Рисунок клетки растения и животного: Сходства и различия в строении клеток растений, животных, грибов

Содержание

Цитология. Органоиды эукариотических клеток ✎ pangenes.ru

Цитология. Органоиды эукариотических клеток
Эукариотические клетки

В начале изучения цитологии должно быть ясно, что эукариотические клетки имеют более сложную структуру, чем прокариотические клетки. Органеллы позволяют одновременно выполнять в клетке различные функции. Прежде чем обсуждать функции органелл внутри эукариотической клетки, давайте сначала рассмотрим два важных компонента клетки: плазматическую мембрану и цитоплазму.

Рисунок 1: На этом рисунке показаны типичные животная и растительная клетки

Рисунок 1: На этом рисунке показаны типичные животная и растительная клетки.

Плазматическая мембрана

Подобно прокариотам, эукариотические клетки имеют плазматическую мембрану (рис. 2), состоящую из фосфолипидного бислоя со встроенными белками, которые отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды.

Фосфолипид — это молекула липида, состоящая из двух цепей жирных кислот и фосфатной группы. Плазматическая мембрана регулирует прохождение некоторых веществ, таких как органические молекулы, ионы и вода, предотвращая прохождение одних для поддержания внутренних условий, при этом активно вводя или удаляя другие. Другие соединения пассивно перемещаются через мембрану.

Рисунок 2. Плазматическая мембрана представляет собой фосфолипидный бислой с внедренными белками.

Рисунок 2. Плазматическая мембрана представляет собой фосфолипидный бислой с внедренными белками. Существуют и другие компоненты, такие как холестерин и углеводы, которые могут быть обнаружены в мембране в дополнение к фосфолипидам и белку.

Плазматические мембраны клеток, которые специализируются на абсорбции, сложены в виде пальцевидных выступов, называемых

микроворсинками. Эта складка увеличивает площадь поверхности плазматической мембраны. Такие клетки обычно выстилают тонкий кишечник — орган, поглощающий питательные вещества из переваренной пищи. Это отличный пример соответствия формы функциям конструкции.

Люди с глютеновой болезнью имеют иммунный ответ на глютен, — белок, содержащийся в пшенице, ячмене и ржи. Иммунный ответ повреждает микроворсинки, и поэтому больные не могут усваивать питательные вещества. Это приводит к недоеданию, спазмам и диарее. Пациенты, страдающие целиакией, должны соблюдать безглютеновую диету.

Цитоплазма

Цитоплазма включает содержимое клетки между плазматической мембраной и ядерной оболочкой (структура будет обсуждена в ближайшее время). Она состоит из органелл, взвешенных в гелеобразном цитозоле, цитоскелете и различных химических веществах (рис. 1). Несмотря на то, что цитоплазма состоит на 70-80 процентов из воды, она имеет полутвердую консистенцию, которая обеспечивается белками внутри нее.

Однако, белки — не единственные органические молекулы, обнаруженные в цитоплазме. Там же находятся глюкоза и другие простые сахара, полисахариды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и производные глицерина. Ионы натрия, калия, кальция и многих других элементов также растворяются в цитоплазме. В цитоплазме происходят многие метаболические реакции, включая синтез белка.

Цитоскелет
Рисунок 3. Микрофиламенты, промежуточные нити и микротрубочки составляют цитоскелет клетки.

Рисунок 3. Микрофиламенты, промежуточные нити и микротрубочки составляют цитоскелет клетки.

Если бы вы удалили все органеллы из клетки, оставались бы только плазматическая мембрана и цитоплазма? Нет. Внутри цитоплазмы все еще будут ионы и органические молекулы, а также сеть белковых волокон, которая помогает поддерживать форму клетки, закрепляет определенные органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и везикулам перемещаться внутри клетки и дает возможность одноклеточным организмам передвигаться самостоятельно. В совокупности эта сеть белковых волокон известна как цитоскелет.

Внутри цитоскелета есть три типа волокон: микрофиламенты, также известные как актиновые филаменты, промежуточные филаменты и микротрубочки (рис. 3).

Микрофиламенты являются самыми тонкими из волокон цитоскелета и участвуют в перемещении клеточных компонентов, например, во время деления клеток. Они также поддерживают структуру микроворсинок, обширную складку плазматической мембраны, обнаруженную в клетках, предназначенных для абсорбции. Эти компоненты также распространены в мышечных клетках и отвечают за сокращение мышечных клеток.

Промежуточные филаменты имеют промежуточный диаметр и выполняют структурные функции, такие как поддержание формы клетки и закрепление органелл. Кератин, соединение, укрепляющее волосы и ногти, образует промежуточные волокна одного типа.

Микротрубочки — самые толстые из волокон цитоскелета. Это полые трубки, которые могут быстро растворяться и преобразовываться.

Микротрубочки направляют движение органелл и представляют собой структуры, которые притягивают хромосомы к своим полюсам во время деления клеток. Они также являются структурными компонентами жгутиков и ресничек. В ресничках и жгутиках микротрубочки организованы в виде круга из девяти двойных микротрубочек снаружи и двух микротрубочек в центре.

Центросома — это область около ядра клеток животных, которая функционирует как центр организации микротрубочек. Он содержит пару центриолей, — две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек.

Центросома реплицируется до деления клетки, и центриоли играют роль в перемещении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки. Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, поскольку клетки, у которых удалены центриоли, все еще могут делиться, а клетки растений, у которых отсутствуют центриоли, способны к делению клеток.

Жгутики и реснички

Жгутики представляют собой длинные, похожие на волосы структуры, которые отходят от плазматической мембраны и используются для перемещения всей клетки (например, сперматозоидов, эвглены). Если у клетки есть жгутик, то как правило их количество колеблется от одного до нескольких.

Однако, когда присутствуют реснички, их обычно много, и они проходят по всей поверхности плазматической мембраны. Это короткие, похожие на волосы структуры, которые используются для перемещения целых клеток (например, парамеций) или перемещения веществ по внешней поверхности клетки (например, реснички клеток, выстилающих фаллопиевы трубы, которые перемещают яйцеклетку к матке, или реснички, выстилающие клетки дыхательных путей, которые перемещают твердые частицы к горлу).

Эндомембранная система

Эндомембранная система (эндо = внутри) — это группа мембран и органелл (рис. 4) в эукариотических клетках, которые работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать и транспортировать липиды и белки. Он включает ядерную оболочку, лизосомы и везикулы, эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, о которых мы вскоре поговорим. Хотя технически не внутри клетки, плазматическая мембрана включена в эндомембранную систему, потому что, как вы увидите, она взаимодействует с другими эндомембранозными органеллами.

Ядро

Обычно ядро является наиболее заметной органеллой в клетке. Ядро содержит ДНК клетки в форме хроматина и направляет синтез рибосом и белков. Рассмотрим его подробнее (Рисунок 4).

Рисунок 4. Самой внешней границей ядра является ядерная оболочка.

Рисунок 4. Самой внешней границей ядра является ядерная оболочка. Обратите внимание, что ядерная оболочка состоит из двух фосфолипидных бислоев (мембран) — внешней мембраны и внутренней мембраны — в отличие от плазматической мембраны, которая состоит только из одного фосфолипидного бислоя.

Ядерная оболочка представляет собой структуру с двойной мембраной, которая составляет самую внешнюю часть ядра. И внутренняя, и внешняя мембраны ядерной оболочки представляют собой бислои фосфолипидов.

Ядерная оболочка перемежается порами, которые контролируют прохождение ионов, молекул и РНК между нуклеоплазмой и цитоплазмой.

Чтобы понять хроматин, полезно сначала рассмотреть хромосомы. Хромосомы — это структуры ядра, состоящие из ДНК, наследственного материала и белков. Эта комбинация ДНК и белков называется хроматином.

Хромосомы эукариот представляют собой линейные структуры, у каждого вида есть определенное количество хромосом в ядрах клеток его тела. Например, у человека число хромосом составляет 46, тогда как у дрозофилы число хромосом равно 8.

Хромосомы видны и отличимы друг от друга только тогда, когда клетка готовится к делению. Когда клетка находится в фазах роста и поддержания своего жизненного цикла, хромосомы напоминают размотанный беспорядочный пучок нитей, который и является хроматином.

Мы уже знаем, что ядро направляет синтез рибосом, но как оно это делает? Некоторые хромосомы имеют участки ДНК, кодирующие рибосомную РНК. Темно окрашивающаяся область внутри ядра, называемая ядрышком, агрегирует рРНК с ассоциированными белками для сборки рибосомных субъединиц, которые затем транспортируются через ядерные поры в цитоплазму.

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) (рис. 5) представляет собой серию взаимосвязанных мембранных канальцев, которые совместно модифицируют белки и синтезируют липиды. Однако эти две функции выполняются в отдельных областях эндоплазматической сети: шероховатом эндоплазматическом ретикулуме и гладком эндоплазматическом ретикулуме соответственно.

Полая часть канальцев ЭР называется просветом или цистернальным пространством. Мембрана ЭР, представляющая собой бислой фосфолипидов, залитый белками, непрерывна с ядерной оболочкой.

Шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР) назван так потому, что рибосомы, прикрепленные к его цитоплазматической поверхности, придают ему вид шипов при просмотре в электронный микроскоп.

Рибосомы синтезируют белки, будучи прикрепленными к ЭР, что приводит к переносу их вновь синтезированных белков в просвет ШЭР, где они претерпевают модификации, такие как сворачивание или добавление сахаров. ШЭР также производит фосфолипиды для клеточных мембран.

Если фосфолипидам или модифицированным белкам не суждено оставаться в ЭР, они будут упакованы в пузырьки и транспортироваться из ШЭР путем отпочкования от мембраны (Рисунок 4). Поскольку шероховатый ЭР участвует в модификации белков, которые будут секретироваться из клетки, его много в клетках, секретирующих белки, таких как печень.

Гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР) является продолжением ШЭР, но на ее цитоплазматической поверхности мало рибосом или они отсутствуют вовсе (см. Рисунок 4). Функции гладкого ЭР включают синтез углеводов, липидов (включая фосфолипиды) и стероидных гормонов, детоксикация лекарств и ядов, метаболизм алкоголя, и хранение ионов кальция.

Аппарат Гольджи
Рисунок 5. Аппарат Гольджи в этой просвечивающей электронной микрофотографии белой клетки крови виден как стопка полукруглых уплощенных колец в нижней части этого изображения.

Рисунок 5. Аппарат Гольджи в этой просвечивающей электронной микрофотографии белой клетки крови виден как стопка полукруглых уплощенных колец в нижней части этого изображения. Рядом с аппаратом Гольджи можно увидеть несколько везикул.

Мы уже упоминали, что пузырьки могут отпочковываться из ЭР, но куда они деваются? Перед достижением конечного пункта назначения липиды или белки в транспортных пузырьках необходимо отсортировать, упаковать и пометить, чтобы они оказались в нужном месте.

Сортировка, маркировка, упаковка и распределение липидов и белков происходит в аппарате Гольджи (также называемом тельцом Гольджи), в серии уплощенных мембранных мешочков (рис. 5).

Аппарат Гольджи имеет принимающую поверхность (cis) рядом с эндоплазматическим ретикулумом и высвобождающую (trans) поверхность на стороне от ЭР, к клеточной мембране. Транспортные пузырьки, которые образуются из ЭР, перемещаются к принимающей стороне, сливаются с ней и выделяют свое содержимое в просвет аппарата Гольджи.

Когда белки и липиды проходят через Гольджи, они претерпевают дальнейшие модификации. Наиболее частая модификация — добавление коротких цепочек молекул сахара. Затем вновь модифицированные белки и липиды маркируются небольшими молекулярными группами, чтобы они направлялись в нужное место назначения.

Наконец, модифицированные и помеченные белки упаковываются в пузырьки, которые отпочковываются с противоположной стороны Гольджи. В то время как некоторые из этих пузырьков, — транспортирующие, откладывают свое содержимое в другие части клетки, где они будут использоваться, другие, секреторные пузырьки, сливаются с плазматической мембраной и высвобождают свое содержимое за пределы клетки.

Количество Гольджи в различных типах клеток снова показывает, что форма следует за функцией внутри клеток. Клетки, которые участвуют в большой секреторной деятельности (например, клетки слюнных желез, которые секретируют пищеварительные ферменты, или клетки иммунной системы, которые секретируют антитела), имеют большое количество аппаратов Гольджи.

В растительных клетках Гольджи играет дополнительную роль в синтезе полисахаридов, некоторые из которых включены в клеточную стенку, а некоторые используются в других частях клетки.

Лизосомы

В клетках животных лизосомы представляют собой «мусоропровод». Пищеварительные ферменты в лизосомах помогают расщеплению белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и даже изношенных органелл. У одноклеточных эукариот лизосомы важны для переваривания пищи, которую они глотают, и для повторного использования органелл. Эти ферменты активны при гораздо более низком pH (более кислом), чем ферменты, расположенные в цитоплазме. Многие реакции, протекающие в цитоплазме, не могут происходить при низком pH, поэтому преимущество разделения эукариотической клетки на органеллы очевидно.

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения болезнетворных организмов, которые могут проникнуть в клетку. Хороший пример этого — группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком. Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 6).

Рисунок 6. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем срастается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть разрушен.

Рисунок 6. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем срастается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть разрушен.

Везикулы и вакуоли

Везикулы и вакуоли — это мембранные мешочки, которые служат для хранения и транспортировки. Вакуоли несколько крупнее везикул, и мембрана вакуоли не сливается с мембранами других клеточных компонентов. Везикулы могут сливаться с другими мембранами внутри клеточной системы. Кроме того, ферменты в вакуолях растений могут разрушать макромолекулы.

Рисунок 7. Эндомембранная система работает над модификацией, упаковкой и переносом липидов и белков.

Рисунок 7. Эндомембранная система работает над модификацией, упаковкой и переносом липидов и белков.

Рибосомы
Рисунок 8. Рибосомы состоят из большой субъединицы (верх) и малой субъединицы (низ). Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки.

Рисунок 8. Рибосомы состоят из большой субъединицы и малой субъединицы. Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки.

Рибосомы — это клеточные структуры, ответственные за синтез белка. При просмотре в электронный микроскоп свободные рибосомы выглядят как кластеры или отдельные крошечные точки, свободно плавающие в цитоплазме.

Рибосомы могут быть прикреплены либо к цитоплазматической стороне плазматической мембраны, либо к цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума (рис. 8). Электронная микроскопия показала, что рибосомы состоят из больших и малых субъединиц.

Рибосомы — это ферментные комплексы, отвечающие за синтез белка.

Поскольку синтез белка важен для всех клеток, рибосомы находятся практически в каждой клетке, хотя в прокариотических клетках они меньше. Их особенно много в незрелых эритроцитах для синтеза гемоглобина, который участвует в транспортировке кислорода по всему телу.

Митохондрии
Рисунок 9. Эта просвечивающая электронная микрофотография показывает митохондрию, если смотреть с помощью электронного микроскопа.

Рисунок 9. Эта просвечивающая электронная микрофотография показывает митохондрию, если смотреть с помощью электронного микроскопа.

Митохондрии часто называют «электростанциями» или «энергетическими фабриками» клетки, потому что они отвечают за выработку аденозинтрифосфата (АТФ), основной молекулы, несущей энергию клетки.

Образование АТФ при распаде глюкозы известно как клеточное дыхание. Митохондрии — это органоиды овальной формы с двумя мембранами (рис. 9), которые имеют собственные рибосомы и ДНК. Каждая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками.

Внутренний слой имеет складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны.

Область, окруженная складками, называется митохондриальным матриксом. Кристы и матрикс играют разные роли в клеточном дыхании.

В соответствии с нашей темой следования форме за функцией важно отметить, что мышечные клетки имеют очень высокую концентрацию митохондрий, потому что мышечным клеткам требуется много энергии для сокращения.

Пероксисомы

Пероксисомы — это маленькие круглые органеллы, окруженные одиночными мембранами. Они проводят реакции окисления, разрушающие жирные кислоты и аминокислоты. Они также выводят токсины из многих ядов, которые могут попасть в организм.

Алкоголь детоксицируется пероксисомами в клетках печени. Побочным продуктом этих реакций окисления является перекись водорода H2O2, которая содержится в пероксисомах, чтобы предотвратить повреждение химическим веществом клеточных компонентов за пределами органелл. Перекись водорода безопасно расщепляется пероксисомальными ферментами на воду и кислород.

Клетки животных против клеток растений

Несмотря на их фундаментальное сходство, между животными и растительными клетками есть поразительные различия (см. Таблицу).

  • Клетки животных имеют центриоли, центросомы (обсуждаемые в рамках цитоскелета) и лизосомы, тогда как клетки растений их не имеют.
  • У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты, плазмодесматы и пластиды, используемые для хранения, и большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.
Клеточная стенка

На рисунке 1, схеме растительной клетки, вы видите структуру вне плазматической мембраны, называемую клеточной стенкой. Стенка клетки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Клетки грибов и протистов также имеют клеточные стенки.

В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза (рис. 10), полисахарид, состоящий из длинных прямых цепей единиц глюкозы. Когда информация о питании касается пищевых волокон, это относится к содержанию целлюлозы в пище.

Рисунок 10. Целлюлоза представляет собой длинную цепь молекул β-глюкозы, связанных 1-4 связью. Пунктирные линии на каждом конце фигуры указывают на ряд большего количества единиц глюкозы.

Рисунок 10. Целлюлоза представляет собой длинную цепь молекул β-глюкозы, связанных 1-4 связью. Пунктирные линии на каждом конце фигуры указывают на ряд большего количества единиц глюкозы.

Хлоропласты

Подобно митохондриям, хлоропласты также имеют собственную ДНК и рибосомы. Хлоропласты участвуют в фотосинтезе и могут быть обнаружены в эукариотических клетках, таких как растения и водоросли. При фотосинтезе углекислый газ, вода и световая энергия используются для производства глюкозы и кислорода. В этом основное различие между растениями и животными: растения (автотрофы) способны производить себе пищу, например глюкозу, тогда как животные (гетеротрофы) должны полагаться на другие организмы в качестве органических соединений или источника пищи.

Рисунок 11. Эта упрощенная диаграмма хлоропласта показывает внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану, тилакоиды, грану и строму.

Рисунок 11. Эта упрощенная диаграмма хлоропласта показывает внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану, тилакоиды, грану и строму.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 11). Каждый стек тилакоидов называется грана. Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется строма.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который улавливает энергию солнечного света для фотосинтеза. Как и в клетках растений, у фотосинтезирующих протистов есть хлоропласты. Некоторые бактерии также осуществляют фотосинтез, но у них нет хлоропластов. Их фотосинтетические пигменты расположены в тилакоидной мембране внутри самой клетки.

Эволюция в действии

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение. Симбиоз — это отношения, при которых организмы двух разных видов живут в тесной ассоциации и обычно проявляют особую адаптацию друг к другу.

Эндосимбиоз (эндо- = внутри) — это отношения, в которых один организм живет внутри другого. Эндосимбиотические отношения изобилуют природой. Микробы, вырабатывающие витамин К, например, Escherichia coli, обитают в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и обеспечивают стабильную среду обитания и обильную пищу, живя в толстом кишечнике.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что митохондрии и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы, как и бактерии. Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали взаимовыгодные эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева поглощали аэробные бактерии и цианобактерии, но не уничтожали их. В процессе эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии стали митохондриями, а фотосинтезирующие бактерии — хлоропластами.

Центральная вакуоль

Ранее мы упоминали вакуоли как важные компоненты растительных клеток. Если вы посмотрите на рисунок 1, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, занимающую большую часть клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды.

В клетках растений жидкость внутри центральной вакуоли обеспечивает тургорное давление, которое представляет собой внешнее давление, создаваемое жидкостью внутри клетки. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это связано с тем, что, когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода перемещается из центральных вакуолей и цитоплазмы в почву.

По мере того как центральная вакуоль сжимается, она оставляет клеточную стенку без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к его увяданию. Кроме того, эта жидкость может сдерживать травоядность, поскольку горький вкус содержащихся в ней отходов препятствует употреблению насекомыми и животными. Центральная вакуоль также служит для хранения белков в развивающихся семенных клетках.

Внеклеточный матрикс животных клеток
Рисунок 12. Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

Рисунок 12. Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

Большинство клеток животных выделяют материалы во внеклеточное пространство. Основными компонентами этих материалов являются гликопротеины и белковый коллаген. В совокупности эти материалы называются внеклеточным матриксом (рис. 12).

Мало того, что внеклеточный матрикс удерживает клетки вместе, образуя ткань, он также позволяет клеткам внутри ткани связываться друг с другом.

Свертывание крови является примером роли внеклеточного матрикса в клеточной коммуникации. Когда клетки, выстилающие кровеносный сосуд, повреждены, в них появляется белковый рецептор, называемый тканевым фактором.

Когда тканевой фактор связывается с другим фактором внеклеточного матрикса, он заставляет тромбоциты прилипать к стенке поврежденного кровеносного сосуда, стимулирует соседние гладкомышечные клетки кровеносного сосуда к сокращению (тем самым сужая кровеносный сосуд) и инициирует серию шагов, которые стимулируют тромбоциты производить факторы свертывания крови.

Межклеточные соединения

Клетки также могут общаться друг с другом посредством прямого контакта, называемого межклеточными соединениями. Есть некоторые различия в способах, которыми это делают клетки растений и животных. Плазмодесмы представляют собой соединения между растительными клетками, тогда как контакты животных клеток включают плотные и щелевые соединения, а также десмосомы.

Как правило, длинные участки плазматических мембран соседних растительных клеток не могут касаться друг друга, потому что они разделены клеточными стенками, окружающими каждую клетку. Плазмодесмы — это многочисленные каналы, которые проходят между клеточными стенками соседних растительных клеток, соединяя их цитоплазму и позволяя транспортировать сигнальные молекулы и питательные вещества от клетки к клетке (рис. 13а).

Плотное соединение — это водонепроницаемое соединение между двумя соседними клетками животных (рис. 13б). Белки плотно прижимают клетки друг к другу. Эта плотная адгезия предотвращает утечку материалов между ячейками. Плотные соединения обычно находятся в эпителиальной ткани, которая выстилает внутренние органы и полости и составляет большую часть кожи. Например, плотные соединения эпителиальных клеток, выстилающих мочевой пузырь, предотвращают утечку мочи во внеклеточное пространство.

Также только в клетках животных обнаруживаются десмосомы, которые действуют как точечные сварные швы между соседними эпителиальными клетками (рис. 13в). Они удерживают клетки вместе в виде листов в растягивающихся органах и тканях, таких как кожа, сердце и мышцы.

Щелевые соединения в клетках животных похожи на плазмодесмы в клетках растений в том смысле, что они представляют собой каналы между соседними клетками, которые обеспечивают транспорт ионов, питательных веществ и других веществ, которые позволяют клеткам общаться (рис. 13г). Однако структурно щелевые контакты и плазмодесмы различаются.

Рисунок 13. Существует четыре типа соединений между ячейками. (а) Плазмодезма представляет собой канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяются с соседними клетками животных. (в) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (г) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных.

Рисунок 13. Существует четыре типа соединений между ячейками. (а) Плазмодезма представляет собой канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяются с соседними клетками животных. (в) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (г) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных.

Таблица 1
Клеточный компонент
Функция
Присутствует у
Прокариот?
Присутствует у
Животных?
Присутствует у
Растений?
Плазматическая мембрана
Отделяет клетку от внешней среды; контролирует прохождение органических молекул, ионов, воды, кислорода и отходов в клетку и из нее Да Да Да
Цитоплазма
Обеспечивает структуру ячейки; место многих метаболических реакций; среда, в которой обнаружены органеллы Да Да Да
Нуклеоид
Местоположение ДНК Да Нет Нет
Ядро
Клеточная органелла, которая содержит ДНК и направляет синтез рибосом и белков Нет Да
Да
Рибосома
Синтез белка
Да Да Да
Митохондрии
Продукция АТФ / клеточное дыхание Нет Да Да
Пероксисомы
Окисляет и расщепляет жирные кислоты и аминокислоты, а также нейтрализует яды Нет Да
Да
Пузырьки и вакуоли
хранение и транспортировка; пищеварительная функция в клетках растений Нет Да Да
Центросома
Неопределенная роль в делении клеток в клетках животных; источник микротрубочек в клетках животных Нет Да Нет
Лизосомы
переваривание макромолекул; рециркуляция изношенных органелл Нет Да Нет
Клеточная стенка
Защита, структурная поддержка и поддержание формы клетки Да, в первую очередь пептидогликан у бактерий, но не архей Нет Да
Хлоропласт
Фотосинтез Нет Нет Да
Эндоплазматический ретикулум
Модифицирует белки и синтезирует липиды Нет Да Да
Аппарат Гольджи
Изменяет, сортирует, маркирует, упаковывает и распространяет липиды и белки Нет Да Да
Цитоскелет
Поддерживает форму клетки, закрепляет органеллы в определенных положениях, позволяет цитоплазме и везикулам перемещаться внутри клетки и позволяет одноклеточным организмам двигаться независимо Да Да Да
Жгутик
Передвижение клетки Несколько
Несколько Нет, за исключением некоторых сперматозоидов растений.
Реснички
Передвижение клеток, перемещение частиц вдоль внеклеточной поверхности плазматической мембраны и фильтрация Нет Несколько Нет
Резюме

Подобно прокариотической клетке, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка обычно больше, чем прокариотическая клетка, имеет истинное ядро (то есть ее ДНК окружена мембраной) и имеет другие мембраны — связанные органеллы, которые позволяют разделить функции.

Плазматическая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, залитый белками. Ядрышко внутри ядра является местом сборки рибосом. Рибосомы находятся в цитоплазме или прикреплены к цитоплазматической стороне плазматической мембраны или эндоплазматического ретикулума. Они осуществляют синтез белка. Митохондрии выполняют клеточное дыхание и производят АТФ. Пероксисомы расщепляют жирные кислоты, аминокислоты и некоторые токсины. Пузырьки и вакуоли — это отсеки для хранения и транспортировки. В клетках растений вакуоли также помогают расщеплять макромолекулы.

Клетки животных также имеют центросому и лизосомы. Центросома состоит из двух тел, центриолей, роль которых в делении клеток неизвестна. Лизосомы — это пищеварительные органеллы клеток животных.

Растительные клетки имеют клеточную стенку, хлоропласты и центральную вакуоль. Стенка растительной клетки, основным компонентом которой является целлюлоза, защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает клетке форму. Фотосинтез происходит в хлоропластах. Центральная вакуоль расширяется, увеличивая клетку без необходимости производить больше цитоплазмы.

Эндомембранная система включает ядерную оболочку, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, везикулы, а также плазматическую мембрану. Эти клеточные компоненты работают вместе, чтобы модифицировать, упаковывать, маркировать и транспортировать мембранные липиды и белки.

Цитоскелет состоит из трех разных типов белковых элементов. Микрофиламенты придают клетке жесткость и форму, а также облегчают клеточные движения. Промежуточные нити несут напряжение и закрепляют на месте ядро и другие органеллы. Микротрубочки помогают клетке противостоять сжатию, служат дорожками для моторных белков, которые перемещают везикулы через клетку и тянут реплицированные хромосомы к противоположным концам делящейся клетки. Они также являются структурными элементами центриолей, жгутиков и ресничек.

Клетки животных общаются через свои внеклеточные матрицы и связаны друг с другом плотными контактами, десмосомами и щелевыми контактами. Клетки растений связаны и общаются друг с другом с помощью плазмодесм.

Сравнение особенностей растительной и животной клетки

По своему строению клетки всех живых организмов можно разделить на два больших отдела: безъядерные и ядерные организмы.

Для того чтобы сравнить строение растительной и животной клетки, следует сказать, что обе эти структуры принадлежат к надцарству эукариот, а значит, содержат мембранную оболочку, морфологически оформленное ядро и органеллы разного назначения.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Сравнение животной и растительной клетки

Растительная Животная
Способ питания Автотрофный Гетеротрофный
Клеточная стенка Находится снаружи и представлена целлюлозной оболочкой. Не меняет своей формы Называется гликокаликсом — тонкий слой клеток белковой и углеводной природы. Структура может менять свою форму.
Клеточный центр Нет. Может быть только у низших растений Есть
Деление Образуется перегородка между дочерними структурами Образуется перетяжка между дочерними структурами
Запасной углевод Крахмал Гликоген
Пластиды Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты; отличаются друг от друга в зависимости от окраски Нет
Вакуоли Крупные полости, которые заполнены клеточным соком. Содержат большое количество питательных веществ. Обеспечивают тургорное давление. В клетке их относительно немного. Многочисленные мелкие пищеварительные, у некоторых — сократительные. Строение различно с вакуолями растений.

Особенность строения растительной клетки:

  • Есть пластиды;
  • Присутствует прочная целлюлозная оболочка;
  • Автотрофный тип питания;
  • Синтез макроэргических соединений, который происходит в хлоропластах и митохондриях;
  • Наличие крупных вакуолей;
  • Ядерный центр присутствует только у низших растений;
  • Минеральные соли находятся в виде кристаллов (включений).

Особенность строения животной клетки:

  • Пластиды отсутствуют;
  • Непрочная клеточная оболочка, которая называется гликокаликсом;
  • Гетеротрофы;
  • Синтез макроэргических соединений (АТФ) осуществляется исключительно в митохондриях;
  • Вакуоли только мелкие, крупные отсутствуют;
  • Ядерный центр есть у всех эукариот;
  • Минеральные соли растворены в цитоплазме.

Это интересно: атф это что за вещество — состав, функции и роль в организме.

Краткое сравнение растительной и животной клетки

  • Если сравнивать эти две структуры, важным отличием является способ питания: все растения относятся к автотрофам. Для животных органические вещества являются главным источником углерода, которые попадают в организм вместе с пищей, таким образом они относятся к гетеротрофам.
  • У растений есть пластиды для фотосинтеза, которые обуславливают их цвет (хромопласты — красные, хлоропласты — зеленые и лейкопласты — бесцветные), во втором типе клеток хлоропласты отсутствуют.
  • Снаружи растения покрыты плотной оболочкой, которая называется плазматическая мембрана и состоит из целлюлозы, тогда как у животных наружная мембрана представлена гликокаликсом.

Это интересно: сколько у человека хромосом?

Общие признаки строения

  1. Все ядерные структуры покрыты очень тонкой мембранной оболочкой, которая ограждает их от взаимодействия с внешней средой. С помощью специальных наростов, называемых складкам, они очень близко прилегают друг к другу. Обмен веществ осуществляется через специальные отверстия — поры, которые пронизывают мембрану.
  2. Главным органоидом всех типов клеток растений и животных является ядро. Чаще всего оно находится в центре и может содержать одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры РНК.
  3. В обеих структурах содержится бесцветная полужидкая цитоплазма, которая заполняет пространство между ядром и мембраной. В ней находятся органоиды и запасные питательные вещества.
  4. Важным является генетический код, который наследуется одинаково.
  5. Обмен веществ и энергии происходит по одинаковому принципу.
  6. Одинаковый процесс деления, т.к. и животная, и растительная могут делиться путем митоза.
  7. Имеют одинаковую химическую составляющую.
  8. Сходный состав органоидов (ЭПС, Аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, митохондрии).

Это интересно: формы естественного отбора это что, значение термина в биологии.

Что из этого следует

  1. Принципиальное сходство в особенностях строения и молекулярного состава клеток растений и животных указывает на родство и единство их происхождения, вероятнее всего, от одноклеточных водных организмов.
  2. В составе обоих видов содержится множество элементов Периодической таблицы, которые в основном существуют в виде комплексных соединений неорганической и органической природы.
  3. Однако различным является то, что в процессе эволюции эти два типа клеток далеко отошли друг от друга, т.к. от различных неблагоприятных воздействий внешней среды они имеют абсолютно разные способы защиты и также имеют различные друг от друга способы питания.
  4. Растительная клетка главным образом отличается от животной крепкой оболочкой, состоящей из целлюлозы; специальными органоидами — хлоропластами с молекулами хлорофилла в своем составе, с помощью которых осуществим фотосинтез; и хорошо развитыми вакуолями с запасом питательных веществ.

Сравнение растительной и животной клетки, таблица.

Сравнение растительной и животной клетки очень важно для понимания общего принципа устройства клеток живых организмов. Сравните строение растительной и животной клетки, для этого ниже приведена таблица, в которую сведена сравнительная характеристика растительной и животной клетки. Кроме того, мы показываем различие между клетками не только растений и животных, но и грибов и бактерий.

Клетки растений, животных, грибов и бактерий

Для всех организмов существует два вида клеток. Это прокариотические и эукариотические клетки. Они имеют существенные различия. Строение эукариотической клетки имеет ряд отличий от прокариотической. Поэтому в животном мире выделили два надцарства, которые назвали прокариотами и эукариотами.

Основное отличие

Строение эукариотической клетки отличается тем, что она имеет ядро, в котором находятся хромосомы, состоящие из ДНК. ДНК прокариотической клетки не организованы в хромосомы и не имеют ядра. Поэтому прокариотические организмы назвали доядерными, а эукариотические ― ядерными. Отличаются клетки и размерами. Эукариотические клетки намного больше, чем прокариотические. Доядерными организмами являются бактерии.

Клетка эукариотическая

К эукариотам принадлежат растения, грибы и животные. Следовательно, особенности строения эукариотической клетки состоят в наличии ядра. Конечно, есть и другие отличия между клетками, но они несущественны.

Строение и функции эукариотической клетки

Клетка ядерных организмов имеет множество органелл, отсутствующих у прокариотов. Клетка растений, грибов и животных состоит из цитоплазматической мембраны, защищающей клетку и придающей ей форму, и цитоплазмы. Цитоплазма объединяет все компоненты клетки, участвует во всех обменных процессах и служит скелетом клетки, благодаря наличию микротрубочек. В цитоплазме располагаются одномембранные, двумембранные и немембранные органеллы.

Клетка растительная

Одномембранные органоиды

Одномембранными органоидами называют эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли из-за того, что они покрыты одной мембраной. Эндоплазматическая сеть бывает гладкой и шероховатой, или гранулярной. Гладкая эндоплазматическая сетка образовывает углеводы и липиды. Шероховатая сетка синтезирует белки. Этим занимаются рибосомы, находящиеся на ней. Аппарат Гольджи сохраняет и транспортирует питательные вещества. Лизосомы обеспечивают расщепление белков, жиров и углеводов.

Двумембранные органоиды

Двумембранные органоиды имеют две мембраны: наружную и внутреннюю. К ним относят митохондрии и пластиды. Митохондрии участвуют в дыхании клетки и снабжают клетку энергией. Благодаря пластидам происходит фотосинтез.

Органоиды

Немембранные органоиды

Немембранными органеллами являются рибосомы, клеточный центр, реснички и жгутики. Рибосомы осуществляют синтез белка. Клеточный центр участвует в делении клеток. Реснички и жгутики ― органеллы, служащие для движения.

Отличия клеток растений, грибов и животных

Несмотря на единство общего плана, строение эукариотической клетки разных царств организмов имеет некоторые отличия. Растительные клетки не содержат лизосом и клеточного центра. Клетки животных и грибов характеризуются отсутствием пластид и вакуолей. Клеточная стенка грибов содержит хинин, а растений ― целлюлозу. В животных клеточной стенки нет, а в состав мембраны входит гликокаликс. Строение эукариотической клетки имеет отличие и в резервных питательных углеводах. В растительных клетках запасается крахмал, а в клетках грибов и животных ― гликоген.

Дополнительные отличия

Различается не только строение эукариотической клетки и прокариотической, но и способы их размножения. Количество бактерий увеличивается в результате образования перетяжки или почкования. Размножение эукариотических клеток происходит путем митоза. Многие процессы, свойственные эукариотической клетке (фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз), у прокариотов не наблюдаются. Для нормальной работы клеткам грибов, растений и животных необходима аскорбиновая кислота. Бактерии в ней не нуждаются.

Клетка

В таблице сравниваются клетки бактерий, растений и животных по морфологическим признакам.

Таблица «Сравнение растительной и животной клетки»

Клеточная
структура
Функция Бакт. Раст. Живот. Грибы
Ядро Хранение наследственной информации, синтез РНК Нет Есть Есть Есть
Клеточная
мембрана
Выполняет барьерную, транспортную, матричную, механическую, рецепторную, энергетическую, ферментативную и маркировочную функции Есть Есть Есть Есть
Капсула Предохраняет бактерии от повреждений и высыхания. Создаёт дополнительный осмотический барьер и является источником резервных веществ. Препятствует фагоцитозу бактерий Есть Нет Нет Нет
Клеточная
стенка
Полисахаридная оболочка над клеточной мембраной, через неё происходит регуляция воды и газов в клетке. Не проницаема даже для мелких молекул. Не препятствует диффузному движению Есть Есть Нет Есть
Контакты
между
клетками
Связывание между собой клеток ткани. Транспорт веществ между клетками. Нет Плазмод-есмы Десмос-омы Септы
Хромосомы Нуклеопротеиновый комплекс, содержащий ДНК, а также гистоны и гистоноподобные белки Нуклеоид Есть Есть Есть
Плазмиды Хранение геномной информации, которая кодирует ферменты, которые разрушают антибиотики, тем самым позволяют избегать их губительного воздействия Есть Нет Нет Нет
Цитоплазма Содержит в себе органеллы клетки и равномерно распределяет питательные вещества по клетке. Есть Есть Есть Есть
Митохондрии Органоиды, принимающие участие в превращении энергии в клетке. Имеют внутренние мембраны, на которых осуществляется синтез АТФ Нет Есть Есть Есть
Аппарат
Гольджи
Производит синтез сложных белков, полисахаридов, их накопление и секрецию Нет Есть Есть Есть
Эндоплазматич. ретикулум Выполняет синтез и обеспечивает транспорт белков и липидов Нет Есть Есть Есть
Рибосомы Органоиды, состоящие из двух субъединиц, осуществляют синтез белка (трансляцию). Есть Есть Есть Есть
Центриоль Во время деления клетки образует веретено деления Нет Нет Есть Нет
Пластиды Двухмембранные структуры, в которых происходят реакции фотосинтеза (хлоропласты), происходит накопление крахмала (лейкопласты), придают окраску плодам и цветкам (хромопласты) Нет Есть Нет Нет
Лизосомы Производят расщепление различных органических веществ Нет Есть Есть Есть
Пероксисомы Производят синтез и транспорт белков и липидов Нет Есть Есть Есть
Вакуоли Накапливают клеточный сок. Для перемещения бактериальных клеток в толще воды. Поддерживает напряжённое состояние оболочек клеток Нет Есть Нет Нет
Цитоскелет Опорно-двигательная система клетки. Изменения в белках цитоскелета приводят к изменению формы клетки и расположению в ней органоидов. Бывает Есть Есть Есть
Мезосомы Артефакты, возникающие во время подготовки образцов для электронной микроскопии Есть Нет Нет Нет
Пили Служат для прикрепления бактериальной клетки к различным поверхностям Есть Нет Нет Нет
Органеллы для перемещения Служат для перемещения в пространстве (реснички, жгутики и др.) Есть Есть Есть Нет

Урок 6: Строение клетки — 100urokov.ru

План урока:

Основные части и органоиды клетки, их строение и функции

Эукариотические и прокариотические клетки

Сходства и различия в строении клеток животных, растений и грибов

 

Основные части и органоиды клетки, их строение и функции

Как правило, клетки обладают микроскопическими размерами. Однако известны и очень крупные клетки, видимые невооруженным глазом. Величина клеток зависит от выполняемых ими функций. Так, яйцеклетки благодаря накоплению в них питательных веществ достигают больших размеров.

Растительные организмы имеют крупные размеры клеток у плодов, так как в них заключены вакуоли с клеточным соком. Они могут достигать 500 мкм. Большинство растительных клеток имеет размер 10-100 мкм.

Несмотря на все разнообразие клеток, в их строении можно выделить общие моменты.

Каждая клетка покрыта плазматической, или клеточной мембраной, которая отделяет внутреннее содержимое от окружающей среды. Клеточная мембрана представляет собой тонкую плотную пленку, обволакивающую всю клетку. Ее структуру составляют несколько слоев.

Внутренний слой состоит из двух рядов липидов, молекулы которых расположены гидрофобными концами вглубь мембраны, а гидрофильные концы обращены к внешней водной среде. В отдельных местах клеточная мембрана пронизана белковыми молекулами, некоторые из которых служат рецепторами, а другие обеспечивают транспорт веществ.

Познакомимся со строением клеточной мембраны на рисунке.

Клеточная мембрана выполняет ряд важных функций:

  1. Разграничительная – ограничивает содержимое клетки от окружающей микросреды. Соответственно, обеспечивается сохранение различий между внутренними частями клетки и внешней средой.
  2. Рецепторная – в мембрану встроены белки, являющиеся рецепторами. Они обеспечивают восприятие различных воздействий на поверхность клетки.
  3. Транспортная – регулирование обмена различными веществами между клеткой и окружающей средой. Причем клеточная мембрана обладает полупроницаемостью, что обеспечивает избирательное поступление молекул и ионов.

Внутренним содержимым клетки является цитоплазма. Она представляет собой бесцветную, прозрачную жидкость, в которой располагаются все части клетки. Клеточная цитоплазма неоднородна, состоит она из гиалоплазмы и цитоскелета. Подробнее познакомимся на рисунке.  

Помимо клеточной мембраны и цитоплазмы важной составной частью любой эукариотической клетки является ядро.

Формы и размеры этой структуры очень изменчивы и зависят от вида организма, а также от типа и функционального состояния клетки. Оно может быть шаровидным, линзовидным, веретеновидным и многолопастным.

Общий план строения ядра одинаков у всех клеток.

Ядро отгорожено от цитоплазмы двойной мембраной или ядерной оболочкой. Все слои мембраны пронизаны многочисленными порами, через которые производится обмен веществ.

Содержимое ядра клетки получило название кариоплазма или ядерный сок. Это гелеобразное вещество заполняет пространство между структурами ядра и осуществляет связь между ними.

Внутри ядра находится ядрышко, представляющее округлую структуру. В клетке их может содержаться от 1 до 10, а например, у дрожжей, их нет совсем. В состав ядрышек входят белки, РНК и ДНК. Во время деления ядрышки разрушаются.

Помимо ядрышек в кариоплазме есть хроматин – комплекс ДНК и белка. Из него в процессе деления клетки формируются хромосомы.

Установлено, что каждый вид организмов имеет конкретное и постоянное количество хромосом в ядре клетки.

Набор хромосом, содержащийся в клетках, называется кариотипом.

В ядрах клетках тела, или соматических, содержится двойной набор хромосом. Такой кариотип имеет две одинаковые хромосомы и характерен для человека.

Ядра половых клеток имеют одинарный кариотип, то есть все хромосомы разные, нельзя встретить двух одинаковых.

Как мы уже убедились, ядро клетки имеет сложное строение. Какие же функции оно выполняет? Ядро является информационной системой клетки, местом хранения и воспроизводства наследственного материала. Оно служит центром управления обменом веществ клетки. Удаление этой структуры приводит к гибели клетки.

В цитоплазме расположены и другие составляющие клетки, получившие название органоиды.

Их принято делить на две группы, познакомимся с ними на схеме.

Рассмотрим строение и функции основных органоидов клетки.

  1. Немембранные органоиды
  1. Рибосомы расположены в цитоплазме клетке, а также есть на поверхности эндоплазматической сети. Данные структуры являются мелкими телами сферической формы, состав которых образован белком, а также РНК.

Рибосомы часто соединены по 5-70 штук, представляющих полисомы. Основной функцией рибосом считается синтез белка.

  1. Клеточный центр представляет собой органоид клетки, состоящий из одной или двух мелких гранул – центриолей. Каждая центриоль – это цилиндрическое тельце, стенки которой состоят из параллельно расположенных трубочек. Основная функция клеточного центра – участие в делении клетки. В данном процессе центриоли расходятся в противоположные стороны и формируют полюса делящейся клетки.

Органоиды движения имеются у достаточного числа клеток. Такие органоиды движения как жгутики и реснички являются подвижными отростками цитоплазмы. Предназначены они для передвижения, а также для транспорта веществ. В состав этих структур входят микротрубочки. Внутри органоидов движения микротрубочки бьются друг о друга, тем самым обеспечивается перемещение клетки.

Клеточные включения являются непостоянными компонентами клетки в виде скопления каких-либо веществ. По исполняемым функциям можно выделить несколько видов клеточных включений. Познакомимся на рисунке.

  1. Мембранные органоиды
  2. Эндоплазматическая сеть считается системой связанных между собой полостей и канальцев, пронизывающих всю цитоплазму в клетке. Стенки каналов и полостей образованы простыми мембранами. По строению они различаются, поэтому выделяют два типа эндоплазматической сети: шероховатую и гладкую.

Шероховатая ЭПС представлена канальцами, на внешней поверхности которых располагаются рибосомы. Вних протекает синтез белка. На поверхности гладкой ЭПС находятся ферменты, обеспечивающие синтез жиров и углеводов.

Основной функцией эндоплазматической сети считается транспорт веществ, а также участие во внутриклеточном обмене. Немаловажной ролью считается синтез некоторых соединений, которые осуществляются структурами, расположенными на поверхности ЭПС.            

  1. Комплекс Гольджи сооружен из мембран сложенных друг на друга. В его состав входит система трубочек с пузырьками на концах. В клетке комплекс Гольджи расположен возле ядра, либо рассеян по всей цитоплазме.

В комплексе Гольджи происходит накопление, преобразование веществ, их накопление в пузырьках и выведение за пределы клетки, а также важной функцией считается формирование лизосом.

  1. Шаровидные образования в клетке, содержащие ферменты, получили название лизосомы. Соответственно, функцией лизосом считается расщепление веществ, бактерий, вирусов, а также отмерших органоидов.

  1. Митохондрии бывают в форме палочек, зерен, гранул или нитей. Численность их в клетке может составлять 50-500. Строение митохондрии изучено электронным микроскопом. Рассмотрим его на рисунке.

Функцией митохондрий является окисление соединений с освобождением энергии. Эти органоиды считаются энергетическими центрами, в которых образуется АТФ.

Особенностью митохондрий считается их автономия, то есть они способны самостоятельно размножаться. Митохондрии обладают собственной ДНК, хотя она и отличается по составу от ДНК ядра.

  1. В клетках растений находятся специальные органоиды – пластиды. Они разнообразны по форме и размерам, но чаще всего представляют собой овальные тельца.

Различают три вида клеточных пластид в зависимости от окраски.

Рассмотрим строение пластид на примере хлоропластов. Сверху эти органоиды покрыты оболочкой, состоящей из наружной и внутренней мембраны.

Пластиды, так же как ядро и митохондрии, имеют собственный генетический аппарат, под контролем которого происходит их размножение.

  1. Еще одними органоидами клетки считаются крупные пузырьки, заполненные клеточным соком – вакуоли. Образуются они из пузырьков аппарата Гольджи или расширений ЭПС. Характерны они по большей части для растений и выполняют функцию хранения питательных веществ, которые используются, например, при прорастании семян.

В животной клетке эти органоиды отсутствуют, исключение простейшие. У этой группы существ можно отметить пищеварительные и сократительные вакуоли. Первые способствуют перевариванию веществ с помощью ферментов, расположенных в них. Сократительные вакуоли обеспечивают выведение продуктов распада.

 

Эукариотические и прокариотические клетки

Все известные живые организмы подразделяются на две группы. Познакомимся с ними на схеме.

Клетка прокариот имеет довольно простое строение.В прокариотической клетке не имеется истинного ядра, ядрышек и хромосом. Наследственный материал представлен одной нитью ДНК соединенной с белками. Данная структура получила название нуклеоид и является прототипом ядра у прокариотической клетки.

В строении структур прокариот можно выделить ряд особенностей:

  1. Имеют жесткую клеточную стенку, а иногда и слизистую капсулу;
  2. В прокариотической клетке нет внутренней мембраны, кроме впячивания оболочки. Здесь расположены ферменты принимающие участие в обмене веществ у прокариот;
  3. Отсутствуют мембранные органоиды – митохондрии, ЭПС, хлоропласты, лизосомы, комплекс Гольджи, вакуоли.
  4. Прокариотические клетки имеют лишь рибосомы, причем очень мелкие.

Строение прокариот приспособлено для выполнения элементарных процессов жизнедеятельности: обмен веществ, размножение и другие.

Особенностью этих организмов считается их существование в бескислородной среде, то есть они являются анаэробами. Получение энергии для процессов жизнедеятельности происходит при расщеплении других соединений. К примеру, некоторые бактерии анаэробы способны усваивать азот из воздуха.

Однако не все прокариоты считаются анаэробами, среди них можно выделить и аэробов. Эти организмы нуждаются в кислороде для своей жизнедеятельности.Аэробы используют кислород для клеточного дыхания и окисления веществ. Примером могут быть бациллы.

Для многих прокариот характерен процесс спорообразования. Познакомимся с основными стадиями образования спор на рисунке.

Споры обеспечивают прокариотам возможность переносить неблагоприятные условия.

Еще одним процессом, позволившим прокариотам сохраниться с древнейших времен, считается способность к очень быстрому размножению.

Основным способом размножения прокариот является деление клетки надвое, иногда встречается почкование и половой процесс – конъюгация.

Эукариотические клетки имеют более сложное строение. Наследственная информация сконцентрирована в хромосомах, которые представлены нитями ДНК и белковых молекул. Все это находится в оформленном ядре.

В эукариотической клетке имеются все органоиды, которые участвуют в выполнении разнообразных функций.

Более подробно на эукариотических клетках остановимся в следующем пункте.

 

Сходства и различия в строении клеток животных, растений и грибов

У всех эукариотических клеток существует ряд общих признаков:

Сходство и различие строения клеток эукариот отразим в таблице.

Сходством в строении клеток данных групп организмов является наличие плазматической мембраны, цитоплазмы, ядра, а также определенного набора органоидов.

Можно выделить черты сходства в строении клеток грибов и животных. В структурах этих существ имеется запасное вещество – гликоген, отсутствуют пластиды. Вакуоли мелкие или вовсе отсутствуют. Отличием клеток грибов является присутствие в клетки 2, а иногда и больше ядер.

Сходством растительной и животной клетки будет наличие одного ядра.

Растительная клетка имеет много различий. Для нее характерна крупная вакуоль и многочисленные пластиды, в которых локализованы фотосинтезирующие пигменты. Основным запасным продуктом является крахмал. Клеточная мембрана состоит преимущественно из целлюлозы.

Черты сходства клеток грибов и растений, а также животных свидетельствуют об общем происхождении. Однако, в ходе эволюции каждая группа организмов приспосабливались к условиям среды обитания. Соответственно начали появляться черты различия клеток животных, грибов и растений.

 

Материал для подготовки к ЕГЭ (ГИА) по биологии (7, 8, 9 класс): Строение растительной и животной клеток_Подготовка к ГИА

Растительная клетка

Животная клетка

Структура клетки

Функции

1. Клеточная оболочка, или стенка

— Опорная, придаёт прочность (содержит целлюлозу)

— Защитная

— Транспорт веществ (через поры)

отсутствует

2. Плазматическая мембрана

— Защитная; — Разделительная; — Транспорт веществ

3. Цитоплазма

— Связь всех частей клеток; — Транспорт веществ; — Опорная; — Среда, в которой протекают все биохимические процессы

4. Ядро

Хранение и передача наследственной информации;

Регуляция процессов жизнедеятельности клетки

5. Вакуоль

Крупные, заполнены клеточным соком

— Запас питательных веществ

— Обеспечивают тургор и осмотическое давление

отсутствуют

Встречаются у одноклеточных животных – пищеварительные и сократительные вакуоли

6. Пластиды

1. Хлоропласты (зелёный пигмент – хлорофилл), функция – фотосинтез.

2. Хромопласты (цветные), окраска частей растений.

3. Лейкопласты (бесцветные) – накопление крахмала.

отсутствуют

7. Митохондрии

Синтез АТФ («энергетические станции» клетки)

8. Аппарат Гольджи

Накопление веществ (белков, жиров)

Образование лизосом

9. Лизосомы

Внутриклеточное переваривание молекул

Уничтожение старых клеток

10. Эндоплазматическая сеть   (ЭПС)

Транспорт веществ, связь органоидов клетки

Синтез белков и жиров

11. Включения

Запасающая функция

Строение растительной и животной клеток

16. Дайте определения

Клетка — это единица строения всего живого

Органоид — это часть клетки, выполняющая определенную функцию


17. Вставьте пропущенные буквы

Минеральные соли, углеводы, жиры, нуклеиновые кислоты, хромосомы, белки, гемоглобин


18. Верно ли утверждение «дро — обязательный компонент всех клеток организмов»? Свой ответ обоснуйте

Нет. У бактерий ядро отсутствует


19. Заполните таблицу «Строение клетки»

Название органоидаФункции
Ядро центральная часть клетки, несущая генетическую память
Цитоплазма осуществялет связь между органоидами, переносит вещества
Мембрана защищает клетку
ЭПС связывает части клетки между собой, образует и транспортирует органические вещества
Рибосомы синтезирует белки
Митохондрии образование энергии (только у животных)
Лизосома переваривание частиц (только у животных)
Хлоропласты синтез органических веществ (только у растений)
Клеточная стенка защита и опора растительной клетки
Вакуоль хранение продуктов обмена
Аппарат Гольджи транспорт веществ

20.Рассмотрите рисунок. Подпишите органоиды клетки, обозначенные цифрами

1. Хлоропласт

2. Клеточная стенка

3. Мембрана

4. Митохондрии

5. Вакуоль

6. Аппарат Гольджи

7. ЭПС

8. Ядро


21. Стравните строение растительной и жвиотной клеток. Заполните таблицу

ОрганоидыРастительная клеткаЖивотная клетка
Ядро + +
Цитоплазма + +
Мембрана + +
ЭПС + +
Рибосомы + +
Митохондрии +
Лизосома +
Хлоропласты +
Клеточная стенка +

22. Выполните задание

1) Подчеркните синей линией органоиды цитоплазмы (прим.: здесь отмечено зеленым маркером):

а) ядро

б) ядрышко

в) хлоропласты

г) рибосомы

д) митохондрии

е) вакуоли

2) Подчеркните красной линией структуры, которые находятся в ядре (прим.: здесь отмечено зеленым маркером):

а) пластиды

б) ядрышко

в) лизосомы


23. Нарисуйте в контуре животной клетки соответствующие ей органоиды


24. Дополните предложения

Внутренней средойклетки является цитоплазма. В ней располагаются ядро и многочисленные органоиды. Она связывает органоиды между собой, обеспечивает перемещение различных веществ и является средой, в которой идут различные процессы жизнедеятельности

Оболочка служит внешним каркасом клетки, придает ей определенную форму и размер, выполняет защитную и опорную функции, участвует в транспорте веществ в клетку

Важнейшая часть клетки — ядро. В нем хранится генетическая информация о данной клетке и об организме в целом


25. Нарисуйте схему «Клетка — город», сравнив органоиды с городскими структурами и предприятиями

Ответы | Лаб. 2. Сравнение строения растительной и животной клеток — Биология, 10 класс

1. Снимите с внутренней поверхности мясистой чешуи лука эпидермис. Кусочек эпидермиса поместите на предметное стекло в каплю раствора Люголя. Накройте покровным стеклом. Рассмотрите препарат сначала при малом, а затем при большом увеличении микроскопа. Зарисуйте несколько клеток, обозначьте оболочку клетки, цитоплазму, вакуоли, ядро.

Клетки эпидермиса лука

2. Поместите на предметное стекло в каплю воды кусочек листа элодеи (или лист мха мниума). Накройте покровным стеклом. Рассмотрите препарат под большим увеличением микроскопа. Зарисуйте несколько клеток, обозначьте оболочку клетки, цитоплазму, хлоропласты. Ядра в живых клетках листа элодеи не видно. Обратите внимание па движение хлоропластов.

Клетки листа элодеи

3. Постоянный препарат «Мазок крови лягушки» рассмотрите сначала при малом, а затем при большом увеличении микроскопа. Зарисуйте несколько эритроцитов. Они имеют овальную форму. Цитоплазма окрашена в розовый цвет, а ядро — в сине-фиолетовый. Обозначьте цитоплазму и ядро.

Эритроциты лягушки

4. Проанализируйте полученные результаты. Что общего в строении клеток растений и животных вы обнаружили? Чем они отличаются?

Общее: наличие ядра, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы. Отличаются: клетки растений имеют оболочку, хлоропласты, вакуоль с клеточным соком.

5. Внимательно прочитайте § 20 «Особенности строения клеток эукариот» учебника. Обратите внимание на черты сходства и различия между растительными и животными клетками. Заполните таблицу.

Сравнение клеток растений и животных

6. Сделайте вывод о сходстве и различии в строении клеток растений и животных.

Вывод: общее строение клеток растений и животных схожее, но есть отличия в некоторых органоидах и оболочке.

Дайте краткие ответы на вопросы.

1. О чем свидетельствует сходство в строении клеток растений и животных?

О единстве происхождения живых организмов.

2. Вспомните основные положения клеточной теории (с. 50 учебника). Отметьте, какое из положений можно подтвердить проведенной работой.

Клетки всех организмов схожи по строению, химическому составу и основным проявлениями жизнедеятельности.

Растительная клетка — определение, структура, функции, схема и типы

Клетка является основной единицей жизни во всех организмах. Подобно людям и животным, растения также состоят из нескольких клеток. Растительная клетка окружена клеточной стенкой, которая участвует в придании формы растительной клетке. Помимо клеточной стенки, существуют другие органеллы, которые связаны с различной клеточной активностью.

Давайте подробно рассмотрим растительную клетку, ее структуру и функции различных органелл растительной клетки.

Определение растительной клетки

«Растительные клетки — это эукариотические клетки с настоящим ядром и специализированными структурами, называемыми органеллами, которые выполняют определенные специфические функции».

Что такое растительная клетка?

Растительные клетки — это эукариотические клетки, которые по нескольким фундаментальным факторам отличаются от других эукариотических организмов. И растительные, и животные клетки содержат ядро ​​и похожие органеллы. Одним из отличительных аспектов растительной клетки является наличие клеточной стенки за пределами клеточной мембраны.

Подробнее: Ячейки

Схема растительных клеток

Растительная клетка имеет прямоугольную форму и сравнительно больше клетки животного происхождения. Несмотря на то, что растительные и животные клетки являются эукариотическими и разделяют несколько клеточных органелл , растительные клетки сильно отличаются по сравнению с животными клетками, поскольку они выполняют разные функции. Некоторые из этих различий можно четко понять, если исследовать клетки под электронным микроскопом.

Также читайте: Целлюлоза в пищеварении

Диаграмма растительных клеток, показывающая различные клеточные органеллы

Структура растительной клетки

Так же, как и различные органы в организме, структура растительной клетки включает в себя различные компоненты, известные как клеточные органеллы, которые выполняют разные функции, чтобы поддерживать себя.К этим органеллам относятся:

Стенка клетки

Это жесткий слой, состоящий из целлюлозы, гликопротеинов, лигнина, пектина и гемицеллюлозы. Он расположен вне клеточной мембраны. В его состав входят белки, полисахариды и целлюлоза.

Основная функция клеточной стенки — защищать и обеспечивать структурную поддержку клетки. Стенка растительной клетки также участвует в защите клетки от механического воздействия и придает ей форму и структуру.Он также фильтрует молекулы, входящие и выходящие из клетки.

Формирование клеточной стенки регулируется микротрубочками. Он состоит из трех слоев: первичной, вторичной и средней ламели. Первичная клеточная стенка образована целлюлозой, отложенной ферментами.

Также читайте: Cell Wall

Клеточная мембрана

Это полупроницаемая мембрана, которая присутствует в стенке клетки. Он состоит из тонкого слоя белка и жира.

Клеточная мембрана

пл.

Структуры клеток растений и животных

Презентация на тему: «Структуры клеток растений и животных» — стенограмма презентации:

1 Структуры клеток растений и животных
-Вы будете работать в группах по 2 или 3 человека -Вам понадобится один компьютер для вашей группы -Напишите лабораторный отчет в своей лабораторной тетради Порядок лабораторных работ: Предпосылки — вы можете написать фон найдено в лаборатории.Назначение — найдено в лаборатории. Подсказка — лейкопласты хранят крахмал. Материалы для гипотез — см. Лабораторные процедуры — см. Лабораторные наблюдения — для каждого рисунка вы можете вырезать круг и прикрепить его к записной книжке. Анализ и заключение — напишите вопрос и ответьте на каждый из вопросов. ** Вы не будете делать слайды. Вы не будете пользоваться микроскопом. Эта PowerPoint содержит все изображения (слайды)

2 Часть I — Слайды с животными — Чековая клетка при низком энергопотреблении — Щечная клетка при высоком * Используйте следующий слайд, чтобы нарисовать и пометить щечную клетку

3

4 Часть II — Растительная клетка (Элодея)
Элодея при низкой мощности Элодея при высокой * Используйте следующий слайд, чтобы помочь вам нарисовать и обозначить элодею *

5 Центральная вакуоль На этом слайде нет ядер.Это не значит, что у растительной клетки его нет — вы просто не можете увидеть его, пока хлоропласт в фокусе.


6 Если вы используете более сильный микроскоп, посмотрите на лист элодеи и хлоропласт по всей растительной клетке. Довольно круто, правда?

7 Часть II — Клетки картофеля. Клетки картофеля при низкой мощности. Клетки картофеля при высокой мощности. Используйте следующий слайд, чтобы нарисовать клетки картофеля и лейкопласт.Чтобы сделать эту горку, я положил на картофель йод. Помните, что йод становится черным, когда есть крахмал. Лейкопласты — это специфические органеллы в клетке картофеля — именно здесь хранится крахмал.

11 ДЛЯ УДОВОЛЬСТВИЯ Посмотрите ссылку на видео раньше. Нарисуйте то, что вы видите под микроскопом. NAYrh5

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о