American Society of Plant Physiologists
http://www.aspb.org/

Учебника по этому курсу нет, но стоит почитать…

Слайд 3

Уровни организации живого

Слайд 4

Клетка - структурная и функциональная единица живого (суть клеточной теории)
Свойства живого,

проявляющиеся на клеточном уровне:
Способность к самовоспроизведению,
Способность к обмену веществ, или метаболизму
Раздражимость - способность воспринимать сигналы внешнего мира и давать на них адекватный ответ
Клетка – открытая система, т.е. она обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией.

Слайд 5

Различия в образе жизни и типе питания отражаются в строении клеток
Растения

неподвижны, а значит, им нужна механическая опора, защита от нападения, широкий спектр адаптационных механизмов и быстрый рост.

Слайд 6

Задача
Решение
Механическая опора
Защита от нападения
Широкий спектр адаптационных механизмов
Быстрый рост
Клеточные стенки, специализированные механические

ткани
Синтез и накопление ядовитых веществ, в вакуолях
Пластичность метаболизма, «обходные пути»
Триединство генома
Фоторецепция и гормональная система
Рост растяжением и апикальный рост

Различия в образе жизни и типе питания отражаются в строении клеток

Слайд 7

Основные структурные отличия растительной клетки от животной
Клеточная стенка
Большая центральная

вакуоль
Пластиды
Плазмодесмы
Отсутствие центриолей

Слайд 8

В растительной клетке функционируют 3 генома
Ядерный
Митохондриальный
Пластидный
Как им там втроем?

Слайд 9

Ядерный геном растений может сильно различаться по величине
Arabidopsis thaliana
2n=10
115 million base

pairs

Allium cepa
2n=16
15300 million base pairs

Различия за счет повторов. Количество генов у Арабидопсиса и у Лука практически одинаковое.

Слайд 10

Покрытосеменные
Голосеменные
Млекопитающие
Рептилии
Птицы
Рыбы
Членистоногие
Кольчатые черви
Нематоды
Моллюски
Иглокожие
Кищечнополостные
Одноклеточные
Водоросли
Грибы
Грам+ Бактерии
Грам- Бактерии
Микоплазма

Слайд 11

Митохондриальный геном растений
Геном митохондрий растений значительно больше генома животных митохондрий. Например,

у арабидопсиса в 20 раз больше, чем у человека. В нем также гораздо больше генов - примерно в 7 раз больше, чем в митохондриях человека.
Размер митохондриального генома растений сильно варьирует, даже внутри одного семейства иногда в 5-10 раз, естественно, за счет повторов.

–упрощенный геном бактерий
–кольцевая
–от 200 до 2000 кб
–частые рекомбинации
–структура нестабильная
–наследуется по материнской линии
–гены эволюционируют очень медленно

Слайд 12

Пластидный геном
–упрощенный геном цианобактерий
–кольцевая
–от 130 до 160 кб
–стабильная структура
–эволюционирует очень медленно
–наследуется

только по материнской линии, рекомбинации очень редки

У разных растений, за редким исключением,
структура генома примерно одинакова. Она состоит из большого и малого однокопийных
участков, разделенных инвертированными повторами, которые содержат гены хлоропластных рРНК.

Слайд 13

Особенности растительной клетки как динамичной системы
Рост растяжением (быстрый и «дешевый» рост)
Тотипотентность

(«каждая может стать всеми»)
Механические свойства и состав: сопротивление окружающей среде

Слайд 14

Тотипотентность
Каждая живая растительная клетка (кроме клеток ситовидных трубок, не имеющих ядер)

потенциально может дать начало целому растительному организму. Это свойство называется тотипотентностью. Пример из природы – раневая меристема.
На практике, чтобы добиться этого, клетку необходимо обрабатывать различными факторами, в первую очередь – фитогормонами, которые «перепрограммируют» ее, т.е. запустят процесс дедифференцировки.

Слайд 15

А что на практике?
Свойство тотипотентности широко используется в биотехнологии для выращивания

биомассы и клонального микроразмножения. По желанию можно получить как определенную ткань (гистогенез) или орган (органогенез), так и целое растение (эмбриоидогенез).
Клональное микроразмножение – быстрый способ получить необходимое количество особей из соматических зародышей – эмбриоидов.

Слайд 16

А что на практике?
За счет пластичности генома клетки растений легко трансформировать
За

счет тотипотентности из трансформированных клеток можно легко получать эмбриоиды, а затем взрослые ГМО-растения
«Легко» - понятие относительное

Слайд 17

Что обеспечивает эти особенности?
Быстрый рост обеспечивает центральная вакуоль: вода – «дешевый

объем», а ионы – «дешевые осмотики». Увеличение объема вакуоли занимает очень мало времени.
Укладка полимеров клеточной стенки задает направление и контролирует скорость роста. Как синтезируются микрофибриллы целлюлозы? Насколько прочно связаны они между собой? Здесь ключевую роль играют белки стенки, в том числе Са-зависимые, а также АФК.
Тотипотентность обеспечивается пластичностью растительного метаболизма. Гормональный сигнал на «переключение программы» может снова запустить клеточный цикл, когда он уже остановился.
Для растений характерно наличие меристем, которые делятся всю жизнь, обеспечивая неограниченный рост. Часть клеток остается недифференцированными. Раневые меристемы образуются de novo в месте повреждения.

Слайд 18

Биохимические особенности растительной клетки
Фотосинтез (независимость!)
Включение в органические вещества элементов, полученных из

почвы (независимость!)
Биосинтез незаменимых аминокислот (независимость!)
Вторичный метаболизм (разнообразие!)
Альтернативное (цианидрезистентное) дыхание (пластичность!)
Много альтернативных биохимических путей или шунтов (пластичность!)
Множество терминальных оксидаз и систем контроля редокс-статуса клетки (пластичность!)

Слайд 19

А что на практике?

Слайд 20

Элементы структуры растительной клетки

Слайд 21

I. Из чего состоит клетка
Клеточная стенка и ее роль в морфогенезе

и росте
Ядро и геном
Эндомембранная система и секреторный путь
Пластидная система
Растительные митохондрии и их роль в «апоптозе»
Цитоскелет и его роль в росте и делении клетки
Семинар по актуальной литературе.
Промежуточный зачет.
Клеточный цикл и рост растяжением
II. Особые клетки и особые задачи
Полярность: зигота фукуса, пыльцевое зерно
Полярный рост: корневой волосок, пыльцевая трубка
Клеточное движение: замыкающие клетки устьиц
Семинар по актуальной литературе.
Итоговый зачет.

Слайд 22

Группа физиологии мужского гаметофита
Никита Максимов, аспирант
Настя, студент магистратуры
Проф. Ермаков И.П.
Группа в

контакте: http://vk.com/club83308044

Катя Клименко, н.с.

Слайд 23

Предмет исследования: механизмы, контролирующие прорастание и полярный рост
Аспекты: ионный транспорт, мембранный

потенциал, активные формы кислорода, движение органелл

Слайд 24

Объекты: пыльца табака, лилии, пыльцевые трубки, протопласты
Физиология пыльцы цветковых

Слайд 25

Физиология пыльцы хвойных
Объект: пыльца голубой ели, пыльцевые трубки

Слайд 26

Ca2+
K+
АДФ + Фн
АТФ
H+
Cl-
H2O2
+
+
?
?
Em
Что мы установили на данный момент
Наши данные указывают на

это, но предстоит доказать

Слайд 27

Структура и функции растительной клетки

Содержание

«Физиология растений» под ред. И.П.Ермакова. М.: «Академия», 2005. Написан коллективом кафедры.Албертс

Уровни организации живого

Клетка - структурная и функциональная единица живого (суть клеточной теории)Свойства живого,

Различия в образе жизни и типе питания отражаются в строении клетокРастения

ЗадачаРешениеМеханическая опораЗащита от нападенияШирокий спектр адаптационных механизмовБыстрый ростКлеточные стенки, специализированные механические

Основные структурные отличия растительной клетки от животной Клеточная стенка Большая центральная

В растительной клетке функционируют 3 геномаЯдерный МитохондриальныйПластидныйКак им там втроем?

Ядерный геном растений может сильно различаться по величинеArabidopsis thaliana2n=10115 million base

Митохондриальный геном растенийГеном митохондрий растений значительно больше генома животных митохондрий. Например,

Пластидный геном–упрощенный геном цианобактерий–кольцевая–от 130 до 160 кб–стабильная структура–эволюционирует очень медленно–наследуется

Особенности растительной клетки как динамичной системыРост растяжением (быстрый и «дешевый» рост)Тотипотентность

ТотипотентностьКаждая живая растительная клетка (кроме клеток ситовидных трубок, не имеющих ядер)

А что на практике?Свойство тотипотентности широко используется в биотехнологии для выращивания

А что на практике?За счет пластичности генома клетки растений легко трансформироватьЗа

Что обеспечивает эти особенности?Быстрый рост обеспечивает центральная вакуоль: вода – «дешевый

Биохимические особенности растительной клеткиФотосинтез (независимость!)Включение в органические вещества элементов, полученных из