Растительная клетка как и животная содержит. Строение животной и растительной клетки

Общее в строении растительных и животных клеток: клетка живая, растет, делится. протекает обмен веществ.

И в растительных, и в животных клетках имеется ядро, цитоплазма, эндоплазматическая сеть, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи.

Различия между растительными и животными клетками возникли из-за разных путей развития, питания, возможности самостоятельного движения у животных и относительной неподвижности растений.

Клеточная стенка у растений есть (из целлюлозы)

у животных - нет. Клеточная стенка придает растениям дополнительную жесткость и защищает от потерь воды.

Вакуоль есть у растений, у животных - нет.

Хлоропласты есть только у растений, в которых образуются органические вещества из неорганических с поглощением энергии. Животные потребляют готовые органические вещества, которые получают с пищей.

Резервный полисахарид: у растений – крахмал, у животных – гликоген.

Вопрос 10 (Как организован наследственный материал у про- и эукариот?):

а) локализация (в прокариотической клетке – в цитоплазме, в эукариотической клетке – ядро и полуавтономные органоиды: митохондрии и пластиды), б) характеристика Геном в прокариотической клетке: 1 кольцевидная хромосома – нуклеоид, состоящая из молекулы ДНК (укладка в виде петель) и негистоновых белков, и фрагменты – плазмиды – внехромосомные генетические элементы. Геном в эукариотической клетке – хромосомы, состоящие из молекулы ДНК и гистоновых белков.

Вопрос 11 (Что такое ген и какова его структура?):

Ген (от греч. génos - род, происхождение), элементарная единица наследственности, представляющая отрезок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты - ДНК (у некоторых вирусов - рибонуклеиновой кислоты - РНК). Каждый Г. определяет строение одного из белков живой клетки и тем самым участвует в формировании признака или свойства организма.

Вопрос 12 (Что такое генетический код, его свойства?):

Генети́ческий код - свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

Свойства генетического кода: 1. универсальность (принцип записи един для всех живых организмов) 2. триплетность (считываются три, рядом расположенные нуклеотида) 3. специфичность (1 триплет соответствует ТОЛЬКО ОДНОЙ аминокислоте) 4. вырожденность (избыточность) (1 аминокислота может кодироваться несколькими триплетами) 5. неперекрываемость (считывание происходит триплет за триплетом без "пробелов" и областей перекрывания, т.е. 1 нуклеотид НЕ может входить в состав двух триплетов).

Вопрос 13 (Характеристика этапов биосинтеза белка у про- и эукариот):

Биосинтез белка у эукариот

Транскрипция,постранскрипция, трансляция и посттрансляция. 1.Транскрипция заключается в создании "копии одного гена" - молекулы пре-и-РНК (пре-м-РНК).Происходит разрыв водородных связей между азотистыми основаниями, присоединения к гену-промотору РНК полимеразы, которая "подбирает" нуклеотиды по принципу комплементарности, и антипараллельности. Гены у эукариот содержат участки, содержащие информацию, - экзоны и неинформативные участки - экзоны. В результате транскрипции создается "копия" гена, которая содержит как экзоны, так и интроны. Поэтому молекула, синтезирующаяся в результате транскрипции у эукариот - незрелая и-РНК (пре-и-РНК). 2.Период посттранскрипции он называется процессинг, который заключается в созревании и-РНК. Происходит: Вырезание интронов и сшивание (сплайсинг) экзонов (сплайсинг называется альтернативным, если экзоны соединяются в другой последовательности, чем были изначально в молекуле ДНК). Происходит "модификация концов" пре-и-РНК: на начальном участке - лидере (5") образуется колпачок или кэп - для узнавания и связывания с рибосомой, на конце 3" - трейлере образуется polyА (множество адениловых оснований) - для транспорта и-РНК из мембраны ядра в цитоплазму. Это зрелая м РНК.

3. Трансляция: -Инициация -связывание и-РНК с малой субъединицей рибосомы -попадание стартового триплета и-РНК - АУГ в аминоацильный центр рибосомы -объединение 2-ух субъединиц рибосомы (большой и малой). -Элонгация АУГ попадает в пептидильный центр, а в аминоацильный центр попадает второй триплет, потом две тРНК с определенными аминокислотами поступают в оба центра рибосомы. В случае комплементарности триплетов на и-РНК (кодона) и т-РНК (антикодон, на центральной петле молекулы т-РНК) между ними образуются водородные связи и данные т-РНК с соответствующими АМК "фиксируются" в рибосоме. Между АМК, прикрепленными к двум т-РНК, возникает пептидная связь, а связь между первой АМК и первой т-РНК разрушается. Рибосмома делает "шаг" по и-РНК ("передвигается на один триплет). Таким образом, вторая т-РНК, к которой прикреплены уже две АМК, перемещается в пептидильный центр, а в аминоацильном центре оказывается третий триплет и-РНК, куда из цитоплазмы поступает следующая т-РНК с соответствующей АМК. Процесс повторяется... до тех пор, пока в аминоацильный центр не попадет один из трех стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА), которые не соответствуют ни одной аминокислоте

Терминация - окончание сборки полипептидной цепи. Результат трансляции - образование полипептидной цепи, т.е. первичной структуры белка. 4. Посттрансляция приобретение молекулой белка соответствующей конформации - вторичной, третичной, четвертичной структур. Особенности биосинтеза белка у прокариот: а) все этапы биосинтеза происходят в цитоплазме, б) отсутствие экзон-интронной организации генов, вследствие чего в результате транскрипции образуется зрелая полицистронная м-РНК, в) транскрипция сопряжена с трансляцией, г) имеется только 1 вид РНК-полимеразы (единый РНК-полимеразный комплекс), тогда как у эукариот 3 вида РНК-полимераз, осуществляющих транскрипцию разных видов РНК.

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.

	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:

Особенность строения животной клетки:

Краткое сравнение растительной и животной клетки

Что из этого следует

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.
В составе обоих видов содержится множество элементов Периодической таблицы, которые в основном существуют в виде комплексных соединений неорганической и органической природы.
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.
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.

Под давлением эволюционного процесса, живые организмы приобретали все новые и новые признаки, способствующие приспособлению к окружающей среде и, помогающие занять определенную экологическую нишу. Одним из первых произошло разделение по способу организации клеточного строения между двумя царствами: растениями и животными.

Сходные элементы клеточного строения растительной и животной клеток

Растения, как и животные, относятся к эукариотическим организмам, т.е. имеют ядро - двумембранный органоид, отделяющий генетический материал клетки от остального её содержимого. Для осуществления синтеза белков, жироподобных веществ, их последующей сортировки и выведения в клетках и животных и растений есть эндоплазматическая сеть (гранулярная и агранулярная), комплекс Гольджи и лизосомы. Для синтеза энергии и клеточного дыхания обязательным элементом являются митохондрии.

Отличные элементы клеточного строения растительной и животной клеток

Животные - гетеротрофы (потребляют готовые органические вещества), растения - автотрофы (с использованием солнечной энергии, воды и углекислого газа синтезируют простые углеводы и далее преобразуют их). Именно различиями в типах питания и обусловлена разница в клеточном строении. Животные не имеют пластид, главной функцией которых является фотосинтез. Вакуоли растений крупные, служат для запасания питательных веществ. Животные же запасают вещества в цитоплазме в виде включений, а их вакуоли - мелкие и служат в основном для изоляции ненужных или даже опасных веществ, и их последующего выведения. Растения запасают углеводы в виде крахмала, животные - в виде гликогена.

Другое основопологающее отличие растений и животных - способ роста. Для растений характерен верхушечный рост, для его направления, поддержания жесткости клетки, а также для ее защиты предназначена клеточная стенка, которая отсутствует у животных.

Таким образом, растительная в отличие от животной клетки

имеет пластиды;
имеет несколько крупных вакуолей с запасом питательных веществ;
окружена клеточной стенкой;
не имеет клеточного центра;

Основные отличия растительной клетки от животной

Клетки представляют собой основную структурную единицу как растений, так и животных. И у тех и у других они имеют очень сходное строение, что свидетельствует об их родственном происхождении. Растительная клетка, равно как и животная, имеет следующее строение: оболочка, ядро, цитоплазма, эндоплазматическая сеть, митохондрии, аппарат Гольджи и различные включения. Несмотря на схожесть, они различаются некоторыми компонентами состава, а также способами питания и процессами жизнедеятельности. Растительная клетка отличается наличием пластид (мембранных органоидов). Эти элементы содержатся в хромопластах, хлоропластах и лейкопластах. Для жизнедеятел

ьности клетки важны хлоропласты, содержащие хлорофиллы. В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза. В лейкопластах содержатся питательные вещества, поддерживающие жизнедеятельность клетки растения в экстремальных ситуациях. В хромопластах находятся вещества, которые придают определенную окраску листве и стеблям. Растительная клетка имеет жесткую оболочку, состоящую из целлюлозы. После того как рост прекращается, на первичные стенки оболочки накладывается вторичный. Соседние клетки соприкасаются оболочками и создают единую систему оболочек клеток растения. Еще одна особенность - это наличие пор, именуемых плазмодесмами. Благодаря им цитоплазма и мембранные системы связаны напрямую. Вакуоли всегда присутствуют в клетках растений. Именно это включение в цитоплазму реагирует на ввод и вывод воды. У взрослых клеток присутствует центральная вакуоль, в молодых - мелкие вакуолярные пузырьки. Содержимое их включает в себя различные вещества: органические кислоты, соли, ферменты, белки, ионы, пигменты. Все они участ

вуют в метаболизме клетки. Растительная клетка при делении не образует центриолей.

Внутренний контроль над метаболизмом

За жизнедеятельность клетки отвечает ядро. В нем содержится генетический материал - ДНК, происходит синтез РНК и рибосом. Хроматин, связанный с ДНК, отвечает за синтез белка. Строение цитоплазмы на первый взгляд достаточно простое - вода, органоиды и растворенные вещества. Именно в ней протекают почти все процессы метаболизма клетки. Вся цитоплазма пронизана белковыми нитями и трубочками, которые постоянно образовываются и распадаются под влиянием различных веществ.

Рибосомы, получившие сигнал из ядра на образование новых белковых молекул взамен старых, синтезируют их из растворенных в цитоплазме веществ. Растительная клетка, как и животная, подчиняется информации, заключенной в ДНК. Ядро тоже имеет свою оболочку и поры, при помощи которых происходит передача сигналов для начала тех или иных процессов. Не стоит забывать и о такой важной составляющей, как АТФ. Именно благодаря ему переносятся по цитоплазме вещества для функционирования клетки, происходит избавление от мертвых и ненужных компонентов. К тому же АТФ не только переносит информационные сигналы о начале того или иного процесса, он является поставщиком энергии для клеток.

Структурные отличия

1. У растений у клеток есть твердая целлюлозная оболочка, расположенная

над мембраной, у животных ее нет (т.к. у растений большая наружная

поверхность клеток нужна для фотосинтеза).

2. Для клеток растений характерны крупные вакуоли (т.к. слабо развита

выделительная система).

3. В клетках растений есть пластиды (т.к. растения автотрофы

фотосинтетики).

4. В клетках растений (за исключением некоторых водорослей) нет

оформленного клеточного центра, у животных - есть.

Функциональные отличия

1. Способ питания: растительная клетка - автотрофный, животная –

гетеротрофный.

2. У растений основное запасное вещество - крахмал (у животных - гликоген).

3. Клетки растений как правило более обводнены (содержат

до 90% воды), чем клетки животных.

4. Синтез веществ резко преобладает над их распадом, поэтому растения

могут накапливать громадную биомассу и способны к неограниченному росту.

3. Структура ядра и его функции. Ядро является особой по своей важности органеллой клетки, центром управления обменом веществ, а также местом хранения и воспроизводства наследственной информации. Форма ядер разнообразна и обычно соответствует форме клетки. Так, в паренхимных клетках ядра округлые, в прозенхимных - обычно вытянутые. Гораздо реже ядра могут быть сложного строения, состоять из нескольких долей или лопастей, или даже иметь ветвистые выросты. Чаще всего клетка содержит одно ядро, но у некоторых растений клетки могут быть многоядерными. В составе ядра принято различать: а) ядерную оболочку – кариолемму, б) ядерный сок - кариоплазму, в) одно или два круглых ядрышка, г) хромосомы.

Основную массу сухого вещества ядра составляют белки (70-96%) и нуклеиновые кислоты, кроме того, здесь же содержатся все вещества, характерные для цитоплазмы.

Оболочка ядра двойная и состоит из наружной и внутренней мембран, имеющих строение, подобное мембранам цитоплазмы. Наружная мембрана связана обыкновенно с каналами эдоплазматической сети в цитоплазме. Между двумя мембранами оболочки имеется пространство, превышающее по ширине толщину мембран. Оболочка ядра имеет многочисленные поры, диаметр которых относительно велик и достигает 0,02-0,03 мкм. Благодаря порам кариоплазма и цитоплазма непосредственно взаимодействуют.

Ядерный сок (кариоплазма), по вязкости близкий к мезоплазме клетки, имеет несколько повышенную кислотность. В ядерном соке содержатся белки и рибонуклеиновые кислоты (РНК), а также ферменты, участвующие в образовании нуклеиновых кислот.

Ядрышко - обязательная структура ядра, не находящегося в состоянии деления. Ядрышко крупнее в молодых клетках, активно образующих белок. Есть основание считать, что основная функция ядрышка связана с новообразованием рибосом, которые затем поступают в цитоплазму.

В отличие от ядрышка хромосомы, как правило, видны только в делящихся клетках. Число и форма хромосом постоянны для всех клеток данного организма и для вида в целом. Поскольку растение образуется из зиготы после слияния женской и мужской половых клеток, число хромосом их суммируется и считается диплоидным, обозначается как 2n. В то же время число хромосом половых клеток одинарное, гаплоидное – n.

Рис. 1 Схема строения растительной клетки

1 – ядро; 2 – ядерная оболочка (две мембраны - внутренняя и внешняя – и перинуклеарное пространство); 3 – ядерная пора; 4 – ядрышко (гранулярный и фибриллярный компоненты); 5 – хроматин (конденсированный и диффузный); 6 - ядерный сок; 7 – клеточная стенка; 8 – плазмалемма; 9 - плазмодесмы; 10 – эндоплазматическая агранулярная сеть; 11 - эндоплазматическая гранулярная сеть; 12 – митохондрия; 13 - свободные рибосомы; 14 – лизосома; 15 – хлоропласт; 16 – диктиосома аппарата Гольджи; 17 – гиалоплазма; 18 – тонопласт; 19 – вакуоль с клеточным соком.

Ядро является, прежде всего, хранителем наследственной информации, а также основным регулятором деления клеток и синтеза белка. Синтез белка осуществляется в рибосомах вне ядра, но под его непосредственным контролем.

4. Эргастические вещества растительной клетки.

Все вещества клетки можно разделить на 2 группы: конституционные и эргастические вещества.

Конституционные вещества входят в состав клеточных структур и участвуют в обмене веществ.

Эргастические вещества(включения, неактивные вещества) – это вещества временно или постоянно выведенные из обмена веществ и находящиеся в клетке в неактивном состоянии.

Эргастические вещества (включения)

Запасные вещества конечные продукты

обмена (шлаки)

крахмал (в виде крахмальных зёрен)

масла (в виде липидных капель) кристаллы

запасные белки (обычно в виде алейроновых зёрен) солей

Запасные вещества

1. Основное запасное вещество растений – крахмал – самое характерное, самое распространенное вещество, специфическое для растений. Это радиально разветвлённый углевод-полисахарид, имеющий формулу (С 6 Н 10 О 5) n .

Крахмал откладывается в виде крахмальных зерен в строме пластид (чаще лейкопластов) вокруг центра кристаллизации (образовательного центра, центра слоистости) слоями. Различают простые крахмальные зерна (один центр слоистости) (картофель, пшеница) и сложные крахмальные зерна (2, 3 и более центров слоистости) (рис, овес, гречка). Крахмальное зерно состоит из двух компонентов: амилазы (растворимой части зерна, благодаря которой йод окрашивает крахмал в синий цвет) и амилопектина (нерастворимой части), который только набухает в воде. По свойствам крахмальные зёрна – это сферокристаллы. Слоистость видна потому, что разные слои зерна содержат разное количество воды.

Т.о., крахмал образуется только в пластидах, в их строме и в строме же запасается.

По месту локализации различают несколько типов крахмала .

1) Ассимиляционный (первичный) крахмал – образуется на свету в хлоропластах. Образование твёрдого вещества – крахмала из образующейся при фотосинтезе глюкозы предотвращает вредное повышение осмотического давления внутри хлоропласта. Ночью, когда фотосинтез прекращается, первичный крахмал гидролизуется до сахарозы и моносахаров и транспортируется в лейкопласты –амилопласты, где и откладывается как:

2) Запасной (вторичны й) крахмал – зёрна более крупные, могут занимать весь лейкопласт.

Часть вторичного крахмала называется оберегаемый крахмал - это НЗ растения, тратится только в самых крайних случаях.

Крахмальные зёрна довольно мелкие. Их форма строго постоянна для каждого вида растений. Поэтому по ним можно определить из каких растенйи приготовлена мука, отруби и т.д..

Крахмал встречается во всех органах растений. Он легко образуется и легко растворяется (в этом его большой +).

Крахмал очень важен для человека, так как наша основная пища - углеводная. Много крахмала в зерновках злаков, в семенах бобовых и гречишных. Он накапливается во всех органах, но наиболее им богаты семена, подземные клубни, корневища, паренхима проводящих тканей корня и стебля.

2. Масла (Липидные капли)

Жирные маслаЭфирные масла

А) Жирные масла сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Основная функции – запасающая. Это вторая после крахмала форма запасных веществ.

Преимущества перед крахмалом : занимая меньший объем, дают больше энергии (находятся в виде капель).

Недостатки : менее растворимы, чем крахмал и труднее расщепляются.

Жирные масла чаще всего находятся в гиалоплазме в виде липидных капель, иногда образуя большие скопления. Реже – откладываются в лейкопластах – олеопластах.

Жирные масла встречаются во всех органах растений, но чаще всего в семенах, плодах и древесинной паренхиме у древесных растений (дуб, береза).

Значение для человека: очень велико, так как усваиваются легче, чем животные жиры.

Важнейшие масличные культуры: подсолнечник (акад. Пустовойт создал сорта, содержащие до 55% масла в семенах) подсолнечное масло;

Кукуруза кукурузное масло;

Горчица горчичное масло;

Рапс рапсовое масло;

Лён льняное масло;

Тунг тунговое масло;

Клещевина касторовое масло.

Б) Эфирные масла – очень летучи и ароматны, встречаются специализированных клетках выделительных тканей (желёзки, железистые волоски, вместилища и т.д.).

Функции: 1) предохраняют растения отперегрева и переохлаждения (при испарении); 2) есть эфирные масла, убивающие бактерий и других микроорганизмов – фитонциды . Фитонциды обычно выделяются листьями растений (тополь, черёмуха, сосна).

Значение для человека :

1) используются в парфюмерии (розовое масло получают из лепестков казанлыкской розы; лавандовое масло, гераниевое масло и др.);

2) в медицине (ментоловое масло (мята), шалфеевое масло (шалфей), тимоловое масло (тимьян), эвкалиптовое масло (эвкалипт), пихтовое масло (пихта) и др.).

3. Белки.

В клетке различают 2 типа белков:

1) структурные белки – активные, входят в состав мембран гиалоплазмы, органоидов, участвуют в обменных процессах и определяют свойства органоидов и клеток в целом. При избытке часть белков может выводиться из обмена веществ и становиться запасными белками.

2) Запасные белки

Аморфные (бесструктурные, Кристаллические

накапливаются в гиалоплазме, (мелкие кристаллы в обезвоженных

иногда в вакуолях) вакуолях – алейроновые зёрна)

Алейроновые зёрна чаще всего образуются в запасающих клетках сухих семян (например, бобовые, злаки).

Конечные продукты обмена (шлаки).

Конечные продукты обмена веществ откладываются чаще всего в вакуолях, где нейтрализуются и не отравляют протопласт. Много их скапливается в старых листьях, которые растение периодически сбрасывает, а также в мёртвых клетках корки, где они не мешают растению.

Шлаки – это кристаллы минеральных солей. Наиболее обычны:

1) оксалат кальция (щавелевокислый кальций) – откладывается в вакуолях в виде кристаллов различной формы. Могут быть одиночные кристаллы – монокристаллы , сростки кристаллов – друзы , стопки игольчатых кристаллов – рафиды, очень мелкие многочисленные кристаллы – кристаллический песок.

2) карбонат кальция (СаСО 3) – откладывается на внутренней части оболочки, на выростах внутренних стенок (цистолиты) оболочки, придаёт клетке прочность.

3) кремнезём (SiO 2) - откладывается в оболочках клеток (хвощи, бамбук, осоки), обеспечивает прочность оболочки (но в то же время хрупкость).

Обычно – шлаки – это конечные продукты обмена, но иногда, при нехватке солей в клетке, кристаллы могут растворяться и минеральные вещества опять вовлекаются в обмен веществ.

Используемая литература:

Андреева И. И., Родман Л.С. Ботаника: учеб. пособие. - М.: КолосС, 2005. - 517 с.

Серебрякова Т.И., Воронин Н.С., Еленевский А.Г. и др.. Ботаника с основами фитоценологии: анатомия и морфология растений: учебник. - М. : Академкнига, 2007. - 543 с.

Яковлев Г.П., Челомбитько В.А., Дорофеев В.И. Ботаника: учебник. - Спб: СпецЛит, 2008 г. – 687 с.

©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25