Растительная клетка

Мы объясним, что такое растительная клетка, ее классификацию, ее части и типы. А также его отличия от животной клетки
Растительную клетку можно отличить от животной клетки, хотя они обе являются эукариотами

Что такое растительная клетка?

Клетка растения – это клетка, из которой состоят многие ткани организмов, принадлежащих к царству Plantae , то есть растений. Клетки растений, как и клетки животных, являются эукариотическими , и поэтому имеют определенное ядро (в котором находится генетический материал), клеточную мембрану и различные органеллы, расположенные в цитоплазме

Однако, несмотря на то, что они имеют некоторые общие характеристики, типичная растительная клетка прекрасно отличима от животной клетки . Эти различия обусловлены не только морфологическими критериями, обусловленными структурными требованиями растений, но и выполняемыми ими функциями и типом метаболизма , которым они обладают. Растительная клетка имеет отличительные структуры, которые позволяют ей осуществлять процесс фотосинтеза

Все организмы, принадлежащие к растительному царству, являются фотоавтотрофами, то есть они способны синтезировать собственную пищу посредством фотосинтеза. В ходе этого процесса из неорганических веществ вода углекислый газ ) и используя энергию солнца , растения производят органические вещества (глюкозу), которые они используют или хранят, и кислород, который они выделяют в атмосферу. В отличие от растений, животные являются гетеротрофами , поэтому им необходимо питаться другими живыми существами для получения источника органического вещества

Несмотря на эту разницу в способах получения пищи, и растительные, и животные клетки осуществляют клеточное дыхание – процесс, с помощью которого они получают энергию ( АТФ ) в результате окисления органических веществ

Растения эволюционировали в различные типы клеток, каждая из которых специализировалась на выполнении определенных функций. Клетки растений организованы в ткани, а эти ткани, в свою очередь, организованы в три системы тканей, каждая из которых распространяется на весь организм. Большая часть тела растения состоит из фундаментальной системы, которая выполняет несколько функций, включая фотосинтез, хранение и поддержку

Сосудистая система – сложная проводящая система, которая проходит по всей длине тела растения – отвечает за проведение различных веществ, включая воду, растворенные минералы и пищу (растворенный сахар). Сосудистая система также функционирует для укрепления и поддержки растения. Эпидермальная система обеспечивает покрытие тела растения. Корни, стебли, листья, цветочные части и плоды являются органами, поскольку каждый из них состоит из всех трех систем тканей

Типы растительных клеток

Организмы растительного царства имеют множество различных типов клеток. Ботаники различают исходные или меристематические клетки (те, которые находятся в главных центрах роста и деления, где митотическая активность постоянна) и дифференцированные клетки (полученные из меристематических клеток) и классифицируют их следующим образом:

• клетки паренхимы. Они отвечают за поддержку организма, выделение многих соединений, таких как смолы, дубильные вещества, гормоны, ферменты и сахарный нектар, транспортировку и хранение веществ , а также сам фотосинтез. Они являются наиболее многочисленными, но наименее специализированными из растительных организмов.
• клетки колленхимы. Наделенные только первичной стенкой, они живые в зрелом возрасте и обычно вытянуты, что придает им тягу, гибкость прочность к тканям, т.е. они являются пластичными структурными опорными клетками. У растений отсутствует привычный для многих животных костный скелет; вместо него тело растения поддерживают отдельные клетки, в том числе колленхиматозные.
• клетки склеренхимы. Это твердые, жесткие клетки, вторичные стенки которых содержат лигнин, делающий их непроницаемыми. При созревании растения они обычно уже мертвы, лишены цитоплазмы , оставляя только пустую центральную полость. Их основная роль – оборона и механическая поддержка. Это могут быть склереиды и фибры. Склереиды – это клетки различной формы, распространенные в скорлупе орехов и в косточках фруктов, таких как вишни и персики. Волокна представляют собой длинные сужающиеся клетки, часто встречающиеся в виде пятен или скоплений, особенно много в древесине, внутренней коре и жилках листьев.
• Клетки ксилемы. Это клетки, которые проводят воду и растворенные минералы от корней к стеблям и листьям, а также обеспечивают структурную поддержку. Клетки ксилемы могут быть двух типов: трахеиды и элементы сосудов. Трахеиды и элементы сосудов проводят воду и растворенные минералы. Они высоко специализированы для проведения. По мере развития оба типа клеток подвергаются запрограммированной клеточной смерти и в результате становятся полыми, остаются только их клеточные стенки.
• клетки флоэмы. Это клетки, которые проводят пищевые материалы, т.е. растворенные углеводы, образующиеся в процессе фотосинтеза, по всему растению и обеспечивают структурную поддержку. Они могут быть двух типов: элементы ситовидных трубок и клетки-компаньоны. Элементы ситовидных труб соединяются конец к концу, образуя длинные ситовидные трубы. Элементы ситовидной трубки остаются живыми при созревании, но многие их органеллы, включая ядро , вакуоли, митохондрии и рибосомы, распадаются или уменьшаются при созревании. Элементы криотрубки являются одними из немногих эукариотических клеток, которые могут функционировать без ядра. Рядом с каждым элементом ситовидной трубки находится клетка-компаньон, которая помогает элементу ситовидной трубки функционировать. Клетка-компаньон – это живая, полноценная клетка с ядром. Считается, что это ядро направляет деятельность как клетки-компаньона, так и элемента ситовидной трубки.
• эпидермальные клетки. У большинства растений эпидермис состоит из одного слоя уплощенных клеток. Эпидермальные клетки обычно не содержат хлоропластов и поэтому прозрачны, благодаря чему свет может проникать во внутренние ткани стеблей и листьев. Как в стеблях, так и в листьях фотосинтезирующие ткани расположены под эпидермисом. Эпидермальные клетки воздушных частей выделяют восковую кутикулу на поверхности своих внешних стенок; этот восковой слой значительно ограничивает потерю воды с поверхности растений.
• перидермальные клетки. Это клетки, которые образуют под эпидермисом несколько клеточных слоев толщиной, чтобы обеспечить новый защитный покров по мере разрушения эпидермиса. По мере того как древесное растение увеличивается в окружности, оно сбрасывает эпидермис и обнажает перидермис, который образует внешнюю кору старых стеблей и корней. Они образуют сложные структуры, состоящие из пробковых клеток и паренхиматозных пробковых клеток. Клетки пробки отмирают при созревании, а их стенки покрываются веществом под названием суберин, которое помогает уменьшить потерю воды. Паренхиматозные клетки пробки выполняют в основном функцию хранения.

Части и функции растительной клетки

Фотосинтез осуществляется в хлоропластах.

Типичная растительная клетка состоит из:

• Плазменная мембрана. Как и все клетки, растительные клетки имеют мембрану, состоящую из двойного слоя липидов белков , который отличает внутреннюю часть клетки от внешней и позволяет им поддерживать давление и pH. Кроме того, плазматическая мембрана регулирует поток веществ в клетку и из клетки.
• клеточное ядро. Как и все эукариотические клетки, растительные клетки имеют четко очерченное клеточное ядро, в котором генетический материал ( ДНК ) расположен в хромосомах. Основная функция ядра заключается в защите целостности ДНК и контроле клеточной деятельности, поэтому его называют центром управления клеткой.
• Клеточная стенка. Растительные клетки имеют жесткую структуру, выстилающую плазматическую мембрану, состоящую в основном из целлюлозы, функция которой заключается в обеспечении защиты, жесткости, поддержки и формы клетки. Можно выделить две стенки: первичную и вторичную, разделенные структурой, называемой средней ламелью. Наличие клеточной стенки не позволяет клетке расти как таковой и заставляет ее утолщаться, откладывая целлюлозные микроволокна.
• Цитоплазма. Как и все клетки, цитоплазма является внутренней частью клетки и состоит из гиалоплазмы или цитозоля, водной взвеси веществ и ионов , и клеточных органелл.
• Plasmodesmata. Непрерывные участки цитоплазмы, которые могут проходить через клеточную стенку и соединять растительные клетки одного организма, обеспечивая связь между цитоплазмами клеток и прямую циркуляцию веществ между ними.
• вакуоль. Группа закрытых, не имеющих формы отсеков, окруженных плазматической мембраной, называемой тонопластом, содержащих воду ферменты , сахара, соли, белки, пигменты и метаболические остатки. Зрелые растительные клетки обычно имеют большую вакуоль, которая может занимать до 90 % объема клетки. Вакуоль – это многофункциональная органелла, участвующая в хранении веществ, пищеварении, осморегуляции и поддержании формы и размера растительной клетки.
• пластиды. Пластиды – это органеллы, которые отвечают за производство и хранение в клетке веществ, необходимых для таких важных процессов, как фотосинтез, синтез аминокислот или липидов. Существуют различные типы пластид, в том числе:
• хлоропласты. Они хранят хлорофилл (ответственный за характерную зеленую окраску тканей растений) и являются органеллами, в которых происходит фотосинтез.
• лейкопласты. Они хранят бесцветные (или слегка окрашенные) вещества и позволяют преобразовывать глюкозу в более сложные сахара.
• Хромопласты. В них хранятся пигменты, называемые каротинами, которые определяют, например, цвет фруктов, корней и цветов
• аппарат Гольджи. Набор сплющенных, окруженных мембраной мешочков, отвечающих за переработку, упаковку и транспортировку (экспорт) различных макромолекул , таких как белки и липиды.
• Рибосомы. Это макромолекулярные комплексы белков и РНК , расположенные в цитоплазме и шероховатом эндоплазматическом ретикулуме, в которых происходит синтез белка из информации, содержащейся в ДНК. Эта генетическая информация выходит из ядра в виде мРНК (мессенджера) и поступает на рибосому, где считывается и переводится в определенный белок.
• Эндоплазматический ретикулум. Сложная система клеточных мембран, охватывающая всю цитоплазму клеток эукариот, в виде уплощенных мешочков и взаимосвязанных канальцев, непрерывных с ядерной мембраной. Эндоплазматический ретикулум обычно делится на две части, выполняющие разные функции: гладкий ретикулум, участвующий в липидном обмене, хранении кальция и клеточной детоксикации, и шероховатый ретикулум, на поверхности которого встроены многочисленные рибосомы и который отвечает за синтез определенных белков и некоторые модификации белков.
• Митохондрии. Митохондрии – это крупные органеллы, присутствующие во всех эукариотических клетках, которые функционируют как энергетический центр клетки. В митохондриях происходит клеточное дыхание , с помощью которого клетка вырабатывает энергию (АТФ), необходимую ей для выполнения своих функций.

Животная клетка

Животные клетки, в отличие от растительных, не имеют ни клеточной стенки (что делает их более гибкими), ни плазмодесм, ни центральной вакуоли (обычно они имеют несколько везикул гораздо меньшего размера). У них также нет пластид, что вполне логично, если вспомнить, что они не занимаются фотосинтезом

Точно так же, как есть органеллы, присущие только растительным клеткам, есть и другие, которые присутствуют только в животных клетках, в зависимости от их метаболических требований и потребностей. Это относится, например, к центриолям, пероксисомам и лизосомам. В некоторых случаях животные клетки снабжены ресничками и жгутиками для движения , которых нет у растительных клеток

Однако стоит отметить, что, будучи эукариотическими клетками, растительные и животные клетки имеют общие структуры: у тех и других есть клеточное ядро (в котором находится ДНК), плазматическая мембрана, цитоплазма, свободные рибосомы и общие мембранные органеллы, такие как аппарат Гольджи, гладкий и шероховатый эндоплазматический ретикулум и митохондрии