Введение
Цвет листа растений – один из наиболее важных морфологических признаков. Установлено, что цвет листа определяют четыре различных по химическому составу группы пигментов.
Зеленый цвет определяет хлорофилл «а» и «б», в формировании желтого тона участвуют в основном каротиноиды и меньше – флавоноиды. Формирование красного цвета является результатом интенсивного воспроизведения антоцианов, а коричневый тон во время старения и некроза вызван продуктом окисления фенолов. Изменчивость цвета определена по наследству во время онтогенеза.
Изменения в морфологическом строение клеточных структур и отклонения от физиологических функций определяют изменения палитры красителей в онтогенезе.
Цвет листьев и его изменение в зависимости от фазы развития определяется генетически [5] и коррелирует с морозостойкостью растений, продуктивностью и другими полезными признаками [2, 3, 5, 6, 7].
В разноцветных листьях неоднородное содержание катехинов, экстрактивных веществ, танинов и других веществ. Высоким содержанием катехинов и хорошими хозяйственными признаками характеризуются темно-зеленые и антоциановые – темно-коричневые, светло-коричневые листья [5].
Изучением особенностей строения клетки растений и состава органоидов занимались такие ученые как: Т.Н. Годнев [6], И.А. Попов [10], Д.И. Сапожников [15] и др.
Вместе с тем, работ, посвященных строению пластид растений различных видов и мест обитания практически нет, что обуславливает актуальной выбранной нами темы для написания курсовой работы: «Изучение строения пластид у различных видов растений».
Объект исследования – пластиды.
Предмет исследования – строение пластид у различных видов растений.
Цель исследования: изучить особенности строения пластид у различных видов растений.
В ходе исследования были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть некоторые особенности строения пластид и их значение в жизни растений.
2. Изучить состав и численности пластид в клетке двух видов растений.
3. Провести сравнительный анализ изучения строения пластид у различных растений.
Методы исследования: срез для определения численности пластид брали у черешка; строение клетки определяли при помощи микроскопа; определение содержания пластид проводилось в одной навеске по Д.И. Сапожникову
1 Обзор литературы
1.1Пластиды и их значение
Пластиды это органеллы, характерные исключительно для растительных клеток. В них происходит первичный и вторичный синтез углеводов. Формы, размеры, строение и функции пластид различны. По окраске (наличию или отсутствию пигментов) Различают три типа пластид:
Зеленые хлоропласты – это органеллы фотосинтеза, относительно крупные структуры (5-10 мкм. в длину при диаметре 2-4 мкм.) овальной или дисковидной формы. Содержимое пластид называют стромой (матрикс). В строме содержатся белки, липиды, ДНК (кольцевая молекула), РНК, рибосомы и запасные вещества (липиды, крахмальные и белковые зерна). Кроме того, в строме содержатся также ферменты, участвующие в фиксации диоксида углерода. Наружная мембрана гладкая. Внутренняя – образует пластинчатые впячивания – тилакоиды, большая часть которых укладывается в виде стопки монет и образует граны. Хлоропласты образуются из пропластид – мельчайших сферических недеференцированных телец, котрые содержатся в растущих частях растения (в клетках зародыша, образовательной ткани) и имеют зеленый цвет, обусловленный присутствием фотосинтезирующим пигмента хлорофилла. Существует несколько видов хлорофилла. Наиболее распространен хлорофилл а (найден у всех зеленых растений и цианобактерий) имеет голубовато-зеленый цвет Хлорофилл б – желтовато-зеленый. Его молекула содержит на один атом кислорода больше и на два атома водорода меньше. В процессе фотосинтеза хлорофиллу принадлежит ведущая роль. Он может поглощать солнечную энергию, запасать ее или передавать ее другим молекулам.
Кроме того в состав хлоропластов входят желтые пигменты – каротиноиды. Каротиноиды представляют собой высокомолекулярные углеводороды: оранжевый каротин С40 Н56 и желтый ксантофилл С40 Н56 О2. Каротиноиды хлоропластов, а также синие, красные, бурые пигменты хроматофоров водорослей называют дополнительными, вспомогательными пигментами, поскольку энергия, поглощенная ими, может передаватться на хлорофилл а. Хлорофилл использует энергию красной части спектра, каротиноиды – синей. По своему строению каротиноиды являются либо углеводородами (каротины), либо окисленными углеводородами, т. е. Кислородсодержащими (каротинолы или ксантофиллы). Кроме того, каротиноиды могут защищать молекулы хлорофилла от чрезмерного фотоокисления на ярком свету [12].
Лейкопласты – бесцветные округлые пластиды, в которых обычно накапливаются запасные питательные вещества, в основном крахмал. По строению лейкопласты мало отличаются от протопластид, из которых он образуется: двумембранная оболочка окружает бесструктурную строму. Внутренняя мембрана, врастая в строму, образует немногочисленные тилакоиды. В лейкопластах имеются ДНК, рибосомы, а также ферменты, осуществляющие синтез и гидролиз запасных веществ, в первую очередь крахмала. Лейкопласты, в которых синтезируется и накапливается запасной крахмал, называют амилопластами, белки – протеинопластами, масла – элайопластами. В одено лейкопласте могут накапливаться разные вещества. Запасной белок может откладываться форме кристаллов или аморфных включений, масла – в виде пластоглобул. Однако белки и масла в лейкопластах встречаются довольно редко. В амилопластах в связи с тилакоидами в строме возникают образовательные центры, вокруг которых в виде зерен откладывается вторичный запасной крахмал из растворимых углеводов, образовавшихся в хлоропластах в процессе фотосинтеза. Много амилопластов в клетках клубней картофеля, зерновок ржи, пшеницы и других органах растений где откладываются запасные вещества. В секреторных клетках они в комплексе с агранулярным ретикуломом участвую в синтезе эфирных масел [12].
2 Объект, программа и методика исследования
2.1 Место и материалы исследования
Объектом данного исследования являются земляника лесная Fragaria vesca L произрастающий в лесной зоне (сосновый лес, смешанный, вырубка, кустарники) Буда-Кошелёвский района Гомельской области и Люцерна, Medicágo, произрастающая на полях в этом же районе.
Земляника лесная Fragaria vesca L
Отдел покрытосеменные – Magnoliophyta
Класс двудольные – Magnoliopsida
Подкласс розиды – Rosidae
Порядок розоцветные – Rosales
Семейство розовые – Rosaceae
Подсемейство розовые – Rosoideae
Род малина – Rubus
Вид Земляника лесная – Fragaria vesca L.
Подкласс розиды – деревья, кустарники, травы с простыми или перисто-, реже пальчатосложными листьями, лишенными прилистников или с прилистниками. Цветки в различного рода соцветиях или одиночные, обоеполые, реже однополые, актиноморфные или зигоморфные, циклические, обычно с двойным околоцветником. Лепестки свободные или более или менее сросшиеся. Тычинок от много- до нескольких. Гинецей апокарпный или чаще ценокарпный. Завязь верхняя, полунижняя или нижняя. Плоды разного типа. Семена с эндоспермом или без эндосперма [4].
Rosidae имеет общее происхождение с Dilleniidae и по всей вероятности, происходят вместе с ними непосредственно от Magnolianae. Подкласс включает 39 порядков (Тахтаджян, 1987).
В порядок розоцветных входят деревья, кустарники и травы с очередными, реже супротивными простыми или сложными листьями с прилистниками или реже без них. Цветки в различного рода соцветиях (большей частью цимозных), реже одиночные, обоеполые или однополые (реже), актиноморфные или более или менее зигоморфные, циклические, 5-членные, обычно с двойным околоцветником, реже безлепестные. Чашелистиков и лепестков 5 (3-10), часто сросшихся в цветочную трубку. Тычинки многочисленные, реже 10-5 или 3-1; нити свободные или более или менее сросшиеся с цветочной трубкой или между собой. Гинецей апокарпный или реже синкарпный. Завязь верхняя или нижняя. В каждом гнезде несколько семязачатков, или только один-два. Плоды разных типов. Семена без эндосперма или с остаточным эндоспермом. Порядок включает 3 семейства [4].
3 Объект, программа и методика исследования
2.1 Изучение содержания различных видов пластид в клетках растений
Для получения информации о строении клетки рассматриваемых растений и наличии в них пластид, нами были рассмотрены образцы растений в микроскоп.
Полученные результаты с фотографиями размещены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Поперечные разрезы черешков Земляники лесной Fragaria vesca L и Люцерны хмелевидной Medicágo lupulína L в имматурном состоянии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В заключении можно сделать следующие выводы:
Пластиды – это органеллы клетки растений, которые всегда находятся в протоплазме, близки к ней по физическим и химическим свойствам. Они способны к росту и размножаются делением, могут образовывать в своем теле (в строме) определенные пигменты и формировать внутри стромы крахмал. В зависимости от содержания тех или иных пигментов находится окраска и функции основных пластид высших растений: а) зеленых пластид (хлоропластов), б) красных и желтых (хромопластов) и в) бесцветных (лейкопластов).
Все пластиды имеют сходное строение, вместе с тем, лучше изучено строение хлоропластов.
Способность к фотосинтезу и ряд других свойств пластид как биологически активных систем объясняются наличием в хлоропластах ферментов.
Объектом нашего исследования являются земляника лесная Fragaria vesca L произрастающий в лесной зоне (сосновый лес, смешанный, вырубка, кустарники) Буда-Кошелёвский района Гомельской области и Люцерна, Medicágo lupulína L, произрастающая на полях в этом же районе.
Предмет исследования: строение пластид различных видов растений.
В ходе изучения состава клетки растений и количества определенных веществ, вырабатываемых пластидами, нами было выявлено следующее:
- в строении клетки черешка Земляники лесной Fragaria vesca L и Люцерны хмелевидной Medicágo lupulína L в имматурном состоянии выделяют следующие органоиды: паренхима сердцевины; экзодерма; межклеточные элементы паренхимы; коллатеральный закрытый пучок;
- содержание хлорофилла а в растениях варьирует от 1,20 до 1,23 мг/г сырой массы растений; хлорофилла b – от 0,52 до 0,53; каротиноидов – от 0,33 до 0,35; каротина – от 0,11 до 0,12; ксантофиллов – от 0,21 до 0,23;
- у Земляники лесной Fragaria vesca L данные показатели относительно выше, чем у Люцерны хмелевидной Medicágo lupulína L.
Исследование строения пластид у растений проводилось на примере хлоропластов. Результаты, полученные нами, позволили сделать следующие выводы:
- хлоропласт в том и другом случае имеет следующие части: оболочку, межгранные ламеллы, граны, стромы; крахмальные зерна (у земляники их несколько), осмиофильные гранулы;
- отмечено наличие в строении у земляники митохондрий.
1 Алехин, В.В. География растений с основами ботаники / В.В. Алехин, Л.В. Кудряшов, В.С. Говорухин. – М.: гос. учебн.-педагог. изд-во Мин-ва просвящения РСФСР, 1961. – 533 с.
2 Васильев, А.Е. Ботаника: Морфология и анатомия растений. Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. и хим. спец. / А.Е. Васильев [и др.]. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвящения, 1988. – 614 с.
3 Васильев, А.Е. Ботаника. Морфология и анатомия растений / А.Е. Васильев [и др.]. – Учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биол. и хим. спец. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвящение, 1988. – 614 с.
4 Ведерникова, О.П. Онтогенез земляники лесной (Fragaria vesca L.) II Онтогенетический атлас лекарственных растений / О. П. Ведерников, С. А. Дубровная. – Учебное пособие. – Йошкар-Ола, МарГУ: 1997. – С. 196-202.
5 Воронцов, Н.Н., Сухорукова, Л.Н. Эволюция органического мира. Факультативный курс, учебное пособие для 10-11 классов средней школы. – М.: «Наука», 1996 – 280 с.
6 Годнев, Т.Н., Шабельская, Э.Ф. Физиология растений, 1964, т.11, №3 – С. 601-606.
7 Гупало, П.И. Физиология индивидуального развития растений / П.И. Гупало, В.В. Скрипчинский. – М.: Колос, 1971. – 223 с.
8 Зубов, А.А. Генетические особенности и селекция земляники. Методич. указания. / А.А. Зубов.– Мичуринск: 1990. – 45 с.
9 Мироненко, А.В. Физиология и биохимия люпина / А.В. Мироненко – Минск: Урожай, 1965 – 154 с.
10 Попова, И.А., Маслова, Т.Г., Попова, О.Ф. Эколого-физиологические исследования фотосинтеза и дыхания растений. – Л.: Наука, 1989 – С. 115-139.
11 Пояркова, А.И. Земляника – Fragaria L. / А.И. Пояркова. // Флора СССР. – М.-Л.: Акад. наук СССР, 1941. – Т. 10. – С. 59-60.
12 Сапегин, Л.М. Ботаника. Систематика высших растений / Л. М. Сапегин. – Минск: Дизайн ПРО, 2004. – 248 с.
13 Сергиевская, Е. В. Систематика высших растений. Практический курс. / Е. В. Сергиевская. – СПб.: Лань, 1998. – 448 с.
14 Серебряков, И.Г. Морфология вегетативных органов высших растений / И.Г. Серебряков. – М.: Сов. наука, 1952. – 391с.
15 Сапожников, Д.И. Пигменты пластид зеленых растений и методика их исследования. – М.-Л.: Наука, 1964 – 120 с.
