чем отличаются клетки животных и клетки растений
Сходство и различия строения клеток растений и животных
Клетки животных и растений схожи между собой, поскольку они являются эукариотическими клетками, имеющими истинное ядро, которое содержит ДНК и отделено от других клеточных структур ядерной мембраной. Оба типа клеток имеют сходные процессы размножения (деления), которые включают митоз и мейоз.
Животные и растительные клетки получают энергию, используемую ими для роста и поддержания нормального функционирования в процессе клеточного дыхания. Также, характерным для обоих типов клеток является наличие клеточных структур, известных как органеллы, которые специализированы для выполнения конкретных функций, необходимых для нормальной работы. Животные и растительные клетки объединяет наличие ядра, комплекса Гольджи, эндоплазматического ретикулума, рибосом, митохондрий, пероксисом, цитоскелета и клеточной (плазматической) мембраны. Несмотря на схожие характеристики животных и растительных клеток, они также имею множество различий, которые рассмотрены ниже.
Основные различия в клетках животных и растений
Прокариотические клетки
Эукариотические клетки животных и растений также отличаются от прокариотических клеток, таких как бактерии. Прокариоты обычно являются одноклеточными организмами, тогда как животные и растительные клетки обычно многоклеточные. Эукариоты более сложны и больше, чем прокариоты. К клеткам животных и растений относятся многие органеллы, не обнаруженные в прокариотических клетках. Прокариоты не имеют истинного ядра, поскольку ДНК не содержится в мембране, а свернута в области цитоплазмы, называемой нуклеоидом. В то время как животные и растительные клетки размножаются митозом или мейозом, прокариоты чаще всего размножаются с помощью деления или дробления.
Другие эукариотические организмы
В чем разница между растительными и животными клетками?
Хотя клетки растений и животных должны выполнять многие из одних и тех же задач, чтобы выжить, существует ряд критических различий в их структуре и функции, которые важно понять.
Фундаментальным назначением как животных, так и растительных клеток является поддержание жизнедеятельности более крупного организма посредством различных процессов, которые осуществляются мембраносвязанными органеллами. Поскольку и растения, и животные являются эукариотическими клетками, они также содержат ядро, отделенное от остальной части клетки ядерной мембраной. В ядре происходит транскрипция и репликация генетического материала (ДНК).
Хотя оба типа содержат органеллы, только некоторые из них встречаются в обеих разновидностях, таких как рибосомы, митохондрии, комплекс Гольджи, ядро, цитоскелет и плазматическая мембрана. Органеллы, которые не встречаются в обоих типах клеток, будут объяснены ниже.
Сходство этих типов клеток обеспечивает выполнение фундаментальных жизненных задач, но конкретные детали того, как эти цели достигаются, различаются по ряду важных аспектов.
Форма, размер и структура
Клетки животных окружены плазматической мембраной, которая является гибкой, позволяя животным клеткам принимать различные формы в зависимости от требований конкретной клетки. Растительные клетки, с другой стороны, обычно имеют квадратную или прямоугольную структуру, поскольку они ограничены жесткой клеточной стенкой, в дополнение к плазматической мембране.
С точки зрения размера, растительные клетки будут находиться в диапазоне от 10 до 100 микрометров, в то время как большинство клеток животных не вырастут выше 30-35 микрометров. Это связано с тем, что клетки растений обычно растут за счет увеличения своего индивидуального размера, часто за счет поступления дополнительной жидкости в свою центральную вакуоль. Животные клетки, с другой стороны, будут «расти», размножаясь и увеличивая свое число, а не свой индивидуальный физический размер. В то время как клетки животных содержат ряд меньших вакуолей, в растительных клетках часто доминирует их центральная вакуоль (составляющая до 90% объема клетки).
Деление и дифференциация
Когда животная клетка реплицируется и готовится к делению, образуется борозда дробления, которая постепенно разрезает клетку пополам, сдавливая родительскую клетку на две дочерние клетки. У растений, однако, клетка делится, постепенно образуя клеточную пластину, которая в конечном итоге затвердевает в новую клеточную стенку.
В растениях большинство новых клеток способны дифференцироваться в любой тип клетки, в котором нуждается растение; у животных же стволовые клетки являются единственными «гибкими» клетками, способными удовлетворить разнообразные потребности организма.
Синтез белка
Аминокислоты являются строительными блоками белков и, таким образом, являются важной частью клеточной функции и выживания. Есть 20 аминокислот, из которых состоят белки, и все они могут вырабатываться в растениях. К сожалению, животные способны синтезировать только 10 из этих аминокислот, а к остальным необходимо получать доступ из внешних источников.
Производство и хранение энергии
Вариации органелл
Клетки животных содержат центриоли, реснички и лизосомы, которые помогают в организации микротрубочек для деления клеток, способствуют их подвижности и переваривают макромолекулы, соответственно. Растительные клетки не содержат ни одной из этих структур. Однако растительные клетки обладают глиоксисомами, плазмодесмами и пластидами, которые необходимы для расщепления липидов, коммуникации между соседними растительными клетками и преобразования световой энергии в пригодный для использования АТФ. Эти вариации органелл представляют собой некоторые из наиболее важных различий между этими типами клеток, поскольку эти органеллы специализируются на уникальных потребностях растений и животных.
Хотя основные функции клеток растений и животных выполняют одни и те же цели, внутренняя конструкция этих микроскопических машин неизбежно различается. Хотя растения часто считаются более простой формой жизни, чем животные, способность растительных клеток производить собственную пищу посредством фотосинтеза является одним из наиболее важных достижений для существования любой жизни на этой планете. Другими словами, в следующий раз, когда вы будете смотреть на это дерево и вашу собаку, бегающую кругами вокруг него, помните, что оба организма глубоко увлекательны, с бесчисленным множеством сходств и различий, которые позволяют им как выживать, так и процветать.
Сравнение растительной и животной клетки: общее в характеристике, различия, основные составляющие
Сравнение животной и растительной клетки
Клетка является главным структурным, функциональным и воспроизводительным компонентов живого организма, элементарная биологическая система.
В зависимости от строения животной клетки или растительной, а также от определенного набора органоидов клетки, организмы поделены на царства.
Клетка растения или животного является эукариотической и отличается определенными подробностями и различиями.
Чем растительная клетка отличается от животной? Какое строение имеет растительная клетка и животная?
Для начала разберемся, что есть общего у растительной и животной клетки.
Общее в сравнительной характеристике растительной и животной клетки
К общим элементам клетки животной и растительной:
Отличие растительной клетки от животной
Чем растительная клетка отличается от животной?
Строение растительной клетки отличается от строения животной клетки:
Похожесть в функциях и строении животной и растительной клетки — свидетельство общего происхождения и их отношения к эукариотам. Говоря о том, чем отличается растительная клетка от животной, в первую очередь упоминают разные способы питания: автотрофный у растений и гетеротрофный у животных.
Строение клетки животных отличается наличием поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядра. Ядро отсутствует лишь у бактериальных клеток и клеток цианобактерий.
Основные составляющие животной и растительной клетки
Поверхностный аппарат клетки
Еще одно отличие животной и растительной клетки — в надмембранной структуре. Строение живой клетки характеризуется наличием гликокаликса как надмембранной структуры, а строение растительной клетки, если кратко — оболочки или клеточной стенки (животной клетки это нехарактерно), которая в большей степени состоит из целлюлозы.
Гликокаликс — образование на поверхности мембраны, которое характерно для животных клеток.
Гликокаликс образуется с помощью молекул полисахаридов, соединенных с белками и липидами мембраны и окружающих ее чем-то наподобие «антенн». Значение гликокаликса заключается в том, что за счет его в процессе образования тканей между клетками появляются контакты. Такое свойство клеток считается базовым в таком явлении как тканевая совместимость.
Основной функцией полисахаридных «антенн» является распознавание сигналов, поступающих из вне.
Чем еще отличается животная клетка от растительной? К примеру, тем, что клеткам растений (но также грибов и бактерий) характерная клеточная оболочка (животной клетке не присуща), которая абсолютно проницаема для газов и воды. Она является мертвым образованием, которое размещается на поверхности плазматической мембраны. Это важное различие растительной и животной клетки.
Из чего состоит оболочка растительной клетки? Это три компонента: целлюлоза, пектин и гемицеллюлоза.
Для клеточной оболочки характерен ряд изменений:
Различия животной и растительной клетки лежат и в основе соединения клеток между собой. Если речь идет о растительной клетке (функциях и строении), то она соединяется с другой при помощи тяжей цитоплазмы, которые называются плазмодесмами.
Основная функция клеточной оболочки — защита содержимого клетки, роль внешнего скелета.
Поверхностный аппарат отделяет внутреннее содержимое клетки, тем самым обеспечивая ее защиту от неблагоприятного влияния окружающей среды, а также обмен веществ между окружающей средой и клеточным содержимым.
Подмембранные клеточные комплексы
К подмембранным комплексам растительных и животных клеток относятся микронити, пеликула и микротрубочки.
Внутренний цитоскелет — важная составляющая цитоплазмы всех животных клеток и растительных, состоящая из микротрабекулярной системы, микротрубочек и микрофиламентов.
Микротрабекулярная система — это сеть тонких фибрилл (или микротрабекул), толщина которых достигает 2-3 нм, пересекающих цитоплазму в различных направлениях и связывающих внутриклеточные компоненты в одно целое.
К таким компонентам относятся микротрубочки, органеллы и цитоплазматическая мембрана.
В состав микротрабекул входят различные белки, объединенные в сложные комплексы. В точках, где они пересекаются или соединяются концами находятся рибосомы.
Есть 2 фазы системы микротрабекул цитоплазмы растительной и животной клетки:
Также все эукариотические клетки содержат микротрубочки — они имеют вид полых неразветвленных цилиндров. Микротрубочки являются достаточно тонкими структурами, внешний диаметр которых не превышает 30 нм, а толщина стенки — 5 нм. Что касается длины, то она достигает несколько микрометров.
Особенность цитоплазматических микротрубочек — в способности распадаться и вновь собираться. Образует микротрубочки глобулярный белок тубулин — две молекулы белка образованы одной субъединицей.
Роль матрицы в процессе образования миктротрубочек отводится центриолям, базальным тельцам ресничек и жгутиков, а также кинетохорам (центромерам). Под последними понимают особые структуры хромосом в месте первичной перетяжки.
Образование микротрубочек осуществляется, если имеются ионы магния, АТФ и кислая среда. Повышение ионов кальция и снижение температуры ведет к ускорению распадения микротрубочек.
Выполняя опорную функцию в клетке миктротрубочки и трабекулярная система определяют форму клетки (в этом различий животной и растительной клетки нет). Также миктротрубочки принимают участие в образовании веретена деления и обеспечивают расхождение хромосом к полюсам клетки. Кроме того, они стимулируют процесс перемещения органелл, которые микротрубочки направляют в нужное место.
Микрофиламенты — тонкие нити, расположенные во всей цитоплазме клетки.
Микрофиламенты размещаются гуще в поверхностном слое цитоплазмы. С их помощью образуется плотная сеть перекрещенных тонких нитей в ложноножках подвижных клеток. Пучки микрофиламентов можно обнаружить также в эпителиальных микроворсинках кишечника.
Белок актин — то, с помощью чего образуются микрофиламенты. Молекулы этого белка полимеризируются в длинную фибриллу: она состоит из двух спиралей, которые закручены относительно одна другой. Клетки содержат от 10 до 15% актина — это процент от общего количества всех белков.
Микрофиламенты содержат также нити сократительного белка миозина, но в меньшем количестве.
Сокращение мышц — результат взаимодействия двух белков: актина и миозина. Актиновые микрофиламенты вступают во взаимодействия с миктротрубочками поверхностного слоя цитоплазмы с плазмолеммой. Это обеспечивает двигательную активность цитоплазмы. Также они принимают участие в образовании перетяжки в ходе деления клеток, в процессе эндоцитоза, в обеспечении амебоидного движения.
Еще один подмембранный компонент — пеликула. Это уплотненный внешний слой цитоплазмы большинства простейших, таких как эвглена, инфузорий и др. Благодаря пеликуле форма клетки сохраняет постоянство, а поверхностный аппарат приобретает прочность.
Цитоплазма
Цитоплазма является обязательной составляющей клетки: это внутренняя полужидкая клеточная среда, которая расположена между ядром и плазматической мембраной.
Цитоплазма отличается довольно постоянным строением, химическим составом и физическими свойствами.
Цитоплазма также является полужидким содержимым клетки с расположенными в нем всеми органоидами.
Цитозоль или растворимая часть цитоплазмы заполняет пространство между органоидами клетки. В цитоплазме можно обнаружить соли, сахара, белки, ионы, аминокислоты, ферменты, АТФ и прочее.
Можно сказать, что цитоплазма выступает в роли матрикса для всех клеточных элементов. Благодаря этому матриксу обеспечивается взаимодействие клеточных структур. Он (то есть, цитоплазма) является местом, где проходят все клеточные химические реакции и перемещение веществ внутри отдельной клетки и между клетками.
Гиалоплазма представляет собой бесцветную коллоидную клеточную систему, которая состоит из полисахаридов, липидов, растворимых белков, РНК и клеточных структур, расположенных определенным образом. К таким структурам относят мембраны, органеллы и включения.
Цитоскелет или внутренний скелет — это система белковых образований, в частности, микронитей и микротрубочек.
К основным функциям цитоскелета относят:
Органеллы являются постоянными клеточными структурами, выполняющими определенные функции, обеспечивающими процессы жизнедеятельности клетки: питание, дыхание, движение, синтез и транспорт органических соединений, сохранение и передача наследственной информации.
Под включениями понимают временные клеточные элементы. Среди них — продукты синтеза и конечные продукты обмена веществ (зерна крахмала и гликогена, капли жира, кристаллы солей).
Мы рассмотрели основные отличия животной клетки от растительной и определенные сходства. Благодаря описанию различий между растительной и животной клеткой, сходств, а также особенностей формируется четкое представление о типах клеток.
Естествознание.ру
Строение клетки
Жизнь — способ существования одних тел за счет выживания других.
Задумывались ли вы, из чего состоят растения, животные и человек? На первый взгляд все вокруг состоит из крупных деталей — частей тела и органов. На самом деле все живое на планете состоит из микроскопических частиц — клеток. Деревья, звери, человек, микробы — все организмы построены из невидимых глазу «кирпичиков». Собранные воедино, они складываются в целостную систему. Но каждая клетка — отдельный микромир со своими свойствами и функциями.
Когда одной клетки достаточно
До 1665 года человечество не подозревало о существовании клеток. Впервые их обнаружил англичанин Роберт Гук. Он разглядывал через увеличительный прибор кору дуба и заметил, что она состоит из множества ячеек. Позднее выяснилось, что это были мертвые оболочки клеток, полые внутри.
В живых клетках растений, в отличие от мертвых, присутствует вязкое вещество — цитоплазма, в которой плавают ядро и вакуоли — пузырьки с клеточным соком. Взгляните на разрезанный помидор или кусочек арбуза. Вы заметите, что спелая мякоть состоит из мельчайших гранул. Это и есть растительные клетки.
Как вы думаете, все ли живые существа состоят из множества клеток, или порой достаточно и одной, чтобы создание могло полноценно жить, питаться и размножаться? Иногда одной клетки хватает для жизни. На Земле есть ничтожно малые существа — одноклеточные, организм которых состоит из одной-единственной клетки.
В 1675 году голландский ученый Антони ван Левенгук начал рассматривать под микроскопом капельки воды. Он заметил, что жидкость кишит микроскопическими созданиями. Каждое из них могло бы с легкостью проплыть сквозь тонкое игольное ушко. Тела этих крошечных существ состояли из одной клетки. Тем не менее, организмы легко реагировали на свет, тепло, химические вещества и механические раздражители. Они были способны самостоятельно питаться, дышать, размножаться, расти и развиваться.
Однажды Роберт Гук (1635-1703 гг. — английский естествоиспытатель и изобретатель) вел наблюдения на старом микроскопе. Он был в виде полуметровой позолоченной вертикальной трубы. Работать на нем приходилось, согнувшись в три погибели. Гук решил усовершенствовать прибор. Для начала он сделал тубус наклонным. Затем биолог установил перед прибором масляную лампу для лучшего освещения. Потом к нему пришла мысль усилить свет за счет солнечных лучей и сконцентрировать его. Так появился большой стеклянный шар, наполненный водой. За ним была установлена специальная линза. Эта оптическая система в сотни раз усиливала яркость освещения.
Ученые сделали вывод: одноклеточные — такие же живые существа, как, к примеру, слон или человек. С тех пор все живое делится на две группы — одноклеточные и многоклеточные.
Строение клетки
Животные и растительные клетки имеют схожее строение. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой «плавают» внутренние компоненты.
Главный орган клетки — ядро, покрытое пористой оболочкой. Сквозь поры в ядро и обратно поступают питательные вещества и отходы. Ядро заполнено соком, в котором находятся ниточки молекул ДНК и ядрышко. Ядро — главнокомандующий, оно управляет всеми процессами внутри клетки и заведует важной генетической информацией.
Помимо ядра, вакуолей и цитоплазмы внутри клетки присутствуют и другие органоиды. И в животных, и в растительных клетках есть вакуоли — пузырьки, заполненные клеточным соком. Они отвечают за хранение питательных веществ, обезвреживание ядов и вывод отходов. Митохондрии — производители энергии. Они помогают клетке дышать, размножаться, расти. Аппарат Гольджи отвечает за производство, хранение и доставку веществ в разные части клетки. Рибосомы в ответе за выработку белка — строительного материала. Лизосомы, мешочки с ферментами, которые ускоряют процессы в организме, переваривают пищу. Пероксисомы тоже содержат ферменты. Они нейтрализуют вредные вещества и разрушают жиры.
У растительных и животных клеток есть и отличия
Клетки бывают крупных размеров. Например, клетка стебля льна достигает 40 мм, а клетка мякоти арбуза — 1 мм. Их видно невооруженным глазом.
Митохондрии и хлоропласты
Все клетки нуждаются в питании, которое они получают при помощи митохондрий и хлоропластов.
Митохондрии производят аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ). Это своеобразный аналог батарейки, которая вырабатывает, хранит и распределяет между органоидами энергию. Активные клетки расходуют большое количество энергии, и митохондрий в них много. Если внутренние процессы в клетке протекают вяло, избыток энергии ни к чему. В такой клетке митохондрий мало. Митохондрии могут иметь спиралевидную, округлую, чашевидную и нитевидную формы и даже способны трансформироваться. Они передвигаются внутри клетки. Эти частички словно чувствуют, какая часть клетки остро нуждается в энергии, и спешат именно туда.
Хлоропласты — такие же «энергетические фабрики» в клетках зеленых растений. Они достигают в ширину 2-4 микрометров, в длину — 5-10 микрометров. У зеленых водорослей встречаются хроматофоры — гигантские хлоропласты длиной 50 микрометров. Таких хроматофоров может содержаться всего по одному на клетку.
В хлоропластах содержится пигмент хлорофилл, который окрашивает растения в зеленый цвет и участвует в важнейшем процессе — фотосинтезе. При помощи хлорофилла зеленые растения поглощают солнечный свет и перерабатывают его в органические вещества.
Ядро клетки
Самая первая живая клетка зародилась на планете миллионы лет назад. Ученые до сих пор спорят о том, когда и как она появилась: в воде или на суше, из каких частиц, в каких условиях.
В поиске истины ученые выдвинули две теории происхождения клеток: клеточную и теорию биогенеза. Клеточная теория стала основополагающей. В середине XIX века после долгих исследований немецкие ученые Маттиас Шлейден и Теодор Шванн впервые заявили: абсолютно все живые организмы на Земле состоят из клеток. Так появилась клеточная теория. Немногим позднее Рудольф Вирхов высказал мнение о том, что живая клетка может произойти только от живой клетки, а ее спонтанное появление из неживой материи невозможно. Выходит, жизнь была всегда. Вечно. Это стало главным утверждением биогенеза.
Оказывается, не у каждой клетки есть ядро. Да-да, существуют организмы, способные выжить без этого важнейшего компонента. Исходя из этого, современные ученые выделяют два вида клеток: прокариотические и эукариотические. Названия этих групп произошли от древнегреческого языка. Слово «карио» переводится как ядро, приставка «про» — до, «эу» — хорошо. Значит, прокариоты — это организмы, клетки которых не содержат ядра. К доядерным относятся бактерии, сине-зеленые водоросли и археи — древнейшие одноклеточные.
В целом эукариотические клетки отличаются от прокариотов сложностью своей конструкции. Биологи считают, что прокариоты — предки эукариотов, которые в процессе эволюции начали объединяться, образуя многоклеточные организмы.
Симбиогенез. История о том, как съеденная жертва стала звеном эволюции
Между живой клеткой и большинством высокоупорядоченных небиологических систем, таких как кристалл или снежинка, существует пропасть настолько обширная и абсолютная, как только можно представить»
Майкл Дентон, британско-австралийский биохимик
Миллионы лет назад, когда начала зарождаться жизнь, Землю населяли одноклеточные безъядерные создания. Они жили, питались и размножались. Крупные особи пожирали мелких. Однажды кроха, проглоченная «хищником», выжила внутри его организма и поселилась там. Поскольку внутри одноклеточного прокариота была лишь цитоплазма, кроха прижилась в ней. Спустя годы эволюции съеденные микроскопические организмы превратились в митохондрии и хлоропласты. На самом деле все происходило не так быстро, как может показаться.
Эукариоты образовывались в несколько этапов
Сравнение строения животных, растительных, грибных и бактериальных клеток
Клетка – основная функциональная и структурная единица жизни. Она играет жизненно важную роль во всех биологических процессах и включает мембраносвязанные органеллы, которые участвуют в различных специализированных индивидуальных функциях, чтобы поддерживать жизнь и активность клетки.
Впервые клетку заметил и открыл английский натурфилософ Роберт Гук в 1665 году. Слово «клетка» происходит от латинского языка, что означает «маленькая комната».
На основании наличия ядра и других мембраносвязанных клеточных органелл клетки живых организмов классифицируются на прокариотические и эукариотические.
Бактериальная клетка
Бактерии – это одноклеточные живые организмы, имеющие прокариотические клетки, так как у них отсутствует несколько мембраносвязанных органелл и ядро.
Согласно теории эволюции, бактерии были самыми первыми организмами, которые появились на Земле, и поэтому они считается одной из древнейших форм жизни на планете.
Клетка грибов
Клетки грибов – это эукариотические клетки, похожие на растительные и животные клетки тем, что у них есть ядро, клеточная мембрана, цитоплазма и митохондрии. Как и клетки растений, клетки грибов имеют жесткую клеточную стенку, но не из целлюлозы, а из хитина.
Растительная клетка
Растительные клетки – это эукариотические клетки, которые отличаются от клеток животных по нескольким фундаментальным факторам. Подобно животной клетке, растительная клетка включает ядро и другие мембраносвязанные клеточные органеллы.
Клетки животных
Клетки животных – это эукариотические клетки, которые содержат мембраносвязанное ядро. В отличии от растительных клеток, у животных отсутствуют клеточная стенка, пластиды и некоторые другие органеллы.
Таблица. Сходства и различия в строении клеток животных, растений, грибов и бактерий
Некоторые ключевые отличия между клетками животных, растений, грибов и бактерий перечислены таблице ниже.