ВІДМІННІ РИСИ БУДОВИ РОСЛИННОЇ І ТВАРИННОЇ КЛІТИН

Тема 1. КЛІТИНА

§9. ВІДМІННІ РИСИ БУДОВИ РОСЛИННОЇ І ТВАРИННОЇ КЛІТИН

Ви доповідаєтеся, чому, незважаючи на схожість будови, клітини рослин та тварин мають суттєві відмінності.

З чого рослини виробляють кисень? Що таке фотосинтез? Чому рослини зелені? Чи існують рослини, що живляться сонячними променями або повітрям? Які поживні речовини отримують рослини під сонячних променів? Чи правда, що рослини очищують повітря?

Фотосинтез – це процес утворення простих органічних речовин з вуглекислого газу та води за допомогою енергії

світла.

З § 7 ви вже знаєте, що прості органічні речовини – це сировина, з якої будуються складні органічні речовини. Але звідки з’являються в клітині прості органічні речовини? Саме в способі отримання простих органічних речовин полягає головна відмінність рослин від тварин.

Рослини самі утворюють прості органічні речовини з неорганічних у процесі фотосинтезу. При фотосинтезі за допомогою світла з вуглекислого газу та води утворюються прості органічні речовини. Як правило, це глюкоза. Фотосинтез здійснюється в особливих органелах – хлopoпластах.

Тварини не здатні утворювати прості органічні речовини

з неорганічних. Тваринні клітки поглинають вже готові органічні речовини. Прості органічні сполуки поглинаються за допомогою клітинної мембрани й одразу можуть бути використані клітиною для побудови потрібних складних органічних речовин.

Чимало тваринних клітин здатні поглинати також складні органічні сполуки. В цьому випадку складна речовина спочатку розкладається на прості органічні речовини. Цей процес відбувається в клітині і тому називається внутрішньоклітинним травленням. Далі прості речовини використовуються як сировина для синтезу інших складних органічних сполук, які в даний момент потрібні клітині. Внутрішньоклітинне травлення у тваринних клітинах відбувається в лізосомах.

Саме спосіб живлення визначає основні відмінності у будові рослинної та тваринної клітин.

Рослинна клітина, на відміну від тваринної, має хлоропласти, клітинну оболонку, велику вакуолю з клітинним соках. Тваринна клітина, на відміну від рослинної, має органели, в яких здійснюється внутрішньоклітинне травлення, – лізосоми.

Мал. 13. Клітини а хлоропластами під оптичним мікроскопом

Хлоропласти – одні в найбільших органел рослинної клітини (мал. 13). Вони добре помітні в оптичний мікроскоп. Хлоропласти містять речовину, яка вловлює світло – хлорофіл. Хлорофіл завжди забарвлений у зелений колір. Саме тому рослини зелені.

При фотосинтезі в хлоропласт надходять вуглекислий газ і вода. В цей же час хлорофіл уловлює сонячне світло та перетворює його в хімічну енергію, завдяки якій з вуглекислого газу та води утворюється глюкоза. При цьому вивільняється кисень (мал. 14).

Глюкоза, яка утворилася під час фотосинтезу, може бути використана для:

– утворення складних вуглеводів (наприклад, запасна речовина крохмаль);

– перетворення на інші прості органічні речовини, з яких згодом утворюються білки, жири, ДНК тощо;

– виробництва необхідної клітині енергії у мітохондріях.

Мал. 14. Процес фотосинтезу

Кисень, що утворюється при фотосинтезі” є “відходом виробництва”. Для клітини він небезпечний – адже може “спалити” чимало потрібних речовин” пошкодити чимало клітинних структур та органел. Тому більша частина кисню, за винятком того” що споживається мітохондріями, виводиться за межі клітини і потрапляє у повітря. Саме завдяки кисню, що утворився у процесі фотосинтезу, наша планета має кисневу атмосферу.

Цікаво знати

У рослинній клітині під час фотосинтезу утворюється так багато кисню, що існує загроза пошкодження ним самого хлоропласта. Проте цього не відбувається, бо в хлоропласті кисень зв’язують особливі захисні речовини – антиоксидант. Антиоксиданти рослинного походжання часто додають до різних продуктів харчування – вони захищають клітини людини від ушкодження киснем.

Клітинна оболонка – це структура, яка додає рослинній клітині міцності. Клітинна оболонка знаходиться ззовні від клітинної мембрани. Вона у 20-1000 разів товща за клітинну мембрану” і тому добре помітна в оптичний мікроскоп. Каркас клітинної оболонки утворює складний вуглевод – целюлоза.

Клітинна оболонка не пропускає до клітинної мембрани великі молекули, зокрема складні органічні речовини. Натомість вона проникна для води та розчинених у ній солей” вуглекислого газу та кисню. Клітинна оболонка не лише додає міцності, а й разом з вакуолею надає рослинній клітині пружності.

Вакуоля – одна з найбільших органел рослинної клітини, яка добре помітна в оптичний мікроскоп. Вона відмежована від рідини цитоплазми мембраною.

Основна речовина, яку містить вакуоля” – це вода. Рослинна клітина постійно поглинає її з навколишнього середовища і накопичує у вакуолі. Вода поступово розтягує вакуолю, стінки вакуолі тиснуть на цитоплазму, яка, у свою чергу, тисне на клітинну мембрану. Від цього тиску клітинна мембрана не розривається лише тому, що над нею є міцна клітинна оболонка. Як наслідок, клітина набуває пружності. Якщо запас води у вакуолі зменшується, наприклад, при посухах, клітини втрачають пружність. Одним з проявів цього є в’янення рослин.

Крім води, у вакуолі запасаються прості цукри та органічні кислоти – лимонна, яблучна, щавельна. Саме завдяки клітинному соку вакуолей фрукти та овочі мають кисло-солодкий смак.

Вакуоля також частково виконує функції складу та клітинного смітника. Тобто вона накопичує деякі речовини, які будуть використані пізніше та шкідливі продукти життєдіяльності клітини.

Лізосоми – це органели, в яких у тваринній клітині відбувається внутрішньоклітинне травлення. Вони мають вигляд дрібних пухирців, які містять клітинний “травний сік” і відмежовані від цитоплазми мембраною. В оптичний мікроскоп вони зазвичай непомітні. У лізосомах складні органічні речовини, які поглинула тваринна клітина, розкладаються на прості органічні сполуки. Лізосоми також є “цехом” з утилізації вторинної сировини – в них частини органелл, що вийшли а ладу і потребують заміни, розкладаються на прості органічні речовини, які клітина використовує повторно.

ВИСНОВКИ

1. Клітини рослини, на відміну від тваринних клітин, мають хлоропласти, клітинну оболонку, вакуолі, а тваринні клітини – лізосоми.

2. Відмінності у будові рослинної та тваринної клітин зумовлені різними способами живлення.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Хлоропласти, вакуоля, клітинна оболонка, лізосома, фотосинтез.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Які органели є у рослинної клітини, але відсутні у тваринної, і навпаки?

2. Які з наведених речовин споживають клітини рослин, а які – клітини тварин: кисень, вода, вуглекислий газ, білки?

3. Для чого тваринним клітинам потрібне внутрішньоклітинне травлення?

4. Що таке фотосинтез?

1. Клітинну оболонку часто плутають із клітинною мембраною. Знайдіть якнайбільше відмінностей міжклітинною оболонкою і клітинною мембраною.

2. Клітина рослин оточена клітинною оболонкою. Здавалося б, що клітинна оболонка не завадила б і тваринній клітині, але вона відсутня. Спробуйте пояснити чому.

3. Порівняйте малюнки, де зображено принципи роботи мітохондрії та хлоропласта (мал. 121 мал. 14). Що спільного й відмінного в роботі цих органел?

4. Натуральні соки отримують із фруктів і овочів. Де саме у рослинній клітині міститься сік? Чому соки не отримують Із тваринної сировини (наприклад, із м’яса)?

Відповіді на деякі запитання школярів

“Чи існують рослини, що живляться сонячними променями чи повітрям?”

Майже всі рослини (за винятком деяких рослин-паразитів) живляться вуглекислим газом з повітря, водою та енергією сонячних променів. Живитись тільки сонячними променями або тільки повітрям рослини не можуть.

“3 чого рослини виробляють кисень?”

Кисень, молекули якого складаються з двох атомів Оксигену, виділяється рослинами як один із продуктів фотосинтезу. До хлоропласту, де відбувається фотосинтез, Оксиген надходить у зв’язаному стані у складі молекули води. У ході проміжних реакцій фотосинтезу під дією світла, хлорофілу та деяких інших речовин Оксиген вивільняється і виводиться з клітини у складі кисню. Таким чином, вихідним джерелом кисню є вода.

“Які поживні речовини рослини отримують від сонячних променів?”

Поживних речовин від сонячних променів рослини не отримують. Сонячні промені – це джерело енергії. Світло лише активує молекулу хлорофілу, яка, у свою чергу, починає перетворювати вуглекислий газ і воду на молекулу глюкози. Якщо уявити собі хлорофіл молотхом, воду і вуглекислий газ – гвіздками та дошками, а кінцевий продукт – дерев’яним ящиком – глюкозою, то сонячний промінь – це та рука, яка приводить молоток у рух. Зрозуміло, що при цьому ніяких речовин ящик від руки не отримує.

“Чи правда, що рослини очищують повітря?”

Залежно від того, що вважати повітряним брудом… Якщо вуглекислий газ, то це правда. Адже саме його рослини поглинають у процесі фотосинтезу. Проте від інших речовин, що забруднюють повітря, – сірчаного та чадного газів, мікроскопічних часток сажі тощо – рослини повітря не очищують і так само ушкоджуються ними, як і решта організмів.