Занятие №2. Почему они вместе или дифференциация и виды контактов клеток.

Занятие №2. Почему они вместе или дифференциация и виды контактов клеток.

Сегодня на занятии мы с вами выясним, почему клетки объединяются в ткани и как они контактируют между собой.

Но сначала ответьте на вопросы:

— Что предшествует зарождению нового организма?

— Как называется клетка, образующаяся в результате оплодотворения?

Жизненный цикл клетки – время жизни клетки с момента её образования до гибели или до деления на две дочерние клетки.

Митотический цикл – период развития клетки между её образованием и делением.

У регулярно делящихся неспециализированных клеток жизненный цикл состоит из подготовки к делению и самого деления. Это характерно для клеток зародыша, клеток образовательной ткани у растений. Жизненный цикл таких клеток совпадает с митотическим.

В случае высокоспециализированных клеток, которые утратили способность к делению, жизненный цикл включает в себя: рост, дифференциацию, старение и заканчивается гибелью, такими клетками являются, например, ситовидные трубки, клетки механической ткани (склеренхимы и колленхимы) у растений и др.

Периоды интерфазы

G1 -пресинтетический

S -синтетический

G2 -постсинтетический

Упрощённая схема соотношения между жизненным циклом клетки и митотическим циклом

— Как вы считаете, каким должен быть жизненный цикл зиготы?

Её жизненный цикл совпадает с митотическим. У дочерних клеток начинается процесс дифференцировки, происходит рост организма, который можно разделить на три стадии:

I. Деление клеток (гиперплазия) – увеличение числа клеток в результате митозов

II. Рост клеток (гипертрофия) – необратимое увеличение размеров клеток в результате поглощения воды или синтеза протоплазмы

III. Дифференцировка клеток – их специализация.

Вначале, когда процесс дифференцировки ещё не начался, зигота характеризуется максимальными потенциями (из неё могут образоваться любые типы клеток), поскольку дает начало всему организму. Уже после первого деления эти потенции уменьшаются. Каждая дочерняя клетка (если она не изолирована от соседних клеток) может дать начало определённой части организма. Уменьшение потенций дочерних клеток зиготы связано с тем, что на них оказывает влияние соседние клетки. Чем сложнее становится организм, тем всё ограниченнее становятся возможности выбора пути у каждой клетки.

Клеточная дифференциация – это процесс специализации клеток. Он начинается на ранних стадиях развития и зависит от следующих условий:

  1. Включение только определённых генов, вызывающих синтез ферментов и структур, которые осуществляют специфические функции.
  2. Полярность – специфическая дифференциация процессов и структур в пространстве, более распространено это явление у растений. Физиолого-биохимические или анатомо-морфологические различия изменяются в определённом направлении, в результате чего один конец клетки отличается от другого. Большое влияние на возникновение полярности имеет взаимодействие клеток, т.н. «эффект поля»: окружающие клетки могут оказывать влияние благодаря неравномерному химическому, механическому или электрическому воздействию.

Эпидермис листа. Устьица

*Адгезия обусловлена присутствием на поверхности клеток специфических белков, которые появляются в результате избирательной работы генов на разных стадиях развития клетки. Именно эти соединения обеспечивают «узнавание» и взаимодействие клеток. Согласно современным представлениям, именно адгезия клеток играет решающую роль в морфогенезе, или образовании определённой формы того или иного органа.

Межклеточные контакты возникают в местах соприкосновения клеток в тканях и служат для межклеточного транспорта веществ и передачи сигналов, а также для механического скрепления клеток др. с др.

Основной тип межклеточных контактов у растений

Тип контакта

Схематический рисунок контакта

(от плазма и греч. desmos – связь)

Схема строения плазмодесмы

1 — плазматическая мембрана; 2 — мембрана десмотубулы; 3 — клеточная стенка

«Живые связи»

Цитоплазматические нити, связывающие внутреннее содержимое соседних растительных клеток. Располагаются плазмодесмы в канальцах, образующихся при делении клеток (в первичной перегородке остаются субмикроскопические отверстия) и проходящих через первичную клеточную оболочку; в клетках с вторичной оболочкой они находятся лишь в замыкающих плёнках пор. Полость канальцев выстлана наружной мембраной, плазмодесмы – плазмолеммой.

Функциональная роль плазмодесм очень велика: с их помощью обеспечивается межклеточная циркуляция растворов, содержащих питательные вещества, ионы и другие соединения. По плазмодесмам могут перемещаться липидные капли.

Основные понятия: зигота, жизненный цикл клетки, митотический цикл клетки, межклеточный контакт, дифференциация, плазмодесмы, адгезия.

Вопросы и задания для повторения:

  1. Под воздействием каких факторов происходит дифференциация клеток по выполняемым функциям?
  1. Какие типы межклеточных контактов вам известны?
  2. Перечислите характерные особенности плазмодесм. Почему такие типы контакты характерны именно для клеток растительных организмов ?
  3. * Подготовьте сообщение о гормонах растений.
  4. * За 4 — 5 дней до начала следующего занятия заложите семена фасоли на прорастание. Семена с проросшими корнями (примерно через два после начала эксперимента) пригодны для закладки опыта по изучению роста корня в длину.

Заложите опыт по изучению роста корня в длину (ссылка на опыт).

Описание опыта: «Рост корня в длину».

Оборудование: проросшие семена гороха, фасоли или бобов с корнем длиной около2 см.; небольшая баночка (из-под майонеза, сока); кусок картона; плотная ткань или промокательная бумага; полиэтиленовая плёнка или крышка; чёрная тушь, предварительно налитая в крышечку и слегка загустевшая в результате частичного высыхания; линейка; заострённая спичка; канцелярские булавки.

Опыт. Для опыта надо приготовить влажную камеру. На дно банки налить воду слоем 0,5 –1 см., установить картонную стенку, лучше всего двухслойную. Высота стенки должна быть чуть ниже банки, ширина – по диаметру отверстия банки.

Нижний край картонки надо вырезать в форме выпуклого дна банки. На обе стороны картонной стенки наложить промокательную бумагу или плотную ткань. По ней будет подниматься вода со дна банки. Для опыта надо отобрать 2 – 3 проросших семени с более или менее прямыми корнями, без признаков повреждения и начала образования боковых корней. Тонко заточенной спичкой по всей длине корня нанести (по одной стороне) метки тушью в виде небольших, но хорошо заметных точек или коротких чёрточек на расстоянии 1,5 –2 ммодна от другой. Семя при этом держите за семядоли, прикосновение к корню концом спички должно быть очень лёгким, особенно у его кончика. Начинать разметку лучше с основания корня. Затем семена с размеченными корнями прикрепите к картонной стенке с помощью булавок (на картон прикалываются булавками обе семядоли) так, чтобы корни касались влажного картона на высоте 3 –4 смнад водой.

Банку закрыть крышкой или полиэтиленовой плёнкой и поставить в светлое и тёплое место. Чтобы стенки банки не запотевали, можно протереть их ватным тампоном, пропитанным смесью глицерина с водой в пропорции 1:1.

Все стадии эксперимента фотографируйте: заведите фотодневник опыта для фотоотчёта.

Результаты. Через 2 дня убедитесь, что метки заметно раздвинулись только у кончика корня.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎