Bitki ve Hayvan Hücresi Farkları: Yapıdan İşleve

Aynı hücrede ortak olan yapılar: karşılaştırmaya buradan başlanır

Bitki ve hayvan hücrelerinin ikisi de ökaryotik olduğu için bazı temel yapıları ortaktır:

• Hücre zarı: Hücrenin iç ortamını dış ortamdan ayırır ve madde alışverişini düzenler. Hücre zarı ile hücre duvarı aynı yapı değildir; zar her iki hücre tipinde bulunurken duvar bitki hücresinin zarının dışında yer alır.
• Sitoplazma: Çekirdek dışındaki hücre içi bölgedir; sitozolü ve burada bulunan organelleri içerir. Hücre içindeki birçok kimyasal olay burada veya sitoplazmadaki yapılarda gerçekleşir.
• Çekirdek: Kalıtsal materyalin bulunduğu ve hücrenin yönetiminde rol oynayan zarlı yapıdır.
• Mitokondri: Besinlerdeki kimyasal enerjinin hücrenin kullanabileceği enerji biçimine dönüştürülmesinde görev alır. Bu nedenle hayvan hücrelerinde kloroplast bulunmaması, hayvan hücrelerinin enerji üretemediği anlamına gelmez.

Bu ortak yapılar, iki hücre tipinin tamamen farklı olmadığını gösterir. Örneğin 'mitokondri yalnızca hayvan hücresinde bulunur' ifadesi yanlıştır; bitki hücrelerinde de mitokondri bulunur. Benzer şekilde çekirdek ve hücre zarı, yalnızca bir hücre grubuna özgü ayırt edici yapılar olarak kullanılmamalıdır. Hücrenin genel sınıflandırmasını öğrenmek için Hücre Teorisi ve Sitoplazma başlıkları yardımcı olur.

Hücre duvarı ile hücre zarını ayırmak: şekil ve dayanıklılığın nedeni

Bitki hücresinde hücre zarının dışında, hücreye mekanik destek sağlayan hücre duvarı bulunur. Hücre duvarı selüloz yapılı ve daha sağlam bir dış katman olarak öğretilir. Hayvan hücresinde ise bu duvar bulunmaz; hücrenin dış sınırını hücre zarı oluşturur.

Bu farkın sonucu şudur: Bitki hücresi, dıştan destek aldığı için genellikle daha köşeli ve belirgin sınırlı görünür. Hayvan hücresi hücre duvarıyla çevrelenmediği için biçimini değiştirmeye daha elverişlidir; yine de hayvan hücrelerinin tümü yuvarlak değildir. Hücrenin biçimi, bulunduğu dokuya ve görevine göre değişebilir.

Hücre duvarının önemli işlevlerinden biri su alımı sırasında oluşan basınca karşı dayanıklılık sağlamaktır. Ancak bunu 'bitki hücresi su alırsa hiç zarar görmez' şeklinde yorumlamak doğru değildir. Duvar destek sağlar; su dengesi bozulduğunda hücrenin ve dokunun durumu yine çevre koşullarına bağlıdır. Hücre duvarı ile seçici geçirgen hücre zarının görevleri de karıştırılmamalıdır: duvar destek ve korumada öne çıkarken, zar madde geçişinin düzenlenmesinde belirleyicidir. Hücre zarının ayrıntıları için Hücre Zarı konusuna geçilebilir.

Kloroplast, fotosentez ve 'bitki hücresi besinini üretir' ifadesinin sınırı

Kloroplast, ışık enerjisinin kullanıldığı fotosentez süreciyle ilişkilendirilen organeldir ve hayvan hücrelerinde bulunmaz. Bu nedenle yeşil bitki dokularındaki kloroplastlar, bitkinin organik besin üretme kapasitesinin hücresel temelini oluşturur. Hayvan hücreleri ise kloroplast taşımadığı için besin üretimini fotosentez yoluyla gerçekleştirmez; hayvan hücreleri organik besinleri dışarıdan alır; bu maddelerden ATP elde edilmesinin bazı basamakları sitoplazmada, oksijenli solunumun başlıca basamakları ise mitokondride gerçekleşir.

Burada önemli sınır şudur: Bir bitkinin her hücresi kloroplast içermez. Örneğin bitkinin yer altındaki veya ışık almayan bazı hücrelerinde kloroplast bulunmayabilir. Bu yüzden sınav sorusunda 'bitki hücresi' ifadesi tek başına verildiğinde temel karşılaştırma yapılabilir; fakat belirli bir doku veya organ söylenmişse o hücrenin görevi de değerlendirilmelidir. Bitkinin fotosentez yapan hücreleri ile destek, iletim veya depolama görevindeki hücreleri aynı özellikleri taşımayabilir.

Ayrıca kloroplastın görevi ile mitokondrinin görevi birbirinin aynısı değildir. Kloroplast fotosentezle, mitokondri ise hücresel enerji üretimiyle ilişkilidir. Bir bitki hücresinde bu iki organelin birlikte bulunabilmesi, bitkinin hem besin üretimiyle hem de üretilen veya alınan besinlerden enerji elde edilmesiyle ilişkili farklı süreçleri yürütebildiğini gösterir.

Koful ve depo maddesi: hücrenin iç düzenindeki belirgin fark

Koful, hücre içinde su, çözünmüş maddeler veya bazı atıkların depolanmasıyla ilişkilendirilen zarlı bir yapıdır. Bitki hücrelerinde genellikle büyük ve merkezi bir koful bulunur. Bu koful, hücre içindeki su dengesine ve hücrenin dolgunluğunun korunmasına katkıda bulunabilir. Hayvan hücrelerinde ise kofullar daha küçük ve çok sayıda olabilir ya da bazı hücrelerde belirgin bir koful görülmeyebilir.

Bu özellik, karşılaştırma sorularında 'bitkide büyük ve az sayıda, hayvanda küçük ve çok sayıda' biçiminde kullanılabilir; fakat 'hayvan hücresinde koful yoktur' ifadesi genellemedir. Aynı şekilde her bitki hücresinde tek ve aynı büyüklükte merkezi koful bulunacağı söylenemez. Hücrenin yaşı, dokusu ve görevi görünümü etkileyebilir.

Depolanan karbonhidrat bakımından da temel bir ayrım yapılır: bitkilerde depo polisakkarit olarak nişasta, hayvanlarda glikojen öne çıkar. Bu bilgi, hücrenin doğrudan şekliyle değil, besinlerin nasıl depolandığıyla ilgilidir. Soruda 'depo maddesi' isteniyorsa nişasta-glikojen ayrımı; 'hücreyi dış ortamdan ayıran yapı' isteniyorsa hücre zarı; 'hücreye sertlik veren dış katman' isteniyorsa hücre duvarı düşünülmelidir.

Sentrozom farkını hücre bölünmesiyle birlikte değerlendirmek

Hayvan hücrelerinde sentrozom, hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerinin oluşumunu düzenleyen yapılardan biri olarak öğretilir. İğ iplikleri, bölünme sırasında kromozomların hücrenin karşı kutuplarına ayrılmasına yardımcı olur. Bu nedenle sentrozom, hayvan hücrelerinin büyüme ve doku onarımıyla ilişkilendirilen bölünme süreçlerinde sınavlarda sıkça sorulur.

Temel lise düzeyi karşılaştırmasında bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı; buna rağmen bitki hücrelerinin hücre bölünmesini farklı bir düzenekle gerçekleştirdiği kabul edilir. Buradan 'sentrozom yoksa bölünme gerçekleşemez' sonucu çıkarılamaz. Sentrozom, bölünmenin tek mümkün koşulu olarak değil, hayvan hücresindeki iğ ipliği organizasyonunda rol alan yapı olarak düşünülmelidir.

Bir başka karışıklık da sentrozomun yalnızca bitki-hayvan ayrımında değil, hücrenin tipinde de değerlendirilmesi gerektiğidir. Özel hücrelerin yapı ve organel içerikleri farklılaşabilir. Bu nedenle soruda verilen hücrenin canlı türü, doku türü ve bölünme evresi birlikte okunmalıdır.

Çözümlü örnekler: verilen özellikten hücre tipine ulaşma

Örnek 1

Verilenler: Bir hücrede hücre zarı, çekirdek, mitokondri, büyük merkezi koful ve hücre duvarı bulunuyor; kloroplasttan söz edilmiyor.

Çözüm adımları:

1. Çekirdek bulunduğu için hücre ökaryottur. Bu bilgi, hücrenin bitki veya hayvan olabileceğini tek başına belirlemez.
2. Hücre zarı ve mitokondri her iki hücre tipinde de bulunabildiğinden ayırt edici değildir.
3. Büyük merkezi koful ve hücre duvarı birlikte değerlendirildiğinde bitki hücresi seçeneği güçlenir.
4. Kloroplastın verilmemesi bitki hücresini dışlamaz; çünkü her bitki hücresinde kloroplast bulunması gerekmez. Hücrenin ışık almayan veya fotosentez yapmayan bir dokuda bulunabileceği ihtimali vardır.

Sonuç: Verilen özelliklere göre bu hücre bitki hücresidir. Kararı belirleyen iki ipucu hücre duvarı ve büyük merkezi kofuldur; çekirdek veya mitokondri değildir.

Örnek 2

Verilenler: Bir hücrede hücre zarı, çekirdek ve mitokondri bulunuyor; hücre duvarı ve kloroplast bulunmuyor. Hücre biçimini değiştirebiliyor ve bölünme sırasında sentrozom görev yapıyor.

Çözüm adımları:

1. Çekirdek bulunduğundan hücre ökaryot hücredir.
2. Hücre duvarı ve kloroplastın bulunmaması hayvan hücresiyle uyumludur.
3. Hücrenin biçim değiştirebilmesi, hücre duvarıyla sınırlı olmayan bir yapıya sahip olduğunu düşündürür.
4. Sentrozomun bölünmedeki rolü, temel bitki-hayvan karşılaştırmasında hayvan hücresini destekleyen ayırt edici ipucudur.
5. Mitokondrinin bulunması, hücrenin enerji üretimiyle ilgili faaliyet yürüttüğünü gösterir; bu organel tek başına hayvan hücresini kanıtlamaz.

Sonuç: Hücre hayvan hücresidir. En güçlü ayrım, hücre duvarı ve kloroplastın yokluğu ile sentrozomun bölünmede rol almasıdır.

Bu örneklerde izlenecek pratik sıra şöyledir: Önce ökaryot-prokaryot ayrımı yapılır, sonra ortak yapılar elenir, ardından hücre duvarı, kloroplast, koful ve sentrozom gibi ayırt edici özellikler karşılaştırılır.

Sık yapılan hatalar ve karıştırılan sınır durumları

1. Hücre duvarı ile hücre zarını aynı sanmak: Hücre zarı hem bitki hem hayvan hücresinde bulunur. Hücre duvarı ise bitki hücresinde zarın dışında yer alan destekleyici yapıdır.

2. Mitokondriyi hayvan hücresine özgü kabul etmek: Bitki ve hayvan hücrelerinde mitokondri bulunur. Fark, bitkide kloroplastın da bulunabilmesidir; kloroplastın varlığı mitokondrinin yokluğu anlamına gelmez.

3. Her bitki hücresinde kloroplast olduğunu düşünmek: Kloroplast özellikle fotosentezle ilişkili hücrelerde önemlidir. Bitkinin bütün hücreleri aynı görevi yapmadığından organel dağılımı da aynı olmayabilir.

4. Hayvan hücresinde koful bulunmadığını söylemek: Hayvan hücrelerinde kofullar küçük ve çok sayıda olabilir; bazı hücrelerde belirgin olmayabilir. Doğru karşılaştırma, bitkide genellikle büyük merkezi koful; hayvanda daha küçük kofullar şeklindedir.

5. Sentrozom yoksa bitki hücresi bölünemez demek: Bitki hücreleri, sentrozomun hayvan hücrelerindeki rolüne ihtiyaç duymadan farklı bir bölünme düzeni kullanabilir.

6. Hücre şeklini mutlak bir ölçüt yapmak: Bitki hücreleri çoğunlukla köşeli, hayvan hücreleri çoğunlukla yuvarlak veya düzensiz anlatılır. Ancak şekil, hücre duvarı kadar güvenilir bir tek başına ölçüt değildir; doku ve görev de biçimi etkiler.

7. Ototrof ve heterotrof ifadelerini hücredeki her durum için kullanmak: Temel düzeyde bitkiler ototrof, hayvanlar heterotrof olarak karşılaştırılır. Fakat bitkinin tüm hücrelerinin fotosentez yaptığı veya tüm organik maddelerini aynı hücrenin ürettiği sonucu çıkarılmamalıdır.