Клетките на животните и растенията, многоклетъчни и едноклетъчни, по принцип са сходни по структура. Разликите в детайлите на клетъчната структура са свързани с тяхната функционална специализация.
Основните елементи на всички клетки са ядрото и цитоплазмата. Ядрото има сложна структура, променяща се на различни фазиклетъчно делене или цикъл. Ядрото на неделяща се клетка заема приблизително 10-20% от общия й обем. Състои се от кариоплазма (нуклеоплазма), едно или повече нуклеоли (нуклеоли) и ядрена мембрана. Кариоплазмата е ядрен сок или кариолимфа, в която има нишки от хроматин, които образуват хромозоми.
Основни свойства на клетката:
- метаболизъм
- чувствителност
- репродуктивен капацитет
Клетката живее в вътрешна средатяло - кръв, лимфа и тъканна течност. Основните процеси в клетката са окисление и гликолиза – разграждането на въглехидратите без кислород. Клетъчната пропускливост е избирателна. Определя се от реакцията към високо или ниска концентрациясоли, фаго- и пиноцитоза. Секрецията е образуването и освобождаването от клетките на слузоподобни вещества (муцин и мукоиди), които предпазват от увреждане и участват в образуването на междуклетъчно вещество.
Видове клетъчни движения:
- амебоидни (псевдоподи) – левкоцити и макрофаги.
- плъзгане – фибробласти
- флагеларен тип – сперматозоиди (реснички и флагели)
Клетъчно делене:
- индиректни (митоза, кариокинеза, мейоза)
- директен (амитоза)
По време на митозата ядреното вещество се разпределя равномерно между дъщерните клетки, т.к Ядреният хроматин е концентриран в хромозоми, които се разделят на две хроматиди, които се разделят на дъщерни клетки.
Структури на живата клетка
Хромозоми
Задължителни елементи на ядрото са хромозомите, които имат специфична химична и морфологична структура. Те участват активно в метаболизма в клетката и са пряко свързани с наследственото предаване на свойства от едно поколение на друго. Трябва обаче да се има предвид, че въпреки че наследствеността се осигурява от цялата клетка като единна система, ядрените структури, а именно хромозомите, заемат специално място в това. Хромозомите, за разлика от клетъчните органели, са уникални структури, характеризиращи се с постоянен качествен и количествен състав. Те не могат да се заменят взаимно. Дисбалансът в хромозомния комплемент на клетката в крайна сметка води до нейната смърт.
Цитоплазма
Цитоплазмата на клетката има много сложна структура. Въвеждането на техники за тънко сечение и електронна микроскопия направи възможно да се види фината структура на подлежащата цитоплазма. Установено е, че последният се състои от паралелни сложни структури под формата на пластини и тубули, на повърхността на които има малки гранули с диаметър 100–120 Å. Тези образувания се наричат ендоплазмен комплекс. Този комплекс включва различни диференцирани органели: митохондрии, рибозоми, апарат на Голджи, в клетките на по-низши животни и растения - центрозоми, при животни - лизозоми, в растения - пластиди. Освен това цитоплазмата съдържа цяла линиявключвания, които участват в клетъчния метаболизъм: нишесте, мастни капчици, кристали на урея и др.
Мембрана
Клетката е заобиколена от плазмена мембрана (от латински „мембрана“ - кожа, филм). Функциите му са много разнообразни, но основната е защитната: предпазва вътрешното съдържание на клетката от влияния външна среда. Благодарение на различни израстъци и гънки на повърхността на мембраната, клетките са здраво свързани помежду си. Мембраната е проникната от специални протеини, през които могат да се движат определени вещества, необходими на клетката или за отстраняване от нея. По този начин метаболизмът се осъществява през мембраната. Освен това, което е много важно, веществата преминават през мембраната селективно, поради което необходимият набор от вещества се поддържа в клетката.
При растенията плазмената мембрана е покрита отвън с плътна мембрана, състояща се от целулоза (фибри). Черупката изпълнява защитни и поддържащи функции. Той служи като външна рамка на клетката, като й придава определена форма и размер, предотвратявайки прекомерното подуване.
Ядро
Разположен в центъра на клетката и разделен от двуслойна мембрана. Има сферична или удължена форма. Черупката - кариолема - има пори, необходими за обмена на вещества между ядрото и цитоплазмата. Съдържанието на ядрото е течно - кариоплазма, която съдържа плътни тела - нуклеоли. Те отделят гранули - рибозоми. По-голямата част от ядрото е ядрени протеини - нуклеопротеини, в нуклеолите - рибонуклеопротеини, а в кариоплазмата - дезоксирибонуклеопротеини. Клетката е покрита с клетъчна мембрана, която се състои от протеинови и липидни молекули, които имат мозаечна структура. Мембраната осигурява обмена на вещества между клетката и междуклетъчната течност.
EPS
Това е система от тубули и кухини, по стените на които има рибозоми, които осигуряват синтеза на протеини. Рибозомите могат да бъдат свободно разположени в цитоплазмата. Има два вида EPS - грапав и гладък: върху грапавия EPS (или гранулиран) има много рибозоми, които извършват протеинов синтез. Рибозомите придават на мембраните груб вид. Гладките ER мембрани не носят рибозоми на повърхността си, те съдържат ензими за синтеза и разграждането на въглехидрати и липиди. Гладкият EPS изглежда като система от тънки тръби и резервоари.
Рибозоми
Малки тела с диаметър 15–20 mm. Те синтезират протеинови молекули и ги сглобяват от аминокиселини.
Митохондриите
Това са двумембранни органели, чиято вътрешна мембрана има издатини - кристи. Съдържанието на кухините е матрица. Митохондриите съдържат голям бройлипопротеини и ензими. Това са енергийните станции на клетката.
Пластиди (характерни само за растителните клетки!)
Съдържанието им в клетката е основна характеристика растителен организъм. Има три основни типа пластиди: левкопласти, хромопласти и хлоропласти. Имат различни цветове. Безцветните левкопласти се намират в цитоплазмата на клетките на неоцветени части от растения: стъбла, корени, грудки. Например, има много от тях в картофените клубени, в които се натрупват нишестени зърна. Хромопластите се намират в цитоплазмата на цветята, плодовете, стъблата и листата. Хромопластите осигуряват жълт, червен и оранжев цвят на растенията. Зелените хлоропласти се намират в клетките на листата, стъблата и други части на растението, както и в различни водорасли. Хлоропластите са с размери 4-6 микрона, често имат овална форма. Във висшите растения една клетка съдържа няколко десетки хлоропласти.
Зелените хлоропласти могат да се трансформират в хромопласти - затова листата пожълтяват през есента, а зелените домати стават червени, когато узреят. Левкопластите могат да се трансформират в хлоропласти (позеленяване на картофените клубени на светлина). По този начин хлоропластите, хромопластите и левкопластите са способни на взаимен преход.
Основната функция на хлоропластите е фотосинтезата, т.е. В хлоропластите на светлината органичните вещества се синтезират от неорганични поради преобразуването на слънчевата енергия в енергията на молекулите на АТФ. Хлоропластите на висшите растения са с размери 5-10 микрона и по форма наподобяват двойноизпъкнала леща. Всеки хлоропласт е заобиколен от двойна мембрана, която е избирателно пропусклива. Отвън е гладка мембрана, а отвътре има нагъната структура. Основната структурна единица на хлоропласта е тилакоидът, плоска двумембранна торбичка, която играе водеща роля в процеса на фотосинтеза. Тилакоидната мембрана съдържа протеини, подобни на митохондриалните протеини, които участват във веригата за транспортиране на електрони. Тилакоидите са подредени в купчини, наподобяващи купчини монети (10 до 150), наречени грана. Грана има сложна структура: хлорофилът е разположен в центъра, заобиколен от слой протеин; след това има слой от липоиди, отново протеин и хлорофил.
Комплекс Голджи
Това е система от кухини, ограничени от цитоплазмата с мембрана и могат да имат различни форми. Натрупването на протеини, мазнини и въглехидрати в тях. Провеждане на синтеза на мазнини и въглехидрати върху мембрани. Образува лизозоми.
Основният структурен елемент на апарата на Голджи е мембраната, която образува пакети от плоски цистерни, големи и малки везикули. Цистерните на апарата на Голджи са свързани с каналите на ендоплазмения ретикулум. Протеините, полизахаридите и мазнините, произведени върху мембраните на ендоплазмения ретикулум, се прехвърлят в апарата на Голджи, натрупват се в неговите структури и се „опаковат“ под формата на вещество, готово или за освобождаване, или за използване в самата клетка по време на нейното живот. Лизозомите се образуват в апарата на Голджи. Освен това той участва в растежа на цитоплазмената мембрана, например по време на клетъчното делене.
Лизозоми
Тела, отделени от цитоплазмата с единична мембрана. Ензимите, които съдържат, ускоряват разграждането на сложни молекули до прости: протеини до аминокиселини, сложни въглехидратидо прости, липиди до глицерол и мастни киселини, а също така унищожават мъртви части от клетката, цели клетки. Лизозомите съдържат повече от 30 вида ензими (протеинови вещества, които увеличават скоростта химическа реакциядесетки и стотици хиляди пъти), способни да разграждат протеини, нуклеинова киселина, полизахариди, мазнини и други вещества. Разграждането на веществата с помощта на ензими се нарича лизис, откъдето идва и името на органела. Лизозомите се образуват или от структурите на комплекса на Голджи, или от ендоплазмения ретикулум. Една от основните функции на лизозомите е участието във вътреклетъчното смилане на хранителни вещества. В допълнение, лизозомите могат да разрушат структурите на самата клетка, когато тя умре, по време на ембрионалното развитие и в редица други случаи.
Вакуоли
Те са кухини в цитоплазмата, пълни с клетъчен сок, място за натрупване на резервни хранителни вещества, вредни вещества; те регулират водното съдържание в клетката.
Клетъчен център
Състои се от две малки тела - центриоли и центросфера - уплътнен участък от цитоплазмата. Играе важна роля в клетъчното делене
Органоиди за клетъчно движение
- Камшичета и реснички, които са клетъчни израстъци и имат еднаква структура при животни и растения
- Миофибрилите са тънки нишки с дължина повече от 1 см с диаметър 1 микрон, разположени на снопове по мускулните влакна
- Псевдоподии (изпълняват функцията на движение; поради тях се получава мускулна контракция)
Прилики между растителни и животински клетки
Характеристиките, които са сходни между растителните и животинските клетки, включват следното:
- Подобна структура на структурната система, т.е. наличие на ядро и цитоплазма.
- Процесът на метаболизма на веществата и енергията е подобен по принцип.
- И животинските, и растителните клетки имат мембранна структура.
- Химическият състав на клетките е много подобен.
- Растителните и животинските клетки преминават през подобен процес на клетъчно делене.
- Растителните клетки и животинските клетки имат същия принцип на предаване на кода на наследствеността.
Съществени разлики между растителни и животински клетки
Освен това Общи чертиустройство и жизнена дейност на растенията и животинска клетка, има и специални отличителни черти на всеки от тях.
По този начин можем да кажем, че растителните и животинските клетки са подобни една на друга в съдържанието на някои важни елементи и някои жизненоважни процеси, а също така имат значителни разлики в структурата и метаболитни процеси.
Клетката е структурна и функционална единицажив организъм, който носи генетична информация, осигурява метаболитни процеси и е способен на регенерация и самовъзпроизвеждане.
Има едноклетъчни индивиди и развити многоклетъчни животни и растения. Тяхната жизнена дейност се осигурява от работата на органи, които са изградени от различни тъкани. Тъканта от своя страна е представена от съвкупност от клетки, подобни по структура и функции.
клетки различни организмиимат свои собствени характерни свойства и структура, но има общи компоненти, присъщи на всички клетки: както растителни, така и животински.
Органели, общи за всички видове клетки
Ядро- един от важни компонентиклетки, съдържа генетична информация и осигурява нейното предаване на потомците. Той е заобиколен от двойна мембрана, която го изолира от цитоплазмата.
Цитоплазма- вискозна прозрачна среда, която изпълва клетката. Всички органели са разположени в цитоплазмата. Цитоплазмата се състои от система от микротубули, която осигурява прецизното движение на всички органели. Той също така контролира транспорта на синтезирани вещества.
Клетъчната мембрана– мембрана, която отделя клетката от външната среда, осигурява транспортирането на вещества в клетката и отстраняването на продуктите на синтеза или жизнената дейност.
Ендоплазмения ретикулум– мембранен органел, състои се от цистерни и тубули, на повърхността на които се синтезират рибозоми (гранулиран EPS). Местата, където няма рибозоми, образуват гладкия ендоплазмен ретикулум. Гранулираната и грануларната мрежа не са разграничени, а преминават една в друга и се свързват с основната обвивка.
Комплекс Голджи- купчина резервоари, сплеснати в центъра и разширени в периферията. Проектиран да завърши синтеза на протеини и по-нататъшния им транспорт от клетката; заедно с EPS образува лизозоми.
Митохондриите– двумембранни органели, вътрешната мембрана образува издатини в клетката – кристи. Отговаря за синтеза на АТФ и енергийния метаболизъм. Изпълнява дихателна функция(поемане на кислород и отделяне на CO 2).
Рибозоми– отговарят за синтеза на протеини, в тяхната структура се разграничават малки и големи субединици.
Лизозоми– извършват вътреклетъчно смилане поради съдържанието на хидролитични ензими. Разграждайте уловените чужди вещества.
Както в растителните, така и в животинските клетки, освен органелите, има нестабилни структури - включвания. Те се появяват при засилване на метаболитните процеси в клетката. Те изпълняват хранителна функция и съдържат:
- Нишестени зърна в растенията и гликоген в животните;
- протеини;
- Липидите са високоенергийни съединения, които са по-ценни от въглехидратите и протеините.
Има включвания, които не играят роля в енергиен метаболизъм, те съдържат отпадъчни продукти от клетката. В жлезистите клетки на животните включванията натрупват секрети.
Органели, уникални за растителните клетки
Животинските клетки, за разлика от растителните, не съдържат вакуоли, пластиди или клетъчна стена.
Клетъчна стенасе образува от клетъчната плоча, образувайки първичните и вторичните клетъчни стени.
Първичната клетъчна стена се намира в недиференцирани клетки. По време на узряването се образува вторична мембрана между мембраната и първичната клетъчна стена. По своята структура той е подобен на първичния, само че има повече целулоза и по-малко вода.
Вторичната клетъчна стена е снабдена с много пори. Пората е място, където няма вторична стена между първичната обвивка и мембраната. Порите са разположени по двойки в съседни клетки. Клетките, разположени наблизо, комуникират помежду си чрез плазмодесмати - това е канал, който представлява нишка от цитоплазма, облицована с плазмолема. Чрез него клетките обменят синтезирани продукти.
Функции на клетъчната стена:
- Поддържане на клетъчния тургор.
- Придава форма на клетките, действайки като скелет.
- Натрупва питателни храни.
- Предпазва от външни влияния.
Вакуоли– органели, пълни с клетъчен сок, участват в смилането на органични вещества (подобно на лизозомите на животинската клетка). Те се формират чрез съвместната работа на ER и комплекса на Голджи. Първо се образуват и функционират няколко вакуоли; по време на стареенето на клетката те се сливат в една централна вакуола.
Пластиди– автономни двойномембранни органели, вътрешна обвивкаима израстъци - ламели. Всички пластиди са разделени на три вида:
- Левкопласти– непигментирани образувания, способни да съхраняват нишесте, протеини, липиди;
- хлоропласти– зелени пластиди, съдържат пигмента хлорофил, способен на фотосинтеза;
- хромопласти– оранжеви кристали поради наличието на пигмент каротин.
Органели, уникални за животинските клетки
Разликата между растителна клетка и животинска клетка е липсата на центриол, трислойна мембрана.
Центриоли– чифтни органели, разположени близо до ядрото. Те участват в образуването на вретеното и допринасят за равномерното разминаване на хромозомите към различните полюси на клетката.
Плазмената мембрана— животинските клетки се характеризират с трислойна, издръжлива мембрана, изградена от липиди и протеини.
Сравнителна характеристика на растителни и животински клетки
| сравнителна таблицаживотински и растителни клетки | ||
|---|---|---|
| Имоти | растителна клетка | животинска клетка |
| Структура на органела | Мембрана | |
| Ядро | Формиран, с набор от хромозоми | |
| дивизия | Възпроизвеждане на соматични клетки чрез митоза | |
| Органоиди | Подобен набор от органели | |
| Клетъчна стена | + | - |
| Пластиди | + | - |
| Центриоли | - | + |
| Тип мощност | Автотрофен | Хетеротрофен |
| Синтез на енергия | С помощта на митохондриите и хлоропластите | Само с помощта на митохондриите |
| Метаболизъм | Предимството на анаболизма пред катаболизма | Катаболизмът надвишава синтеза на вещества |
| Включвания | Хранителни вещества (нишесте), соли | Гликоген, протеини, липиди, въглехидрати, соли |
| реснички | Рядко | Яжте |
Благодарение на хлоропластите растителните клетки извършват процесите на фотосинтеза - превръщат енергията на слънцето в органични вещества; животинските клетки не са способни на това.
Митотичното делене на растението се извършва предимно в меристема, характеризиращо се с наличието на допълнителен етап - препрофаза; в животинското тяло митозата е присъща на всички клетки.
Размерите на отделните растителни клетки (около 50 микрона) надвишават размерите на животинските клетки (около 20 микрона).
Връзката между растителните клетки се осъществява чрез плазмодесмати, а при животните - чрез десмозоми.
Вакуолите на растителна клетка заемат по-голямата част от нейния обем; при животните те са малки образуванияв малки количества.
Клетъчната стена на растенията е изградена от целулоза и пектин; при животните мембраната се състои от фосфолипиди.
Растенията не са в състояние да се движат активно, така че те са се адаптирали към автотрофния метод на хранене, самостоятелно синтезирайки всички необходими хранителни веществаот неорганични съединения.
Животните са хетеротрофи и използват екзогенни органични вещества.
Сходството в структурата и функционалността на растителните и животинските клетки показва единството на техния произход и принадлежност към еукариотите. Техните отличителни черти се дължат на по различни начиниживот и хранене.
Което съдържа ДНК и е отделено от другите клетъчни структури чрез ядрената мембрана. И двата типа клетки имат подобни процеси на възпроизвеждане (деление), които включват митоза и мейоза.
Животинските и растителните клетки получават енергия, която използват за растеж и поддържане на нормалното функциониране в процеса. Характерно и за двата вида клетки е наличието на клетъчни структури, известни като, които са специализирани да изпълняват специфични функции, необходими за нормална операция. Животинските и растителните клетки са обединени от наличието на ядро, ендоплазмен ретикулум, цитоскелет и. Въпреки сходните характеристики на животинските и растителните клетки, те също имат много разлики, които са обсъдени по-долу.
Основни разлики в животинските и растителните клетки
Схема на структурата на животински и растителни клетки
- размер:животинските клетки обикновено са по-малки от растителните. Размерът на животинските клетки варира от 10 до 30 микрометра на дължина, а растителните клетки варират от 10 до 100 микрометра.
- форма:животинските клетки са различни размерии имат заоблени или неправилни форми. Растителните клетки са по-сходни по размер и обикновено са с правоъгълна или кубична форма.
- Енергиен запас:Животинските клетки съхраняват енергия под формата на сложния въглехидрат гликоген. Растителните клетки съхраняват енергия под формата на нишесте.
- Протеини:От 20-те аминокиселини, необходими за синтеза на протеини, само 10 се произвеждат естествено в животински клетки. Други т.нар незаменими аминокиселинисе получават от храната. Растенията са способни да синтезират всичките 20 аминокиселини.
- Диференциация:При животните само стволовите клетки са способни да се трансформират в други. Повечето видове растителни клетки са способни на диференциация.
- Височина:животинските клетки се увеличават по размер, увеличавайки броя на клетките. Растителните клетки основно увеличават размера на клетката, като стават по-големи. Те растат, като съхраняват повече вода в централната вакуола.
- : Животинските клетки нямат клетъчна стена, но имат клетъчна мембрана. Растителните клетки имат клетъчна стена, изградена от целулоза, както и клетъчна мембрана.
- : животинските клетки съдържат тези цилиндрични структури, които организират сглобяването на микротубули по време на клетъчното делене. Растителните клетки обикновено не съдържат центриоли.
- реснички:намира се в животинските клетки, но обикновено липсва в растителните клетки. Ресничките са микротубули, които позволяват клетъчно движение.
- Цитокинеза:отделяне на цитоплазмата по време, възниква в животинските клетки, когато се образува комисурален жлеб, който затяга клетъчната мембранана половина. При цитокинезата на растителната клетка се образува клетъчна плоча, която разделя клетката.
- Гликсизоми:тези структури не се намират в животински клетки, но присъстват в растителни клетки. Гликсизомите помагат за разграждането на липидите до захари, особено в покълващите семена.
- : животинските клетки имат лизозоми, които съдържат ензими, които усвояват клетъчните макромолекули. Растителните клетки рядко съдържат лизозоми, тъй като растителната вакуола се справя с разграждането на молекулата.
- Пластиди:В животинските клетки няма пластиди. Растителните клетки имат пластиди като тези, необходими за.
- Плазмодесми:животинските клетки нямат плазмодесми. Растителните клетки съдържат плазмодесмати, които са пори между стените, които позволяват на молекулите и комуникационните сигнали да преминават между отделните растителни клетки.
- : животинските клетки могат да имат много малки вакуоли. Растителните клетки съдържат голяма централна вакуола, която може да представлява до 90% от обема на клетката.
Прокариотни клетки
Еукариотните клетки при животните и растенията също се различават от прокариотните клетки като . Прокариотите обикновено са едноклетъчни организми, докато животинските и растителните клетки обикновено са многоклетъчни. Еукариотите са по-сложни и по-големи от прокариотите. Животинските и растителните клетки включват много органели, които не се срещат в прокариотните клетки. Прокариотите нямат истинско ядро, тъй като ДНК не се съдържа в мембрана, а е нагъната в област, наречена нуклеоид. Докато животинските и растителните клетки се възпроизвеждат чрез митоза или мейоза, прокариотите най-често се възпроизвеждат чрез делене или фрагментация.
Други еукариотни организми
Растителните и животинските клетки не са единствените видове еукариотни клетки. Протеите (като еуглена и амеба) и гъбите (като гъби, дрожди и плесени) са два други примера за еукариотни организми.
Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.
Клетките на животните и растенията, многоклетъчни и едноклетъчни, по принцип са сходни по структура. Разликите в детайлите на клетъчната структура са свързани с тяхната функционална специализация.
Основните елементи на всички клетки са ядрото и цитоплазмата. Ядрото има сложна структура, която се променя в различни фази на клетъчното делене или цикъл. Ядрото на неделящата се клетка заема приблизително 10-20% от общия й обем. Състои се от кариоплазма (нуклеоплазма), едно или повече нуклеоли (нуклеоли) и ядрена мембрана. Кариоплазмата е ядрен сок или кариолимфа, в която има нишки от хроматин, които образуват хромозоми.
Задължителни елементи на ядрото са хромозомите, които имат специфична химична и морфологична структура. Те участват активно в метаболизма в клетката и са пряко свързани с наследственото предаване на свойства от едно поколение на друго.
Цитоплазмата на клетката има много сложна структура. Въвеждането на техники за тънко сечение и електронна микроскопия направи възможно да се види фината структура на подлежащата цитоплазма.
Установено е, че последният се състои от паралелни сложни структури под формата на пластини и тубули, на повърхността на които има малки гранули с диаметър 100-120 Å. Тези образувания се наричат ендоплазмен комплекс. Този комплекс включва различни диференцирани органели: митохондрии, рибозоми, апарат на Голджи, в животински клетки и по-ниски растения- центрозома, животни - лизозоми, растения - пластиди. В допълнение, цитоплазмата разкрива редица включвания, които участват в метаболизма на клетката: нишесте, мастни капчици, кристали на урея и др.
Центриоли(клетъчен център) се състои от два компонента: триплети и центросфера - специално обособен участък от цитоплазмата. Центриолите се състоят от два малки заоблени пръстена. IN електронен микроскопясно е, че тези тела представляват система от строго ориентирани тръби.
Митохондриитеима в клетките различни форми: пръчковидни, нулеви и др. Смята се, че формата им може да варира в зависимост от функционално състояниеклетки. Размерите на митохондриите варират в широки граници: от 0,2 до 2-7 микрона. в клетките на различни тъкани те са разположени или равномерно в цялата цитоплазма, или с по-висока концентрация в определени области. Установено е, че митохондриите участват в окислителните процеси на клетъчния метаболизъм. Митохондриите са съставени от протеини, липиди и нуклеинови киселини. В тях са открити редица ензими, участващи в аеробното окисление, както и такива, свързани с фосфорилирането. Смята се, че всички реакции от цикъла на Кребс се случват в митохондриите: по-голямата част от енергията се освобождава, докато енергията се изразходва за работата на клетката.
Структурата на митохондриите се оказа сложна. Според електронномикроскопски изследвания те са тела, стеснени от хидрофилен зол, затворени в селективно пропусклива обвивка - мембрана, чиято дебелина е около 80 Å. Митохондриите имат слоеста структура под формата на система от сутрешни хребети-кристали, чиято дебелина е 180-200 Å. Те се отдалечават от вътрешна повърхностмембрани, образувайки пръстеновидни диафрагми. Предполага се, че митохондриите се възпроизвеждат чрез делене. Когато клетките се делят, тяхното разпределение между най-външните клетки не следва строг модел, тъй като %, очевидно, може бързо да се умножи до броя, необходим на клетката. По форма, големина и роля в биохимични процесиМитохондриите са характерни за всеки тип организъм.
При биохимични изследванияв цитоплазмата се намират микрозоми, които са фрагменти от мембрани със структурата на ендоплазмения ретикулум.
В цитоплазмата има значителни количества рибозоми, размерите им варират от 150 до 350 Å и са невидими в светлинен микроскоп. Тяхната особеност е високо съдържаниеРНК и протеини: Около 50% от цялата клетъчна РНК се намира в рибозомите, което показва голямо значениепоследен в клетъчната активност. Установено е, че рибозомите участват в синтеза на клетъчни протеини под контрола на ядрото. Възпроизвеждането на самите рибозоми също се контролира от ядрото; при липса на ядро, те губят способността да синтезират цитоплазмени протеини и изчезват.
Цитоплазмата също съдържа апарат на Голджи. Представлява система от гладки мембрани и тубули, разположени около ядрото или полярни. Предполага се, че този апарат осигурява отделителната функция на клетката. Фина структураостава неясно.
Органелите на цитоплазмата също са лизозоми- литични тела, които изпълняват функцията на храносмилането вътре в клетката. Те са открити досега само в животински клетки. Лизозомите съдържат активен сок - редица ензими, способни да разграждат протеини, нуклеинови киселини и полизахариди, влизащи в клетката. Ако мембраната на лизозомата се разкъса и ензимите се преместят в цитоплазмата, те „смилат“ други елементи, цитоплазмата, и водят до разтваряне на клетката - „самоизяждане“.
Цитоплазмата на растителните клетки се характеризира с наличието на пластиди, които извършват фотосинтезата, синтеза на нишесте и пигменти, както и протеини, липиди и нуклеинови киселини. Въз основа на цвят и функция пластидите могат да бъдат разделени на три групи: левкопласти, хлоропласти и хромопласти. Левкопластите са безцветни пластиди, участващи в синтеза на нишесте от захари. Хлоропластите са протеинови тела с по-плътна консистенция от цитоплазмата; Заедно с протеините те съдържат много липиди. Протеиновото тяло (строма) на хлоропластите носи пигменти, главно хлорофил, което обяснява техния зелен цвят; хлоропластите извършват фотосинтеза. Хромопластите съдържат пигменти - каротеноиди (каротин и ксантофил).
Пластидите се възпроизвеждат чрез директно делениеи очевидно не възникват отново в клетката. Досега не знаем принципа на тяхното разпределение между дъщерните клетки по време на деленето. Възможно е да няма строг механизъм за осигуряване на равномерно разпределение, тъй като необходимият брой може бързо да се възстанови. По време на безполово и сексуално размножаване на растенията, черти, определени от свойствата на пластидите, могат да бъдат наследени чрез майчината цитоплазма.
Тук няма да се спираме на особеностите на промените в отделните елементи на клетката във връзка с функциите, които изпълняват. физиологични функции, тъй като попада в областта на изследване на цитологията, цитохимията, цитофизиката и цитофизиологията. Все пак трябва да се отбележи, че наскоро изследователите стигнаха до много важно заключение относно химични характеристикиорганели на цитоплазмата: редица от тях, като митохондрии, пластиди и дори центриоли, имат собствена ДНК. Каква е ролята на ДНК и в какво състояние е, остава неясно.
Ние се запознахме с общата структура на клетката само за да оценим впоследствие ролята на отделните й елементи в осигуряването на материална приемственост между поколенията, т.е. в наследствеността, тъй като всичко структурни елементиклетките участват в неговото запазване. Трябва обаче да се има предвид, че въпреки че наследствеността се осигурява от цялата клетка като единна система, ядрените структури, а именно хромозомите, заемат специално място в това. Хромозомите, за разлика от клетъчните органели, са уникални структури, характеризиращи се с постоянен качествен и количествен състав. Те не могат да се заменят взаимно. Дисбалансът в хромозомния комплемент на клетката в крайна сметка води до нейната смърт.
Структурни различия
1. При растенията клетките имат разположена твърда целулозна обвивка
над мембраната животните го нямат (тъй като растенията имат голяма външна
клетъчната повърхност е необходима за фотосинтезата).
2. Растителните клетки се характеризират с големи вакуоли (тъй като
отделителна система).
3. Растителните клетки съдържат пластиди (тъй като растенията са автотрофи
фотосинтетици).
4. В растителните клетки (с изключение на някои водорасли) няма
животните имат формализиран клетъчен център.
Функционални разлики
1. Начин на хранене: растителна клетка - автотрофна, животинска клетка -
хетеротрофен.
2. При растенията основното резервно вещество е нишестето (при животните гликоген).
3. Растителните клетки обикновено са по-напоени (съдържат
до 90% вода), отколкото животински клетки.
4. Синтез на вещества рязко преобладаванад тяхното разпадане, така растения
могат да натрупат огромна биомаса и са способни на неограничен растеж.
3. Устройство на ядрото и неговите функции.Ядрото е клетъчна органела с особено значение, център за контрол на метаболизма, както и място за съхранение и възпроизвеждане на наследствена информация. Формата на ядрата е разнообразна и обикновено съответства на формата на клетката. Така в паренхимните клетки ядрата са кръгли, в прозенхимните клетки те обикновено са удължени. Много по-рядко ядрата могат да имат сложна структура, да се състоят от няколко дяла или лобове или дори да имат разклонени израстъци. Най-често клетката съдържа едно ядро, но при някои растения клетките могат да бъдат многоядрени. В състава на ядрото е обичайно да се разграничават: а) ядрената обвивка - кариолемма, б) ядрен сок - кариоплазма, в) едно или две кръгли ядра, г) хромозоми.
По-голямата част от сухото вещество на ядрото се състои от протеини (70-96%) и нуклеинови киселини, освен това съдържа и всички вещества, характерни за цитоплазмата.
Ядрената обвивка е двойна и се състои от външна и вътрешна мембрани, които имат структура, подобна на мембраните на цитоплазмата. Външната мембрана обикновено е свързана с каналите на едоплазмения ретикулум в цитоплазмата. Между двете черупкови мембрани има пространство, което е по-широко от дебелината на мембраните. Обвивката на сърцевината има множество пори, чийто диаметър е сравнително голям и достига 0,02-0,03 микрона. Благодарение на порите, кариоплазмата и цитоплазмата директно взаимодействат.
Ядреният сок (кариоплазма), който е близък по вискозитет до мезоплазмата на клетката, има няколко повишена киселинност. Ядреният сок съдържа протеини и рибонуклеинови киселини (РНК), както и ензими, участващи в образуването на нуклеинови киселини.
Ядрото е задължителна структура на ядрото, която не е в състояние на делене. Ядрото е по-голямо в младите клетки, които активно произвеждат протеин. Има основание да се смята, че основната функция на ядрото е свързана с образуването на рибозоми, които след това навлизат в цитоплазмата.
За разлика от ядрото, хромозомите обикновено се виждат само в делящите се клетки. Броят и формата на хромозомите са постоянни за всички клетки на даден организъм и за вида като цяло. Тъй като растението се образува от зигота след сливането на женски и мъжки зародишни клетки, техният брой хромозоми се сумира и се счита за диплоиден, означен като 2n. В същото време броят на хромозомите на зародишните клетки е единичен, хаплоиден - n.
Ориз. 1 Схема на структурата на растителна клетка
1 – ядро; 2 – ядрена обвивка (две мембрани - вътрешна и външна - и перинуклеарно пространство); 3 – ядрена пора; 4 – ядро (гранулиран и фибриларен компонент); 5 – хроматин (кондензиран и дифузен); 6 - ядрен сок; 7 – клетъчна стена; 8 – плазмалема; 9 - плазмодесмати; 10 – ендоплазмен агрануларен ретикулум; 11 - ендоплазмен гранулиран ретикулум; 12 – митохондрии; 13 - свободни рибозоми; 14 – лизозома; 15 – хлоропласт; 16 – диктиозома на апарата на Голджи; 17 – хиалоплазма; 18 – тонопласт; 19 – вакуола с клетъчен сок.
Ядрото е преди всичко пазител на наследствената информация, както и основният регулатор на клетъчното делене и синтеза на протеини. Синтезът на протеини се извършва в рибозоми извън ядрото, но под негов пряк контрол.
4. Ергастични вещества на растителните клетки.
Всички клетъчни вещества могат да бъдат разделени на 2 групи: конституционални и ергастични вещества.
Основните вещества са част от клетъчните структури и участват в метаболизма.
Ергастичните вещества (включвания, неактивни вещества) са вещества, които временно или постоянно са отстранени от метаболизма и са в неактивно състояние в клетката.
Ергастични вещества (включвания)
Резервни вещества крайни продукти
обмен (шлаки)
нишесте (под формата на нишестени зърна)
масла (под формата на липидни капки) кристали
резервни протеини (обикновено под формата на алейронови зърна) соли
Резервни вещества
1. Основното резервно вещество на растенията е нишесте – най-характерното, най-разпространеното вещество, специфично за растенията. Това е радиално разклонен въглехидрат-полизахарид с формула (C 6 H 10 O 5) n.
Нишестето се отлага под формата на нишестени зърна в стромата на пластидите (обикновено левкопласти) около центъра на кристализация (център на образуване, център на наслояване) на слоеве. Разграничете прости нишестени зърна(един център на наслояване) (картофи, пшеница) и сложни нишестени зърна(2, 3 или повече центъра на наслояване) (ориз, овес, елда). Нишестеното зърно се състои от два компонента: амилаза (разтворимата част на зърното, благодарение на която йодът оцветява нишестето Син цвят) и амилопектин (неразтворимата част), който набъбва само във вода. Според свойствата си нишестените зърна са сферокристали. Наслояването е видимо, защото различните слоеве зърно съдържат различно количество вода.
По този начин нишестето се образува само в пластидите, в тяхната строма и се съхранява в стромата.
В зависимост от местоположението те са няколко видове нишесте.
1) Асимилаторно (първично) нишесте– образува се на светлина в хлоропластите. Образуването на твърдо вещество, нишесте, от глюкоза, произведена по време на фотосинтеза, предотвратява вредното повишаване на осмотичното налягане вътре в хлоропласта. През нощта, когато фотосинтезата спре, първичното нишесте се хидролизира до захароза и монозахариди и се транспортира до левкопласти - амилопласти, където се отлага като:
2) Резервно (вторично) нишесте– зърната са по-големи и могат да заемат целия левкопласт.
Част от вторичното нишесте се нарича защитено нишесте- това е завод от Нова Зеландия, харчи се само в най-крайните случаи.
Нишестените зърна са доста малки. Тяхната форма е строго постоянна за всеки растителен вид. Затова по тях може да се определи от какви растения се правят брашно, трици и др.
Нишестето се намира във всички растителни органи. Лесно се оформя и лесно се разтваря(това е големият му +).
Нишестето е много важно за хората, тъй като нашата основна храна са въглехидратите. Има много нишесте в зърнени култури, бобови растения и семена от елда. Натрупва се във всички органи, но най-богати на него са семената, подземните грудки, коренищата и паренхима на проводящите тъкани на корена и стъблото.
2. Масла (липидни капки)
Фиксирани маслаЕтерични масла
а) Фиксирани масла естери на глицерол и мастни киселини. Основната функция е съхранение. Това е втората форма на запасени вещества след нишестето.
Предимства пред нишестето: заемайки по-малък обем, осигуряват повече енергия (предлагат се под формата на капки).
недостатъци: по-малко разтворим от нишестето и по-труден за разграждане.
Мастните масла най-често се намират в хиалоплазмата под формата на липидни капчици, понякога образуващи големи натрупвания. По-рядко се отлагат в левкопласти - олеопласти.
Мастните масла се намират във всички растителни органи, но най-често в семената, плодовете и дървесния паренхим. дървесни растения(дъб, бреза).
Значение за човек:много висока, тъй като е по-лесно смилаема от животинските мазнини.
Най-важните маслодайни култури: слънчоглед (акад. Пустовойт създава сортове, съдържащи до 55% масло в семената) Слънчогледово олио;
царевично царевично масло;
Горчица синапено масло;
Рапично масло от рапица;
спално бельо ленено масло;
тунг тунг масло;
Рициново масло от рициново масло.
Б) Етерични масла – много летливи и ароматни, открити в специализирани клетки на отделителните тъкани (жлези, жлезисти власинки, вместилища и др.).
Функции: 1) защита на растенията от прегряване и хипотермия (по време на изпаряване); 2) има етерични масла, убиване на бактерии и други микроорганизми – фитонциди. Фитонцидите обикновено се отделят от листата на растенията (топола, череша, бор).
Значение за хората:
1) използвани в парфюмерията ( розово маслополучава се от венчелистчетата на казанлъшка роза; масло от лавандула, масло от здравеци т.н.);
2) в медицината (ментолово масло (мента), масло от градински чай (градински чай), тимолово масло (мащерка), Евкалиптово масло(евкалипт), масло от ела(ела) и др.).
3. катерици.
В клетката има 2 вида протеини:
1) структурни протеини– активни, са част от мембраните на хиалоплазмата, органелите, участват в метаболитните процеси и определят свойствата на органелите и клетките като цяло. Ако има излишък, част от протеините могат да бъдат отстранени от метаболизма и да станат резервни протеини.
2)Резервни протеини
Аморфен (безструктурен, кристален
се натрупват в хиалоплазмата (малки кристали в дехидратирана
понякога във вакуоли) вакуоли – алейронови зърна)
Алейроновите зърна най-често се образуват в клетките за съхранение на сухи семена (например бобови растения, зърнени култури).
Крайни продукти на метаболизма (шлаки).
Крайните продукти на метаболизма най-често се отлагат във вакуоли, където се неутрализират и не отравят протопласта. Много от тях се натрупват в старите листа, които растението периодично отделя, както и в мъртвите клетки на кората, където не пречат на растението.
Шлаките са кристали от минерални соли. Най-често:
1) калциев оксалат(калциев оксалат) – отлага се във вакуоли под формата на кристали различни форми. Може да има единични кристали - единични кристали, кристални сраствания – друз, купища игловидни кристали – рафиди,много малки многобройни кристали – кристален пясък.
2) калциев карбонат(CaCO 3) - отлага се от вътрешната страна на черупката, върху израстъците вътрешни стени(цистолити) мембрани, придава здравина на клетката.
3) силициев диоксид(SiO 2) - отлага се в клетъчните мембрани (хвощ, бамбук, острици), осигурява здравината на мембраната (но в същото време крехкост).
Обикновено отпадъчните продукти са крайните продукти на метаболизма, но понякога, ако в клетката липсват соли, кристалите могат да се разтворят и минералиотново участва в метаболизма.
Използвани книги:
Андреева I.I., Родман L.S. Ботаника: учебник. надбавка. - М.: КолосС, 2005. - 517 с.
Серебрякова Т.И., Воронин Н.С., Еленевски А.Г. и др.Ботаника с основите на фитоценологията: анатомия и морфология на растенията: учебник. - М.: Академкнига, 2007. - 543 с.
Яковлев Г.П., Челомбитко В.А., Дорофеев В.И. Ботаника: учебник. - Санкт Петербург: СпецЛит, 2008 - 687 с.
©2015-2019 сайт
Всички права принадлежат на техните автори. Този сайт не претендира за авторство, но предоставя безплатно използване.
Дата на създаване на страницата: 2017-10-25