Клетка как элементарная структура. Сравнение с животной клеткой

Клетка как элементарная структура. Сравнение с животной клеткой

Клетка – основная структурно – функциональная единица всех живых организмов, элементарная живая система. Клетка может существовать как отдельный организм (бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы) или в составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов. Лишь вирусы представляют собой неклеточные формы жизни, способные осуществлять свой жизненный цикл только внутри клеток хозяина. Представление о клетке как элементарной структуре живых организмов, известное как клеточная теория, сложилось постепенно в XIX в. в результате микроскопических исследований.

Отличия животной и растительной клетки

Пластиды

Растительная клетка Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты

Животная Отсутствуют

Способ питания

Раст. Автотрофный (фототрофный, хемотрофный)

Животная Гетеротрофный (сапротрофный, паразитический)

Синтез АТФ

Растительная В хлоропластах, митохондриях

Животная В митохондриях

Расщепление АТФ

Растительная В хлоропластах и всех частях клетки, где необходимы затраты энергии

Животная Во всех частях клетки, где необходимы затраты энергии

Клеточный центр

Растения У низших растений

Животная Во всех клетках

Целлюлозная

Клеточная стенка

Растительная Расположена снаружи от клеточной мембраны

Животная Отсутствует

Включения

Растительная Запасные питательные вещества в виде зёрен крахмала, белка, капель масла; вакуоли с клеточным соком; кристаллы солей

Животная Запасные питательные вещества в виде зёрен и капель (белки, жиры, углеводы, гликоген); конечные продукты обмена, кристаллы солей, пигменты

Вакуоли

Растительная Крупные полости, заполненные клеточным соком – водным раствором различных веществ (запасные или конечные продукты). Осмотические резервуары клетки.

Животная Сократительные, пищеварительные, выделительные вакуоли. Обычно мелкие.

Плазмодесмы ---присутствуют в растительной клетке

Лизосомы – только в животной клетке

2.строение растительной клетки.Химический состав цитоплазмы

Размеры клеток большинства растений-от 10 до 100 мкм.По форме различают 2 типа растительных клеток-паренхимные и прозенхимные. Паренхимные более или менее изодиаметричны, размер одинаков во всех 3 измерениях. Прозенхимные-вытянуты в длину, которая превышает ширину в 5-6 раз.

Соматическая клетка окружена целлюлозной клеточной стенкой.Протопласт-активное содержимое клетки.от вакуоли он отграничен тонопластом., а от клеточной стенки-плазмалеммой.Протопласт представляет собой многофазную коллоидную систему.обычно это гидрозоль, например в покоящихся семенах протопласт находится в состоянии геля, но при прорастании переходит в гидрозоль.Содержимое протопласта находится в движении-ток цитоплазмы-циклоз-обеспечивает лучшую транспортировку веществ и способствует аэрации клетки.

Гиалоплазма

Если убрать все видимые в световой микроскоп структуры – бесцветная

Полужидкая масса – гиалоплазма, которая представляет смесь истинных и коллоидных

Растворов (глобулярные и фибриллярные белки имеют гидратные оболочки)

Свойства гиалоплазмы:

Может набухать и сгущаться (более вязкий – гель, более жидкий – золь). Свойство

Менять вязкость отличает живую гиалоплазму. Если ее структурность нарушается,

например повышением температуры – коагуляция белков, гибель.

2. Постоянное движение (передвижение веществ, органелл): а) ротационное, или

круговое, если вакуоль в центре, б) струйчатое, циркуляционное – если несколько

Вакуолей. Скорость движения зависит от вязкости, вязкость от температуры.

Первичное движение – в естественных условиях, вторичное – при воздействии

Температуры, освещения, биохимического воздействия.

Богатство химического состава (находятся ферментные системы).

Раздражимость. При механическом воздействии, температурном – реагирует

Изменением вязкости.

Основные химические компоненты протопласта

Белки-биополимеры, образованные мономерами-аминокислотами, они составляют основную часть орг.веществ клетки 40-50 %Белки-простые протеины и сложные протеиды, они регулируют все жизненный процессы клетки.Нуклеиновые кислоты-днк и рнк.Липиды – различные по структуре жироподобные вещества.углводы(глюкоза, сахароза, крахмал, инулин, целлюлоза)

Неорганические вещества-витамины и фитогормоны(2-6%)

Цитоплазма-часть протопласта, заключенная между плазмалеммой и ядром.основу цитоплазмы составляет матрикс или гиалоплазма-сложная бесцветная, оптически прозрачная коллоидная жидкость, способная переходить из гидрощоля в гель.Цитоплазма состоит из микротрабекулярной решетки, делящей ее на 2 фазы: богатую белком и богатую водой.

В цитоплазме имеются органоиды

Органеллы - постоянные структурные компоненты цитоплазмы эукариотической

Клетки, выполняющие определенные функции и имеющие определенное строение.

ОдноМЕМБРАННЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ

Аппарат Гольджи – специфически дифференцированный участок цитоплазмы,

Расположенный возле ядра (система плоских цистерн с трубочками и пузырьками на

Концах). У растительной клетки – на периферии. Обнаружены итал. ученым К. Гольджи в

1878 г. Основным структурным элементом является гладкая мембраны, образующая: а)

Образование клеточной оболочки (синтез пектиновых веществ и гемицеллюлозы).

4. Участие в образовании лизосом.

Формирование вакуолей.

Масляную каплю.

Биосинтез некоторых белков.

Образованы рРНк и молекулами белка, распологаются группами или полисомами, или поодиночке, состоят из 2 субьединиц, соединенных ионами магния.Рибосомы-центры синтеза белка. В цитоплазме образуются рибосомы 80 с040 и 60(у эукариот).

Микротрубочки формируют цитоскелет, входят в состав центриолей, ресничек, жгутиков, участвуют в перемещении других клеточных органоидов. Микрофиламенты также образуют цитоскелет, участвуют в экзо- и эндоцитозе. Взаимодействие актина и миозина лежит в основе мышечного сокращения.

3.Ядро - постоянный и важнейший компонент всех эукариотических клеток. Жизненный цикл любой клетки, как правило, слагается из двух фаз: периода покоя (интерфазы) и периода деления, в результате которого образуются две дочерние клетки. Следовательно, с помощью клеточного деления, которому предшествует деление ядра, осуществляется рост отдельных тканей, а также всего организма в целом. В период деления ядро претерпевает ряд сложных упорядоченных изменений, в процессе которых исчезают ядрышко и оболочка ядра, а хроматин конденсируется и образует дискретные, легко идентифицируемые палочковидные тельца, названные хромосомами, число которых для клеток каждого вида постоянно.Расположение ядра в клетке не постоянное. В молодых и эмбриональных клетках оно часто находится в центре. По мере роста клетки и усиления в ней процессов обмена веществ положение ядра может измениться. Кроме того, смещение ядра может быть связано с повреждением клетки или ее физиологическими функциями. Однако ядро всегда погружено в цитоплазму и тесно взаимодействует с другими компонентами клетки. Иногда оно обладает способностью активно двигаться.Неделящееся клеточное ядро заключено в плотную и упругую оболочку, которая растворяется и вновь восстанавливается в процессе деления клетки. ядерная мембрана представляет собой полый мешок, отделяющий содержимое ядра от цитоплазмы, и состоит из двух слоев: внешний слой ограничивает перинуклеарное пространство снаружи, т. е. со стороны цитоплазмы, внутренний - изнутри, т. е. со стороны ядра. Из всех внутриклеточных мембранных компонентов подобным строением мембран обладают ядро, митохондрии и пластиды.

Морфологическое строение каждого слоя такое же, как и внутренних мембран цитоплазмы. Отличительная особенность ядерной оболочки - наличие в ней пор - округлых перфораций, образующихся в местах слияния внешней и внутренней ядерных мембран. Размеры пор довольно стабильны (30-100 нм в диаметре), в то же время их число изменчиво и зависит от функциональной активности клетки: чем активнее идут в ней синтетические процессы, тем больше пор приходится на единицу поверхности клеточного ядра.

Обнаружено, что количество пор увеличивается в период реконструкции и роста ядра, а также при репликации ДНК.Кариоплазма (ядерный сок, нуклеоплазма) - основная внутренняя среда ядра, она занимает все пространство между ядрышком, хроматином, мембранами, всевозможными включениями и другими структурами. Кариоплазма под электронным микроскопом имеет вид гомогенной или мелкозернистой массы с низкой электронной плотностью. В ней во взвешенном состоянии находятся рибосомы, микротельца, глобулины и различные продукты метаболизмаВ покоящихся, неделящихся эукариотических клетках хромосомный материал, называемый хроматином, выглядит нечетко и как бы беспорядочно распределен по всему ядру. Однако, когда клетка готовится к делению, хроматин уплотняется и собирается в свойственное данному виду число хорошо различимых хромосом.

Хроматин был выделен из ядер и проанализирован. Он состоит из очень тонких волокон, которые содержат 60 % белка, 35 % ДНК и, вероятно, 5 % РНК. Хроматиновые волокна в хромосоме свернуты и образуют множество узелков и петель. ДНК в хроматине очень прочно связана с белками, называемыми гистонами, функция которых состоит в упаковке и упорядочении ДНК в структурные единицы - нуклеосомы. В хроматине содержится также ряд негистоновых белков. В отличие от эукариотических, бактериальные хромосомы не содержат гистонов; в их состав входит лишь небольшое количество белков, способствующих образованию петель и конденсации (уплотнению) ДНК.хромосомы-органоиды делящегося ядра, являющиеся носителями генов, основу каждой хромосомы составляет днк, связанная с гистонами, управление синтезом белков осуществляется иРНк.хромосомы образованы хроматидами и имеют центромеру.

Функции ядра

Пластиды

Фотосинтез.

Синтез АТФ.

Синтез ряда белков.

Откладывающихся в строме.

Способны к делению.

Пластид.Пигменты пластид-хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины.В основе строения хлорофиллов лежит магний-порфириновый скелет, модификации хлорофиллов0а, б, с.все растения содержат сине-зеленый хлорофилл а, зелено-желтый хлорофилл б, у бурых и динофлагеллят функциорует хлрофилл с, а у багрянок хлорофилл д.

Вакуоли

Это производные эндоплазматической сети, ограниченные мембраной-тонопластом и заполненные водянистым содержимым –клеточным соком.в образовании вакуолей играет аппарат гольджи, в молодых клетках вакуоли представляют собой систему везикул, затем образуется центральная вакуоль.Содержимое вакуоли-клеточный сок, он представляет собой слабокислый водный раствор орг.и неорг. Веществ. Большинство орг.веществ содержащихся в клеточнос соке..относятся к эргастическим веществам.наиболее обычны углеводы, белки –протеины,, метаболиты-алкалоиды, танниды, флавоноиды и антоцианы.

Функции вакуолей-формируют внутреннюю среду клетки, регулируют водно-солевой обмен, в этом важна роль тонопласта, участвующего в активном транспорте, и накоплению в вакуолях некоторых ионов, везикулярный транспорт-движение везикул через плазмодесмы, тургорное гидростатическое давление, накопление запасных веществ и захоронение отбросов.

Тургорное давление в растительных клетках способствует поддержанию формы неодресневевших частей растений. Тургорное давление с избирательной проницаемостью тонопласта для воды и осмоса. Осмос-это односторонняя диффузия воды через полунипроницаемую перегородку в сторону водного раствора солей большей концнтрации.Поступающая в клеточный сок вода оказывает давление на цитоплазму, а через нее на стенку клетки вызывая ее упругое состояние-тургор.недостаток воды ведет к плазмолизу-отделение протопласта от оболочки.

Основные формы плазмолиза (схема): 1— начальная стадия; 2 — вогнутый; 3 — выпуклый (время перехода от вогнутого плазмолиза к выпуклому служит показателем вязкости цитоплазмы); 4 — судорожный (при быстром действии концентрированного плазмолитика и высокой степени вязкости цитоплазмы).

Клеточная стенка

А-клетки со вторичными оболочками и многочисленными простыми порами, Б-строение простой поры, В-строение окаймленной поры.Г-полуобьемное изображение, 1-срединная пластинка.2-первичная оболочка.3-вторичная оболочка.4-поры.5-поровая мембрана.6-окаймление.7-поровая камера.8-апертура поры.9-торус(утолщение поровой мембраны)

КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА (ОБОЛОЧКА)

Клеточная стенка (К.С.) – структурное образование на периферии клетки (за

Защищающее протопласт.

В состав К.С. входят 4 типа веществ:

Скелетные вещества

Микрофибриллы, а затем в макрофибриллы.Целлюлозные микрофибриллы синтезируются на поверхности клетки с помощью ферментного комплекса, ориентация микрофибрилл контролируется микротрубочками, расположенными у внутренней поверхности плазматической мембраны.

2. Матрикс состоит из пектиновых веществ и гемицеллюлозы. Гемицеллюлоза –

А) ЛИГНИН – жироподобное вещество, накопление которого приводит к

Одеревеснению К.С.

Б) СУБЕРИН – накопление приводит к опробковению оболочки. Опробковевшие

В) МИНЕРАЛЬНЫЕ СОЛИ – придают жесткость К.С. злаков, осок, хвощей.

Проходят плазмодесмы.

I. Запасные вещества

Углеводы.

Жиры.

Белки.

Образование алейроновых зерен начинается с загустевания клеточного сока в вакуолях,

Кристаллы оксалата кальция.

Типы кристаллов:

- Одиночные призматические кристаллы (в вакуолях клеток наружной чешуи лука,

Черешка бегонии)

- друзы – сростки кристаллов (в вакуолях черешка бегонии), имеют звезчатую форму

- рафиды (игольчатые кристаллы) – иглы собраны в «пучки» (в листьях алоэ,

черешках бегонии, листьях ландыша)

- кристаллический песок (в листьях красавки).

Различные типы крахмальных зерен. молочая. фасоли. 6) и. герани. картофеля. 7). кукурузы. Крахмальные зерна растительной клетки.

А - одиночные и крестообразные в клетках сухой чешуи луковицы лука; Б - одиночный кристалл, сросток кристаллов и друза (черешок бегонии); В - пучок рафид в клетке корневища купены.

клетка как элементарная структура. Сравнение с животной клеткой

12 3 4 Следующая ⇒