Растительная и животная клетка сходства и различия, питание клеток растений

Сходства и различия в строении клеток растений, животных, грибов

Как известно, живые организмы эукариоты делятся на три царства: растения, грибы и животные. На этом уроке мы узнаем, в чем сходство и отличие между эукариотическими клетками. Также мы ответим на вопрос: почему грибы выделены в отдельное царство, хотя совсем недавно их относили к растениям?

Сходства эукариотических клеток

О сходстве эукариотических клеток свидетельствует целый ряд общих признаков:

1. Общий план строения клетки (наличие клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра с органеллами).

2. Принципиальное сходство процессов обмена веществ и энергии в клетке.

3. Кодирование наследственной информации при помощи нуклеиновых кислот.

4. Единство химического состава клеток.

5. Сходные процессы деления клеток.

Различия клеток животных и растений

На рисунке 1 представлена таблица «Различия клеток растений и животных».

Рис. 1. Различие клеток растений и животных

Главное отличие между клетками царств животных и растений заключается в их способе питания. Клетки растений являются автотрофами, то есть они синтезируют органические вещества из неорганических за счет энергии солнечного света в процессе фотосинтеза. Клетки животных являются гетеротрофами, то есть источником углерода для них служат органические вещества, поступающие вместе с пищей; эти же вещества служат и источником энергии.

Для обеспечения фотосинтеза в клетках растений содержатся пластиды, например хлоропласты, в которых содержится основной пигмент фотосинтеза – хлорофилл. В клетках животных пластид нет, однако существуют исключения, например растительные жгутиконосцы, к которым относится эвглена зеленая. В темноте она питается готовыми органическими веществами (как животное), а на свету она способна к фотосинтезу.

Поскольку клетки растений по-разному синтезируют органические вещества, то и запасной углевод у них тоже различный. У растений накапливается в клетках крахмал, а у животных откладывается гликоген.

Для растительной клетки характерно наличие клеточной стенки, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. Клеточная стенка придает клеткам растений механическую прочность и опору.

Большую часть растительной клетки занимает вакуоль, в которой содержится жидкость. Вакуоли в растительной клетке хранят органические вещества, в них содержатся гидролитические ферменты (выполняют функцию лизосом), также они участвуют в регуляции рН клетки и в них происходит изолирование и обезвреживание токсических веществ. В животной клетке могут содержаться небольшие вакуоли, которые выполняют пищеварительную и сократительную функцию. Строение вакуоли в животной клетке отличается от растительной.

В животной клетке, в отличие от растительной, находятся центриоли.

Так как растительная клетка имеет клеточную стенку, которая защищает ее содержимое и обеспечивает постоянную форму, то она делится с образованием перегородки. Животная клетка делится с образованием перетяжки, так как не имеет клеточной стенки.

Некоторые функции вакуолей у растений

Вакуоли – это ограниченные мембраной участки клетки, заполненные жидкостью. Мембрана, которая ограничивает вакуоль от цитоплазмы, носит название тонопласт. Она является одинарной мембраной.

Молодая растительная клетка, как правило, имеет много мелких вакуолей, которые сливаются в одну большую по мере взросления клетки. В зрелой растительной клетке вакуоль может занимать до 90 % ее объема. Рост клетки происходит за счет увеличения вакуоли – в этом состоит основная роль вакуоли и тонопласта.

Основной компонент вакуолярного сока – это вода, все остальные компоненты сильно варьируются в зависимости от типа растений и его физиологического состояния. В вакуолях могут содержаться сахара, соли, реже белки, иногда в них откладываются пигменты.

Тонопласт играет активную роль в транспорте некоторых ионов в вакуоли.

Содержимое в вакуоли имеет слабокислую, кислую и, в редких случаях, сильнокислую (лимон) реакцию.

Вакуоли – это место накопления продуктов обмена веществ. Иногда в них накапливаются ядовитые для человека вещества (алкалоид никотина).

Вакуоли могут выполнять функцию лизосом, поскольку содержат гидролитические ферменты, которые переваривают вещества, попавшие вовнутрь вакуоли. Когда клетка погибает, то содержимое вакуоли изливается наружу и начинает переваривать клетку (процесс автолиз).

Особенности строения клеток грибов

Клетки грибов содержат признаки растений и животных. Также они имеют свои специфические особенности.

Признаки животных клеток

Клетки грибов являются гетеротрофами, следовательно, у них нет пластид и не происходит процесс фотосинтеза. Запасным углеводом у них является гликоген. Они могут быть сапротрофами (питаются органикой мертвых существ) или паразитами. Среди грибов встречаются симбионты (см. Рис. 2), которые вступают во взаимовыгодную связь с другими живыми организмами (с растениями или с цианобактериями).

Рис. 2. Грибы-симбионты

Среди грибов существуют хищники, образующие в почве клейкие петли, в которых запутываются мелкие черви-нематоды (см. Рис. 3). Затем грибница разрастается и проникает в тело червя, высасывая из него все содержимое.

Рис. 3. Червь-нематод в клейкой петле

Признаки растительной клетки

С растительной клеткой сходство грибной проявляется в наличии клеточной стенки поверх плазматической мембраны, но клеточная стенка грибов в основном состоит из хитина.

Так же как и растения, грибы не способны к активному движению, но способны к неограниченному росту.

Размножение и распространение спорами также сближает грибы с растениями.

Особые признаки грибов

Тело гриба образовано нитевидными структурами в один ряд клеток – гифами. У некоторых грибов перегородки между гифами утрачиваются и возникает грибница, состоящая из одной гигантской многоядерной клетки. Совокупность гиф образовывают мицелий.

Таким образом, выделение грибов в отдельное царство, насчитывающее более ста тысяч видов, обоснованно.

Микориза

Некоторые грибы играют ключевую роль в минеральном питании сосудистых растений. Всходы многих видов лесных деревьев, выращенные в стерильном питательном растворе, а затем перенесенные в луговую почву, будут плохо расти и даже погибать от недостатка пищи. Однако если добавить к почве лесную почву, содержащую соответствующие грибы, рост нормализуется. Это обусловлено микоризой («грибокорнем»), тесным взаимовыгодным симбиозом корней и грибов.

Микориза известна в большинстве групп сосудистых растений. Всего несколько семейств цветковых не образуют ее или образуют очень редко, например крестоцветные и осоковые.

Многие растения могут нормально развиваться и без микоризы при хорошем обеспечении незаменимыми элементами, особенно фосфором. Участие микоризы в прямом транспорте фосфора из почвы в корни доказано экспериментально. В свою очередь, растение снабжает симбиотические грибы углеводами. Одно из наиболее удивительных свойств микоризы – функционирование при определенных обстоятельствах в качестве «моста» для переноса продуктов фотосинтеза, фосфора и, возможно, других соединений от одного образующего ее растения к другому.

Хищные грибы

В процессе эволюции у хищных грибов сформировались различные приспособления для захвата и переваривания крошечных животных, например круглых червей нематод.

Микроскопические представители хищных грибов известны достаточно давно, но недавно было выяснено, что некоторые пластинчатые грибы, такие как вешенка, тоже являются хищными грибами. Вешенка выделяет специальное вещество, которое обездвиживает нематод, после этого грибница опутывает червя и внедряется в него. Затем продуцируются ферменты, которые переваривают тело червя. В дальнейшем грибницы высасывают содержимое нематод. Поскольку вешенка обитает на трухлявой древесине, которая бедна азотом, то черви для этого гриба являются источником этого элемента.

Некоторые микроскопические грибы выделяют на поверхности гиф клейкое вещество, к которому прилипают мелкие животные (простейшие, мелкие насекомые). Другие грибы образуют петли, которые захватываю нематод.

Список литературы

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. – 2-е изд., переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 стр.
3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010. – 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

1. Вопросы в конце параграфа 19 (стр. 78) – Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс (Источник)
2. Эволюционно сложилось так, что клетки животных способны к фагоцитозу и пиноцитозу. Вследствие каких особенностей строения клеток растения и грибы этого делать не могут?
3. Известно, что растения питаются в процессе фотосинтеза. В связи с этим у них появились дополнительные органоиды. Какие? Какова их функция?

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.

Сравнение строения животной и растительной клетки. Основные сходства и различия

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 СО₂).

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:

1. Поддержание тургора клетки.
2. Придает форму клеткам, выполняя роль скелета.
3. Накапливает питательные продукты.
4. 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.

Сравнение особенностей растительной и животной клетки

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.

Сравнение животной и растительной клетки

Особенность строения растительной клетки:

• Есть пластиды;
• Присутствует прочная целлюлозная оболочка;
• Автотрофный тип питания;
• Синтез макроэргических соединений, который происходит в хлоропластах и митохондриях;
• Наличие крупных вакуолей;
• Ядерный центр присутствует только у низших растений;
• Минеральные соли находятся в виде кристаллов (включений).

Особенность строения животной клетки:

• Пластиды отсутствуют;
• Непрочная клеточная оболочка, которая называется гликокаликсом;
• Гетеротрофы;
• Синтез макроэргических соединений (АТФ) осуществляется исключительно в митохондриях;
• Вакуоли только мелкие, крупные отсутствуют;
• Ядерный центр есть у всех эукариот;
• Минеральные соли растворены в цитоплазме.

Это интересно: атф это что за вещество — состав, функции и роль в организме.

Краткое сравнение растительной и животной клетки

• Если сравнивать эти две структуры, важным отличием является способ питания: все растения относятся к автотрофам. Для животных органические вещества являются главным источником углерода, которые попадают в организм вместе с пищей, таким образом они относятся к гетеротрофам.
• У растений есть пластиды для фотосинтеза, которые обуславливают их цвет (хромопласты — красные, хлоропласты — зеленые и лейкопласты — бесцветные), во втором типе клеток хлоропласты отсутствуют.
• Снаружи растения покрыты плотной оболочкой, которая называется плазматическая мембрана и состоит из целлюлозы, тогда как у животных наружная мембрана представлена гликокаликсом.

Общие признаки строения

1. Все ядерные структуры покрыты очень тонкой мембранной оболочкой, которая ограждает их от взаимодействия с внешней средой. С помощью специальных наростов, называемых складкам, они очень близко прилегают друг к другу. Обмен веществ осуществляется через специальные отверстия — поры, которые пронизывают мембрану.
2. Главным органоидом всех типов клеток растений и животных является ядро. Чаще всего оно находится в центре и может содержать одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры РНК.
3. В обеих структурах содержится бесцветная полужидкая цитоплазма, которая заполняет пространство между ядром и мембраной. В ней находятся органоиды и запасные питательные вещества.
4. Важным является генетический код, который наследуется одинаково.
5. Обмен веществ и энергии происходит по одинаковому принципу.
6. Одинаковый процесс деления, т.к. и животная, и растительная могут делиться путем митоза.
7. Имеют одинаковую химическую составляющую.
8. Сходный состав органоидов (ЭПС, Аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, митохондрии).

Это интересно: формы естественного отбора это что, значение термина в биологии.

Источники:

http://interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/shodstva-i-razlichiya-v-stroenii-kletok-rasteniy-zhivotnyh-gribov?trainers
http://animals-world.ru/otlichie-zhivotnoj-kletki-ot-rastitelnoj/
http://obrazovanie.guru/nauka/biologiya/sravnenie-osobennostej-rastitelnoj-i-zhivotnoj-kletki.html