Контрольная работа по "Ботанике"

Саратовский государственный  аграрный университет

Им. Н. И. Вавилова

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1

 

По  Ботанике

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИЗО  и  ПК  СГАУ им. Н. И. Вавилова

Специальность : «Агрономия»

Группа А  – 21, шифр 117

Демина Елена  Евгеньевна

 

 

 

 

 

 

 

Саратов  2009 г.

 

1.  Основы учения о клетке  (цитология)

 

В середине XVII в. выдающийся английский естествоиспытатель Роберт Гук, изучая микроскопическое строение пробки, установил, что она состоит из замкнутых  пузырьков, или ячеек, разделенных  общими перегородками – стенками. Р. Гук назвал эти ячейки клетками (лат. – cellula). В дальнейшем Р. Гук изучал срезы живых стеблей и обнаружил в них аналогичные ячейки, которые, в отличие от мертвых клеток пробки, были заполнены «питательным соком». Свои наблюдения Р. Гук изложил в своем труде «Микрография, или некоторые физиологические описания мельчайших телец при помощи увеличительных стекол» (1665).

 

В 1671 г. М. Мальпиги (Италия) и Н. Грю (Англия), изучая анатомическое строение растений, пришли к выводу, что все  растительные ткани состоят из пузырьков-клеток. Термин «ткань» («кружево») впервые употребил Н. Грю. В работах Р. Гука, М. Мальпиги и Н. Грю клетка рассматривается как элемент, как составная часть ткани, которая не может существовать вне ткани, вне организма.

 

Однако голландский микроскопист–любитель Антонио ван Левенгук (1680) наблюдал одноклеточные организмы (инфузории, саркодовые, бактерии) и другие формы одиночных клеток (форменные элементы крови, сперматозоиды). Позже (в XVIII в.) Л. Спалланцани открыл деление одноклеточных организмов. В дальнейшем на основании исследований отдельных клеток сформировались представления о клетке как элементарном организме.

 

Академик Российской Академии наук Каспар Фридрих Вольф (1759) установил, что клетка есть единица роста, то есть рост организмов сводится к образованию новых клеток.

 

Долгое время изучались только клетки растений. Лишь в 1830-е гг. чешский  гистолог Ян Пуркинье, немецкий физиолог Иоганнес Мюллер и другие исследователи  показали, что клеточная организация  является универсальной и для животных тканей, а немецкий физиолог Теодор Шванн доказал гомологичность растительных и животных клеток. До начала XIX в. считалось, что происхождение волокон и сосудов не связано с деятельностью клеток. Однако, изучая структуру хряща и хорды, Т. Шванн показал, что коллагеновые волокна являются производными клеток. В своих работах Т. Шванн широко использовал термин cytos (от греч. «полость») и его производные.

 

 

 

Основные положения клеточной  теории

 

В 1838-1839 гг. Теодор Шванн и немецкий ботаник Маттиас Шлейден сформулировали основные положения клеточной теории:

 

1. Клетка есть единица структуры.  Все живое состоит из клеток  и их производных. Клетки всех  организмов гомологичны.

 

2. Клетка есть единица функции.  Функции целостного организма распределены по его клеткам. Совокупная деятельность организма есть сумма жизнедеятельности отдельных клеток.

 

3. Клетка есть единица роста  и развития. В основе роста  и развития всех организмов  лежит образование клеток.

 

Клеточная теория Шванна–Шлейдена принадлежит к величайшим научным открытиям XIX в. В то же время, Шванн и Шлейден рассматривали клетку лишь как необходимый элемент тканей многоклеточных организмов. Вопрос о происхождении клеток остался нерешенным (Шванн и Шлейден считали, что новые клетки образуются путем самозарождения из живого вещества).

 

Только немецкий врач Рудольф Вирхов (1858-1859 гг.) доказал, что каждая клетка происходит от клетки.

 

В конце XIX в. окончательно формируются  представления о клеточном уровне организации жизни. Немецкий биолог Ганс Дриш (1891) доказал, что клетка – это не элементарный организм, а элементарная биологическая система. Постепенно формируется особая наука о клетке – цитология.

 

Дальнейшее развитие цитологии  в XX в. тесно связано с разработкой  современных методов изучения клетки: электронной микроскопии, биохимических и биофизических методов, биотехнологических методов, компьютерных технологий и других областей естествознания.

 

Современная цитология изучает  строение и функционирование клеток, обмен веществ в клетках, взаимоотношения клеток с внешней средой, происхождение клеток в филогенезе и онтогенезе, закономерности дифференцировки клеток.

 

В настоящее время принято следующее  определение клетки:

 

Клетка – это элементарная биологическая  система, обладающая всеми свойствами и признаками жизни. Клетка есть единица структуры, функции и развития организмов.

 

Рис.1  Клетки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Понятие об элементарной биологической мембране, ее строение, химический состав, функции.

 

 Плазматическая мембрана, или  плазмалемма – это биологическая мембрана, покрывающая всю клетку.

 

Кроме плазмалеммы существуют и  другие биологические мембраны, которые  обеспечивают разделение внутреннего  содержимого клетки на замкнутые  изолированные отсеки (компартменты).

 

Существование плазмалеммы предсказал Ф. Мейен (1830 г.), который считал, что клетка – это пространство, отграниченное от внешней среды вполне замкнутой мембраной. В начале ХХ века Овертон установил, что плазматическая мембрана эритроцитов содержит большое количество липидов. Гортер и Грендел (1925 г.) доказали, что мембрана состоит из двойного слоя липидов – липидного бислоя. Доусон и Даниелли (1935 г.) предложили бутербродную модель мембраны: мембрана состоит из липидного бислоя, заключенного между двумя слоями белка. На основе анализа данных электронной микроскопии Робертсон (1959 г.) установил, что основу всех мембран составляет липидный бислой толщиной 7,5 нм и окружающие его белковые молекулы. В 1972 г. Сингер и Николсон разработали жидкостно-мозаичную (жидкокристаллическую) модель мембраны.

 

 

 

Строение и функции мембран 

 

Согласно жидкостно-мозаичной модели, основу всех биологических мембран  составляет фосфолипидный бислой толщиной 7...10 нм, основным компонентом которого являются фосфодиацилглицерины. Кроме  того, у животных в состав мембран входят сфингомиелины и холестерин.

 

Гидрофильные глицерофосфатные части  молекул фосфолипидов находятся  на внешних поверхностях бислоя. Гидрофобные  углеводородные части молекул фосфолипидов направлены вовнутрь бислоя. Связи  между молекулами, обусловленные наличием гидрофобных участков, называются гидрофобными. Биологические мембраны всегда замыкаются на себя, у них нет краев.

 

В состав мембран входят разнообразные  белки. Они представлены простыми и  сложными белками. По отношению к мембране выделяют три основных типа белков: периферические (гидрофильные, расположены на поверхности мембран), интегральные (гидрофобные, расположены в толще бислоя) и политопические (со смешанными свойствами, пронизывают мембрану насквозь).

 

В состав мембран входят углеводы (гликопротеины и гликолипиды). Основная часть углеводов плазмалеммы расположена на ее внешней стороне и образует гликолипопротеиновый слой – гликокаликс – комплекс биополимеров на внешней поверхности плазмалеммы, характерный для животных. В состав гликокаликса входят гликопротеины и гликолипиды. Гликокаликс обеспечивает информационный обмен между клеткой и внеклеточной средой. В организме высших позвоночных гликокаликс приобретает антигенные свойства, то есть способен регулировать синтез антител.

 

Биологические мембраны характеризуются  высокой устойчивостью и, в то же время, пластичностью. Отдельные  блоки мембраны способны перемещаться относительно друг друга. При повреждениях мембраны она способна к самовосстановлению.

 

Основным свойством биологических мембран является их избирательная проницаемость. Благодаря избирательной проницаемости плазмалемма может выполнять различные функции:

 

1. Барьерная функция. Плазмалемма  отграничивает содержимое клетки  от окружающей среды.

 

2. Транспортная функция. Плазмалемма обеспечивает транспорт веществ из клетки и в клетку.

 

3. Энерготрансформирующая функция.  Плазмалемма обеспечивает превращение  одной формы энергии в другую.

 

4. Информационно-сигнальная функция.  Плазмалемма обеспечивает информационный  обмен клетки с внешней средой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Функции Мембран

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3  Строение плазматической мембраны

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Ткани растений.

Ткань растения - группа клеток сходного строения, обнаруживающая общность физиологических  отправлений. В соответствии с физиолого-анатомической классификацией различают:

- образовательные (меристематические)  ткани; 

- покровные ткани; 

- механические ткани; 

- всасывающие (поглощающие) ткани; 

- фотосинтезирующие (ассимиляционные)  ткани; 

- проводящие ткани;

- запасающие ткани; 

- выделительные (секреторные) ткани. 

Между специализированными клетками находится основная ткань (паренхима).

 

4. Опишите образование, строение, функции  и  расположение  образовательных  тканей (меристем). Приведите изображение апикальных меристем побега и корня.

 

 

Меристемы (от греч. «меристос» — делимый), или образовательные ткани, обладают способностью к  делению и образованию  новых клеток. За счет меристем формируются  все прочие ткани и осуществляется длительный (в течение всей жизни) рост растения. У животных меристемы отсутствуют, чем объясняется ограниченный период их роста. Клетки меристем отличаются высокой метаболической активностью. Одни клетки меристем, получившие название инициальных, задерживаются на эмбриональной стадии развития в течение всей жизни растения, другие постепенно дифференцируются и превращаются в клетки различных постоянных тканей. Инициальная клетка меристемы принципиально может дать начало любой клетке организма. Тело наземных растений — производное относительно немногих инициальных клеток.

 

Первичные меристемы обладают меристематической  активностью, т. е. способны к делению  изначально. В ряде случаев способность  к активному делению может  вновь возникнуть и у клеток, уже  почти утративших это свойство. Такие «вновь» возникшие меристемы называют вторичными.

 

В теле растения меристемы занимают различное положение, что позволяет  их классифицировать. По положению  в растении выделяют верхушечные, или  апикальные (от лат. «апекс» — верхушка), боковые, или латеральные (от лат. «латус» — бок), и интеркалярные меристемы.

 

 Апикальные меристемы располагаются  на верхушках осевых органов  растения и обеспечивают рост  тела в длину, а латеральные  — преимущественно рост в толщину.  Каждый побег и корень, а также  зародышевый корешок, почечка зародыша имеют апикальную меристему. Апикальные меристемы первичны и образуют конусы нарастания корня и побега (рис. 1).

 

 Латеральные  меристемы располагаются  параллельно боковым поверхностям  осевых органов, образуя своего  рода цилиндры, на поперечных срезах имеющие вид колец. Часть из них относится к первичным. Первичными меристемами являются прокамбий и перицикл, вторичными — камбий и феллоген.

 

Интеркалярные, или вставочные, меристемы  чаще первичны и сохраняются в  виде отдельных участков в зонах активного роста (например, у оснований междоузлии, в основаниях черешков листьев).

 

5.Анатомическое строение вегетативных  органов

 

. Вегетативные органы растений - части растения, выполняющие основные функции питания и обмена веществ с внешней средой. К вегетативным органам относятся:

- листостебельные побеги, обеспечивающими  фотосинтез;

- корни, обеспечивающие водоснабжение  и минеральное питание. 

Вегетативные органы могут выполнять  функции вегетативного размножения.

 

6. Дайте определение  корня, его строение, развитие, функции. Приведите рисунки.

 

Корень — это подземный вегетативный орган растения. Корень имеет осевое строение, обладает неограниченным верхушечным  ростом. На корне отсутствуют листья, он не расчленен на узлы и междоузлия, не несет в определенном порядке расположенных почек и обладает положительным геотропизмом.

 

Функции корня — закрепление  и удержание растения в почве; всасывание воды и минеральных веществ; транспорт этих веществ в надземные  органы растения; синтез определенных веществ — гормонов, ферментов т.д.; запас питательных веществ (корнеплоды); вегетативное размножение.

 

Зародышевый корешок, который выходит  из семени при прорастании, превращается в главный корень. На границе между  главным корнем и стеблем находится корневая шейка. Главный корень может ветвиться, при этом образуются боковые корни второго, третьего и т.д. порядков. На побеге могут развиваться придаточные корни.

 

Совокупность  всех корней образует корневую систему  растения. В ее формировании участвуют главный, боковые и придаточные корни. Различают два типа корневых систем: стержневую и мочковатую.

В мочковатой корневой системе главный корень слабо развит или рано отмирает. Корневая система образована массой придаточных и боковых корней. Мочковатую корневую систему имеют однодольные растения и некоторые двудольные.

 

Корень  нарастает в длину за счет верхушечной  точки роста. Она состоит из образовательной  ткани, клетки которой способны к  постоянному делению. Точка роста  одета корневым чехликом. Корневой чехлик образован живыми клетками, которые слущиваются и замещаются новыми за счет клеток точки роста Корневой чехлик защищает точку роста от механических повреждений. Эта зона корня называется зоной деления.

 

За зоной  деления располагается зона растяжения, или рос та. Здесь клетки растут и приобретают дефинитивные форму размеры.

 

За зоной  растяжения находится зона всасывания. В ней наблюдается дифференциация клеток на ткани.