Клетка и ее основные свойства. Клетка растения и человека

Клетка и ее основные свойства

Клетка - это элементарная часть организма, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизводству и развитию. Все живые организмы (за исключением вирусов) состоят из клеток и в данной статье пойдет речь о клетке, ее строении и общих свойствах

Что такое клетка?

Клетка - основа строения и жизнедеятельности всех живых организмов и растений. Клетки могут существовать как самостоятельные организмы, так и в составе многоклеточных организмов ( клетки ткани ). Термин «Клетка» предложен английским микроскопистом Р. Гуком (1665). Клетка — предмет изучения особого раздела биологии — цитологии. Активное и систематизированное изучение клеток началось в девятнадцатом. Одной из крупнейших научных теорий того времени была Клеточная теория, утверждавшая единство строения всей живой природы. Изучение любой жизни на клеточном уровне лежит в основе современных биологических исследований.

В строении и функциях каждой клетки обнаруживаются признаки, общие для всех клеток, что отражает единство их происхождения из первичных органических веществ. Частные особенности различных клеток — результат их специализации в процессе эволюции. Так, все клетки одинаково регулируют обмен веществ, удваивают и используют свой наследственный материал, получают и утилизируют энергию. В то же время разные одноклеточные организмы (амёбы, туфельки, инфузории и т.д.) довольно сильно различаются размерами, формой, поведением. Не менее резко различаются клетки многоклеточных организмов. Так, у человека имеются лимфоидные клетки — небольшие (диаметром около 10 мкм) округлые клетки, участвующие в иммунологических реакциях, и нервные клетки, часть которых имеет отростки длиной более метра; эти клетки осуществляют основные регуляторные функции в организме.

Первым цитологическим методом исследования была микроскопия живых клеток. Современные варианты прижизненной световой микроскопии — фазово-контрастная, люминесцентная, интерференционная и др. — позволяют изучать форму клеток и общее строение некоторых её структур, движение клеток и их деление. Детали строения клетки обнаруживаются лишь после специального контрастирования, что достигается окраской убитой клетки. Новый этап изучения структуры клетки — электронная микроскопия, имеющая значительно большее разрешение структуры клетки по сравнению со световой микроскопией. Химический состав клеток изучается цито - и гистохимическими методами, позволяющими выяснить локализацию и концентрацию вещества в клеточных структурах, интенсивность синтеза веществ и их перемещение в клетках. Цитофизиологические методы позволяют изучать функции клеток.

Более подробно можно узнать в статье Методы цитологии. Клеточная теория

Общие свойства клеток

В любой клетке различаются две основные части — ядро и цитоплазма, в которых, в свою очередь, можно выделить структуры, различающиеся по форме, размерам, внутреннему строению, химическим свойствам и функциям. Одни из них — так называемые органоиды — жизненно необходимы клетке и обнаруживаются во всех клетках. Другие — продукты активности клеток, представляют временные образования. В специализированных структурах осуществляется разделение различных биохимических функций, что способствует осуществлению в одной и той же клетке различных процессов, включающих синтез и распад многих веществ.

Синтез белка представляется как считывание информации с матрицы РНК. В этом процессе, называемом трансляцией, принимают участие транспортные РНК (т-РНК) и специальные органоиды — рибосомы, образующиеся в ядрышке. Размеры ядрышка определяются главным образом потребностью клетки в рибосомах; поэтому особенно велико оно в клетках, интенсивно синтезирующих белок. Синтез белка — конечный итог реализации функций хромосом — осуществляется главным образом в цитоплазме. Белки — ферменты, детали структур и регуляторы разных процессов, включая и транскрипцию — определяют в конечном счёте все стороны жизни клеток, позволяя им сохранять свою индивидуальность, несмотря на постоянно меняющееся окружение.

Если в бактериальной клетке синтезируется около 1000 различных белков, то почти в любой клетке человека — свыше 10000. Таким образом, разнообразие внутриклеточных процессов в ходе эволюции организмов существенно увеличивается.

Оболочка ядра, отделяющая его содержимое от цитоплазмы, состоит из двух мембран, пронизанных порами — специализированных участков для транспорта некоторых соединений из ядра в цитоплазму и обратно. Другие вещества проходят сквозь мембраны путём диффузии или активного транспорта, требующего затрат энергии. Многие процессы происходят в цитоплазме клетки при участии мембран эндоплазматической сети — основной синтезирующей системы клетки, а также комплекса Гольджи и митохондрий.

Отличия мембран разных органоидов определяются свойствами образующих их белков и липидов. К некоторым мембранам эндоплазматической сети прикреплены рибосомы; здесь происходит интенсивный синтез белка. Такая гранулярная эндоплазматическая сеть особенно развита в клетках, секретирующих или интенсивно обновляющих белок, например у человека в клетках печени, поджелудочной железы, нервных клеток. В состав других биологических мембран, лишённых рибосом, входят ферменты, участвующие в синтезе углеводно-белковых и липидных комплексов.

В каналах эндоплазматической сети могут временно накапливаться продукты деятельности клеток; в некоторых клетках по каналам происходит направленный транспорт веществ. Перед выведением из клетки, вещество концентрируется в пластинчатом комплексе (комплексе Гольджи). Здесь обособляются различные включения клетки, например, секреторные или пигментные гранулы, образуются лизосомы — пузырьки, содержащие гидролитические ферменты и участвующие во внутриклеточном переваривании многих веществ. Система окруженных мембранами каналов, вакуолей и пузырьков представляет единое целое. Так, эндоплазматическая сеть может без перерыва переходить в мембраны, окружающие ядро, соединяться с цитоплазматической мембраной, формировать комплекс Гольджи. Однако связи эти нестабильны. Нередко, а во многих клетках обычно разные мембранные структуры разобщены и обмениваются веществами через гиалоплазму. Энергетика клетки во многом зависит от работы митохондрий.

Число митохондрий в клетках разного типа колеблется от десятков до нескольких тысяч. Например, в печёночной клетке человека около 2 тыс. митохондрий; их общий объём не менее 20% объёма клетки. Внешняя мембрана митохондрии отграничивает её от цитоплазмы, на внутренней — происходят основные энергетические превращения веществ, в результате которых образуется соединение, богатое энергией, — аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный переносчик энергии в клетках. Митохондрии содержат ДНК и способны к самовоспроизведению; однако автономность митохондрий относительна, их репродукция и деятельность зависят от ядра. За счет энергии АТФ в клетках осуществляются различные синтезы, транспорт и выделение веществ, механическая работа, регуляция процессов и т.д.

В делении клеток, а иногда и в их движении, участвуют структуры, имеющие вид трубочек субмикроскопических размеров. «Сборка» таких структур и их функционирование зависят от центриолей, при участии которых организуется Веретено деления клетки, с чем связано перемещение хромосом и ориентация оси деления клетки. Базальные тельца — производные центриолей — необходимы для построения и нормальной работы жгутиков и ресничек — локомоторных и чувствительных образований клетки, строение которых у простейших и в различных клетках многоклеточных однотипно.

От внеклеточной среды клетка отделена плазматической мембраной, через которую происходит поступление ионов и молекул в клетку и выведение их из клетки. Отношение поверхности клетки к ее объему уменьшается с увеличением объема, и чем крупнее клетка, тем более затруднены ее связи с внешней средой. Величина клетки не может быть особенно большой.

Для живых клеток характерен активный транспорт ионов, требующий затраты энергии, специальных ферментов и, возможно, переносчиков. Благодаря активному и избирательному переносу в клетку одних ионов и непрерывному удалению из нее других, создается разность концентраций ионов в клетке и окружающей среде. Этот эффект может быть обусловлен и связыванием ионов компонентами клетки. Многие ионы необходимы как активаторы внутриклеточных синтезов и как стабилизаторы структуры органоидов. Обратимые изменения соотношения ионов в клетке и среде лежат в основе биоэлектрической активности клетки — одного из важных факторов передачи сигналов от одной клетки к другой. Образуя вмятины, которые затем замыкаются и отделяются в виде пузырьков внутрь клетки, плазматическая мембрана способна захватывать растворы крупных молекул или даже отдельные частицы величиной в несколько мкм. Так осуществляется питание некоторых клеток, перенос веществ через клетку, захват бактерий фагоцитами. Со свойствами плазматической мембраны связаны и силы сцепления, удерживающие во многих случаях клетки друг около друга, например, в покровах тела или внутренних органах. Сцепление и связь клеток обеспечиваются химическим взаимодействием мембран и специальными структурами мембраны — десмосомами.

Рассмотренная в общей форме схема строения клеток свойственна в основных чертах как животным, так и растительным клеткам. Но есть и существенные различия в особенностях метаболизма и строения растительных и животных клеток.

Клетки растений

Поверх плазматической мембраны растительные клетки покрыты твёрдой внешней оболочкой (она может отсутствовать лишь у половых клеток), состоящей у большинства растений главным образом из полисахаридов: целлюлозы, пектиновых веществ и гемицеллюлоз, а у грибов и некоторых водорослей — из хитина. Оболочки снабжены порами, через которые с помощью выростов цитоплазмы соседние клетки связаны друг с другом. Состав и строение оболочки меняются по мере роста и развития клеток. Часто у клеток, прекративших рост, оболочка пропитывается лигнином, кремнезёмом или другим веществом, которое делает её более прочной. Оболочки клеток определяют механические свойства растения. Клетки некоторых растительных тканей отличаются особенно толстыми и прочными стенками, сохраняющими свои скелетные функции после гибели клетки. Дифференцированные растительные клетки имеют несколько вакуолей или одну центральную вакуоль, занимающую обычно большую часть объёма клетки. Содержимое вакуолей — раствор различных солей, углеводов, органических кислот, алкалоидов, аминокислот, белков, а также запас воды. В вакуолях могут откладываться питательные вещества. В цитоплазме растительной клетки имеются специальные органоиды — пластиды, лейкопласты (в них часто откладывается крахмал), хлоропласты (содержат преимущественно хлорофилл и осуществляют Фотосинтез) и хромопласты (содержат пигменты из группы каротиноидов). Пластиды, как и митохондрии, способны к самовоспроизведению. Комплекс Гольджи в растительной клетке представлен рассеянными по цитоплазме диктиосомами.

Одноклеточные организмы

В строении и функциях одноклеточных, или простейших, черты, свойственные любой клетке, сочетаются с признаками самостоятельных организмов. Так, у простейших такой же набор органоидов, как и у многоклеточных; идентично и ультрастроение их органоидов; при делении простейших в них обнаруживаются типичные хромосомы. Однако приспособление простейших к разным средам обитания (водной или наземной, к свободному или паразитическому существованию) обусловило существенное разнообразие их строения и физиологии. Многие простейшие (жгутиковые, инфузории) обладают сложным двигательным аппаратом и имеют органеллы, связанные с захватом пищи и пищеварением. Изучение простейших представляет большой интерес для выяснения филогенетических возможностей клеток: эволюционные изменения организма протекают у них на клеточном уровне.

В отличие от простейших и многоклеточных организмов, бактерии, синезеленые водоросли, актиномицеты не имеют оформленного ядра и хромосом. Их генетический аппарат, называется нуклеоидом, представлен нитями ДНК и не окружен оболочкой. Еще более отличаются от многоклеточных организмов и от простейших вирусы, у которых отсутствуют основные, необходимые для обмена веществ ферменты. Поэтому вирусы могут расти и размножаться, лишь проникая в клетки и используя их ферментные системы.

Специальные функции клеток

В процессе эволюции многоклеточных возникло разделение функций между клетками, что привело к расширению возможностей приспособления животных и растений к меняющимся условиям среды. Закрепившиеся наследственно различия в форме клеток, их размерах и некоторых сторонах метаболизма реализуются в процессе индивидуального развития организма. Основное проявление развития — дифференцировка клетки, их структурная и функциональная специализация. Дифференцированные клетки имеют такой же набор хромосом, как и оплодотворенная яйцеклетка. Это доказывается пересадкой ядра дифференцированной клетки в предварительно лишенную ядра яйцеклетку, после чего может развиваться полноценный организм. Таким образом, различия между дифференцированными клетками обусловливаются разными соотношениями активных и неактивных генов, каждый из которых кодирует биосинтез определённого белка. Судя по составу белков, в дифференцированных клетках активна (способна к транскрипции) лишь небольшая часть (порядка 10%) генов, свойственных клеткам данного вида организмов. Среди них лишь немногие ответственны за специальную функцию клеток, а остальные обеспечивают общеклеточные функции. Так, в мышечных клетках активны гены, кодирующие структуру сократимых белков, в эритроидных клетках — гены, кодирующие биосинтез гемоглобина, и т.д. Однако в каждой клетке должны быть активны гены, определяющие биосинтез веществ и структур, необходимых для всех клеток, например ферментов, участвующих в энергетических превращениях веществ.

В процессе специализации клетки отдельные общеклеточные функции их могут развиваться особенно сильно. Так, в железистых клетках более всего выражена синтетическая активность, мышечные — наиболее сократимы, нервные — наиболее возбудимы. В узкоспециализированных клетках обнаруживаются структуры, характерные лишь для этих клеток (например, у животных — миофибриллы мышц, тонофибриллы и реснички некоторых покровных клетках, нейрофибриллы нервных клеток, жгутики у простейших или у сперматозоидов многоклеточных организмов). Иногда специализация сопровождается утратой некоторых свойств (например, нервные клетки утрачивают способность к размножению; ядра клеток кишечного эпителия млекопитающих не могут в зрелом состоянии синтезировать РНК; зрелые эритроциты млекопитающих лишены ядра).

Выполнение важных для организма функций включает иногда гибель клеток. Так, клетки эпидермиса кожи постепенно ороговевают и гибнут, но остаются некоторое время в пласте, предохраняя подлежащие ткани от повреждения и инфекции. В сальных железах клетки постепенно превращаются в капли жира, который используется организмом или выделяется.

Для выполнения некоторых тканевых функций клетки образуют неклеточные структуры. Основные пути их образования — секреция или превращения компонентов цитоплазмы. Так, значительная по объёму часть подкожной клетчатки, хряща и кости составляет межуточное вещество — производное клетки соединительной ткани. Клетки крови обитают в жидкой среде (плазме крови), содержащей белки, сахара и др. вещества, вырабатываемые разными клетками организма. Клетки эпителия, образующие пласт, окружены тонкой прослойкой диффузно распределённых веществ, главным образом гликопротеидов (так называемый цемент, или надмембранный компонент). Внешние покровы членистоногих и раковины моллюсков — также продукты выделения клеток. Взаимодействие специализированных клеток — необходимое условие жизни организма и нередко самих этих клеток. Лишённые связей друг с другом, например в культуре, клетки быстро утрачивают особенности присущих им специальных функций.

Читайте так же 

Источник krovanalis.ru

helperia.ru

Клетка (биология) — Циклопедия

Клетка — это наименьшая единица жизни, несущая гены и способная к обмену веществ, самопочинке и воспроизведению. Может совпадать с одноклеточным или образовывать многоклеточный организм из своих специализированных копий. Типичные размеры: 1-100 μм.

Клетки разделяются на прокариотические и эукариотические.

Единицей энергетического обмена клетки является АТФ, получаемая из глюкозы двумя способами: общим для всех клеток анаэробным гликолизом и специфичным для митохондрий эукариот цитратным циклом.

Как правило, клетки размножаются делением материнской клетки на две дочерние, что является одной из фаз клеточного цикла. У эукариот деление более сложно и состоит из двух фаз: митоза или мейоза (части полового процесса) и последующего цитокинеза.

Клетка постоянно балансирует на пороге тепловой смерти, что объясняется биохимическими свойствами белков — их эффективность растет с повышением температуры. При превышении этого порога начинается массовая денатурация (распад и плавление) клеточных белков.

История

Обнаружены Робертом Гуком в 1665 году. В 1839 году Теодор Шванн и Маттиас Шлейден сформулировали клеточную теорию строения живого, но неправильно доказали воспроизведение клетки.

Строение

Существует множество разнообразных по форме и размерам клеток. Клетки могут быть плоскими, веретенообразными, шарообразными, иметь отростки. Как правило, их форма зависит от положения в организме и той функции, которую они выполняют. А функции, в свою очередь, определяются наружным и внутренним строением.

Почти все клетки организма человека и животных имеют принципиально схожую структуру. Снаружи они покрыты плазматической мембраной, которая отграничивает содержимое клеток от внешней среды. Внутри находятся ядро и цитоплазма с органоидами.

Плазматическая мембрана обеспечивает восприятие и передачу сигналов, поступающих из окружающей среды, внутрь клетки. Через мембрану осуществляется поступление в клетку одних веществ и выведение из нее — других. Все эти процессы отличаются особым строением мембраны и позволяют сохранять неорганические и органические вещества внутри клетки в строго определенных концентрациях, то есть поддерживать постоянство химического состава клетки.

Все живые клетки состоят из цитоплазмы (заполняет внутреннее пространство клетки) в которой размещаются различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Цитоплазма — полужидкая (студнеподобная) внутренняя среда клетки. В ней располагаются постоянные специализированные структуры — органоиды, а также непостоянные компоненты, или включении (жиры, гликоген, пигменты). К органоидам клетки относятся: Эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи и др. Они выполняют жизненно важные функции, обеспечивая все виды деятельности клетки.

В органоидах, которые называются митохондрии, вырабатываются соединения, являющиеся источником энергии. В лизосомах благодаря активности специфических белков (ферментов) происходят процессы расщепления сложных органических молекул, попавших в клетку, до более простых. Так клетка синтезирует необходимые ей соединения.

Обязательной частью любой способной к делению клетки является ядро. Оно контролирует практически все функции клетки, включая деление. Обычно в клетке имеется одно ядро, реже — несколько или много. В ядре располагаются хромосомы, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация. Все клетки человеческого тела имеют по 46 хромосом. Исключением являются половые, в которых содержится лишь 23 хромосомы.

У некоторых клеток имеются жгутики, реснички, сократительные нити — органоиды специального назначения.

Пространство клетки ограничивается клеточной оболочкой[1]. Растительные клетки покрыты твердой оболочкой из пор, содержат хлоропласт.

Существование в клетке ядра является основой разделения клеток на ядерные и безъядерные, но на самом деле разница в строении клеток этих групп касается не только ядер.

Организмы могут состоять как из одной так и из многих клеток. В многоклеточных организмах клетки различных органов значительно отличаются друг от друга как по морфологическому, так и по биохимическому строению.

Состав

Клетки живых организмов содержат несколько видов химических соединений с разной строением и свойствами. Состав этих сочетаний может отличаться в разных групп организмов. Большая часть клетки состоит из воды (70 — 80 %)[2]. Она создает благоприятную среду осуществления биохимических реакций, а также может быть результатом биохимических реакций. Состав остальных элементов обычно подается в далях к массе клетки без учета воды.

40-60 % сухой массы клетки состоит из белков, выполняющих различные функции, от строительной и регулятивными к транспортной и многих других[3]. В свою очередь белки состоят из аминокислот. В большинстве белков к аминокислотам присоединены другие элементы, что придает им специфические свойства.

Кроме белков, аминокислоты составляют пептиды и полипептиды. Они выполняют различные функции, являются гормонами, натуральными антибиотиками и т. д.

Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), играют важную роль в передаче наследственной информации, а также в биосинтезе белков.

Углеводы выполняют главную энергетическую функцию, и функцию накопления энергии.

Липиды составляют основу клеточной оболочки, но кроме этого они участвуют почти во всех клеточных процессах (регулятивных, транспортных, коммуникационных, метаболических).

Клетка состоит из следующих химических элементов: кислород (65 % массы тела человека), углерод (18 % массы тела человека), водород (10 % массы тела человека), азот (3 % массы тела человека) и другие элементы, которые составляют менее 2 % массы тела человека.

Свойства клетки

Большинство клеток многоклеточного организма не имеют непосредственной связи с внешней средой. Средой обитания клеток является межклеточная, тканевая жидкость. Между клеткой и этой жидкостью постоянно осуществляется обмен различными соединениями. Совокупность всех видов превращений веществ и энергии в клетках, а значит, и в организме, называется обменом веществ. Обмен веществ и энергии обеспечивает процессы жизнедеятельности клетки и ее связь с окружающей средой.

Всем живым клеткам свойственна раздражительность — способность реагировать на действие раздражителей (света, температуры, механических и химических воздействий).

Некоторые клетки (например, нервные) могут переходить из состояния покоя в состояние возбуждения или торможения. Способность клеток к возбуждению — специфической реакции, которая выражается в быстром изменении электрического заряда плазматической мембраны, получила название возбудимости.

Принципиальным отличием всех возбудимых клеток от невозбудимых является их способность изменять проницаемость своей мембраны в ответ на действие раздражителей.

Нервные и мышечные клетки могут проводить электрический импульс. Эта способность называется проводимостью.

Мышечным волокнам, кроме возбудимости и проводимости, свойственна возможность сокращаться. Благодаря ей они изменяют свою форму и размеры и таким образом выполняют двигательную функцию.

Для клеток внутренних органов характерна секреция — образование и выведение определенных веществ (секретов) из клетки за ее пределы. Различают внешнюю (например, желудочный сок, молоко, слюна) и внутреннюю (вещества из клеток попадают в кровь или лимфу) секреции.

В основе роста тканей и восстановления количества клеток лежит процесс деления. Все новые клетки образуются путем деления существующих. Однако некоторые клетки в результате высокой специализации функцию деления потеряли. К таким клеткам относятся отдельные клетки крови, нервной системы, мышечные клетки сердца и др.

Специализация клеток закрепилась в процессе эволюции. Одни из них приобрели способность охранять организм от факторов внешней среды, вторые — передавать информацию органам и тканям, третьи — обеспечивать движение, четвертые — опору, пятые — выработку необходимых для организма биологических соединений. Специализация отразилась на форме клеток, их строении, продолжительности жизни. Мышечные и большинство нервных клеток стали вытянуты в длину, клетки кожи приобрели плоскую форму. Мужские половые клетки (сперматозоиды) имеют жгутик и способны перемещаться, а белые клетки крови могут двигаться благодаря способности образовывать ложноножки (как амеба). Кроме внешних различий, в клетках изменилось количество органоидов. Например, способные к сокращению или к секреции клетки имеют большое количество митохондрий, которые накапливают энергию. Таким образом, по внешнему виду и количеству органоидов можно судить о функции клетки.

Жизнедеятельность

Для любой живой клетки характерен обмен веществ. Это значит, что клетка питается, дышит и выделяет в окружающую среду различные вещества. При этом идет накопление энергии, которая тратится клеткой на поддержание процессов жизнедеятельности и на размножение.

Поступление веществ в клетку идет через всю ее поверхность и только в растворенном состоянии. Цитоплазматическая мембрана обладает избирательным проницаемостью. Некоторые вещества могут поступить в клетку только в том случае, если на них перенос будет затрачено энергия самой клетки. Это чаще всего сложные органические вещества, молекулы которых имеют большие размеры. Многие неорганические вещества цитоплазматическая мембрана способна пропускать беспрепятственно. Такие вещества могут попасть в клетку без затрат энергии только в том случае, если их концентрация внутри клетки будет ниже, чем снаружи, а такой путь поступления веществ в клетку называется диффузионным.

Вода поступает в клетку при помощи осмоса. Это одностороннее проникновение воды через избирательно проникающую мембрану клетки. Вода переходит из менее концентрированного раствора в более концентрированный. Чем больше концентрация веществ в клетке, тем больше поступает в нее воды. Поступившая в клетку вода увеличивает ее объем. В клетке растений и грибов вода проходит через цитоплазму и накапливается в вакуоли. Объем вакуоли при этом увеличивается, она давит на цитоплазму. Цитоплазма в свою очередь давит на оболочку. В клетке возникает давление, которое называется тургорным, и поступление воды в клетку прекращается. Если же вода частично расходуется, тургорное давление снизится, и вода снова осмотическим путем будет поступать в клетку.

Живые клетки дышат на протяжении всей их жизни. В результате клетки получают энергию для всех жизненных процессов. Больше всего энергии выделяется, когда в таких реакциях участвует кислород. Поэтому большинство видов живых организмов используют для дыхания именно этот газ. Внутри клетки кислород, поступившем в процессе диффузии, вступает в реакции с органическими веществами. При этом происходит выделение энергии и превращение органических веществ в неорганические: воду и углекислый газ. Последний путем диффузии выходит из клетки. Таким образом, кислородному дыханию всегда сопутствует газообмен, при котором кислород входит в клетку, а углекислый газ выходит из нее.

Разрушая органические вещества до неорганических в процессе дыхания, клетка получает энергию для поддержания процессов своей жизнедеятельности. Гетеротрофные организмы (животные, грибы) вынуждены получать органические вещества из окружающей среды. Автотрофы (растения) способны самостоятельно синтезировать их из простых неорганических веществ. При этом используется энергия света. Этот процесс происходит только в хлоропластах клеток растений и называется фотосинтезом.

Деление и рост клеток

В основе размножения лежит способность клеток удваиваться при наличии определенных условий. Доказано, что ни одна клетка не может возникнуть заново из неживых компонентов. Все новые клетки образуются из уже существующих.

Перед делением клетки в ядре происходит удвоение количества хромосом. При этом образуются два набора хромосом, несущих одинаковую информацию о жизненных процессах. Это и есть основа того, что две новые клетки будут похожи на ту клетку, из которой они образуются. Затем все хромосомы уплотняются и превращаются в похожие на палочки структуры. В таком виде хромосомы становятся видимыми в световой микроскоп. Ядерная мембрана растворяется, и хромосомы оказываются в цитоплазме клетки. Все другие органоиды перемещаются к цитоплазматической мембраны. Это позволяет хромосомы разместиться в центре клетки. После этого хромосомы разделяются на две группы, которые имеют одинаковый состав. Именно поэтому обе возникшие в результате деления клетки будут нести совсем одинаковую информацию. Каждая из двух групп хромосом перемещается от центра клетки к одному из ее полюсов. После этого начинается деление клетки пополам.

В клеток растений перегородка начинает формироваться с середины центральной части клетки. Она растет во все стороны, пока не достигнет наружной цитоплазматической мембраны. В этот момент из одной клетки образуются две дочерние, причем перегородка, которая разделила клетку, получается такой же по прочности и строению, как и вся оболочка исходной клетки. Одновременно с постройкой перегородки вокруг каждой группы хромосом, находящихся около полюсов, формируется новая ядерная мембрана. Затем хромосомы превращаются из палочковидные в нитевидные. После этого они начинают выполнять свои функции. На этом процесс деления клетки заканчивается.

Две дочерние клетки, которые являются копиями друг друга и исходной материнской клетки, начинают собственную жизнь. В каждой из дочерних клеток после деления уже есть часть всех необходимых для существования органоидов. Это позволяет клеткам сразу после окончания деления осуществлять все жизненно важные функции. Обычно после деления клетки немного увеличиваются в размерах и продолжают жить или к гибели, или до следующего деления. В многоклеточных организмов дочерние клетки, возникающие при делении исходной материнской клетки, далее могут иметь различную структуру и выполнять различные функции. Это будет зависеть от того, какая часть информации, заключенной в хромосомах, будет использоваться клетками в течение жизни.

Организм человека состоит приблизительно из 220 млрд клеток. Их разделяют на две основные категории: 20 млн «долгожителей» (в основном это нервные клетки) и 200 млрд «смертных» (клетки, которые постоянно замещаются). Значит, большая часть клеток организма человека постоянно обновляется. Например, продолжительность жизни клеток кишечника составляет от 3 до 5 дней, а скорость их замещения равно 1 млн/мин. Таким образом, слизистая оболочка кишечника полностью обновляется 90 раз в течение одного года.

Источники

Литература

• Биология: учеб. пособие. для 7-го кл. общеобразоват. учреждений с рус. обучения / В. М. Тихомиров [и др.]; под ред. В. М. Тихомирова; пер. с рус. языка Г. И. Кулеш. — Минск: Нар. просвещение, 2010. ISBN 978-985-03-1340-9
• Биология: учеб. пособие. для 9-го кл. учреждений общ. средний. образования с бел. обучения / М. В. Мащенко, О. Л. Борисов; пер. с рус. языка В. В. Климко. — 3-е изд. — Минск: Нар. просвещение, 2011. ISBN 978-985-03-1531-1.
• Леонтюк А. Клетка // Белорусский энциклопедия: В 18 т. Т. 8: Канто — Пули / Редкол .: Г. П. Пашков и др. — Минск: БелЭн., 1999. ISBN 985-11-0144-3.

cyclowiki.org

Сходства и различия в строении растительной и животной клетки

Клетка – это структурная и функциональная единица живого организма, которая несет генетическую информацию, обеспечивает обменные процессы, способна к регенерации и самовоспроизведению.

Есть одноклеточные особи и развитые многоклеточные животные и растения. Их жизнедеятельность обеспечивается работой органов, которые построены из разных тканей. Ткань, в свою очередь, представлена совокупностью клеток схожих по строению и выполняемым функциям.

Клетки разных организмов имеют свои характерные свойства и строение, но есть общие составляющие присущие всем клеткам: и растительным, и животным.

Органеллы свойственные всем типам клеток

Ядро – один из важных компонентов клетки, содержит генетическую информацию и обеспечивает передачу ее потомкам. Окружено двойной мембраной, что изолирует его от цитоплазмы.

Цитоплазма – вязкая прозрачная среда, заполняющая клетку. В цитоплазме размещены все органоиды. Цитоплазма состоит из системы микротрубочек, которая обеспечивает четкое перемещение всех органелл. А также контролирует транспорт синтезированных веществ.

Клеточная мембрана – оболочка, которая отделяет клетку от внешней среды, обеспечивает транспорт веществ в клетку и выведение продуктов синтеза или жизнедеятельности.

Эндоплазматическая сеть – мембранная органелла, состоит из цистерн и канальцев, на поверхности которых происходит синтез рибосом (гранулярная ЭПС). Места, где нет рибосом, образуют гладкий эндоплазматический ретикулум. Гранулярная и агранулярная сеть не отграничены, а переходят друг в друга и соединяются с оболочкой ядра.

Комплекс Гольджи – стопка цистерн, сплюснутых в центре и расширенных на периферии. Предназначен для завершения синтеза белков и дальнейшего транспорта их из клетки, вместе с ЭПС образует лизосомы.

Митохондрии – двухмембранные органоиды, внутренняя мембрана формирует выступы внутрь клетки – кристы. Отвечают за синтез АТФ, энергетический обмен. Выполняет дыхательную функцию (поглощая кислород и выделяя СО2).

Рибосомы – отвечают за синтез белка, в их структуре выделяют малую и большую субъединицы.

Лизосомы – осуществляют внутриклеточное переваривание, за счет содержания гидролитических ферментов. Расщепляют захваченные чужеродные вещества.

Как в растительных, так и животных клетках есть, помимо органелл, непостоянные структуры — включения. Они появляются при повышении обменных процессов в клетке. Они выполняют питательную функцию и содержат:

• Зерна крахмала в растениях, и гликоген — в животных;
• белки;
• липиды – высокоэнергетические соединения, обладают большей ценностью, чем углеводы и белки.

Есть включения, не играющие роли в энергетическом обмене, они содержат продукты жизнедеятельности клетки. В железистых клетках животных включения накапливают секрет.

Органеллы свойственные только растительной клетке

Клетки животных в отличие от клеток растений не содержат вакуолей, пластид, клеточной стенки.

Клеточная стенка формируется из клеточной пластинки, образуя первичную и вторичную клеточную оболочки.

Первичная клеточная стенка встречается в недифференцированных клетках. В ходе созревания между мембраной и первичной клеточной стенкой закладывается вторичная оболочка. По своему строению она сходна с первичной, только имеет больше целлюлозы и меньшее количество воды.

Вторичная клеточная стенка оснащена множеством пор. Пора – это место, где между первичной оболочкой и мембраной отсутствует вторичная стенка. Поры размещены попарно в смежных клетках. Размещенные рядом клетки связываются друг с другом плазмодесмой – это канал, представляющий собой тяж цитоплазмы, выстланный плазмолеммой. Через него клетки обмениваются синтезированными продуктами.

Функции клеточной стенки:

1. Поддержание тургора клетки.
2. Придает форму клеткам, выполняя роль скелета.
3. Накапливает питательные продукты.
4. Защищает от внешнего воздействия.

Вакуоли – органеллы, наполненные клеточным соком, участвуют в переваривании органических веществ (сходны с лизосомами животной клетки). Образуются при помощи совместной работы ЭПС и комплекса Гольджи. Сначала формируется и функционирует несколько вакуолей, во время старения клетки они сливаются в одну центральную вакуоль.

Пластиды – автономные двухмембранные органеллы, внутренняя оболочка имеет выросты – ламеллы. Все пластиды делят на три типа:

• Лейкопласты – безпигментные образования, способны запасать крахмал, белки, липиды;
• хлоропласты – зеленные пластиды, содержат пигмент хлорофилл, способны к фотосинтезу;
• хромопласты – кристаллы оранжевого цвета, из-за наличия пигмента каротина.

Органеллы свойственные только животной клетке

Отличие растительной клетки от животной заключается в отсутствии в ней центриоли, трехслойной мембраны.

Центриоли – парные органеллы, расположены вблизи ядра. Принимают участие в формировании веретена деления и способствуют равномерному расхождению хромосом к разным полюсам клетки.

Плазматическая мембрана — для клеток животных характерна трехслойная, прочная мембрана, построена из липидов протеинов.

Сравнительная характеристика растительной и животной клетки

Растительные клетки благодаря хлоропластам осуществляют процессы фотосинтеза – преобразуют энергию солнца в органические вещества, животные клетки на это не способны.

Митотическое деление растения идет преимущественно в меристеме, характеризуется наличием дополнительного этапа – препрофазы, в организме животных митоз присущ всем клеткам.

Размеры отдельных растительных клеток (около 50мкм) превышают размеры животных клеток (примерно 20мкм).

Взаимосвязь между клетками растений осуществляется за счет плазмодесмы, животных – при помощи десмосом.

Вакуоли растительной клетки занимают большую часть ее объёма, в животных – это мелкие образования в небольших количествах.

Клеточная стенка растений построена из целлюлозы и пектина, у животных мембрана состоит из фосфолипидов.

Растения не способны активно передвигаться, поэтому приспособились автотрофному способу питания, синтезируя самостоятельно все необходимые питательные вещества из неорганических соединений.

Животные – гетеротрофы и используют экзогенные органические вещества.

Сходство в структуре и функциональных возможностях растительных и животных клеток указывает на единство их происхождения и принадлежности к эукариотам. Их отличительные черты обусловлены различным способом жизни и питания.

animals-world.ru

Клетка

КЛЕТКА, основная структурная и функциональная единица всех живых организмов. Клетки существуют в природе как самостоятельные одноклеточные организмы (бактерии, простейшие и др.) или образуют ткани и органы многоклеточных растений, грибов и животных организмов. По наиболее важным отличительным особенностям строения все клетки делят на две группы: прокариотические клетки, свойственные только бактериям – прокариотам, и эукариотические клетки, свойственные всем остальным организмам, как одноклеточным, так и многоклеточным, – эукариотам. Прокариотические клетки организованы более примитивно, чем эукариотиче-ские. Они меньше по размерам, у них нет оформленного клеточного ядра, отсутствуют мембранные структуры и элементы внутриклеточного скелета. Считается, что прокариоты первыми появились на Земле 3,8–3,5 млрд. лет назад, позднее от них произошли эукариоты. Полагают, что о единстве их происхождения, несмотря на существенные различия, свидетельствуют общие фундаментальные свойства прокариотических и эукариотических клеток – способность к росту и размножению, наследственность и изменчивость, во многом сходные пути обмена веществ и энергии и др.

Клетки очень разнообразны по форме – шаровые, звёзд-чатые, прямоугольные, веретенообразные и т. п. Их размеры колеблются от 0,1–0,2 мкм (некоторые бактерии) до 15,5 см (яйцо страуса). Нервные клетки имеют отростки длиной до 1 м, а клетки, образующие сосуды у растений, могут достигать длины в несколько метров. Диаметр большинства эукариотических клеток ограничен 1—100 мкм. Внутреннее строение, набор внутриклеточных структур и химических компонентов также весьма разнообразны и зависят от принадлежности клеток к той или иной группе организмов, от условий их существования, специализации. Исключительную роль в жизнедеятельности любой клетки играют биологические мембраны, объединяющие многочисленные процессы, которые одновременно протекают в этой уникальной биохимической «машине». Снаружи клетку покрывает клеточная мембрана (цитоплазматическая мембрана, плазмолемма). Она обладает избирательной проницаемостью и регулирует поступление в клетку одних веществ и выход из неё во внешнюю среду других. Плазмолемма обеспечивает межклеточные контакты в тканях многоклеточных организмов. Благодаря её подвижности клетка осуществляет захват (эндоцитоз) твёрдых частиц (фагоцитоз) и жидкости (пиноцитоз) и выведение наружу (экзоцитоз) остатков внутриклеточного пищеварения. Клетки растений поверх плазмолеммы покрыты твёрдой клеточной оболочкой. Содержимое эукариотической клетки (протоплазма) чётко разделяется на ядро и цитоплазму. В ядре заключён генетический материал клетки (хромосомы), несущий информацию о том, какие вещества (РНК, ферменты и другие белки) и в какой момент должна вырабатывать данная клетка. В цитоплазме находятся специализированные структуры – органоиды (органеллы), которые, подобно органам многоклеточного организма, выполняют определённые функции. Это митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли. В растительных клетках присутствуют пластиды, к которым относятся и осуществляющие фотосинтез хлоропласты. Другая отличительная черта растительных клеток – наличие больших вакуолей. Одна центральная вакуоль может занимать почти весь объём клетки, вытесняя к её краям цитоплазму и другие органоиды.

Все названные органоиды, кроме рибосом, имеют мембранное происхождение, причём ядро, митохондрии и пластиды ограничены двойной мембраной. Мембранные структуры сообщаются между собой. Они организуют внутреннее пространство клетки, выделяя в нём отдельные отсеки, или компартменты, в которых идут определённые биохимические реакции. Ферменты, осуществляющие различные реакции, не перемешаны беспорядочно в цитоплазме, а закреплены на мембранах или внутри их, т. е. распределены упорядоченно. Благодаря такому пространственному разобщению разнородных биохимиче-ских процессов (их размещению по принципу системы конвейеров) достигаются большая скорость, эффективность и регулируемость потоков веществ и энергии в клетке. Избирательная проницаемость мембран и пронизывающие клетку каналы и пузырьки эндоплазматической сети также повышают уровень эффективности и организованности перемещения веществ в клетке и их секреции в межклеточное пространство.

Структурированность внутриклеточного пространства, помимо органоидов, обеспечивают также построенные из белковых молекул микротрубочки и микрофиламенты. Их переплетения образуют каркас клетки – её цитоскелет, благодаря которому клетка и при отсутствии жёсткой клеточной оболочки сохраняет форму. Микротрубочки входят в состав центриолей, нитей веретена деления клетки, ресничек, жгутиков, хвоста у сперматозоидов и т. п. Микрофиламенты обусловливают вязкую консистенцию цитоплазмы. Их волокна способны сокращаться и служат «мышцами» клетки, создающими т. н. течение цитоплазмы – её перемещение, лежащее в основе амёбоидного движения клетки. Микротрубочки и микрофиламенты могут претерпевать распад и самосборку. Напр., когда клетка вступает в митоз, цито-скелет распадается и начинается сборка веретена деления; по завершении митоза цитоскелет вновь собирается. Пространство между трубчатыми и волокнистыми элементами цитоскелета заполнено матриксом, состоящим из воды и растворённых в ней органических и неорганических веществ. В матриксе происходит диффузия промежуточных продуктов обмена веществ, протекают многие биохимические реакции. Цитоплазма растительных и животных клеток может содержать включения – гранулы запасных питательных веществ, продукты выделения, пигменты и т. п. Так, клетки печени содержат гликоген, клетки жировой ткани – жировые капли, клетки многих растений – крахмальные зёрна и т. п.

Клетки многоклеточного организма ведут начало от оплодотворённой яйцеклетки. Все они – результат многочисленных последовательных клеточных делений – митозов (половые клетки – гаметы – образуются в ходе мейоза). Все клетки тела (соматические клетки) несут один и тот же набор хромосом, генетически равноценны и, по существу, являются клоном. При развитии многоклеточного организма они приобретают различия – происходит их дифференцировка, т. е. приобретение «специальности» для выполнения какой-либо определённой функции – сократительной, опорной, чувствительной и т. д. Одинаково специализированные клетки входят в состав одной ткани – нервной, мышечной и т. д.

Организм позвоночных животных состоит из клеток примерно 200 «специальностей», причём каждый тип клеток объединяет ещё большее число разновидностей. Несмотря на специализацию, дифференцированные соматические клетки сохраняют изначальную способность к развитию в любом направлении – т. н. тотипотентность. Об этом говорят опыты по пересадке ядер специализированных клеток в лишённые ядра яйцеклетки и выращиванию из них целого организма (см. Клеточная инженерия, Клонирование).

Продолжительность жизни клеток различна. Время от образования клетки в результате деления родительской клетки до следующего деления или смерти составляет клеточный цикл. Некоторые специализированные клетки, напр. мышечные и нервные, не делятся и живут столько, сколько живёт организм. Другие, напр. клетки эпителия кишечника, живут всего несколько суток. Они должны постоянно обновляться. Из примерно 1013 (десять триллионов) клеток, составляющих организм человека, еже-дневно гибнет, как полагают, около 1–2 % клеток: ок. 70 млрд. в пищеварительном тракте, ок. 2 млрд. эритроцитов и т. д. Восполнение клеток при их естественной гибели, а также при регенерации органов и тканей в случае ран, травм и т. п. происходит за счёт недифференцированных, сохраняющих способность к делению стволовых клеток у животных и клеток меристем у растений. Деление и дифференцировка клеток находятся под контролем регуляторных механизмов. При их нарушении начинается неконтролируемое деление клеток, характерное для роста злокачественных опухолей.

Клетка – самостоятельная живая система. Даже извлечённая из какой-либо ткани животного или растения соматическая клетка при определённых условиях может жить и делиться вне организма (см. Культура клеток и тканей). Её жизнеспособность обеспечивает чрезвычайно эффективная и экономичная организация всех внутриклеточных компонентов и процессов, между которыми существуют многообразные взаимные связи. Эти компоненты (органоиды, макромолекулы и др. химические вещества) могут превращаться друг в друга (мембраны, пластиды), распадаться и вновь собираться (цитоскелет, веретено деления), изменять свою упаковку (хромосомы). Одни и те же «строительные блоки» (аминокислоты, нуклеотиды) используются клеткой для создания различных макромолекул, выполняющих различные функции. Вместе с тем эукариотическая клетка обладает наследственной информацией, которая в многоклеточном организме может реализовываться различными путями, определяя ту или иную специализацию клетки, её индивидуальность. Однако в любом качестве, взаимодействуя с другими клетками, каждая клетка всегда существует и работает как часть единого целого – организма.

В 19 в. клеточная теория признала клеточное строение всех организмов универсальным биологическим принципом (вирусы – неклеточные формы, некоторые свойства живых существ проявляются у них только как у внутриклеточных паразитов). Наука о клетке – цитология.

sbio.info

Строение клетки

Формы клеток очень разнообразны. У одноклеточных каждая клетка — отдельный организм. Ее форма и особенности строения связаны с условиями среды, в которых обитает данное одноклеточное, с его образом жизни.

Различия в строении клеток

Тело каждого многоклеточного животного и растения слагается из клеток, различных по внешнему виду, что связано с их функциями. Так, у животных сразу можно отличить нервную клетку от мышечной или эпителиальной клетки (эпителий — покровная ткань). У растений неодинаковы многие клетки листа, стебля и т. д.

Столь же изменчивы и размеры клеток. Самые мелкие из них (некоторые бактерии) не превышают 0,5 мкм Величина клеток многоклеточных организмов колеблется от нескольких микрометров (диаметр лейкоцитов человека 3-4 мкм, диаметр эритроцитов — 8 мкм) до огромных размеров (отростки одной нервной клетки человека имеют длину более 1 м). У большинства клеток растений и животных величина их диаметра колеблется от 10 до 100 мкм.

Несмотря на разнообразие строения форм и размеров, все живые клетки любого организма сходны по многим признакам внутреннего строения. Клетка — сложная целостная физиологическая система, в которой осуществляются все основные процессы жизнедеятельности: обмен веществ и энергии, раздражимость, рост и самовоспроизведение.

Основные компоненты в строении клетки

Основные общие компоненты клетки — наружная мембрана, цитоплазма и ядро. Клетка может жить и нормально функционировать лишь при наличии всех этих компонентов, которые тесно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.

Строение наружной мембраны. Она представляет собой тонкую (около 7,5 нм толщиной) трехслойную оболочку клетки, видимую лишь в электронном микроскопе. Два крайних слоя мембраны состоят из белков, а средний образован жироподобными веществами. В мембране есть очень мелкие поры, благодаря чему она легко пропускает одни вещества и задерживает другие. Мембрана принимает участие в фагоцитозе (захватывание клеткой твердых частиц) и в пиноцитозе (захватывание клеткой капелек жидкости с растворенными в ней веществами). Таким образом мембрана сохраняет целостность клетки и регулирует поступление веществ из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую ее среду.

На своей внутренней поверхности мембрана образует впячивания и разветвления, глубоко проникающие внутрь клетки. Через них наружная мембрана связана с оболочкой ядра, С другой стороны, мембраны соседних клеток, образуя взаимно прилегающие впячивания и складки, очень тесно и надежно соединяют клетки в многоклеточные ткани.

Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему. Ее строение: прозрачный полужидкий раствор и структурные образования. Общими для всех клеток структурными образованиями цитоплазмы являются: митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и рибосомы. Все они вместе с ядром представляют собой центры тех или иных биохимических процессов, в совокупности составляющих обмен веществ и энергии в клетке. Эти процессы чрезвычайно разнообразны и протекают одновременно в микроскопически малом объеме клетки. С этим связана общая особенность внутреннего строения всех структурных элементов клетки: несмотря на малые размеры, они имеют большую поверхность, на которой располагаются биологические катализаторы (ферменты) и осуществляются различные биохимические реакции.

Митохондрии — энергетические центры клетки. Это очень мелкие, но хорошо видимые в световом микроскопе тельца   (длина   0,2-7,0 мкм). Они   находятся в цитоплазме и значительно   варьируют по форме и числу в     разных    клетках. Жидкое  содержимое митохондрий заключено в две трехслойные оболочки, каждая из которых имеет такое же строение, как  и наружная мембрана клетки.      Внутренняя оболочка митохондрии образует многочисленные впячивания и неполные     перегородки внутри тела митохондрии. Эти впячивания  называются кристами.    Благодаря им при малом объеме достигается       резкое увеличение   поверхностей, на которых осуществляются     биохимические   реакции   и среди них прежде всего   реакции   накопления   и   освобождения энергии при помощи ферментативного превращения аденозиндифосфорной кислоты в аденозинтрифосфорную кислоту и наоборот.

Эндоплазматическая сеть представляет собой многократно разветвленные впячивания наружной мембраны клетки. Мембраны эндоплазматической сети обычно расположены попарно, а между ними образуются канальцы, которые могут расширяться в более значительные полости, заполненные продуктами биосинтеза. Вокруг ядра мембраны, слагающие эндоплазматическую сеть, непосредственно переходят в наружную мембрану ядра. Таким образом, эндоплазматическая сеть связывает воедино все части клетки. В световом микроскопе, при осмотре строения клетки, эндоплазматическая сеть не видна.

В строении клетки различают шероховатую и гладкую эндоплазматическую сеть. Шероховатая эндоплазматическая сеть густо окружена рибосомами, где происходит синтез белков. Гладкая эндоплазматическая сеть лишена рибосом и в ней осуществляются синтез жиров и углеводов. По канальцам эндоплазматической сети осуществляется внутриклеточный обмен веществами, синтезируемыми в различных частях клетки, а также обмен между клетками. Вместе с тем эндоплазматическая сеть как более плотное структурное образование выполняет функцию остова клетки, придавая ее форме определенную устойчивость.

Рибосомы находятся как в цитоплазме клетки, так и в ее ядре. Это мельчайшие зернышки диаметром около 15-20 им, что делает их невидимыми в световом микроскопе. В цитоплазме основная масса рибосом сосредоточена на поверхности канальцев шероховатой эндоплазматической сети. Функция рибосом заключается в самом ответственном для жизнедеятельности клетки и организма в целом процессе — в синтезе белков.

Комплекс   Гольджи сначала был найден только в животных клетках. Однако в последнее время и в растительных клетках обнаружены аналогичные структуры.  Строение структуры комплекса Гольджи близка к структурным образованиям эндоплазматической сети: это различной формы канальцы, полости и пузырьки, образованные трехслойными мембранами. Помимо того, в комплекс Гольджи входят довольно крупные вакуоли. В них накапливаются некоторые продукты синтеза, в первую очередь ферменты и гормоны. В определенные периоды жизнедеятельности клетки эти зарезервированные вещества могут быть выведены из данной клетки через эндоплазматическую сеть и вовлечены в обменные процессы организма в целом.

Клеточный центр — образование, до сих пор описанное только в клетках животных и низших растений. Он состоит из двух центриолей, строение каждой из которых представляет собой цилиндрик размером до 1 мкм. Центриоли играют важную роль в митотическом делении клеток. Кроме описанных постоянных структурных образований, в цитоплазме различных клеток периодически появляются те или иные включения. Это капельки жира, крахмальные зерна, кристаллики белков особой формы (алейроновые зерна) и др. В большом количестве такие включения встречаются в клетках запасающих тканей. Однако и в клетках других тканей такие включения могут существовать как временный резерв питательных веществ.

Ядро, как и цитоплазма с наружной мембраной, — обязательный компонент подавляющего большинства клеток. Лишь у некоторых бактерий, при рассмотрении строения их клеток, не удалось выявить структурно оформленного ядра, но в их клетках обнаружены все химические вещества, присущие ядрам других организмов. Нет ядер в некоторых специализированных клетках, потерявших способность делиться (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки флоэмы растения). С другой стороны, существуют многоядерные клетки. Ядро играет очень важную роль в синтезе белков-ферментов, в передаче наследственной информации из поколения в поколение, в процессах индивидуального развития организма.

Ядро неделящейся клетки имеет ядерную оболочку. Она состоит из двух трехслойных мембран. Наружная мембрана связана через эндоплазматическуго сеть с клеточной мембраной. Через всю эту систему осуществляется постоянный обмен веществами между цитоплазмой, ядром и средой, окружающей клетку. Кроме того, в оболочке ядра есть поры, через которые также осуществляется связь ядра с цитоплазмой. Внутри ядро заполнено ядерным соком, в котором находятся глыбки хроматина, ядрышко и рибосомы. Хроматин образован белком и ДНК. Это тот материальный субстрат, который перед делением клетки оформляется в хромосомы, видимые в световом микроскопе.

Хромосомы — постоянные по числу и форме образования, одинаковые для всех организмов данного вида. Перечисленные выше функции ядра в первую очередь связаны с хромосомами, а точнее — с ДНК, входящей в их состав.

Ядрышко в количестве одного или нескольких присутствует в ядре неделящейся клетки и хорошо видно в световом микросколе. В момент деления клетки оно исчезает. В самое последнее время выяснена огромная роль ядрышка: в нем формируются рибосомы, которые затем из ядра поступают в цитоплазму и там осуществляют синтез белков.

Все сказанное в равной мере относится и к клеткам животных, и к клеткам растений. В связи со спецификой обмена веществ, роста и развития растении и животных в строении клеток тех и других имеются дополнительные структурные особенности, отличающие растительные клетки от клеток животных.

Клеткам животных, кроме перечисленных составных частей, в строении клетки, присущи особые образования — лизосомы. Это ультрамикроскопические пузырьки в цитоплазме, наполненные жидкими пищеварительными ферментами. Лизосомы осуществляют функцию расщепления веществ пищи на более простые химические вещества. Есть отдельные указания, что лизосомы встречаются и в растительных клетках.

Самые характерные структурные элементы растительных клеток (кроме тех общих, которые присущи всем клеткам) — пластиды. Они существуют в трех формах: зеленые хлоропласты, красно-оранжево-желтыехромопласты и бесцветные лейкопласты. Лейкопласты при определенных условиях могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубня картофеля), а хлоропласты в свою очередь могут становиться хромопластами (осеннее пожелтение листьев).

Хлоропласты представляют собой «фабрику» первичного   синтеза   органических веществ из неорганических   за счет солнечной энергии. Это небольшие тельца довольно разнообразной формы, всегда зеленого цвета благодаря присутствию хлорофилла.  Строение хлоропластов в клетке: имеют внутреннюю структуру, которая обеспечивает максимальное развитие   свободных   поверхностей. Эти поверхности создаются многочисленными тонкими пластинками,   скопления   которых находятся  внутри  хлоропласта.

С поверхности хлоропласт, как и другие структурные элементы цитоплазмы, покрыт двойной мембраной. Каждая из них в свою очередь трехслойна, как и наружная мембрана клетки.

Хромопласты по своей природе близки к хлоропластам, но содержат желтые, оранжевые и другие близкие к хлорофиллу пигменты, которые обусловливают окраску плодов и цветков у растений.

В отличие от животных растения растут в течение всей жизни. Это происходит как за счет увеличения числа клеток путем деления, так и за счет увеличения размеров самих клеток. При этом большая часть строения тела клетки оказывается занятой вакуолями. Вакуоли представляют собой расширившиеся просветы канальцев в эндоплазматической сети, наполненные клеточным соком.

Строение оболочки растительных клеток, кроме наружной мембраны, состоят дополнительно из клетчатки (целлюлозы), которая образует толстую целлюлозную стенку на периферии наружной мембраны. У специализированных клеток эти стенки часто приобретают специфические структурные усложнения.

jbio.ru

• 
  Какое растение не цветет
• 
  Крапива что за растение
• 
  Особенности растений и животных
• 
  Особенности животных и растений
• 
  Уход за растениями фото
• 
  Что такое злаковые растения
• 
  Уроки на тему растения
• 
  Растение бергамот что это
• 
  Редкое животное или растение
• 
  Растения и животные презентация
• 
  Презентация животные и растения