Сходства и различия в строении клеток растений, животных и грибов

Мы живём среди растений. Нас окружают деревья, кустарники, травы. Растительный мир богат и разнообразен.

Познакомимся с внутренним строением растений. Если посмотреть на срез арбуза то можно заметить множество шарообразных пузырьков – это клетки. У арбуза они очень крупные и видны в лупу.

Если посмотреть на клетки в микроскоп. То мы можем увидеть клеточную стенку, ядро, вакуоль и цитоплазму.

Растительная клетка имеет те же структурные основные компоненты, что клетка животных. Ядро, митохондрии, эндоплазматическую сеть с рибосомами, аппарат Гольджи.

Но есть органеллы характерные только для растительной клетки: вакуоли и пластиды.

Вакуо́ль — это одномембранный органоид, который занимает до 80-90 % объёма клетки, заполненный клеточным соком. Клеточный сок представляет собой слабокислый водный раствор различных органических и неорганических веществ в плодах лимона клеточный сок имеет сильнокислую реакцию. По химическому составу и консистенции клеточный сок существенно отличается от протопласта.

Растительные вакуоли часто служат местом концентрации разнообразных вторичных метаболитов: флавоноидов, антоцианов, таннидов и алкалоидов.

Функции вакуолей многообразны. Они формируют внутреннюю водную среду клетки, осуществляя регуляцию водно-солевого обмена.

Поддерживают тургорное гидростатическое давление внутриклеточной жидкости в клетке, сохраняя её форму.

Так же вакуоли накапливают запасные вещества и конечные продукты метаболизма клетки.

Некоторые животные клетки так же содержат вакуоли, однако они отличаются от растительных и своими небольшими размерами, и функциями.

Например, пищеварительные вакуоли представлены пузырьками в цитоплазме клетки, в которых происходит внутриклеточное пищеварение у простейших.

Сократительные вакуоли представлены мембранными органоидами, которые осуществляют выброс излишков жидкости из цитоплазмы. Они распространены в первую очередь среди пресноводных протистов.

Пластиды характерны только для растительных клеток. Важнейшие из них зелёные хлоропласты, содержащие пигмент хлорофилл. При помощи хлорофилла используя солнечную энергию зелёные растения превращают углекислый газ и воду в органические соединения. Процесс этот называется фотосинтез.

У высших растений имеется целый набор других пластид. Например, томат имеет красный цвет потому что в его клетках содержаться красные пластиды − хромопласты.

А теперь понаблюдаем за процессами в живой клетке.

Если взять лист злодеи, положить его в каплю воды на предметное стекло, то в микроскоп можно заметить, как движутся пластиды с током цитоплазмы.

Движение цитоплазмы свойство всех живых клеток.

Если подсушить препарат под лампой и посмотреть на лист ещё раз, можно увидеть что вода испарилась, движения пластид не наблюдается, цитоплазма сжалась.

Если на препарат снова добавить каплю воды, можно увидеть, что цитоплазма набухает и снова начинает двигаться. Клетки оживают. Это значит без воды они существовать не могут.

Клетки обладают свойством пропускать внутри воду и нужные ей для питания и дыхания вещества из окружающей среды и соседних клеток. А цитоплазма разносить их по клетке.

Ещё одна особенность растительной клетки − поверх плазматической мембраны. Она окружена жёсткой оболочкой состоящей в основном из целлюлозы.

Целлюлоза — это сложный углевод. Его присутствие в тканях растений обусловливает их механическую прочность и эластичность.

Молекулы целлюлозы имеют нитевидную структуру, соединены между собой посредством водородных связей, они образуют пучок, который состоит из 60 молекул. Самая чистая форма целлюлозы – это волоски семян хлопчатника.

Из-за то, что растительная клетка имеет клеточную стенку её деление и деление животной клетки отличаются.

Деление животной клетки происходит путём образования поперечной перетяжки, которая состоит из белковых актиновых и миозиновых филаментов.

Деление растительной клетки происходит путём образования клеточной пластинки –перегородки.

Деление начинается с перемещения мелких ограниченных мембраной пузырьков из аппарата Гольджи по направлению к экваториальной плоскости клетки. Здесь пузырьки сливаются, образуя дисковидную, окружённую мембраной структуру — раннюю клеточную пластинку. Где концентрируются короткие микротрубочки.

За счёт этого продолжается рост клеточной пластинки вплоть до её окончательного слияния с мембраной материнской клетки. После окончательного разделения дочерних клеток в клеточной пластинке откладываются микрофибриллы целлюлозы, которые завершают образование жёсткой клеточной стенки. Так клетка окончательно делится на две.

Главное отличие между растительными и животными клетками заключается в способе питания.

Клетки растений, содержащие хлоропласты, являются автотрофами, то есть сами синтезируют необходимые для жизнедеятельности органические вещества за счёт энергии света в процессе фотосинтеза.

Клетки животных – являются гетеротрофами. Источником углерода для синтеза собственных органических веществ для них являются органические вещества, поступающие с пищей. Пищевые вещества также служат источником энергии.

Исключениями являются зелёные жгутиконосцы, которые на свету способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами.

Запасным питательным веществом растительных клеток является крахмал. Он синтезируется в хлоропластах, под действием света при фотосинтезе. По химическому составу крахмал неоднороден и представляет собой смесь нескольких полисахаридов.

А у животных клеток запасным питательным веществом является гликоген. Это полисахарид, образованный остатками глюкозы. Является основной формой хранения глюкозы в животных клетках. При недостатке в организме глюкозы гликоген под действием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь.

Изучим строение клетки гриба.

Каждая клетка имеет в составе ядро ─ округлое, с двойной мембраной. Расположено в центральной части или у клеточной оболочки.

Цитоплазма включает различные органоиды. Эндоплазматическую сеть. В отличие от клеток растений, у грибов она плохо развита. Кристы митохондрий более сплющенные. Комплекс Гольджи.

Вакуоли – неотъемлемая часть клетки. Они отделены от протопласта мембраной. В данной органелле хранятся запасные питательные вещества.

Также эти вещества могут свободно размещаться в цитоплазме. Например, как гликоген-запасное питательное вещество грибов, может находиться в виде гранул.

Клеточная стенка может меняться, когда за одной фазой роста следует другая.

Основной структурный элемент клеточной стенки — это хитин.

Хитин — это природное соединение из группы азотсодержащих полисахаридов.

Выполняет защитную и опорную функции, обеспечивая жёсткость клеток. Содержится в основном в экзоскелете (внешняя часть скелета) раков, крабов, насекомых. Также присутствует в клетках грибов. В человеческом организме хитин необходим для формирования волос и ногтей, а у птиц – оперения.

Чистый хитин более хрупкий, чем в сочетании с другими веществами. Экзоскелеты насекомых, например, это комбинация хитина и белков. Раковины ракообразных, как правило, состоят из хитина и карбоната кальция.

Именно благодаря уникальной химической структуре грибы были выделены в отдельное царство.

Интересно, что у каждого царства клеточная стенка образована разными веществами. У растений – целлюлозой, у животных клеточная стенка вообще отсутствует, у грибов – хитином, у бактерий пептидогликаном (муреином).

Грибы по размерам и строению очень разнообразны и условно подразделяются на низшие и высшие.

Низшие грибы наиболее примитивны. Например, группа одноклеточных грибов –дрожжей. Они не имеют мицелия, так как обитают в жидких богатых органическими веществами средах.

Основу тела высших грибов составляет мицелий (грибница) — это система тонких ветвящихся нитей — гиф. Гифы не имеют истинного клеточного строения. Их протоплазма либо совсем не разделена, либо разделяется поперечными перегородками. Толщина гиф от 1 до 10, реже до 20 мкм, и рассмотреть их можно только под микроскопом.

У грибов после деления ядра перегородка между разделившимися клетками может сформироваться позднее, что приводит к образованию многоядерных клеток.

Характерной особенностью ядер клеток грибов является их свойство перемещаться из одной клетки в другую.

Мицелий грибов – это один из важнейших отличительных признаков. Он осуществляет все жизненно важные функции грибного организма: питание, рост, развитие и размножение.

Запасным питательным веществом в клетках грибов, как и у животных является углевод гликоген. Грибы, как и растения, неподвижны, их плодовые тела растут на протяжении всей жизни. Грибы лишены способности к фотосинтезу и поэтому являются гетеротрофами, то есть питаются не самостоятельно производимыми продуктами, а готовыми органическими веществами.