Клеточный центр растительной клетки и животной: Клеточный центр – строение и функции в таблице

«Каковы основные отличия растительной клетки от животной?» – Яндекс.Кью

Из всех явных отличий растительной и животной клетки можно особенно выделить два:

1. Для клеток растений характерно наличие жесткой клеточной стенки из целлюлозы и других полисахаридов. Растительная клетка как бы заключена в прочный футляр (поэтому под микроскопом клетки растений часто имеют отчетливые угловатые очертания). Из-за клеточной стенки клетки растений лишены клеточной подвижности и не могут так легко формировать разные функциональные формы, как это делают клетки животных (нейроны с их длинными ветвящимися отростками, клетки тонкого кишечника с микроворсинками, многие иммунные клетки, способные динамично менять свою форму, чтобы двигаться, захватывать и поглощать бактерии и вирусы и т.д.). Такие важнейшие процессы, как рост и деление, у растительных клеток также организованы с существенными отличиями в связи с наличием клеточной стенки.
2. В животных клетках есть только один тип двумембранных органелл — митохондрии. В растительных клетках кроме митохондрий присутствует второй тип двумембранных органелл — пластиды. Как и у митохондрий, их ключевая функция связана с получением для клетки энергии (эту функцию выполняет отдельный тип пластид — хлоропласты), но благодаря фотосинтезу, а не окислению поступивших к клетке извне органических веществ. Благодаря этому растительная клетка (и растительный организм в целом) автотрофна, тогда как животные клетки, как и сами животные, должны получать питательные вещества из окружающей среды. Кроме того, в пластидах происходит синтез многих важных для клетки органических веществ, которые в животной клетке синтезируются в цитоплазме.

Кроме этих двух пунктов, выделяют и другие:

3. В клетках животных есть органелла клеточный центр (центросома).

4. В животных клетках распространены относительно небольшие вакуоли со специализированными функциями, в зрелых растительных клетках — одна крупная. При этом клетки животных выкачивают избытки растворенных минеральных солей наружу, а растительные клетки — преимущественно запасают в вакуоле.

5. Межклеточные контакты животных и растительных клеток устроены по-разному (здесь снова роль играет клеточная стенка).

Список можно расширить.

57. Клеточный центр.

(самый «туманный» органоид – Филинкова Т.Н.)(мт-микротрубочка)

Открыт в 1875г. У всех многокл. животных, простейщих и некоторых растений. Включает: 2 центриоли или не имеет их и центросферу-область гиалоплазмы, где находятся центриоли. Строение центриолей. Расположенные по окружности девять триплетов микротрубочек, обр. полый цилиндр Первая микротрубочка триплета (А-мт) имеет диаметр около 25 нм и толщину стенки 5 нм, которая состоит из 13 глобулярных субъединиц. Длина каждого триплета равна длине центриоли. Вторая и третья (В и С) мт являются неполными, содержат 11 субъединиц и вплотную примыкают к своим соседям. Кроме микротрубочек в состав центриоли входит ряд дополнительных структур. От А-микротрубочки отходят “динеиновые ручки”, выросты, один из которых (внешний) направлен к С- микротрубочке соседнего триплета, а другой (внутренний) – к центру цилиндра. Различают материнскую и дочернюю центриоль(угол 90градусов). Мат. Центр. имеет сателлиты (белковые образования), на них происходит сборка мт.

Цикл клеточного центра: В митозе в клеточных центрах (их два, по одному на каждый полюс клетки) находится по диплосоме. Дочерняя центриоль своим концом направлена на материнскую. Материнская центриоль на всех стадиях митоза окружена широкой зоной тонких фибрилл — фибриллярное гало От этого гало радиально отходят микротрубочки. У дочерних центриолей ни гало, ни отходящих от центриолей микротрубочек нет. В это время происходит формирование веретена митотического аппарата, состоящего из микротрубочек. Эта структура имеет форму веретена, на концах которого, на полюсах клетки, располагаются диплосомы, окруженные радиальными микротрубочками (центросфера). В веретене зоны диплосом, клеточные центры, являются центрами организации (полимеризации) микротрубочек. К концу телофазы, когда произошло разделение клетки надвое, а хромосомы начали деконденсироваться и образовывать новые интерфазные ядра, происходит разрушение веретена деления, его микротрубочки деполимеризуются. Клеточные центры при этом меняют свою структуру. По окончанию митоза Мат и доч отходят друг от друга. В Интерфазу на мат. восстанавливаются сателлиты. В синтетический период происходит удвоение центриолей.

Функции КЦ: — образование веретена деления. – сборка микротрубочек. – формирование базальных телец, ресничек и жгутиков.

58. Клеточные включения.

Непостоянные внутриклеточные структуры.

1) Трофические — жиры и липоиды (в виде капель), полисахариды (в форме глыбок, зерен), гликоген, крахмал, белковые гранулы.

2) Пигментные а) Эндогенного происхождения – гемоглобин, меланин, липофуцин.б) экзогенного (морковки поесть).

3)Секреторные включения. Накапливаются в клетке – гормоны, пищ. ферменты.

4)Экскреторные. Удаляются из клетки – желчные пигменты, мочевина.

5) Эфирные масла.

6) Кристаллические включения.

59. Строение растительной клетки.

Типичная растительная клетка содержит хлоропласты и вакуоли и окружена целлюлозной клеточной стенкой.

Плазматическая мембрана (плазмалемма), окружающая растительную клетку, состоит из двух слоев липидов и встроенных в них молекул белков. Молекулы липидов имеют полярные гидрофильные «головки» и неполярные гидрофобные «хвосты». Такое строение обеспечивает избирательное проникновение веществ в клетку и из нее. Клеточная стенка состоит из целлюлозы, ее молекулы собраны в пучки микрофибрилл, которые скручены в макро-фибриллы. Прочная клеточная стенка позволяет поддерживать внутреннее давление — тургор.

Возможны видоизменения клеточной оболочки – одревеснение (матрикс пропитывается лигнином), опробковение (пропитывается суберином), возможна минерализация кл. оболочек. Цитоплазма состоит из воды с растворенными в ней веществами и органоидов. Хлоропласты — это органеллы, в которых происходит фотосинтез; различают зеленые хлоропласты, содержащие хлорофилл, хромопласты, содержащие желтые и оранжевые пигменты, а также лейкопласты — бесцветные пластиды. Для растительных клеток характерно наличие вакуоли с клеточным соком, в котором растворены соли, сахара, органические кислоты. Вакуоль регулирует тургор клетки. Аппарат Гольджи — это комплекс плоских полых цистерн и пузырьков, где синтезируются полисахариды, входящие в состав клеточной стенки. Митохондрии — двухмембранные тельца, на складках их внутренней мембраны — кристах — происходит окисление органических веществ, а освободившаяся энергия используется для синтеза АТФ. Гладкий эндоплазматический ретикулум — место синтеза липидов. Шероховатый эндоплазматический ретикулум связан с рибосомами, осуществляет синтез белков. Лизосомы- мембранные тельца, содержащие ферменты внутриклеточного пищеварения. Переваривают вещества, избыточные органеллы (аутофагия) или целые клетки (аутолиз). Ядро — окружено ядерной оболочкой и содержит наследственный материал — ДНК со связанными с ней белками — гистонами (хроматин). Ядро контролирует жизнедеятельность клетки. Ядрышко — место синтеза молекул т-РНК, р-РНК и рибосомных субъединиц. Хроматин содержит кодированную информацию для синтеза белка в клетке. Во время деления наследственный материал представлен хромосомами. Плазмодесмы (поры) — мельчайшие цитоплазматические каналы, пронизывающие клеточные стенки и объединяющие соседние клетки. Микротрубочки состоят из белка тубулина и расположены около плазматической мембраны. Они участвуют в перемещении органелл в цитоплазме, во время деления клетки формируют веретено деления.

Строение клеточного центра

☰

Клеточный центр — это органоид эукариотических клеток. По-другому клеточный центр называется центросомой. В большинстве клеток центросома включает две центриоли. Однако в клетках высших растений и некоторых других организмов клеточный центр есть, а центриолей (или центросомы) нет.

Обычно в неделящейся клетке бывает только одна центросома, и находится она в центральной ее области.

Центриоль — немембранный органоид. Каждая центриоль состоит из девяти триплетов микротрубочек, которые образует белок тубулин. Триплеты соединены между собой таким образом, что создается цилиндр. Высота цилиндра относится к его диаметру как 3 : 1. Средняя высота составляет около 0,3 мкм, а диаметр — около 0,1 мкм. Две центриоли располагаются под углом 90° друг к другу.

Однако строение клеточного центра несколько сложнее. Кроме пары центриолей в нем образуется сеть волокон и отходящих микротрубочек. Причем одна из центриолей является материнской и именно на ней формируются дополнительные образования.

Основная функция клеточного центра — это организация веретена деления. У животных и многих грибных клеток в процессе клеточного деления центриоли центросомы расходятся к различным полюсам клетки. Около каждой путем самосборки из тубулина образуется парная дочерняя центриоль (или она образуется позже, после деления).

Таким образом, в клетке оказывается два клеточных центра. От каждого в направлении к центру, к хромосомам, осуществляется сборка микротрубочек. Микротрубочки прикрепляются к центромерам хромосом и обеспечивают их равноценное расхождение к полюсам, или обеспечивают расхождение хроматид путем их отрыва друг от друга.

При расхождении происходит разборка микротрубочек с так называемого минус-конца, который находится в клеточном центре. Трубочка уменьшается и тем самым притягивает хромосому к своему полюсу клетки.

У растений веретено деления образуется без участия центриолей.

Кроме образования веретена деления клеточный центр выполняет и другие функции. В нем образуются микротрубочки для поддержания структуры клетки, базальные тельца ресничек и жгутиков.

Клеточный центр

☰

Клеточный центр, или центросома, обычно состоит из пары

центриолей и центросферы, образованной радиально отходящими тонкими фибриллами. Центриоли — немембранные органоиды эукариотических клеток, причем их нет в клетках высших растений, ряда грибов и некоторых животных.

Микрофотография центриоли

Каждая центриоль состоит из девяти триплетов тубулиновых микротрубочек. Триплеты располагаются по окружности цилиндра длиной около 0,3 мкм и диаметром около 0,1 мкм.

Трехмерная модель центриоли

В каждом триплете микротрубочки отличаются. Одна из них состоит из большего числа протофиламентов, а две другие представляют собой как бы полусферы, присоединенные вторая к первой, а третья ко второй.

В паре центриоли располагаются под прямым углом друг к другу. В интерфазе находятся в центре клетки и связаны либо с ядром, либо с комплексом Гольджи.

Клеточный центр является главным центром организации микротрубочек, инициирует их рост. Здесь же образуются жгутики и реснички.

Клеточный центр выполняет функцию организации веретена деления. Центриолей нет у растений, но веретено у них образуется. Поэтому считается, что веретено образует именно клеточный центр, а не входящие в его состав центриоли. Вероятная функция центриолей — ориентация веретена так, чтобы хромосомы расходились именно к полюсам. Перед делением каждая центриоль из пары отходит к своему полюсу.

От центриолей, находящихся на полюсах, вырастают микротрубочки. Они прикрепляются к центромерам хромосом и обеспечивают равноценное распределение наследственного материала между дочерними клетками.

В новых клетках возле каждой центриоли возникает новая – дочерняя. Однако бывают другие варианты: вторая центриоль пары может появляться раньше, или в клетке может быть несколько пар. Кроме того, центриоли образуют базальные тельца, представляющие собой их видоизменения, находящиеся у основания жгутиков и ресничек.

Сравнение особенностей растительной и животной клетки

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

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

…

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Сравнение животной и растительной клетки

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

Особенность строения растительной клетки:

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

Особенность строения животной клетки:

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

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

Краткое сравнение растительной и животной клетки

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

Это интересно: сколько у человека хромосом?

Общие признаки строения

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

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

Что из этого следует

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

Строение животной клетки | Дистанционные уроки

23-Июл-2013 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

Как мы уже обсуждали в теме «Строение клетки«, есть органеллы, входящие в состав клеток любых живых организмов, есть органеллы, присущие клеткам только определенных царств (растительным, животным, клеткам грибов и бактерий).

 

 

 

 

 

Основное питательное вещество клетки животных — белок.

 

Основные органеллы клетки животных:

 

1. Ядро и ядрышко — хранение и передача наследственной информации. Существуют многоядерные клетки животных, например, мышечные клетки; есть и безъядрные, например, эритроциты.
2. Мембрана клетки — защита, поддержание формы, активный и пассивный транспорт веществ.
3. Цитоплазма  — внутренняя жидкая среда любой клетки, содержит все органоиды, органические и неорганические вещества.
    

   Желательно знать еще термин «гиалоплазма» — это цитоплазма без органелл, т.е. жидкая часть цитоплазмы.

    

   Важнейшая роль цитоплазмы — объединение всех клеточных структур (компонентов) и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор (внутреннее давление) клетки.

    

   В гиалоплазме протекает ряд важнейших биохимических реакций, в частности, осуществляется гликолиз — филогенетически наиболее древний процесс выделения энергии

    

4. Эндоплазматическая сеть (эндоплазматический ретикулум) — это и внутренний «скелет» клетки, и обеспечение транспорта питательных веществ, в случае шероховатой ЭПС — это синтез белка,.
5. Аппарат Гольджи — «сортирует»  белки, выводит вещества, произведенные ЭПС, образует лизосомы.
6. Лизосомы — пищеварительные органеллы клетки.
7. Митохондрия — «энергетическая станция» клетки.
8. Рибосомы — производство белка.
9. Клеточный центр ( центриоли) — это органелла, присущая только клетке животных.
   Эта органелла был изучена сравнительно недавно, потому что в световой микроскоп (длина микротрубочки 0,2 — 0,6 мкм) ее можно было увидеть, но изучить строение можно было только с помощью электронного микроскопа.Между собой микротрубочки соединены белковыми связями — так они удерживаются вместе.

 

В клетке центриоли располагаются обычно возле ядра, сами трубочки находятся в слегка уплотненном белковом окружении — матриксе. Такая система называется клеточным центром.

 

Основные функции клеточного центра — участие в делении клетки, функции микротрубочек —  формирование цитоскелета клетки… Когда начинается процесс профазы митоза, они формируют веретено деления и помогают хромосомам разъезжаться к разным полюсам клетки — они играют роль своеобразных рельс.

 

 

Центриоли расположены взаимно перпендикулярно. Одна из них упирается концом в боковую поверхность другой. Первая называется дочерней, вторая -материнской. Дочерняя центриоль возникает вследствие удвоения материнской.

 

То, что здесь перечислено — это общее строение животной клетки. В многоклеточных организмах клетки слагаются в ткани и строение и функции этих тканей очень различны — в одних некоторые органеллы могут отсутствовать, в других какая-то из органелл доминирует как по размеру, так и по функциям, но, глядя на клетку в микроскоп, всегда можно точно определить, к какому царству она относится.

 

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Строение животной клетки»

(Правила комментирования)

Строение животной и растительной клетки

Клетки животных и растений, как многоклеточных, так и одноклеточных, в принципе сходны по своему строению. Различия в деталях строения клеток связаны с их функциональной специализацией.

Строение животной (слева) и растительной (справа) клеток

Основными элементами всех клеток являются ядро и цитоплазма. Ядро имеет сложное строение, изменяющееся на разных фазах клеточного деления, или цикла. Ядро неделящейся клетки занимает приблизительно 10—20% ее общего объема. Оно состоит из кариоплазмы (нуклеоплазмы), одного или нескольких ядрышек (нуклеол) и ядерной оболочки. Кариоплазма представляет собой ядерный сок, или кариолимфу, в которой находятся нити хроматина, образующие хромосомы.

Обязательными элементами ядра являются хромосомы, имеющие специфическую химическую и морфологическую структуру. Они принимают активное участие в обмене веществ в клетке и имеют прямое отношение к наследственной передаче свойств от одного поколения к другому.

Цитоплазма клетки обнаруживает весьма сложное строение. Введение методики тонких срезов и электронной микроскопии позволило увидеть тонкую структуру основной цитоплазмы.

Строение клетки по данным электронной микроскопии

Установлено, что последняя состоит из параллельно расположенных сложных структур, имеющих вид пластинок и канальцев, на поверхности которых располагаются мельчайшие гранулы диаметром 100—120 Å. Эти образования названы эндоплазматическим комплексом. В состав этого комплекса включены различные дифференцированные органоиды: митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, в клетках животных и низших растений — центросома, животных — лизосомы, у растений — пластиды. Кроме того, цитоплазме обнаруживается целый ряд включений, принимающих участие в обмене веществ клетки: крахмал, капельки жира, кристаллы мочевины и т. д.

Центриоли (клеточный центр) состоит из двух компонентов: триоли и центросферы — особым образом дифференцированного участка цитоплазмы. Центриоли состоят из двух мелких округлых колец. В электронном микроскопе видно, что эти тельца представляют собой систему строго ориентированных трубочек.

Митохондрии в клетках бывают разной формы: палочковидные, нулообразные и др. Полагают, что форма их может изменяться зависимости от функционального состояния клетки. Размеры митохондрии варьируют в значительных пределах: от 0,2 до 2—7 мк. клетках разных тканей они располагаются или равномерно по цитоплазме, или с большей концентрацией в определенных участках. Установлено, что митохондрии принимают участие в окислительных процессах обмена веществ клетки. Митохондрии состоят белков, липидов и нуклеиновых кислот. В них найден ряд ферментов, участвующих в аэробном окислении, а также связанных реакцией фосфорилирования. Полагают, что в митохондриях происходят все реакции цикла Кребса: большая часть освобождаются при этом энергии расходуется на работу клетки.

Строение митохондрий оказалось сложным. Поданным электрон-микроскопических исследований, они представляют собой тельца, суженные гидрофильным золем заключенные в избирательно проницаемую оболочку — мембрану, толщина которой около 80 Å. Митохондрии имеют слоистую структуру в виде системы утренних гребней-кристаллов, толщина которых 180—200 Å. Они отходят от внутренней поверхности мембран, образуя кольцобразные диафрагмы. Предполагается, что митохондрии размножаются путем деления. При делении клетки распределение их по крайним клеткам не подчиняется строгой закономерности, так как % по-видимому, могут быстро размножаться до необходимого клетки количества. По форме, величине и роли в биохимических процессах митохондрии являются характерными для каждого типа ни и вида организма.

При биохимических исследованиях цитоплазмы в ней найдены микросомы, которые представляют собой фрагменты мембран с структурой эндоплазматической сети.

В значительном количестве в цитоплазме находятся рибосомы размерам они варьируют от 150 до 350 Å и в световом микроскопе невидимы. Особенностью их является высокое содержание РНК и белков: около 50% всей клеточной РНК находится в рибосомах, что указывает на большое значение последних в деятельности клетки. Установлено, что рибосомы участвуют в синтезе клеточных белков под контролем ядра. Репродукция самих рибосом также контролируется ядром; в отсутствии ядра они теряют способность синтезировать цитоплазматические белки и исчезают.

В цитоплазме имеется также аппарат Гольджи. Он представляет систему гладких мембран и канальцев, располагающихся вокруг ядра или полярно. Предполагают, что этот аппарат обеспечивает выделительную функцию клетки. Тонкое строение его остается еще не выясненным.

Органоидами цитоплазмы являются также лизосомы — литические тела, выполняющие функцию пищеварения внутри клетки. Они открыты пока только в животных клетках. Лизосомы содержат активный сок — ряд ферментов, способных расщеплять белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, поступающие в клетку. В случае если мембрана лизосомы разрывается и ферменты переходят в цитоплазму, то они «переваривают» другие элементы, цитоплазмы и приводят к растворению клетки — «самопоеданию».

Для цитоплазмы растительных клеток характерно присутствие пластид, которые осуществляют фотосинтез, синтез крахмала и пигментов, а также белков, липидов и нуклеиновых кислот. По окраске и выполняемой функции пластиды могут быть разделены на три группы: лейкопласты, хлоропласты и хромопласты. Лейкопласты — бесцветные пластиды, участвующие в синтезе крахмала из сахаров. Хлоропласты представляют белковые тела более плотной консистенции, чем цитоплазма; наряду с белками они содержат много липидов. Белковое тело (строма) хлоропластов несет пигменты, в основном — хлорофилл, чем и объясняется их зеленая окраска, хлоропласты осуществляют фотосинтез. Хромопласты содержат пигменты — каротиноиды (каротин и ксантофилл).

Пластиды размножаются путем прямого деления и, по-видимому, не возникают в клетке заново. До сих пор нам не известен принцип их распределения по дочерним клеткам при делении. Возможно, что строгого механизма, обеспечивающего равное распределение, не существует, так как необходимое число их может быстро восстанавливаться. При бесполом и половом размножении растений через материнскую цитоплазму могут наследоваться признаки, определяемые свойствами пластид.

Здесь мы не будем останавливаться на особенностях изменений отдельных элементов клетки в связи с выполняемыми ими физиологическими функциями, так как это входит в область изучения цитологии, цитохимии, цитофизики и цитофизиологии. Однако следует отметить, что в последнее время исследователи приходят к очень важному выводу в отношении химической характеристики органелл цитоплазмы: ряд из них, такие как митохондрии, пластиды и даже центриоли, имеет собственную ДНК. Какова роль ДНК и каково состояние, в котором она находится, остается пока неясным.

Мы познакомились с общей структурой клетки лишь для того, чтобы в последующем оценить роль отдельных ее элементов в обеспечении материальной преемственности между поколениями, т. е. в наследственности, ибо все структурные элементы клетки принимают участие в ее сохранении. Следует, однако, иметь в виду, что, хотя наследственность и обеспечивается всей клеткой как единой системой, ядерные структуры, а именно хромосомы, занимают при этом особое место. Хромосомы, в отличие от органелл клетки, представляют собой уникальные структуры, характеризующиеся постоянством качественного и количественного состава. Они не могут взаимозаменять друг друга. Несбалансированность хромосомного набора клетки приводит в конечном счете к ее гибели.

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

Уникальных свойств клеток животных и растений

Результаты обучения

• Определение ключевых органелл, присутствующих только в клетках животных, включая центросомы и лизосомы
• Определить ключевые органеллы, присутствующие только в растительных клетках, включая хлоропласты и большие центральные вакуоли

На данный момент вы знаете, что каждая эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму, ядро, рибосомы, митохондрии, пероксисомы и, в некоторых случаях, вакуоли, но между клетками животных и растений есть некоторые поразительные различия.В то время как и животные, и растительные клетки имеют центры организации микротрубочек (MTOC), животные клетки также имеют центриоли, связанные с MTOC: комплекс, называемый центросомой. Каждая клетка животных имеет центросому и лизосомы, тогда как клетки растений не имеют. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты и другие специализированные пластиды, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Свойства клеток животных

Рис. 1. Центросома состоит из двух центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу.Каждая центриоль представляет собой цилиндр, состоящий из девяти троек микротрубочек. Белки нонтубулина (обозначенные зелеными линиями) удерживают триплеты микротрубочек вместе.

Центросома

Центросома — это центр организации микротрубочек, расположенный рядом с ядрами клеток животных. Он содержит пару центриолей, две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу (рис. 1). Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек.

Центросома (органелла, из которой берут начало все микротрубочки) реплицируется перед делением клетки, и центриоли, по-видимому, играют определенную роль в притяжении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки.Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, потому что клетки, у которых была удалена центросома, все еще могут делиться, а клетки растений, в которых отсутствуют центросомы, способны к клеточному делению.

Лизосомы

Рис. 2. Макрофаг поглотил (фагоцитировал) потенциально патогенную бактерию, а затем сливается с лизосомами внутри клетки, чтобы уничтожить патоген. Другие органеллы присутствуют в клетке, но для простоты не показаны.

В дополнение к их роли в качестве пищеварительного компонента и средства рециркуляции органелл животных клеток, лизосомы считаются частью эндомембранной системы.

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения патогенов (болезнетворных организмов), которые могут проникнуть в клетку. Хороший пример этого — группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз или эндоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком.Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 2).

Свойства растительных клеток

Хлоропласты

Рис. 3. Хлоропласт имеет внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану и мембранные структуры, называемые тилакоидами, которые сложены в грану. Пространство внутри тилакоидных мембран называется тилакоидным пространством. Реакции сбора света происходят в тилакоидных мембранах, а синтез сахара происходит в жидкости внутри внутренней мембраны, которая называется стромой.Хлоропласты также имеют собственный геном, который содержится в одной кольцевой хромосоме.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют свою собственную ДНК и рибосомы (мы поговорим об этом позже!), Но хлоропласты выполняют совершенно другую функцию. Хлоропласты — это органеллы растительной клетки, осуществляющие фотосинтез. Фотосинтез — это серия реакций, в которых для производства глюкозы и кислорода используются углекислый газ, вода и световая энергия. Это главное различие между растениями и животными; растения (автотрофы) способны производить себе пищу, как сахар, в то время как животные (гетеротрофы) должны принимать их пищу.

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 3). Каждый стек тилакоидов называется гранумом (множественное число = грана). Жидкость, заключенная во внутренней мембране, окружающей грану, называется стромой.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который улавливает световую энергию, которая запускает реакции фотосинтеза.Как и в растительных клетках, у фотосинтезирующих протистов также есть хлоропласты. Некоторые бактерии осуществляют фотосинтез, но их хлорофилл не относится к органеллам.

Попробуйте

Щелкните это упражнение, чтобы узнать больше о хлоропластах и ​​о том, как они работают.

Эндосимбиоз

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение.

Симбиоз — это отношения, в которых организмы двух разных видов зависят друг от друга в своем выживании. Эндосимбиоз ( endo — = «внутри») — это взаимовыгодные отношения, в которых один организм живет внутри другого. Эндосимбиотические отношения изобилуют природой. Мы уже упоминали, что микробы, производящие витамин К, обитают в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и от высыхания, и они получают обильную пищу из среды толстой кишки.

Ученые давно заметили, что бактерии, митохондрии и хлоропласты похожи по размеру. Мы также знаем, что у бактерий есть ДНК и рибосомы, как и у митохондрий и хлоропластов. Ученые считают, что клетки-хозяева и бактерии сформировали эндосимбиотические отношения, когда клетки-хозяева проглотили как аэробные, так и автотрофные бактерии (цианобактерии), но не уничтожили их. За многие миллионы лет эволюции эти проглоченные бактерии стали более специализированными в своих функциях: аэробные бактерии превратились в митохондрии, а автотрофные бактерии — в хлоропласты.

Рис. 4. Теория эндосимбиотиков. Первый эукариот, возможно, произошел от предка прокариота, который претерпел мембранную пролиферацию, компартментализацию клеточной функции (на ядро, лизосомы и эндоплазматический ретикулум), а также установление эндосимбиотических отношений с аэробными прокариотами и, в некоторых случаях, фотосинтезирующий прокариот с образованием митохондрий и хлоропластов соответственно.

Вакуоли

Вакуоли — это мембранные мешочки, предназначенные для хранения и транспортировки.Мембрана вакуоли не сливается с мембранами других клеточных компонентов. Кроме того, некоторые агенты, такие как ферменты в вакуолях растений, разрушают макромолекулы.

Если вы посмотрите на рисунок 5b, вы увидите, что каждая клетка растения имеет большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть площади клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это связано с тем, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода выходит из центральных вакуолей и цитоплазмы.По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растительных клеток приводит к увяданию растения.

Центральная вакуоль также поддерживает расширение клетки. Когда центральная вакуоль содержит больше воды, клетка становится больше, не тратя много энергии на синтез новой цитоплазмы. С помощью этого процесса вы можете спасти увядший сельдерей в холодильнике. Просто отрежьте кончики стеблей и поместите их в чашку с водой.Скоро сельдерей снова станет жестким и хрустящим.

Рис. 5. На этих рисунках показаны основные органеллы и другие клеточные компоненты (а) типичной животной клетки и (б) типичной эукариотической растительной клетки. Растительная клетка имеет клеточную стенку, хлоропласты, пластиды и центральную вакуоль — структуры, которых нет в клетках животных. Клетки растений не имеют лизосом или центросом.

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить страницуПодробнее

4.7C: Сравнение клеток растений и животных

Хотя обе они являются эукариотическими клетками, существуют уникальные структурные различия между клетками животных и растений.

Цели обучения

• Различать структуры, обнаруженные в клетках животных и растений

Ключевые моменты

• Центросомы и лизосомы находятся в клетках животных, но не существуют в клетках растений.
• Лизосомы — это «мусоропровод» животной клетки, в то время как в растительных клетках та же функция выполняется в вакуолях.
• Растительные клетки имеют клеточную стенку, хлоропласты и другие специализированные пластиды, а также большую центральную вакуоль, которых нет в клетках животных.
• Стенка ячейки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает ячейку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму ячейке.
• Хлоропласты, обнаруженные в клетках растений, содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который улавливает световую энергию, которая управляет реакциями фотосинтеза растений.
• Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в растительной клетке при изменении условий окружающей среды.

Ключевые термины

• протист : любой из эукариотических одноклеточных организмов, включая простейшие, слизистые плесени и некоторые водоросли; исторически сгруппированы в королевство Протоктисты.
• автотроф : Любой организм, который может синтезировать пищу из неорганических веществ, используя тепло или свет в качестве источника энергии
• гетеротроф : организм, которому требуется внешний источник энергии в виде пищи, поскольку он не может синтезировать свою собственную

Клетки животных в сравнении с клетками растений

Каждая эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму, ядро, рибосомы, митохондрии, пероксисомы и в некоторых случаях вакуоли; однако между клетками животных и растений существуют поразительные различия.В то время как и животные, и растительные клетки имеют центры организации микротрубочек (MTOC), животные клетки также имеют центриоли, связанные с MTOC: комплекс, называемый центросомой. Каждая клетка животных имеет центросому и лизосомы, тогда как клетки растений не имеют. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты и другие специализированные пластиды, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Центросома

Центросома — это центр организации микротрубочек, расположенный рядом с ядрами клеток животных.Он содержит пару центриолей, две структуры, которые лежат перпендикулярно друг другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр из девяти троек микротрубочек. Центросома (органелла, из которой берут начало все микротрубочки) реплицируется до деления клетки, и центриоли, по-видимому, играют определенную роль в притяжении дублированных хромосом к противоположным концам делящейся клетки. Однако точная функция центриолей в делении клеток не ясна, потому что клетки, у которых была удалена центросома, все еще могут делиться; и клетки растений, в которых отсутствуют центросомы, способны к клеточному делению.

Структура центросомы : Центросома состоит из двух центриолей, расположенных под прямым углом друг к другу. Каждая центриоль представляет собой цилиндр, состоящий из девяти троек микротрубочек. Белки нонтубулина (обозначенные зелеными линиями) удерживают триплеты микротрубочек вместе.

Лизосомы

Клетки животных имеют еще один набор органелл, которых нет в клетках растений: лизосомы. Лизосомы — это «мусоропровод» клетки. В клетках растений пищеварительные процессы происходят в вакуолях.Ферменты в лизосомах способствуют расщеплению белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и даже изношенных органелл. Эти ферменты активны при гораздо более низком pH, чем у цитоплазмы. Следовательно, pH в лизосомах более кислый, чем pH цитоплазмы. Многие реакции, происходящие в цитоплазме, не могут происходить при низком pH, поэтому преимущество разделения эукариотической клетки на органеллы очевидно.

Стена клетки

Стенка ячейки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает ячейку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму ячейке.Грибковые и протистанские клетки также имеют клеточные стенки. В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза, полисахарид, состоящий из единиц глюкозы. Когда вы надкусываете сырые овощи, например сельдерей, они хрустят. Это потому, что вы зубами разрываете жесткие клеточные стенки клеток сельдерея.

Рисунок: Целлюлоза : Целлюлоза представляет собой длинную цепь молекул β-глюкозы, соединенных 1-4 связями. Пунктирные линии на каждом конце рисунка обозначают серию из гораздо большего количества единиц глюкозы.Размер страницы не позволяет изобразить целую молекулу целлюлозы.

Хлоропласты

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют собственную ДНК и рибосомы, но хлоропласты выполняют совершенно другую функцию. Хлоропласты — это органеллы растительной клетки, осуществляющие фотосинтез. Фотосинтез — это серия реакций, в которых для производства глюкозы и кислорода используются углекислый газ, вода и световая энергия. Это главное различие между растениями и животными; растения (автотрофы) способны производить себе пищу, как сахар, в то время как животные (гетеротрофы) должны принимать их пищу.

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

Рисунок: Структура хлоропласта : Хлоропласт имеет внешнюю мембрану, внутреннюю мембрану и мембранные структуры, называемые тилакоидами, которые сложены в грану.Пространство внутри тилакоидных мембран называется тилакоидным пространством. Реакции сбора света происходят в тилакоидных мембранах, а синтез сахара происходит в жидкости внутри внутренней мембраны, которая называется стромой.

Хлоропласты содержат зеленый пигмент, называемый хлорофиллом, который улавливает световую энергию, которая запускает реакции фотосинтеза. Как и в растительных клетках, у фотосинтезирующих протистов также есть хлоропласты. Некоторые бактерии осуществляют фотосинтез, но их хлорофилл не относится к органеллам.

Центральная вакуоль

Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. Когда вы забываете полить растение на несколько дней, оно увядает. Это связано с тем, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода выходит из центральных вакуолей и цитоплазмы. По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растительных клеток приводит к увяданию растения.Центральная вакуоль также поддерживает расширение клетки. Когда центральная вакуоль содержит больше воды, клетка становится больше, не тратя много энергии на синтез новой цитоплазмы.

клеток животных по сравнению с клетками растений

Результаты обучения

• Определение ключевых органелл, присутствующих только в клетках растений, включая хлоропласты и центральные вакуоли
• Определить ключевые органеллы, присутствующие только в клетках животных, включая центросомы и лизосомы

Здесь должно быть ясно, что эукариотические клетки имеют более сложную структуру, чем прокариотические клетки.Органеллы позволяют одновременно выполнять в клетке различные функции. Несмотря на их фундаментальное сходство, между животными и растительными клетками есть поразительные различия (см. Рисунок 1).

В клетках животных есть центросомы (или пара центриолей) и лизосомы, тогда как в клетках растений их нет. У растительных клеток есть клеточная стенка, хлоропласты, плазмодесматы и пластиды, используемые для хранения, а также большая центральная вакуоль, тогда как у животных клеток нет.

Практический вопрос

Рисунок 1.(а) типичная животная клетка и (б) типичная растительная клетка.

Какие структуры есть у растительной клетки, чего нет у животной клетки? Какие структуры есть у животной клетки, а у растительной нет?

Покажи ответ

Растительные клетки имеют плазмодесмы, клеточную стенку, большую центральную вакуоль, хлоропласты и пластиды. Клетки животных имеют лизосомы и центросомы.

Растительные клетки

Клеточная стенка

На Рисунке 1b, схеме растительной клетки, вы видите структуру, внешнюю по отношению к плазматической мембране, которая называется клеточной стенкой.Стенка клетки представляет собой жесткое покрытие, которое защищает клетку, обеспечивает структурную поддержку и придает форму клетке. Грибковые клетки и некоторые клетки простейших также имеют клеточные стенки.

В то время как основным компонентом стенок прокариотических клеток является пептидогликан, основной органической молекулой в стенке растительной клетки является целлюлоза (рис. 2), полисахарид, состоящий из длинных прямых цепей единиц глюкозы. Когда информация о питании относится к пищевым волокнам, это относится к содержанию целлюлозы в пище.

Рис. 2. Целлюлоза — это длинная цепь молекул β-глюкозы, соединенных 1–4 связями. Пунктирные линии на каждом конце рисунка обозначают серию из гораздо большего количества единиц глюкозы. Размер страницы не позволяет изобразить целую молекулу целлюлозы.

Хлоропласты

Рис. 3. На этой упрощенной схеме хлоропласта показаны внешняя мембрана, внутренняя мембрана, тилакоиды, грана и строма.

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

Подобно митохондриям, хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рис. 3).Каждая стопка тилакоидов называется гранумом (множественное число = гран ). Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется стромой.

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

Эндосимбиоз

Мы упоминали, что и митохондрии, и хлоропласты содержат ДНК и рибосомы. Вы не задумывались, почему? Убедительные доказательства указывают на эндосимбиоз как на объяснение.

Симбиоз — это отношения, при которых организмы двух разных видов живут в тесной ассоциации и обычно проявляют особую адаптацию друг к другу. Эндосимбиоз ( эндо — = внутри) — это отношения, в которых один организм живет внутри другого. Эндосимбиотические отношения изобилуют природой.Микробы, производящие витамин К, живут в кишечнике человека. Эти отношения полезны для нас, потому что мы не можем синтезировать витамин К. Это также полезно для микробов, потому что они защищены от других организмов и обеспечивают стабильную среду обитания и обильную пищу, живя в толстой кишке.

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

Центральная вакуоль

Ранее мы упоминали вакуоли как важные компоненты растительных клеток.Если вы посмотрите на рисунок 1b, вы увидите, что каждая растительная клетка имеет большую центральную вакуоль, которая занимает большую часть клетки. Центральная вакуоль играет ключевую роль в регулировании концентрации воды в клетках при изменении условий окружающей среды. В клетках растений жидкость внутри центральной вакуоли обеспечивает тургорное давление, которое представляет собой внешнее давление, создаваемое жидкостью внутри клетки. Вы когда-нибудь замечали, что если вы забудете полить растение на несколько дней, оно увянет? Это потому, что когда концентрация воды в почве становится ниже, чем концентрация воды в растении, вода перемещается из центральных вакуолей и цитоплазмы в почву.По мере того как центральная вакуоль сжимается, клеточная стенка остается без поддержки. Эта потеря поддержки клеточных стенок растения приводит к его увяданию. Когда центральная вакуоль заполнена водой, она обеспечивает растительную клетку низкоэнергетическим средством для расширения (в отличие от затрат энергии на фактическое увеличение размера). Кроме того, эта жидкость может сдерживать травоядность, поскольку горький вкус содержащихся в ней отходов препятствует употреблению насекомыми и животными. Центральная вакуоль также служит для хранения белков в развивающихся семенных клетках.

Клетки животных

Лизосомы

Рис. 4. Макрофаг фагоцитировал потенциально патогенную бактерию в везикулу, которая затем сливается с лизосомой внутри клетки, так что патоген может быть уничтожен. Другие органеллы присутствуют в клетке, но для простоты не показаны.

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

Лизосомы также используют свои гидролитические ферменты для уничтожения болезнетворных организмов, которые могут проникнуть в клетку.Хороший пример этого — группа белых кровяных телец, называемых макрофагами, которые являются частью иммунной системы вашего тела. В процессе, известном как фагоцитоз, часть плазматической мембраны макрофага инвагинирует (складывается) и поглощает патоген. Инвагинированный участок с патогеном внутри затем отщепляется от плазматической мембраны и становится пузырьком. Везикула сливается с лизосомой. Затем гидролитические ферменты лизосомы уничтожают патоген (рис. 4).

Внеклеточный матрикс клеток животных

Рисунок 5.Внеклеточный матрикс состоит из сети веществ, секретируемых клетками.

Большинство клеток животных выделяют материалы во внеклеточное пространство. Основными компонентами этих материалов являются гликопротеины и белковый коллаген. В совокупности эти материалы называются внеклеточным матриксом (рис. 5). Мало того, что внеклеточный матрикс удерживает клетки вместе, образуя ткань, он также позволяет клеткам внутри ткани связываться друг с другом.

Свертывание крови представляет собой пример роли внеклеточного матрикса в клеточной коммуникации.Когда клетки, выстилающие кровеносный сосуд, повреждены, они обнаруживают белковый рецептор, называемый тканевым фактором. Когда тканевой фактор связывается с другим фактором внеклеточного матрикса, он заставляет тромбоциты прилипать к стенке поврежденного кровеносного сосуда, стимулирует соседние гладкомышечные клетки кровеносного сосуда к сокращению (тем самым сужая кровеносный сосуд) и инициирует серию шаги, которые стимулируют тромбоциты производить факторы свертывания крови.

Межклеточные соединения

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

Как правило, длинные участки плазматических мембран соседних растительных клеток не могут касаться друг друга, потому что они разделены клеточными стенками, окружающими каждую клетку. Плазмодесмы — это многочисленные каналы, которые проходят между клеточными стенками соседних растительных клеток, соединяя их цитоплазму и позволяя транспортировать сигнальные молекулы и питательные вещества от клетки к клетке (рис. 6а).

Плотное соединение — это водонепроницаемое уплотнение между двумя соседними клетками животных (рис. 6b). Белки плотно прижимают клетки друг к другу. Эта плотная адгезия предотвращает утечку материалов между ячейками. Плотные соединения обычно находятся в эпителиальной ткани, которая выстилает внутренние органы и полости и составляет большую часть кожи. Например, плотные соединения эпителиальных клеток, выстилающих мочевой пузырь, предотвращают утечку мочи во внеклеточное пространство.

Также только в клетках животных обнаруживаются десмосомы, которые действуют как точечные сварные швы между соседними эпителиальными клетками (рис. 6c).Они удерживают клетки вместе в виде пластинок в растягивающихся органах и тканях, таких как кожа, сердце и мышцы.

Щелевые соединения в клетках животных похожи на плазмодесмы в клетках растений в том, что они представляют собой каналы между соседними клетками, которые позволяют транспортировать ионы, питательные вещества и другие вещества, которые позволяют клеткам общаться (рис. 6d). Однако структурно щелевые контакты и плазмодесмы различаются.

Рис. 6. Между ячейками существует четыре типа соединений.(а) Плазмодесма — это канал между клеточными стенками двух соседних растительных клеток. (б) Плотные соединения соединяют соседние клетки животных. (c) Десмосомы соединяют две клетки животных вместе. (d) Щелевые соединения действуют как каналы между клетками животных. (кредит b, c, d: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить страницуПодробнее

Растительные клетки по сравнению с животными клетками

Присутствие хлорофилла (зеленого пигмента) — одна из характеристик, которая отличает растительную клетку от животной клетки.

Растительные клетки

Большинство клеток не видны невооруженным глазом. Однако с помощью микроскопов различных типов можно легко увидеть и изучить клетки растений. В молодых частях растений и плодов форма клеток, как правило, круглая, в то время как в более старых частях клетки имеют форму коробки с 14 сторонами, когда они собираются вместе.

Растительная клетка ограничена клеточной стенкой, а живая часть клетки находится внутри стенок и разделена на две части: ядро ​​или центральный центр управления; и цитоплазма, жидкость, в которой находятся мембраносвязанные органеллы.Между первичными клеточными стенками соседних растительных клеток лежит пектиновая средняя пластинка. Может быть вторичная клеточная стенка, которая будет расположена внутри первичной стенки. Обе стенки состоят в основном из целлюлозы, но вторичная клеточная стенка может содержать лигнин и другие вещества. Наружная граница протоплазмы (цитоплазма и ядро) представляет собой сэндвич-подобную гибкую плазматическую мембрану. Эта мембрана регулирует то, что входит и выходит из растительной клетки. Органеллы растительных клеток включают: эндоплазматический ретикулум с присоединенными рибосомами и без них; Тельца Гольджи, митохондрии и пластиды.Пластиды — это хлоропласты, хромопласты или лейкопласты — в зависимости от цвета и аналогичной функции. Особый интерес для изучающих растения представляют хлоропласты. В растительной клетке также, очевидно, есть ядро, ограниченное ядерной оболочкой с порами. Поры в ядерной оболочке позволяют веществам перемещаться в ядро ​​и из него. В ядре находится ряд хромосом. Число присутствующих зависит от организма, и позже будет отмечено, как половые клетки содержат половину числа хромосом и восстанавливают число хромосом при оплодотворении.Все эти органеллы и ядро ​​взвешены в цитоплазме. Цитоплазма имеет движения, которые называются цитоплазматическим течением или циклозом. Конкретная функция других органелл, содержащихся в клетках растений, может быть рассмотрена ниже:

• Ядро находится в центре большинства клеток. Некоторые клетки содержат несколько ядер, например, скелетные мышцы, а некоторые не имеют их, например эритроциты. Ядро — самая большая мембраносвязанная органелла.В частности, он отвечает за хранение и передачу генетической информации. Ядро окружено избирательной ядерной оболочкой. Ядерная оболочка состоит из двух мембран, соединенных через равные промежутки времени с образованием круглых отверстий, называемых ядерными порами. Поры позволяют молекулам РНК и белкам, модулирующим экспрессию ДНК, перемещаться через поры в цитозоль. Процесс выбора контролируется энергозависимым процессом, который изменяет диаметр пор в ответ на сигналы.Внутри ядра ДНК и белки объединяются, образуя сеть нитей, называемую хроматином. Хроматин становится жизненно важным во время деления клетки, поскольку он становится плотно конденсированным, образуя палочковидные хромосомы с переплетенной ДНК. Внутри ядра находится нитчатая область, называемая ядрышком. Это место, где собираются РНК и белковые компоненты рибосом. Ядрышко не связано с мембраной, а является просто областью.
• Рибосомы — это участки, где молекулы белка синтезируются из аминокислот.Они состоят из белков и РНК. Некоторые рибосомы связаны с гранулярной эндоплазматической сетью, в то время как другие свободны в цитоплазме. Белки, синтезированные на рибосомах, связанных с гранулярным эндоплазматическим ретикулумом, переносятся из просвета (открытое пространство внутри эндоплазматического ретикулума) в аппарат Гольджи для секреции вне клетки или распределения по другим органеллам. Белки, которые синтезируются из свободных рибосом, попадают в цитозоль.
• Эндоплазматический ретикулум (ER) в совокупности представляет собой сеть мембран, охватывающих единое непрерывное пространство.Как упоминалось ранее, гранулярный эндоплазматический ретикулум связан с рибосомами (придавая внешней поверхности шероховатый или зернистый вид). Иногда гранулярный эндоплазматический ретикулум называют грубым ER. Гранулированный ER участвует в упаковке белков для аппарата Гольджи. Агранулярный, или гладкий, ER лишен рибосом и является местом синтеза липидов. Кроме того, агранулярный ER накапливает и высвобождает ионы кальция (Ca ²⁺ ).
• Аппарат Гольджи представляет собой мембранный мешок, который служит для модификации и сортировки белков в секреторные / транспортные пузырьки.Затем везикулы доставляются к другим клеточным органеллам и плазматической мембране. Большинство клеток имеют по крайней мере один аппарат Гольджи, хотя некоторые могут иметь несколько. Аппарат обычно располагается рядом с ядром.
• Эндосомы представляют собой связанные с мембраной трубчатые и везикулярные структуры, расположенные между плазматической мембраной и аппаратом Гольджи. Они служат для сортировки и направления везикулярного движения, отщипывая везикулы или сливаясь с ними.
• Митохондрии — одни из самых важных структур клетки.Они являются местом различных химических процессов, участвующих в синтезе энергетических пакетов, называемых АТФ (аденозинтрифосфат). Каждая митохондрия окружена двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, а внутренняя свернута в структуры канальцев, называемых кристами. Митохондрии уникальны тем, что они содержат небольшое количество ДНК, содержащей гены синтеза некоторых митохондриальных белков. ДНК наследуется исключительно от матери. Клетки с большей активностью имеют больше митохондрий, в то время как менее активные клетки меньше нуждаются в митохондриях, производящих энергию.
• Лизосомы связаны единой мембраной и содержат очень кислую жидкость. Жидкость действует как переваривающие ферменты, разрушая бактерии и клеточный мусор. Они играют важную роль в клетках иммунной системы.
• Пероксисомы также связаны одной мембраной. Они потребляют кислород и запускают реакции, которые удаляют водород из различных молекул в виде перекиси водорода. Они важны для поддержания химического баланса внутри клетки.
• Цитоскелет представляет собой нитевидную сеть белков, которые связаны с процессами, которые поддерживают и изменяют форму клеток и вызывают клеточные движения в клетках животных и бактерий. У растений он отвечает за поддержание структур внутри растительной клетки, а не за движение всей клетки. Цитоскелет также образует дорожки, по которым движутся клеточные органеллы, движимые сократительными белками, прикрепленными к их различным поверхностям. Как небольшая дорожная инфраструктура внутри клетки.Цитоскелет состоит из нитей трех типов.
  • Микрофиламенты — самые тонкие и самые распространенные белки цитоскелета. Они состоят из актина, сократительного белка, и их можно быстро собрать и разобрать в соответствии с потребностями структуры клетки или органеллы.
  • Промежуточные волокна немного больше в диаметре и наиболее часто встречаются в областях клеток, которые будут подвергаться стрессу. После того, как эти нити собраны, они не могут быть быстро разобраны.
  • Микротрубочки — это полые трубочки, состоящие из белка, называемого тубулином. Это самые толстые и самые жесткие из волокон. Микротрубочки присутствуют в аксонах и длинных дендритных отростках нервных клеток. Они могут быть быстро собраны и разобраны в зависимости от необходимости. Микротрубочки структурированы вокруг области клетки, называемой центросомой, которая окружает две центриоли, состоящие из 9 наборов слитых микротрубочек. Они важны для деления клеток, когда центросома генерирует волокна веретена микротрубочек, необходимые для разделения хромосом.
• Хлоропласты
  Необходимо немного отметить форму хлоропластов, поскольку вы будете сталкиваться с ними на протяжении всего этого урока. Внутри хлоропласта находится матрица, называемая стромой. Ферменты находятся в строме, а также в гранах — стопках дисков в форме монеты, называемых тилакоидами. В тилакоидах происходит фотосинтез. Обратите внимание, что хлоропласты, как и митохондрии, содержат собственную ДНК. Они полагаются на белки ядра и считаются полуавтономными органеллами.Фотосинтез будет обсуждаться более подробно в учебнике «Метаболизм растений» .
• Vacuoles
  Растительные клетки также известны наличием огромных вакуолей. До 90% объема зрелой клетки может занимать одна большая вакуоль или несколько вакуолей. Вакуоль связана специальной мембраной, называемой тонопластом, и содержит клеточный сок, который состоит из растворенных веществ и может включать пигменты.

Клеточный цикл включает процесс, в котором клетки либо делятся, либо находятся между делениями.Клетки, которые не делятся активно, называются интерфазой, которая имеет три различных периода интенсивной активности, предшествующих делению ядра, или митоз . Деление остальной части клетки происходит в результате митоза, и этот процесс происходит в областях активного деления клетки, называемых меристемами. Меристемы будут рассмотрены в руководстве по растительной ткани .

Митоз — это процесс внутри клеточного цикла , который разделен на четыре фазы, которые мы суммируем здесь:

1. Профаза — хромосомы и их обычная двухцепочечная природа становится очевидной, ядерная оболочка разрывается. вниз.
2. Метафаза — хромосомы выравниваются по экватору клетки. Веретено, состоящее из волокон веретена, развито, и некоторые из них прикрепляются к хромосомам на их центромере.
3. Анафаза — сестринские хроматиды каждой хромосомы, которые теперь называются дочерними хромосомами, разделяются по длине, и каждая группа дочерних хромосом мигрирует к противоположным концам клетки.
4. Телофаза — группы дочерних хромосом сгруппированы внутри развивающейся ядерной оболочки, которая делает их отдельными ядрами.Между двумя наборами дочерних хромосом образуется стенка, в результате чего образуются две дочерние клетки.

У растений по мере развития клеточной стенки капли или пузырьки пектина сливаются, образуя клеточную пластину, которая в конечном итоге станет средней пластинкой новой клеточной стенки.

Клетки растений в сравнении с клетками животных

Клетки животных не имеют клеточной стенки. Вместо клеточной стенки плазматическая мембрана (обычно называемая клеточной мембраной при обсуждении клеток животных) является внешней границей клеток животных.Таким образом, ткани животных требуют внешней или внутренней поддержки какого-либо скелета. Каркасы из жестких фибрилл целлюлозы утолщают и укрепляют клеточные стенки высших растений. Плазмодесмы, соединяющие протопласты клеток высших растений, не имеют аналогов в модели клеток животных. Во время телофазы митоза пластинка клетки формируется, когда растительная клетка начинает свое деление. В клетках животных клетка защемляется в центре, образуя две клетки; клеточная пластина не закладывается. Центриоли обычно не встречаются в клетках высших растений, в то время как они находятся в клетках животных.Клетки животных не имеют пластид, которые обычны в клетках растений (хлоропластах). Оба типа клеток имеют вакуоли, однако в клетках животных вакуоли очень крошечные или отсутствуют, в то время как в клетках растений вакуоли обычно довольно большие.

Следующий

Молекулярные экспрессии Биология клетки: структура растительной клетки

Структура растительной клетки Растения уникальны среди эукариот, организмов, клетки которых имеют заключенные в мембраны ядра и органеллы, потому что они могут производить себе пищу.Хлорофилл, придающий растениям зеленый цвет, позволяет им использовать солнечный свет для преобразования воды и углекислого газа в сахара и углеводы — химические вещества, которые клетки используют в качестве топлива. Подобно грибам, другому царству эукариот, растительные клетки сохранили защитную структуру клеточной стенки своих прокариотических предков. Основная клетка растения имеет сходный мотив конструкции с типичной клеткой эукариот, но не имеет центриолей, лизосом, промежуточных волокон, ресничек или жгутиков, как клетка животных.Однако у растительных клеток есть ряд других специализированных структур, включая жесткую клеточную стенку, центральную вакуоль, плазмодесматы и хлоропласты. Хотя растения (и их типичные клетки) неподвижны, некоторые виды производят гаметы, которые действительно демонстрируют жгутики и, следовательно, могут двигаться. Растения можно разделить на два основных типа: сосудистые и несосудистые. Сосудистые растения считаются более развитыми, чем несосудистые, потому что они развили специализированные ткани, а именно ксилему , которая участвует в структурной поддержке и проводимости воды, и флоэма , которая участвует в пищевой проводимости.Следовательно, они также обладают корнями, стеблями и листьями, представляющими более высокую форму организации, которая обычно отсутствует у растений, лишенных сосудистой ткани. Несосудистые растения, входящие в подразделение Bryophyta , обычно имеют высоту не более дюйма или двух, потому что у них нет адекватной опоры, которая обеспечивается сосудистыми тканями для других растений, для роста. Они также больше зависят от окружающей среды, чтобы поддерживать необходимое количество влаги, и, следовательно, имеют тенденцию населять влажные, тенистые места. По оценкам, сегодня в мире насчитывается не менее 260 000 видов растений. Они варьируются по размеру и сложности от небольших несосудистых мхов до гигантских секвойи, крупнейших живых организмов, достигающих в высоту 330 футов (100 метров). Лишь небольшой процент этих видов напрямую используется людьми в пищу, укрытие, волокно и лекарства. Тем не менее, растения являются основой экосистемы и пищевой сети Земли, и без них сложные формы жизни животных (например, люди) никогда бы не смогли развиться.Действительно, все живые организмы прямо или косвенно зависят от энергии, производимой фотосинтезом, и побочный продукт этого процесса, кислород, необходим животным. Растения также уменьшают количество углекислого газа, присутствующего в атмосфере, препятствуют эрозии почвы и влияют на уровень и качество воды. Растения демонстрируют жизненные циклы, которые включают чередующиеся поколения диплоидных форм , которые содержат парные наборы хромосом в их клеточных ядрах, и гаплоидных форм , которые обладают только одним набором.Обычно эти две формы растений очень непохожи по внешнему виду. У высших растений диплоидное поколение, члены которого известны как спорофиты из-за их способности продуцировать споры, обычно является доминирующим и более узнаваемым, чем поколение гаплоидных гаметофитов . Однако у мохообразных форма гаметофита является доминирующей и физиологически необходимой для формы спорофита. Животные должны потреблять белок для получения азота, но растения могут использовать неорганические формы элемента и, следовательно, не нуждаются во внешнем источнике белка.Однако растениям обычно требуется значительное количество воды, которая необходима для процесса фотосинтеза, для поддержания структуры клеток и облегчения роста, а также в качестве средства доставки питательных веществ в клетки растений. Количество питательных веществ, необходимых растениям, значительно различается, но девять элементов обычно считаются необходимыми в относительно больших количествах. Называемые макроэлементами , эти питательные вещества включают кальций, углерод, водород, магний, азот, кислород, фосфор, калий и серу.Также идентифицировано семь микроэлементов , которые требуются растениям в меньших количествах: бор, хлор, медь, железо, марганец, молибден и цинк. Считается, что растения произошли от зеленых водорослей, они существуют с начала палеозойской эры , более 500 миллионов лет назад. Самые ранние ископаемые свидетельства наземных растений относятся к ордовикскому периоду г. (от 505 до 438 миллионов лет назад). К году каменноугольного периода , примерно 355 миллионов лет назад, большая часть Земли была покрыта лесами из примитивных сосудистых растений, таких как ликоподы (чешуя) и голосеменные (сосны, гинкго). Покрытосеменные , цветковые растения, не развивались до конца мелового периода , примерно 65 миллионов лет назад, как раз тогда, когда динозавры вымерли. Клеточная стенка — Как и их прокариотические предки, растительные клетки имеют жесткую стенку, окружающую плазматическую мембрану. Однако это гораздо более сложная структура, которая выполняет множество функций, от защиты клетки до регулирования жизненного цикла растительного организма. Хлоропласты — Наиболее важной характеристикой растений является их способность к фотосинтезу, по сути, для производства собственной пищи путем преобразования световой энергии в химическую энергию. Этот процесс осуществляется в специализированных органеллах, называемых хлоропластами. Эндоплазматическая сеть — Эндоплазматическая сеть представляет собой сеть мешочков, которые производят, обрабатывают и транспортируют химические соединения для использования внутри и вне клетки.Он связан с двухслойной ядерной оболочкой, обеспечивая трубопровод между ядром и цитоплазмой. У растений эндоплазматический ретикулум также соединяется между клетками через плазмодесмы. Аппарат Гольджи — Аппарат Гольджи — это отдел распределения и отгрузки химических продуктов ячейки. Он модифицирует белки и жиры, встроенные в эндоплазматический ретикулум, и подготавливает их к экспорту за пределы клетки. Микрофиламенты — Микрофиламенты представляют собой твердые стержни, состоящие из глобулярных белков, называемых актином.Эти филаменты в первую очередь структурны по функциям и являются важным компонентом цитоскелета. Микротрубочки — Эти прямые полые цилиндры встречаются по всей цитоплазме всех эукариотических клеток (у прокариот их нет) и выполняют множество функций, от транспорта до структурной поддержки. Митохондрии — Митохондрии представляют собой органеллы продолговатой формы, обнаруженные в цитоплазме всех эукариотических клеток.В клетках растений они расщепляют молекулы углеводов и сахара, чтобы обеспечить энергию, особенно когда свет не доступен хлоропластам для производства энергии. Ядро — Ядро — это узкоспециализированная органелла, которая служит центром обработки информации и административным центром клетки. Эта органелла выполняет две основные функции: она хранит наследственный материал клетки, или ДНК, и координирует деятельность клетки, включая рост, промежуточный метаболизм, синтез белка и воспроизводство (деление клетки). Пероксисомы — Микротела — это разнообразная группа органелл, которые находятся в цитоплазме, имеют примерно сферическую форму и связаны одной мембраной. Существует несколько типов микротел, но пероксисомы являются наиболее распространенными. Plasmodesmata — Plasmodesmata — это маленькие трубочки, которые соединяют клетки растений друг с другом, обеспечивая живые мосты между клетками. Плазменная мембрана — Все живые клетки имеют плазматическую мембрану, которая закрывает их содержимое.У прокариот и растений мембрана — это внутренний защитный слой, окруженный жесткой клеточной стенкой. Эти мембраны также регулируют прохождение молекул внутрь и из клеток. Рибосомы — Все живые клетки содержат рибосомы, крошечные органеллы, состоящие примерно из 60 процентов РНК и 40 процентов белка. У эукариот рибосомы состоят из четырех цепей РНК. У прокариот они состоят из трех цепей РНК. Вакуоль — Каждая клетка растения имеет большую одиночную вакуоль, которая накапливает соединения, помогает в росте растений и играет важную структурную роль для растений. Организация тканей листа — Тело растения делится на несколько органов: корни, стебли и листья. Листья являются основными фотосинтетическими органами растений, служащими ключевыми участками, где энергия света преобразуется в химическую энергию. Подобно другим органам растения, лист состоит из трех основных тканевых систем, включая кожные , сосудистые и наземные тканевые системы. Эти три мотива непрерывны во всем растении, но их свойства значительно различаются в зависимости от типа органа, в котором они расположены.В этом разделе обсуждаются все три тканевые системы. НАЗАД К ДОМАШНЕМУ КОНСТРУКЦИИ ЯЧЕЙКИ Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо. © 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей. Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами. Этот веб-сайт обслуживается нашим Команда разработчиков графики и веб-программирования в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля . Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:18 Счетчик доступа с 1 октября 2000 г .: 5407514 Микроскопы предоставлены:

Модель интерактивной эукариотической клетки

Органеллы растений и животных

Эукариоты (простейшие, растения и животные) имеют высокоструктурированные клетки.Эти клетки, как правило, больше, чем клетки бактерий, и для них разработаны специальные механизмы упаковки и транспорта, которые могут быть необходимы для поддержания их большего размера. Используйте следующую интерактивную анимацию растительных и животных клеток, чтобы узнать об их органеллах.

Подключения

Ядро : Ядро — наиболее очевидная органелла в любой эукариотической клетке.Он заключен в двойную мембрану и сообщается с окружающим цитозолем через многочисленные ядерные поры. В каждом ядре находится ядерный хроматин, содержащий геном организма. Хроматин эффективно упакован в небольшом ядерном пространстве. Гены в хроматине состоят из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). ДНК хранит всю закодированную генетическую информацию организма. ДНК одинакова во всех клетках тела, но в зависимости от конкретного типа клеток некоторые гены могут быть включены или выключены — поэтому клетка печени отличается от мышечной клетки, а мышечная клетка отличается от жировой клетки. .Когда клетка делится, ядерный хроматин (ДНК и окружающий белок) конденсируется в хромосомы, которые легко увидеть под микроскопом. Для более глубокого понимания генетики посетите наш сопутствующий сайт GeneTiCs Alive!

Ядрышко : Важнейшей структурой ядра является ядрышко. Ядрышко продуцирует рибосомы, которые выходят из ядра и занимают позиции на шероховатом эндоплазматическом ретикулуме, где они имеют решающее значение для синтеза белка.

Цитозоль : Цитозоль — это «суп», в котором находятся все остальные клеточные органеллы и где происходит большая часть клеточного метаболизма.Хотя в основном это вода, цитозоль полон белков, которые контролируют клеточный метаболизм, включая пути передачи сигналов, гликолиз, внутриклеточные рецепторы и факторы транскрипции.

Цитоплазма : это собирательный термин для цитозоля и органелл, взвешенных в цитозоле.

Центросома : Центросома, или ЦЕНТР ОРГАНИЗАЦИИ МИКРОТРУБОЧЕК (MTOC), представляет собой область в клетке, где образуются микротрубочки. Центросомы клеток растений и животных играют сходную роль в делении клеток, и обе включают коллекции микротрубочек, но центросомы растительных клеток проще и не имеют центриолей.

Во время деления клеток животных центриоли реплицируются (создают новые копии), и центросома делится. В результате получаются две центросомы, каждая со своей парой центриолей. Две центросомы перемещаются к противоположным концам ядра, и из каждой центросомы микротрубочки вырастают в «веретено», которое отвечает за разделение реплицированных хромосом на две дочерние клетки.

Центриоль (только клетки животных): Каждая центриоль представляет собой кольцо из девяти групп слитых микротрубочек.В каждой группе по три микротрубочки. Микротрубочки (и центриоли) являются частью цитоскелета. В полной центросоме животной клетки две центриоли расположены так, что одна перпендикулярна другой.

Гольджи : Аппарат Гольджи представляет собой мембранно-связанную структуру с одной мембраной. На самом деле это стопка мембраносвязанных везикул, которые важны для упаковки макромолекул для транспортировки в другое место клетки. Пачка более крупных везикул окружена множеством более мелких везикул, содержащих эти упакованные макромолекулы.Ферментативное или гормональное содержимое лизосом, пероксисом и секреторных везикул упаковано в мембраносвязанные везикулы на периферии аппарата Гольджи.

Лизосома : лизосомы содержат гидролитические ферменты, необходимые для внутриклеточного пищеварения. Они обычны в клетках животных, но редко в клетках растений. Гидролитические ферменты растительных клеток чаще встречаются в вакуоли.

Пероксисома : Пероксисомы представляют собой мембранные пакеты окислительных ферментов.В клетках растений пероксисомы играют множество ролей, включая преобразование жирных кислот в сахар и помощь хлоропластам в фотодыхании. В клетках животных пероксисомы защищают клетку от собственного производства токсичной перекиси водорода. Например, белые кровяные тельца производят перекись водорода для уничтожения бактерий. Окислительные ферменты в пероксисомах расщепляют перекись водорода на воду и кислород.

Секреторный пузырек : Секреции клеток — например, гормоны, нейротрансмиттеры — упакованы в секреторные пузырьки на аппарате Гольджи.Затем секреторные везикулы переносятся на поверхность клетки для высвобождения.

Клеточная мембрана : Каждая клетка заключена в мембрану, двойной слой фосфолипидов (липидный бислой). Открытые головки бислоя являются «гидрофильными» (любящими воду), что означает, что они совместимы с водой как внутри цитозоля, так и вне клетки. Однако скрытые хвосты фосфолипидов являются «гидрофобными» (водобоязненными), поэтому клеточная мембрана действует как защитный барьер для неконтролируемого потока воды.Мембрана усложняется наличием множества белков, которые имеют решающее значение для жизнедеятельности клеток. Эти белки включают рецепторы запахов, вкусов и гормонов, а также поры, отвечающие за контролируемый вход и выход таких ионов, как натрий (Na +), калий (K +), кальций (Ca ++) и хлорид (Cl-).

Митохондрии : Митохондрии обеспечивают клетку энергией, необходимой для движения, деления, выработки секреторных продуктов, сокращения — короче говоря, они являются энергетическими центрами клетки.Они размером с бактерии, но могут иметь разную форму в зависимости от типа клеток. Митохондрии представляют собой мембраносвязанные органеллы и, как и ядро, имеют двойную мембрану. Наружная мембрана довольно гладкая. Но внутренняя мембрана сильно извилистая, образуя складки (кристы), если смотреть в поперечном сечении. Кристы значительно увеличивают площадь поверхности внутренней мембраны. Именно на этих кристах пища (сахар) соединяется с кислородом для производства АТФ — основного источника энергии для клетки.

Вакуоль : Вакуоль — это мембранно-связанный мешок, который играет роль во внутриклеточном пищеварении и высвобождении продуктов жизнедеятельности клеток. В клетках животных вакуоли обычно имеют небольшие размеры. Вакуоли, как правило, имеют большие размеры в растительных клетках и играют несколько ролей: накапливают питательные вещества и продукты жизнедеятельности, помогают увеличивать размер клеток во время роста и даже действуют во многом как лизосомы клеток животных. Вакуоль растительной клетки также регулирует тургорное давление в клетке. Вода собирается в клеточных вакуолях, давит наружу на клеточную стенку и придает растению жесткость.Без достаточного количества воды падает тургорное давление и растение увядает.

Клеточная стенка (только для растительных клеток) : Растительные клетки имеют жесткую защитную клеточную стенку, состоящую из полисахаридов. В клетках высших растений этим полисахаридом обычно является целлюлоза. Клеточная стенка обеспечивает и поддерживает форму этих клеток и служит защитным барьером. Жидкость собирается в вакуоли растительной клетки и отталкивается от клеточной стенки. Это тургорное давление отвечает за хрусткость свежих овощей.

Хлоропласт (только клетки растений) : Хлоропласты — это специализированные органеллы, обнаруженные во всех клетках высших растений. Эти органеллы содержат хлорофилл растительной клетки, ответственный за зеленый цвет растения и способность поглощать энергию солнечного света. Эта энергия используется для преобразования воды и атмосферного углекислого газа в метаболизируемые сахара посредством биохимического процесса фотосинтеза. Хлоропласты имеют двойную наружную мембрану. Внутри стромы находятся другие мембранные структуры — тилакоиды.Тилакоиды появляются в стеках, называемых «грана» (единственное число = гранум). Общественный колледж Estrella Moumtain представляет собой хороший источник информации о фотосинтезе.

Гладкая эндоплазматическая сеть : По всей эукариотической клетке, особенно ответственной за выработку гормонов и других секреторных продуктов, находится обширная сеть мембраносвязанных везикул и канальцев, называемая эндоплазматической сетью, или сокращенно ЭР. ER является продолжением внешней ядерной мембраны, и его разнообразные функции предполагают сложность эукариотической клетки.
Гладкая эндоплазматическая сеть названа так потому, что при электронной микроскопии кажется гладкой. Smooth ER выполняет разные функции в зависимости от конкретного типа клеток, включая синтез липидов и стероидных гормонов, расщепление жирорастворимых токсинов в клетках печени и контроль высвобождения кальция при сокращении мышечных клеток.

Шероховатый эндоплазматический ретикулум : Шероховатый эндоплазматический ретикулум при электронной микроскопии кажется «шершавым» из-за наличия на его поверхности множества рибосом.Белки, синтезируемые на этих рибосомах, собираются в эндоплазматическом ретикулуме для транспортировки по клетке.

Рибосомы : Рибосомы представляют собой пакеты РНК и белка, которые играют решающую роль как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. Они являются местом синтеза белка. Каждая рибосома состоит из двух частей: большой субъединицы и малой субъединицы. Информационная РНК из ядра клетки систематически перемещается по рибосоме, где транспортная РНК добавляет отдельные молекулы аминокислот к удлиняющейся белковой цепи.

Цитоскелет : Как следует из названия, цитоскелет помогает поддерживать форму клетки. Но главное значение цитоскелета — в подвижности клеток. Внутреннее движение клеточных органелл, а также перемещение клеток и сокращение мышечных волокон не могли происходить без цитоскелета. Цитоскелет представляет собой организованную сеть из трех первичных белковых нитей:

• микротрубочек
• актиновых филаментов (микрофиламентов)
• промежуточных волокон

Растительные клетки — Полное руководство

Определение

Растительные клетки — основная единица жизни в организмах царства Plantae.Это эукариотические клетки, которые имеют собственное ядро ​​и специализированные структуры, называемые органеллами, которые выполняют различные функции. Клетки растений имеют особые органеллы, называемые хлоропластами, которые создают сахара посредством фотосинтеза. У них также есть клеточная стенка, которая обеспечивает структурную поддержку.

Трехмерная модель растительной клетки

Обзор растительных клеток

Животные, грибы и простейшие состоят по крайней мере из одной эукариотической клетки. Напротив, бактерии и археи состоят из одной прокариотической клетки. Клетки растений отличаются от клеток других организмов своими клеточными стенками, хлоропластами и центральной вакуолью.

Хлоропласты — это органеллы, которые имеют решающее значение для функционирования растительных клеток. Это структуры, которые осуществляют фотосинтез, используя энергию солнца для производства глюкозы. При этом клетки используют углекислый газ и выделяют кислород.

Другие организмы, такие как животные, полагаются на этот кислород и глюкозу, чтобы выжить. Растения считаются автотрофными, потому что они сами производят пищу и не должны потреблять какие-либо другие организмы. В частности, растительные клетки являются фотоавтотрофными, потому что они используют световую энергию солнца для производства глюкозы. Организмы, питающиеся растениями и другими животными, считаются гетеротрофными.

Другие компоненты растительной клетки, клеточная стенка и центральная вакуоль, работают вместе, чтобы придать клетке жесткость. Растительная клетка будет накапливать воду в центральной вакуоли, которая расширяет вакуоль по сторонам клетки. Затем клеточная стенка давит на стенки других клеток, создавая силу, известную как тургорное давление. В то время как животные полагаются на скелет для строения, тургорное давление в растительных клетках позволяет растениям вырастать высокими и получать больше солнечного света.

Растительные клетки и животные клетки

Растительные и животные клетки являются эукариотическими клетками, что означает, что они обладают определенным ядром и мембраносвязанными органеллами. У них много общих черт, таких как клеточная мембрана, ядро, митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, рибосомы и многое другое.

Однако они имеют некоторые очевидные отличия. Во-первых, у растительных клеток есть клеточная стенка, окружающая клеточную мембрану, тогда как у животных клеток нет. Растительные клетки также обладают двумя органеллами, которых не хватает животным клеткам: хлоропластами и большой центральной вакуолью.

Эти дополнительные органеллы позволяют растениям формировать вертикальную структуру без необходимости в скелете (клеточная стенка и центральная вакуоль), а также позволяют им производить свою собственную пищу посредством фотосинтеза (хлоропласты).

Части растительной клетки

Схема растительной клетки с органеллами, помеченными как

Растительная клетка имеет множество различных функций, которые позволяют ей выполнять свои функции. Каждая из этих структур, называемых органеллами, выполняет особую роль.

Клетки животных и растений имеют много общих органелл, о которых вы можете узнать больше, посетив статью «Клетки животных». Однако в клетках растений есть некоторые специализированные структуры, включая хлоропласты, большую вакуоль и клеточную стенку.

Хлоропласты

Хлоропласты — это специализированные органеллы, обнаруженные только в растениях и некоторых типах водорослей. Эти органеллы осуществляют процесс фотосинтеза, который превращает воду, углекислый газ и световую энергию в питательные вещества, из которых растения могут получать энергию. В некоторых растительных клетках может быть более ста хлоропластов.

Хлоропласты представляют собой дискообразные органеллы, окруженные двойной мембраной. Наружная мембрана образует внешнюю поверхность хлоропласта и относительно проницаема для небольших молекул, позволяя веществам проникать в органеллы. Внутренняя мембрана находится прямо под внешней мембраной и менее проницаема для внешних веществ.

Между внешней и внутренней мембранами находится тонкое межмембранное пространство шириной около 10-20 нанометров.Центр хлоропласта, окруженный двойной мембраной, представляет собой жидкий матрикс, называемый стромой (вы можете думать об этом как о цитоплазме хлоропласта).

Внутри стромы есть множество структур, называемых тилакоидами, которые выглядят как уплощенные диски. В сосудистых растениях тилакоиды уложены друг на друга штабелями, называемыми грандиозными. Тилакоиды имеют высокую концентрацию хлорофилла и каротиноидов — пигментов, улавливающих световую энергию солнца. Молекула хлорофилла также придает растениям зеленый цвет.

Помеченная диаграмма хлоропласта

Vacuoles

Растительные клетки уникальны тем, что они имеют большую центральную вакуоль. Вакуоль — это небольшая сфера плазматической мембраны внутри клетки, которая может содержать жидкость, ионы и другие молекулы. Вакуоли — это, по сути, просто большие пузырьки. Их можно найти в клетках многих разных организмов. Однако для растительных клеток характерна большая вакуоль, которая может занимать от 30% до 90% от общего объема клеток.

Центральная вакуоль растительной клетки помогает поддерживать ее тургорное давление, то есть давление содержимого клетки на клеточную стенку. Растение лучше всего растет, когда его клетки имеют высокую опухоль, а это происходит, когда центральная вакуоль заполнена водой. Если у растений снижается тургорное давление, растения начинают увядать. Растительные клетки лучше всего чувствуют себя в гипотонических растворах, где в окружающей среде больше воды, чем в клетке. В этих условиях вода устремляется в клетку путем осмоса, и ее тургорность высокая.

Клетки животных, для сравнения, могут лизироваться, если внутрь проникает слишком много воды; они лучше себя чувствуют в изотонических растворах, где концентрация растворенных веществ в клетке и в окружающей среде одинакова, а чистое движение воды в клетке и из клетки одинаково.

Многие клетки животных также имеют вакуоли, но они намного меньше по размеру и, как правило, играют менее важную функцию.

Клеточная стенка

Клеточная стенка — это прочный слой, расположенный снаружи растительной клетки, который придает ей прочность, а также поддерживает высокую упругость. У растений клеточная стенка содержит в основном целлюлозу, а также другие молекулы, такие как гемицеллюлоза, пектин и лигнины. Состав клеточной стенки растений отличает ее от клеточных стенок других организмов.

Например, клеточные стенки грибов содержат хитин, а бактериальные клеточные стенки содержат пептидогликан. Эти вещества не встречаются в растениях. Важно отметить, что основное различие между растительными и животными клетками состоит в том, что у растительных клеток есть клеточная стенка, а у животных клеток нет.

Растительные клетки имеют первичную клеточную стенку, которая представляет собой гибкий слой, образованный снаружи растущей клетки растения. Растения также могут иметь вторичную клеточную стенку, жесткий толстый слой, образующийся внутри первичной клеточной стенки растения, когда клетка созревает.

Другие органеллы

Клетки растений имеют много других органелл, которые по существу такие же, как органеллы в других типах эукариотических клеток, таких как клетки животных.

• Ядро содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), генетический материал клетки.ДНК содержит инструкции по производству белков, которые контролируют всю деятельность организма. Ядро также регулирует рост и деление клетки.
• Белки синтезируются в рибосомах, модифицируются в эндоплазматическом ретикулуме, складываются, сортируются и упаковываются в пузырьки в аппарате Гольджи.
• Митохондрии также находятся в клетках растений. Они производят АТФ посредством клеточного дыхания. Фотосинтез в хлоропластах обеспечивает расщепляемые митохондриями питательные вещества для использования в клеточном дыхании.Интересно, что и хлоропласты, и митохондрии, как полагают, образовались из бактерий, поглощенных другими клетками в эндосимбиотических (взаимовыгодных) отношениях, и они сделали это независимо друг от друга.
• Жидкость внутри клеток — это цитозоль. Он в основном состоит из воды, а также содержит ионы, белки и небольшие молекулы. Цитозоль и все органеллы внутри него, кроме ядра, называются цитоплазмой.
• Цитоскелет представляет собой сеть нитей и канальцев, расположенных по всей цитоплазме клетки. Имеет множество функций; он придает форму клетке, обеспечивает прочность, стабилизирует ткани, закрепляет органеллы внутри клетки и играет роль в передаче клеточных сигналов. Клеточная мембрана, двойной слой фосфолипидов, окружает всю клетку.

Типы растительных клеток

Существует пять типов тканей, образованных растительными клетками, каждый из которых выполняет свои функции. Паренхима, колленхима и склеренхима — это простые растительные ткани, то есть они содержат клетки одного типа.Напротив, ксилема и флоэма содержат смесь типов клеток и называются сложными тканями.

Типы тканей растений образуются клетками паренхимы, колленхимы и склеренхимы

• Ткань паренхимы представляет собой большинство клеток в растении. Они содержатся в листьях и осуществляют фотосинтез и клеточное дыхание, а также другие метаболические процессы. Они также хранят такие вещества, как крахмал и белки, и играют роль в заживлении ран растений.
• Ткань колленхимы поддерживает растущие части растения.Они имеют удлиненную форму, толстые клеточные стенки и могут расти и менять форму по мере роста растения.
• Ткань склеренхимы содержит твердые клетки, которые являются основными поддерживающими клетками в тех областях растения, которые перестали расти. Клетки склеренхимы мертвы и имеют очень толстые клеточные стенки.
• Клетки ксилемы переносят в основном воду и некоторые питательные вещества по всему растению, от корней до стебля и листьев.
• Клетки флоэмы транспортируют питательные вещества, полученные во время фотосинтеза, ко всем частям растения.Они переносят сок, который представляет собой водный раствор с высоким содержанием сахаров.

Викторина

Библиография

Показать / скрыть

1. Альбертс, Б., Джонсон, А., Льюис, Дж. И др. Молекулярная биология клетки. 4-е издание . Нью-Йорк: Наука Гарланд (2002). Клеточная стенка растений. Доступно по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26928/

2. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., et al. Молекулярная клеточная биология.4-е издание. Нью-Йорк: У. Х. Фриман (2000). Раздел 5.4, Органеллы эукариотической клетки. Доступно по ссылке: https://www.