Клетка – это структурная и функциональная единица живого организма, которая несет генетическую информацию, обеспечивает обменные процессы, способна к регенерации и самовоспроизведению.
Есть одноклеточные особи и развитые многоклеточные животные и растения. Их жизнедеятельность обеспечивается работой органов, которые построены из разных тканей. Ткань, в свою очередь, представлена совокупностью клеток схожих по строению и выполняемым функциям.
Клетки разных организмов имеют свои характерные свойства и строение, но есть общие составляющие присущие всем клеткам: и растительным, и животным.
Органеллы свойственные всем типам клеток
Ядро – один из важных компонентов клетки, содержит генетическую информацию и обеспечивает передачу ее потомкам. Окружено двойной мембраной, что изолирует его от цитоплазмы.
Цитоплазма – вязкая прозрачная среда, заполняющая клетку. В цитоплазме размещены все органоиды. Цитоплазма состоит из системы микротрубочек, которая обеспечивает четкое перемещение всех органелл. А также контролирует транспорт синтезированных веществ.
Клеточная мембрана – оболочка, которая отделяет клетку от внешней среды, обеспечивает транспорт веществ в клетку и выведение продуктов синтеза или жизнедеятельности.
Эндоплазматическая сеть – мембранная органелла, состоит из цистерн и канальцев, на поверхности которых происходит синтез рибосом (гранулярная ЭПС). Места, где нет рибосом, образуют гладкий эндоплазматический ретикулум. Гранулярная и агранулярная сеть не отграничены, а переходят друг в друга и соединяются с оболочкой ядра.
Комплекс Гольджи – стопка цистерн, сплюснутых в центре и расширенных на периферии. Предназначен для завершения синтеза белков и дальнейшего транспорта их из клетки, вместе с ЭПС образует лизосомы.
Митохондрии – двухмембранные органоиды, внутренняя мембрана формирует выступы внутрь клетки – кристы. Отвечают за синтез АТФ, энергетический обмен. Выполняет дыхательную функцию (поглощая кислород и выделяя СО 2).
Рибосомы – отвечают за синтез белка, в их структуре выделяют малую и большую субъединицы.
Лизосомы – осуществляют внутриклеточное переваривание, за счет содержания гидролитических ферментов. Расщепляют захваченные чужеродные вещества.
Как в растительных, так и животных клетках есть, помимо органелл, непостоянные структуры — включения. Они появляются при повышении обменных процессов в клетке. Они выполняют питательную функцию и содержат:
- Зерна крахмала в растениях, и гликоген — в животных;
- белки;
- липиды – высокоэнергетические соединения, обладают большей ценностью, чем углеводы и белки.
Есть включения, не играющие роли в энергетическом обмене, они содержат продукты жизнедеятельности клетки. В железистых клетках животных включения накапливают секрет.
Органеллы свойственные только растительной клетке
Клетки животных в отличие от клеток растений не содержат вакуолей, пластид, клеточной стенки.
Клеточная стенка формируется из клеточной пластинки, образуя первичную и вторичную клеточную оболочки.
Первичная клеточная стенка встречается в недифференцированных клетках. В ходе созревания между мембраной и первичной клеточной стенкой закладывается вторичная оболочка. По своему строению она сходна с первичной, только имеет больше целлюлозы и меньшее количество воды.
Вторичная клеточная стенка оснащена множеством пор. Пора – это место, где между первичной оболочкой и мембраной отсутствует вторичная стенка. Поры размещены попарно в смежных клетках. Размещенные рядом клетки связываются друг с другом плазмодесмой – это канал, представляющий собой тяж цитоплазмы, выстланный плазмолеммой. Через него клетки обмениваются синтезированными продуктами.
Функции клеточной стенки :
- Поддержание тургора клетки.
- Придает форму клеткам, выполняя роль скелета.
- Накапливает питательные продукты.
- Защищает от внешнего воздействия.
Вакуоли – органеллы, наполненные клеточным соком, участвуют в переваривании органических веществ (сходны с лизосомами животной клетки). Образуются при помощи совместной работы ЭПС и комплекса Гольджи. Сначала формируется и функционирует несколько вакуолей, во время старения клетки они сливаются в одну центральную вакуоль.
Пластиды – автономные двухмембранные органеллы, внутренняя оболочка имеет выросты – ламеллы. Все пластиды делят на три типа:
- Лейкопласты – безпигментные образования, способны запасать крахмал, белки, липиды;
- хлоропласты – зеленные пластиды, содержат пигмент хлорофилл, способны к фотосинтезу;
- хромопласты – кристаллы оранжевого цвета, из-за наличия пигмента каротина.
Органеллы свойственные только животной клетке
Отличие растительной клетки от животной заключается в отсутствии в ней центриоли, трехслойной мембраны.
Центриоли – парные органеллы, расположены вблизи ядра. Принимают участие в формировании веретена деления и способствуют равномерному расхождению хромосом к разным полюсам клетки.
Плазматическая мембрана — для клеток животных характерна трехслойная, прочная мембрана, построена из липидов протеинов.
Сравнительная характеристика растительной и животной клетки
| Сравнительная таблица животной и растительной клетки | ||
|---|---|---|
| Свойства | Растительная клетка | Животная клетка |
| Строение органелл | Мембранное | |
| Ядро | Сформированное, с набором хромосом | |
| Деление | Размножение соматических клеток, путем митоза | |
| Органоиды | Сходный набор органелл | |
| Клеточная стенка | + | - |
| Пластиды | + | - |
| Центриоли | - | + |
| Тип питания | Автотрофный | Гетеротрофный |
| Энергетический синтез | С помощью митохондрий и хлоропластов | Только с помощью митохондрий |
| Метаболизм | Преимущество анаболизма над катоболизмом | Катаболизм превышает синтез веществ |
| Включения | Питательные вещества (крахмал), соли | Гликоген, белки, липиды, углеводы, соли |
| Реснички | Крайне редко | Есть |
Растительные клетки благодаря хлоропластам осуществляют процессы фотосинтеза – преобразуют энергию солнца в органические вещества, животные клетки на это не способны.
Митотическое деление растения идет преимущественно в меристеме, характеризуется наличием дополнительного этапа – препрофазы, в организме животных митоз присущ всем клеткам.
Размеры отдельных растительных клеток (около 50мкм) превышают размеры животных клеток (примерно 20мкм).
Взаимосвязь между клетками растений осуществляется за счет плазмодесмы, животных – при помощи десмосом.
Вакуоли растительной клетки занимают большую часть ее объёма, в животных – это мелкие образования в небольших количествах.
Клеточная стенка растений построена из целлюлозы и пектина, у животных мембрана состоит из фосфолипидов.
Растения не способны активно передвигаться, поэтому приспособились автотрофному способу питания, синтезируя самостоятельно все необходимые питательные вещества из неорганических соединений.
Животные – гетеротрофы и используют экзогенные органические вещества.
Сходство в структуре и функциональных возможностях растительных и животных клеток указывает на единство их происхождения и принадлежности к эукариотам. Их отличительные черты обусловлены различным способом жизни и питания.
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.
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.
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
Строение клетки
Формы клеток очень разнообразны. У одноклеточных каждая клетка - отдельный организм. Ее форма и особенности строения связаны с условиями среды, в которых обитает данное одноклеточное, с его образом жизни.
Различия в строении клеток
Тело каждого многоклеточного животного и растения слагается из клеток, различных по внешнему виду, что связано с их функциями. Так, у животных сразу можно отличить нервную клетку от мышечной или эпителиальной клетки (эпителий - покровная ткань). У растений неодинаковы многие клетки листа, стебля и т. д.
Столь же изменчивы и размеры клеток. Самые мелкие из них (некоторые бактерии) не превышают 0,5 мкм Величина клеток многоклеточных организмов колеблется от нескольких микрометров (диаметр лейкоцитов человека 3-4 мкм, диаметр эритроцитов - 8 мкм) до огромных размеров (отростки одной нервной клетки человека имеют длину более 1 м). У большинства клеток растений и животных величина их диаметра колеблется от 10 до 100 мкм.
Несмотря на разнообразие строения форм и размеров, все живые клетки любого организма сходны по многим признакам внутреннего строения. Клетка - сложная целостная физиологическая система, в которой осуществляются все основные процессы жизнедеятельности: обмен веществ и энергии, раздражимость, рост и самовоспроизведение.
Основные компоненты в строении клетки
Основные общие компоненты клетки - наружная мембрана, цитоплазма и ядро. Клетка может жить и нормально функционировать лишь при наличии всех этих компонентов, которые тесно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.
Строение наружной мембраны. Она представляет собой тонкую (около 7,5 нм толщиной) трехслойную оболочку клетки, видимую лишь в электронном микроскопе. Два крайних слоя мембраны состоят из белков, а средний образован жироподобными веществами. В мембране есть очень мелкие поры, благодаря чему она легко пропускает одни вещества и задерживает другие. Мембрана принимает участие в фагоцитозе (захватывание клеткой твердых частиц) и в пиноцитозе (захватывание клеткой капелек жидкости с растворенными в ней веществами). Таким образом мембрана сохраняет целостность клетки и регулирует поступление веществ из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую ее среду.
На своей внутренней поверхности мембрана образует впячивания и разветвления, глубоко проникающие внутрь клетки. Через них наружная мембрана связана с оболочкой ядра, С другой стороны, мембраны соседних клеток, образуя взаимно прилегающие впячивания и складки, очень тесно и надежно соединяют клетки в многоклеточные ткани.
Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему. Ее строение: прозрачный полужидкий раствор и структурные образования. Общими для всех клеток структурными образованиями цитоплазмы являются: митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и рибосомы. Все они вместе с ядром представляют собой центры тех или иных биохимических процессов, в совокупности составляющих обмен веществ и энергии в клетке. Эти процессы чрезвычайно разнообразны и протекают одновременно в микроскопически малом объеме клетки. С этим связана общая особенность внутреннего строения всех структурных элементов клетки: несмотря на малые размеры, они имеют большую поверхность, на которой располагаются биологические катализаторы (ферменты) и осуществляются различные биохимические реакции.
Митохондрии - энергетические центры клетки. Это очень мелкие, но хорошо видимые в световом микроскопе тельца (длина 0,2-7,0 мкм). Они находятся в цитоплазме и значительно варьируют по форме и числу в разных клетках. Жидкое содержимое митохондрий заключено в две трехслойные оболочки, каждая из которых имеет такое же строение, как и наружная мембрана клетки. Внутренняя оболочка митохондрии образует многочисленные впячивания и неполные перегородки внутри тела митохондрии. Эти впячивания называются кристами. Благодаря им при малом объеме достигается резкое увеличение поверхностей, на которых осуществляются биохимические реакции и среди них прежде всего реакции накопления и освобождения энергии при помощи ферментативного превращения аденозиндифосфорной кислоты в аденозинтрифосфорную кислоту и наоборот.
Эндоплазматическая сеть представляет собой многократно разветвленные впячивания наружной мембраны клетки. Мембраны эндоплазматической сети обычно расположены попарно, а между ними образуются канальцы, которые могут расширяться в более значительные полости, заполненные продуктами биосинтеза. Вокруг ядра мембраны, слагающие эндоплазматическую сеть, непосредственно переходят в наружную мембрану ядра. Таким образом, эндоплазматическая сеть связывает воедино все части клетки. В световом микроскопе, при осмотре строения клетки, эндоплазматическая сеть не видна.
В строении клетки различают шероховатую и гладкую эндоплазматическую сеть. Шероховатая эндоплазматическая сеть густо окружена рибосомами, где происходит синтез белков. Гладкая эндоплазматическая сеть лишена рибосом и в ней осуществляются синтез жиров и углеводов. По канальцам эндоплазматической сети осуществляется внутриклеточный обмен веществами, синтезируемыми в различных частях клетки, а также обмен между клетками. Вместе с тем эндоплазматическая сеть как более плотное структурное образование выполняет функцию остова клетки, придавая ее форме определенную устойчивость.
Рибосомы находятся как в цитоплазме клетки, так и в ее ядре. Это мельчайшие зернышки диаметром около 15-20 им, что делает их невидимыми в световом микроскопе. В цитоплазме основная масса рибосом сосредоточена на поверхности канальцев шероховатой эндоплазматической сети. Функция рибосом заключается в самом ответственном для жизнедеятельности клетки и организма в целом процессе - в синтезе белков.
Комплекс Гольджи сначала был найден только в животных клетках. Однако в последнее время и в растительных клетках обнаружены аналогичные структуры. Строение структуры комплекса Гольджи близка к структурным образованиям эндоплазматической сети: это различной формы канальцы, полости и пузырьки, образованные трехслойными мембранами. Помимо того, в комплекс Гольджи входят довольно крупные вакуоли. В них накапливаются некоторые продукты синтеза, в первую очередь ферменты и гормоны. В определенные периоды жизнедеятельности клетки эти зарезервированные вещества могут быть выведены из данной клетки через эндоплазматическую сеть и вовлечены в обменные процессы организма в целом.
Клеточный центр - образование, до сих пор описанное только в клетках животных и низших растений. Он состоит из двух центриолей, строение каждой из которых представляет собой цилиндрик размером до 1 мкм. Центриоли играют важную роль в митотическом делении клеток. Кроме описанных постоянных структурных образований, в цитоплазме различных клеток периодически появляются те или иные включения. Это капельки жира, крахмальные зерна, кристаллики белков особой формы (алейроновые зерна) и др. В большом количестве такие включения встречаются в клетках запасающих тканей. Однако и в клетках других тканей такие включения могут существовать как временный резерв питательных веществ.
Ядро, как и цитоплазма с наружной мембраной, - обязательный компонент подавляющего большинства клеток. Лишь у некоторых бактерий, при рассмотрении строения их клеток, не удалось выявить структурно оформленного ядра, но в их клетках обнаружены все химические вещества, присущие ядрам других организмов. Нет ядер в некоторых специализированных клетках, потерявших способность делиться (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки флоэмы растения). С другой стороны, существуют многоядерные клетки. Ядро играет очень важную роль в синтезе белков-ферментов, в передаче наследственной информации из поколения в поколение, в процессах индивидуального развития организма.
Ядро неделящейся клетки имеет ядерную оболочку. Она состоит из двух трехслойных мембран. Наружная мембрана связана через эндоплазматическуго сеть с клеточной мембраной. Через всю эту систему осуществляется постоянный обмен веществами между цитоплазмой, ядром и средой, окружающей клетку. Кроме того, в оболочке ядра есть поры, через которые также осуществляется связь ядра с цитоплазмой. Внутри ядро заполнено ядерным соком, в котором находятся глыбки хроматина, ядрышко и рибосомы. Хроматин образован белком и ДНК. Это тот материальный субстрат, который перед делением клетки оформляется в хромосомы, видимые в световом микроскопе.
Хромосомы - постоянные по числу и форме образования, одинаковые для всех организмов данного вида. Перечисленные выше функции ядра в первую очередь связаны с хромосомами, а точнее - с ДНК, входящей в их состав.
Ядрышко в количестве одного или нескольких присутствует в ядре неделящейся клетки и хорошо видно в световом микросколе. В момент деления клетки оно исчезает. В самое последнее время выяснена огромная роль ядрышка: в нем формируются рибосомы, которые затем из ядра поступают в цитоплазму и там осуществляют синтез белков.
Все сказанное в равной мере относится и к клеткам животных, и к клеткам растений. В связи со спецификой обмена веществ, роста и развития растении и животных в строении клеток тех и других имеются дополнительные структурные особенности, отличающие растительные клетки от клеток животных.
Клеткам животных, кроме перечисленных составных частей, в строении клетки, присущи особые образования - лизосомы. Это ультрамикроскопические пузырьки в цитоплазме, наполненные жидкими пищеварительными ферментами. Лизосомы осуществляют функцию расщепления веществ пищи на более простые химические вещества. Есть отдельные указания, что лизосомы встречаются и в растительных клетках.
Самые характерные структурные элементы растительных клеток (кроме тех общих, которые присущи всем клеткам) - пластиды. Они существуют в трех формах: зеленые хлоропласты, красно-оранжево-желтые хромопласты и бесцветные лейкопласты. Лейкопласты при определенных условиях могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубня картофеля), а хлоропласты в свою очередь могут становиться хромопластами (осеннее пожелтение листьев).
Хлоропласты представляют собой «фабрику» первичного синтеза органических веществ из неорганических за счет солнечной энергии. Это небольшие тельца довольно разнообразной формы, всегда зеленого цвета благодаря присутствию хлорофилла. Строение хлоропластов в клетке: имеют внутреннюю структуру, которая обеспечивает максимальное развитие свободных поверхностей. Эти поверхности создаются многочисленными тонкими пластинками, скопления которых находятся внутри хлоропласта.
С поверхности хлоропласт, как и другие структурные элементы цитоплазмы, покрыт двойной мембраной. Каждая из них в свою очередь трехслойна, как и наружная мембрана клетки.
Хромопласты по своей природе близки к хлоропластам, но содержат желтые, оранжевые и другие близкие к хлорофиллу пигменты, которые обусловливают окраску плодов и цветков у растений.
В отличие от животных растения растут в течение всей жизни. Это происходит как за счет увеличения числа клеток путем деления, так и за счет увеличения размеров самих клеток. При этом большая часть строения тела клетки оказывается занятой вакуолями. Вакуоли представляют собой расширившиеся просветы канальцев в эндоплазматической сети, наполненные клеточным соком.
Строение оболочки растительных клеток, кроме наружной мембраны, состоят дополнительно из клетчатки (целлюлозы), которая образует толстую целлюлозную стенку на периферии наружной мембраны. У специализированных клеток эти стенки часто приобретают специфические структурные усложнения.
