Шпаргалка по дисциплине "Физиология растений"

1. біологічні мембрани їх будова та фун-ї

•  отделяют клетки от окружающей среды и делят ее на компартменты (отсеки);

•  регулируют транспорт веществ в клетки и органеллы и в обратном направлении;

•  обеспечивают специфику межклеточных контактов;

•  воспринимают сигналы из внешней среды.

Биологические мембраны построены из липидов и белков, связанных друг с другом с помощью нековалентных взаимодействий. Основу мембраны составляет двойной липидный слой, в состав которого включены белковые молекулы. Липидный бислой образован двумя рядами амфифильных молекул, гидрофобные «хвосты» которых спрятаны внутрь, а гидрофильные группы - полярные «головки» обращены наружу и контактируют с водной средой.

1. Липиды мембран. В состав липидов мембран входят как насыщенные, так и ненасыщенные жирные кислоты. Ненасыщенные жирные кислоты встречаются в два раза чаще чем насыщенные, что определяет текучесть мембран и конформационную лабильность мембранных белков.

В мембранах присутствуют липиды трех главных типов - фосфолипиды, гликолипиды и холестерол

Главные функции липидов мембран состоят в том, что они:

•  формируют липидный бислой - структурную основу мембран;

•  обеспечивают необходимую для функционирования мембранных белков среду;

•  участвуют в регуляции активности ферментов;

•  служат «якорем» для поверхностных белков;

•  участвуют в передаче гормональных сигналов.

Изменение структуры липидного бислоя может привести к нарушению функций мембран.

2. Белки мембран. Белки мембран различаются по своему положению в мембране. Мембранные белки, контактирующие с гидрофобной областью липидного бислоя, должны быть амфифильными, т.е. иметь неполярный домен. В интегральных белках часть полипептидной цепи погружена в липидный слой. Поверхностные белки разными способами прикрепляются к мембране

Белки мембран могут участвовать в:

•  избирательном транспорте веществ в клетку и из клетки;

•  передаче гормональных сигналов;

•  образовании «окаймленных ямок», участвующих в эндоцитозе и экзоцитозе;

•  иммунологических реакциях;

•  качестве ферментов в превращениях веществ;

•  организации межклеточных контактов, обеспечивающих образование тканей и органов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Хімічний склад рослинної клітини. Вміст склад та значення вуглеводів.

Большую часть массы живых клеток  составляет вода (около 80 %). Оставшаяся доля в сухом веществе цитоплазмы принадлежит органическим веществам – белкам, углеводам, липидам, пигментам и пр., а также минеральному компоненту (около 5 %).

Вода влияет на структуры клетки и ее органелл, участвует в химических реакциях, транспорте веществ, поддерживает форму и размер клеток.

Белки, липиды и нуклеиновые кислоты служат химической основой жизненных процессов в растительной клетке.

Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. Последние два элемента находятся между собой в таком же количественном сочетании, как в воде (Н2О), то есть на определенное число атомов водорода приходится в два раза меньшее число атомов кислорода.  
Углеводы составляют до 85-90% веществ, входящих в растительный организм.  
Углеводы являются основным питательным и опорным материалом в клетках и тканях растений. 
Углеводы подразделяются на моносахариды, дисахариды и полисахариды. 

Образуясь в клетках растений в результате фотосинтеза, они выступают источником энергии для клеток животных. В первую очередь это относится к глюкозе. 
Многие углеводы (крахмал, гликоген, сахароза) выполняют запасающую функцию, роль резерва питательных веществ. 
Кислоты РНК и ДНК, в состав которых входят некоторые углеводы (пентозы — рибоза и дезоксирибоза), выполняют функцию передачи наследственной информации. 
Целлюлоза — строительный материал растительных клеток — играет роль каркаса для оболочек этих клеток

 

 

3. Хімічний склад рослинної клітини. Вміст склад та значення липидов.

Большую часть массы живых клеток  составляет вода (около 80 %). Оставшаяся доля в сухом веществе цитоплазмы принадлежит органическим веществам – белкам, углеводам, липидам, пигментам и пр., а также минеральному компоненту (около 5 %).

Вода влияет на структуры клетки и ее органелл, участвует в химических реакциях, транспорте веществ, поддерживает форму и размер клеток.

Белки, липиды и нуклеиновые кислоты служат химической основой жизненных процессов в растительной клетке.

- обширная  группа жиров и жироподобных  веществ, которые содержатся во  всех живых клетках. Большинство  их неполярны и, следовательно, гидрофобны.

Они практически нерастворимы в воде,но хорошо растворимы в органических растворителях ( бензин, хлороформ, эфир и др.)

В некоторых клетках липидов очень мало, всего несколько процентов, а вот в клетках подкожной жировой клетчатки млекопитающих и семенах, например подсолнечника, их содержание достигает 90%. 
По химическому строению липиды весьма разнообразны.

Нейтральные жиры — наиболее простые и широко распространенные липиды. 

Фосфолипиды являются составным компонентом клеточных мембран.

Липиды могут образовывать сложные соединения с веществами других классов, например с белками — липопротеиды и с углеводами — гликолипиды.

Одна из основных функций — энергетическая.

Восковой налет на различных частях растений препятствует излишнему испарению воды, у животных он играет роль водоотталкивающего покрытия.

 

 

 

 

 

4. Механізми надходження води у рослинну клітину: дифузія, осмос, сисна сила, тургор

Диффузия — это процесс, ведущий к равномерному распределению молекул растворенного вещества и растворителя. Диффузия всегда направлена от большей концентрации данного вещества к меньшей.  

Скорость диффузии зависит от температуры, природы вещества и разности концентраций. Чем выше концентрация данного вещества, тем выше его активность и его химический потенциал. Диффузионное передвижение вещества всегда идет от большего к меньшему химическому потенциалу. Наибольший химический потенциал у чистой воды.

Диффузия воды по направлению от своего большего к меньшему химическому потенциалу через мембрану носит название осмоса.  осмос — это диффузия воды или другого растворителя через полупроницаемую перепонку, вызванная разностью концентраций или разностью химических потенциалов.

 То дополнительное давление, которое надо приложить к раствору, чтобы помешать одностороннему току растворителя (воды) в раствор через полупроницаемую мембрану, назвали осмотическим давлением (π)

Раствор, имеющий большее давление, называют гипертоническим, меньшее – гипотоническим.

Если клетка находится в гипотоническом растворе или в воде, вода входит в нее – эндосмос. Если клетка находится в гипертоническом растворе, вода выходит из нее – экзосмос. В этом случае вакуоль сжимается, объем протопласта уменьшается, протопласт отделяется от клеточной стенки – происходит плазмолиз.

 

В соответствии с этими законами осмотическое давление может быть вычислено по формуле: Р = R • Т • С • i (Мпа), где R — 8,314; Т — К (273 + t °С); С —моль/л; i — изотонический коэффициент.

Тургор и плазмолиз

Кл. является осмотической системой, в который происходят осмос и изменение объема при помещении ее в различные среды. При помещении в гипотоническую среду (воду), имеющую осмотическое давление ниже, чем клетка; вода будет входить в нее до полного насыщения. Вакуоль растянется до такого состояния, насколько это позволит оболочка, и вся кл. увеличится в объеме. Такое состояние полного ее насыщения водой наз-ся тургором. Если кл. поместить в гипертоническую среду, имеющую более высокое осмотическое Р, вода будет выходить из кл., вакуоль уменьшится в объеме и оттянет цитоплазму от оболочки. Такое состояние наз. плазмолизом. Плазмолиз имеет несколько форм: уголковый; вогнутый; выпуклый. Плазмолиз можно наблюдать только в живой кл. При помещении клетки снова в гипотоническую среду происходит деплазмолиз — переход клетки в состояние тургора. Значение: тургор обеспечивает ориентацию мягких частей (листовых пластинок, черешков) в пространстве, что необходимо для лучшего освещения раст. Плазмолиз же защищает цитоплазму кл. от возможных разрывов при засухе.

Сосущая сила клетки

Способность клетки всасывать воду. Если растительная клетка не полностью насыщена водой и способна к дополнительному ее поглощению, в ней развивается сосущая сила. Она определяет поступление воды и передвижение ее по органам.

Сосущая сила зависит от величины осмотического давления и тургорного напряжения клетки и определяется следующими соотнош. Если клетка находится в состоянии тургора, то ее осмотическое Р равно тургорному напряжению Т, т. е. Р = Т. В таком случае кл. не будет всасывать воду и ее сосущая сила S будет равна нулю (S = 0). При некоторой потере воды кл. осмотическое Р будет больше тургорного напряжения (Р > Т). Величина сосущей силы S = Р - Т, т. е. разности между осмотическим Р и тургорным напряжением. Т. о., сосущая сила прямо пропорциональна осмотическому давлению клетки и обратно пропорциональна ее тургорному напряжению.

 

 

 

 

 

 

 

5. Хімічний склад рослинної клітини. Вміст склад та значення білків.

Большую часть массы живых клеток  составляет вода (около 80 %). Оставшаяся доля в сухом веществе цитоплазмы принадлежит органическим веществам – белкам, углеводам, липидам, пигментам и пр., а также минеральному компоненту (около 5 %).

Вода влияет на структуры клетки и ее органелл, участвует в химических реакциях, транспорте веществ, поддерживает форму и размер клеток.

Белки, липиды и нуклеиновые кислоты служат химической основой жизненных процессов в растительной клетке.

Среди органических компонентов клетки самыми важными являются белки. Они очень разнообразны и по строению, и по функциям. Содержание белков в различных клетках может колебаться от 50 до 80%. 
Белки представляют собой высокомолекулярные (молекулярная масса до 1,5 млн углеродных единиц) органические соединения. Кроме С, О, Н, N, в состав белков могут входить S, Р, Fe. Белки построены из мономеров, которыми являются аминокислоты. 

Среди белков различают протеины, состоящие только из белков, и протеиды — содержащие небелковую часть (например, гемоглобин).

Кроме простых белков, состоящих только из аминокислот, есть еще и сложные, в состав которых могут входить углеводы (гликопротеиды), жиры (липопротеиды), нуклеиновые кислоты (нуклеопротеиды) и др.

Белки выполняют целый ряд функций как в каждой клетке, так и в целом организме. Функции белков многообразны.

Белки являются основой всех биологических мембран, всех органоидов клетки, таким образом они выполняют структурную (строительную ) функцию.  . Так, коллаген является важным составным компонентом соединительной ткани, кератин

Белки – незаменимый строительный материал. Одной из важнейших функций белковых молекул является пластическая. Все клеточные мембраны содержат белок, роль которого здесь разнообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.

6. Надходження розчинів солей та води у рослинну клітину

Из внешней среды в клетку растения непрерывно поступают питательные вещества. Это естественный процесс, без которого жизнедеятельность клетки была бы невозможна. Причем клетка осуществляет поглощение, несмотря на ограниченную проницаемость плазмалеммы. Живая клетка обладает способностью к избирательному накоплению питательных веществ. Клетка накапливает калий в концентрации, превышающей его содержание в морской воде в десятки раз. Вместе с тем морская вода содержит значительно большее количество натрия по сравнению с клеткой. Таким образом, клетка, несмотря на наличие полупроницаемой мембраны, обладает способностью к избирательному накоплению растворенных веществ. На протяжении истории физиологии растений учеными были созданы многочисленные теории относительно механизмов проникновения растворенных веществ в клетку. Многие из этих теорий оказались несостоятельными, в частности из-за того, что под проникновением веществ в клетку понималось только их поступление в клеточный сок.

Способность клетки к избирательному пакопленшо питательных солей, зависимость поступления от интенсивности обмена служат доказательством того, что наряду с пассивным имеет место и активное поступление иопов. Оба процесса часто идут одповременно и бывают настолько тесно связаны, что разграничить их трудно.

Пути поступления воды в клетку рослин.Через клетки возможны два пути транспорта воды - через цитоплазму по плазмодесмах (симпласт) и через клеточные стенки (апопласт). Апопласт - внеклеточная структура у высших растений, составлена ​​клеточными стенками и межклетниками. По апопласту за счет капиллярных сил, возникающих между элементами клеточной стенки, осуществляется транспорт почвенной и осадочной влаги и всех растворенных в ней веществ (например, минеральных солей и гуминовых кислот). Апопластичний транспорт блокируется в гидрофобных частях клеточных стенок: поясках Каспари, воздухоносных полостях и кутикуле. При апопластичному транспорте энергия растения непосредственно не расходуется. Симпласт - совокупность протопластов различных клеток, соединенных плазмодесмам через поры в клеточных стенках. Симпластний транспорт медленнее, чем апопластного, но регулируется при прохождении веществ через протопласт и мембраны соседних клеток.

 

7. Пасивний та активний транспорт іонів, етапи надходження солей.