BOTANIKA – WYKŁAD 1 – 06.10.2009

Literatura:

• „Botanika”, UP Szczecin, Jasnowska, Jasnowski, Radomski, Kowalski

• „Botanika”, Szweykowski, Szweykowska, tom I i II, 2007/08

CYTOLOGIA

STRUKTURA I ORGANIZACJA KOMÓRKI ROŚLINNEJ:

Komórka - najmniejsza jednostka strukturalna i funkcjonalna każdego organizmu (10 – 100um). Len - 10 cm. Komórki mają kształty kuliste lub wielościanu. Kształt wydłużony czyli prozenhematyczny.

Poziomy:

I - molekularny (określenie składu chemicznego)

II – submikroskopowy

III – mikroskopowy

BUDOWA:

Składniki morfotyczne komórki roślinnej:

• symplast (protoplast),

• apoplast (ściana komórkowa).

SYMPLAST – obejmuje cytoplazmę, organizmy komórkowe, substancje zapasowe oraz składniki soku komórkowego (cukry, kwasy).

Organy komórkowe:

• jądro komórkowe (największe organella),

• plastydy (proplastydy w młodych komórkach),

• chloroplasty,

• chromoplasty – żółte lub pomarańczowe,

• leukoplastydy – bezbarwne,

• mitochondria (sferosomy),

• peroksomy,

• rybosomy,

• struktury błoniaste (retikulum endoplazmatyczne)

• diktiosomy (aparat Golgiego)

• plazmolema

• tonoplast

• szkielet cytoplazmatyczny (cytoszkielet)

Cytoszkielet – system utworzony z rureczek białkowych, który odpowiada za organizację przestrzenną organelli w komórce i tworzenie wrzeciona podziałowego; w jego skład wchodzą:

mikrotubule (tworzy je białko tu bulina) oraz mikrofilamenty (włókienko białkowe).

Substancje zapasowe – ziarna skrobii, ziarna aleuronu (białka zapasowego), krople tłuszczu, sok komórkowy – wypełniający wakuole (składa się z wody i wielu związków organicznych)

Cytoplazma - składa się z 3ech warstw:

• Plazmolema – błona zewnętrzna, cytoplazmatyczna

• Mezoplazma – cytoplazma podstawowa zawierająca organella

• Tonoplast – wewnętrzna błona cytoplazmatyczna przylegająca do wakuoli

Skład chemiczny cytoplazmy:

• Woda ok. 80%

• Białka 10-20%

• Lipidy (tłuszcze) ok. 2% - składniki błon komórkowych, ważne części strukturalne, odkładają tłuszcz na zapas (tj. oliwka)

• Węglowodany ok. 1%

• Sole mineralne ok. 1% - służą do regulacji potencjału osmotycznego

• DNA i RNA ok. 1%

Błony cytoplazmatyczne – tworzą pokład płynnej mozaiki, która powstała z białek i lipidów, składa się z dwóch warstw lipidów

Jądro komórkowe – zajmuje w komórkach embrionalnych (zarodkowych) bardzo dużo miejsca, ma kształt kulisty, w komórkach dojrzałych jądro jest trochę spłaszczone i wypchnięte w ścianę komórkową. Natomiast w komórkach starzejących się jądro ma kształt płatowaty. Wielkość jądra komórkowego to 0,5 – kilkuset um. W komórce najczęściej występuje jedno jądro. W komórkach grzybów mogą być dwa jądra. W komórkach glonów liczba wynosi ok. 4000.

Struktura jądra:

• błona jądrowa (jest podwójna, zawiera pory),

• chromatyna = chromosomy (są skondensowane transportową formą chromatyny) - tworzy siateczkę zawierającą kwas DNA + białka (białka zasadowe – histony, białka kwaśne – niehistonowe), RNA

• kariolimfa = sok jądrowy - zawiera białka ( w tym enzymatyczne) oraz nukleotydy)

• jąderko (od 1 do 6) – zbudowane są tylko z RNA i białka, ich funkcją jest synteza podjednostek rybosomowych

Funkcje jądra komórkowego:

• Indukcja – synteza specyficznych dla gatunku białek, dzięki informacji genetycznej

• Przekazywanie informacji genetycznej do komórek potomnych w czasie mitozy i mejozy

Plastydy:

1. Proplastydy – najmniejsze, mają ok. 1um i nieregularny kształt, zawierają podwójną błonę białkowo-lipidową, mogą być owalne i kuliste, wewnątrz znajduje się substancja białkowa zwana stromą i bardzo niewielki system błon (tylakoidy)

2. Chloroplasty – zielone, zawierają błony białkowo-lipidowe, błona zewnętrzna tworzy stosy tylakoidów połozone obok siebie (granum – stosy spłaszczonych błon), tylakoidy granalne i międzygranalne.

   1. Stroma - zawiera białko, lipidy, DNA i RNA (kwasy nukleinowe), dużo cząsteczek ATP, rybosomy.

   2. Grana - zawierają barwniki - chlorofil A i B (u glonów C, D i E), żółty- ksantofil, pomarańczowy - karotyna.

3. Chromoplasty – zdegradowane, starzejące się chloroplasty (z zielonych powstają pomarańczowe), rozkłada się w nich system tylakoidów i lipidy (z tylakoidów) tworzą kolorowe krople pogrążone w stromie, rozpada się chlorofil i ujawniają się barwniki żółte i pomarańczowe. Występują najczęściej w płatkach korony, owocniach, rzadko w korzeniach (np. u marchwi), kiedy organizm jest całkowicie dojrzały.

1. Leukoplasty – plastydy bezbarwne, mniejsze od chloroplastów, występują w głębiej położonych tkankach roślin, tam gdzie nie dociera światło. Zawierają dwie błony, stromę i słabo rozwinięty system tylakoidów.

Miejsce na rysunek :P

Dzielą się na 3 rodzaje:

1. Amyloplasty – gromadzą ziarno skrobi

2. Proteoplasty – gromadzą białko zapasowe

3. Lipidoplasty – gromadzą tłuszcz

Peroksysomy – kuliste mikrociałka cytoplazmatyczne zawierające enzymy uczestniczące w rozkładzie związków tłuszczowych, z których powstaną węglowodany. Występują­ obok plastydów i mitochondriom. Otoczone są pojedynczą błoną białkowo-lipidową.

Mitochondria – małe siłownie komórki, których może występować w komórce bardzo dużo (200-3000 sztuk). Odbywa się w nich oddychanie na poziomie komórkowym, cykl Krebsa i łańcuch oddechowy. Powstają w nich duże ilości cząsteczek ATP gromadzących energię uwalnianą z substratów w procesie oddychania.

Oksysomy – drobne ciałka znajdujące się na grzebieniach, kompleksy enzymów aktywnie uczestniczących w procesie oddychania.

Sferosomy – otoczone są pojedynczą błoną białkowo-lipidową, mają różne kształty, zawierają zespół enzymów hydrolitycznych, uczestniczących w trawieniu różnych cząstek organicznych np. proteazy trawiące białko, lipazy trawiące tłuszcz, amylaza trawiąca skrobię. Mogą pełnić funkcję syntezy tłuszczu w komórkach roślinnych. Przekształcają się w ciała tłuszczowe.