Физиология растительной клетки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Января 2013 в 14:45, практическая работа

Краткое описание

Презентация по биологии на тему: Физиология растительной клетки

Прикрепленные файлы: 1 файл

2. физиология раст клетки.ppt

— 1.77 Мб (Скачать документ)

 

 

 

 

Физиология растительной  клетки

 

 

 

 

  • Основные физиологические функции растения - питание, дыхание, рост, развитие, размножение - по сути своей процессы превращения веществ и энергии внутри растительного организма.
  • Задачи физиологии растений
  • Изучение закономерностей жизнедеятельности растений.
  • Разработка теоретических основ получения максимальных урожаев сельскохозяйственных культур.
  • Разработка установок для осуществления процессов фотосинтеза в искусственных условиях.

 

 

 

 

 

  • Основные направления в современной физиологии растений следующие:
  • Биохимическое - выявление химической природы механизмов физиологических функций (дыхания, фотосинтеза, питания, биосинтеза органических веществ),
  • Биофизическое - разработка вопросов энергетики клетки, физико-химических закономерностей физиологических функций,
  • Онтогенетическое - исследование возрастных закономерностей развития растений,
  • Эволюционное - исследование филогенеза видов растений, изучение взаимодействия генотипа растения и влияния окружающей среды,
  • Экологическое - раскрытие зависимости внутренних процессов в растении от условий внешней среды и обоснование оптимальных технологических условий возделывания растений.

 

 

 

 

  • Основными методами, использующими в физиологии растений являются:
  • лабораторно-аналитический,
  • полевой,
  • меченых атомов,
  • электронной микроскопии,
  • электрофоретический,
  • хроматографический.

 

 

 

 

Органоиды клетки

 

  • В цитозоле любой (не только растительной) современной эукариотической клетки находятся следующие органеллы:
  • 1) ядро — содержит основную часть генома и является местом синтеза ДНК и РНК;
  • 2) эндоплазматический ретикулум (ЭР) — место синтеза большинства липидов клетки, а также белков, предназначенных для органелл или секреции;
  • 3) аппарат Голъджи (АГ)— место сортировки и модификации белков и липидов, получаемых от эндоплазматического ретикулума;
  • 4) митохондрии — «энергетические станции клетки», основное место синтеза АТФ, имеют собственный геном и белоксинтезирующую систему;
  • 5) пероксисомы — здесь происходят многие окислительные процессы;
  • 6) лизосомы (в растительных клетках — литические вакуоли) — место компартментации литических ферментов.

 

 

 

 

Органоиды клетки

 

  • Растительная клетка наряду с этими органеллами обязательно содержит:
  • 1) пластиды — органеллы, выполняющие различные функции в зависимости от типа клетки, в которой находятся; основная функция — фотосинтез; имеют собственный геном и белоксинтезирующую систему;
  • 2) вакуоли — органеллы, выполняющие несколько функций, в том числе литические (литические вакуоли) и запасающие (запасающие вакуоли).

 

 

 

 

Происхождение органоидов  клетки

 

  • Двухслойная ядерная оболочка образовалась из глубокого впячивания плазматической мембраны.
  • В результате часть цитоплазмы оказалась изолированной от остального пространства клетки.
  • Следовательно, внутреннее пространство ядра происходит из цитозоля и при определенных условиях эти пространства могут объединиться.
  • Известно, что во время митоза у высших эукариот ядерная оболочка разрушается и содержимое ядра полностью смешивается с цитозолем.
  • Этого не происходит ни с одной другой мембранной органеллой.

 

 

 

 

Происхождение органоидов  клетки

 

  • Эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и вакуоли образовались, по-видимому, также за счет впячивания плазматической мембраны с последующим «отшнуровыванием».
  • Пероксисомы представляются «потомками» древних органелл, возникших для защиты клеток от кислорода, накопившегося в атмосфере в результате оксигенного фотосинтеза.

 

 

 

 

  • внутриклеточные компартменты эукариотической клетки можно разделить на пять групп:
  • 1) ядро и цитозоль — разделены мембраной, выполняют разные функции, но топологически эквивалентны;
  • 2) митохондрии;
  • 3) пластиды
  • 4) пероксисомы;
  • 5) эндомембранная система клетки — остальные мембранные органеллы: ЭР, аппарат Гольджи, вакуоли, транспортные везикулы.
  • Целесообразность объединения последней группы органелл в одну систему вытекает не только из эволюционной схемы, но и по функциональным признакам.

 

 

 

 

Транспорт и сортировка  белков в клетке

 

  • Существуют два магистральных пути транспорта белков, которые начинаются в разных местах цитоплазмы

 

 

 

 

Транспорт и сортировка  белков в клетке

 

Первая транспортная ветвь обеспечивает белками пластиды, митохондрии, ядро и пероксисомы

  • Синтез этих белков происходит на свободных рибосомах цитозоля
  • Белки, предназначенные для транспорта, содержат сигналы сортировки, направляющие их в соответствующие органеллы.
  • Подобными сигналами обычно служат один или несколько участков белка, которые называют сигнальными или лидерными пептидами.
  • В мембране органеллы находится специальный белок-транслокатор, который «узнает» сигнальный пептид.
  • Молекула транспортируемого белка должна развернуться, чтобы подобно нитке развернувшегося клубка «продеться» через «игольное ушко» белка-транслокатора
  • Не имеющие сигнальный пептиды остаются в цитозоле
  • С момента выхода белка в цитозоль до поступления его в органеллу проходит не более 1-2 мин.

 

 

 

 

Транспорт и сортировка  белков в клетке

 

  • Другая транспортная ветвь Секреторный путь – для секретируемых белков необходимых для органелл эндомембранной системы и плазмалеммы
  • Образующиеся белки пере­носятся в ЭР по мере их синтеза, т.е. котрансляционно.
  • Это означает, что очередной участок полипептидной цепи сразу после синтеза пересекает мембрану ЭР.
  • Белки прикрепляются к мембране ЭПР или попадают в просвет ЭПР и становятся трансмембранными (интегральные, заякоренные).
  • Транспорт происходит последовательно (до нескольких часов)

 

 

 

 

 

 

 

Пути транспорта белков  различаются по механизму переноса  молекул

 

  • Для цитозольного пути возможен только мономолекулярный механизм транспорта белков, при котором каждая молекула белка индивидуально пересекает мембрану через соответствующий транслокатор.
  • Для секреторного пути характерен везикулярный механизм транспорта белковых молекул, который опосредован транспортными пузырьками (везикулами).
  • Везикулы отшнуровываются от одного компартмента, при этом происходит захват определенных молекул из его полости.
  • Затем везикулы сливаются с другим компартментом, доставляя в него свое содержимое.
  • При везикулярном транспорте белки не пересекают никаких мембран, транспорт возможен только между топологически эквивалентными компартментами.
  • Везикулярный механизм транспорта избирательно контролируется с помощью специальных белков, выполняющих функции сигналов сортировки.
  • В транспортный пузырек белок попадает, если его сигнал сортировки связывается с рецептором на мембране везикулы.
  • В настоящее время в составе белков установлены лишь некоторые сигналы сортировки, большинство комплементарных им мембранных рецепторов остаются пока неизвестными.

 

 

 

 

Плазмалемма

 

липидный бислой с большим количеством  белков. Основу липидного бислоя составляют  фосфолипиды. Помимо них в состав липидного слоя входят гликолипиды и стерины.

Липиды достаточно активно перемещаются  в пределах своего монослоя, но возможны  и их переходы из одного монослоя в другой.

Такой переход, называемый «флип-флоп»

 Осуществляется ферментом флипазой.

 

 

 

 

Плазмалемма

 

  • Мембранные белки связаны с липидным бислоем различными способами.
  • Периферийные белки ассоциированы с мембраной за счет присоединения к интегральным белкам или липидному бислою слабыми связями: водородными, электростатическими, солевыми мостиками.
  • Они в основном растворимы в воде и легко отделяются от мембраны без ее разрушения.
  • Некоторые периферийные белки обеспечивают связь между мембранами и цитоскелетом.
  • Интегральные белки мембран нерастворимы в воде.
  • Как минимум один из доменов интегрального белка встроен в гидрофобную часть бислоя мембраны, поэтому интегральный белок, как правило, не может быть удален из мембраны без ее разрушения.

 

 

 

 

Плазмалемма

 

  • Заякоренные белки фиксируются в мембране за счет специальной молекулы, в качестве которой могут выступать жирная кислота (ЖК), стерин, изопреноид или фосфатидилинозитол.

 

  • Белки, связанные с изопреноидами (пренилированные белки) или жирной кислотой, соединяются с эндоплазматической (внутренней) поверхностью мембраны.

 

 

 

 

Структурные особенности  плазмалеммы

 

  • Жирнокислотный состав. Основными жирными кислотами плазмалеммы являются пальмитиновая (16:0), олеиновая (18 :1;), линолевая (18:2;) и линоленовая (18:3;).

 

  • Набор стероидов. В плазмалемме, как и во всех мембранах растительной клетки, почти нет холестерина. Его заменяют Фитостерины .

Информация о работе Физиология растительной клетки