Строение растительной клетки. Растение клетка

Основное отличие животной клетки от растительной: таблица + подробное описание

Многие ключевые различия между растениями и животными берут начало в структурных различиях на клеточном уровне. У одних есть некоторые детали, которые есть у других, и наоборот. Прежде, чем мы найдем главное отличие животной клетки от растительной (таблица далее в статье), давайте выясним, что они имеют общего, а затем исследуем то, что делает их разными.

Животные и растения

Вы, сгорбившись в кресле, читаете эту статью? Старайтесь сидеть прямо, вытяните руки к небу и потянитесь. Чувствуете себя хорошо, верно? Нравится вам это или нет, но вы – животное. Ваши клетки – это мягкие сгустки цитоплазмы, но вы можете использовать ваши мышцы и кости, чтобы стоять на ногах и передвигаться. Геторотрофы, как и все животные, должны получать питание из других источников. Если вы чувствуете голод или жажду, вам нужно просто встать и дойти до холодильника.

Теперь подумайте о растениях. Представьте себе высокий дуб или крохотные травинки. Они стоят в вертикальном положении, не имея мышц или костей, но они не могут позволить себе ходить куда-то, чтобы получить еду и питье. Растения, автотрофы, создают свои собственные продукты, используя энергию Солнца. Отличие животной клетки от растительной в таблице №1 (смотри далее) очевидно, но есть также и много общего.

Общая характеристика

Растительная и животная клетки являются эукариотическими, а это уже большое сходство. Они имеют мембранно-связанное ядро, которое содержит генетический материал (ДНК). Полупроницаемая плазматическая мембрана окружает оба типа ячеек. Их цитоплазма содержит многие из тех же частей и органелл, в том числе рибосомы, комплексы Гольджи, эндоплазматический ретикулум, митохондрии и пероксисомы и другие. В то время как растительные и животные клетки являются эукариотическими и имеют много общего, они также отличаются по нескольким параметрам.

Особенности растительных клеток

Теперь давайте рассмотрим особенности клеток растений. Как большинство из них могут стоять вертикально? Эта способность имеется благодаря клеточной стенке, которая окружает оболочки всех растительных клеток, обеспечивает поддержку и жесткость и часто дает им прямоугольный или даже шестиугольной внешний вид при наблюдении в микроскоп. Все эти структурные единицы имеют жесткую правильную форму и содержат много хлоропластов. Стенки могут быть толщиной в несколько микрометров. Их состав варьируется в зависимости от групп растений, но они обычно состоят из волокон углеводной целлюлозы, погруженных в матрицу из белков и прочих углеводов.

Клеточные стенки помогают сохранить прочность. Давление, создаваемое поглощением воды, способствует их жесткости и дает возможность для вертикального роста. Растения не способны передвигаться с места на место, поэтому они нуждаются в том, чтобы делать свои собственные продукты питания. Органелла, называемая хлоропластом, отвечает за фотосинтез. Растительные клетки могут содержать несколько таких органелл, иногда сотни.

Хлоропласты окружены двойной мембраной и содержат стеки мембраносвязанных дисков, в которых специальными пигментами поглощается солнечный свет, и эта энергия используется для питания растения. Одной из самых известных структур является крупная центральная вакуоль. Эта органелла занимает большую часть объема и окружена мембраной, называемой тонопласт. В ней хранится вода, а также ионы калия и хлорида. По мере того, как клетка растет, вакуоль поглощает воду и помогает удлинить ячейки.

Отличия животной клетки от растительной (таблица №1)

Растительные и животные структурные единицы имеют некоторые отличия и сходства. Например, у первых нет клеточной стенки и хлоропластов, они круглые и неправильной формы, в то время как растительные имеют фиксированную прямоугольную форму. И те и те являются эукариотическими, поэтому они имеют ряд общих особенностей, таких как наличие мембраны и органелл (ядро, митохондрии и эндоплазматический ретикулум). Итак, рассмотрим сходства и отличия между растительной и животной клетки в таблице №1:

Животные против растений

Какой позволяет сделать таблица «Отличие животной клетки от растительной» вывод? Обе являются эукариотическими. Они имеют настоящие ядра, где находится ДНК и отделены от других структур ядерной мембраной. Оба типа имеют сходные процессы по воспроизводству, включая митоз и мейоз. Животные и растения нуждаются в энергии, они должны расти и поддерживать нормальную клеточную функцию в процессе дыхания.

И там и там есть структуры, известные как органеллы, которые являются специализированными для выполнения функций, необходимых для нормального функционирования. Представленные отличия животной клетки от растительной в таблице №1 дополняются некоторыми общими чертами. Оказывается, они имеют много общего. И те и те имеют некоторые из тех же компонентов, в том числе ядра, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум, рибосомы, митохондрии и так далее.

В чем отличие растительной клетки от животной?

В таблице №1 сходства и отличия представлены достаточно кратко. Рассмотрим эти и другие моменты более подробно.

• Размер. Животные клетки обычно имеют меньшие размеры, чем клетки растений. Первые составляют от 10 до 30 микрометров в длину, в то время как растительные клетки имеют диапазон длины от 10 до 100 микрометров.
• Форма. Животные клетки бывают различных размеров и, как правило, имеют круглую или неправильную форму. Растительные больше похожи по размеру и, как правило, имеют прямоугольную или кубическую форму.
• Хранение энергии. Животные клетки запасают энергию в виде сложных углеводов (гликогена). Растительные запасают энергию в виде крахмала.
• Дифференцировка. В клетках животных только стволовые клетки способны переходить в другие типы клеток. Большинство видов растительной клетки не способно к дифференциации.
• Рост. Животные клетки увеличиваются в размерах за счет числа клеток. Растительные же поглощают больше воды в центральной вакуоли.
• Центриоли. Клетки животных содержат цилиндрические структуры, которые организуют сборку микротрубочек во время деления клетки. Растительные, как правило, не содержат центриолей.
• Реснички. Они встречаются в клетках животных, но не являются обычным явлением в растительных клетках.
• Лизосомы. Эти органеллы содержат ферменты, которые переваривают макромолекулы. Клетки растений редко содержат лизосомы, эту функцию выполняет вакуоль.
• Пластиды. Животные клетки не имеют пластид. Клетки растений содержат пластиды, такие как хлоропласты, которые необходимы для фотосинтеза.
• Вакуоль. Животные клетки могут иметь много мелких вакуолей. Растительные клетки имеют большую центральную вакуоль, которая может занимать до 90% объема клетки.

Структурно растительные и животные клетки очень похожи, они содержат мембраносвязанные органеллы, такие как ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы и пероксисомы. Оба также содержат аналогичные мембраны, цитозоль и цитоскелетные элементы. Функции этих органелл также очень похожи. Однако то небольшое отличие растительной клетки от животной (таблица №1), которое существуют между ними, является весьма существенным и отражает разницу в функциях каждой клетки.

Итак, мы провели сравнение растительной и животной клеток, выяснив, в чем их сходство и отличия. Общими являются план строения, химические процессы и состав, деление и генетический код.

В то же время эти мельчайшие единицы принципиально отличаются способом питания.

fb.ru

Растительная Клетка - Всё для чайников

Растительная Клетка

Документальные учебные фильмы. Серия «Биология».

 Познакомьтесь со строением растительной клетки под микроскопом, рассмотрев препарат кожицы чешуи лука. Для этого с луковицы репчатого лука снимите наружные сухие чешуи. Затем с поверхности белой мясистой чешуи иглой отделите маленький кусочек тончайшей прозрачной кожицы. Пипеткой или стеклянной палочкой нанесите на предметное стекло одну-две капли чистой воды и опустите в воду кусочек снятой кожицы. Чтобы кожица легла ровно, ее надо аккуратно расправить в капле воды кончиком иглы. В воду добавьте каплю раствора йода: закройте кожицу тонким покровным стеклом. Препарат готов, и его можно поместить на предметный столик микроскопа и рассматривать.

Приготовление препарата кожицы чешуи лука.                                                  Строение клеток кожицы чешуи лука.

 Под микроскопом видны продолговатые клетки кожицы чешуи лука, плотно прилегающие одна к другой . Каждая клетка имеет плотную прозрачную оболочку, в которой местами видны более тонкие участки - поры. Под оболочкой находится живое бесцветное вязкое вещество — цитоплазма. Цитоплазма медленно движется. При сильном нагревании и замораживании она разрушается, и тогда клетка погибает. В цитоплазме находится небольшое плотное тельце — ядро, в котором можно различить ядрышко. С помощью электронных микроскопов было установлено, что ядро клетки имеет очень сложное строение. Почти во всех клетках, особенно в старых, хорошо заметны полости — вакуоли. Они заполнены клеточным соком. Клеточный сок - это вода с растворенными в ней сахарами и другими органическими и неорганическими веществами. В клеточном соке могут содержаться красящие вещества, придающие синюю, фиолетовую, малиновую окраску лепесткам и другим органам растений. Клеточного сока часто бывает так много, что цитоплазма оттесняется к оболочке, а всю центральную часть клетки занимает одна большая вакуоль. Клеточного сока много в клетках спелых плодов и сочных, мясистых органов растений. Разрезая спелый плод или другую сочную часть растения, мы повреждаем клетки, и из их вакуолей вытекает сок. В цитоплазме растительной клетки находятся многочисленные мелкие тельца — пластиды. При большом увеличении пластиды хорошо различимы. В клетках разных органов растений число их различно. У цветковых растений пластиды бывают зеленые, желтые или оранжевые и бесцветные. В клетках кожицы чешуи лука пластиды бесцветные. От цвета пластид и от красящих веществ, содержащихся в клеточном соке, зависит окраска тех или иных частей растений. Зеленые пластиды называют хлоропластами. Окраска, форма и размеры клеток разных органов растений очень разнообразны.  

 Если рассмотреть под микроскопом лист водного растения элодеи, которое часто разводят в аквариумах, в клетках листа можно увидеть движение цитоплазмы. Это движение постоянно, но его иногда трудно обнаружить. Цитоплазма в каждой из клеток оттеснена вакуолью к оболочке. Зеленые пластиды плавно перемещаются вместе с цитоплазмой в одном направлении вдоль клеточной оболочки. По их перемещению мы и судим о движении цитоплазмы. Движение цитоплазмы хорошо заметно и в клетках волосков традесканции, расположенных на тычиночных нитях. Но в этом случае о движении цитоплазмы мы судим по перемещению не зеленых пластид, а зернистых включений. Движение цитоплазмы способствует перемещению в клетках питательных веществ и растворенного в ней воздуха. Цитоплазма одной живой клетки обычно не изолирована от цитоплазмы других живых клеток, расположенных рядом. Нити цитоплазмы соединяют соседние клетки, проходя через клеточные оболочки.

 Все органы растений состоят из клеток. Следовательно, растение имеет клеточное строение, и каждая клетка — это микроскопически малая составная часть растения.  Клетки прилегают одна к другой и соединены особым межклеточным веществом, которое находится между оболочками соседних клеток. Если все межклеточное вещество разрушается, клетки разъединяются. Так бывает в мякоти рассыпчатого яблока, в спелых арбузах и помидорах. Вареный картофель становится рассыпчатым, оттого что межклеточное вещество при варке разрушается и клетки разъединяются. Нередко живые растущие клетки всех органов растения несколько округляются. При этом их оболочки местами отходят друг от друга; в этих участках межклеточное вещество разрушается. Возникают межклетники, заполненные воздухом. Сеть межклетников соединяется с воздухом, окружающим растение, через особые межклетники, расположенные на поверхности органов. Каждая живая клетка дышит, питается и в течение определенного времени растет. Вещества, необходимые для питания и дыхания клетки, поступают в нее из других клеток и из межклетников, а все растение получает их из воздуха и почвы. Сквозь клеточную оболочку проходят в виде растворов почти все вещества, необходимые для жизни клетки.

 В некоторых участках органов растений клетки часто делятся, благодаря чему число клеток увеличивается. Делению клетки предшествует деление ее ядра. Перед делением клетки ядро увеличивается и в нем становятся хорошо заметны хромосомы — тельца обычно цилиндрической формы, которые передают наследственные признаки от клетки к клетке.

 Хромосомы делящейся растительной клетки.

 Нужно запомнить главное: деление клетки начинается с деления ядра и каждое из ядер двух образовавшихся клеток содержит то же самое число хромосом, что и ядро исходной клетки. Все живое содержимое клетки также равномерно распределяется между двумя новыми клетками. Молодые клетки, в отличие от старых, не способных делиться, содержат много мелких вакуолей. Ядро молодой клетки располагается в центре. В старой клетке обычно имеется одна большая вакуоль, а цитоплазма, в которой находится ядро, прилегает к клеточной оболочке. В некоторых участках органов растений клетки делятся часто; молодые, недавно возникшие клетки увеличиваются и снова делятся. Так в результате деления и роста клеток растут все органы растения. Деление ядра в клетке кончика корня лука.

forkettle.ru

Строение растительной клетки

Растительная клетка состоит из более или менее жесткой клеточной оболочки и протопласта. Клеточная оболочка – это клеточная стенка и цитоплазматическая мембрана. Термин протопласт происходит от слова протоплазма, которое долгое время использовалось для обозначения всего живого. Протопласт – это протоплазма индивидуальной клетки.

Протопласт состоит из цитоплазмы и ядра. В цитоплазме находятся органеллы (рибосомы, микротрубочки, пластиды, митохондрии) и мембранные системы (эндоплазматический ретикулум, диктиосомы). Цитоплазма включает в себя еще цитоплазматический матрикс ( основное вещество ) в которое погружены органеллы и мембранные системы. От клеточной стенки цитоплазма отделена плазматической мембраной, которая представляет собой элементарную мембрану. В отличие от большинства животных клеток растительные клетки содержат одну или несколько вакуолей. Это пузырьки, заполненные жидкостью и окруженные элементарной мембраной ( тонопластом).

Строение растительной клетки

В живой растительной клетке основное вещество находится в постоянном движении. В движение, называемое током цитоплазмы или циклозом, вовлекается органеллы. Циклоз облегчает передвижение веществ в клетке и обмен ими между клеткой и окружающей средой.

Плазматическая мембрана. Представляет собой бислойную фосфолипидную структуру. Для растительных клеток свойственны впячивания плазматической мембраны.

Плазматическая мембрана выполняет следующие функции:

-участвует в обмене веществ между клеткой и окружающей средой;

-координирует синтез и сборку целлюлозных микрофибрилл клеточной стенки;

-передает гормональные и внешние сигналы, контролирующие рост и дифференцировку клеток.

Ядро. Это наиболее заметная структура в цитоплазме эукариотической клетки. Ядро выполняет две важные функции:

-контролирует жизнедеятельность клетки, определяя, какие белки, и в какое время должны синтезироваться;

-хранит генетическую информацию и передает её дочерним клеткам в процессе клеточного деления.

Ядро эукариотической клетки окружено двумя элементарными мембранами, образующие ядерную оболочку. Она пронизана многочисленными порами диаметром от 30 до 100 нм, видимыми только в электронный микроскоп. Поры имеют сложную структуру. Наружная мембрана ядерной оболочки в некоторых местах объединяется с эндоплазматическим ретикулумом. Ядерную оболочку можно рассматривать как специализированную, локально дифференцированную часть эндоплазматического ретикулума (ЭР).

В окрашенном специальными красителями ядре можно различить тонкие нити и глыбки хроматина и нуклеоплазму (основное вещество ядра). Хроматин состоит из ДНК, связанной со специальными белками – гистонами. В процессе клеточного деления хроматин все более уплотняется и собирается в хромосомы. В ДНК закодирована генетическая информация.

Организмы различаются по числу хромосом в соматических клетках. Например, капуста имеет – 20 хромосом; подсолнечник – 34; пшеница – 42; человек – 46, а один из видов папоротника Ophioglossum – 1250. Половые клетки (гаметы) имеют только половину количества хромосом, характерных для соматических клеток организма. Число хромосом в гаметах называют гаплоидным (одинарным), в соматических клетках – диплоидным (двойным). Клетки, имеющие более двух наборов хромосом, называются полиплоидными.

Под световым микроскопом можно рассмотреть сферические структуры – ядрышки. В каждом ядре имеется одно или несколько ядрышек, которые заметны в неделящихся ядрах. В ядрышках синтезируются рибосомные РНК. Обычно в ядрах диплоидных организмов имеется два ядрышка по одному для каждого гаплоидного набора хромосом. Ядрышки не имеют собственной мембраны. Биохимически ядрышки характеризуются высокой концентрацией РНК, которая здесь связана с фосфопротеидами. Размер ядрышек зависит от функционального состояния клетки. замечено, что у быстро растущей клетки, в которой идут интенсивные процессы синтеза белка, ядрышки увеличиваются в размерах. В ядрышках продуцируются иРНК и рибосомы, выполняющие синтетическую функцию только в ядре.

Нуклеоплазма (кариоплазма) представлена гомогенной жидкостью, в которой растворены различные белки, в том числе и ферменты.

Митохондрии. Как и хлоропласты, митохондрии окружены двумя элементарными мембранами. Внутренняя мембрана образует множество складок и выступов – крист, которые значительно увеличивают внутреннюю поверхность митохондрии. Они значительно меньше, чем пластиды, имеют около 0,5 мкм в диаметре и разнообразны по длине и форме.

В митохондриях осуществляется процесс дыхания, в результате которого органические молекулы расщепляются с высвобождением энергии и передачей её молекулам АТФ, основного резерва энергии всех эукариотических клеток. Большинство растительных клеток содержит сотни и тысячи митохондрий. Их число в одной клетке определяется потребностью клетки в АТФ. Митохондрии находятся в постоянном движении, перемещаясь из одной части клетки в другую, сливаясь друг с другом делятся. Митохондрии обычно собираются там, где нужна энергия. Если плазматическая мембрана активно переносит вещества из клетки в клетку, то митохондрии располагаются вдоль поверхности мембраны. У подвижных одноклеточных водорослей митохондрии скапливаются у оснований жгутиков, поставляя энергию, необходимую для их движения.

Митохондрии, как и пластиды, являются полуавтономными органеллами, содержащими компонентами, необходимые для синтеза собственных белков. Внутренняя мембрана окружает жидкий матрикс, в котором находятся белки, РНК, ДНК, рибосомы, сходные с бактериальными и различные растворенные вещества. ДНК существует в виде кольцевых молекул, располагающихся в одном или нескольких нуклеоидах.

На основании сходства бактерий с митохондриями и хлоропластами эукариотических клеток можно предположить, что митохондрии и хлоропласты произошли от бактерий, которые нашли «убежище» в более крупных гетеротрофных клетках - предшественниках эукариот.

Микротельца. В отличие от пластид и митохондрий, которые отграничены двумя мембранами, микротельца представляют собой сферические органеллы, окруженные одной мембраной. Микротельца имеют гранулярное (зернистое) содержимое, иногда в них встречаются и кристаллические белковые включения. Микротельца связаны с одним или двумя участками эндоплазматического ретикулума.

Некоторые микротельца, называемые проксисомами, играют важную роль в метаболизме гликолевой кислоты, имеющем непосредственное отношение к фотодыханию. В зеленых листьях они связаны с митохондриями и хлоропластами. Другие микротельца, называемые, глиоксисомами, содержат ферменты, необходимые для превращения жиров в углеводы. Это происходит во многих семенах во время прорастания.

Вакуоли – это отграниченные мембраной участки клетки, заполненные жидкостью – клеточным соком. Они окружены тонопластом (вакуолярной мембраной).

Молодая растительная клетка содержит многочисленные мелкие вакуоли, которые по мере старения клетки сливаются в одну большую. В зрелой клетке вакуолью может быть занято до 90% её объема. При этом цитоплазма прижата в виде тонкого периферического слоя к клеточной оболочке. Увеличение размера клетки в основном происходит за счет роста вакуоли. В результате этого возникает тургорное давление и поддерживается упругость ткани. В этом заключается одна из основных функций вакуоли и тонопласта.

Основной компонент сока – вода, остальные варьируют в зависимости от типа растения и его физиологического состояния. Вакуоли содержат соли, сахара, реже белки. Тонопласт играет активную роль в транспорте и накоплении в вакуоли некоторых ионов. Концентрация ионов в клеточном соке может значительно превышать ее концентрацию в окружающей среде. При высоком содержании некоторых веществ в вакуолях образуются кристаллы. Чаще всего встречаются кристаллы оксалата кальция, имеющие различную форму.

Вакуоли – места накопления продуктов обмена веществ (метаболизма). Это могут быть белки, кислоты и даже ядовитые для человека вещества (алкалоиды). Часто откладываются пигменты. Голубой, фиолетовый, пурпурный, темно-красный, пунцовый придают растительным клеткам пигменты из группы антоцианов. В отличие от других пигментов они хорошо растворяются в воде и содержатся в клеточном соке. Они определяют красную и голубую окраску многих овощей (редис, турнепс, капуста), фруктов (виноград, сливы, вишни), цветов (васильки, герани, дельфиниумы, розы, пионы). Иногда эти пигменты маскируют в листьях хлорофилл, например, у декоративного красного клена. Антоцианы окрашивают осенние листья в ярко-красный цвет. Они образуются в холодную солнечную погоду, когда в листьях прекращается синтез хлорофилла. В листьях, когда антоцианы не образуются, после разрушения хлорофилла заметными становятся желто-оранжевые каротиноиды хлоропластов. Наиболее ярко окрашены листья холодной ясной осенью.

Вакуоли участвуют в разрушении макромолекул, в круговороте их компонентов в клетке. Рибосомы, митохондрии, пластиды, попадая в вакуоли, разрушаются. По этой переваривающей активности их можно сравнить с лизосомами – органеллами животных клеток.

Вакуоли образуются из эндоплазматической сети (ретикулума)

Рибосомы. Маленькие частицы (17 – 23нм), состоящие примерно из равного количества белка и РНК. В рибосомах аминокислоты соединяются с образованием белков. Их больше в клетках с активным обменом веществ. Рибосомы располагаются в цитоплазме клетки свободно или же прикрепляются к эндоплазматическому ретикулуму (80S). Их обнаруживают и в ядре (80S), митохондриях (70S), пластидах (70S).

Рибосомы могут образовывать комплекс, на которых происходит одновременный синтез одинаковых полипептидов, информация о которых снимается с одной молекулы и РНК. Такой комплекс называется полирибосомами (полисомами). Клетки, синтезирующие белки в больших количествах, имеют обширную систему полисом, которые часто прикрепляются к наружной поверхности оболочки ядра.

Эндоплазматический ретикулум. Это сложная трехмерная мембранная система неопределенной протяженности. В разрезе ЭР выглядит как две элементарные мембраны с узким прозрачным пространством между ними. Форма и протяженность ЭР зависят от типа клетки, ее метаболической активности и стадии дифференцировки. В клетках, секретирующих или запасающих белки, ЭР имеет форму плоских мешочков или цистерн, с многочисленными рибосомами, связанными с его внешней поверхностью. Такой ретикулум называется шероховатым эндоплазматическим ретикулумом. Гладкий ЭР обычно имеет трубчатую форму. Шероховатый и гладкий эндоплазматические ретикулумы могут присутствовать в одной и той же клетке. Как правило, между ними имеются много численные связи.

Эндоплазматический ретикулум функционирует как коммуникационная система клетки. Он связан с внешней оболочкой ядра. Фактически эти две структуры образуют единую мембранную систему. Когда ядерная оболочка во время деления клетки разрывается, ее обрывки напоминают фрагменты ЭР. Эндоплазматический ретикулум – это система транспортировки веществ: белков, липидов, углеводов, в разные части клетки. эндоплазматические ретикулумы соседних клеток соединяются через цитоплазматические тяжи – плазмодесмы – которые проходят сквозь клеточные оболочки.

Эндоплазматический ретикулум – основное место синтеза клеточных мембран. В некоторых растительных клетках здесь образуются мембраны вакуолей и микротелец, цистерны диктиосом.

Микротрубочки обнаружены практически во всех эукариотических клетках. Представляют собой цилиндрические структуры диаметром около 24 нм. Длина их варьирует. Каждая трубочка состоит из субъединиц белка, называемого тубулином. Субъединицы образуют 13 продольных нитей, окружающих центральную полость. Микротрубочки – это динамические структуры, они регулярно разрушаются и образуются на определенных стадиях клеточного цикла. Их сборка происходит в особых местах, которые называются центрами организации микротрубочек. В растительных клетках они имеют слабовыраженную аморфную структуру.

Функции микротрубочек: участвуют в образовании клеточной оболочки; направляют пузырьки диктиосом к формирующейся оболочке, подобно нитям веретена, которые образуются в делящейся клетке; играют определенную роль в формировании клеточной пластинки (первоначальной границы между дочерними клетками). Кроме того, микротрубочки – важный компонент жгутиков и ресничек, в движении которых, играют немаловажную роль.

Микрофиламенты, подобно микротрубочкам, найдены практически во всех эукариотических клетках. Представляют собой длинные нити толщиной 5 – 7 нм, состоящие из сократительного белка актина. Пучки микрофиламентов встречаются во многих клетках высших растений. По-видимому, играют важную роль в токах цитоплазмы. Микрофиламенты вместе с микротрубочками образуют гибкую сеть, называемую цитоскелетом.

Основное вещество довольно долго считали гомогенным (однородный) богатым белком раствором с малым количеством структур или вообще бесструктурным. Однако в настоящее время, используя высоковольтный электронный микроскоп, было установлено, что основное вещество представляет трехмерную решетку, построенную из тонких (диаметром 3 – 6 нм) тяжей, заполняющих всю клетку. Другие компоненты цитоплазмы, включая микротрубочки и микрофиламенты, подвешены к этой микротрабекулярной решетке.

Микротрабекулярная структура представляет собой решетку из белковых тяжей, пространство между которыми заполнено водой. Вместе с водой решетка имеет консистенцию геля, гель имеет вид студенистых тел.

К микротрабекулярной решетке прикреплены органеллы. Решетка осуществляет связь между отдельными частями клетки и направляет внутриклеточный транспорт.

Липидные капли – структуры сферической формы, придающие гранулярность цитоплазме растительной клетки под световым микроскопом. На электронных микрофотографиях они выглядят аморфными. Очень похожие, но более мелкие капли встречаются в пластидах.

Липидные капли, принимая за органеллы, называли их сферосомами и считали, что они окружены одно- или двуслойной мембраной. Однако последние данные показывают, что у липидных капель мембран нет, но они могут быть покрыты белком.

Эргастические вещества – это «пассивные продукты» протопласта: запасные вещества или отходы. Они могут появляться и исчезать в разные периоды клеточного цикла. Кроме зерен крахмала, кристаллов, антоциановых пигментов и липидных капель. К ним относятся смолы, камеди, танины и белковые вещества. Эргастические вещества входят в состав клеточной оболочки, основного вещества цитоплазмы и органелл, в том числе вакуолей.

Жгутики и реснички – это тонкие, похожие на волоски структуры, которые отходят от поверхности многих эукариотических клеток. Имеют постоянный диаметр, но длина колеблется от 2 до 150 мкм. Условно более длинные и немногочисленные из них называют жгутиками, а более короткие и многочисленные - ресничками. Четких различий между этими двумя типами структур не существует, поэтому для обозначения обоих используют термин жгутик.

У некоторых водорослей и грибов жгутики являются локомоторными органами, с помощью которых они передвигаются в воде. У растений (например, мхов, печеночников, папоротников, некоторых голосеменных) только половые клетки (гаметы) имеют жгутики.

Каждый жгутик имеет определенную организацию. Наружное кольцо из 9 пар микротрубочек окружает две дополнительные микротрубочки, расположенные в центре жгутика. Содержащие ферменты «ручки» отходят от одной микротрубочки каждой из наружных пар. Это основная схема организации 9 + 2 обнаружена во всех жгутиках эукариотических организмов. Считают, что движение жгутиков основано на скольжении микротрубочек, при этом наружные пары микротрубочек движутся одна вдоль другой без сокращения. Скольжение пар микротрубочек относительно друг друга вызывает локальное изгибание жгутика.

Жгутики «вырастают» из цитоплазматических цилиндрических структур, называемых базальными тельцами, образующимися и базальную часть жгутика. Базальные тельца имеют внутреннее строение, напоминающее строение жгутика, за исключением того, что наружные трубочки собраны в тройки, а не в пары, а центральные трубочки отсутствуют.

Плазмодесмы. Это тонкие нити цитоплазмы, которые связывают между собой протопласты соседних клеток. Плазмодесмы либо проходят сквозь клеточную оболочку в любом месте, либо сосредоточены на первичных поровых полях или в мембранах между парами пор. Под электронным микроскопом плазмодесмы выглядят как узкие каналы, выстланные плазматической мембранной. По оси канала из одной клетки в другую тянется цилиндрическая трубочка меньшего размера – десмотрубочка, которая сообщается с эндоплазматическим ретикулумом обеих смежных клеток. Многие плазмодесмы формируются во время клеточного деления, когда трубчатый эндоплазматический ретикулум захватывается развивающейся клеточной пластинкой. Плазмодесмы могут образовываться и в оболочках неделящихся клеток. Эти структуры обеспечивают эффективный перенос некоторых веществ от клетки к клетке.

Деление клеток. У многоклеточных организмов деление клеток наряду с увеличением их размеров является способом роста всего организма. Новые клетки, образовавшиеся во время деления, сходны по структуре и функциям, как с родительской клеткой, так и между собой. Процесс деления у эукариот можно подразделить на две частично перекрывающиеся стадии: митоз и цитокинез.

Митоз – это образование из одного ядра двух дочерних ядер, морфологически и генетически эквивалентных друг другу. Цитокинез – это деление цитоплазматической части клетки с образованием дочерних клеток.

Клеточный цикл. Живая клетка проходи ряд последовательных событий, составляющих клеточный цикл. Продолжительность самого цикла варьирует в зависимости от типа клетки и внешних факторов, например от температуры или обеспеченности питательными веществами. Обычно цикл делится на интерфазу и четыре фазы митоза.

Интерфаза. Период между последовательными митотическими делениями.

Интерфазу делят на три периода, обозначаемые как G1, S, G2.

В период G1, который начинается после митоза. В этот период увеличивается количество цитоплазмы, включая различные органеллы. Кроме того, согласно современной гипотезе, в период G1 синтезируются вещества, которые либо стимулируют, либо ингибируют период S и остальную часть цикла, определяя, таким образом, процесс деления.

В период S следует за периодом G1, в это время происходит удвоение генетического материала (ДНК).

В период G2, который следует за S, формируются структуры, непосредственно участвующие в митозе, например, компоненты веретена.

Некоторые клетки проходит неограниченный ряд клеточных циклов. Это одноклеточные организмы и некоторые клетки зон активного роста (меристем). Некоторые специализированные клетки после созревания теряет способность к размножению. Третья группа клеток, например образующих раневую ткань (каллус), сохраняет способность делиться только в специальных условиях.

Митоз, или деление ядра. Это непрерывный процесс, подразделяемый на четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. В результате митоза генетический материал, удвоившийся в интерфазе, делится поровну между двумя дочерними ядрами.

Одним из самых ранних признаков перехода клетки к делению служит появление узкого, кольцеобразного пояска из микротрубочек непосредственно под плазматической мембраной. Это относительно плотный поясок окружает ядро в экваториальной плоскости будущего митотического веретена. Так как он проявляется перед профазой, его называют препрофазным пояском. Он исчезает после митотического веретена, задолго до появления в поздней телофазе клеточной пластинки, которая растет от центра к периферии и сливается с оболочкой материнской клетки в области, ранее занятой препрофазным пояском.

Профаза. В начале профазы хромосомы напоминают длинные нити, разбросанные внутри ядра. Затем, по мере того как нити укорачиваются и утолщаются, можно увидеть, что каждая хромосома состоит не из одной, а из двух переплетенных нитей, называемых хроматидами. В поздней профазе две укороченные спаренные хроматиды каждой хромосомы лежат рядом параллельно, соединённые узким участком, называемым центромерой. Она имеет определённое положение на каждой хромосоме и делит хромосому на два плеча различной длины.

Микротрубочки располагаются параллельно поверхности ядра вдоль оси веретена. Это само раннее проявление сборки митотического веретена.

К концу профазы ядрышко постепенно теряет чёткие очертания и наконец исчезает. Вскоре после этого распадается и ядерная оболочка.

Метафаза. В начале метафазы веретено, которое представляет трёхмерную структуру, наиболее широкую в средине и суживающуюся к полюсам, занимает место, прежде занятое ядром. Нити веретена – это пучки микротрубочек. Во время метафазы хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, располагаются так, что их центромеры лежат в экваториальной плоскости веретена. Своей центромерой каждая хромосома прикрепляется к нитям веретена. Однако, некоторые нити проходят от одного полюса к другому, не прикрепляясь к хромосомам.

Когда все хромосомы расположатся в экваториальной плоскости, метафаза завершится. Хромосомы готовы к делению.

Анафаза. Хроматиды каждой хромосомы расходятся. Теперь это дочерние хромосомы. Прежде всего, делится центромера, и две дочерние хромосомы увлекаются к противоположным полюсам. При этом центромеры движутся впереди, а плечи хромосом тянутся сзади. Нити веретена, прикрепленные к хромосомам, укорачиваются, способствуя расхождению хроматид и движению дочерних хромосом в противоположные стороны.

Телофаза. В телофазе завершается обособление двух идентичных групп хромосом, при этом вокруг каждой из них формируется ядерная мембрана. В этом активное участие принимает шероховатый ретикулум. Аппарат веретена исчезает. В ходе телофазы хромосомы теряют чёткость очертаний, вытягиваются, превращаясь снова в тонкие нити. Ядрышки восстанавливаются. Когда хромосомы становятся невидимыми, митоз завершается. Два дочерние ядра вступают в интерфазу. Они генетически эквивалентны друг другу и материнскому ядру. Это очень важно, так как генетическая программа, а вместе с ней и все признаки должны быть переданы дочерним организмам.

Продолжительность митоза варьирует у различных организмов и она зависит от типа ткани. Однако профаза самая длинная, а анафаза самая короткая. В клетках кончика корня продолжительность профазы составляет 1 – 2 ч; метафазы – 5 – 15 мин; анафазы – 2 – 10 мин; телофазы – 10 – 30 мин. Продолжительность интерфазы составляет от 12 до 30 ч.

Во многих эукариотических клетках центры организации микротрубочек, ответственные за формирование митотического веретена, связаны с центриолями.

biofile.ru

Растительная клетка

Для консервирования используют различные виды овощей, фруктов и ягод.

Все они обладают рядом свойств, характерных для сырья растительного происхождения. Вместе с тем имеются и существенные различия, зависящие от вида и сорта сырья, условий его выращивания, степени зрелости.

Растительная ткань состоит из клеток: паренхимных и прозенхимных.

Паренхимные клетки имеют округлую или многогранную форму. Размер таких клеток в любом сечении примерно одинаковый и большей частью колеблется от 10 до 60 мкм. Однако в клубнях и сочных плодах паренхимные клетки могут достигать и больших размеров — до 1 мм в сечении.

Прозенхимные клетки имеют удлиненную форму. Размеры их в поперечном сечении примерно такие же, как и паренхимных клеток, но длина иногда измеряется десятками миллиметров.

Ткань плодов и овощей состоит в основном из паренхимных клеток.

Прозенхимные клетки образуют преимущественно механические и проводящие ткани, свойственные стеблям растения.

Развившаяся клетка зрелых плодов состоит из тонкой эластичной оболочки, протопласта и вакуолей. В состав протопласта входят протоплазма, ядро и включения, к которым относятся пластиды, крахмальные зерна, растительные масла, а также кристаллы некоторых солей.

Оболочка клетки состоит из кристаллических частичек — мицелл — и имеет вид стекловидной прозрачной перепонки. Оболочка молодой клетки очень тонкая и образована целлюлозой. При дальнейшем развитии клетки оболочка увеличивается в размерах, в ней накапливаются протопектин, гемицеллюлозы, а иногда также кутин, суберин или лигнин. Нерастворимые в воде вещества, образующие оболочку, придают ей, а, следовательно, и клетке механическую прочность.

Кутин представляет собой воскообразное вещество, состоящее из смеси сложных эфиров высокомолекулярных одноатомных спиртов (например, октадецилового спирта — C18h47OH) и жирных кислот, в частности каприновой — Ch4(Ch3)8COOH. Кутином покрыты внешние клетки кожицы некоторых плодов (яблоки, сливы) и клубней (картофель). Эти клетки образуют так называемую кутикулу, которая защищает сырье от действия микроорганизмов, а также от испарения влаги. Кутин менее эластичен, чем целлюлоза, и откладывается в виде неровных извилистых слоев, не имеющих прочной связи с остальными компонентами оболочки клетки.

Суберин — это жироподобное вещество, являющееся продуктом полимеризации насыщенных и ненасыщенных оксикислот жирного ряда. Суберин образует опробковевшую ткань, что наблюдается главным образом на корнях и стеблях. На плодах пропитанные суберином клетки появляются при заживлении механически поврежденной ткани. Суберин не пропускает ни воды, ни газов, и поэтому опробковевшие со всех сторон клетки отмирают.

Лигнин состоит из ароматических соединений, являющихся производными одно-, двух — и трехатомных фенолов. Он заполняет пустоты между мицеллами целлюлозы, образующими сетчатую структуру, вызывая одревеснение ткани. При этом жизненные функции клеток практически не нарушаются. Лигнин не увеличивает механической прочности клеток, но повышает их стойкость против микроорганизмов. Образование лигнина наблюдается преимущественно в проводящих и механических тканях растений.

Протоплазма представляет собой прозрачную студенистую массу, которая в молодой клетке заполняет все находящееся под оболочкой пространство. По мере созревания количество протоплазмы в клетке уменьшается. Вместо нее появляются и развиваются вакуоли с клеточным соком. В зрелой клетке протоплазма содержится в виде тонкого слоя, прилегающего непосредственно к оболочке, а также плазменных тяжей (нитей), пересекающих клетку в разных направлениях.

Химический состав протоплазмы непостоянный. В среднем она содержит 80% воды. Из остальных веществ большую часть (65%) составляют белки, которые, связывая часть воды, образуют структуру протоплазмы. Вода, связанная белками, называется гидратационной. Остальная вода находится в протоплазме в свободном состоянии.

Помимо белков, протоплазма содержит и другие азотистые вещества, в частности аминокислоты (1,5% к количеству сухих веществ), а также углеводы (до 12%), жиры и липоиды (до 12%). Кроме того, в протоплазме находятся: циклический ненасыщенный алкоголь холестерин — С27h55ОН; жироподобный фосфатид лецитин, содержащий остатки глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и холина; соли органических кислот; фосфорная кислота. Большинство белков протоплазмы содержит фосфор.

По своей структуре протоплазма имеет зернистое строение и разделяется на три слоя: плазмолемму, мезоплазму и тонопласт. Плазмолеммой называется перепончатый наружный слой протоплазмы, примыкающий к оболочке клеток. Мезоплазма составляет основной центральный слой протоплазмы. Тонопласт — это внутренний слой протоплазмы, граничащий с вакуолями.

Протоплазма вместе с ядром и пластидами обеспечивает жизнедеятельность клетки и протекание таких процессов, как питание, рост и размножение клеток. В живой протоплазме непрерывно происходят процессы образования и разрушения химических веществ, в связи с чем живая ткань отличается изменчивостью.

Клеточное ядро располагается в протоплазме клеток и имеет важное значение для их размножения и развития. В частности, предполагают, что с ядром связано образование ферментов, играющих большую роль в жизнедеятельности тканей.

В паренхимных клетках ядро имеет шаровидную или эллипсовидную форму, а в прозенхимных — удлиненную. Иногда в клетке содержится несколько небольших ядер.

По химическому составу ядра сходны с протоплазмой, но отличаются большим содержанием нуклеопротеидов, а также органически связанного железа.

Пластиды представляют собой образования, находящиеся в протоплазме. Они имеют важное значение, так как богаты ферментами. Различают три вида пластид: хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

В растительной клетке может содержаться от 20 до 50 хлоропластов размером 4—6 мкм каждый. Находящиеся в хлоропластах хлорофилловые зерна округлой или многогранной формы придают им зеленую окраску. Хлорофилловые зерна расположены в хлоропластах неравномерно.

Помимо хлорофилла, в состав хлоропластов входит 58—75% воды, 10—20% белков, 7—15% липоидов, а также углеводы, минеральные и другие вещества. Хлорофилл в хлоропластах связан с белком химической или адсорбционной связью.

Хлоропласты играют важную роль в процессах фотосинтеза, при которых происходит новообразование органических веществ в растениях. В центре хлоропласта находится вакуоль, являющаяся местом, где синтезируется крахмал.

Хромопласты расположены в протоплазме клеток равномерно. Они содержат каротин и поэтому окрашены в оранжевый цвет. Хромопласты представляют собой пластинки, иглы или зерна неправильной формы. Их форма может служить признаком видового и сортового различия сырья.

Лейкопласты — это очень мелкие бесцветные пластиды шаровидной или продолговатой формы. Они содержатся главным образом в клубнях, корнях или семенах растений, концентрируясь возле клеточных ядер. Из лейкопластов у некоторых видов сырья (картофель) образуется крахмал, который является запасным питательным веществом растений.

В процессе созревания возможен переход одних видов пластид в другие. В частности, лейкопласты незрелых плодов могут превращаться в хлоропласты. Хлоропласта в свою очередь переходят в хромопласты.

Крахмальные зерна отлагаются в пластидах и имеют кристаллическое строение. Форма крахмальных зерен зависит от вида растений и от строения пластид. У бобовых культур крахмальные зерна имеют овальную форму.

Алейроновые зерна представляют собой запасные белковые вещества. Они имеют круглую форму и малые размеры. Особенно много алейроновых зерен откладывается в семенах бобовых культур, где они располагаются между крахмальными зернами. Алейроновыми зернами богаты также злаки.

Растительные масла служат запасным энергетическим материалом и откладываются главным образом в семенах растений.

Щавелевокислый кальций может отлагаться в растительной ткани в виде кристаллов различной формы. Иногда образуются скопления сросшихся кристаллов — так называемые друзы.

Вакуоли представляют собой полости, пространство которых ограничено слоем протоплазмы. В неразвитой клетке вакуоли отсутствуют. По мере созревания в клетке появляется большое количество мелких вакуолей, которые затем сливаются.

Вакуоли заполнены клеточным соком, представляющим собой водный раствор различных органических веществ: сахаров, белков, кислот и их солей, дубильных веществ, глюкозидов, водорастворимых витаминов. Клеточный сок плодов и овощей обладает большой пищевой ценностью. В зрелом сырье с развитыми клетками клеточного сока содержится больше, чем в недозрелом.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Смотрите также

• 
  Растения дудлинг
• 
  Растение вульфия
• 
  Растение бетоника
• 
  Растение барага
• 
  Дудлинг растения
• 
  Драп растение
• 
  Бодлея растение
• 
  Растение звездовка
• 
  Латания растение
• 
  Кабинетные растения
• 
  Растение альмера