 |
|
Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК).
У 1953 р. американський біохімік Джеймс Уотсон і англійський фізик Френсіс Крік запропонували модель організації ДНК, відповідно до якої:
- кожна молекула ДНК складається з двох антипаралельних полінуклеотидних ланцюгів, які утворюють подвійну спіраль;
- кожний нуклеотид розташований у площині, перпендикулярній до осі спіралі;
-два полінуклеотидні ланцюги сполучені водневими зв'язками, які утворюються між нітратними основами різних ланцюгів;
- взаємодія нітратних основ специфічна: пуринова основа може сполучатися тільки з піримідиновою, і навпаки. Такий принцип сполучання основ називається принципомкомплементарності(А – Т (У в РНК); Г – Ц);
- послідовність основ одного полінуклеотидного ланцюга може значно варіювати, але послідовність їх у другому ланцюзі чітко комплементарна першій.
- Відстань між сусідніми нітратними основами становить 0,34 нм, крок спіралі містить 10 пар основ і дорівнює 3,4 нм, а її діаметр — близько 2 нм.
Виділяють ядерну ДНК, локалізовану в ядрах еукаріотичних клітин, а також ДНК мітохондрій і хлоропластів. У вказаних органелах ДНК має малі розміри, замкнена у вигляді кільця і містить гени, які відповідають за синтез деяких мітохондріальних і хлоропластних білків.За певних умов (дія кислот, лугів, нагрівання тощо) відбувається денатурація ДНК — розрив водневих зв'язків між комплементарними нітратними основами. Денатурована ДНК може відновити двоспіральну будову завдяки встановленню водневих зв'язків між комплементарними нуклеотидами — цей процес називається ренатурацією.
Реплікація днк
Принцип комплементарності лежить в основі здатності молекули ДНК до реплікації— самоподвоєння.
Схема реплікації ДНК
Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ).АТФ за структурою є нуклеотидом. Молекула АТФ складається з моносахариду рибози, нітратної основи аденіну і трьох послідовно зв'язаних залишків фосфатної кислоти.
Основна функція АТФ полягає в акумуляції енергії, що виділяється під час різних біохімічних реакцій (розщеплення вуглеводів і жирів, фотосинтезу).Численні процеси, які відбуваються в клітині (проведення нервового імпульсу, м'язове скорочення, транспорт речовин, синтез білка), вимагають надходження енергії, яка міститься в хімічних зв'язках молекули АТФ. Зв'язки, під час розриву яких виділяється велика кількість енергії, називаються макроергічними.
АТФ виконує свою функцію шляхом ферментативного відщеплення кінцевої фосфатної групи; при цьому утворюється аденозиндифосфорна кислота (АДФ), а енергія, що вивільняється, використовується для здійснення біохімічних реакцій. Відокремлена фосфатна група може потім знову приєднатися до АДФ з утворенням АТФ. При цьому використовується енергія, яка виділяється в результаті розщеплення, наприклад, вуглеводів і ліпідів.
АТФ ↔ АДФ + Р + Q ↔АМФ + 2Р + Q
Біологічно активні речовиниє особливою групою органічних сполук. Вони регулюють процеси обміну речовин, росту і розвитку організмів, слугують для захисту чи впливу на особин свого чи інших видів. Одна з груп біологічно активних речовин – це вітаміни.
ОРГАНИ РОСЛИН
ОРГАНИ РОСЛИН
Органи рослин поділяють на вегетативні та генеративні. До вегетативних органів відносять корінь, стебло, листок і бруньку, до генеративних — квітку. Квітка є генеративним органом покритонасінних рослин, у спорових це спорангій, у голонасінних — шишка.
Будова рослини:
1 — апікальна меристсма,
2 — верхівкова брунька,
3 — листок,
4 - черешок,
5 — пазушна брунька,
6 — вузол,
7 — міжвузля,
8 — головний корінь,
9 — бічні корені
БРУНЬКА
Брунька являє собою зачатковий пагін. Розрізняють вегетативні, генеративні та вегетативно-генеративні бруньки. Вегетативні бруньки складаються із зачаткового стебла та зачаткових лист з них виростає стебло з листками та брунькам Генеративні бруньки мають зачаток суцвіття кілька зелених асимілюючих листків або поодиноку квітку — бутон. Вегетативно-генеративні бруньки містять зачатки суцвіття (квітки) та листків.
| 
|
| Будова вегетативної бруньки (дуб) 1 - апікальна меристема. 2 — зачатки листків, 3 — брунькові луски, 4 — зачаткові бруньки | Будова генеративної бруньки (вишня): 1 — зачаток квітки, 2 — брунькові луски |
Наростання пагона забезпечуєте верхівковими бруньками, розташованими на верхівці пагона. Галуження або утворення суцвіть відбувається за рахунок пазушних бруньок, розташованих над вузлами в пазухах листків. Зовншні листки бруньок утворюють луски, що запобігають висиханню та механічному впливу. Бруньки, захищені лусками, називаюті закритими, незахищені — відкритими. Усередині бруньки розташована твірна тканина — апікальна меристема, активний поділ клітин якої забезпечує формування органів і тканин пагона.
Додаткові бруньки — бруньки, що утворюються на дорослих частинах пагона (стеблі, листку, до даткових коренях) з внутрішніх тканин без певної послідовності розташування. Будова додаткової бруньок аналогічна будові верхівкових і пазушних. Додаткові бруньки відіграють велику роль у вегетативному розмноженні рослин. Пагони, що розвинулися з додаткових бруньок на коренях, називають кореневими паростками.
Перетворення бруньки на пагін починається ;і розростання зачаткових листків і видовження міжвузлів. Нa місці зовнішніх лусок на поверхні пагона часто залишаються рубці — брунькові кіль ця, що позначають межі річних приростів. Уразі інтенсивного росту міжвузлів утворюється подовжений пагін, у разі загальмованого — укорочений. Укорочені нагони трав називають розетковими. У міру росту пагона брунька на його верхівці продовжує утворювати нові зачаткові листки, у пазу хах яких закладаються нові зачаткові бруньки. У разі пошкодження або знищення верхівкової бруньки ріст пагона в довжину припиняється (він може тільки трохи продовжуватися за рахунок розтягування міжвузлів).
У помірній зоні ріст рослин має періодичний сезонний характер. Час, що характеризується сприятливим для росту нагону кліматом, називається вегетаційним періодом. Пагони, що виросли з бруньки за один вегетаційний період, називають річними пагонами, або річними приростами.
Сплячі бруньки — бруньки, що певний час перебувають у стані спокою, а потім дають нові річні нагони. За рахунок роботи цих бруньок наростання стебла поновлюється після перерви. Бруньки, позбавлені періоду спокою і які розгортаються одночасно з ростом материнського пагона, називаються бруньками збагачення. Вони значно збільшують вегетативну масу та кількість суцвіть, є характернішими для однорічних трав, проте зустрічаються і в багаторічних рослин, зокрема дерев'янистих. Сплячі бруньки перебувають довгий час (роки, іноді все життя рослини) у стані спокою. Стимулом для їхнього проростання є значне пошкодження або втрата частини рослини. Вони характерні для дерев'янистих форм.
СТЕБЛО
Функції стебла
1. Опорна
2. Транспортна
3. Запасаюча
4. Асиміляційна
5. Визначає положення рослини в просторі
Основі типи стебел — прямостоячі (троянда, помідор), виткі (квасоля, березка), повзучі (конюшина), чіпкі (горох, виноград) та розеткові (суниця, кульбаба).
Галуження і формування крони.
За ступенем галуження стебла рослини умовно поділяються на розгалужені, слабкі розгалужені і дуже розгалужені. Відсутність або мала кількість бічних гілок характерна для стародавніх форм папоротей і голонасінних, поширених у тропічній, рідше субтропічній, зонах. Ceред квіткових до таких рослин належать більшість пальм, драцени, юки, агави, алое, багато кактусів. Крона таких рослин формується не бічними па нтами, а великими листками.
Форма галуження нагонів:
а) акрофонія – розташування наймасивніших біч них гілок ближче до верхівки материнського пагона (сосна, дуб, клен, волошка синя, волошка польова, ромашка аптечна)
б) мелотонія – розташування наймасивніших біч них гілок на середній частині материнського пагона
в) базитонія – розта шування масивних бічних гілок у нижній частині материнського пагона (кущі)
Важливою характеристикою, що описує наростання пагонів, є система росту.У разі моноподіальної системи ріст рослини у висоту відбувається за рахунок верхівкової бруньки, розташованої на верхівці головного пагона — пагона першого порядку, і є результатом діяльності одні й тієї ж меристеми, що самооновлюється. Бічні пагони з пазушних бруньок, що з'являються на осі першого порядку, називаються пагонами другої порядку, на пагонах другого порядку — пагонам третього порядку і т. д.
У дерев і кущів частіше спостерігається симподіальна система росту. Перші декілька років ріст рослини відбувається моноподіально — за рахунок верхівкової бруньки осі першого порядку. Потім верхівкова брунька відмирає, і формування головного вертикального стовбура продовжується за рахунок найближчої бічної бруньки. Відбувається перевершинення: один з бічних пагонів починає рости швидше за інші, стаючи пагоном заміщення, який приймає напрям росту головного пагона і стає його продовженням. Подальше перевершинення відбувається щорічно, так що стовбур таких рослин є не моноподієм, а симподієм — складовою віссю
Системи галуження
Монохазій — тип галуження, за якого на осі якогось порядку утворюється тільки одна вісь наступного порядку.
Дихазій — тип галуження, за якого на осі якогось порядку утворюється тільки дні осі наступного порядку.
Гілейохазій — тип галуження, за якого на осі якогось порядку утворюється декілька осей наступного порядку.
Внутрішня будова стебла.
Стебло деревних рослин помірних широт має таку будову: центральна частина стебла зайнята деревиною, далі йде тонкий прошарок твірної тканини — камбій, зовні розташовується кора.
| Назва шару | Будова | Функції |
| Покривні тканини: шкірочка-епідерміс | Живі клітини щільно прилягають одна до одної, містить продихи та трихоми-волоски (трав’янисті рослини) | Захищають рослини від несприятливих умов та мікроорганізмів |
| Корок (1) | Мертві клітини, заповнені повітрям, сочевички | Газообмін, транспірація |
| Кірка | Шари мертвих клітин, тріщини (деревні рослини) | Захист рослини від механічних пошкоджень та несприятливих умов |
| Луб (2) | Волокна мають товсті міцні стінки – механічна тканина. Ситовидні трубки – клітини видовженої форми з дрібними отворами на поперекових перегородках, клітини-супутниці | Надають стеблу гнучкості та міцності. По ситовидних трубках пересуваються розчинені органічні речовини – низхідна течія |
| Камбій (3) | Дрібні клітини з тонкими оболонками, інтенсивно діляться навесні і влітку | Ріст стебла в товщину, утворення у дерев і кущів річних кілець деревини |
| Деревина та річні кільця (4) | Деревні волока – видовжені мертві клітини із здерев’янілими оболонками. Судини – вертикальні ряди мертвих здерев’янілих клітин з наскрізними отворами між ними, трахеїди. | Надають стеблу міцності. Судинами рухається вода із мінеральними речовинами – висхідна течія |
| Серцевина (5) | Запасаюча тканина за великих клітин. Від неї в горизонтальному напряму йдуть серцевинні промені до кори. | Відкладання поживних речовин |
Видозміни пагонів.
1. Бульба (картопля, топінамбур)
2. Кореневище (пирій, конвалія)
3. Цибулина (пролісок, цибуля)
КОРІНЬ
Корінь — осьовий вегетативний орган рослини, що виконує функцію всмоктування води з ґрунту і фіксацію рослини, здатний невизначено довго рости в довжину завдяки діяльності апікальної меристеми. Основною відмінністю кореня від пагона є те, що на корені ніколи не утворюється листків.
Внутрішня будова кореня.
На поперечному зрізі кореня розрізняють два шари — кору і стелу (осьовий, або центральний, циліндр).
Внутрішній шар кори називається ендодермою. Оболонки клітин ендодерми непроникні для розчинів, тому вода і розчинені в ній речовини можуть пройти в стелу тільки по протопластах. Зовнішній шар кори — екзодерма — представлений шаром клітин, розташованих між ризодермою та ендодермою. Вона виконує провідну функцію, а після відмирання ризодерми перетворюється на захисну покривну тканину.
Стела складається з твірної тканини, розташованої ззовні від провідних елементів флоеми та ксилеми. У голонасінних і дводольних рослин згодом між флоемою і ксилемою виникає камбій, а екзодерма відмирає і заміщається перидермою.
Будова кореня.
1. ендодерма,
2. флоема,
3. камбій,
4. ксилема,
5. екзодерма,
6. ризодерма,
7. кореневийволосок
| Зона кореня | Будова | Функції |
| Кореневий чохлик | Вкриває кінчик кореня. Клітини мають підвищений тургор | Захисна |
| Зона росту | Складається з клітин твірної тканини | Поділ клітин |
| Зона розтягування | У клітинах з’являються великі вакуолі, що призводить до збільшення їх розмірів | Ріст кореня в довжину. З’я вляються зачатки постійних тканин |
| Всисна зона | Покривна тканина – шкірочка, кора, центральний циліндр з провідними тканинами | Диференціація клітин, остаточне формування постійних тканин |
| Кореневі волоски | Вирости клітин шкірочки кореня | Збільшення всисної поверхні. Всмоктування води з розчиненими мінеральними речовинами |
| Провідна зона | Утворення бічних коренів на поперечному розрізі – покривна тканина, основні тканини, провідні тканини | Транспорт мінеральних і органічних речовин |
Види коренів.
Головний корінь утворюється із зародкового корінця і є продовженням стебла.
Бічні корені виникають на головному (бічному, додатковому) корені вище за всисну зону, забезпечують галуження кореневої системи, збільшують всмоктуючу поверхню і міцність фіксації рослини в ґрунті.
Додаткові корені можуть утворюватися на стеблі, а у рослин з повзучим стеблом або кореневищем складати основу кореневої системи.
Кореневі системи:
| а) стрижнева; б) мичкувата: 1 — головний корінь, 2 — додаткові корені, 3 — бічні корені |  а)
|  б)
|