§ 9. Отличительные особенности строения растительных и животных клеток

Вы узнаете, почему, несмотря на общее сходство строения, клетки растений и животных имеют существенные отличия.

Из чего растения производит кислород? Что такое фотосинтез? Поч ему рас тения зелёные?

Из § 7 вы уже узнали, что простые органические вещества — это сырьё, из которого синтезируются сложные органические вещества. Но откуда берутся в клетке простые органические вещества? Именно в способе получения простых органических веществ заключается главное отличие растений от животных.

Растения сами создают простые органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза. При фотосинтезе с помощью света из углекислого газа и воды образуются простые органические

вещества. Как правило, это глюкоза. Фотосинтез осуществляется в особых органе лл ах — хлоропласта х.

Животные не способны образовывать простые органические вещества из неорганических. Животные клетки поглощают уже готовые органические вещества. Простые органические соединения поглощаются с помощью клеточной мембраны, и сразу могут быть использованы клеткой для построения необходимых сложных органических веществ.

Многие животные клетки могут поглощать также сложные органические соединения. Попав в клетку, сложное вещество далее разлагается на простые органические вещества. Поскольку этот процесс происходит внутри клетки, он называется внутриклеточным пищеварением. Далее простые вещества используются как сырьё для синтеза других сложных органических соединений, необходимых клетке в данный момент. Внутриклеточное пищеварение у животных клеток происходит в лизосТмах.

Именно способ питания определяет основные отличия строения растительной и животной клеток.

Растительная клетка, в отличие от животной, имеет хлоропласты, клеточную оболочку, большую вакуоль с клеточным соком,. Животная клетка, в отличие от растительной, имеет органеллы, в которых осуществляется внутриклеточное пищеварение, — ли зо сомы.

Фотосёитез — это процесс образования простых органических веществ из углекислого газа и воды с помощью энергии света.

Хлороил£сты — это одни из самых больших органелл растительной клетки (рис. 13). Они хорошо видны в оптический микроскоп. Хлороп ласты содержат вещество, улавливающее свет — хлорофилл. Хлорофилл всегда окрашен в зелёный цвет. Именно поэтому растения зелёные.

При фотосинтезе в хлоропласт поступают углекислый газ и вода. В эго же время хлорофилл улавливает солнечный свет и превращает его в химическую энергию, благодаря которой из углекислого газа и воды образуется глюкоза. При этом выделяется кислород (рис. 14).

Глюкоза, образовавшаяся в процессе фотосинтеза, может быть и с по л ьз ован а д ля:

• образования сложных углеводов (например, запасного вещества крахмала);

• преобразования в другие простые органические вещества, из которых впоследствии синтезируются белки, жиры, ДНК и т.д.;

• производства в митохондриях энергии, которая необходима клетке.

Кислород, образующийся при фотосинтезе, является «отходом производства». Для клетки он опасен — ведь он способен «сжечь» много полезных веществ, повредить немало клеточных структур и орган ел л. Поэтому бТльшая часть кислорода, за исключением того, что потребляется митохондриями, выводится за пределы клетки и попадает в воздух. Именно благодаря кислороду, образовавшемуся в процессе фотосинтеза, на нашей планете возникла кислородная атмосфера.

В растительной клетке при фотосинтезе образуется так много кислорода, что существует угроза повреждения им самого хлоропласта. Однако этого не происходит, потому что в хлоропласте кислород связывают особые защитные вещества — антиоксиданты. Антиоксиданты растительного происхождения часто добавляют в различные продукты питания — они защищают клетки человека от повреждения кислородом.

Клеточная оболочка — это структура, которая делает растительную клетку прочной. Клеточная оболочка располагается снаружи клеточной мембраны. Она в 20-1000 раз толще, чем клеточная мембрана, и поэтому хорошо заметна в оптический микроскоп. Каркас клеточной оболочки образует сложный углевод — целлюлТза.

Клеточная оболочка не пропускает крупные молекулы, в частности сложные органические вещества. Однако она проницаема для воды и растворённых в ней солей, углекислого газа и кислорода. Клеточная оболочка не только повышает прочность клетки, но и вместе с вакуолью делает растительную клетку упругой.

Вакуоль — это самая большая органелла. Она хорошо заметна в оптический микроскоп. Вакуоль отделена от жидкости цитоплазмы мембраной.

Основное вещество, содержащееся в вакуоли, — вода. Растительная клетка её постоянно поглощает из окружающей среды и накапливает в вакуоли. Вода постепенно растягивает вакуоль, стенки вакуоли давят на цитоплазму, которая, в свою очередь, давит на клеточную мембрану. От этого давления клеточная мембрана не лопается только потому, что над ней располагается прочная клеточная оболочка. Как следствие, клетка становится упругой. Если запас воды в вакуо ли уменьшается, например, при засухе, клетки теряют упругость. Одним из проявлений этого является увядание растений.

В вакуоли также накапливаются простые углеводы и органические кислоты — лимонная, яблочная, щавельная, образующие вместе с водой так называемый клеточный сок. Именно благодаря клеточному соку вакуолей фрукты и овощи имеют кисло-сладкий вкус.

Кроме того, вакуоль частично выполняет функции склада и клеточной мусорницы: она запасает некоторые полезные вещества и накапливает ряд вредных продуктов жизнедеятельности клетки.

ЛизосТмы — это органеллы, в которых в животной клетке происходит внутриклеточное пищеварение. Они имеют вид мелких пузырьков, содержащих клеточный «пищеварительный сок», и отделены от цитоплазмы мембраной. В оптический микроскоп они обычно не видны. В лизосомах поглощённые животной клеткой сложные органические вещества разлагаются на простые органические соединения. Л изосомы также являются «цехом» утилизации вторичного сырья — в них части органелл, вышедшие из строя и требующие замены, разлагаются на простые органические вещества, которые клетка использует повторно.

1. Растительные клетки, в отличие от животных, имеют хлоро-пласты, клеточную оболочку, вакуоли, а животные клетки — лизосомы.

2. Отличия в способе питания обуславливают различия в строении растительной и животной клеток.

Хлоропласты, вакуоль, клеточная оболочка, лизосома, фотосинтез.

1. Какие орган ел л ы растительной клетки отсутствуют у животной и наоборот?

2. Какие из приведённых веществ потребляют клетки растений, а какие — клетки животных: кислород, вода, углекислый газ, белки?

3. Для чего животным клеткам необходимо внутриклеточное пищеварение?

4. Что такое фотосинтез?

1. Клеточную оболочку часто путают с клеточной мембраной. Найдете как можно больше отличий между клеточной оболочкой и клеточной мембраной.

2. Клетка растений окружена клеточной оболочкой. Казалось бы, что клеточная оболочка не помешала бы и животной клетке, однако её нет. Попробуйте объяснить почему.

3. Сравните рисунки, на которых изображены принципы работы митохондрии и хлоропласта