Чем покрыта растительная клетка
Растительная клетка – определение, части и функции
Определение растительной клетки
Растение клетки являются основной единицей жизни в организмах царство Plantae. Это эукариотические клетки, которые имеют настоящее ядро вместе со специализированными структурами, называемыми органеллами, которые выполняют различные функции. Растительные клетки имеют специальные органеллы, называемые хлоропластами, которые создают сахара через фотосинтез.
Обзор клеток растений
Другие организмы, такие как животные, полагаются на кислород и глюкозу, чтобы выжить. Растения считаются аутотропный потому что они производят свою еду и не должны потреблять никаких других организмов. В частности, растительные клетки фотоавтотрофного потому что они используют световую энергию солнца для производства глюкозы. Организмы, которые питаются растениями и другими животными, считаются гетеротрофными.
Другие компоненты растения клетка, клеточная стенка а также центральная вакуоль работать вместе, чтобы придать клетке жесткость. Растительная клетка будет хранить воду в центральной вакуоль, который расширяет вакуоль в стороны клетки. Затем клеточная стенка прижимается к стенкам других клеток, создавая силу, известную как тургор давление, Тургорское давление между клетками растения могут расти и достигать большего солнечного света.
Части растительной клетки
Растительная клетка имеет много разных частей. Каждая часть ячейки имеет специализированную функцию. Эти структуры называются органеллами.
Хлоропласты
Хлоропласты встречаются только в растениях и водоросли клетки. Эти органеллы осуществляют процесс фотосинтеза, который превращает воду, углекислый газ и световую энергию в питательные вещества. Они имеют овальную форму и имеют две мембраны: внешнюю мембрану, которая образует внешнюю поверхность хлоропласт и внутренняя мембрана, которая лежит прямо под. Между внешней и внутренней мембраной находится тонкое межмембранное пространство шириной около 10-20 нанометров. Внутри другой мембраны есть еще одно пространство, называемое строма, где содержатся хлоропласты.
Сами хлоропласты содержат много сплющенных дисков, называемых тилакоидами, и они имеют высокую концентрацию хлорофилл а также каротиноиды, которые улавливают световую энергию. молекула хлорофилл также придает растениям зеленый цвет. Тилакоиды уложены друг на друга в сосудистых растениях в стопках, называемых гранами.
Вакуоли
Растительные клетки уникальны тем, что имеют большую центральную вакуоль. Вакуоль это небольшая сфера плазматическая мембрана внутри клетки, которая может содержать жидкость, ионы и другие молекулы. Вакуоли в основном крупные везикулы. Они могут быть обнаружены в клетках многих различных организмов, но растительные клетки, как правило, имеют большую вакуоль, которая может занимать где-то от 30-80 процентов клеток.
центральная вакуоль растительной клетки помогает поддерживать ее тургорное давление, которое представляет собой давление содержимого клетки, прижимающейся к клеточной стенке. Растение процветает лучше всего, когда его клетки имеют высокую мутность, и это происходит, когда центральная вакуоль полна воды. Если тургорное давление у растений уменьшается, растения начинают увядать. Растительные клетки живут лучше всего гипотонический растворы, в которых воды больше, чем в клетке; в этих условиях вода устремляется в клетку осмос и тургентность высокая.
Животные клетки, с другой стороны, могут лизируют если слишком много воды устремляется внутрь; они живут лучше изотонический растворы, в которых концентрация растворенных веществ в клетке и в окружающей среде одинакова, а чистое движение воды внутрь и из клетки одинаково.
Клеточная стена
клеточная стенка это прочный слой, находящийся на внешней стороне растительной клетки, который придает ей прочность, а также поддерживает высокую твердость. У растений клеточная стенка содержит в основном целлюлозу, наряду с другими молекулами, такими как гемицеллюлоза, пектин и лигнины. Состав растительной клеточной стенки отличает ее от клеточных стенок других организмов.
Например, клеточные стенки грибов содержат хитин и бактериальные клеточные стенки содержат пептидогликана и эти вещества не найдены в растениях. Основное различие между клетками растений и животных состоит в том, что клетки растений имеют клеточную стенку, а клетки животных – нет. Растительные клетки имеют первичную клеточную стенку, которая представляет собой гибкий слой, образованный снаружи растущей растительной клетки, и вторичную клеточную стенку, жесткий, толстый слой, образованный внутри первичной растительной клеточной стенки, когда клетка становится зрелой.
Другие органеллы
Растительные клетки имеют много других органелл, которые по существу такие же, как органеллы в других типах эукариотических клеток, таких как клетки животных. Ядро содержит дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) клетки, ее генетический материал. ДНК содержит инструкции по производству белков, которые контролируют всю деятельность организма. Ядро также регулирует рост и деление клетки. Белки синтезируются в рибосомах, модифицированных в эндоплазматическая сеть и складывать, сортировать и упаковывать в пузырьки в аппарат Гольджи.
Митохондрии также найдены в растительных клетках. Они производят АТФ через клеточное дыхание, Фотосинтез в хлоропластах обеспечивает питательные вещества, которые митохондрии расщепляют для использования в клеточном дыхании. Интересно, что и хлоропласты, и митохондрии, как полагают, образовались из бактерий, поглощенных другими клетками в эндосимбиотических (взаимовыгодных) отношениях, и они делали это независимо друг от друга.
Жидкость внутри клеток является цитозоль, Он в основном состоит из воды, а также содержит ионы, такие как калий, белки и небольшие молекулы. Цитозоль и все органеллы в нем, кроме ядра, называются цитоплазма, цитоскелет представляет собой сеть филаментов и канальцев, обнаруженных в цитоплазме клетки. У него много функций; он придает клетке форму, обеспечивает прочность, стабилизирует ткани, закрепляет органеллы внутри клетки и играет роль в клеточная сигнализация, клеточная мембрана, двойной фосфолипид слой, окружающий всю клетку.
Функции растительной клетки
Растительные клетки являются основным строительным блоком жизни растений, и они выполняют все функции, необходимые для выживания. Фотосинтез, производство пищи из энергии света, углекислого газа и воды, происходит в хлоропластах клетки. Молекула энергии аденозинтрифосфат (АТФ) производится через клеточное дыхание в митохондриях.
Как все многоклеточный организмов, каждая клетка в пределах организм имеет свою уникальную роль. Некоторые растительные клетки функционируют исключительно в производстве глюкозы, в то время как другие необходимы для доставки питательных веществ и воды в различные части клетки. Прочитайте следующий раздел, чтобы узнать больше о различных типах ячеек и их функциях.
Типы растительных клеток
Существует пять типов растительных клеток, каждый с различными функциями:
Растительная клеточная структура
В растительных клетках есть несколько важных структурных элементов, которые позволяют растениям стоять, собирать солнечный свет и расти как единый организм. Наиболее важными компонентами в клетках для достижения этих целей являются клеточная стенка и вакуоль.
Вместе эти две структуры в клетках растений создают жесткость, которая позволяет растениям стоять высокими и не упасть. В частности, вакуоль заполняется водой, толкая на клеточную стенку. Это создает внутреннее давление, называемое тургорским давлением. Клеточные стенки испытывают это давление. В свою очередь, каждая стена оказывает давление на стену рядом с ней. Вместе это держит растение так же, как скелет человека оказывает поддержку.
Тем не менее, растениям необходим постоянный запас воды, чтобы поддерживать это давление. Без воды вакуоли быстро потеряют воду. Без давления клетки не могут давить друг на друга. Таким образом, испытывающее жажду растение будет увядать, опрокидываться и в конечном итоге погибать.
Растительная клетка
Клетка– наименьшая структурная и биологическая единица живой материи. Ей присущи все жизненноважные процессы: питание, дыхание, рост, раздражимость, размножение, наследственность. Она появилась на определенном этапе эволюции как результат совершенствования живого вещества. Количество клеток в организмах варьирует от одной до нескольких миллиардов. Если клетка одна, то она выступает в роли целостного организма и выполняет все его функции.
Впервые термин «клетка» предложил Роберт Гук в 1665 году. Значительный вклад в изучение растительной клетки внесли ученые М. Мальпиги (итал.), Н. Грю (англ.), М. Шлейден и Т. Шванн (немец.). Именно Шлейден и Шванн, опираясь на собственные исследования и исследования других ученых, показали, что клеточное строение присуще всем живым организмам (клеточная теория, 1839 г.).
Рассмотрим обобщенное строение растительной клетки.
Снаружи растительная клетка покрыта клеточной оболочкой (стенкой). Она образуется из веществ, вырабатываемых цитоплазмой, которые откладываются снаружи от нее, создавая оболочку (пектин, гемицеллюлоза и целлюлоза). Так образуется первичная оболочка. Она эластична, росту клетки не препятствует, создает прочность и придает определенную форму, защищает содержимое от механических повреждений. У многих клеток образуется и вторичная оболочка. Она формируется под первичной оболочкой и состоит из целлюлозы. Клетки со вторичной оболочкой более прочные и могут выполнять механическую функцию. В оболочке имеются неутолщенные места – поры. Через них проходят тонкие тяжи цитоплазмы, по которым осуществляется обмен веществ между соседними клетками.
Видоизменения клеточной стенки:
— одревеснение – оболочка пропитывается лигнином, который выполняет роль цемента, придает твердость и прочность (характерно для клеток механической ткани и древесины);
— опробковение – оболочка пропитывается суберином (жироподобным веществом), прекращается доступ воды и газов. Содержимое клетки отмирает, она заполняется воздухом и выполняет функцию термоизоляции (покровная ткань пробкового дуба);
— кутинизация – клетки эпидермиса пропитываются кутином и воском. Функции: уменьшение транспирации, отражение света, защита от УФ лучей и инфицирования микроорганизмами;
— минерализация – пропитывание оболочки минеральными солями (например, кальция). Это придает клеткам жесткость, твердость, растения не поедаются животными (хвощи, осоки);
— ослизнение – набухание пектиновых веществ в оболочке (клетки кожицы семян при прорастании, оболочки клеток при ранении).
Все содержимое клетки делят на 2 части:
— протопласт (живое содержимое);
— производные протопласта (неживое содержимое).
Протопласт представляет собой цитоплазму с заключенными в нее органоидами (ядро, пластиды, митохондрии, аппарат Гольджи, сферосомы, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, лизосомы). Количество органоидов и их состав зависят от функции, специфики жизнедеятельности клетки и от ее возраста.
Под клеточной стенкой находится цитоплазма. Ее наружный слой – плазмалемма – представляет собой мембрану, которая обеспечивает избирательное проникновение веществ в клетку и из нее. Она имеет типичное для мембран трехслойное строение. Внешний и внутренний слой состоит из одного ряда белковых молекул и между ними два ряда липидов. Мембрана имеет тончайшие сквозные отверстия через которые могут проходить одни вещества и задерживаться другие (обладает полупроницаемостью).
Продолжением мембраны плазмалеммы является эндоплазматическая сеть (ретикулум), которая представляет собой сеть каналов и полостей. ЭПС является конвейером для синтеза и перемещения веществ по клетке. Начинаясь от плазмалеммы, она подходит к различным органоидам и наружной оболочке ядра. С каналами ЭПС соединен аппарат Гольджи. Он выполняет функцию накопления и постепенного выведения из клетки синтезированных веществ.
Энергетическими станциями клеток являются митохондрии. Они состоят из двух мембран. В них осуществляется дыхание клетки, в результате чего выделяется энергия. Она связывается, переходя в энергию фосфатной связи АТФ. Количество митохондрий зависит от активности клетки, ее возраста и физиологического состояния.
Лизосомы – мелкие округлые тельца, имеющие очень прочную мембрану. В матриксе лизосомы находятся сильные по активности ферменты, переваривающие пищевые вещества и разрушающие отмершие части клетки.
Сферосомы – по форме, размерам сходны с лизосомами, внутри находится белковый матрикс. Основная функция – накопление масел.
В цитоплазме клеток присутствуют микротрубочки, участвующие в образовании клеточной оболочки делящихся клеток.
Рибосомы – небольшие тельца шаровидной или слегка уплощенной формы, в строении отсутствует мембранная система. Основная функция – синтез белка.
Пластиды – органоиды, присущие только растительным клеткам. Это крупные двух-мембранные органоиды, хорошо видимые в световой микроскоп. По цвету и выполняемым функциям различают три типа:
1). Хлоропласты: имеют форму двояковыпуклой линзы. Снаружи они покрыты оболочкой, состоящей из двух мембран. Внешняя мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты в виде пластинок. Эти пластинки называются ламеллы. Они лежат друг на друге правильными стопками, напоминающими столбики монет, и называются гранами. Во внутренних мембранах локализованы фотосинтетические пигменты (у высших растений – хлорофилл а и b, у водорослей возможно появление хлорофилла c, d, e). Хлорофилл придает зеленую окраску хлоропластам. В хлоропластах есть и другие пигменты: красно-оранжевый – каротин и желтый – ксантофилл, но они не видны под преобладающей массой хлорофилла.
2). Хромопласты: крупнее хлоропластов. Это пластиды красно-оранжевого и желтого цветов. Красящие пигменты группы каротиноидов (их более 50, но наиболее распространены каротин и ксантофилл). Они придают окраску лепесткам цветов, плодам, корнеплодам.
3). Лейкопласты: не имеют пигмента, бесцветны. Образуются в органах, скрытых от солнечного света. Их функция – синтез и накопление запасных питательных веществ.
Важнейшим органоидом любой эукариотической клетки является ядро. Оно содержит генетическую информацию клетки, контролирует ее жизнедеятельность, влияя на синтез белков. Ядро отделено от цитоплазмы двумембранной оболочкой. Оболочка пронизана порами, через которые осуществляется связь с каналами ЭПС и, тем самым, обеспечивается контакт ядра с цитоплазмой. Ядро состоит из ядерного сока, представляющего смесь белков-ферментов, нуклеотидов и аминокислот, хромосом, построенных из молекул ДНК и содержащих генный материал, и ядрышка, осуществляющего синтез РНК и сборку рибосом.
Для растительной клетки характерно наличие вакуолей. Часто они занимают почти весь объем клетки. У молодых клеток их несколько. По мере развития клетки они разрастаются и сливаются в одну. Содержимое – клеточный сок – водный раствор многих веществ: сахаров, аминокислот, пигментов, витаминов и др. Все эти вещества продукты жизнедеятельности клетки.
Мембрана, отделяющая цитоплазму от вакуолей, называется внутренней или тонопласт. Ее функция – транспортная.
Таким образом, растительной клетке свойственны все признаки обычной эукариотической клетки.
Различия в строении растительной и животной клеток:
— в растительной клетке хорошо развита клеточная оболочка;
— растительная клетка содержит пластиды (на этом основании большинство растений относят к автотрофам);
Строение растительной клетки
Урок 1. Биология. Сложные вопросы. Ботаника
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Строение растительной клетки»
Изучение клетки началось с 1665 года, когда английский учёный Роберт Гук впервые увидел в микроскоп на тонком срезе пробки мелкие ячейки. Он назвал их клетками. По мере совершенствования микроскопов появлялись новые знания о строении клеток живых организмов.
В 30-х годах 19 века шотландский учёный Роберт Броун сделал очень важное открытие. Изучая в микроскоп строение листа растения, он обнаружил внутри клетки круглое плотное образование, которое назвал ядром.
В 1838 году немецкий учёный Маттиас Шлейден пришёл к выводу, что ядро является обязательным структурным компонентом всех растительных клеток.
Познакомившись с этим исследованием, Теодор Шванн был удивлён: точно такие же образования он обнаружил и в животных клетках. Это привело учёного к выводу: все клетки, несмотря на их огромное разнообразие, сходны – у них есть ядра.
Обобщив разрозненные факты, в 1838 г. Теодор Шванн и Маттиас Шлейден сформулировали основное положение клеточной теории: все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению.
Клеточная теория явилась одним из великих открытий XIX века.
Рассмотрим положения современной клеточной теории:
1. Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого.
2. Клетки всех живых организмов сходны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.
3. Размножение клеток происходит путём их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.
4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани, из тканей состоят органы и системы органов.
Наука о клетке называется цитологией. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в живом организме, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды.
Все растения являются эукариотическими организмами. Вспомним, кто такие прокариоты и эукариоты.
Прокариоты – организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. Для них характерно наиболее простое строение клеток. Их ещё называют безъядерными. Эту группу составляют бактерии.
Эукариоты (или ядерные организмы) – организмы, клетки которых имеют оформленное ядро и органоиды, определённые функции.
Растения – это автотрофные организмы. Они способны из неорганических веществ синтезировать органические вещества за счёт энергии света, т. е. осуществлять фотосинтез. Растительная клетка содержит специальные органоиды – хлоропласты. Они позволяют улавливать энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез.
Животные – гетеротрофные организмы. Они не способны синтезировать органические вещества из неорганических соединений.
Несмотря на разнообразие клеток, все они имеют единый принцип организации.
Сейчас мы рассмотрим строение растительной клетки.
Снаружи все растительные клетки покрыты клеточной стенкой. Она представляет собой плотный прозрачный слой, состоящий из разных веществ. У растений главным веществом, придающим прочность клеточной стенке, является целлюлоза. Клеточная стенка защищает клетку от повреждений.
Клеточная стенка, содержащая целлюлозу, характерна только для клеток растений. Клетки грибов имеют клеточную стенку, основным веществом которой является хитин. Клетки животных не имеют клеточной стенки и покрыты только цитоплазматической мембраной.
Под клеточной стенкой находится цитоплазматическая мембрана. Её название происходит от латинского слова «мембрана» – «кожица», «плёнка». Она ограничивает внутреннее содержимое клетки и защищает её от внешних воздействий, принимает участие в обмене веществ между клеткой и внешней средой.
Цитоплазматическая мембрана состоит из белков и липидов. Липиды в мембране образуют двойной слой, а белки пронизывают всю её толщу и располагаются на внешней или внутренней поверхности мембраны. К некоторым белкам, находящимся на поверхности, прикреплены углеводы.
Цитоплазматическая мембрана обладает избирательной проницаемостью. Это значит, что она способна пропускать одни вещества из окружающей среды внутрь клетки, а образующиеся в цитоплазме вещества – наружу. Это обеспечивает клетке возможность питаться, дышать и освобождаться от вредных веществ.
Под цитоплазматической мембраной находится живое содержимое клетки, в состав которого входят цитоплазма и ядро.
Цитоплазма – жидкая составляющая клетки. В ней располагаются ядро и различные органоиды. Цитоплазма на 93 % состоит из воды, в которой растворены различные вещества. Так как в таком растворе содержится много органических веществ, цитоплазма более густая и вязкая, чем вода. Цитоплазма находится в постоянном движении. Она заполняет всё пространство внутри клетки, обеспечивает возможность перемещения в клетке различных веществ. В цитоплазме происходят химические реакции, образуются органические вещества.
Важнейшей частью клетки является ядро – плотное тельце, чаще всего округлой или овальной формы. Оно имеет очень сложное строение. В нём содержится дезоксирибонуклеиновая кислота, которая является носителем наследственной информации (т. е. информации обо всех признаках и свойствах данного организма). Дезоксирибонуклеиновая кислота входит в состав нитевидных телец – хромосом. Ядро обеспечивает хранение и реализацию наследственной информации, а также её передачу дочерним клеткам.
Помимо ядра внутри клетки находятся органоиды – небольшие тельца разной формы, которые выполняют различные функции. Это митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, вакуоли и рибосомы. В одних органоидах происходит образование нужных клетке веществ, другие отвечают за их переработку, в третьих накапливаются запасные питательные вещества (жиры, белки, углеводы).
Во всех растительных клетках имеются вакуоли – прозрачные пузырьки в цитоплазме, заполненные клеточным соком. Клеточный сок – это водный раствор различных веществ. Иногда в клеточном соке находятся пигменты, которые окрашивают его в красный, синий, фиолетовый и другие цвета. Именно эти пигменты определяют окраску лепестков, плодов, листьев. Клеточный сок определяет вкус плодов и других частей растений. Например, кислоту лимона, сладость арбуза, земляники.
Вакуоли играют главную роль в поглощении воды клетками. В них накапливаются запасные питательные вещества. Также клеточный сок содержит конечные продукты обмена.
В молодых клетках содержится большое количество мелких вакуолей. По мере роста клетки вакуоли тоже увеличиваются в размерах. Они сливаются друг с другом и постепенно заполняют почти весь объем клетки.
Следующий органоид растительных клеток – пластиды. Выделяют три типа пластид: хлоропласты (имеют зелёный цвет), хромопласты (жёлтый, красный или оранжевый цвет) и лейкопласты (бесцветные).
Хлоропласты содержат вещество зелёного цвета – хлорофилл. Вы уже знаете, что хлоропласты осуществляют фотосинтез.
Хромопласты придают яркую окраску плодам рябины, шиповника, корнеплодам моркови.
Лейкопласты бесцветные и не содержат пигментов. В них происходит накопление питательных веществ – белков, жиров и углеводов.
Необходимо сказать, что в одной клетке могут содержаться пластиды только одного типа.
Митохондрии участвуют в процессе дыхания и обеспечивают клетку энергией в виде АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты).
Рибосомы осуществляют синтез белка.
Эндоплазматическая сеть представляет собой систему каналов и полостей. Здесь происходит образование белков, углеводов и липидов. Вещества, которые образуются на мембранах сети, далее накапливаются и преобразуются внутри её полостей.
Образовавшиеся вещества заключаются в мембранные пузырьки и доставляются в комплекс Гольджи, в котором происходит их накопление и дальнейший транспорт к различным частям клетки.
Вы уже знаете, что по строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Сейчас мы с вами заполним таблицу, в которой сравним строение клеток эукариот.
Ядро характерно для всех эукариотических клеток.
Клетки растений имеют жёсткую клеточную стенку, главным компонентом которой является целлюлоза. В клетках грибов клеточная стенка состоит из хитина – вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. В клетках животных она отсутствует.
Для растительной клетки характерно наличие крупной центральной вакуоли. Клетки грибов имеют вакуоли, в отличие от клеток животных.
Запасным питательным углеводом в клетках растений является крахмал, в клетках грибов и животных – гликоген.
И завершим наш урок схемой, которая отражает общий план строения клеток. Внутреннее содержимое клеток представлено ядром, жидкой цитоплазмой и находящимися в ней различными органоидами. Снаружи клетки образован поверхностный аппарат, который состоит из цитоплазматической мембраны и из клеточной стенки (у некоторых видов клеток).