Растительная клетка
Растительная клетка — наименьшая структурная и функциональная единица растения. Она имеет общие для эукариот признаки, но отличается от животной клетки клеточной стенкой, пластидами и крупной центральной вакуолью.
Общий план строения
Растительная клетка состоит из клеточной оболочки и внутреннего содержимого. Оболочка включает плазматическую мембрану и расположенную снаружи от неё клеточную стенку. Внутри мембраны находятся цитоплазма, ядро и органоиды. Подробно строение клеточной стенки рассматривается отдельно.
| Часть клетки | Особенности строения | Основная функция |
|---|---|---|
| Клеточная стенка | Плотная оболочка из целлюлозы, расположенная вне мембраны | Опора, защита, сохранение формы клетки |
| Плазматическая мембрана | Тонкая избирательно проницаемая оболочка | Отделяет клетку от среды, регулирует обмен веществ |
| Цитоплазма | Полужидкое содержимое клетки между мембраной и органоидами | Среда для химических реакций и перемещения веществ |
| Ядро | Органоид с ядерной оболочкой и наследственным материалом | Хранение ДНК и управление жизнедеятельностью клетки |
| Вакуоль | Полость с клеточным соком, часто крупная и центральная | Запас веществ, поддержание внутреннего давления |
| Пластиды | Органоиды, характерные для растительных клеток | Фотосинтез, окраска, накопление запасов |
Растительная клетка — эукариотическая клетка, которая имеет ядро, мембранные органоиды, клеточную стенку, пластиды и обычно крупную центральную вакуоль.
Клетки растений не всегда выглядят одинаково. Например, клетки корня обычно не содержат хлоропластов, потому что находятся в темноте и не фотосинтезируют. Клетки листа, наоборот, богаты хлоропластами. Специализация клеток лежит в основе образования тканей растений.
Органоиды и их функции
Органоиды — постоянные структуры клетки, выполняющие определённые функции. Одни из них окружены мембраной, другие, например рибосомы, мембранной оболочки не имеют.
| Органоид | Что важно знать | Функция |
|---|---|---|
| Ядро | Содержит хромосомы с ДНК; отделено ядерной оболочкой | Регуляция процессов клетки, хранение и передача наследственной информации |
| Митохондрия | Имеет две мембраны; внутренняя образует складки | Клеточное дыхание и образование энергии в форме АТФ |
| Рибосома | Немембранный органоид | Синтез белка |
| Эндоплазматическая сеть | Система мембранных каналов; бывает гладкой и шероховатой | Синтез и транспорт веществ |
| Аппарат Гольджи | Стопки мембранных цистерн и пузырьки | Изменение, упаковка и выведение веществ |
| Хлоропласт | Пластид с хлорофиллом и двумя мембранами | Фотосинтез |
| Лейкопласт | Бесцветный пластид | Накопление запасных веществ, например крахмала |
| Хромопласт | Пластид с жёлтыми, оранжевыми или красными пигментами | Окраска частей растения |
| Вакуоль | Полость с клеточным соком | Запас воды и растворённых веществ, поддержание тургора |
Строение и функции ядра особенно важны: без ядра клетка теряет возможность нормально управлять синтезом белков и делением. Цитоплазма не является пустым пространством: в ней расположены органоиды и происходят многочисленные реакции. Вакуоль может занимать большую часть объёма зрелой клетки.
Хлоропласт — фотосинтез; митохондрия — клеточное дыхание; рибосома — синтез белка; ядро — наследственная информация и управление; вакуоль — клеточный сок и тургор.
Пластиды и вакуоль
Пластиды встречаются только у растений и водорослей. Хлоропласты содержат зелёный пигмент хлорофилл и улавливают свет. В них органические вещества образуются из углекислого газа и воды при фотосинтезе. Лейкопласты бесцветны и часто накапливают крахмал, жиры или белки. Хромопласты придают цвет плодам, лепесткам и осенним листьям.
В клеточном соке вакуоли растворены вода, минеральные соли, сахара, органические кислоты и пигменты. Вода внутри вакуоли создаёт давление на клеточную стенку. Это давление называют тургором. Благодаря тургору листья и молодые побеги сохраняют упругость. При недостатке воды тургор снижается, и растение увядает.
Тургор — внутреннее давление содержимого растительной клетки на клеточную стенку. Он помогает клетке сохранять форму и упругость.
Пластиды способны превращаться друг в друга. Например, при созревании плода хлоропласты могут превращаться в хромопласты, поэтому зелёная окраска сменяется жёлтой или оранжевой. Бесцветные лейкопласты особенно характерны для запасающих органов.
Как клетка получает и использует вещества
Мембрана пропускает одни вещества легче других, поэтому обмен с окружающей средой регулируется. Вода может поступать в клетку вследствие осмоса, а минеральные и органические вещества перемещаются через мембрану с помощью специальных белков. Клеточная стенка сама по себе не управляет обменом так строго, как мембрана.
В хлоропластах идёт фотосинтез, а в митохондриях — клеточное дыхание. Образовавшаяся энергия используется для роста, движения цитоплазмы, синтеза веществ и деления клетки. Подробнее о превращении энергии при дыхании можно узнать на странице дыхание растений.
Строение органоида связано с его функцией: двойная мембрана и внутренние мембранные системы увеличивают рабочую поверхность, а наличие пигмента позволяет хлоропласту поглощать свет.
Какая структура непосредственно содержит хлорофилл?
Отличия растительной клетки от животной
| Признак | Растительная клетка | Животная клетка |
|---|---|---|
| Клеточная стенка | Есть, обычно целлюлозная | Нет |
| Пластиды | Есть у клеток, которым они нужны; особенно хлоропласты в зелёных тканях | Нет |
| Вакуоли | Обычно одна крупная центральная вакуоль | Крупной постоянной вакуоли обычно нет; могут быть мелкие пузырьки |
| Форма | Часто более постоянная из-за стенки | Часто изменчивая |
| Питание | Многие клетки способны к фотосинтезу | Готовые органические вещества поступают извне |
| Запасной углевод | Крахмал | Гликоген |
У обеих клеток есть мембрана, цитоплазма, ядро, митохондрии, рибосомы, эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи. Поэтому наличие ядра само по себе не отличает растительную клетку от животной. Также нельзя считать, что хлоропласты есть в каждой клетке растения: их нет, например, в большинстве клеток корня.
Определим, к какой клетке относится описание: клетка имеет клеточную стенку, крупную вакуоль и хлоропласты.
Не путайте клеточную стенку с мембраной: стенка расположена снаружи и придаёт прочность, а мембрана регулирует обмен. Не утверждайте, что все растительные клетки имеют хлоропласты. Не называйте вакуоль органоидом, который встречается только у растений: небольшие вакуоли могут быть и у животных клеток, но крупная центральная вакуоль типична для растений.
Деление и специализация клеток
Рост растения связан с делением клеток и их последующей специализацией. При делении образуются дочерние клетки, которые получают наследственный материал. Затем они могут превращаться в клетки покровной, проводящей или другой ткани. Процессы клеточного цикла и деления разобраны на странице деление растительной клетки.
На верхушках побегов и в других зонах роста находятся клетки образовательной ткани — меристемы. После специализации клетки приобретают особенности строения и выполняют определённую работу: защищают растение, проводят воду или фотосинтезируют.
Итоговая проверка
Главное
- Растительная клетка имеет мембрану, цитоплазму, ядро и органоиды, а также характерные признаки: клеточную стенку, пластиды и крупную вакуоль.
- Хлоропласты обеспечивают фотосинтез, митохондрии — клеточное дыхание, рибосомы — синтез белка, ядро — хранение ДНК и управление клеткой.
- Крупная вакуоль с клеточным соком поддерживает тургор; клеточная стенка укрепляет клетку и сохраняет её форму.
- От животной клетки растительная отличается прежде всего клеточной стенкой, пластидами, крупной вакуолью и запасанием крахмала.
- Не все клетки растения содержат хлоропласты: их наличие зависит от функции и расположения клетки.