Различия строения клеток растений и животных. Сходство и различия строения клеток растений и животных

Которое содержит ДНК и отделено от других клеточных структур ядерной мембраной. Оба типа клеток имеют сходные процессы размножения (деления), которые включают митоз и мейоз.

Животные и растительные клетки получают энергию, используемую ими для роста и поддержания нормального функционирования в процессе . Также, характерным для обоих типов клеток является наличие клеточных структур, известных как , которые специализированы для выполнения конкретных функций, необходимых для нормальной работы. Животные и растительные клетки объединяет наличие ядра, эндоплазматического ретикулума, цитоскелета и . Несмотря на схожие характеристики животных и растительных клеток, они также имею множество различий, которые рассмотрены ниже.

Основные различия в клетках животных и растений

Схема строения животной и растительной клеток

• Размер: клетки животных, как правило, меньше, чем растительные клетки. Размер животных клеток колеблются от 10 до 30 микрометров в длину, а клеток растений - от 10 до 100 микрометров.
• Форма: клетки животных бывают разных размеров и имеют округлые или неправильные формы. Растительные клетки более схожи по размеру и обычно имеют форму прямоугольника или куба.
• Хранение энергии: животные клетки хранят энергию в виде сложного углеводного гликогена. Растительные клетки хранят энергию в виде крахмала.
• Белки: из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белков, только 10 производятся естественным образом в клетках животных. Другие так называемые незаменимые аминокислоты получаются из пищи. Растения способны синтезировать все 20 аминокислот.
• Дифференциация: у животных только стволовые клетки способны превращаться в другие . Большинство типов растительных клеток способны дифференцироваться.
• Рост: клетки животных увеличиваются в размерах, увеличивая число клеток. Растительные клетки в основном увеличивают размер клеток, становясь более крупными. Они растут, накапливая больше воды в центральной вакуоли.
• : у клеток животных нет клеточной стенки, но есть клеточная мембрана. Клетки растений имеют клеточную стенку, состоящую из целлюлозы, а также клеточной мембраны.
• : клетки животных содержат эти цилиндрические структуры, которые организуют сборку микротрубочек во время деления клеток. Клетки растений обычно не содержат центриоли.
• Реснички: встречаются в клетках животных, но, как правило, отсутствуют в растительных клетках. Реснички - это микротрубочки, которые обеспечивают клеточную локомоцию.
• Цитокинез: разделение цитоплазмы при , происходит в клетках животных, когда образуется спайная борозда, которая зажимает клеточную мембрану пополам. В цитокинезе растительных клеток образуется клеточная пластинка, разделяющая клетку.
• Гликсисомы: эти структуры не встречаются в животных клетках, но присутствуют в растительных. Гликсисомы помогают расщеплять липиды на сахара, особенно в прорастающих семенах.
• : клетки животных обладают лизосомами, которые содержат ферменты, переваривающие клеточные макромолекулы. Растительные клетки редко содержат лизосомы, поскольку вакуоль растения обрабатывает деградацию молекулы.
• Пластиды: в животных клетках нет пластид. Растительные клетки имеют такие пластиды, как , необходимые для .
• Плазмодесмы: клетки животных не имеют плазмодесм. Растительные клетки содержат плазмодесмы, которые представляет собой поры между стенками, позволяющие молекулам и коммуникационным сигналам проходить между отдельными клетками растений.
• : животные клетки могут иметь много маленьких вакуолей. Клетки растений содержат большую центральную вакуоль, которая может составляет до 90% объема клетки.

Прокариотические клетки

Эукариотические клетки животных и растений также отличаются от прокариотических клеток, таких как . Прокариоты обычно являются одноклеточными организмами, тогда как животные и растительные клетки обычно многоклеточные. Эукариоты более сложны и больше, чем прокариоты. К клеткам животных и растений относятся многие органеллы, не обнаруженные в прокариотических клетках. Прокариоты не имеют истинного ядра, поскольку ДНК не содержится в мембране, а свернута в области , называемой нуклеоидом. В то время как животные и растительные клетки размножаются митозом или мейозом, прокариоты чаще всего размножаются с помощью деления или дробления.

Другие эукариотические организмы

Клетки растений и животных не являются единственными типами эукариотических клеток. Протесты (например, эвглена и амеба) и грибы (например, грибы, дрожжи и плесень) - два других примера эукариотических организмов.

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

Все живые организмы, за исключением вирусов, состоят из клеток. При этом вирусы нельзя назвать в полной мере самостоятельными живыми организмами. Для размножения им нужны клетки, т. е. они заражают другие организмы. Таким образом, мы можем сказать, что жизнь в полной мере может осуществляться только в клетках.

Клетки разных живых организмов имеют общий план строения, многие процессы в них протекают одинаково. Однако между клетками организмов, принадлежащих к разным царствам , есть некоторые ключевые различия. Так, например, клетки бактерий не имеют ядер. У клеток животных и растений ядра есть. Но у них есть другие различия.

У клеток растений в отличие от животных есть три выраженных особенности. Это наличие клеточной стенки , пластид и центральной вакуоли.

И клетки растений, и клетки животных окружены клеточной мембраной. Она ограничивает содержимое клетки от внешней среды, пропускает одни вещества и не пропускает другие. При этом у растений с внешней стороны от мембраны есть еще клеточная стенка , или клеточная оболочка . Она достаточно жесткая и придает растительной клетке форму. Благодаря клеточным стенкам растениям не нужен скелет. Без них растения бы наверно «растеклись» по земле. А так даже трава может стоять вертикально. Чтобы вещества могли проникать через клеточную оболочку, в ней есть поры. Также через эти поры клетки контактируют между собой, образуя цитоплазматические мостики. Клеточная стенка состоит из целлюлозы.

Пластиды есть только у клеток растений. К пластидам относятся хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Наиболее важное значение имеют хлоропласты . В них протекает процесс фотосинтеза, при котором из неорганических веществ синтезируются органические. Животные синтезировать органические вещества из неорганических не могут. Они получают с пищей готовые органические вещества, при необходимости расщепляют их до более простых и синтезируют уже свои органические вещества. Несмотря на то, что растения могут фотосинтезировать, подавляющее большинство органических веществ в них образуется также из других органических. Однако родоначальником всего органического в них служит органическое вещество, которое получается в хлоропластах из неорганических веществ. Это вещество - глюкоза.

Крупная центральная вакуоль характерна только для растительных клеток. В животных клетках тоже бывают вакуоли. Однако по мере роста клетки они не сливаются в одну большую вакуоль, которая оттесняет все остальное содержимое клетки к мембране. Именно так происходит у растений. Вакуоль содержит клеточный сок, содержащий в основном запасные вещества. Крупная вакуоль создает внутреннее давление на клеточную мембрану. Таким образом наряду с клеточной оболочкой она поддерживает форму клетки.

Запасным питательным веществом углеводного типа в растительных клетках является крахмал, а в животных - гликоген. Крахмал и гликоген очень похожи по строению.

У животных клеток также есть «свои» органеллы, которых нет у высших растений. Это центриоли. Они участвуют в процессе деления клеток.

Остальные органеллы у растительных и животных клеток сходны по строению и функциям. Это митохондрии, комплекс Гольджи, ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы и некоторые другие.

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.

Инструкция

Главным отличием растительной клетки от животной является способ питания. Растительные клетки - , они способны сами синтезировать органические вещества, необходимые для их жизнедеятельности, для этого им нужен только свет. Животные же клетки - гетеротрофы; необходимые им для жизни вещества они получают с пищей.

Правда, среди животных наблюдаются и исключения. Например, зеленые жгутиконосцы: днем они способны к фотосинтезу, но в темноте питаются готовыми органическими веществами.

Растительная клетка, в отличие от животной, имеет клеточную стенку и не может, вследствие этого, менять свою форму. Животная клетка может растягиваться и видоизменяться, т.к. нет.

Различия наблюдаются и в способе деления: при делении растительной клетки в ней образуется перегородка; животная клетка делится с образованием перетяжки.

В клетках некоторых многоклеточных беспозвоночных (губки, кишечнополостные, ресничные черви, некоторые моллюски), способных к внутриклеточному пищеварению, и в теле некоторых одноклеточных организмов образуются пищеварительные вакуоли, содержащие пищеварительные ферменты. Пищеварительные вакуоли у высших животных образуются в особых клетках - фагоцитах.

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