Бизнес-план на тему Роль вакуолярного компартмента в процессах жизнедеятельности растений и использование материалов работы в биологическом образовании

Содержание:

Оглавление

Введение 2

1. Растительная клетка и история ее открытия 5

1.1 Клетка – единица живого. История открытия клетки 5

1.2 Строение растительной клетки. Функциональные особенности растительных органоидов 7

2. Физиологическая роль вакуолярного компартмента 17

2.1 Происхождение вакуолей и их типология 17

2.2 Хранение и детоксикация в вакуолях растений 22

2.3 Ферментативная функция вакуолей 25

2.4 Регуляция рН цитоплазмы вакуолями в растительных клетках 28

3. Разработка лабораторной работы по биологии на тему «Вакуоли в клетках растений» для 6 класса 35

3.1 Лабораторные работы и их роль в углублений знаний учащихся…………..33

3.2 Лабораторная работа по дисциплине «Биология. Растения» на тему «Вакуоли в клетках растений» для 6 класса……………………………………..44

Заключение 54

Список использованной литературы 56

Введение:

Ещё в начале ХХ века бельгийский биохимик Кристиан дэ Дюв рассуждал о важной роли «вакуома», в это понятие он включал все участки клетки, окруженные мембраной, кроме митохондрий. К главной части вакуома ученый относил – лизосомальную систему, в состав которой входила и вакуолярная система, представляющая собой совокупность одномембранных органелл клетки [1].

Благодаря наличию вакуома вещества способны поступать в клетку, перемещаться внутри нее, выводиться наружу и, не смешиваясь с ее материалом, обмениваться продуктами путем диффузии или активного транспорта.

Вакуолярная же система играет важную роль в жизнедеятельности клеток всех царств живой природы. Она связана с процессами распада и транспорта органических веществ и представляет собой динамичную систему, состоящую из канальцев, цистерн и пузырьков, которые сообщаются между собой путем установления постоянных или временных связей в результате слияния их мембран [2].

Составляют вакуолярную систему такие одномембранные органоиды как: эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, вакуоль, лизосомы и микротельца. Эти компартменты имеют отличное друг от друга строение и выполняют различные взаимодополняющие функции. Однако, несмотря на морфологические и функциональные отличия этих элементов, вакуолярная система клетки представляет собой единое целое, так как главная её роль – это транспорт и распад органических веществ внутри клетки.

Также не стоит забывать, что все компоненты вакуолярной системы имеют единый источник образовния – гранулярную (шероховатую) эндоплазматическую сеть. На её рибосомах происходит биосинтез мембранных и внутривакуолярных секреторных белков. Затем от мембран ЭПС отделяются мелкие вакуоли, содержащие растворимые белки, которые переносятся в зону мембран комплекса Гольджи, где они претерпевают ряд сложных изменений.

В дальнейшем вакуоли, наполненные секреторными белками, отделяются от мембран комплекса Гольджи, подходят к плазматической мембране, где сливаются с ней, а их содержимое выводится из клетки – секретируется.

Кроме того, от гранулярной эндоплазматической сети отщепляются трубчатые мембранные компоненты – гладкие ЭПС, которые участвуют в биосинтезе липидов и полисахаридов.

В клетках растений, кроме описанных выше вакуолей исключительно важную роль играют – центральные вакуоли. Они отделены от цитоплазмы липопротеиновой мембраной – тонопластом, который по своему строению сравним с плазматической мембраной.

Жидкость, заполняющая вакуоль представляет собой концентрированный раствор, содержащий растворённые в воде соли, сахара, аминокислоты, белки, конечные продукты обмена веществ (таннины, гликозиды, алкалоиды) и некоторые пигменты, благодаря чему вакуоль является таким мультифункциональным органоидом.

Так, благодаря ряду исследований в настоящее время накоплен большой практический опыт показывающий значение вакуоли и вакуолярной системы при адаптации клеток растений в стрессовых условиях окружающей среды.

Целью данной работы является – изучение роли вакуолярного компартмента в процессах жизнедеятельности растений.

В связи с поставленной целью перед нами встаёт ряд задач:

1. Рассмотреть литературу по теме исследования;

2. Изучить строение органоидов, входящие в состав вакуолярной системы;

3. Исследовать функции органоидов, входящих в состав вакуолярной системы

4. Разобрать какую роль играет вакуолярный компартмент в процессах жизнедеятельности растений.

5. Разработать конспект лабораторной работы

 

Заключение:

1. Составляют вакуолярную систему такие одномембранные органоиды как: ЭПС, аппарат Гольджи, вакуоль, лизосомы и микротельца. Эти компартменты имеют отличное друг от друга строение и выполняют различные взаимодополняющие функции. Однако, несмотря на морфологические и функциональные отличия этих элементов, вакуолярная система клетки представляет собой единое целое. Данная система характеризуется кооперативностью функционирования, взаимосвязью и последовательностью этапов образования, перестройки, транспорта и экспорта синтезированных органических веществ.

2. Вакуоль – это одномембранный органоид в виде сферической полости в цитоплазме, заполненной клеточным соком. Морфология вакуолей растительной клетки очень разнообразна в различных растительных клетках.

3. Вакуоль же в растительных клетках осуществляет целый перечень функций: осмотическую, регуляторную, ростовую, депонирующую, гидролитическую, синтетическую, защитную и др. Лизосомы же участвуют во внутриклеточном пищеварении, спасая растительные клетки от вредных захваченных частиц и собственных нарушенных структур. Основная функция микротелец – это участие в метаболических процессах и запасание органических веществ.

4. Исследования таких уникальных компартментов, как вакуоли показывают, что эти органоиды способны не только накапливать питательные и токсичные вещества, но также помогают клетке восполнять запасы аминокислот при кислородном голодании растений. Также сегодня ряд ученых в своих статьях касается, так называемого антиоксидантного действия растительных вакуолей, которое способно приводить к снижению внутриклеточного уровня активных форм кислорода. Благодаря, последним исследованиям, проведённым на листьях растения дурмана обыкновенного, можно говорить о способности вакуолей, в результате активации лизосомального компартмента при вирусном патогенезе, участвовать в разрушении вирусных частиц.

 

Фрагмент текста работы:

1. Растительная клетка и история ее открытия

1.1 Клетка – единица живого. История открытия клетки

Все живые организмы состоят из небольших основных структур, называемых клетками. Впервые они были замечены ученым по имени Роберт Гук в 1665 году, когда он наблюдал срез пробки под примитивным микроскопом. Позднее Левенгук наблюдал живые клетки в воде пруда с помощью импровизированного микроскопа в 1674 году. Различные другие ученые позже обнаружили другие органеллы клеток в дополнение к главному открытию. Так, Роберт Браун открыл ядро в 1831 году, а в 1839 году ученый по имени Пуркинье открыл протоплазму и ввел термин для обозначения содержимого жидкости внутри клетки [1].

Позже два биолога по имени Шлейден в 1838 году и Шванн в 1839 году представили клеточную теорию, которая утверждает, что все растения и животные состоят из клеток, которые являются основными единицами жизни. Позже, в 1855 году, другой ученый по имени Вирхов дал расширение клеточной теории, заявив, что все клетки возникают из их ранее существовавших клеток. Изобретение электронного микроскопа в 1940 году позволило наблюдать и понимать сложную структуру клетки и ее органелл.

Особенностью строения растительной клетки является сложность ее пространственной организации (Измайлов, 1978). Специфичность в проявлении метаболических свойств одних и тех же соединений достигается их пространственной изоляцией, т.е. компартментацией (Ходос, 1975).

Отдельная клетка-это наименьшая структура в живом организме, которая способна выполнять основные жизненные процессы, такие как прием пищи, переваривание пищи, дыхание, выделение отходов, размножение и т. д., Которые являются основными характерными чертами всех живых организмов. Следовательно, клетки рассматриваются как основные структурные и функциональные единицы жизни. Как отдельная клетка, которая является наименьшей структурной единицей, способной выполнять все функции, она рассматривается как фундаментальная единица жизни. Клетка-это очень