Строение клетки: функции, назначение и интересные факты

Клетка – это элементарная единица строения всего живого на Земле (кроме вирусов). Она обладает собственным обменом веществ и даже способна к обособленному существованию и размножению. В живой природе встречаются одноклеточные, колониальные и многоклеточные организмы. О том, каково строение этих клеток и что относится к их первостепенному функционалу, и пойдет речь ниже.

Строение растительной клетки и ее функции

Как уже было описано выше, живые организмы (в том числе и растения) могут состоять как из одной, так и из нескольких клеток. Также встречаются представители, состоящие из колонии (группы) клеток. Например, водоросль хламидомонада признана одноклеточным растением, водоросль вольвокс - колонией клеток, а подсолнечник - это уже многоклеточный организм.

По внешнему виду клетки растений разнообразны. По форме они напоминают призму, спираль, куб или овал, а также цилиндр. Это разнообразие объясняется тем, что форма клеток зависит от их размещения в организме растений и функций, которые они выполняют.

Кроме формы, клетки отличаются друг от друга еще и размерами. Одни представлены в организме как «гиганты» – их даже видно невооруженным взглядом (например, клетка стебля льна – 40 мм). Также в природе встречаются клетки длиной в 1 мм (например, клетка мякоти арбуза).

Что касается строения растительных клеток, то оно идентично и включает в себя следующие составляющие:

Первый слой – клеточная оболочка, бесцветная и плотная. Она отделяет внутреннее содержание клетки от внешней среды и защищает от его вредного воздействия, в первую очередь от высыхания. Клеточная оболочка пронизана микроскопическими отверстиями – порами, через которые происходит обмен веществ. А состоит эта оболочка преимущественно из клетчатки (или целлюлозы), что и придает клетке необходимую прочность и плотность.

Читайте по теме:  Четверть кожных клеток содержит раковые мутации – ученые

Внутри клетка наполнена цитоплазмой – бесцветной жидкостью с повышенной вязкостью и неоднородной структурой. При резком изменении температуры (нагревании или замораживании) цитоплазма разрушается, что приводит к гибели клетки, поскольку как раз в ней содержатся органоиды – структуры, отвечающие за процессы жизнедеятельности (лизосомы, рибосомы, митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.)

Ядро – еще одна обязательная часть эукариотической клетки. Оно отвечает за ее рост, размножение или разделение. Однако главная функция ядра – передача наследственной информации от материнской клетки к дочерним.

Что касается строения ядра, то в его состав входят: ядерная оболочка, кариоплазма, ядрышки и хроматин (хромосомы). Форма ядра бывает различной: сферической, удлиненной, дисковидной. Расположение ядра в клетке непостоянно. В молодой растительной клетке чаще всего оно расположено ближе к центру. Во взрослых клетках ядро смещается к периферии, что связано с появлением крупной центральной вакуоли. Химический состав ядра представлен, главным образом, нуклеиновыми кислотами и белками.

Вакуоль, расположенная в центре клетки, заполнена клеточным соком, который является водным раствором органических и минеральных веществ. В клеточном соке есть разные красители, придающие цвет цветкам, плодам растений. Если вакуоль достаточно наполнена водой, то она похожа на воздушный шар. Спелые плоды, сочные стебли растений имеют большие вакуоли. А увядшие листья или цветки растений – наоборот, следствие того, что вакуоли теряют воду и это, в свою очередь, приводит к тем же изменениям и в органах растения.

Отличительной особенностью растительных клеток является наличие пластид. Они представляют собой шаровидные органоиды (органеллы). В зависимости от цвета, который придают пластидам пигменты, различают хлоропласты (зеленые пластиды), хромопласты (желто-красные пластиды) и лейкопласты (бесцветные пластиды). Каждый тип пластид выполняет свою функцию. Например, хлоропласты содержат пигмент хлорофилл, который дает зеленую окраску листьям; хромопласты окрашивают плоды, цветки растений в желтый, красный и розовый цвета.

Читайте по теме: Искусственную нервную клетку изобрели шведские ученые

Пластиды присутствуют только в растительных клетках. Они могут легко переходить из одного типа в другой. Например, преобразование лейкопластов в хлоропласты проявляется в позеленении клубней картофеля, хлоропластов в хромопласты - в окраске листьев осенью в красный, желтый и оранжевый цвета. В процессе жизнедеятельности растений пигменты пластид также разрушаются. Это происходит перед ноябрем.

Строение животной клетки и ее функции

Животные и растительные клетки имеют схожее строение и функции. Например, они одинаково состоят из клеточной мембраны, ядра с ядрышком, митохондрий, рибосом, эндоплазматической сети и ряда других органоидов и иных структур.

Однако, несмотря на схожесть, животным клеткам присущи индивидуальные характерные особенности, отличающие их от растительных клеток:

1. Животные клетки покрыты только клеточной (плазматической) мембраной. У них нет прочной клеточной оболочки (стенки), как у растительных клеток. С одной стороны, благодаря наличию этой оболочки растения обеспечены защитным «скелетом», но зато они не могут поглощать вещества с помощью захвата, питание проходит только через всасывание. А животные клетки используют захват как один из способов потребления полезных веществ. Также клеточная мембрана эластична, что дает возможность в некоторой степени менять форму клетки.
2. В отличие от растительной клетки, у животной нет пластид, в том числе хлоропластов. В результате животная клетка не способна к автотрофному питанию, а питается гетеротрофно.
3. В животной клетке присутствует центриоль (клеточный центр), обеспечивающий образование веретена деления и расхождение при этом хромосом. Такой клеточной структуры у растительной клетки нет.

Интересные факты о клетках человеческого организма

1. Организм человека состоит из 220 миллиардов клеток, которые подразделяются на 200 обособленных групп. Но четко различаются две категории:

• 20 миллиардов «бессмертных», главным образом нервных клеток (нейронов), образующих нервные ткани и существующих на протяжении всей человеческой жизни;
• 200 миллиардов «смертных», которые постоянно замещаются.

2. Продолжительность существования клеток:

• кишечника — 5 дней;
• эритроцитов — 120 дней;
• печени — 480 дней;
• нейронов — 100 лет и более;
• мышечных тканей — 100 лет и более.

3. У человека каждые 27 дней вырастают новые внешние клетки. Речь идет о коже, которая защищает внутренние органы от внешних воздействий, постоянно сохраняя свою прочность за счет обновления клеток.

Интересные факты о растительных клетках

1. Мимоза стыдливая получила такое название благодаря резкому понижению давления в клетках при взаимодействии с любым внешним раздражителем, из-за чего лепестки растения сворачиваются. Такая реакция происходит из-за оттока воды при выделении химических веществ.
2. Китайская крапива обладает прочнейшими клетками волокон. Подтверждением выступает экспериментально доказанный факт: прочность растения на разрыв волокон в среднем составляет 95 килограмм на 1 миллиметр.
3. Жалящее действие крапивы обеспечивается наличием на ее стеблях стрекательных клеток. Механизм действия такой: когда человек прикасается к растению, конец клетки впивается в кожу и выпускает свое содержимое (витамин В4, муравьиную кислоту и гистамин).

В этой статье рассмотрена лишь обобщенная информация о строении растительных и животных клеток. На практике же видно, насколько уникальны составляющие всех живых элементов природы, будь то строение клеток бактерий, грибов или обыкновенного лука. Только при изучении биологии, с помощью теоретического и практического подходов, можно создать комплексную картину структуры всех живых организмов на Земле.