План-конспект лекций

Лекция № 1. Введение

Морфология растений как наука. Задачи и методы морфологии растений

Морфология растений – раздел ботаники, ее предмет и объекты изучения, значение для других общих и частных ботанических дисциплин. Подразделение морфологии растений на морфологию растений в узком смысле слова и анатомию растений. Принцип выделения из анатомии растений таких наук как цитология, гистология и органография. Задачи, решаемые морфологией растений, соответствующие задачам направления развития этой науки и ее подразделы: описательная, сравнительная, физиологическая, экологическая, онтогенетическая и эволюционная морфология растений.

Общие методы морфологии растений: метод наблюдения, метод эксперимента и метод умозаключений. Задачи морфологии растений, решаемые с помощью каждого из этих методов. Специфика исследований в области эволюционной морфологии растений, источники, из которых она черпает материал для умозаключений. Частный метод эволюционной морфологии растений – метод построения морфогенетических рядов. Имевшие место в морфологической эволюции растений явления, затрудняющие использование метода построения морфогенетических рядов: гетеробатмия, редукция, абортирование, аналогия и гомология органов и структур.

Особенности и основные этапы морфологической эволюции растений

Основной принцип прогрессивной морфологической эволюции организмов – принцип дифференциации тела. Автотрофный тип питания растений и обусловленный им абсорбтивный способ питания растений. Связанные с типом и способом питания особенности морфологической эволюции растений: увеличение размеров тела путем линейного роста и ветвления, переход к прикрепленному образу жизни, приобретение способности к неограниченному росту.

Начальные этапы морфологической эволюции растений, протекавшие в водной среде. Одноклеточные, сифональные, колониальные водоросли. Возникновение многоклеточности – появление неограниченных возможностей для дифференциации тела. Нитчатые, разнонитчатые, пластинчатые и паренхиматозные водоросли. Степень дифференциации тела у водорослей и причина того, что она не достигает высоких значений. Зачатки тканей и органов у бурых водорослей.

Выход многоклеточных растений на сушу – мощный толчок для дифференциации тела на ткани и органы. Необходимость появления в условиях наземно-воздушной среды покровных, всасывающих, проводящих и механических тканей, обособления ассимиляционной ткани – хлоренхимы. Риниофиты – первопоселенцы суши и наиболее древние высшие растения, переходный характер организации их тела: наличие тканей и отсутствие настоящих органов. Дальнейшее освоение почвенно-воздушной среды риниофитами и связанное с ним расчленение тела на подземный и надземный органы – корень и побег, соответственно. Основные отделы высших растений: Моховидные, Плауновидные, Хвощевидные, Папоротниковидные, Голосеменные и Покрытосеменные, или Цветковые. Все отделы, кроме Моховидных, относят к сосудистым высшим растениям, поскольку их представители обладают специализированными водопроводящими тканями, которые не характерны для моховидных. Среди сосудистых высших растений выделяют споровые сосудистые (плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные) и семенные (голосеменные, покрытосеменные). Моховидные являются споровыми бессосудистыми растениями.

Основные вегетативные органы высшего растения

Деление тела высшего растения на вегетативные и генеративные органы. Представление о «железной триаде» вегетативных органов. Современные взгляды на вопрос о количестве основных вегетативных органов. Аргументы в пользу того, что таких органов два, а не три. Деление побега на органы второго порядка – стебель и листья. Типы роста вегетативных органов растения: верхушечный, вставочный, базальный; их сущность. Ветвление органов как увеличение числа осей. Два типа ветвления – верхушечное и боковое; принципиальное отличие между ними, преимущества бокового ветвления. Полярность органов как проявление их дифференциации вдоль продольной оси. Симметрия органов – пропорциональность в расположении их боковых частей относительно продольной оси , при которой через орган можно провести одну или более плоскостей симметрии. Типы симметрии, характерные для органов высшего растения.

Лекция № 2. Растительная клетка. Протопласт.

Общие представления о строении клетки растений

Открытие растительной клетки Р. Гуком в !665 г. Дальнейшая история изучения растительной клетки, связанная с совершенствованием микроскопической техники. Современные представления о строении клетки растений. Подразделение всех структурных компонентов растительной клетки на протопласт и производные протопласта. Протопласт – живое содержимое клетки, состоящее из ядра и цитоплазмы. Структурные компоненты цитоплазмы. Производные протопласта – продукты его жизнедеятельности (клеточный сок вакуолей, клеточные включения, клеточная оболочка).Отличия растительной клетки от клетки животных. Размеры и форма растительных клеток. Два основных типа растительных клеток в зависимости от их формы – паренхимные и прозенхимные клетки.

Принцип мембранной организации цитоплазмы. Гиалоплазма

Установление принципа мембранной организации цитоплазмы – одно из крупных последних достижений цитологии. Суть принципа: в основе строения цитоплазмы лежат биологические мембраны. Химический состав биологических мембран; их важнейшее свойство – избирательная проницаемость. Барьерная, транспортная и синтетическая функции биологических мембран. Расположение и значение мембран в клетке. Плазмалемма – наружная цитоплазматическая мембрана, ее функции и значение. Тонопласт – внутренняя цитоплазматическая мембрана, ее положение в клетке, функции и значение. Плазмолиз и деплазмолиз живой клетки как доказательство полупроницаемости ее пограничных мембран.

Гиалоплазма – непрерывная водная коллоидная фаза клетки. Химический состав гиалоплазмы: белки-ферменты, структурные белки, продукты обмена углеводов и липидов. Микротрубочки и микрофиламенты. Значение гиалоплазмы для клетки.

Эндоплазматический ретикулум (ЭПР)

Две формы ЭПР в клетке. Строение, расположение и функции гранулярной формы ЭПР в клетке, в том числе функция образования и роста биологических мембран. Связь гранулярной формы ЭПР с диктиосомами, лизосомами, микротельцами, вакуолями и гладкой формой ЭПР. Строение и функции гладкой формы ЭПР. Соотношение двух форм ЭПР в клетке.

Комплекс (аппарат) Гольджи

Структурные элементы комплекса Гольджи – диктиосомы и пузырьки Гольджи, их количество и расположение в клетке. Строение диктиосом и их функция – синтез полисахаридов. Секреция полисахаридов в определенном направлении с помощью пузырьков Гольджи. Расходование и возобновление мембранного материала диктиосом.

Рибосомы

Химический состав и строение рибосом. Два типа рибосом в зависимости от их размеров, расположение разных типов рибосом в клетке. Полисомы. Функция и значение рибосом. Образование рибосом в клетке.

Митохондрии

Форма и количество митохондрий в клетке. Строение и функции митохондрий. Реакции кислородного этапа внутриклеточного дыхания, идущие в строме и на мембранах крист. Собственная белок-синтезирующая система митохондрий и связанная с ней полуавтономность этих органоидов. Способность митохондрий к делению. Происхождение митохондрий в молодой клетке и в филогенезе. Теория симбиогенеза.

Пластиды – специфические органоиды растительной клетки

Три типа пластид, последовательность их возникновения в филогенезе. Хлоропласты, их строение, пигментный состав и значение. Реакции фотосинтеза, протекающие на внутренних мембранах и в строме хлоропласта. Включения хлоропласта: крахмальные зерна, пластоглобулы, белковые кристаллы. Собственная белок-синтезирующая система хлоропластов и связанная с ней полуавтономность этих органоидов Происхождение хлоропластов в молодой клетке и в филогенезе. Общие особенности строения и происхождения хлоропластов и митохондрий. Лейкопласты и хромопласты, их окраска, строение, функции. Амилопласты. Местоположение клеток с лейкопластами или хромопластами в растительном организме. Взаимопревращения пластид разных типов на протяжении жизни клетки. Пропластиды. Этиопласты.

Ядро и его роль в жизни клетки

Форма, размеры и местоположение ядра в клетке. Структурные компоненты ядра: оболочка, нуклеоплазма, хроматин, ядрышко; их химический состав и значение. Функции ядра: управление обменом веществ клетки; хранение и воспроизведение наследственной информации. Механизм реализации перечисленных функций. Происхождение ядра в клетке. Способы деления ядра (амитоз, митоз, мейоз), их сущность, локализация и значение для организма высшего растения.