Основы ботаники и физиологии растений

 

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО  ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

 

       УО <<Смиловичский государственный агарный колледж>>

 

                                                                                     Ф-2011-10

 

 

 

      Контрольная работа

 по дисциплине

      <<Основы ботаники и физиологии растений>>

 

учащегося 3-го курса

специальность <<Организация работы крестьянских(фермерских) хозяйств>>

 

    Шахновича Игоря  Васильевича

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Ядро. Значение ядра, его строение.

 

Как известно, ядро является непременной частью любой  эукариотической клетки. Лишь некоторые из них утрачивают ядро ​​во время своего развития (эритроциты и тромбоциты большинства млекопитающих, сито подобны трубки растений). В большинстве клеток является только одно ядро, но есть клетки, имеющие несколько или много ядер (разделенными мышечные волокна, инфузории, фораминиферы, некоторые водоросли и грибы и др.). Каждому типу клеток свойственно постоянное соотношение между объемами ядра и цитоплазмы (ядерно-цитоплазматического отношения), то есть ядро ​​определенного размера может обеспечивать наследственной информацией соответствующий объем цитоплазмы, благодаря чему осуществляется биосинтез белков.

Ядра  бывают разные по форме и размерам. Чаще ядро ​​имеет шаровидную или  эллипсообразной форму, реже - неправильной (наличие отростков, лопастей и т.д., например, у некоторых видов лейкоцитов). Размеры ядра могут варьировать в значительных пределах: от 1 мкм (некоторые простейшие) до 1 мм (яйцеклетки некоторых рыб и земноводных). В таких простых, как инфузории и фораминиферы, есть ядра двух типов: генеративные, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации, и вегетативные, которые регулируют синтез белков.

Ядро  состоит из поверхностного аппарата и внутренней среды (ядерного матрикса). Вспомним, что поверхностный аппарат  ядра пространственно и функционально совмещен с мембранами эндоплазматической сети. Он состоит из двух мембран - наружной и внутренней, так ядро ​​принадлежит к двомембранных ор-Ганель. Между этими мембранами есть пространство (щель) шириной от 20 до 60 нм, но в некоторых местах внешняя ядерная мембрана соединяется с внутренней вокруг отверстий - ядерных nop, прикрытых особыми тельцами. В большинстве клеток при делении ядерная оболочка исчезает (за исключением некоторых одноклеточных животных, водорослей и грибов), а в период между делениями - образуется вновь. Внутреннюю среду ядра-ядерный матрикс - состоит из ядерного сока (кариоплазма), ядрышек, рибонуклеопротеидных комплексов и нитей хроматина.

Кариоплазма (от греч. Карион - ядро ​​ореха) - внутреннее содержимое ядра, в который погружены ядрышки, хроматин и различные гранулы. По строению и свойствам кариоплазма напоминает цитоплазму. В ней есть белковые фибриллы толщиной 2-3 нм, которые формируют внутренний скелет ядра, соединяющей ядрышки, нити хроматина, ядерные поры подобное. Ядрышки размещены в кариоплазма большинстве клеток эукариот. Их количество может быть различным - от одного до многих. Это плотные структуры, состоящие из рибонуклеопротеидных фибрилл (комплексов РНК с белками), внутриядрышкового хроматина и гранул - предшественников субъединиц рибосом. Ядрышки формируются на определенных участках отдельных хромосом (вторичных перетяжках). Во время клеточного деления ядрышки исчезают, а в конце этого процесса синтезируются вновь. Понятие о кариотип. Каждая эукарио клетка имеет определенный набор хромосом - кариотип. Особенности кариотипа особей того или иного вида зависят от количества, размеров и формы хромосом. Стабильность кариотипа обеспечивает существование вида. Если вследствие мутаций кариотип организма изменяется, то такие мутантные формы уже не скрещиваются с особями с нормальным кариотипом.

Хромосомы - ядерные органеллы, в которых  размещены гены. Они заметны в  световой микроскоп в виде плотных  структур только во время клеточного деления. Основу хромосомы составляет двух цепочечная молекула ДНК, которая связана с ядерными белками и образует нуклеопротеиды (только в некоторых эукариот, например, панцирных жгутиковых, нет ядерных белков). Кроме того, в состав хромосом входят РНК и ферменты, нужные для их удвоение или синтеза иРНК. Молекулы ДНК в хромосомах расположены определенным образом. Ядерные белки образуют частицы-нуклеосомы, которые словно нанизанных на нить ДНК. Восемь-десять нуклеосом сочетаются в глобулы, между которыми помещаются отрезки молекулы ДНК. Благодаря мах, потому что эти молекулы в развернутом состоянии значительно длиннее хромосом (длина хромосом во время клеточного деления составляет в среднем 0,5-1 мкм, иногда - до 50 мкм, тогда как молекула ДНК может достигать нескольких сантиметров). Каждая хромосома состоит из двух продольных частей - хроматид. Когда клетка делится, хроматиды расходятся к дочерних клеток, благодаря чему последние получают одинаковую наследственную информацию от материнской клетки. Обе хроматиды сочетаются между собой в зоне первичной перетяжки, которая делит хромосому на участки-плечи. Если перетяжка расположена посередине, и плечи имеют одинаковые или почти одинаковые размеры, то хромосомы называют ривноплечовимы, если же размеры плеч существенно отличны-неривноплечовимы. В участке первичной перетяжки расположена центромера - пластинчатый творение в виде диска. К ней присоединяются нити веретена деления. Некоторые хромосомы имеют еще и вторичные перетяжки (зоны ядрышковых организаторов), где находятся гены, отвечающие за образование ядрышек. Число хромосом у разных видов может значительно варьировать. Так, хромосомный набор дрозофилы составляет всего 8 хромосом, тогда как в самых простых - радиолярий - до 1600 (как вы помните, у человека он включает 46 хромосом). Хромосомный набор ядра бывает гаплоидным, диплоидным или поли-плоидним. В гаплоидному наборе (условно обозначается 1n, или о таких организации достигается компактное размещение молекул ДНК в хромососто n) все хромосомы отличаются между собой. В диплоидном наборе (2п) каждая хромосома имеет себе пару, подобную по размерам и форме. Хромосомы, принадлежащих к одной пары, называют гомологичными, а к разным - негомологичных. Исключение составляют половые хромосомы, которые могут отличаться по строению у разных полов. Поэтому их называют гетерохромосомы, в отличие от неполовых - аутосом. Если число гомологичных хромосом превышает два, то такой хромосомный набор называют поли-плоидним (триплоидный - Зn,тетраплоидных - 4п т.д.).

Исследование  кариотипа имеет важное значение в систематике для распознавания морфологически близких видов (видов-двойников). Это направление систематики получил название кариосистематика. Например, два близких вида хомячков - китайский и даурский - различаются по числу хромосом (соответственно 22 и 20 в диплоидном наборе).

В период между клеточными делениями, как  отмечалось выше, хромосомы раскручиваются (деспирализуються) и становятся незаметными в световой микроскоп. В это время они существуют как нити плотного вещества - хроматина (дезоксирибонуклеопроте'їдні комплексы).

 

Функции ядра.

 Ядро  хранит наследственную информацию  и передает ее дочерним клеткам при делении. На молекулах ДНК в процессе транскрипции (переписывания информации) синтезируются молекулы иРНК, которые переносят информацию о структуре белков из ядра в места их синтеза в внеядерной цитоплазме. В ядре результате мутаций может меняться наследственная информация, что приводит наследственную изменчивость.

В ядрах  с участием ядрышек формируются  рибосомы, которые затем поступают в цитоплазму и участвуют в биосинтезе белков. Таким образом, благодаря реализации наследственной информации, закодированной в виде последовательности нуклеотидов молекулы ДНК, ядро ​​регулирует биохимические, физиологические и морфологические процессы в клетке.

Ведущую роль ядра в передаче наследственной информации можно проиллюстрировать таким опытом. Зеленые одноклеточные водоросли - аце-Табулярия по форме несколько напоминают грибы: они обладают высокой слоевище, подобную ножки гриба, а на ее верхушке расположен капе-люхоподибний диск. В основе слоевища размещено ядро. Различные виды аце-Табулярий различаются по форме диска. При экспериментальном сочетании средней части слоевища, лишенной ядра и диска, одного вида водоросли с нижней частью слоевища с ядром другого вида, на верхушке вновь слоевища регенерирует диск, присущий тому видовые, которому принадлежало ядро, а не потому, которому принадлежала средняя часть слоевища.

Подобные  результаты получены и в ходе опытов на животных клетках. Так, из яйцеклетки лягушки удаляли ядро ​​и вместо него помещали ядро ​​оплодотворенной  яйцеклетки тритона, в результате чего из яйцеклетки лягушки развивался тритон.

Ядро  является непременным структурным  компонентом всех еукарио политических клеток. Оно состоит из поверхностной двойной мембраны, имеющая отверстия (поры), и ядерного матрикса, который содержит ядерный сок (кариоплазму), ядрышки, опорные структуры и определенный набор хромосом.Хромосомы - внутриядерные органеллы, которые состоят преимущественно из белков и ДНК. Гены (участки молекулы ДНК) расположены в хромосомах и несут наследственную информацию. Совокупность хромосом клетки называется кариотипом.

Ядро  выполняет функции хранения наследственной информации и ее передачи дочерним клеткам во время клеточного деления.

2.Строение и работа устьечных аппаратов.

Устьица выполняют две основные функции: осуществляют газообмен и транспирацию (испарение).Устьице состоит из двух замыкающих клеток и устьичной щели между ними. К замыкающим примыкают побочные (околоустьичные) клетки. Под устьицем расположена воздушная полость. Устьица способны автоматически закрываться или открываться по мере необходимости. Это обусловлено тургорными явлениями.

Замыкающие  клетки фасолевидные, их стенки неравномерно утолщены — те, что обращены друг к другу — значительно толще остальных и практически не растягиваются. В них находится большое число хлоропластов и активно идет фотосинтез, в процессе которого накапливаются углеводы. Это приводит к повышению осмотического потенциала. Вода из соседних клеток устремляется в замыкающие клетки: их объем увеличивается, резко возрастает тургорное давление. При увеличении объема наружные тонкие стенки становятся вогнутыми и раздвигаются. Устьица открываются. В ночное время в результате прекращения фотосинтеза концентрация веществ в клеточном соке этих клеток уменьшается, тургор падает, устьица закрываются. Устьичная щель закрывается еще и при недостатке влаги, так как замыкающие клетки не способны в таких условиях поддерживать высокое тургорное давление.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 3.Опыление. Виды и способы опыления.

  Опыление — необходимое  условие для процесса оплодотворения, протекающего в цветке. Пыльца из пыльников так или иначе переносится на рыльце цветка. Различают два типа опыления — самоопыление и перекрестное опыление (ксеногамия) и несколько способов опыления. Если пыльца переносится в пределах данного цветка или данной особи, то в этом случае происходит самоопыление. Различают разные формы самоопыления: автогамию, когда рыльце опыляется пыльцой того же цветка, гейтоногамию (соседственое опыление), когда рыльце опыляется пыльцой других цветков той же особи, и, наконец, клейстогамию, когда самоопыление происходит в закрытых, нераспускающихся цветках. Эти разные формы самоопыления в генетическом отношении вполне равноценны.

   Если перенос пыльцы  осуществляется между цветками  разных особей, то в этом случае  происходит перекрестное опыление. Перекрестное опыление — основной  тип опыления цветковых растений. Он свойствен подавляющему большинству их. В цветках весьма обычны специальные устройства морфологического и физиологического характера, предотвращающие или по крайней мере ограничивающие самоопыление. Таковы двудомность, дихогамия, само несовместимость, гетеростилия и др. Однако в них имеются также приспособления к самоопылению, способствующие последнему в том случае, когда перекрестное опыление по каким-либо причинам не произойдет. Иначе говоря, цветок допускает возможность не только перекрестного опыления, но и самоопыления.

    Перекрестное опыление осуществляется следующими способами: с помощью насекомых (энтомофилия), птиц (орнитофилия), летучих мышей (хироптерофилия) или агентов неживой природы — ветра (анемофилия) и воды (гидрофилия). В соответствии с этим можно говорить о биотическом и абиотическом опылении. Перекрестное опыление обусловливает обмен генами и интеграцию мутаций, поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяции, определяет единство и целостность вида. Это создает широкое поле для деятельности естественного отбора.

    Самоопыление, особенно  постоянное, рассматривается как  вторичное явление, вызванное крайними условиями среды, неблагоприятными для перекрестного опыления. Оно выполняет тогда страхующую функцию. Постоянное самоопыление трактуется как тупик эволюционного развития. В этом случае происходит расщепление вида на серию чистых линий и затухание процессов микро эволюции. В этой правильной, но односторонней точке зрения на эволюционное значение самоопыления нашла отражение идея Дарвина, что «природа питает отвращение к постоянному самооплодотворению». Этот афоризм, как указывал сам Ч. Дарвин (1876), будет ошибочным, если исключить из него слово «постоянному». Указав на вредное действие постоянного самоопыления, Дарвин отнюдь не отрицал его значения вообще. В «Автобиографии» (1887) он писал: «Мне следовало решительнее, чем я это сделал, настаивать на существовании многочисленных приспособлений, к самоопылению».

   Отрицательное значение  для эволюции постоянного самоопыления  не вызывает сомнений. Однако из работ Дарвина отнюдь не вытекает, что самоопыление всегда имеет отрицательные последствия. По современным представлениям, для прогрессивной эволюции необходимо как свободное скрещивание, так и некоторое ограничение его. Перекрестное опыление повышает уровень гетерозиготности в популяции, а самоопыление, наоборот, вызывает гомозиготизацию ее. Самоопыление влечет за собой в сущности изоляцию новых форм, т. е. обособляет и фиксирует в чистых линиях благоприятные результаты предшествующего перекрестного опыления. В этом и заключается положительное значение для эволюции сочетания в ряду поколений самоопыления и перекрестного опыления.

 Обоеполость и энтомофильность цветка представляют первичное явление. В цветках первых покрытосеменных наряду с весьма примитивной энтомофилией, вероятно, осуществлялось также самоопыление. Обоеполость цветка способствовала самоопылению, поскольку приспособления к ограничению его еще не были развиты. Разделение полов в цветке ограничивает или вполне исключает самоопыление. Оно привело к образованию разных половых типов цветковых растений.