Анатомия и морфология на растенията

1

1 Академаичнозаи тчлзм сзвагркзякадемаиумураП, 2н с,
гркзякадема0сР,знозаъзпцРсза











Анатомия и морфология на растенията


Ръководство за самостоятелна подготовка на
студенти от ОКС бакалавър















Академично издателство на Аграрния университет
Пловдив, 2011

2

Ръководството за самоподготовка по дисциплината Анатомия и
морфология на растенията е предназначено предимно за
студентите от бакалавърските курсове в Аграрния уни,луеснлн292
щмъ,вс,к2ън2е6л7с4маъенснл2180424чуъаъисрк2)ъб4уъ9чрадинарство,
Тропично и субтропично земеделие, Декоративно градинарство,
Растителни биотехнологии, Растителна биология и Екология и
опазване на околната среда. Това пособие може да се ползва и от
студенти от други специалности и други университети.
Целта на учебното помагало е да улесни подготовката по
дисциплината, като акцентира върху основните понятия, което дава
,5биъ(аъен2б426ъ965маъ7лааъ2це,ър,4ал2а42а4*9алъ8%ъдимите
знания по цитология, анатомия и морфология на растенията.
Общото съдържание е структурирано в отделни раздели,
съобразени с учебния план.
Ръководството за самостоятелна подготовка по анатомия и
морфология на растенията не замества основните информационни
сбнътас7с292цтл8ас7ск26у43нстле3с2у53ъ,ъвен,42смс2мекционен курс,
тъй като форматът на текста към отделните теми е във вид на план
с въпроси за самоподготовка.
Мотивите на авторите за създаване на това учебно помагало са
съвместните обсъждания по време на семестриалните аудиторни
занятия и проявеният интерес на студентите към подобна форма,
улесняваща усвояването на материала при тяхната самоподготовка.

Ръководството е достъпно онлайн на следния адрес:
http://www.botanica.hit.bg
Всички забележки, препоръки и конструктивни критики, целящи
подобряване на изложението при следващи издания, ще бъдат
приети от авторите с благодарност.





© Кунка Кожухарова, Кирил Стоянов, Цветанка Райчева, 2011
© Академично издателство на Аграрния университет, Пловдив, 2011

Анатомия и морфология на растенията
*ъ7'2в9у2;ца342;ъ(ц%4уъ,4к2чм'4е'2в9у2;сусм2<нъраъ,, гл.ас. Цв етанка. Райчев а

щЛТДахЕ.ехжЦежйЕейфжеж

3

Раздел I
Растителна клетка

Устройство и съставни части на растителната
клетка

Исторически преглед на познанията за клетката

• 1665 г. – Робърт Хук открива за първи път “празнини” в прерези
на корк, нарича ги с понятието cellula (килийка, клетка)
• Методи за изследване. Развитие на оптичните прибор с292
светлинен, електронен микроскоп.
• Откриване на микроскопските органели – ядро, цитоплазма,
пластиди, вакуоли, скорбялни зърна
• Изясняване на наличието на едноклетъчни и многокле тъчни
организми
• Самостоятелност на клетката като структурна и функционална
единица
• Клетъчна теория на Теодор Шван (зоолог) и Матиас Ш лайден
H8ън4ас3I2A2 L=M9=L2ч'22
• Откриване на субмикроскопските структури

Клетъчна теория
• Основни положения
• Клетката е основна структурна единица на всички живи
организми.
• Вън от клетката няма живот.
• Клетките на всички едноклетъчни и многоклетъчни
организми са сходни по строеж, химически състав, основна
проява на жизненост и обмяна на веществата.
• Съвременни положения
• Клетките произлизат от вече съществуващи клетки (чрез
клетъчно делене).
• Клетките съдържат наследствена информация, която с е
предава от клетка на клетка в процеса на деленето.
• Всички клетки на практика имат един и същ химичен състав.

Размери на клетките
•2 18с3аъ,лаъ2 й9 йй2Nик2е2сб3мOтласр2въ2 2PP2H64ула%им на
6мъвIк2г9Q28P2Hмс3ъ,с2,м43а42а42мла2с23ъаъ6Iк2M28P2(ликови
влакна на коприва), 20 cm (рамия).
• Малкият размер се обосновава от необходимостта от повече

4

мембранни повърхности и къси разстояния за вътреклетъчен
транспорт.
• Стратегии за увеличаване на полезната повърхност: нагъната
или вретеновидна форма.

Форми на клетките
• Паренхимни – с еднакъв диаметър: сферични, лещовидни,
кубични, звездовидни, леко правоъгълни.
Изодиаметрични – с почти еднакви диаметри във всички
направления
д4билус2A2 ?9??2NP2,2а46ултла26улулбR2сб3мOтласр2въ 1 mm
• Прозенхимни2A2лва4н42ъе2л26ъ9есмаъ2цв5м(ла42ън2вуцч4н4-2 Q2
енлаа42H2M9Sленъ5ч5мас2с2?9тлнсус5ч5мас2енласI'2д4брастват
предимно в едно направление, обикновено със заострени
краища

Протопласт и парапласт
• Протопласт: цитоплазма, ядро, пластиди, митохондрии
• Парапласт (непротоплазмени части): Клетъчна обвивк а,
включения (твърди, течни), вакуоли

Общи и специфични органели
• Общи органели
Ядро, цитоскелет, цитозол, плазмалема, ендоплазмена
мембрана, апарат на Голджи (диктиозоми), митохондрии,
пероксизоми, рибозоми
• Специфични органели
• Растителна клетка: пластиди, централна вакуола, клетъчна
обвивка, плазмодезми
• Животинска клетка: цитоцентър, центриоли, камшичет а,
лизозоми

Елементарни субмикроскопски единици на клетката
• Плазмена мембрана (плазмалема) – без свободни краища,
ограничават всички органели в клетката
o Функции
Компартментация на клетката,
Транспорт на вещества,
Избирателна пропускливост.
o Състав и строеж2Hнлтаъ9иъб4стла2иъвлмI22
Фосфолипиди
хидрофилни (полярни) и хидрофобни части образуват
плосък бислой или липозоми.
Белтъци

5

Интегрални и периферни; Трансмембранни
Функции: прикрепване към цитоскелета и
извънклетъчния матрикс; клетъчни сигнали; ензимна
активност; транспорт; междуклетъчни контакти
междуклетъчно разпознаване.

Въпроси:
1. Дефинирайте понятието “клетка”
2. Каква е разликата между протопласт и парапласт?
3. Кое е общото и кое – различното при растителните и
животинските клетки?

Типове клетъчна организация

Прокариоти и еукариоти

Общи белези
• Плазмена мембрана
• Генетичен материал (ДНК)
• Цитоплазма с рибозоми

Разлики
• Прокариоти (Prokaryota)
o2 ,5бас3,4ал-2=9='@2имув'2ч'22
o размери на клетките: 0.10–3 mkm
o представители: микоплазми, археи, бактерии
o ядрен материал: нуклеоид без мембрана
o хромозоми: единична, гола
o делене: просто
o рибозоми (седиментационен индекс): 70s (50s+30s)
o капсула: има
o клетъчна стена: пептидогликан (муреин)
o мембранна система: мезозоми
o двумембранни органели: няма
• Еукариоти (Eukaryota)
o възникване: 1.5 млрд. г.
o2 у4билус2а423млн3снл-2 й9 йй2P[P22
o представители: протисти, гъби, животни, растения
o ядрен материал: ядро с двойна мембрана
o хромозоми: различен брой, нуклеопротеидни
o делене: митоза, мейоза
o рибозоми (седиментационен индекс): 80s (60s+40s)
o капсула: няма
o клетъчна стена: целулоза или хитин, или липсва

6

o мембранна система: клетъчни органели
o двумембранни органели: с прокариотно устройство
• Мезокариоти (динокариони) : Организми с междинна клетъчна
организация:
o2 6улвен4,снлмс-292ар3ъс26уънсенс2Hвсаъ+м4члм4нс2с2
пирофити)
o Ядро с двойна мембрана без пори, с ампули
o Хромозоми без хистонови белтъци, забележими в
интерфазата
o Митотично делене без екваториална плоскост
o Едноканална ендоплазматична мрежа, обвиваща
хлоропласта
o Полутвърда клетъчна стена (тека) – мехурчета с единична
мембрана
• Безклетъчни организми : вируси, в това число бактериофаги.
Често в тази група се отнасят неправилно едноклетъчни
организми със силно удължени клетки.

Ендосимбиотична теория
произход на съвременните еукариоти
• Митохондрии292е26уъсб%ъв2ън24луъ8ас2843нлусс22
Древни предеукариотни едноклетъчни организми (археи) са
поемали аеробни бактерии чрез фагоцитоза, с които са
преминавали към симбионтни отношения до превръщанет о им в
митохондрии и появата на съвременните протисти, гъби и
животни
• Хлоропласти – с произход от цианеи
Археи в симбиоза с аеробни бактерии са поглъщали и клетки на
цианобактерии (цианеи) и са влизали в симбиоза с тях, до
появата на съвременни растителни клетки с хлоропласти
• Недоказани хипотези за други органели

Обосновка на ендосимбиотичната теория
• Полуавтономност: собствени ДНК, рибозоми, мембранн и
системи
• Сходство с бактериите; 70s рибозоми, вътрешна мемб рана от
бактериален тип
• Съвременни случаи на ендосимбиоза: Хифите на гъбат а
Geosiphon поглъщат клетки на цианобактерията Nostoc, след
което използват техните фотосинтетични продукти.

Въпроси:
1. Избройте приликите и разликите между прокариоти и
еукариоти

7

2. За кои органели се доказва ендосимбиотичната тео рия и
как?

Цитоплазма
физични свойства, химичен състав и строеж

Компоненти
Хиалоплазма, цитоскелет, мембранни и немембранни компоненти

Физични свойства
• Агрегатно състояние – в зависимост от количеството на водата
• Коефициент на светлинно пречупване – между коефици ентите
на пречупване на водата и стъклото
• Относително тегло – от 1.01 до 1.06
• Вискозитет – близък до водния
• Еластичност
• Самостоятелно движение (кръгово, струисто, фонтанн о)

Химичен състав
• Неорганични вещества
o2 :ъв42?й9L@bк26ус24а48съб42а4и4мр,42въ2 й9 @b22
o Минерални соли 5%
• Органични вещества
o Конституционни съединения (метаболитно активни):
белтъци – 60%
• прости белтъци (протеини) – само от полипептидни
вериги
• сложни белтъци (протеиди) – нуклеопротеиди,
гликопротеиди, липопротеиди
нуклеинови киселини – 10%
РНК: иРНК, тРНК, рРНК
липиди – 20%
• фосфолипиди
• гликолипиди
въглехидрати – 15%
•2 иъаъ92с2всб4%4усвс2A2у4бн,ъусис2,5,2,ъв422
• полизахариди – неразтворими или слаборазтворими
във вода
o Ергастични вещества
Резервни вещества – обикновено пакетирани във вакуоли
или гранули
Крайни метаболити

8

Строеж
• Плазмалема (клетъчна мембрана) – с дебелина 10 nm
• Тонопласт (вакуолна мембрана) – с дебелина 10 nm
• Мезоплазма (цитозол): хиалоплазма и цитоскелет

Хиалоплазма
• Колоидна система от белтъци, нуклеинови киселини,
полизахариди, липиди ....
• Променя агрегатното си състояние съгласно свойствата на
колоидните разтвори – между зол и гел.
• Основна структура за протичането на биохимичните процеси и
вътреклетъчен транспорт.

Цитоскелет
Функции на цитоскелета
• Осъществява транспорта в цитплазмата и нейното вид имо
движение
• Придава формата на клетката и свързва всички органели
• Образува делителното вретено

Компоненти на цитоскелета
• Актинови микрофиламенти
o2 Uуц6су4н2ел2,2ис3уъ+с8усмс2HвсилусIк242нл292,5,2+сбрили
(полимери)
o Придвижват и застопоряват органелите чрез съкращав ане
o Придават еластичност на цитоплазмата
o Междуклетъчни контакти
• Тубулинови тръбички (микротубули)
o2 <5енърн2ел2ън24м+492с28лн492нц8цмсаск26ъвулвлас234то
всилус'2щъ9Sсуъ3с2с2ен48смас2е42ън2+см4иланснлк2,2еечение
са 25 nm
o Поддържат формата на клетката и придвижват органел и
чрез разграждане и синтез на тръбичките

Субмикроскопски органели в цитоплазмата
Рибозоми и едномембранни органели

Рибозоми
• Открити от Паладе – 1955 г. (чрез ТЕМ), наричани грануларни
т4енс7с2а42щ4м4влк2 @9=@26P2,2вс4илн5у22
• Изпълняват транслацията на иРНК до белтъци, с учас тието на
тРНК
• Строеж: 2 субединици с характерен седиментационен
коефициент.

9

o в цитоплазмата на еукариоти: 40s и 60s, общо 80s
o в митохондриите, хлоропластите и бактериалните клетки:
30s и 50s, общо 70s
• Синтез: в ядърцето: еозоми (рРНК), неозоми
(рибонуклеопротеиди)
• Сглобяване в цитоплазмата непосредствено преди зап очване
на белтъчния синтез

Едномембранни органели
• Ендоплазмена мрежа
• Апарат на Голджи
• Лизозоми
• Сферозоми
• Микрозоми (пероксизоми и глиоксизоми)
• Мултивезикуларни телца
• Ломозоми

Ендоплазмена мрежа (Ендоплазмен ретикулум)
• Функции
o Транспортна
o Синтез на липиди и мембрани
o Постпроцесинг на полипептиди
o Опаковка на молекули за транспорт
o Прикрепване на рибозоми
• Състояния
o Гладка (агрануларна)
синтез на липиди и полизахариди
o Грапава (грануларна)
с рибозоми; синтез и транспорт на протеини

Апарат (комплекс) на Голджи (дикциозоми)
• Състои се от няколко отделни дикциозоми с динамичн о
положение и форма
•2 :ер342вс37събъи42л2е5ен4,ла42ън2гй9=й2але,5уб4ас27истерни,
които отделят вакуоли от краищата си.
• Дикциозомата е с проксимален (близък) край за образуване на