За счет чего растет растительная клетка
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 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.
Жизнедеятельность клеток. Рост и деление клеток. Дыхание и питание клеток. Движение цитоплазмы.
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Тема: Жизнедеятельность клеток. Рост и деление клеток. Дыхание и питание клеток. Движение цитоплазмы.
Цель урока : используя знания о клетке, доказать, что клетка обладает признаками живого организма.
1.образовательные: сформировать знания о жизнедеятельности клетки – движении цитоплазмы, рост, деление, дыхание, питание. ;
2.воспитательная: развивать понимание того, что растительная клетка живая ;
3. развивающие: продолжить формирование умений обсуждать проблему, систематизировать, выделять главное, объяснять новые понятия, анализировать результаты своей деятельности, делать выводы, творческое мышление, монологическую речь и умение публично выступать.
Учащиеся должны знать:
Основные процессы происходящие в клетке.
Тип урока: комбинированный
Оборудование : компьютер с мультимедийным проектором.
Методы обучения : беседа, словесные, объяснительно-иллюстративные, работа с учебником.
Формы организации учебной деятельности (УД): фронтальная, индивидуальная.
Проблемный вопрос урока: Какие процессы присущи клетке?
Технологическая карта урока
Записывают основные положения в тетрадь.
Формирование собственной позиции.
Задает вопросы. Просит сформулировать выводы.
Отвечают на вопросы. Делают выводы по пройденной теме.
Дать установку на подготовку к следующему уроку
Делают записи домашнего задания в дневниках
Озвучивает домашнее задание
Записывают домашнее задание
Целостно обобщить полученную информацию
Задает вопросы: Итак, что же мы узнали нового по этой теме и что мы умеем? Что могу я и что умею?
Отвечают на вопросы. Делятся впечатлением
Действия преподавателя и действия учеников
Учащиеся встают и приветствуют друг друга комплиментами (в парах)
Проверка домашнего задания
Организационный момент: приветствие, проверка готовности учащихся к уроку, наличие учащихся; ознакомление с темой, целями урока и планом работы на уроке.
Какую тему мы изучали на прошлом уроке?
Дайте определение термину органоиды клетки?
Какие органоиды клетки вы знаете?
Работа с микроскопом.
Рассказать о строении микроскопа и о функциях его частей.
Рассказать о строении клетки, назвать все органоиды клетки и выполняющие ими функции.
Прозрачное, полужидкое вещество клетки – (цитоплазма)
Накапливает вещества, регулирует давление клеточной жидкости, содержит клеточный сок (вакуоль)
Участвует в образовании органических веществ, придает растению различную окраску, бывают трех видов (пластиды)
Участвует в размножении (ядро)
Защищает клетку от повреждений (оболочка)
Осуществляется обмен веществ между клетками (поры)
Придает клетке форму и прочность (оболочка)
Пребывает в беспрерывном движении (цитоплазма)
Полость в цитоплазме, заполненная клеточным соком (вакуоль)
Контролирует все жизненные процессы клетки (ядро)
Для чего питаются живые организмы?
Чем отличается питание животных от питания растений?
Какие газы поглощаются и выделяются при дыхании?
Чем отличаются тела живой природы от тел неживой природы? Из чего состоят организмы? Нам необходимо доказать, что клетки живые. Как осуществляются жизненно важные процессы в клетке?
Перечислите процессы жизнедеятельности живых организмов (кластер):
Клетка питается, обладает раздражимостью, дышит, выделяет ненужные ей вещества, размножается, т. е. живет.
Как вы представляете движение цитоплазмы?
Одно из важных проявлений жизнедеятельности клетки – движение цитоплазмы. Благодаря движению цитоплазмы ко всем частям клетки доставляются нужные ей вещества и удаляются в вакуоли вещества, выработанные клеткой (ненужные ей), и запасные вещества – на хранение.
Просмотр видео. В клетках листа элодеи под микроскопом можно увидеть, что зеленые пластиды хлоропласты плавно перемещаются вместе с цитоплазмой в одном направлении вдоль клеточной оболочки, по их перемещению можно судить о движении цитоплазмы. Движение цитоплазмы способствует перемещению в клетке питательных веществ и воздуха.
Питание клетки происходит в результате целого ряда сложных химических реакций, в ходе которых вещества, поступившие в клетку из внешней среды (углекислый газ, минеральные соли, вода), входят в состав тела самой клетки в виде белков, сахаров, жиров, масел, азотных и фосфорных соединений.
Дыхание клетки – тоже сложный процесс химических реакций, дающих клетке энергию. Внешне он выражается в поглощении кислорода и выделении углекислого газа (газообмен).
Все эти сложные процессы жизнедеятельности (питание, дыхание и другие) происходят в отдельных частях клетки. Вещества, образовавшиеся при этом, во время движения цитоплазмы соединяются с другими веществами, вновь распадаются, становятся иными, обеспечивая клетку энергией, необходимой для жизни. Такие процессы образования веществ и их расщепления в клетке называются обменом веществ. Обмен веществ клетки происходит в цитоплазме с участием всех ее компонентов.
Обмен веществ – главное проявление жизнедеятельности клетки и всего организма.
Как вы считаете за счет какого органоида растет клетка?
Живая клетка обладает способностью расти, т. е. увеличиваться в размерах. Рост обеспечивается увеличением объема цитоплазмы и вакуоли.
Важнейшим процессом жизнедеятельности клетки является ее способность к делению – так клетка размножается.
Кто знает, как размножаются клетки?
Деление – сложный процесс, состоящий из ряда этапов, последовательно идущих один за другим.
Главную роль в нем играют события, происходящие в ядре. Наследственный материал (хромосомы) разделяется на две одинаковые части, которые расходятся к противоположным концам клетки. Затем идет разделение цитоплазмы. В итоге из одной материнской клетки образуются две подобные ей дочерние клетки.
Благодаря делению клеток и их растяжению осуществляется рост всего растения. Растения в отличие от других живых существ растут всю жизнь. Отсюда и происходит их название – «растения».
Рисуют этапы деления клетки.
Клетка – это элементарная единица всего живого, которой свойственны дыхание, питание, размножение, рост, развитие. 
1.Присущи ли клетке свойства живых организмов?
2.Какие свойства живого присущи клетке?
3.За счет чего растет клетка?
4.Для чего необходимо движение цитоплазмы?
5.Как происходи газообмен в клетке?
1. Повторить параграф 1,2,3,4,5,6. Параграф 7.