Шпаргалка по "Ботанике"

1. Клетка как функциональная и структурная единица организма. Ее строение и универсальные функции. Клетки тканей растений и животных имеют различную форму и размеры в зависимости от выполняемых ими функций. Диаметр большинства клеток колеблется от 10 до 100 мкм. Самые мелкие клетки имеют размеры около 4 мкм. Однако встречаются и очень крупные клетки, видимые невооруженным глазом (клетки мякоти арбуза, яйцеклетки). По форме клетки могут быть округлые, многоугольные, палочковидные, звездчатые, отростчатые, цилиндрические, кубические и др. Клетка представляет собой элементарную живую систему, состоящую из трех основных структурных компонентов - оболочки, цитоплазмы и ядра. Цитоплазма и ядро образуют протоплазму. Строение животной клетки: 1 - Пероксисома, 2 - Клеточная мембрана, 3 - Ядро, 4 - Ядрышко, 5 - Митохондрии, 6 - Эндоплазматическая сеть, 7 - Аппарат Гольджи, 8 - Хромасома, 9 - Ядерная оболочка, 10 - Центриоли, 11 - Лизосома, 12 - Цитоплазма Оболочка клетки, как правило, представлена комплексом биологических мембран. Биологическая (элементарная) мембрана отграничивает содержимое клетки от внешней среды, образует стенки большинства органоидов и оболочку ядра, разделяет содержимое цитоплазмы на отдельные отсеки. Цитоплазматическая мембрана - плазмалемма (одна или несколько элементарных мембран, плотно прилегающих друг к другу, покрывающих клетку) участвует в обменных процессах клетки с окружающей средой. Она образует выросты, впячивания, складки, микроворсинки, которые многократно увеличивают поверхность клетки. Таким образом, цитоплазматическая мембрана выполняет следующие основные функции:* отграничивает и защищает клетку от воздействий окружающей среды; * регулирует обмен веществ и энергии между клеткой и внешней средой; * обеспечивает связь между клетками в тканях многоклеточного организма;

* выполняет рецепторную функцию. Цитоплазма составляет основную массу клетки. Она на 85% состоит из воды и на 10% - из белков. Остальной объем приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений. В цитоплазме различают гиалоплазму, органоиды и включения. Митохондрии видны в световой микроскоп в виде гранул, палочек, нитей величиной от 0,5 до 7 мкм. Они имеются во всех клетках, однако число их колеблется в широких пределах (от нескольких единиц до нескольких тысяч). Эндоплазматическая сеть представлена системой каналов и полостей, образованных элементарными мембранами и пронизывающих всю гиалоплазму клетки. Рибосомы представляют собой мелкие сферические органоиды размером от 15 до 35 нм, состоящие из двух неравных субъединиц и содержащие примерно равное количество белка и РНК. Комплекс (аппарат) Гольджи выявляется в световом микроскопе в животных клетках в виде сложной сети, расположенной вокруг ядра (сетчатый комплекс). Лизосомы - шаровидные тельца диаметром от 0,2 до 1 мкм.Образование лизосом происходит в комплексе Гольджи. Клеточный центр (центросома) - органоид, расположенный вблизи ядра, состоящий из двух мелких гранул - центриолей, окруженных  лучистой сферой. Вакуоли представляют собой участки гиалоплазмы растительных клеток и простейших, ограниченные элементарной мембраной Вакуоли растений содержат клеточный сок и поддерживают тургорное давление. Вакуоли простейших можно разделить на две группы * пищеварительные, в которые поступают гидролитические ферменты лизосом и в которых происходит внутриклеточное пищеварение;  * сократительные, собирающие и выводящие за пределы клетки продукты диссимиляции и излишки воды и тем самым поддерживающие осмотическое давление клетки. Пластиды - органоиды, содержащиеся только в растительных клетках. Включения - это непостоянные компоненты цитоплазмы, содержание которых меняется в зависимости от функционального состояния клетки. Ядро является обязательным компонентом всех клеток.  Ядро выполняет две главные функции: * хранение и воспроизведение наследственной информации,  * регуляцию процессов обмена веществ, протекающих в клетке. В процессе деления клеток структуры ядра претерпевают значительные изменения. В интерфазном ядре различают: ядерную оболочку, ядерный сок, хроматин и ядрышки. Ядерная оболочка  представлена двумя биологическими мембранами, Основная функция ядерной оболочки - регуляция обмена веществ. Кроме того, она выполняет защитную функцию. происходит формирование субъединиц рибосом, которые затем выходят в цитоплазму через поры в ядерной оболочке. 

2.химический состав строение и функции клеточной стенки. Клетка бактерий одета плотной оболочкой. Этот поверхностный слой, расположенный снаружи от цитоплазматической мембраны, называют клеточной стенкой. Стенка выполняет защитную и опорную функции, а также придает клетке постоянную, характерную для нее форму (например, форму палочки или кокка) и представляет собой наружный скелет клетки. Эта плотная оболочка роднит бактерии с растительными клетками, что отличает их от животных клеток, имеющих мягкие оболочки. Внутри бактериальной клетки осмотическое давление в несколько раз, а иногда и в десятки раз выше, чем во внешней среде. Поэтому клетка быстро разорвалась бы, если бы она не была защищена такой плотной, жесткой структурой, как клеточная стенка. Толщина клеточной стенки 0,01--0,04 мкм. Она составляет от 10 до 50% сухой массы бактерий. Количество материала, из которого построена клеточная стенка, изменяется в течение роста бактерий и обычно увеличивается с возрастом. Основным структурным компонентом стенок, основой их жесткой структуры почти у всех исследованных до настоящего времени бактерий является муреин (гликопептид, муко-пептид). Это органическое соединение сложного строения, в состав которого входят сахара, несущие азот, -- аминосахара и 4--5 аминокислот 

3.Мембраны ,как главный элемент клеточных структур. СТРОЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН Кле́точная мембра́на (или цитолемма, или плазмалемма, или плазматическая мембрана) отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая ее целостность; регулируют обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки --  органеллы, в которых поддерживаются определенные условия внутриклеточной среды. Клеточная стенка, если таковая у клетки имеется (обычно есть у растительных клеток), покрывает клеточную мембрану. Клеточная мембрана представляет собой двойной слой (бислой) молекул класса липидов, большинство из которых представляет собой так называемые сложные липиды -- фосфолипиды. Молекулы липидов имеют гидрофильную («головка») и гидрофобную («хвост») часть. Биологические мембраны образуют наружную оболочку всех животных клеток и формируют многочисленные внутриклеточные органеллы. Функции мембран: Барьерная функция выражается в том, что мембрана при помощи соответствующих механизмов участвует в создании концентрационных градиентов, препятствуя свободной диффузии. Регуляторная функция заключается в тонкой регуляции внутриклеточного содержимого и внутриклеточных реакций за счет рецепции внеклеточных биологически активных веществ, что приводит к изменению активности ферментных систем мембраны и запуску механизмов вторичных "мессенджеров" ("посредники"). Контактная функция клеточной мембраны заключается в организации зон специфического или неспецифического контакта между клетками с образованием тканевой структуры. При этом в области контакта возможен обмен ионами, медиаторами, макромолекулами между клетками, или передача электрических сигналов.

5. Митохондрии их строение и функции.(от гр. mitos -- «нить», chondrion -- «зернышко, крупинка») -- это постоянные мембранные органеллы округлой или палочковидной (нередко ветвящейся) формы. Толщин -- 0,5 мкм, длина -- 5--7 мкм. Количество митохондрий в большинстве животных клеток -- 150--1500; в женских яйцеклетках -- до нескольких сотен тысяч, в сперматозоидах -- одна спиральная митохонондрия, закрученная вокруг осевой части жгутика. Основные функции митохондрий: 1)играют роль энергетических станций клеткок. В иих протекают процессы окислительного фосфорилирования (ферментативного окисления различных веществ с последующим накоплением энергии в виде молекул аденозинтрифосфата --АТФ); 2)хранят наследственный материал в виде митохондриальной ДНК. Митохондрии для своей работы нуждаются в белкаx, закодированных в генах ядерной ДНК, так как собственная митохондриальная ДНК может обеспечить митохондрии  лишь несколькими белками. Строение митохондрий  Митохондрия имеет две мембраны: наружную (гладкую) и внутреннюю (образующую выросты -- листовидные (кристы) и трубчатые (тубулы)). Мембраны различаются по химическому составу, набору ферментов и функциям. У митохондрий внутренним содержимым является матрике -- коллоидное вещество, в котором с помощью электронного микроскопа были обнаружены зерна диаметром 20--30 нм (они накапливают ионы кальция и магния,запасы питательных веществ,например,гликогена). 

7. Аминокислоты строение физические химические свойства, классификация.

АМИНОКИСЛОТЫ, органические к-ты, содержащие одну или несколько аминогрупп. В зависимости от природы кислотной ф-ции аминокислоты подразделяют на аминокарбоновые, например H2N(CH2)5COOH, аминосульфоновые, например H2N(CH2)2SO3H, аминофосфоновые, например H2NCH[Р(О)(ОН)2]2, и аминоарсиновые, например H2NC6H4AsO3H2. название аминокислоты производят от названия соответствующей к-ты; взаимное расположение в углеродной цепи карбоксильной и аминной групп обозначают обычно цифрами, в нек-рых случаях - греч. буквами. Однако, как правило, пользуются тривиальными названиями аминокислот. Структура и физические свойства. По физ. и ряду хим. свойств аминокислоты резко отличаются от соответствующих к-т и оснований.  Они лучше раств. в воде, чем в орг. растворителях; хорошо кристаллизуются; имеют высокую плотность и исключительно высокие т-ры плавления (часто разложения). Эти св-ва указывают на взаимод. аминных и кислотных групп, вследствие чего аминокислоты в твердом состоянии и в р-ре (в широком интервале рН) находятся в цвиттер-ионной форме. Напр., для глицина кислотно-основное равновесие: Физические свойства Аминокислоты -- бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Многие из них обладают сладким вкусом. Общие химические свойства Все аминокислоты амфотерные соединения, они могут проявлять как кислотные свойства, обусловленные наличием в их молекулах карбоксильной группы  --COOH, так и основные свойства, обусловленные аминогруппой  --NH2. Аминокислоты взаимодействуют с кислотами и щелочами:(хлороводородная соль глицина) (натриевая соль глицина)

Растворы аминокислот в воде благодаря этому обладают свойствами буферных растворов, т.е. находятся в состоянии внутренних солей. Аминокислоты обычно могут вступать во все реакции, характерные для карбоновых кислот и аминов Важной особенностью аминокислот является их способность к поликонденсации, приводящей к образованию полиамидов, в том числе пептидов, белков, нейлона, капрона. 

9. Моносахариды их строение и функции в растении. Моносахариды - производные многоатомных спиртов, содержащие карбонильную группу. В зависимости от положения в молекуле карбонильной группы моносахариды подразделяют на альдозы и кетозы. Альдозы содержат функциональную альдегидную группу -НС=О, тогда как кетозы содержат кетонную группу >С=О. Название моносахарида зависит от числа составляющих его углеродных атомов, например альдотриозы, кетотриозы, альдогексозы, кетогексозы и т.д. Моносахариды по строению можно отнести к простым углеводам, так как они не гидролизуются при переваривании, в отличие от сложных, которые при гидролизе распадаются с образованием простых углеводов. В пище человека (фрукты, мёд, соки) содержится небольшое количество моносахаридов, в основном глюкоза и фруктоза. Глюкоза является альдогексозой. Она может существовать в линейной и циклической формах. Фруктоза является кетогексозой (кетогругша находится у второго углеродного атома). Фруктоза так же, как и глюкоза, существует в циклической форме, образуя α- и β-аномеры Моносахариды и их производные выполняют, во-первых, энергетическую функцию: окислительное расщепление этих соединений дает организму 55-60 % необходимой ему энергии4. Во-вторых, промежуточные продукты распада моносахаридов и их производных используются в клетках для синтеза других необходимых клетке веществ, в том числе соединений других классов; так, из промежуточных продуктов метаболизма глюкозы в клетках могут синтезироваться липиды и заменимые аминокислоты, правда, в последнем случае необходим дополнительный источник атомов азота аминогрупп. В третьих, моносахариды и их производные выполняют структурную функцию, являясь мономерными единицами других, более сложных молекул, таких как полисахариды или нуклеотиды. 

10. Запасные формы углеводов. Сахара зеленого растения служат основой для всех синтезов в живых организмах, так как углеводы поставляют скелеты для построения всех «кирпичей» организма. Из них синтезируются азот-, серо- и фосфорсодержащие соединения. Запасными формами углеводов в растении являются полисахарид крахмал и дисахарид сахароза, или тростниковый сахар. Транспортируемые формы углеводов, глюкоза и сахароза, как уже указано выше, переносятся с током ассимилятов в не зеленые части растения, в том числе в запасающие органы (ствол, корни, луковицы, клубни, плоды, семена и др.). Там они вновь полимеризуются в крахмал, важнейший «резерв» энергии и вещества в растении. Лишь в листьях, как уже упомянуто, а также в стеблях сахарного тростника и корнеплодах сахарной свеклы функции запасания вещества и энергии выполняет сахароза. Накопление сахарозы в этих культурных растениях имеет очень большое хозяйственное значение, так как из них получают тростниковый или свекольный сахар. Путем селекции получены высокопродуктивные сорта, содержащие сахар в чрезвычайно высокой концентрации. Из корнеплодов сахарной свеклы изготавливают также мелассу (патоку) и свеклосахарный жом, которые употребляют в корм скоту. Но чаще резервным веществом служит крахмал, а не сахароза. Богаты крахмалом такие органы растений, как клубни картофеля, зерновки злаков, семена бобовых. В этих запасающих органах крахмал откладывается в специфической форме крахмальных зерен, строение и свойства которых различаются у разных видов растений, благодаря чему можно микроскопически определить происхождение крахмала. Этот крахмал, имеющий столь большое значение для питания, называют запасным крахмалом, или «вторичным крахмалом», так как он вторично синтезирован из притекающей глюкозы или сахарозы. «Первичным» называют крахмал, который образуется в хлоропластах в процессе фотосинтетической ассимиляции. Поскольку «в разгар» фотосинтеза в хлорофилловых зернах часто накапливается слишком много синтезированных Сахаров, то они не могут сразу оттекать из хлоропластов и полимеризуются в крахмал, который можно рассматривать как гигантскую запасную форму глюкозы