Для всех организмов существует два вида клеток. Это прокариотические и эукариотические клетки. Они имеют существенные различия. Строение эукариотической клетки имеет ряд отличий от прокариотической. Поэтому в животном мире выделили два надцарства, которые назвали прокариотами и эукариотами.
Основное отличие
Строение эукариотической клетки отличается тем, что она имеет ядро, в котором находятся хромосомы, состоящие из ДНК. ДНК прокариотической клетки не организованы в хромосомы и не имеют ядра. Поэтому прокариотические организмы назвали доядерными, а эукариотические - ядерными. Отличаются клетки и размерами. Эукариотические клетки намного больше, чем прокариотические. Доядерными организмами являются бактерии. К эукариотам принадлежат растения, грибы и животные. Следовательно, особенности строения эукариотической клетки состоят в наличии ядра. Конечно, есть и другие отличия между клетками, но они несущественны.
Строение и функции эукариотической клетки
Клетка ядерных организмов имеет множество органелл, отсутствующих у прокариотов. Клетка растений, грибов и животных состоит из цитоплазматической мембраны, защищающей клетку и придающей ей форму, и цитоплазмы. Цитоплазма объединяет все компоненты клетки, участвует во всех обменных процессах и служит скелетом клетки, благодаря наличию миротрубочек. В цитоплазме располагаются одномембранные, двумембранные и немембранные органеллы.
Одномембранные органоиды
Одномембранными органоидами называют эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы и вакуоли из-за того, что они покрыты одной мембраной. Эндоплазматическая сеть бывает гладкой и шероховатой, или гранулярной. Гладкая эндоплазматическая сетка образовывает углеводы и липиды. Шероховатая сетка синтезирует белки. Этим занимаются рибосомы, находящиеся на ней. Аппарат Гольджи сохраняет и транспортирует питательные вещества. Лизосомы обеспечивают расщепление белков, жиров и углеводов.
Двумембранные органоиды
Двумембранные органоиды имеют две мембраны: наружную и внутреннюю. К ним относят митохондрии и пластиды. Митохондрии участвуют в дыхании клетки и снабжают клетку энергией. Благодаря пластидам происходит фотосинтез.
Немембранные органоиды
Немембранными органеллами являются рибосомы, клеточный центр, реснички и жгутики. Рибосомы осуществляют синтез белка. Клеточный центр участвует в делении клеток. Реснички и жгутики - органеллы, служащие для движения.
Отличия клеток растений, грибов и животных
Несмотря на единство общего плана, строение эукариотической клетки разных царств организмов имеет некоторые отличия. Растительные клетки не содержат лизосом и клеточного центра. Клетки животных и грибов характеризуются отсутствием пластид и вакуолей. Клеточная стенка грибов содержит хинин, а растений - целлюлозу. В животных клеточной стенки нет, а в состав мембраны входит гликокаликс. Строение эукариотической клетки имеет отличие и в резервных питательных углеводах. В растительных клетках запасается крахмал, а в клетках грибов и животных - гликоген.
Дополнительные отличия
Различается не только строение эукариотической клетки и прокариотической, но и способы их размножения. Количество бактерий увеличивается в результате образования перетяжки или почкования. Размножение эукариотических клеток происходит путем митоза. Многие процессы, свойственные эукариотической клетке (фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз), у прокариотов не наблюдаются. Для нормальной работы клеткам грибов, растений и животных необходима аскорбиновая кислота. Бактерии в ней не нуждаются.
Раздел «Клетка как биологическая система»
Тема «Строение клеток растений, животных, бактерий, грибов»
Таблица 1 – Сравнительная характеристика клеток прокариот и эукариот
Характеристика | Прокариотная клетка | Эукариотная клетка |
Размеры клеток | 0,5-5 мкм | до 40 мкм |
Форма | Одноклеточные или нитчатые | Одноклеточные, нитчатые или многоклеточные |
Организация генетического материала | Кольцевая ДНК не отделена от цитоплазмы мембраной (т.е. нет ядра), нет ядрышек; митоз отсутствует | линейные молекулы ДНК связаны с белками и РНК и образуют хромосомы; есть ядро (т.е. хромосомыотделены от цитоплазмы ядерной оболочкой), содержащее больше одной хромосомы; деление ядра путем митоза |
Локализация ДНК | в нуклеоиде и плазмидах, не ограниченных элементарной мембраной | в ядре и некоторых органеллах |
Синтез белка | 70S-рибосомы и мельче; ЭПР (ЭПС) отсутствует | 80S-рибосомы. Рибосомы могут быть прикреплены к ЭПС |
Органеллы | Органелл мало, ни одна из них не имеет оболочки (двойной оболочки) | Органелл много, большинство окружены двойной мембраной (ядро, митохондрии, хлоропласты) |
Движение цитоплазмы | отсутствует | часто обнаруживается |
Клеточная стенка (там, где она имеется) | Жесткие, содержат полисахариды и аминокислоты. Основной упрочняющий компонент - муреин | У зеленых растений и грибов клеточные стенки жесткие и содержат полисахариды. Основной упрочняющий компонент клеточной стенки у растений – целлюлоза, у грибов – хитин. |
Жгутики | нить жгутика построена из белковых субъединиц, образующих спираль | каждый жгутик содержит набор микротрубочек, собранны в группы: 2·9-2 |
Дыхание | У бактерий – в мезосомах; у сине-зеленых водорослей – в цитоплазматической мембране | Аэробное дыхание происходит в митохондриях |
Фотосинтез | Происходит в мембранах, не имеющих специфической упаковки | В хлоропластах, содержащих специальные мембраны, которые уложены в ламеллы или граны |
Фиксация азота | Некоторые обладают этой способностью (примеры – свободноживущие сапрофиты Azotobacter или симбионты - RhiZobium) |
Таблица № 2 - Отличия в строении эукариот разных царств
Критерий | Растения | Животные | Грибы |
Ядро | |||
Пластиды | |||
Оболочка | целлюлоза | хитин |
|
Запасное вещество | крахмал | гликоген | |
Вакуоли | крупные | мелкие или отсутствуют | |
Способ питания | автотрофный | гетеротрофный |
Таблица № 3 Строение и функции частей и органоидов эукариотной клетки
Часть клетки | Строение | Функции |
Плазматическая мембрана (плазмалемма, клеточная мембрана) | Жидкостно-мозаичная модель строения: двойной слой липидов, окруженные слоями белков |
|
Цитоплазма | Полужидкая масса коллоидной структуры, состоит из гиалоплазмы или матрикса (белки, липиды, полисахариды, РНК, катионы, анионы) | Объединяет органоиды клетки и обеспечивает их взаимодействие |
Цитоскелет | Структуры белковой природы – микротрубочки и микронити |
|
Немембранные органоиды (органеллы) | ||
Клеточный центр | Две центриоли и центросфера. Содержит белки, углеводы, ДНК, РНК, липиды |
|
Рибосомы | Состоят из большой и малой субъединиц. Содержат РНК и белок. Свободные или связанные с мембранами |
|
Одномембранные органоиды(органеллы) | ||
ЭПС (ЭПР) | Система мембранных мешочков, образует единое целое с наружной мембраной и ядерной оболочкой. Бывает гранулярной (шероховатой) и гладкой |
|
Комплекс (Аппарат) Гольджи | Система мембранных мешочков-цистерн (диски); система пузырьков (везикулы); находится около ядра |
|
Лизосомы | Сферический мембранный мешок; много гидролитических ферментов |
|
Вакуоли | Заполнены клеточным соком. У растений – крупные, мелкие у животных (сократительные, пищеварительные, фагоцитарные). Чем старше растит. клетка – тем крупнее вакуоль. |
|
Двумембранные органоиды | ||
Митохондрии | Есть внутренние мембраны - кристы; матрикс (рибосомы, ДНК, РНК) много ферментов |
|
Пластиды | Виды: лейко- хромо- и хлоропласты; покрыты белково-липидной мембранной; строма-матрикс; имеют складки внутренней мембраны; в строме находятся ДНК и рибосомы; в мембранах есть хлорофилл. Лейко- и хромопласты могут перерождаться в хлоропласты - примеры. |
|
Ядро | Покрыто белково-липидной мембранной; состоит из кариоплазмы (ядерного сока или нуклеоплазмы), ядрышка (РНК, белок) и хроматина (ДНК, белок) | Хранение ДНК, транскрипция РНК. Отвечает за метаболические функции – если у клетки удалить ядро, то в ней начинают накапливаться токсические вещества, продукты распада, клетка перестает расти и обновляться. |
Закрепление материала
А 1 На каком рисунке изображена митохондрия?
В1 Установите соответствие между особенностями строения, функцией и органоидом клетки
А). Различают мембраны гладкие и шероховатые 1). Комплекс Гольджи
Б). Образуют сеть разветвленных каналов и полостей 2). ЭПС
В). Образуют уплощенные цистерны и вакуоли
Г). Участвует в синтезе белков, жиров
Д). Формируют лизосомы
В2 Установите соответствие между особенностями строения, функцией и органоидом клетки
Особенности строения, функции Органоид
А). Содержит пигмент хлорофилл 1). Митохондрия
Б). Осуществляет энергетический обмен в клетке 2). Хлоропласт
В). Осуществляет процесс фотосинтеза
Г). Внутренняя мембрана образует складки - кристы
Д). Основная функция – синтез АТФ
В3 Выберите три признака прокариотической клетки?
1). Имеется ядро
2). Клеточная стенка представлена муреином или пектином
3). Наследственный аппарат располагается в цитоплазме клетки
4) Имеет клеточный центр
5). Имеет хлоропласты с хлорофиллом
6). В цитоплазме располагаются рибосомы
С1 Проанализируйте рисунок, на котором изображены различные эукариотические клетки. О чем Вам говорит предложенная в нем информация?
Проверочная работа «Многообразие и строение клеток»
Задания части А
А) нервные клетки Б) клетки внутреннего слоя кожи
В) эритроциты Г) поперечно-полосатые мышечные волокна
Задания части В
1. Клетки бактерий отличаются от клеток растений
2.Клетки каких организмов не могут поглощать крупные частицы пищи путем фагоцитоза?
3.Белки и липиды участвуют в образовании
4.Каковы строение и функции митохондрий?
А) расщепляют биополимеры до мономеров
Б) характеризуются анаэробным способом получения энергии
Г) имеют ферментативные комплексы, расположенные на кристах
Д) окисляют органические вещества с образованием АТФ
Е) имеют наружную и внутреннюю мембраны
5.Какие общие свойства характерны для митохондрий и хлоропластов?
6.Цитоплазма выполняет в клетке ряд функций:
7.Установите соответствие между характеристикой органоида клетки и его видом.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНОИДА | ОРГАНОИД КЛЕТКИ |
1) система канальцев, пронизывающих цитоплазму | А) комплекс Гольджи |
2) система утолщенных мембранных цилиндров и пузырьков | Б) эндоплазматическая сеть |
3) обеспечивает накопление веществ в клетке | |
4) на мембранах могут размещаться рибосомы | |
5) участвует в формировании лизосом | |
6) обеспечивает перемещение органических веществ в клетке |
Ответ | ||||||
8.Установите соответствие между особенностью строения клетки и царством, для которого оно характерно.
ОСОБЕННОСТЬ СТРОЕНИЯ КЛЕТОК | ЦАРСТВО |
1) наличие пластид | А) Грибы |
2) отсутствие хлоропластов |
Роль каждого живого организма в живой природе очень велика. Бактерии, несмотря на свой крошечный размер и ограниченный набор функций, имеют огромное значение в жизнедеятельности каждого другого царства, будь то растения, грибы, животные или вирусы. Их главное отличие состоит в отсутствии ядра в клетке, но имеется еще огромное количество признаков, по которым осуществляется разделение данных организмов на отдельные группы.
Бактериальные и растительные , целью которых является выполнение одной-единственной функции – обеспечение помощи в передвижении в жидкой среде. Несмотря на одинаковое название, данные элементы имеют существенное отличие. Оно заключается в структуре и размерах.
Отличие бактерий от царства растений по данному признаку можно представить в следующей таблице:
Подробное отличие бактерий от всех растений, грибов и животных можно рассмотреть в представленной ниже таблице:
Отличительный признак | Бактерии | Грибы | Растения | Животные |
Чем питаются? | готовыми органическими веществами, синтез органических веществ из неорганики | Органическими веществами, создаваемыми из неорганических веществ самостоятельно (фотосинтез) | готовыми органическими веществами | |
Как передвигаются? | с помощью жгутиков и ворсинок | Не имеют способности к передвижению | Обладают способностью к самостоятельному передвижению | |
Как осуществляется рост? | до определенного момента (затем происходит деление клетки) | Неограниченно в течение своей жизни | до начала размножения | |
Размножение | Самостоятельное деление клетки | вегетативным, бесполым (спорами) и половым способами | Бесполым (спорами) и половым | половым |
Особенности | Отсутствие ядра в клетке | Клеточная стенка состоит из хитина;
грибы имеют запасной углевод в виде гликогена |
Наличие в составе клетки крупной центральной вакуоли, пластид и клетчатки;
запасной углевод в виде крахмала |
Обладают клеточным центром и запасным углеводом в виде гликогена;
Отсутствие клеточной стенки |
Исходя из представленных данных, можно сделать вывод, что грибы, животные, растения имеют существенное отличие от примитивной формы жизни, которые выражается не только в их структуре и строении, но и в выполняемых функциях и способах размножения на нашей планете. Помимо этого, огромное количество процессов, происходящих в клетках других живых организмов, . Для прокариотов также не свойственна необходимость в присутствии аскорбиновой кислоты для нормальной жизнедеятельности, в то время как грибам и остальным царствам (кроме вирусов) она требуется постоянно.
Если сравнивать бактерии с вирусами, то они имеют огромное отличие между собой. Основное из них заключается в размерах микроорганизмов. Если первые могут достигать примерно 5000 нанометров или 5 мкм (крупные представители группы), то габариты вирусов варьируются в пределах всего от 20 и до 400 нанометров, поэтому разглядеть их можно только посредством современного микроскопа.
Сможете ли вы выполнить это задание? Давайте вместе вспомним особенности строения данных клеток, их жизнедеятельности, а также черты сходства и отличия.
Характерной чертой является наличие зеленых пластид хлоропластов. Эти постоянные структуры являются основой протекания фотосинтеза. В ходе этого процесса неорганические вещества превращаются в углеводы и кислород. Сравните растительную и бактериальную клетки - и вы увидите, что у первого типа размеры гораздо больше. Некоторые из них можно различить даже невооруженным глазом. К примеру, крупные клетки мякоти арбуза, лимона или апельсина.
Несмотря на то, что эти клетки образуют организмы разных царств, между ними есть ряд существенных сходств. Они имеют общий план строения и состоят из поверхностного аппарата, цитоплазмы и постоянных структур - органелл.
И растения, и бактерии содержат генетический материал. Обязательным компонентом обоих типов является клеточная мембрана и стенка. Некоторые бактерии, подобно растениям, имеют цитоскелет, формирующий их опорно-двигательную систему. Еще одним сходством является наличие органелл движения. Сравните растительную и бактериальную клетки: зеленая водоросль хламидомонада перемещается при помощи жгутиков, а спирохеты используют для этого фибриллы.
Основное отличие этих клеток заключается в структуре и уровне развития генетического аппарата. Бактерии не имеют оформленного ядра. Они содержат кольцевую молекулу ДНК, место дислокации которой называется нуклеоид. Такие клетки называют прокариотическими. Кроме бактерий к ним относятся сине-зеленые водоросли.
Сравните растительную и бактериальную клетки. Первые являются эукариотическими. В их цитоплазме находится ядро, в матриксе которого хранятся молекулы ДНК. Бактерии лишены многих клеточных органелл, что определяет их низкий уровень организации. У них, в отличие от нет митохондрий, комплекса Гольджи, эндоплазматического ретикулума, пероксисом, всех видов пластид, включая хромо- и лейкопласты.
Отличия касаются и химического состава У растений в ее состав входит сложный углевод целлюлоза, а бактерии содержат пектин или муреин.
Итак, исходя из сравнения растительной и бактериальной клетки, можно сделать выводы, что наряду со сходными чертами, между ними существует ряд существенных отличий. Прежде всего они касаются организации генетического аппарата и наличия органелл.
Растительные клетки характеризуются более прогрессивными чертами строения и процессами жизнедеятельности по сравнению с бактериями, доказательством чего является большое разнообразие их видов и жизненных форм.
Сходство и различия в строении клеток растений, животных и грибов
Сходство в строении клеток эукариот.
Сейчас нельзя с полной уверенностью сказать, когда и как возникла на Земле жизнь. Мы также точно не знаем, как питались первые живые существа на Земле: авготрофно или гетеротрофно. Но в настоящее время на нашей планете мирно сосуществуют представители нескольких царств живых существ. Несмотря на большое различие в строении и образе жизни, очевидно, что между ними сходств больше, чем различий, и все они, вероятно, имеют общих предков, живших в далекой архейской эре. О наличии общих «дедушек» и «бабушек» свидетельствует целый ряд общих признаков у клеток эукариот: простейших, растений, грибов и животных. К этим признакам можно отнести:
Общий план строения клетки: наличие клеточной мембраны, цитоплазмы
, ядра, органоидов;
- принципиальное сходство процессов обмена веществ и энергии в клетке;
- кодирование наследственной информации
при помощи нуклеиновых кислот;
- единство химического состава клеток;
- сходные процессы деления клеток.
Различия в строении клеток растений и животных.
В процессе эволюции, в связи с неодинаковыми условиями существования клеток представителей различных царств живых существ, возникло множество отличий. Сравним строение и жизнедеятельность клеток растений и животных (табл. 4).
Главное отличие между клетками этих двух царств заключается в способе их питания. Клетки растений, содержащие хлоропласты,являются автотрофами, т. е. сами синтезируют необходимые для жизнедеятельности органические вещества за счет энергии света в процессе фотосинтеза. Клетки животных - гетеротрофы, т. е. источником углерода для синтеза собственных органических веществ для них являются органические вещества, поступающие с пищей. Эти же пищевые вещества, например углеводы, служат для животных источником энергии. Есть и исключения, такие как зеленые жгутиконосцы, которые на свету способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами. Для обеспечения фотосинтеза в клетках растений содержатся пластиды, несущие хлорофилл и другие пигменты.
Так как растительная клетка имеет клеточную стенку, защищающую ее содержимое и обеспечивающую постоянную ее форму, то при делении между дочерними клетками образуется перегородка, а животная клетка, не имеющая такой стенки, делится с образованием перетяжки.
Особенности клеток грибов.
Таким образом, выделение грибов в самостоятельное царство, насчитывающее более 100 тыс. видов, абсолютно оправдано. Свое происхождение грибы ведут или от древнейших нитчатых водорослей, утерявших хлорофилл, т. е. от растений, или от каких-то неведомых нам древнейших гетеротрофов, т. е. животных.
1. Чем растительная клетка отличается от животной?
2. Каковы различия в делении растительных и животных клеток?
3. Почему грибы выделены в самостоятельное царство?
4. Что общего и какие различия в строении и жизнедеятельности можно выделить, сравнивая грибы с растениями и животными?
5. На основании каких признаков можно предположить, что все эукариоты имели общих предков?
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта