8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
1/38
1
BOTANICA
Conf. univ. dr. Culi S RBU
Etimologie:Termenul Botanica provine dinvgr. botne , = plant .
Obiectul de studiu al Botanicii:
Botanica studiaz morfologia extern istructura intern a plantelor, funciile, evoluia,clasificarea, modul de asociere i rspndireape glob a acestora.
Planta (d. lat. planta ) = organism viu, de regulfixat, cu corpul difereniat n rdcin , tulpini frunze, care se hrnete pe cale autotrof ,absorbind ap i substane minerale dinmediul n care trie te i sintetiznd nutrieniprin fotosintez , cu ajutorul clorofilei .
GENERALITI
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
2/38
2
Diviziuni ale botanicii :
morfologia, anatomia, sistematica
Morfologia(din vgr. morph, =form; ilgos, = discurs ) studiaz forma i alctuireaexterioar a organelor plantelor , variaiileacestora i transformrile lor sub aspectontogenetic (n cursul dezvoltrii individuale)i filogenetic (n cursul evoluiei);
Anatomia (din vgr.anatom, = disecare,tiere ) studiaz structura intern a plantelor ,precum i legtura ntre structur , procesele
fiziologicei condiiile de via .Din anatomie s-au separat:
- Citologia studiul celulei vegetale;- Histologia studiul esuturilor vegetale;- Embriologia studiul evoluiei embrionului, n toate fazele dezvoltrii lui .
- Fitosociologia (studiaz comunit ilevegetale);
- Fitogeografia (studiaz rspndireaplantelor pe glob);- Genetica (studiaz materialul ereditari mecanismele proceselor ereditare);- Fiziologia (studiaz fenomenelevitale din corpul plantelor);- Ecologia (studiaz factorii ceinflueneaz via a plantelor);- Fito-paleontologia (studiaz plantelefosile);-etc.
Discipl ine derivate sau nrudite:
Sistematica (din vgr. systema, d. sn, = la un loc, i istemi, = a pune) seocup cu descrierea i gruparea (clasificarea) organismelor vii n unit i declasificare denumite taxoni, care sunt integrate ntr-un sistem general, ordonatierarhic; la baza clasificrii plantelor st analiza asemnrilor i deosebirilordintre acestea, rezultate n procesul de evolu ie.
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
3/38
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
4/38
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
5/38
5
Obiectivele disciplineiMorfologia i anatomiei plantelor :
nsuirea cunotinelor teoretice i practice cu privire la rolul plantelor n natur , n agricultur i n diverse alte ramuri ale economiei;
nelegerea rolului celuleii esuturilor n structura organismelor viiicunoaterea particularit ilor structuralei funcionale ale acestora;
nsuirea aspectelor legate de organizarea structural i funcionala organelor vegetative ale plantelor;
Cunoaterea modalitailor de nmulire a plantelor, a structuriiifunciilor organelor implicate n procesul de nmulire.
Competen e profesionale specifice pe care vi le conferparcurgerea disciplinei Morfologia i anatomiei plantelor :
Vei putea recunoa te la microscop diferite tipuri de celule vegetaleivei putea descrie structura acestora;
Vei cunoate funciile ndeplinite de pr ile celulei (organite);
Vei putea descrie transformril e prin care trece celula n timpul diviziuniii diferenierii celulare;
Vei acumula competene de baz n utilizarea unor instrumente, reactivi,a aparaturii de laborator (microscop, lup , microtom etc.)i a tehnicilor deinvestigaie morfo-anatomic ;
Vei ti s enumera i tipurile deesuturi vegetale;
Vei putea identifica la microscopi descrie esuturile vegetale;
Vei putea preciza raportul n care se afl diferite tipuri deesuturi ncorpul plantelor;
Vei ti s preciza i funciile diferitelor tipuri deesuturi vegetale;
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
6/38
6
Vei ti care sunt organele din care este alctuit corpul plantelor i vei
putea descrie particularit ile structurale ale acestora;Vei putea enumera i descrie diferitele variaii ale organelor plantelor;
Vei putea explica funciilefiecrui organ n parte;
Vei cunoate organele, formaiunilei procesele biologice implicate nfuncia de nmulire;
Vei fi capabili s e valuai modalit ile adecvate de nmulire a plantelor n vederea nfiinrii culturilor agricole ;
Vei putea face o descriere complet a oricrei plante de cultur sau dinflora spontan , din punct de vedere morfologici anatomic;
Vei acumula cunotine indispensabile n parcurgerea disciplinelor despecialitate din anii urmtori de studiu , n diferite aplicaii din agricultur , nvalorificarea produciei agricole, precum i n cercetarea tiinific.
EVALUARE
20sondaj sptmnalPrezen a la lucr. practice*icurs
20teste periodiceEvaluare pe parcurs60examen scrisExamen
Procent din notafinal (%)
Forme de evaluareTipul de evaluare
* Prezena la lucrrile practice este obligatorie !!!
OreleZiua
10 00-12 00Vineri10 00-12 00Luni
PROGRAM DE CONSULTAII LA DISCIPLIN
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
7/38
7
BIBLIOGRAFIE
Anghel I., Brezeanu A., Toma N. 1981 Ultrastructura celulei vegetale . Atlas. Edit.Academiei Romne, Bucure ti.
Arsene G. G. 2004 Botanica, I. Citologia, histologia, organele vegetative . Edit.Brumar, Timioara.
Pun M., Turenschi E., Grigore S., Ifteni L., Chiril C., Ciocrlan V., Pazmany D.,Moldovan I., Popescu Gh. 1980 Botanica . Edit. Did. Ped. Bucure ti.
RvruM., Anghel G., Bui a A., Nyrdy A., Morlova I. 1967 Botanic . Edit. Did.Ped. Bucure ti.
Toma C., Ni M. 1995 Celula vegetal . Edit. Univ. Alexandru Ioan Cuza Ia i.Toma C., Gostin I. 2000 Histologie vegetal . Edit. Junimea Ia i.Srbu C. 2014 Morfologia i anatomia plantelor note de curs.erbnescu -Jitariu G., Toma C. 1980 Morfologia i anatomia plantelor . Edit. Did.
Ped. Bucure ti.
Turenschi E., Pascal P., Srbu C., Paraschiv N.L. 1998 - Lucrri practice - Botanic .Litrogr. USAMV Iai.Zanoschi V., Toma M., 1990- Curs de Botanic . Partea I -a, Anatomie i Morfologie .
Litogr. Inst. Agron. Iai.Zanoschi V., Toma C., 1985 Morfologia i anatomia plantelor cultivate , Ed. Ceres,
Bucure ti.
Cap. I
CITOLOGIA
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
8/38
8
CELULA VEGETALCelula (d. lat. cella , = cmar , element al unui fagure) este unitatea
structural i funcional fundamental a organismelor vii .
Conform teoriei celulare, elaborat de ctre Schleiden (1838), Schwan(1839) i Dutruchet (1842), teorie n prezent unanim acceptat ,
orice form de via const dintr -una sau mai multe celule;
celulele se formeaz din celule preexistente (omnis cellula e cellula );
celula este cea mai mic form de organizare a materiei vii la n ivelulcreia sunt ntrunite toate propriet ile vieii (autoreproducere, metabolism,sensibilitate, autoreglare, micare, cretere, dezvoltare, ereditate etc.);
Descoperirea celulei i denumirea de celul se datoreaz fizicianului englezR. Hooke, care, n anul 1665, utiliznd un microscop de construcie proprie, aobservat celulele din plut (suber), descriindu-le ca structuri delimitate prinpere i proprii, dar lipsite de coninut (v. imaginile, dup www.history-of-the-microscope.org).
Dezvoltarea ulterioar a tehnicilor de microscopie a permis cun oatereadetaliat , din prezent, a structurii celulei, pn la nivel molecular .
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
9/38
9
Mrimea celulelor este, n general, de ordinul zecilor de microni;(1 micron, = 10-3 mm).
Excep ii: celule extrem de mici (de civa microni, la bacterii); celule uriae (deciva cm sau chiar m, la unele plante):
Exemple de celule uriae: a) n pulpa fructului de citrice [http://paperraindrops.blogspot.ro/]; b) fibrele de bumbac[imgarcade.com ]; c) alga unicelular Caulerpa prolifera [www.esacademic.com ]
ba
c
Numrul celulelor
Organism unicelular : Euglenasp. [staff.tuhsd.k12.az.us ]
Dup numrul celulelor din care sunt alctuite , organimele vii pot fi:unicelulare ipluricelulare ;
ntre aceste dou categorii , se afl cenobiile (grupe de celule-fiice identice, rezultatedin diviziunea unei celule-mam , care rmn nvelite de o membran comun ) icoloniile (grupe de celule asociate, uneori difereniate, fr membran comun );
La organismele unicelulare, precum i la cenobiii colonii, celulele sunt capabile striasc independent (totui, n cazul unor colonii, adeseori, datorit unor diferen ieristructurale i funcionale, celulele prezint o independen relativ limitat);
Cenobiu de Chroococcus sp.[https://www.flickr.com/]
Colonie cu celule difereniate, la Volvox sp.[Parker & Jeffrey, 1900]
Colonie cu celulenedifereniate, la Synura sp.[zoology-quest.blogspot.com ]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
10/38
10
Organism pluricelular cu corpulnediferen iat (tal ): Ulothryx sp.
[protist.i.hosei.ac.jp]Organism pluricelular, cu corpul d ifereniat (corm ): n stnga Vitis
vinifera , dup www.leeuwke.com; n dreapta, sec iune prin rdcina deVitis vinifera , cu numeroase tipuri de celule diferen iate [original]
La organismele pluricelulare, celulelele sunt, de regul, specializate pentru ndeplinirea unor funcii specificei, n condiii obinuite, nu pot tri independent .Numrul de tipuri de celule diferen iate este mai mic la organismele mai puin evoluate(ex. alge pluricelulare)i din ce n ce mai mare la organismele mai evoluate (ex., laangiosperme, sunt cteva zeci de tipuri diferite de celule).
stelat cilindric
spiralatsferic
semilunar
bilobat
acicular ovoidalecilindricedreptunghiulare
Forma celulelor este foarte variat : n cazul organismelor unicelulare, celulele pot fi de cele mai variate forme: ovale,
sferice, cilindrice, eliptice, cubice, spiralate, curbate, stelate, etc.;La plantele superioare, forma celulelor depinde de tipul esutului din care fac
parte, de funciile ndeplinite etc., putnd fi: poligonale, reniforme, stelate, cilindrice,halteriforme etc.
Dup raportul dintre lungimea i l imea lor: celuleparenchimatice (L / l 2) icelule prozenchimatice (L / l > 2)
Forma celulelor (exemple): A-la organismele unicelulare; B-la organismelepluricelulare
A B
Celule parenchimatice
Celule prozenchimatice
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
11/38
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
12/38
12
Structura hialoplasmei[Toma & Ni 1995]
proteineglobulare
proteinefibrilare
Rol: nglobeaz toate organitele celulei cu excep ia pereteluicelular; este sediul unor importante procese biochimice ifiziologice de care depinde viaa celulei (sinteza de precursori aiunor macromolecule, procese enzimatice, depozitare etc.).
Compoziie chimic foarte complex : ap , substan eminerale (peste 60 de elemente chimice, n stare liber saucombinat ), substan e organice (proteine, lipide, glucide,biocatalizatori, antibiotice etc.).
Structura citoplasmei:hialoplasma,membrane plasmatice ( plasmalema i tonoplastul ),peroxizomii,glioxizomii,microtubulii.
Hialoplasma este substan a fundamental a citoplasmei ,care nglobeaz organitele celulare i la nivelul creia sedesfoar toate procesele vitale caracteristice citoplasmei .
Hialoplasma se prezint ca o solu ie omogen , vscoas , transparent ,bogat n ap (cca. 70%), proteine (cca. 20%) i ali compui organici i minerali;
Proteinele fibrilarei globulare ale hialoplasmei formeaz o reea complex , cunumeroase legturi (de tip Van der Waals, pun i de H, puni bisulfurice etc.), care seremaniaz continuu , n funcie de starea fiziologic a celulei .
Citoplasma celulelor nvecinate se afl n contact, la nivelul porilor din pereii celulari,astfel nct, n cadrul unui esut, exist o continuitate a citoplasmei celulelorcomponente.
Prile de citoplasm mpreun cu ramifica iile reticulului endoplasmatic, care
strbat porii din pere ii celulelor nvecinate, formeazplasmodesmele
. Prin intermediul plasmodesmelor, se realizeaz schimbul de substan e iinformaii ntre celulele unuiesut.
plasmodesma
citoplasm
citoplasm
pereii a dou celule nvecinate
plasmalema
ramificaii ale reticululuiendoplasmatic
por
Structura plasmodesmei
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
13/38
13
Structura plasmalemei [www.scrigroup.com]
lipidebipolare
proteine
Plasmalema este o membran extrem de sub ire, decca. 75 nm (nanometri) grosime (1 nm = 103 ), caredelimiteaz citoplasma la conta ctul cu peretele celular;
Tonoplastul este o membran asemntoare cuplasmalema, care sepa r citoplasma de sucul celular(delimiteaz vacuolele );
Cele dou membrane sunt semipermeabile , reglndschimbul de substan e dintre celul i mediu. n structuralor se afl o ptur bistratificat i impermeabil de lipidebipolare, n care sunt nglobate molecule proteice cu rolde transport selectiv.
Not: Toate membranele care delimiteaz organitelecelulare nglobate n citoplasm au structur i funciiasemntoare plasmalemei .
pereicelularinucleu
plasmalema
vacuoltonoplast
citoplasm
Plasmalema itonoplastul
pol hidrofilpol hidrofob
Peroxizomi [medicoreview.blogspot.com] Microtubuli[www.imb-jena.de]
Peroxizomiisunt formaiuni foarte mici (sevd doar la microscopul electronic ),de form sferic , care intervin n procesul de respiraie celular .
Glioxizomii se deosebesc de peroxizomi prin aceea c particip la realizare aciclului glioxilic (transformarea grsimilor n glucide).
Microtubuliisunt filamente extrem de subiri, de natur proteic , avnd un rolimportant n procesele de micare intracelular : cicloza (micarea circularregulat a citoplasmei n interiorul celulei),deplasarea cromozomilor n timpuldiviziunii celulare etc.
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
14/38
14
2. RETICULUL ENDOPLASMATICEste un sistem complex de canale, vezicule, cisterne, ramificate i interconectate, carestrbat celula de la membrana nuclear pn la plasmalem .Suprafaa RE poate fi rugoas (asociat cu ribozomi ) sau neted (fr ribozomi ).
Rol.: - transportul intra- i inter-celular al diferitelor substane,- sinteza unor proteine i lipide,
- formarea peretelui celular,- formarea plasmodesmelor,- formarea sferozomilor
Reticulul endoplasmatic neted [www.visualphotos.com]
Reticulul endoplasmatic rugos (canaliculele RE suntasociate cu ribozomi, cu aspect granular)
[course1.winona.edu]
3. NUCLEULEste un organit mai dens dect citoplasma i apare n celul ca un corpuscul mai
ntunecat, de for m ovoidal , globuloas , lenticular etc ., cu dimensiuni de cca. 5-15 (valori extreme: 0.5-1000 ).
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
15/38
15
Celula procariot [www.microscopemaster.com ] Celula eucariot [waynesword.palomar.edu ]
Nucleul este caracteristic doar celulei eucariote (gr. eu , = propriu-zis, autentic;karion ,= nucleu). Celulele procariote (bacterii, alge albastre) sunt lipsite de nucleu.
La eucariote, se afl de regul un singur nucleu n celul , dar uneori celulele pot fibinucleate sau polinucleate;
La procariote, materialul nuclear de baz nu este organizat n interiorul unui organitdistinct, ci se prezint ca o zon cu aspect neregulat , numit nucleoid .
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
16/38
16
Porii membranei nucleare [www.art.com]
Membrana nuclear este dubl , f ormat dintr -o foi intern i una extern ieste strbtut din numero i pori, prin care se realizeaz schimbul desubstan e dintre nucleu i citoplasm .
membrananuclear dubl
por
Cariolimfa este masa fundamental a nucleului , care nglobeaz nucleolii icromatina. Compoziia i structura cariolimfei este asemntoare hialoplasmei .
Membrana nuclear [www.biologyjunction.com
Nucleolul este un corpuscul fr membran proprie , mai dens dect restul nucleului i deci mai ntunecat, format n principal din ARN ribozomal, fosfolipide, proteine.
Rol:
- intervine n mecanismul diviziunii celulare,
- particip la n sinteza ARN ri a proteinelor nucleare.
De regul , n nucleul unei celule se afl un singur nucleol , mai rar doi sau maimuli, n funcie de gradul de ploidie al celulelor;
La nceputul diviziunii celulare, nucleolul se dezorganizeaz , r eaprnd apoi ,
la sfr itul diviziunii.
Nucleu cu un nucleol [smartsite.ucdavis.edu ]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
17/38
17
Cromatina (gr. chroma , = culoare) este materialul ereditar (genetic) din nucleu i seprezint de regul sub forma unor filamente dispuse n reea sau sub form granular ,care se coloreaz intens cu coloran i bazici (carmin, hematoxilin, etc.). Prin spiralizarealocal mai puternic a filamentelor de cromatin , se formeaz unele zone punctiformecolorate mai intens, numite cromomere .
Este alctuit din acizi nucleici (ADN, ARN)i proteine asociate acestora (nprincipalhistone ). n scopul compactrii i conservrii materialului ereditar , filamentele de ADN din
structura cromatinei sunt nf urate n jurul unor unit i proteice constituite din cte4 histone, constituind astfel, nucleozomii ;
Reprezentare schematic a mpachetrii materialului genetic[hometestingblog.testcountry.com]
Filamente de cromatincucromomere (sgeata )
[http://commons.wikimedia.org/]
La nceputul diviziunii celulare (profaza), prin spiralizareai condensareaputernic a filamentelor de cromatin , rezult cromozomii.
Se cunosc dou tipuri de cromatin : eucromatina i heterocromatina.
Eucromatina (cromatina dispersat ) este mai pu in colorabil , datorit uneispiralizri mai slabe . La nivelul su sunt localizate majoritatea genelor active .
Heterocromatina (cromatina condensat ) este foarte puternic colorabil , datoritunei spiralizri i condensri mai puternice . n general, heterocromatina nu areefecte vizibile asupra expresiei genetice (este, n principiu, inert genetic ).
nucleozomi
filament de cromatin
eucromatina heterocromatina
histone
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
18/38
18
CROMOZOMIIsunt vizibili n celuldoar n timpul diviziunii celulare,rezultnd ca urmare a condensriiputernice a filamentelor de cromatin . n profaza mitozei, cromozomii aparformai dintr-o mas fundamental ,amorf (matrix ), n care sunt dispusedou filamente identice , spiralate,numite cromatide .
O cromatid este alctuit din doufilamente numite semicromatide ,dublu spiralizate.
n anumite zone, de-a lungulsemicromatidelor, se afl ni te por iunimai ntunecate (mai puternic
spiralizate), numitecromomere .Cele dou cromatide sunt unite ntreele la nivelul unei constricii(constric ia primar ), unde se aflcentromerul formaiune cu rol nfixarea i migrarea cromozomilor pefusul de diviziune).
Structura cromozomului [Cr ciun 1981]
Unii cromozomi prezint , pe lng constricia primar i o constriciesecundar , fr centromer (fr rol cinetic ), continuat cu o formaiune numitsatelit .
Dup pozi ia centromerului, cromozomii pot fi:metacentrici (centromer median),submetacentrici (centromer submedian ), acrocentrici (centromer subterminal ) itelocentrici (centromer terminal ).
Forma general a cromozomilor estevariat : I, L, X, Z, U, V, etc.
telocentric
Tipuri de cromozomi, dup pozi ia centromerului
metacentric submetacentric acrocentric
ase perechi de crom ozomi n celulele deGrindelia squarrosa [Tru et al . 2012]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
19/38
19
Numrul cromozomilor n celul este constant la fiecare specie . Numrul total de cromozomi dintr -o celul somatic (vgr. soma , = corp) f ormeaz
garnitura cromozomic i are simbolul 2n (celul diploid ), ex.: la ceap ( Alliumcepa ), 2n= 16; la lalea (Tulipa gesneriana ), 2n=12 etc.
Fiecare cromozom dintr-o garnitur diploid prezint o pereche de aceea imrime , f orm i cu acela i coninut ereditar, aadar cromozomii se afl n perechi(cromozomi omologi sau autozomi ) (v. figura de mai sus ). La unele plante (dioice), pe lng cromozomii omologi se afl i unii cromozomi
lipsii de pereche, numi i heterozomi sau cromozomi sexuali .
Sporii i gameii (formai n urma diviziunii meiotice), conin doar jumtate dinnumrul de cromozomi ai unei garnituri cromozomice ; acest numr se nume tenumr haploid i se noteaz cu n (celule haploide ), ex. la ceap , n=8; la lalean=6.
Rolul nucleului:- depoziteaz i conserv informaia ereditar sub forma moleculelor de acizi nucleici ceconstituie cromatina i cromozomii;
- asigur transmisia nealterat a informa iei genetice la celulele-fiice rezultate prindiviziunea unei celule-mam , ca urmare a fenomenului de replicare a ADN;- dirijeaz toate procesele vitale din celul , prin fenomenele de transcripie i translaiea informaiei genetice coninute.
Replicarea ADN(sunt reprezentate bazele azotatecomplementare: A-adenina, T-timina, respectiv G-guanina i C-citozina)
Transcrip ia unei gene din molecula de ADN, cu sinteza uneimolecule de ARN m, pe seama creia , la nivelul ribozomilor,
informaia ereditar este convertit (translatat) ntr-o proteinsau enzim (transla ie )
caten noucaten veche
n mecanismul replicrii intervin dou enzime principale :endonucleaza (care taie legturile dintre nucleotidelecelor dou catene ale moleculei ini iale) i ADN-polimeraza (care asigur sinteza catenelor noi pe tiparulcatenelor preexistente).
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
20/38
20
4. PLASTIDELESunt organite vii caracteristice celulei eucariote vegetale (lipsesc la procariote, n
celulele animale, precum i la ciuperci).Clasificare (dup culoarea lor i rolul ndeplinit):
Plastide colorate: -fotosintetic active: cloroplaste, feoplaste, rodoplaste-fotosintetic inactive: cromoplaste
Plastide incolore: leucoplaste
A. CLOROPLASTELEsunt plastidele verzi, caurmare a con inutului n clorofil . Suntprezente n celulele frunzelor i a tuturorcelorlalte organe verzi ale plantelor.
Pot fi sferice, ovoidale, lenticulare, cudimensiuni de 1-4 / 4-10 .La unele alge, cloroplastele au formeparticulare (de panglic spiralat , de stea,clopot etc.), fiind numitei cromatofori.
Cromatofori laZygnema sp. [protist.i.hosei.ac.jp]
celulele cu c loroplaste
Rolul cloroplastelor : la nivelul lor se desfoar funcia de fotosintez .
Structura cloroplastelor :
- membran dubl extern ;- stroma (subst. fundamental );
- lamele stromatice (tilacoide) rezultate prin invaginarea foiei interne amembranei;
- grana constituit din forma iuni discoidale suprapuse, ce con in pigmeniifotosintetici;
Alte componente :
- gruncioare de amidon (instabile);
- ribozomiasem ntori celor din celulele procariote ;
- material ereditar extranuclear (ADN).
6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2lumin (=energie)
clorofil , enzime
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
21/38
21
Schema structurii cloroplastei
B. FEOPLASTELEsunt plastide galbene sau brune,prezente la algele galbene, aurii, brune, diatomee. idatoreaz culoarea predominrii pigmen ilor
xantofil (galben ) i fucoxantin (brun ).C. RODOPLASTELEsunt plastidele ro ii, ntlnite laalgele ro ii. i datoreaz culoarea predominriipigmenilor ficoeritrin (roie) i ficocianin (albastr).
D. CROMOPLASTELEau culoarearoie, galben , portocalie datoritpigmenilor:carotina , xantofila ,licopenul .
Sunt frecvente n mezofilul petalelor,pericarpul fructelor coapte (ex. laardei, ro ii), tegumentul seminelor,unele rdcini (ex. la morcov).
Rol biologic indirect: atragerea, princoloritul viu imprimat, apsrilor ,insectelor sau a altor animale carerealizeaz astfel , polenizarea ncruciat i rspndirea fructelor iseminelor.
feoplast
[biology.missouristate.edu]cromoplaste
[www.biologie.uni-hamburg.de]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
22/38
22
E. LEUCOPLASTELESunt plastide incolore, mici, granulare, prezente att n organele aeriene, ct i n cele
subterane.Se pot transforma n cloroplaste sau cromoplaste prin acumularea pigmen ilor
caracteristicii structurarea corespunztoare .
Se transform n amiloplaste (gruncioare de amidon ), dac n stroma lor seacumuleaz amidonul (v. paraplasma ).
Ami lop last e (gruncioare de amidon ) n celulele seminei de gru ( Triticumaestivum ) [en.wikipedia.org].
5. CONDRIOZOMII
Sunt organite vii prezente n toate celulele eucariote, cudimensiuni de 0,2-2 , de form sferic sau oval (mitocondrii),sau alungite (condrioconte).
Structura condriozomilor:- membran dubl extern ;- matrix (substan a fundamental );
- lamele (criste) sau tubuli rezultate prin invaginarea foiei interne amembranei;- pe suprafa a lamelelor sau a tubulilor se afl ni te corpusculi sferici,pedicelai, numii oxizomi , la nivelul crora se afl enzimele fosforilriioxidativei ale transferului de electroni, ce intervin n procesele derespiraie celular (oxido-reducere);
Alte com ponent e :- ribozomiasem ntori celor din celulele procariote ;- material ereditar extranuclear (ADN).
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
23/38
23
Schema structurii uniui condriozom[introducingorganelles.weebly.com ]
Rolul condriozomilor : producerea energiei necesare tuturor proceselor vitale dincelul , prin oxido-reducerea substratului nutritiv:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energieenzime
6. RIBOZOMII (granulele lui Palade)Ribozomii sunt organite vii, foarte mici (cca. 20-30 nm), de natur ribonucleoproteic ,
bogate n ARN, prezente n citoplasm , nucleu, cloroplaste, condriozomi, liberi sauasocia i ntre ei sau cu RE rugos.
Sunt constituii din dou subunit i inegale, curbate;Rol: translaia informaiei genetice, adic sinteza proteinelor celulare specifice (v.
schema) .
Structura ribozomilor [www2.estrellamountain.edu]
Reprezentare schematic a f enomenului de translaie, nurma cruia se sintetizeaz o protein , pe seama informa ieigenetice din nucleu [www.amshay.com ]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
24/38
24
7. DICTIOZOMIIDictiozomii sunt formaiuni lamelare, constituite din numeroase discuri suprapuse i
unite n partea lor central , cu marginile libere, ondulate i puin recurbate. De lamarginea liber a discurilor se detaeaz mereu vezicule mici , sferice, care migreaz ncitoplasm .
Totalitatea dictiozomilor din celul formeaz Aparatul Golgi .Rol:
[www.biology.iupui.edu] [www.asknature.org]
-n rocesul de secre ie celular i de sintez a polizaharidelor , avnd astfel un rolimportant n sinteza peretelui celular la sfr itul diviziunii celulare;
-n transportul intracelular al diferitelor substane.
7. SFEROZOMII
8. LIZOZOMII
Sferozomii sunt organite foarte mici(0,4-1,6 , la nivelul crora sesintetizeaz lipide . Ei rezult dinpor iuni terminale ale RE, care seumfl, i treptat, pe msur ceacumuleaz tot mai multe lipide , sedetaeaz complet de RE .
Lizozomii sunt organite foarte mici (1-0,4-1 ), variate ca form , cu omembran simpl , ce conin enzimehidrolitice ( n afar de lipaz ), capabilede a descompune (hidroliza) diferitemacromolecule, cu rol n digestiaintracelular . Sunt implicai n nutriiacelulei.Sferozomi (Sp) n seminele de gru ( Triticumaestivum ) [Jelsema et al. 1974]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
25/38
25
9. PERETELE CELULAREste un organit specific celulei vegetale (lipse te la celulele animale), care delimiteaz
celula, i confer o anumit form i o protejeaz de ac iunea factorilor externi.Celulele prevzute cu perete se numesc dermatoplaste , spre deosebire de cele fr
un perete rigid, numite gimnoplaste.
dermatoplaste
www.biologie.uni-hamburg.de
Structura peretelui celular la doucelule nvecinate [www.studyblue.com]
Structura peretelui celular :
membrana primar denatur celulozic ; se formeazpe timpul creterii celulei;
membrana secundar denatur celulozic , se formeazdup ncetarea cre teriicelulei, adugndu -se pestemembrana primar , ctre
interiorul celulei;membrana ter iar de
natur necelulozic (amor f). ntre pereii celulelor nvecinate
se afl o pelicul foarte sub ire, denatur pectic , numit lamelamedian , care asigur aderen acelulelor n cadrul unuiesut;
meat(spa iu plincu aer ntre
celule)
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
26/38
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
27/38
27
Tipuri de pori n pereii celulari [http://www.eplantscience.com/]
Por simplu Por areolat
Membrane secundare
Lamela median
Membrane primare
Peretele celular prezint numero i pori (punctua ii) strbtu i deplasmodesme , prin care se face schimbul de substan e ntre celulele vecine.
Porii pot fi simpli, areolai i semiareolai (micti):Porii simpli sunt deschideri circulare n membranele secundare care
rmn ata ate de membranele primare; sunt specifici angiospermelor ;
Porii areolai apar sub forma a dou cercuri concentrice date dedispunerea marginilor membranelor secundare, care se ndeprteaz decele primare; membranele primare sunt ngroate lenticular n dreptulporului, constituind o formaiune numit torus ; sunt specifici pteridofitelor igimnospermelor .
Formarea peretelui celular are loc la sfr itul diviziunii celulare, cuparticiparea fusului de diviziune, a aparatului Golgii a RE.
Mai nti se formeaz o membran primitiv (lamela median ), constituitdin substan e pectice aduse de ctre veziculele golgiene .
Peste aceasta, protopla tii celor dou celule fiice depun straturi succesive deceluloz , formndu-se astfel, membrana primar ;
Anumite por iuni ale acestei membrane, st rbtute de termina ii ale RE,rmn ne ngroate i vor constituiporii din pereii celulari, prin care celulele vorputea comunica ntre ele.
Dup ncetarea cre terii n volum a celulei, peste membrana primar sedepun alte straturi de celuloz , ce formeaz membrana secundar .
Creterea peretelui celular are loc: n suprafa (ct timp celula este tnr ), prin intercalarea unor noimicrofibrile n ochiurile reelei de celuloz , lrgite datorit presiuniiexercitate de protoplastul n cretere,
n grosime (dup ncetarea cre terii n suprafa), prin suprapunerea denoi pturi de celuloz peste cele deja existente .
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
28/38
28
Modificri secundare a peretelui celular Dup formarea sa , peretele celular poate suferi o serie de modificri secundare ianume: cutinizarea cerificarea, suberificarea, mineralizarea, lignificarea, gelificareailichefierea.
Cutinizarea const n impregnarea i acoperirea peretelui extern al celulelorepidermice cu o substan gras numit cutin , secretat de ctre celul i care ncontact cu aerul se ntre te, f ormnd o pelicul impermeabil , numit cuticul .
Cerificarea este depunerea unui strat de cear pe suprafa a peretelui extern alcelulor epidermice, care devin astfel impermeabile.
Fructe de prun acoperite de cear ( pruin )
Cuticula [www.vcbio.science.ru.nl]
Suberificarea const n depunerea unei substan e grase (suberina) pe fa a ntern a membranei primare . Prin suberificare, aceste membrane devinimpermeabile i elastice, dar celulele mor, lund na tere un esut protector mortnumit suber (v. esuturi protectoare ).
suber
[www.biologie.uni-hamburg.de]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
29/38
29
Lignificarea este procesul deimpregnare a peretelui cu lignin ;aceasta ocup spa iile dintremicrofibrile, cimentndu-le puternic.Membranele lignificate sunt dure,rezistente i se gsesc n special ncelulele esutului mecanic i n ngrorile vaselor de lemn .
Mineralizarea const nimpregnarea peretelui cu diferitesubstan e minerale (SiO2 la Poaceae ;CaCO3 la Cucurbitaceae etc), ceeace duce la cre terea durit ii irezistenei peretelui.
Gelificarea se realizeaz datortunor supersecre ii de substan epectice, care se depun n membran . n stare uscat , aceasta are unaspect cornos, iar n prezen a apeise umfl i se transform nmucilagiu (ex. la celuleletegumentului seminelor de in, gutui)
Lichefiereaeste procesul prin care, subaciunea unor fermeni, membrana celulardispare complet, ca de exemplu, la formareatraheelor (vase lemnoase) sau a laticiferelorarticulate.
ngrori de lignin
ai pere ilor vaselorlemnoase
10. VACUOLAVacuola se prezint sub forma unei vezicule delimitat fa de citoplasm prin
tonoplast , iar n interior conine un lichid numitsuc vacuolar , f ormat din ap i diversesubstan e minerale (cloruri, sulfai etc.) i organice (proteine, alcaloizi, glicozizi,antociani oxalai etc.) dizolvate n ap .
n celulele tinere, vacuolele sunt mici i numeroase; pe msura cre terii celulei,vacuolele se unesc ntre ele, devenind din ce n ce mai pu ine i mai mari.
n cele din urm , ncelula matur se afl o
singur vacuol mare ,central , care mpingespre periferie toateorganiteleprotoplasmei; spreexemplu, ntr-o astfelde celul , nucleul estesituat periferic i are oform lenticular ,datorit presiunii lacare este supus dectre vacuol .
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
30/38
30
Rolul vacuolelor :
Depoziteaz tot excesul de ap din celul , asigurndcitoplasmei un grad de imbibiie optim pentru desf urareaproceselor vitale;
Depoziteaz o serie de substan e toxice (oxalai, alcaloizi,glicozizi etc.),fcndu -i, astfel, inofensivi fa de protoplasm ;
Asigur turgescena celular , care contribuie la susinereaorganelor plantelor;Prin diferena de presiune osmotic ntre sucul vacuolar i
soluiile existente n mediul extracelular, vacuola permiteschimbul de ap ntre celul i mediu.
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
31/38
31
11. INCLUZIUNI ERGASTICE SOLIDE
Sunt formaiuni solide produse de protoplasm , de natur chimic variat (proteine,amidon, sruri organice sau minerale ).Exist trei tipuri de incluziuni solide :
Gruncioarele de amidon ,Gruncioarele de aleuron ,Cristalele celulare.
GRUNCIOARELE DE AMIDON( AMILOPLASTELE)Sunt leucoplaste n care s-a depozitat amidonul, sub forma unor straturisuccesive , n jurul unei zone de condensare numit hil (acesta poate avea unaspect punctiform, ca la cartof, gru etc, sau se prezint sub forma uneicrpturi alungite i ramificate, ca la fasole);Se ntlnesc n celulele semin elor, tuberculilor, bulbilor, rizomilor,rdciniloretc.Dup structura lor , gruncioarele de amidon sunt de trei tipuri : simple (tipulobinuit); compuse (dou sau mai multe gruncioare simple strns alturate ,fiecare avnd hil i straturi proprii de amidon)i semicompuse (dou sau treigruncioare cu hil i straturi proprii de amidon, inconjurate de cteva straturicomune).Adeseori, straturile succesive de amidon din jurul hilului, fiind mai bogate saumai srace n ap , apar la microscop mai ntunecate, respectiv mai str lucitoare,caz n care se spune c gruncioarele au o stratificare evident .
Forma (sfer ic , oval , alungit etc ), mrimea (3-100 ) i structura gruncioarelor deamidon sunt constante la aceea i specie, dar difer de la o specie la alta .
Amidonul este o substan glucidic complex , r ezultat prin polimerizarea ctorva miide molecule de glucoz , fiind deci o substan nutritiv foarte important .
Tratat cu I n IK, amidonul se coloreaz n albastru-violet.
Amiloplaste la cartof (Solanum tuberosum )
Amiloplaste la gru (Triticum aestivum ) [en.wikipedia.org]
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
32/38
32
GRUNCIOARELE DEALEURON
gruncioarele de aleuron suntconstituite din substane proteicede rezerv , din seminele multorplante, rezultate dindeshidratarea i fragmentareavacuolelor incrcate cusubstan e proteice.
spre exemplu, n cotiledoanele semin elor de fasole, gruncioarele de aleuron seprezint ca ni te formaiuni sferice, mici, impr tiate n citoplasm , printre gruncioarelede amidon;
celule cuamiloplaste
celule cualeuron
Sec iune prin smn a de gru ( Triticum aestivum )
n seminele de gru gruncioarele de aleuron se afl n celulele periferice alealbumenului, ce formeaz un strat con tinuu, imediat sub tegumentul seminei.
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
33/38
33
CRISTALELE CELULARECristalele celulare constituie substane de excre ie aflate n form cristalin ;
n celulele plantelor se ntlnesc mai ales cristale de oxalat de calciu sau de CaCO 3; Au form foarte variat : acicular , prism , piramid, romboedru, octoedru etc.Uneori, prin unirea n partea median a dou sau mai multor cristale , rezult
corpusculi n form de +, x, sau sub forma unor ursini (formaiuni compacte, cunumeroase col uri libere); n celulele frunzelor de Ficus , se ntlnesc forma iuni n forma unui strugure (cistoli i),
formate din granule de CaCO3 depuse pe un schelet celulozic.
Diferite tipuri de cri stale celulare[intranet.tdmu.edu.ua ]
DIVIZIUNEA CELULARExistena tuturor organismelor vii din natur este condiionat de diviziunea
celulelor, care asigur succesiunea ne ntrerupt a genera iilor celulare, cre terea i nmulirea organismelor;
n funcie de gradul de evoluie al organismelor i de stadiul lor ontogenetic,exist mai multe tipuri de diviziune celular : sciziparitatea, diviziunea direct ,mitoza i meioza. A. SCIZIPARITATEA este caracteristic celulelor procariote i const n apariia
unui perete despr itor n zona median a celulei -mam , dup ce , n prealabil, aavut loc replicarea materialului ereditar, cu formarea a dou celule -fiice egale.
cromozomcircular
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
34/38
34
B. DIVIZIUNEA DIRECT(amitoza) se ntlne te la celulele eucariote de la uneleprotiste (alge ) i const n alungirea i strangularea nucleului cu formarea a doi nuclei-fii;concomitent i celelalte componente ale protoplasmei se mpart n dou pr i egale,rezult nd dou celule fiice , fiecare cu cte un nucleu.
C. MITOZAMitoza (d. gr.mitos, = filament, fir ) este tipul obinuit de diviziune a celulelor
somatice la eucariote. n timpul mitozei, pornindu-se de la o celul diploid , r ezult doucelule-fiice diploide (diviziune ecva ional , d. lat. aequatio, = egalitate ).
Mitoza se desfoar pe durata a patru faze i anume: profaza, metafaza,anafaza i telofaza.
Profaza:
cromozomii bicromatidici devin vizibili, ca urmar e a spiralizrii i condensriiputernice a cromatinei nucleare;nucleolul i membrana nuclear se dezorganizeaz ; carioplasma deverseaz n
citoplasm ; ncepe procesul de clivare longitudinal a cromozomilor (separarea longitudinala celor dou cromatide );
se formeaz fusul de diviziune , constituit din filamente foarte subiri, acromatice,dintre care unele se ntind de la un pol al celulei la cellalt , iar altele leag fiecarepol cu regiunea ecuatorial a celulei .
Metafaza:
se definitiveaz clivarea longitudinal a cromozomilor (fiecare cromozom se mparte n cte dou cromatide , r ezultnd astfel un numr dublu de cromozomimonocromatidici);cromozomii monocromatidici rezultai din clivarea fiecrui cromozom bicromatidic ,
se ata eaz , prin intermediul centromerului, de filamentele fusului de diviziuneise a eaz fa -n-fa n zona ecuatorial a celulei (se formeaz placaecuatorial).
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
35/38
35
Anafaza:Cromozomii monocromatidici se deplaseaz spre cei doi poli ai ce lulei, de-a
lungul filamentelor fusului de diviziune: jumtate spre un pol i cealalt jumtatespre cellalt pol .
Telofaza:Cromozomii monocromatidici ajuni la polii celulei se despiralizeaz , r efcnd
filamentele de cromatin ;Membrana nuclear i nucleolul reapar, astfel nct, la fiecare pol al celulei-mam
se formeaz cte un nucleu cu un numr de cromozomi egal cu cel din celula-mam (reinem totui c ace tia sunt cromozomi monocromatidici);Dup formarea celor doi nuclei fii (cariochine z ), n regiunea ecuatorial a celulei
apare un perete despr itor (cu participarea dictiozomilor, a RE i a fusului dediviziune), care mparte celula-mam n dou celule fiice , fiecare cu cte un nucleu
diploid (citochinez ).
Celula intr apoi ntr-o etap de repaos aparent numit interfaz , timp n care areloc procesul de replicare (autocopiere) a ADN, astfel nct n profaza unei noi mitozefiecare cromozom va fi din nou bicromatidic (fiecare cromozom monocromatidic isintetizeaz cea de -a doua cromatid ).
Fazele mitozei: p-profaza, m-metafaza, a-anafaza, t-telofaza
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
36/38
36
Cazuri particulare de mitoz: nmuguri rea const n formarea unei expansiuni laterale n care migreaz unul dintre
nucleii rezultai prin diviziunea nucleului iniial (se ntlne te la drojdii);
Formarea liber a celulelor const n diviziuneasuccesiv a nucleului , fr ca pereii despritori sapar n celula-mam , rezultnd astfel celuleplurinucleate (spre exemplu la plasmodiilemixomicotelor).
Endomitoza const n aceea c mitoza are loc fr ca membrana nuclear s sedezorganizeze, astfel nct to i cromozomii monocromatidici rezultai n metafaz rmn n interiorul aceluiai nucleu, care va avea, a adar, un numr dublu de cromozomi fade profaz . n acest mod, garnitura cromozomic a celulei se dubleaz (fenomen numitautopoliploidizare ) (2n 4n)
D. MEIOZA
Este tipul de diviziune prin care iau natere sporii i gameii (celulespecializate pentru nmulire) la organismele eucariote.
Se desfoar n dou etape succesive , fiecare cu cte 4 faze i anume:
D.1. ETAPA I (REDUCIONAL) A MEIOZEI
n aceast etap are loc diviziunea unei celule diploide cu formarea a doucelule-fiice haploide (2n n+n) i se desfoar astfel :
Etapa II (ecva ional ):profaza II,metafaza II,anafaza II,telofaza II.
Etapa I (reduc ional ):profaza I,metafaza I,anafaza I,telofaza I
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
37/38
37
Schema meiozei [dup www.ndsu.edu, modificat]
cromozomii (bicromatidici) devin vizibili,ca urmare a spiralizriii condensrii puternice a cromatinei nucleare ;nucleolul i membrana nuclear se dezorganizeaz ;
carioplasma deverseaz n citoplasm ;cromozomii omologi bicromatidici se apropie foarte mult unii
de alii, iar cromatidele unui cromozom se nfoar n jurulcromatidelor cromozomului omolog, unindu-se n punctele decontact (chiasme);
n timpul separrii ulterioare a cromozomilor omologi are locschimbul reciproc de segmente cromozomale ntre ace tia,fenomen numit crossing-over (rezult , aadar, cromozomihibrizi sau recombinai);se formeaz fusul de diviziune , constituit din filamente foarte
subiri, acromatice, dintre care unele se ntind de la un pol alcelulei la cellalt , iar altele leag fiecare pol cu regiuneaecuatorial a celulei .spre deosebire de profaza mitozei, n profaza I a meiozei nu
mai are loc clivarea longitudinal a cromozomilor , ace tiarmnnd bicromatidici .
PROFAZA I
8/11/2019 Morfologia Anatomia Plantelor AH1 Celula
38/38
METAFAZA ICromozomii omologi (bicromatidici) se aeaz fa -n-fa n zona ecuatorial a
celulei, atandu-se de filamentele fusului de diviziune. ANAFAZA I
Cromozomii omologi (bicromatidici) migreaz spre cei doi poli ai celulei : din fiecarepereche de cromozomi omologi cte un cromozom se ndreapt spre un pol , iarcellalt spre cellalt pol .
TELOFAZA ICromozomii, ajuni la cei doi poli ai celulei, se despiralizeaz , reconstituind
filamentele de cromatin ;
Se reface membrana nuclear i nucleolul, lund na tere, astfel, la fiecare pol alcelulei-mam , cte un nucleu haploid (cu jumtate din numrul de cromozomiiniial);
Formarea nucleilor haploizi este urmat (sau nu) de separarea lor n cte o celulindependent , prin apariia unui perete despr itor n zona median a celulei -mam .
D.2. ETAPA II (ECVAIONAL) A MEIOZEI
n aceast etap , cele dou celule fiice haploide rezultate n etapa anterioar sedivid formnd cte alte dou celule haploide (n n+n), urmnd acelea itransformri ca i n cazul unei diviziuni mitotice.
Top Related