Есть ли у растений рибосомы: Особенности строения клеток растений

Содержание

Строение животной клетки

☰

Все живые организмы имеют во многом схожее клеточное строение. Однако у клеток разных царств живого имеются свои особенности. Так клетки бактерий не имеют ядер, а у клеток растений есть жесткая целлюлозная клеточная стенка и хлоропласты. Строение животных клеток также имеет свои характерные особенности.

Чаще всего клетки животных мельче, чем клетки растений. По форме они очень разнообразны. Форма и строение животной клетки зависит от выполняемых ею функций. У сложно организованных животных тела состоят из множества тканей. Каждую ткань составляют свои клетки, имеющие характерные для них особенности строения. Но несмотря на все разнообразие, можно выделить общее в строении всех животных клеток.

От внешней среды содержимое клетки животного ограничено только клеточной мембраной. Она эластична, поэтому многие клетки имеют неправильную форму, могут незначительно изменять ее. Мембрана имеет сложное строение, в ней выделяют два слоя. Клеточная мембрана отвечает за избирательный транспорт веществ внутрь клетки и из нее.

Внутри животной клетки содержится цитоплазма, ядро, органоиды, рибосомы, различные включения и др. Цитоплазма представляет собой вязкую жидкость, находящуюся в постоянном движении. Движение цитоплазмы способствует протеканию различных химических реакций в клетке, т. е. обмену веществ.

Во взрослой растительной клетке есть большая центральная вакуоль. В животной клетке такой вакуоли нет. Однако в животных клетках постоянно образуются и исчезают маленькие вакуоли. В них могут содержаться питательные вещества для клетки или продукты распада, подлежащие удалению.

Строение животной клетки отличается от растительной еще тем, что в животной клетке достаточно большое ядро располагается обычно в центре (а у растений оно смещено из-за наличия большой центральной вакуоли). Внутри ядра содержится ядерный сок, а также находятся ядрышко и хромосомы. Хромосомы содержат наследственную информацию, которая при делении передается дочерним клеткам. Также они управляют жизнедеятельностью самих клеток.

У ядра есть своя мембрана, отделяющая его содержимое от цитоплазмы. Кроме ядра в цитоплазме клетки есть другие структуры, имеющие собственные мембраны. Эти структуры называют органоидами клетки, или, по-другому, органеллами клетки. В обычной по строению животной клетке, кроме ядра, есть следующие органоиды: митохондрии, эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы.

Митохондрии — это энергетические станции клетки. В них образуется АТФ — органическое вещество, в последствие при расщеплении которого выделяется много энергии, обеспечивающей протекание процессов жизнедеятельности в клетке. Внутри митохондрии есть множество складок — крист.

Эндоплазматическая сеть состоит из множества каналов, по которым транспортируются синтезируемые в клетке белки, а также другие вещества. По каналам ЭПС вещества поступают в аппарат Гольджи, который в животных клетках выражен сильнее, чем в растительных. В аппарате Гольджи, который представляет собой комплекс трубочек, вещества накапливаются. Далее по мере надобности они будут использованы в клетке. Кроме того на мембране аппарата Гольджи происходит синтез жиров и углеводов для построения всех мембран клетки.

В лизосомах содержатся вещества, расщепляющие ненужные клетке и вредные для нее белки, жиры и углеводы.

Кроме органелл, окруженных мембраной, в животных клетках есть немембранные структуры: рибосомы и клеточный центр. Рибосомы есть в клетках всех организмов, а не только у животных. А вот клеточного центра у растений нет.

Рибосомы располагаются группами на эндоплазматической сети. ЭПС, покрытая рибосомами, называется шероховатой. Без рибосом ЭПС называется гладкой. На рибосомах происходит синтез белков.

Клеточный центр состоит из пары цилиндрических телец. Эти тельца на определенном этапе создают своеобразное веретено деления, которое способствует правильному расхождению хромосом при делении клетки.

Клеточные включения представляют собой различные капли и зерна, состоящие из белков жиров и углеводов. Они постоянно присутствуют в цитоплазме клетки и участвуют в обмене веществ.

АмГПГУНовая страница

В вашем браузере отключен JavaScript, поэтому некоторые возможности сайта будут недоступны.
Как включить JavaScript ?

Изменено	Курс	Школа	Класс	ФИО	Обратный контакт
03. 11.2022 12:13:48	ИПиП Профессиональная проба «Педагог дошкольного образования и изобразительного искусства»	МОУ СОШ16 с УИОП	10А	Куберская Полина Степановна	79242251090

02.11.2022 19:17:56	ИПиП Тренинг «Как преодолеть страх перед ОГЭ и ЕГЭ»	гимназия №1	11	Какаджанов Артур Илмуратович	89141617834

01.11.2022 12:18:54	ИПиП Профессиональная проба «Педагог дошкольного образования и изобразительного искусства»	МОУ СОШ 37	9В	Молодцева Алиса Андреевна	+79141968033

01. 11.2022 10:30:00	ИПиП Профессиональная проба «Педагог дошкольного образования и изобразительного искусства»	МОУ СОШ №42	8А	Глушакова Алина Евгеньевна	89143169842

01.11.2022 09:21:26	ИПиП Профессиональная проба «Педагог дошкольного образования и изобразительного искусства»	МОУ СОШ с УИОП №16	10Б	Сосина Виталина Витальевна	89147792000

01.11.2022 00:15:42	ИПиП Тренинг «Как преодолеть страх перед ОГЭ и ЕГЭ»	инженерная школа	9а	Иманрммти мамин иоиит	89095586522

31. 10.2022 23:59:06	ФФиМК Лингвистическая игра «Тайны фразеологии»	МОУ СОШ С УИОП 16	10А	Куберская Полина Степановна	79242251090

31.10.2022 10:19:05	ИПиП Мастер-класс по выполнению задания # 39 посменной части ЕГЭ по английскому языку	МБОУ СОШ 2 с.п. «Село Хурба»	11	Шульга Варвара Викторовна	89638280255

30.10.2022 20:26:54	ИПиП Мастер-класс по выполнению задания # 39 посменной части ЕГЭ по английскому языку	МОУ «Инженерная школа»	11 А	Болдырев Семен	89990876239

30. 10.2022 20:24:22	ИПиП Мастер-класс по выполнению задания # 39 посменной части ЕГЭ по английскому языку	МОУ «Инженерная школа»	11 А	Рыжкина Александра Викторовна	89141633647
Всего: 183

Клетки животных и растений — сходства, различия, схемы и примеры

Делиться — значит заботиться!

В этой статье рассматривается

Определение: что такое клетка?

Клетка является основной единицей или строительным блоком живых организмов. Клетка была впервые обнаружена и обнаружена под микроскопом Робертом Гуком в 1665 году. Слово «клетка» произошло от латинского, что означает «маленькая комната». Клеточная мембрана окружает содержимое клетки и отделяет всю биологическую активность от внешнего мира. Крошечные структурные части внутри клетки, называемые органеллами, участвуют в различных специализированных функциях, чтобы поддерживать жизнь и активность клетки.

[На этом рисунке] Слева: составной микроскоп, который Роберт Гук использовал для обнаружения «клеток». Справа: клеточная структура пробки, освещенная Робертом Гуком в Micrographia , 1665.

Определение: что такое животные и что такое растения?

Животные — это многоклеточные организмы, образующие биологическое царство Animalia . Все они имеют следующие характеристики:

Гетеротроф – не может производить себе пищу. Вместо этого прием пищи из других источников
Потребляют кислород
Способны двигаться
Размножаются половым путем

Растения — многоклеточные организмы царства Plantae . Их особенности включают в себя:

Автотроф – может производить себе пищу, используя свет, воду, углекислый газ или другие химические вещества

Оба потребляют и производят кислород На этом рисунке] Древо живых организмов, показывающее происхождение эукариот и прокариот.
Источник фото: вики.

Клетки животных и клетки растений – ключевые сходства

Клетки животных и клетки растений являются эукариотическими клетками

Клетки животных и растений классифицируются как « Эукариотические клетки », что означает, что они обладают «истинным ядром». По сравнению с « прокариотическими клетками », такими как бактерии или археи, ДНК эукариотических клеток заключена в мембраносвязанное ядро. Эти мембраны подобны клеточной мембране, которая представляет собой гибкую пленку из липидных бислоев. Эукариоты также имеют несколько связанных с мембраной органелл. Органеллы — это внутренние структуры, отвечающие за различные функции, такие как производство энергии и синтез белка.

И животные, и растения являются многоклеточными организмами

На основании современной биологической классификации и животные, и растения являются многоклеточными организмами, то есть состоят из более чем одной клетки. Различные типы клеток в многоклеточном организме выполняют разные функции.

Например, клетки сердечной мышцы перекачивают кровь для циркуляции в организме, в то время как клетки кишечника поглощают питательные вещества из просвета кишечника в кровоток. Многие клетки собираются в определенный тип « ткань ». Одна или несколько тканей работают вместе как « орган ». Несколько органов объединяют усилия для выполнения конкретной физиологической задачи и образуют «систему ».

В современной биологической классификации есть серая зона, называемая Protista . Protista, или Protoctista, представляет собой царство простых эукариотических организмов, обычно состоящих из одной клетки или колонии подобных клеток. Протисты не являются животными, растениями или грибами. Однако некоторые протисты могут вести себя как животные или растения.

Например, простейшие относятся к животноподобным протистам, а водоросли относятся к смешанным группам растительноподобных протистов. Интересно, что некоторые виды сбивают ученых с толку, демонстрируя как характеристики животного, так и растения. Лучшим примером является эвглена, одноклеточный микроорганизм, который может собирать солнечную энергию своими хлоропластами, как растение, но также плавать, используя свой жгутик, как животное.

Клетки животных и клетки растений имеют много общих органелл

Структуры клеток животных

[На этом рисунке] Схема клетки животных.

Структуры растительной клетки

[На этом рисунке] Схема растительной клетки.

Органеллы клетки и их функции

Подобно различным органам тела, клетки животных и растений включают различные компоненты, известные как клеточные органеллы, которые выполняют различные функции для поддержания клеток в целом. Эти органеллы включают:

Cell Feature	Функция	Мембрана, связанная с мембраной (да или нет)	, присутствующая у животных (а) или растения (P)
NUCLES				. для хранения генетической информации (генома) клетки.	Y	A, P
Ядрышко	Ядро внутри эукариотического ядра, где вырабатывается рибосомная РНК.	Н	A, P
Ядерная оболочка	Мембрана, разделяющая ядро и цитоплазму.	Y	A, P
Цитоплазма	Часть клетки между ядерной оболочкой и плазматической мембраной.	N	A, P
Cytosol	Желеобразная клеточная жидкость заполнила внутриклеточное пространство.	N	A, P
Клеточная мембрана	Также известная как плазматическая мембрана, бислой фосфолипидов, который окружает всю клетку и включает в себя органеллы внутри.	Y	A, P
Клеточная стенка	Обеспечивает структуру и защиту от внешней среды. Только у растений и грибов.	N	P
Вакуоль	Связанная с мембраной органелла, содержащая массу жидкости и функционирующая как хранилище. Большая центральная вакуоль существует только в растительных клетках.	Y	P
Хлоропласт	Органелла, осуществляющая фотосинтез и производящая энергию для клеток растений.	Y	P
Амилопласт	Органелла, производящая и хранящая крахмал; обычно встречается в вегетативных тканях растений.	Y	P
Cytoskeleton	Динамическая сеть, отвечающая на движение ячеек, разделение и внутриклеточное транспортировку	n	A, P
MITOCH	A, P
MITOCH. он отвечает за производство энергии.	Y	A, P
Рибосома	Место синтеза белка.	N	A, P
Эндоплазматический ретикулум	Внутренняя мембрана, формирующая разветвленные сети и координирующая синтез белка.	Y	A, P
Аппарат Гольджи	Ограниченная мембраной органелла, предназначенная для созревания и транспорта белка.	Y	А, Р
Лизосома	Органелла, наполненная пищеварительными ферментами и работающая как центр рециркуляции в клетке.	Y	A, P
Пероксисома	Органелла, отвечающая за расщепление жирных кислот и другие окислительно-восстановительные реакции.	Y	A, P

Клетки животных и клетки растений — основные различия

[На этом рисунке] Анатомия клеток животных и растений.
Животная и растительная клетки имеют много общих органелл, таких как ядро, ЭР, цитозоль, лизосомы, аппарат Гольджи, клеточная мембрана и рибосомы. Органеллами, уникальными для растительных клеток, являются вакуоль, клеточная стенка и хлоропласт (показаны оранжевым текстом).

Самое поразительное различие между клетками животных и клеток растений заключается в том, что клетки растений имеют три уникальных органеллы: центральную вакуоль , клеточную стенку и хлоропласт . Мы суммируем основные различия между растительными и животными клетками в этой таблице.

Characteristics	Plant cells	Animal cells
Classification	Eukaryotic cell	Eukaryotic cell
Cell size	Usually larger in size	Smaller in size
Форма ячейки	Прямоугольная фиксированная форма	Круглая неправильная форма
Движение	Ограниченное движение	Клетка может двигаться, изменяя свою форму
Плазматическая мембрана	Присутствует; не содержат холестерина	Присутствует; содержат холестерин
Клеточная стенка	Состоит из клеточной стенки, состоящей из целлюлозы	Без клеточной стенки
Вакуоль	Имеют одну большую постоянную центральную вакуоль, занимающую до 9010% объема клетки Одна или несколько небольших временных вакуолей (намного меньше растительных клеток)
Tonoplast	Tonoplast present around vacuole	Absent
Chloroplast	Contain chloroplasts to perform photosynthesis	No chloroplast
Plastid	Present; различные типы	Отсутствует
Ядро	Ядро расположено по периферии клетки	Ядро расположено в центре клетки
Центриоль/Центросома	присутствует только в формах нижних растений (например, chlamydomonas)	, присутствующие во всех клетках животных
Golgi Apparatus	Имеют несколько более простых Golgi	.
Эндоплазматический ретикулум/рибосома	Присутствует	Присутствует
Лизосома	Возможно присутствует; вакуоли также функционируют как сайт деградации	Присутствует
Пероксисома	Присутствует; specialized as glyoxysomes	Present
Plasmodesmata	Present	Absent
Flagellum	Present in some cells (e.g. sperm of bryophytes and pteridophytes, cycads and Ginkgo)	Present in some cells (e.g. mammalian sperm клетки)
Реснички	Отсутствуют	Присутствуют в некоторых клетках
Хранение	Резервные пищи в виде крахмала	Резервной пищи в форме гликогена
Митоз	Формирование шпинделя — это анастро (без астер)	.	Источник энергии	Автотроф	Гетеротроф

Клеточная стенка

Различие между клетками растений и клеток животных заключается в том, что клетки растений имеют жесткую клеточную стенку, окружающую клеточную мембрану. Клетки животных не имеют клеточной стенки. В результате большинство клеток животных круглые и гибкие, тогда как большинство клеток растений прямоугольные и жесткие. При взгляде под микроскопом по клеточной стенке легко различить растительные клетки.

[На этом рисунке] Клеточная стенка обеспечивает дополнительные защитные слои за пределами клеточной мембраны.

Хлоропласты

Растения являются автотрофами, то есть они производят энергию из солнечного света в процессе фотосинтеза. Эта функция зависит от органелл, называемых хлоропластами. Клетки животных не имеют хлоропластов. В клетках животных энергия вырабатывается из пищи (глюкозы) в процессе клеточного дыхания. Клеточное дыхание происходит в митохондриях как животных, так и растительных клеток.

[На этом рисунке] Структура хлоропласта.

Пластиды

Пластиды представляют собой двухмембранные органеллы, встречающиеся в клетках растений и водорослей. Пластиды отвечают за производство и хранение пищи. Пластиды часто содержат пигменты, которые используются в процессе фотосинтеза, и различные типы пигментов могут изменять цвет клетки. Хлоропласты являются наиболее известным типом пластид. Другие пластиды, такие как хромопласты, геронтопласты и лейкопласты, могут встречаться только в определенных растительных клетках.

Вакуоли

Клетки животных имеют одну или несколько небольших вакуолей, тогда как клетки растений имеют одну большую центральную вакуоль, которая может занимать до 90% объема клетки. Функция вакуолей в растениях заключается в хранении воды и поддержании тургора клетки. Иногда вакуоли в растениях также разлагают клеточные отходы, такие как лизосомы. Слой мембраны, называемый тонопластом, окружает центральную вакуоль растительной клетки. Благодаря большому размеру центральной вакуоли она отталкивает все содержимое цитоплазмы и органелл клетки к клеточной стенке. Это может облегчить цитоплазматический поток хлоропластов.

[На этом рисунке] Рисунок растительной клетки, показывающий большую вакуоль.

[На этом рисунке] Цитоплазматический поток в растительных клетках.
Цитоплазматический поток обеспечивает циркуляцию хлоропластов вокруг центральных вакуолей в растительных клетках. Это оптимизирует равномерное воздействие света на каждый отдельный хлоропласт, максимально увеличивая эффективность фотосинтеза. Правое изображение — реальный поток цитоплазмы хлоропластов в клетках элодеи.
Создано с помощью BioRender.com

Центриоли

Центриоли представляют собой парные бочкообразные органеллы (центросомы), расположенные в цитоплазме животных клеток вблизи ядерной оболочки. Все животные клетки имеют центриоли, тогда как только некоторые низшие формы растений имеют центриоли в своих клетках (например, мужские гаметы чарофитов, мохообразных, бессемянных сосудистых растений, саговников и гинкго).

[На этом рисунке] Иллюстрация и электронная микрофотография центросомы.
Слева: Центросомы состоят из двух центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу и окруженных белками, называемыми перицентриолярным материалом (ПКМ). Волокна микротрубочек растут из ПКМ. Справа: Электронно-микроскопические изображения центриолей. (Изображение: johan-nygren)

Лизосомы

Лизосомы представляют собой небольшие органеллы, которые работают как центры переработки в клетках. Они представляют собой ограниченные мембраной сферы, наполненные пищеварительными ферментами. Лизосомы считались исключительными для животных клеток. Однако это заявление вызвало споры. Обнаружено, что вакуоли растений гораздо более разнообразны по структуре и функциям, чем считалось ранее. Некоторые вакуоли содержат свои собственные гидролитические ферменты и выполняют классическую лизосомальную активность, как у животных.

Пероксисомы

Пероксисомы можно найти в цитоплазме всех эукариотических клеток, включая клетки животных и растений. У растений пероксисомы выполняют еще две важные роли.

Во-первых, пероксисомы (также называемые глиоксисомами ) в семенах отвечают за преобразование накопленных жирных кислот в углеводы, что имеет решающее значение для обеспечения энергией и сырьем для роста прорастающего растения. Это происходит посредством ряда реакций, называемых глиоксилатным циклом.

Во-вторых, пероксисомы в листьях участвуют в переработке углерода из фосфогликолята (побочного продукта, образующегося во время фотосинтеза) во время фотодыхания .

[На этом рисунке] Фотодыхание включает сложную сеть ферментативных реакций, в ходе которых происходит обмен метаболитами между хлоропластами, пероксисомами листьев и митохондриями.

Плазмодесмы

Плазмодесмы представляют собой микроскопические каналы, которые проходят через клеточные стенки клеток растений и некоторых клеток водорослей, обеспечивая транспорт и связь между ними. Клетки животных не имеют плазмодесм, но имеют другие способы связи между клетками, такие как щелевые контакты или туннельные нанотрубки (ТНТ).

[На этом рисунке] Плазмодесмы позволяют молекулам перемещаться между растительными клетками по симпластическому пути.
Источник фото: wiki.

Жгутики и реснички

В растительных клетках отсутствуют две клеточные структуры, обеспечивающие движение животных клеток, жгутики и реснички (в единственном числе: жгутики и реснички). Сперматозоиды являются прекрасным примером клеток животных, обладающих жгутиками. Сперматозоиды используют жгутики для движения к яйцеклетке. Реснички, с другой стороны, больше похожи на короткие волоски, движущиеся вперед и назад по внешней стороне клетки.

[На этом рисунке] Клеточные структуры, обеспечивающие движение клеток животных: жгутик (хвост сперматозоида) и реснички (волнистые волоски на поверхности клеток дыхательных путей).

Изучение клеток животных и растений под микроскопом

Вы можете легко найти образцы клеток животных и растений для изучения под микроскопом. Подробнее см. ниже:

Клетки щеки (точнее, эпителиальные клетки) образуют защитный барьер, выстилающий полость рта. Все, что вам нужно сделать, это осторожно очистить внутреннюю часть рта чистым стерильным ватным тампоном, а затем нанести тампон на предметное стекло, чтобы клетки попали на предметное стекло.

Вы можете ознакомиться с нашим пошаговым руководством «Посмотрите на свои щечные клетки».
Левое изображение имеет небольшое увеличение. Вы можете увидеть ядра, окрашенные в темно-синий цвет (поскольку метиленовый синий сильно окрашивает ДНК). Клеточная мембрана действует как воздушный шар и удерживает внутри все части клетки, такие как ядро, цитозоль и органеллы.
Правое изображение с большим увеличением. Эта контрольная ячейка имеет диаметр около 80 микрометров. Вы также можете увидеть несколько маленьких палочковидных бактерий на правом изображении. Не волнуйся; это нормальные оральные микробы.

[На этом рисунке] Луковая шелуха под микроскопом.
Кожица лука представляет собой слой клеток эпидермиса, защищающий от вирусов и грибков, которые могут нанести вред чувствительным тканям растения. Этот слой кожи прозрачен и легко отделяется, что делает его идеальным объектом для изучения структуры растительных клеток. Без пятен можно увидеть только стенки клеток луковицы. Окрашивая эозином Y, теперь вы можете увидеть ядро внутри клетки луковицы.

Вы можете следовать нашему пошаговому руководству «Рассмотрите растительные клетки», чтобы приготовить свой собственный слайд из луковой шелухи.

Вопросы и ответы: ответы на часто задаваемые вопросы можно найти здесь

Что есть у растительных клеток, а у животных нет?

Короче говоря, самое поразительное различие между клетками животных и клеток растений заключается в том, что клетки растений имеют три уникальных органеллы: центральную вакуоль, клеточную стенку и хлоропласт.

Что есть у клеток животных, а у клеток растений нет?

Клетки животных имеют центриоли/центросомы, которых нет у большинства растительных клеток. Некоторые животные клетки также имеют жгутики и реснички, отсутствующие в растительных клетках.

Как выглядит растительная клетка?

Благодаря клеточной стенке многие растительные клетки имеют фиксированную прямоугольную форму.

[на этом рисунке ] Изображение клеточной стенки.
Клеточная стенка действует как картонная коробка, которая защищает мягкую клеточную мембрану и цитоплазму. Подобно тому, как из настоящих картонных коробок можно построить высокую стену, растение растет, добавляя клетки одну за другой в качестве живых строительных блоков. Вес приходится в первую очередь на стенки структурных ячеек.

Имеют ли растительные клетки клеточные мембраны?

Да, растительные клетки имеют слой клеточной мембраны под клеточной стенкой. Клеточная мембрана отделяется от клеточной стенки в гипертоническом состоянии.

[На этом рисунке] Диаграмма тургорного давления на растительные клетки.
Источник фото: wiki.

Имеют ли растительные клетки митохондрии?

Да, и животные, и растительные клетки имеют митохондрии, но только растительные клетки имеют хлоропласты. В растительных клетках хлоропласты поглощают энергию солнечного света и хранят ее в виде сахара (процесс, называемый фотосинтез ). Напротив, митохондрии используют химическую энергию, хранящуюся в сахарах, в качестве топлива для производства АТФ (так называемое клеточное дыхание ). Как и клетки животных, растительные клетки используют АТФ для управления другими видами клеточной активности.

[На этом рисунке] Круговорот углерода, показывающий, как энергия течет между хлоропластами и митохондриями, принося пользу экосистеме.

Имеют ли клетки животных клеточную стенку?

Нет, клетки животных не имеют клеточной стенки, поэтому они могут свободно менять форму своей клетки.

Имеют ли клетки растений центриоли?

Нет, растительные клетки не имеют центриолей для митоза, за исключением некоторых низших форм растений.

Есть ли у растений лизосомы?

Присутствие лизосом в растительных клетках обсуждается. Вакуоли в клетках растений могут выполнять роль лизосом животных.

Имеют ли растительные клетки рибосомы?

Да, растительные клетки имеют как свободные, так и связанные с эндоплазматическим ретикулумом рибосомы для синтеза белка.

Что общего у всех клеток?

Все клетки (прокариотические или эукариотические, животные или растения) имеют четыре общих компонента: (1) Плазматическая мембрана, внешнее покрытие, которое отделяет внутреннюю часть клетки от окружающей среды.

(2) Цитоплазма, состоящая из желеобразной области внутри клетки, в которой находятся другие клеточные компоненты.

(3) ДНК, генетический материал клетки.

(4) Рибосомы, частицы, синтезирующие белки.

Все клетки на Земле имеют схожий химический состав и соответствуют описанию клеточная теория . Центральная догма молекулярной биологии: «ДНК производит РНК, а РНК — белок» также верна для всех клеток.

Являются ли растения эукариотическими?

Да, и растения, и животные являются эукариотами и имеют связанные с мембраной ядра и органеллы. Прокариотические клетки – это бактерии и археи.

Имеют ли клетки животных хлоропласты?

Нет, у животных нет хлоропластов, поэтому они не могут производить себе пищу. Однако некоторые животные могут заимствовать хлоропласты и жить как растения. Elysia chlorotica (обычное название восточная изумрудная элизия) — один из «морских слизней, работающих на солнечной энергии», использующих солнечную энергию для выработки энергии. Морской слизень поедает и крадет хлоропласты у водоросли Vaucheria litorea. Затем морские слизни включают хлоропласты в свои пищеварительные клетки, где хлоропласты продолжают фотосинтез до девяти месяцев.

[На этом рисунке] Elysia cholorotica , морской слизень, обитающий у восточного побережья США, может воровать фотосинтезирующие хлоропласты у водорослей.
Источник фото: Mary S. Tyler/PNAS

Имеют ли растительные клетки цитоскелет?

Да, клетки растений и животных имеют сходный цитоскелет. Стесненный клеточной стенкой цитоскелет растительной клетки не допускает резкого изменения формы клетки. Однако сеть цитоскелета из актиновых филаментов, микротрубочек и промежуточных филаментов определяет форму, структуру и организацию цитоплазмы растительной клетки. Цитоскелет также управляет потоком цитоплазмы в растительных клетках.

Чем отличается цитокинез в клетках растений и животных?

Цитокинез происходит в митозе и мейозе как у растений, так и у животных, чтобы отделить родительскую клетку от дочерних клеток.

У растений цитокинез происходит, когда между дочерними клетками образуется клеточная стенка. У животных цитокинез происходит при образовании борозды дробления. Это сжимает клетку пополам.

[На этом рисунке] Различие цитокинеза в клетках растений и животных.

Делиться — значит заботиться!

9.2: Структура растительной клетки — LibreTexts по биологии

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы
27731

Мелисса Ха, Мария Морроу и Камми Алжирс
Колледж Юба, Колледж Редвудс и Колледж Вентура через Инициативу открытых образовательных ресурсов ASCCC

Цели обучения

Описать общие структуры всех клеток.
Укажите роль плазматической мембраны.
Опишите строение эукариотических клеток.
Кратко опишите функции основных клеточных органелл.

Компоненты всех ячеек

Все ячейки содержат те же четыре компонента: 1. плазма ( клетка ) мембрана , двойной слой фосфолипидов с мозаикой белков, который функционирует как барьер между клеткой и окружающей средой. 2. цитоплазма , область между участком ДНК и плазматической мембраной, и цитозоль , жидкая желеобразная область внутри клетки, где происходят химические реакции. 3. ДНК , информация о наследственности клеток, которую можно найти в ядре эукариотической клетки и нуклеоидной области прокариотической клетки. 4. рибосомы , или белоксинтезирующие структуры, состоящие из рибосом и белков. Эти структуры можно найти на изображении растительной клетки (рисунок \(\PageIndex{1}\)).

Рисунок \(\PageIndex{1}\)): На этом рисунке показаны основные органеллы и другие клеточные компоненты типичной эукариотической растительной клетки. Растительная клетка имеет клеточную стенку, хлоропласты, пластиды и центральную вакуоль — структуры, которых нет в клетках животных. Большинство клеток не имеют ни лизосом, ни центросом.

Плазменная мембрана

Как прокариотические, так и эукариотические клетки имеют плазматическую мембрану (рис. \(\PageIndex{2}\)), бислой фосфолипидов со встроенными белками, который отделяет внутреннее содержимое клетки от окружающей среды. Фосфолипид представляет собой молекулу липида с двумя цепями жирных кислот и фосфатсодержащей группой. Плазматическая мембрана контролирует прохождение органических молекул, ионов, воды и кислорода в клетку и из нее. Отходы (такие как углекислый газ и аммиак) также покидают клетку, проходя через плазматическую мембрану. Плазматическая мембрана полупроницаема и позволяет проходить небольшим и/или неполярным молекулам. Вода, будучи небольшой, может проходить через мембрану и перемещаться из области с низкой концентрацией растворенного вещества в область с высокой концентрацией растворенного вещества в процессе осмос .

(Рисунок \(\PageIndex{2}\)): Эукариотическая плазматическая мембрана представляет собой двойной слой фосфолипидов с внедренными в него белками и холестерином.

Цитоплазма

Цитоплазма представляет собой всю область клетки между плазматической мембраной и ядерной оболочкой (структура, которую мы вскоре обсудим). Он состоит из органелл, взвешенных в гелеобразном цитозоле, цитоскелета и различных химических веществ (рис. \(\PageIndex{1}\)). Несмотря на то, что цитоплазма состоит на 70–80 % из воды, она имеет полутвердую консистенцию за счет содержащихся в ней белков. Однако белки не являются единственными органическими молекулами в цитоплазме. Также присутствуют глюкоза и другие простые сахара, полисахариды, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, жирные кислоты и производные глицерина. В цитоплазме также растворяются ионы натрия, калия, кальция и многих других элементов. Многие метаболические реакции, в том числе синтез белка, происходят в цитоплазме.

ДНК

В эукариотических клетках ДНК обычно находится в ядре (множественное число = ядра), наиболее заметной органелле клетки (рис. \(\PageIndex{1}\). Эта органелла управляет синтезом рибосомы и белки. Рассмотрим его подробнее (рис. \(\PageIndex{3}\)).

(Рисунок \(\PageIndex{3}\)): В ядре хранится хроматин (ДНК плюс белки) в гелеобразном веществе, называемом нуклеоплазмой. Ядрышко представляет собой участок конденсированного хроматина, в котором происходит синтез рибосом. Мы называем границу ядра ядерной оболочкой. Он состоит из двух фосфолипидных бислоев: внешней и внутренней мембраны. Ядерная мембрана переходит в эндоплазматический ретикулум. Ядерные поры позволяют веществам входить и выходить из ядра.

Ядерная оболочка

Ядерная оболочка представляет собой двойную мембранную структуру, которая составляет самую внешнюю часть ядра (Рисунок \(\PageIndex{3}\). И внутренняя, и внешняя мембраны ядерной оболочки представляют собой фосфолипидные бислои.

Ядерная оболочка усеяна порами, которые контролируют прохождение ионов, молекул и РНК между нуклеоплазмой и цитоплазмой.Нуклеоплазма представляет собой полутвердую жидкость внутри ядра, где мы находим хроматин и ядрышко.

Хроматин и хромосомы

Чтобы понять хроматин, полезно сначала изучить хромосомы , структуры внутри ядра, состоящие из ДНК, наследственного материала. Возможно, вы помните, что у прокариот ДНК организована в виде одной кольцевой хромосомы. У эукариот хромосомы представляют собой линейные структуры. Каждый вид эукариот имеет определенное число хромосом в ядре каждой клетки. Например, у человека число хромосом равно 46, а у дрозофилы — восемь. 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, белки прикрепляются к хромосомам, и они напоминают размотанный, спутанный пучок нитей. Мы называем эти развернутые белок-хромосомные комплексы хроматин (Рисунок \(\PageIndex{4}\). Хроматин описывает материал, из которого состоят хромосомы как при конденсации, так и при деконденсации.

Рисунок \(\PageIndex{4}\): (a) На этом изображении показано различные уровни организации хроматина, ДНК плотно свернута в два толстых цилиндра, а ДНК свернута вокруг белков, называемых гистонами. (b) Парные хромосомы, окрашенные в виде пар. Обратите внимание, что особи каждой пары имеют одинаковый размер по отношению друг к другу (кредит b: модификация работа NIH; данные масштабной линейки от Matt Russell)

Ядрышко

Мы уже знаем, что ядро управляет синтезом рибосом, но как оно это делает? Некоторые хромосомы имеют участки ДНК, кодирующие рибосомную РНК. Темно окрашенная область внутри ядра, называемая ядрышка (множественное число = ядрышки), объединяет рибосомную РНК со связанными белками для сборки рибосомных субъединиц, которые затем транспортируются через поры в ядерной оболочке в цитоплазму.

Рибосомы

Рибосомы представляют собой клеточные структуры, ответственные за синтез белка. Это не органеллы. Они могут быть небольшими точечными структурами, которые свободно плавают в цитоплазме (известные как свободные рибосомы), или они могут быть прикреплены к цитоплазматической стороне плазматической мембраны или к цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума и внешней мембране ядерной оболочки и называются прикрепленными рибосомами (рис. \(\PageIndex{1}\)). Рибосомы представляют собой большие комплексы белков и РНК, состоящие из двух субъединиц, большой и малой (рис. \(\PageIndex{5}\). Рибосомы получают свои «заказы» на синтез белка из ядра, где ДНК транскрибируется в информационную РНК (мРНК). ). мРНК перемещается к рибосомам, которые переводят код, представленный последовательностью азотистых оснований в мРНК, в определенный порядок аминокислот в белке. Аминокислоты являются строительными блоками белков.

Рисунок \(\PageIndex{5}\): большая субъединица (вверху) и малая субъединица (внизу) составляют рибосомы. Обратите внимание, что большая субъединица находится поверх малой субъединицы. Во время синтеза белка рибосомы собирают аминокислоты в белки, используя информацию из цепи мРНК. ТРНК переносит аминокислоты к рибосоме, где происходит их расположение.

Поскольку синтез белка является важной функцией всех клеток (включая ферменты, гормоны, антитела, пигменты, структурные компоненты и поверхностные рецепторы), рибосомы есть практически в каждой клетке. Рибосомы особенно многочисленны в клетках, синтезирующих большое количество белка. Например, поджелудочная железа отвечает за создание нескольких пищеварительных ферментов, а клетки, производящие эти ферменты, содержат много рибосом. Таким образом, мы видим еще один пример формы, следующей за функцией.

Компоненты, уникальные для эукариотических клеток

Все клетки содержат ДНК, как описано выше. Однако растительные клетки, которые являются эукариотическими, содержат органеллы и ядро, в то время как прокариотические клетки не имеют органелл или связанного с мембраной ядра. Мы начнем с рассмотрения структур, которые уникальны для всех эукариот. Далее мы рассмотрим структуры, уникальные для растительных клеток.

Эндомембранная система

Эндомембранная система (эндо = «внутри») представляет собой группу мембран и органелл (Рисунок \(\PageIndex{6}\)) в эукариотических клетках, которые совместно модифицируют, упаковывают и транспортируют липиды и белки. Он включает ядерную оболочку, лизосомы и везикулы, тонопласт (см. ниже), эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи. Хотя технически нет внутри клетки плазматическая мембрана включена в эндомембранную систему, поскольку, как вы увидите, она взаимодействует с другими эндомембранными органеллами. В эндомембранную систему не входят ни митохондриальные, ни хлоропластные мембраны.

Система визуального контроля

Рисунок \(\PageIndex{6}\) Мембранные и секреторные белки синтезируются в шероховатой эндоплазматической сети (RER). RER также иногда модифицирует белки. На этой иллюстрации присоединение (фиолетового) углевода модифицирует (зеленый) интегральный мембранный белок в ER. Везикулы с интегральным белком отпочковываются от ЭР и сливаются с цис-гранью аппарата Гольджи. По мере того, как белок проходит по цистернам Гольджи, добавление большего количества углеводов еще больше модифицирует его. После того, как его синтез завершен, он выходит в виде интегрального мембранного белка везикулы, которая отпочковывается от комплекса Гольджи 9. 0011 транс лицо. Когда везикула сливается с клеточной мембраной, белок становится неотъемлемой частью этой клеточной мембраны. (кредит: модификация работы Магнуса Манске)

Если бы белок периферической мембраны был синтезирован в просвете (внутри) ER, он оказался бы внутри или снаружи плазматической мембраны?

Эндоплазматический ретикулум

Эндоплазматический ретикулум (ER) (Рисунок \(\PageIndex{6}\)) представляет собой серию взаимосвязанных мембранных мешочков и канальцев, которые совместно модифицируют белки и синтезируют липиды. Они образуются как продолжение ядерной оболочки и разворачиваются в сторону цитоплазмы. Две функции ER выполняются в отдельных областях: шероховатый ER и гладкий ER соответственно.

Можно обнаружить, что шероховатый эндоплазматический ретикулум (RER) имеет рибосомы вдоль своей поверхности, и белки, которые они создают, либо секретируются, либо включаются в мембраны клетки. Гладкий эндоплазматический ретикулум (SER) является продолжением RER, но имеет мало рибосом или вообще не имеет их на своей цитоплазматической поверхности (рис. \(\PageIndex{6}\)). Функции SER включают синтез углеводов, липидов и стероидных гормонов; дезинтоксикация от лекарств и ядов; и хранения ионов кальция.

Везикулы

Транспортные везикулы, состоящие из материала эндомембранной системы, отпочковываются от RER и переносят материал в аппарат Гольджи, следующий компонент эндомембранной системы.

Аппарат Гольджи

Липиды или белки в транспортных пузырьках все еще нуждаются в сортировке, упаковке и маркировке, чтобы они оказались в нужном месте. Сортировка, маркировка, упаковка и распределение липидов и белков происходит в аппарате Гольджи (также называемом тельцем Гольджи), наборе уплощенных мембран (рис. \(\PageIndex{6}\)).

Сторону аппарата Гольджи, расположенную ближе к ЭР, мы называем цис лицом. Противоположная сторона. ближе к плазматической мембране находится грань транс . Транспортные везикулы, образовавшиеся из ЭПР, направляются к цис поверхности Гольджи, сливаются с ней и опорожняют свое содержимое в просвет аппарата Гольджи. Когда белки и липиды проходят через аппарат Гольджи, они претерпевают дальнейшие модификации, которые позволяют их сортировать. Наиболее частой модификацией является добавление коротких цепочек молекул сахара. Эти недавно модифицированные белки и липиды затем помечаются фосфатными группами или другими небольшими молекулами, чтобы отправиться в нужное место назначения.

Наконец, модифицированные и помеченные белки упаковываются в секреторные везикулы, которые отпочковываются от лица Golgi trans . В то время как некоторые из этих везикул откладывают свое содержимое в другие части клетки, где они будут использоваться, другие секреторные везикулы сливаются с плазматической мембраной и высвобождают свое содержимое за пределы клетки.

В растительных клетках аппарат Гольджи выполняет дополнительную функцию синтеза полисахаридов, некоторые из которых включены в клеточную стенку, а некоторые используются другими частями клетки.

Цитоскелет

Клеточный скелет представляет собой набор белковых нитей внутри цитоплазмы. Микротрубочки являются ключевыми органеллами клеточного деления, они составляют основу ресничек и жгутиков. Растительные клетки не имеют ресничек, которые являются короткими отростками клетки, функционирующими в движении, но сперматозоиды ранних дивергирующих растений, таких как мохообразные и бессемянные сосудистые растения, имеют жгутиков . Это длинные выступы, функционирующие в движении. Микротрубочки также являются направляющими для построения клеточной стенки, а целлюлозные волокна располагаются параллельно за счет микротрубочек. Движение в микротрубочках основано на тубулин-кинезиновых взаимодействиях. Напротив, движение микрофиламентов основан на актин-миозиновых взаимодействиях. Микрофиламенты направляют движение органелл внутри клетки.

Митохондрии

Митохондрии (единственное число = митохондрия) часто называют «электростанциями» или «энергетическими фабриками» клетки, потому что они ответственны за производство нуклеиновой кислоты, называемой аденозинтрифосфатом (АТФ), основной молекулой, несущей энергию в клетке. АТФ представляет собой краткосрочную запасенную энергию клетки. Клеточное дыхание — это процесс производства АТФ с использованием химической энергии, содержащейся в глюкозе и других питательных веществах. В митохондриях этот процесс использует кислород и производит углекислый газ в качестве побочного продукта. На самом деле углекислый газ, который вы выдыхаете при каждом вдохе, образуется в результате клеточных реакций, в результате которых в качестве побочного продукта образуется углекислый газ.

Продолжая нашу тему о том, что форма следует за функцией, важно отметить, что мышечные клетки имеют очень высокую концентрацию митохондрий, производящих АТФ. Ваши мышечные клетки нуждаются в большом количестве энергии, чтобы ваше тело двигалось. Когда ваши клетки не получают достаточного количества кислорода, они не производят много АТФ. Вместо этого небольшое количество АТФ, которое они производят в отсутствие кислорода, сопровождается производством молочной кислоты.

Митохондрии представляют собой двухмембранные органеллы овальной формы (Рис. \(\PageIndex{7}\)), которые имеют собственные рибосомы и ДНК. Каждая мембрана представляет собой бислой фосфолипидов, окруженный белками. Внутренний слой имеет складки, называемые кристами. Область, окруженная складками, называется митохондриальным матриксом. Кристы и матрикс играют разные роли в клеточном дыхании.

Рисунок \(\PageIndex{7}\): На этой электронной микрофотографии показана митохондрия, видимая с помощью просвечивающего электронного микроскопа. Эта органелла имеет наружную мембрану и внутреннюю мембрану. Внутренняя мембрана содержит складки, называемые кристами, которые увеличивают площадь ее поверхности. Пространство между двумя мембранами называется межмембранным пространством, а пространство внутри внутренней мембраны называется митохондриальным матриксом. Синтез АТФ происходит на внутренней мембране. (кредит: модификация работы Мэтью Бриттона; данные масштабной линейки от Мэтта Рассела)

Пероксисомы

Эукариотические клетки часто имеют везикулы меньшего размера, включая пероксисомы , которые, помимо других функций, участвуют в фотосинтезе в растительных клетках. Кроме того, многие растительные клетки накапливают липиды в виде капель масла, находящихся непосредственно в цитоплазме. Пероксисомы представляют собой небольшие круглые органеллы, окруженные одиночными мембранами. Они осуществляют реакции окисления, расщепляющие жирные кислоты и аминокислоты. Они также обезвреживают многие яды, которые могут попасть в организм. (Многие из этих реакций окисления выделяют перекись водорода, H ₂ O ₂ , которые могут повредить клетки; однако, когда эти реакции ограничены пероксисомами, ферменты безопасно расщепляют H ₂ O ₂ на кислород и воду.) Например, алкоголь детоксицируется пероксисомами в клетках печени. Глиоксисомы, которые являются специализированными пероксисомами растений, отвечают за преобразование накопленных жиров в сахара.

Компоненты, уникальные для клеток растений

Следующие структуры встречаются исключительно в клетках растений и отсутствуют в клетках животных.

Клеточная стенка

Хотя клеточная стенка обычно встречается у прокариот и грибов, а также у растений, их разнообразие обусловлено конвергентной эволюцией, а не общим происхождением, когда речь идет об этих трех группах организмов. Стенки растительных клеток состоят из целлюлозы — выделения, находящегося за пределами плазматической мембраны. Они служат покрытием, обеспечивающим структурную поддержку и придающим форму клетке.

Центральная вакуоль

Центральная вакуоль представляет собой большую мембраносвязанную структуру, которая заполняет большую часть растительной клетки. Мембрана, окружающая центральную вакуоль, называется тонопластом . Центральная вакуоль играет ключевую роль в регуляции концентрации воды в клетке при изменении условий внешней среды. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно завянет? Это связано с тем, что по мере того, как концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода уходит из центральных вакуолей и цитоплазмы (рис. \(\PageIndex{8}\)). Когда центральная вакуоль сжимается, она оставляет клеточную стенку без опоры. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к увядшему виду. Центральная вакуоль также поддерживает расширение клетки. Когда центральная вакуоль удерживает больше воды, клетка становится больше, не затрачивая значительной энергии на синтез новой цитоплазмы. Наконец, центральные вакуоли хранят питательные вещества, накапливают ионы или становятся местом хранения отходов.

Рисунок \(\PageIndex{8}\) Осмос (слева направо) в гипертонической среде (с высоким содержанием соли), изотонической среде и гипотонической среде (с низким содержанием соли). Синий цвет соответствует вакуоли. Красные стрелки на правом изображении показывают тургор — комбинированное давление вакуоли и клеточной стенки.

Пластиды

Пластиды представляют собой группу запасающих органелл, обнаруженных в растениях и водорослях. Хлоропласты представляют собой тип пластид, которые хранят хлорофилл и другие пигменты для фотосинтеза. Хромопласты — это пластиды, в которых хранятся оранжевые или желтые пигменты, содержащиеся в растениях и фруктах, таких как сладкий перец. Они богаты каротинами и ксантофилами. Амилопласты хранят крахмал и могут быть обнаружены в таких растениях, как клубни картофеля, корни моркови, корни сладкого картофеля и семена трав.

Хлоропласты хранят свои пигменты во взаимосвязанных мешочках, называемых тилакоидами (Рисунок \(\PageIndex{9}\)). Эти мешочки часто встречаются в стопках, называемых grana (единственное число granum 9).0012). Жидкая часть хлоропласта с двойной мембраной называется стромой . Поскольку тилакоид хранит хлорофилл a, b и вспомогательные пигменты, он является основной областью первой реакции фотосинтеза, где солнечный свет используется для создания молекулярной энергии. В строме продукты первой реакции используются для производства органических молекул, таких как глюкоза. Сочетание этих реакций позволяет этим автотрофным организмам производить собственную органическую пищу.

Хлоропласт, как и митохондрии, содержит собственную ДНК, рибосомы и имеет двойную мембрану.

Рисунок \(\PageIndex{9}\): Хлоропласт имеет внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану и мембранные структуры, называемые тилакоидами, которые уложены в граны. Пространство внутри тилакоидных мембран называется тилакоидным пространством. Реакции сбора света происходят в мембранах тилакоидов, а синтез сахара происходит в жидкости внутри внутренней мембраны, называемой стромой. Хлоропласты также имеют свой собственный геном, который содержится в одной кольцевой хромосоме.

Эволюция Связь- Эндосимбиоз

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Задумывались ли вы, почему у органеллы должна быть собственная ДНК и рибосома?

Теория эндосимбиоза объясняет:

Симбиоз — это отношения, при которых организмы двух разных видов зависят друг от друга в своем выживании. Эндосимбиоз (эндо- = «внутри») — это взаимовыгодные отношения, при которых один организм живет внутри другого. В природе изобилуют эндосимбиотические отношения. Например, в кишечнике человека живут микробы, вырабатывающие витамин К. Эта связь полезна для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Она выгодна и для микробов, потому что они защищены от других организмов и от высыхания, и получают обильное питание из среды толстого кишечника.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты имеют одинаковый размер. Мы также знаем, что у бактерий есть ДНК и рибосомы, как и у митохондрий и хлоропластов. Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева поглощали как аэробные, так и автотрофные бактерии (цианобактерии), но не уничтожали их. За многие миллионы лет эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии стали митохондриями, а автотрофные бактерии стали хлоропластами.

Эта страница под названием 9.2: Структура растительной клетки распространяется под лицензией CC BY-NC 4.0, авторами, ремиксами и/или кураторами являются Мелисса Ха, Мария Морроу и Камми Алжирс (Инициатива открытых образовательных ресурсов ASCCC) .