Post on 26-Dec-2015
description
transcript
CAPITOLUL IICAPITOLUL II
FIZIOLOGIA CELULEI VEGETALEFIZIOLOGIA CELULEI VEGETALE
Celula - - unitatea morfologică, structurală şi funcţională de bază a plantelor
Robert Robert Hooke Hooke - - 16671667 - - fraţii Janssen -1590
cella = cameră, cellula = cămăruţă
- - Schleiden - 1838
- Schwann – 1839
Teoria celulară - - toate organismele vii sunt alcătuite din celule
Celula vegetală – – capacitatea de totipotenţă - totalitatea proceselor fiziologice de care sunt capabile
organismele vegetale
Fiziologia celuleiFiziologia celulei -- studiul fenomenelor vitale care au loc în interiorul
celulelor vegetale
STRUCTURA STRUCTURA ŞŞI FUNCI FUNCŢŢIILE IILE COMPONENTELOR CELULARECOMPONENTELOR CELULARE
Microscopul optic – studierea structurii microscopice a
celulelor
CComponentele celulare vizibile suntomponentele celulare vizibile sunt::
- - membrana celulară - nucleul - vacuolele
- cloroplastele
TTehnici moderneehnici moderne de investigaţie de investigaţie a structuriia structurii celulelorcelulelor
Microscopia fluorescentMicroscopia fluorescentăă
Microscopia cu contrast de fazMicroscopia cu contrast de fazăă
Microscopia polarizantMicroscopia polarizantăă şşi electronici electronicăă
UltrasecUltrasecţţionarea ionarea şşi ultacentrifugareai ultacentrifugarea
Spectroscopia Spectroscopia îîn ultraviolet n ultraviolet şşi Roentgeni Roentgen
Autoradiografia cu folosirea de izotopi Autoradiografia cu folosirea de izotopi radioactiviradioactivi
Celula vegetală cuprinde:
♦♦protoplasmă
♦♦paraplasmă
Protoplasma - - sediul proceselor vitasediul proceselor vitalele fundamentale fundamentale - - alcătuialcătuittăă din din::
- - citoplasmă- nucleu
Fig. 2.1. – Structura celulei vegetale (www.eukarya.ro/celula)
CITOPLASMA SE COMPUNE DIN:
- - hialoplasmă
- membrane citoplasmatice
- organite citoplasmatice
Hialoplasma
LLa microscopul optica microscopul optic::
- - masă transparentă,masă transparentă, omogenă omogenă
– – matrice citoplasmatică - - hyaloshyalos = = sticlos sticlos
LLa microscopul electronica microscopul electronic::
- - proteine globular - fibrilare, dispuse în reţea
Din punct de vedere fizic - sistem coloidal vâscos, nemiscibil cu apa, în care:
- proteinele globulare - conferă starea de sol
- proteinele fibrilare – conferă starea de gel
Din punct de vedereDin punct de vedere chimic chimic conţine: conţine:
pproteineroteine;; apăapă;; substanţe mineralesubstanţe minerale;; substanţe organicesubstanţe organice: : nucleoproteine, lipide, nucleoproteine, lipide,
glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, hormonihormoni;;
produşi secundari ai metabolismului.produşi secundari ai metabolismului.
Din punct de vedereDin punct de vedere chimic chimic conţine: conţine:
pproteineroteine;; apăapă;; substanţe mineralesubstanţe minerale;; substanţe organicesubstanţe organice: : nucleoproteine, lipide, nucleoproteine, lipide,
glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, hormonihormoni;;
produşi secundari ai metabolismului.produşi secundari ai metabolismului.
Din punct de vedere chimic conţine:
- - pproteineroteine - apă- apă - substanţe minerale- substanţe minerale - substanţe organice- substanţe organice: : nucleoproteine, lipide, nucleoproteine, lipide,
glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, glucide, aminoacizi, enzime, vitamine, hormonihormoni
- produşi secundari ai metabolismului- produşi secundari ai metabolismului
Membranele citoplasmaticeMembranele citoplasmatice
Plasmalema - - doudouăă foi foiţţe dense e dense şşi omogene, 75-90 Å, i omogene, 75-90 Å, separate printr-un spa separate printr-un spaţţiu clar, iu clar,
de 200-1000Åde 200-1000Å
Citomembrană - - doudouăă straturi de molecule proteice straturi de molecule proteice dispuse paralel, dispuse paralel, îîntre care se ntre care se
ggăăsesc sesc dou douăă straturi de straturi de molecule molecule fosfolipidice, fosfolipidice, transparentetransparente
Singer şi Nicolson - 1972 - - ipoteza mozaicului fluid -membranele plasmatice sunt alcătuite dintr-un strat dublu de fosfolipide ce constituie o matrice fluidă, lichid-cristalină, în care sunt incluse proteinele membranale globuloase
Structura schematică a citomembranei
Structura membranelor Structura membranelor plasmaticeplasmatice
Compoziţia chimică a plasmalemei:
- - 2/3 lipide2/3 lipide - asigur - asigurăă permeabilitatea pentru permeabilitatea pentru substansubstanţţele liposolubileele liposolubile;;
- - 1/3 proteine1/3 proteine - regleaz - regleazăă p păătrunderea ionilor trunderea ionilor hidrosolubili hidrosolubili
- - imprimimprimăă rezisten rezistenţţa mecanica mecanicăă şşi i elasticitatea membraneielasticitatea membranei
- p- prin pori prin pori păătrund trund plasmodesmeleplasmodesmele
TonoplastulTonoplastul
limiteazlimiteazăă citoplasma la interior, spre citoplasma la interior, spre vacuolvacuolăă
are o structurare o structurăă asem asemăănnăătoare plasmalemei, dar toare plasmalemei, dar prezintprezintăă un num un număăr dublu de foir dublu de foiţţe e fosfolipo-fosfolipo-proteiceproteice
este mai riguros semipermeabil, având un control este mai riguros semipermeabil, având un control mai strict al pătrunderii substanţelor în vacuolămai strict al pătrunderii substanţelor în vacuolă
Fig. 2.1. – Structura celulei vegetale (www.eukarya.ro/celula)
ORGANITELE CITOPLASMATICE
- structură - structură
-- funcţii diferite funcţii diferite
Reticulul endoplasmaticReticulul endoplasmatic
- - reţea de canalicule tubuloase, simple sareţea de canalicule tubuloase, simple sau u ramificate ceramificate ce fac legătura dintre diferiţi compuşi ai celulei, între fac legătura dintre diferiţi compuşi ai celulei, între diferite celule, sau diferite ţesuturi şi organediferite celule, sau diferite ţesuturi şi organe
- - sistem de membrane, cu structură sistem de membrane, cu structură fosfolipo-proteică, fosfolipo-proteică, asemănătoareasemănătoare membranelor membranelor plasmaticeplasmatice
Reticulul endoplasmatic poate fi:
- - neted sau agranular - - rol în sinteza şirol în sinteza şi transportul transportul lipidelor şilipidelor şi glucidelor complexeglucidelor complexe
- rugos sau granular - - ribozomi ataşaţi pe partea ribozomi ataşaţi pe partea externă – externă – ergastoplasmăergastoplasmă - - cu cu
rol rol în sinteza proteinelorîn sinteza proteinelor
Reticulul endoplasmaticReticulul endoplasmatic
Funcţii fiziologiceFuncţii fiziologice
- - rol rol îîn sinteza n sinteza şşi transportul celor mai i transportul celor mai importante substanimportante substanţţe organice din celule organice din celulăă
- p- prin dilatrin dilatăări numite ri numite cisternecisterne, particip, participăă la la formarea formarea plasmodesmelorplasmodesmelor
CondriozomiiCondriozomii - organite celulare cu rol - organite celulare cu rol energeticenergetic
După formă pot fi:
mitocondrii - - granule sferice sau ovalegranule sferice sau ovale
condrioconte - bastonaşe bastonaşe
condriomite - lanţuri de grăuncioare- lanţuri de grăuncioare
Ultrastructura unei mitocondriiUltrastructura unei mitocondrii
Structura submicroscopică a mitocondrieiStructura submicroscopică a mitocondriei
- - la exteriorla exterior - - membrană dublămembrană dublă - - 22 foiţe cu foiţe cu structurăstructură fosfolipo-fosfolipo-proteicăproteică::
- - foiţa externă - netedă foiţa externă - netedă
- - foiţa internă - pliată spre interior - foiţa internă - pliată spre interior - creste creste
mitocondrialemitocondriale
- la interiorla interior - - plasmă mitocondrialăplasmă mitocondrială – – matrixmatrix
pe creste - pe creste - oxizomioxizomi
Fig. 2.1. – Structura celulei vegetale (www.eukarya.ro/celula)
Funcţii fiziologiceFuncţii fiziologice
Rol în respiraţia celulelor – degradarea acidului Rol în respiraţia celulelor – degradarea acidului piruvic în ciclul Krebs, cu degajarea piruvic în ciclul Krebs, cu degajarea COCO22, , HH22OO şi a şi a
energieienergiei
Condriozomii sunt centrii respiratori ai celulelor
uzine energetice, baterii energetice, care realizează producerea, transformarea şi stocarea energiei
Ribozomii sau granulele lui Palade - 1953
formaţiuni sferice situate pe reticulul endoplasmatic
apropierea unor organe active ca :
nucleul
condriozomii
cloroplastele
Se găsesc în Se găsesc în hialoplasmă:hialoplasmă:
- î- în stare libern stare liberăă, lega, legaţţi i îîn filamente ca n filamente ca polizomipolizomi
- dispuşi pe reticulul endoplasmatic, - dispuşi pe reticulul endoplasmatic, formând formând ergastoplasmaergastoplasma
Structura Structura chimicăchimică a ribozomilor conţine a ribozomilor conţine::
- la exterior: proteine histonice, ioni de Caproteine histonice, ioni de Ca2+2+ , , MgMg2+2+
- la interior:: ARN, enzimeARN, enzime: : ribonuclează şi proteinaze
Funcţii fiziologice
- sinteza proteinelor, efectuată mai intens în ergastoplasmă
PLASTIDELE -- organite celulare prezente numai în plante
Structura submicroscopică
Membrană dublă - de natură fosfolipo-proteică numită anvelopă
- foiţa externă este netedă
- foiţa internă este pliată - formând diferite pliuri - tilacoide
La interior - stroma alcătuită dintr-o masă fundamentală - matrix
Pe lamelele stromei - formaţiuni discoidale sau lenticulare, suprapuse – grane
PlastidelePlastidele pot fi: pot fi:
- colorate - - colorate - cloroplastecloroplaste şi şi cromoplastecromoplaste
- incolore - - incolore - leucoplasteleucoplaste
Cloroplastele – – cele mai mari organite cele mai mari organite citoplasmaticecitoplasmatice
La plantele superioare::
sunt în număr mare – 20-200sunt în număr mare – 20-200
au dimensiuni miciau dimensiuni mici
aauu formă ovală sau discoidalăformă ovală sau discoidală
poartă numele de poartă numele de grăuncioare de clorofilă
Fig. 2.1. – Structura celulei vegetale (www.eukarya.ro/celula)
Structura submicroscopicăStructura submicroscopică - - BuvatBuvat
Pe lamelele granei sunt dispuse moleculele pigmenţilor fotosintetici:
- clorofilieni - clorofila a şi clorofila b
- carotenoizi (carotina şi xantofila)
Ultrastructura unui coloroplast
Ultrastructura unui cloroplast
Funcţia fiziologică principală – fotosinteza
- în grana - realizează absorbţia energiei solare de către clorofilă şi transformarea ei în
energie chimică potenţială
- în stroma - energia chimică potenţială este utilizată la sinteza substanţelor organice
Cromoplastele - plastide de culoare galbenă, portocalie sau roşie, datorită pigmenţilor xantofilă, alfa şi beta caroten sau licopen
Ele se găsesc în diferite Ele se găsesc în diferite organeorgane::
flori de crizanteme ca şi flori de crizanteme ca şi crizantemaxantinăcrizantemaxantină
flori de păpădie ca şi flori de păpădie ca şi taraxaxantinătaraxaxantină
rădăcini de morcov ca şi rădăcini de morcov ca şi carotencaroten
fructe de tomate şi ardei ca fructe de tomate şi ardei ca licopenlicopen , ,capsorobinăcapsorobină
CromoplasteleCromoplastele mai conţin: mai conţin:
50% lipide50% lipide
20% proteine20% proteine
ARNARN
Funcţia fiziologicăFuncţia fiziologică - a atrage insectele pentru - a atrage insectele pentru polenizare în flori şi de polenizare în flori şi de răspândire a fructelor răspândire a fructelor
Leucoplastele - - plastide incolore carplastide incolore care se e se găsesc în:găsesc în:
ţesuturile embrionare
albumenul seminţelor
organele de rezervă:
- bulbi
- rizomi şi tuberculi
petalele florilor
Leucoplastele pot fi:
♥♥amiloplaste - formă de grăuncioare de amidon
♦♦proteoplaste - formă de grăuncioare de aleuronă - ce conţin proteine
♦oleoplaste - ce conţin lipide
Dictiozomii sau aparatul Golgi
în celulele animale - anul 1898 în celulele vegetal - anul 1935
Structură lamelară - 2-10 saculi cu membrană dublă şi aspect de discuri suprapuse,
concrescute la centru şi libere la periferie
Funcţia fiziologicăFuncţia fiziologică
- - rezervoare de deşeuri metabolicerezervoare de deşeuri metabolice
- - activitate membrano-formativăactivitate membrano-formativă
Fig. 2.1. – Structura celulei vegetale (www.eukarya.ro/celula)
Complex Golgi Complex Golgi
Lizozomii - - formaţiuni sferice care prezintă:
la exterior - membrană fosfolipo-proteică simplă în interior - stroma ce conţine 12 tipuri de enzime
hidrolizante (lysis = topire)
Funcţii fiziologice
- descompunerea substanţelor organice macromoleculare
- eliberarea enzimelor hidrolizante în hialoplasmă
Enzimelor hidrolizante au rol la:
- - germinaţia seminţelor prin hidroliza substanţelor de germinaţia seminţelor prin hidroliza substanţelor de rezervărezervă
- - inaniţia şi moartea celulelorinaniţia şi moartea celulelor - fiin - fiind adevărate d adevărate tunuri de sinucidere a celulei
NucleulNucleul - corpuscul dens şi refringent - corpuscul dens şi refringent
nucleusnucleus = sâmbure = sâmbure
Brown – 1831Brown – 1831 - în celulele epidermice de - în celulele epidermice de orhideeorhidee
Forma nucleului – sferică, ovală, bastonaş, Forma nucleului – sferică, ovală, bastonaş, filiformă, etc.filiformă, etc.
Fig. 2.1. – Structura celulei vegetale (www.eukarya.ro/celula)
Structura submicroscopică
la exterior - membrană dublă fosfolipo-proteică – pori ce permit schimbul de substanţe cu
citoplasma
la interiorla interior - plasmă nucleară - - plasmă nucleară - nucleoplasmă, carioplasmă sau cariolimfă
în interfază – cromatina
în timpul diviziunii celulareîn timpul diviziunii celulare – – profazăprofază din din cromatină cromatină cromozomiicromozomii
Ultrastructura nucleului
Ultrastructura nucleului
Funcţii fiziologice
depozitarea informaţiei genetice în AND depozitarea informaţiei genetice în AND
formarea membranelor plasmaticeformarea membranelor plasmatice
diferenţierea celulelordiferenţierea celulelor
cicatrizarea rănilorcicatrizarea rănilor