СТРУКТУРНО- ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ РОСТА РАСТЕНИЙ

реклама
СТРУКТУРНОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ
ОСНОВЫ РОСТА
РАСТЕНИЙ
МЕРИСТЕМЫ
Меристемы (от греч. «меристос» — делимый),
или образовательные ткани,
обладают способностью к делению и
образованию новых клеток
За счет меристем формируются все прочие ткани,
которые еще называют постоянными,
и осуществляется длительный (в течение всей
жизни) рост растения.
ОСОБЕННОСТИ МЕРИСТЕМАТИЧЕСКИХ КЛЕТОК:
¾форма клеток в виде изодиаметрических многогранников;
¾клетки плотно сомкнуты, как правило, без межклетников;
¾ густая цитоплазма, провакуоли очень мелкие или отсутствуют;
¾сравнительно крупное ядро (относительно размеров клетки в
целом);
¾практически все органоиды
находятся в стадии
становления;
¾симпластический тип роста;
¾высокая метаболическая
активность
СПОСОБЫ КЛАССИФИКАЦИИ МЕРИСТЕМ:
¾ПО ПРОИСХОЖДЕНИЮ;
¾ПО ПОЛОЖЕНИЮ В РАСТЕНИИ;
¾ПО АКТИВНОСТИ
ТИПЫ РОСТА РАСТЕНИЙ:
1) верхушечный (апикальный) рост –
процесс увеличения линейных размеров органа
растения вдоль его морфологической оси путем
удлинения верхушки этой оси
Рост в длину за счет
верхушки органа
Осуществляется за счет
апикальных меристем.
Характерен для роста
таких органов растения
как корень и стебель
ТИПЫ РОСТА РАСТЕНИЙ:
2) базальный рост – увеличение линейных
размеров органа растения вдоль его морфологической
оси путем нарастания базального (нижнего) конца
Рост в длину за счет нижней
части органа
Например, рост
черешка листа,
иногда рост боковых
побегов
ТИПЫ РОСТА РАСТЕНИЙ:
3) интеркалярный рост – увеличение линейных
размеров органа растения вдоль морфологической оси
путем нарастания его средней части
Рост в длину за счет
средней части органа
Характерен для
роста междоузлий
злаков
ТИПЫ РОСТА РАСТЕНИЙ:
4) тангентальный рост – процесс увеличения
линейных размеров органов растения в направлении
перпендикулярном их морфологической оси.
Рост в толщину
Обусловлен периклинальными
делениями клеток. Это такой тип
клеточных делений, при котором
образующаяся между двумя
дочерними клетками поперечная
перегорода располагается
параллельно поверхности органа
ТИПЫ РОСТА РАСТЕНИЙ:
5) радиальный рост – увеличение размеров органов в
направлении перпендикулярном их морфологической оси,
обусловленное антиклинальными делениями клеток
Рост в толщину
Это такой тип клеточных
делений, при котором
перегородка между двумя
дочерними клетками
располагается
перпендикулярно поверхности
органа растения
Различают три фазы роста клеток:
1) эмбриональную;
2) растяжения;
3) дифференциации
ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ФАЗА РОСТА КЛЕТОК
•Протекает в меристемах
•Включает деление клеток (репродукция),
увеличение массы их протоплазмы и ядра
•Жизненный цикл клетки (клеточный цикл)
состоит из интерфазы и митоза
ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ФАЗА РОСТА КЛЕТОК
Клеточный цикл
G1– пресинтетический период,
S – синтетический период,
G2 - постсинтетический период,
М – митоз
ЭМБРИОНАЛЬНАЯ ФАЗА РОСТА КЛЕТОК
R2
D
G2
М
S
G1
R1
D
D - дифференцировка
R1 и R2 - состояние покоя
После
полного
завершения
митоза
возможна
инициация
следующего клеточного цикла
или переход клетки к в фазу
покоя,
а
затем
к
дифференцировке.
Специализированные
клетки
обычно возникают в результате
выхода из клеточного цикла в
G1-периоде, и гораздо реже,
в G2-периоде
ФАЗА РОСТА КЛЕТКИ РАСТЯЖЕНИЕМ
Включает три этапа:
1) подготовительный;
2) собственно растяжение;
3) остановка растяжения
ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КЛЕТОК
Приобретение структурных и функциональных
различий между клетками
Традиционно недифференцированными считают:
1) делящиеся клетки эмбриона;
2) меристематические клетки;
3) клетки каллусной и суспензионной культуры in vitro
ДИФФЕРЕНЦИРОВКА КЛЕТОК
ТИПЫ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ
Биохимическая дифференцировка – возникновение различий в
составе белков-ферментов, в способности к синтезу запасных
веществ или вторичных метаболитов и др.
Структурная дифференцировка – возникновение различий по
морфологическим признакам (различная толщина и структура
клеточной стенки, форма клеток, разная степень их вакуолизации,
особенности развития тех или иных органелл)
Физиологическая дифференцировка – формирование между
клетками различий, приводящих к выполнению ими разных
функций (например, различий между клетками разных тканей)
МЕХАНИЗМ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ
!Биохимическая дифференцировка
предшествует другим ее типам.
В ее основе лежит дифференциальная
экспрессия генов.
Таким образом, дифференцировкой можно
назвать процесс изменения профиля генной
активности, приводящий к дальнейшему
изменению функции клеток
МЕХАНИЗМ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ
В результате дифференциации в структуре и функциях клетки
появляются характерные особенности, определяющие ее
принадлежность к конкретной специализированной ткани
СТАРЕНИЕ И ГИБЕЛЬ КЛЕТОК
Для стареющих клеток характерно:
• преобладание гидролитических
синтетическими;
процессов
над
• снижение содержания РНК, белков;
• повышение активности пероксидазы и кислых
протеаз;
• увеличение проницаемости мембран;
• разрушение хлорофилла и хлоропластов и др.
ДЕДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КЛЕТОК
Дедифференциация (потеря специализации) процесс обратный дифференцировке
Дедифференцировка in vitro приводит к
образованию каллуса
ДЕДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КЛЕТОК
Дедифференцировка приводит к упрощению
структуры и некоторой стандартизации клеток,
которые затем переходят к активным делениям
R2
D
G2
М
S
G1
R1
D
ТЕРМИНАЛЬНАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА
Терминальная дифференцировка – необратимый
процесс, после которого клетка не может
дедифференцироваться и реализовать свою
тотипотентность
Характерна для:
•мертвых клеток ксилемы;
•клеток ситовидных элементов, не имеющих ядра;
•клеток механических волокон
Скачать