Сравнение строения клеток эукариот. Сходство и различия в строении клеток растений, животных и грибов — Гипермаркет знаний

Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).

Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В про-кариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.

Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эука-риотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хло-ропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки.

Клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной, поверх которой располагается клеточная оболочка или слизистая капсула. Несмотря на относительную простоту, прокариоты являются типичными независимыми клетками.

Сравнительная характеристика клеток эукариот. По строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Они касаются как структурных, так и биохимических особенностей.

Для растительной клетки характерно наличие различных пластид, крупной центральной вакуоли, которая иногда отодвигает ядро к периферии, а также расположенной снаружи плазматической мембраны клеточной стенки, состоящей из целлюлозы. В клетках высших растений в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей. Резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал.

В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина - вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген.

В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид. Нет в животной клетке и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток. Резервным углеводом в клетках животных также является гликоген.

Вопрос №6. Жизненный и митотический циклы клеток

Важным свойством клетки как живой системы является способность ее к самовоспроизведению, которое лежит в основе процессов роста, развития и размножения организмов. Клетки организма подвергаются воздействию различных вредных факторов, изнашиваются и стареют. Поэтому каждая отдельная клетка в конечном результате должна погибнуть. Чтобы организм продолжал жить, он должен производить новые клетки с той же скоростью, с которой погибают старые. Поэтому деление клетки - это обязательное условие жизни для всех живых организмов. Одним из основных типов деления клеток митоз. Митоз - это такое деление ядра клетки, когда образуются две дочерние клетки с набором хромосом, который имеет материнская клетка. По разделением ядра проходит деление цитоплазмы. Митотическое деление приводит к увеличению числа клеток, что обеспечивает процессы роста, регенерации и замещения клеток у всех высших животных и растений. У одноклеточных организмов митоз является механизмом бесполого размножения. Хромосомы выполняют главную роль в процессе деления клеток, поскольку обеспечивают передачу наследственной информации и участвуют в регуляции метаболизма клеток.

Последовательность процессов, протекающих между образованием клетки и ее разделением на дочерние клетки называют клеточным циклом. В интерфазе цикла удваивается количество ДНК в хромосомах. Митоз обеспечивает генетическую стабильность последующих поколений клеток.

Жизненный и клеточный циклы клеток

Возможные направления

Периодизация

В жизни клетки различают жизненный цикл и клеточный цикл. Жизненный цикл значительно длиннее - это период от образования клетки в результате деления материнской клетки и к следующему разделу или к гибели клетки. На протяжении жизни клетки растут, диффеются, выполняющие специфические функции. Клеточный цикл значительно короче. Это собственно процесс подготовки к делению (интерфаза) и сам разделение (Митоз). Поэтому этот цикл называют еще митотическим. Такая периодизация (на жизненном и митотический цикл) достаточно условна, поскольку жизнь клетки - непрерывный, неделимый процесс. Так, в эмбриональный период, когда клетки быстро делятся, жизненный цикл совпадает с клеточным (митотическим). После дифференциальных клеток, когда каждая из них выполняет специфическую функцию, жизненный цикл длительный от митотического. Клеточный цикл состоит из интерфазы, митоза и цитокинез. Продолжительность клеточного цикла у разных организмов разная.

Интерфаза - это подготовка клетки к делению, на ее долю приходится 90% всего клеточного цикла. На этой стадии происходят наиболее активные металлические процессы. Ядро имеет гомогенный вид – оно заполнено тонкой сеткой, состоящей из переетених между собой достаточно длинных и тонких нитей - хромонем. Ядро соответствующей формы, окруженный двоша- ровой ядерной мембраной с порами диаметром около 40 мкм. В интерфазных ядре проходит подготовка к делению интерфазу делят на определенные периоды: G1 - период, предшествующий репликации ДНК; S-период репликации ДНК; G2 - период с момента окончания репликации до начала митоза. Продолжительность каждого периода можно определить, воспользовавшись методом радиоавтографии.

Пресинтетический период (G1 - от англ. Gap - интервал) наступает сразу за разделом. Здесь происходят такие биохимические процессы: синтез макромолекулярных спо- лук необходимых для построения хромосом и ахрома- тинового аппарата (ДНК, РНК, гистонов и других белков), растет количество рибосом и митохондрий, происходит накопление энергетического материала для осуществления структурных перестроек и сложных движений при делении. Клетка интенсивно растет и может выполнять свою функцию. Набор генетического материала будет 2п2с.

В синтетическом периоде (S) удваивается ДНК, каждая хромосома результате репликации создает себе подобную структуру. Проходит синтез РНК и белков, митотического аппарата и точное удвоение центриоль. Они расходятся в разные стороны, образуя два полюса. Набор генетического материала составляет 2п4с. Далее наступает пислясинтетичний период (G2) - клетка запасается энергией. Синтезируются белки ахроматинового веретена, идет подготовка к митоза. Генетический материал составляет 2п4с. После достижения клеткой определенного состояния: накопление белков, удвоение количества ДНК и др. она готова к делению - митоза

«Клетка организма» - Средняя величина прокариотических клеток 5 мкм. Аналогичные впячивания (мезосомы) в бесцветных клетках выполняют функции метохондрий. 2 Отбор генетической информации, способствующей выживанию и размножению своих носителей. Работа по биологии 9 «Б» класса. Рабочая группа: Кобец В., Дедова А., Фокина А., Нечаев С., Цветков В., Дацкевич Ю.

«Клетка в организме» - Прокариотическая клетка (прокариот) эукариотическая клетка (эукариот). В первые микроскопы можно было увидеть внешнее строение клетки. Как называется наука, которая изучает клетку? Из каких компонентов состоит клетка? Контрольные вопросы. Ткани организма. Одноклеточные организмы. Растительная клетка.

«Клетки» - Хромопласты - желтые, красные, коричневые пластиды. Строение оболочки: Функции - придает цвет клетке, фотосинтез. Функция - биосинтез белка. Клетка. Митохондрия. Пластиды. Клетка – структурная и функциональная единица всего живого. Закрепление знаний. Основные части клетки-. Формой Размером Цветом Функциями.

«Органические вещества клетки» - Закрепить полученные знания. Перечислите функции белков. Углеводы состоят из атомов углерода и молекул воды. Закрепление. Органические соединения клетки: белки, жиры, углеводы. Каковы функции углеводов и липидов? Сделать вывод. РНК: и-РНК, т-РНК, р-РНК. Органические вещества, входящие в состав клетки.

«Мейоз» - Исходная клетка, из которой в последствии образуется зрелая яйцеклетка, называется ооцитом первого порядка. Второе деление мейоза приводит к образованию гаплоидных сперматоцитов второго порядка. В результате мейоза из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидных клетки. Второе деление мейоза.

«Деление клетки мейоз» - Первое деление мейоза (I) называется редукционное. Презентация подготовлена доцентом ИМОЯК ТПУ, д.м.н. Проваловой Н.В. Интерфаза. Конъюгация - соединение гомологичных хромосом. Дочерние клетки имеют гаплоидный набор хромосом. Профаза II. Мейоз. Идет конъюгация и кроссинговер. Формируется цитоплазматическая мембрана.

Всего в теме 14 презентаций

Многообразие клеток

Согласно клеточной теории клетка является наименьшей структурно-функциональной единицей организмов, которой присущи все свойства живого. По количеству клеток организмы делят на одноклеточные и многоклеточные. Клетки одноклеточных организмов существуют как самостоятельные организмы и осуществляют все функции живого. Одноклеточными являются все прокариоты и целый ряд эукариот (многие виды водорослей, грибов и простейшие животные), которые поражают чрезвычайным разнообразием форм и размеров. Однако большинство организмов все же является многоклеточными. Их клетки специализируются на выполнении определенных функций и образуют ткани и органы, что не может не отражаться на морфологических особенностях. Например, организм человека образован примерно из 1014 клеток, представленных примерно 200 видами, имеющими самые разнообразные формы и размеры.

Форма клеток может быть округлой, цилиндрической, кубической, призматической, диско-видной, веретеновидной, звездчатой и др. (рис. 2.1). Так, яйцеклетки имеют округлую форму, клетки эпителия - цилиндрическую, кубическую и призматическую, форму двояковогнутого диска имеют эритроциты крови, веретеновидными являются клетки мышечной ткани, а звездчатую - клетки нервной ткани. Ряд клеток вообще не имеет постоянной формы. К ним относятся, прежде всего, лейкоциты крови.

Размеры клеток также существенно варьируют: большинство клеток многоклеточного организма имеют размеры от 10 до 100 мкм, а наименьшие - 2-4 мкм. Нижний предел обусловлен тем, что клетка должна иметь минимальный набор веществ и структур для обеспечения жизнедеятельности, а слишком большие размеры клетки будут препятствовать обмену веществ и энергии с окружающей средой, а также будут затруднять процессы поддержания гомеостаза. Тем не менее некоторые клетки можно рассмотреть невооруженным взглядом. Прежде всего к ним относятся клетки плодов арбуза и яблони, а также яйцеклетки рыб и птиц. Даже если один из линейных размеров клетки превышает средние показатели, все остальные соответствуют норме. Например, отросток нейрона может в длину превышать 1 м, но его диаметр все равно будет соответствовать среднему значению. Между размерами клеток и размерами тела не существует прямой зависимости. Так, клетки мышц слона и мыши имеют одинаковые размеры.

Прокариотические и эукариотические клетки

Как уже упоминалось выше, клетки имеют много сходных функциональных свойств и морфологических особенностей. Каждая из них состоит из цитоплазмы, погруженной в нее наследственной информации, и отделена от внешней среды плазматической мембраной, или плазмалеммой, не препятствующей процессу обмена веществ и энергии. Снаружи от мембраны у клетки может быть еще клеточная стенка, состоящая из различных веществ, которая служит для защиты клетки и является своего рода ее внешним скелетом.

Цитоплазма представляет собой все содержимое клетки, заполняющее пространство между плазматической мембраной и структурой, содержащей наследственную информацию. Она состоит

из основного вещества - гиалоплазмы - и погруженных в нее органоидов и включений. Органоиды - это постоянные компоненты клетки, выполняющие определенные функции, а включения - возникающие и исчезающие в процессе жизни клетки компоненты, выполняющие в основном запасающую или выделительную функции. Часто включения делят на твердые и жидкие. Твердые включения представлены в основном гранулами и могут иметь различную природу, тогда как в качестве жидких включений рассматривают вакуоли и капли жира (рис. 2.2).

В настоящее время различают два основных типа организации клеток: прокариотические и эукариотические .

Прокариотическая клетка не имеет ядра, ее наследственная информация не отделена от цитоплазмы мембранами.

Область цитоплазмы, в которой хранится наследственная информация в прокариотической клетке, называют нуклеоидом. В цитоплазме прокариотических клеток встречается, главным образом, один вид органоидов - рибосомы, а окруженные мембранами органоиды отсутствуют вовсе. Прокариотами являются бактерии.

Эукариотическая клетка - клетка, в которой хотя бы на одной из стадий развития имеется ядро - специальная структура, в которой находится ДНК.

Цитоплазма эукариотических клеток отличается значительным разнообразием органоидов. К эукариотическим организмам относят растения, животные и грибы.

Размеры прокариотических клеток, как правило, на порядок меньше, чем размеры эукариотических. Большинство прокариот является одноклеточными организмами, а эукариоты - многоклеточными.

Сравнительная характеристика строения клеток растений, животных, бактерий и грибов

Кроме характерных для прокариот и эукариот особенностей, клетки растений, животных, грибов и бактерий обладают еще целым рядом особенностей. Так, клетки растений содержат специфические органоиды - хлоропласты, которые обусловливают их способность к фотосинтезу, тогда как у остальных организмов эти органоиды не встречаются. Безусловно, это не означает, что другие организмы не способны к фотосинтезу, поскольку, например, у бактерий он протекает на впячиваниях плазмалеммы и отдельных мембранных пузырьках в цитоплазме.

Растительные клетки, как правило, содержат крупные вакуоли, наполненные клеточным соком. В клетках животных, грибов и бактерий они также встречаются, но имеют совершенно иное происхождение и выполняют другие функции. Основным запасным веществом, встречающимся в виде твердых включений, у растений является крахмал, у животных и грибов - гликоген, а у бактерий - волютин.

Еще одним отличительным признаком этих групп организмов является организация поверхностного аппарата: у клеток животных организмов клеточная стенка отсутствует, их плазматическая мембрана покрыта лишь тонким гликокаликсом, тогда как у всех остальных она есть. Это целиком объяснимо, поскольку способ питания животных связан с захватом пищевых частиц в процессе фагоцитоза, а наличие клеточной стенки лишило бы их данной возможности. Химическая природа вещества, входящего в состав клеточной стенки, неодинакова у различных групп живых организмов: если у растений это целлюлоза, то у грибов - хитин, а у бактерий - муреин (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Сравнительная характеристика строения клеток растений, животных, грибов и бактерий

Признак	Бактерии	Животные	Грибы	Растения
Способ питания	Гетеротрофный или автотрофный	Гетеротрофный	Гетеротрофный	Автотрофный
Организация наследственной информации	Прокариоты	Эукариоты	Эукариоты	Эукариоты
Локализация ДНК	Нуклеоид, плаз- миды	Ядро, митохондрии	Ядро, митохондрии	Ядро, митохондрии, пластиды
Плазматическая мембрана
Клеточная стенка	Муреиновая		Хитиновая	Целлюлозная
Цитоплазма
Органоиды	Рибосомы	Мембранные и немембранные, в том числе клеточный центр	Мембранные и немембранные	Мембранные и немембранные, в том числе пластиды
Органоиды движения	Жгутики и ворсинки	Жгутики и реснички	Жгутики и реснички	Жгутики и реснички
		Сократительные, пищеварительные		Центральная вакуоль с клеточным соком
Включения		Гликоген	Гликоген

Отличия в строении клеток представителей разных царств живой природы приведены на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Строение клеток бактерий (А), животных (Б), грибов (В) и растений (Г)

2.3. Химическая организация клетки. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ), входящих в состав клетки. Обоснование родства организмов на основе анализа химического состава их клеток.

Химический состав клетки.

В составе живых организмов обнаружено большинство химических элементов Периодической системы элементов Д. И. Менделеева, открытых к настоящему времени. С одной стороны, в них не содержится ни одного элемента, которого не было бы в неживой природе, а с другой стороны, их концентрации в телах неживой природы и живых организмах существенно различаются (табл. 2.2).

Эти химические элементы образуют неорганические и органические вещества. Несмотря на то что в живых организмах преобладают неорганические вещества (рис. 2.4), именно органические вещества определяют уникальность их химического состава и феномена жизни в целом, поскольку они синтезируются преимущественно организмами в процессе жизнедеятельности и играют в реакциях важнейшую роль.

Изучением химического состава организмов и химических реакций, протекающих в них, занимается наука биохимия.

Следует отметить, что содержание химических веществ в различных клетках и тканях может существенно различаться. Например, если в животных клетках среди органических соединений преобладают белки, то в клетках растений - углеводы.

Таблица 2.2

Химический элемент	Земная кора	Морская вода	Живые организмы

Макро- и микроэлементы

В живых организмах встречается около 80 химических элементов, однако только для 27 из этих элементов установлены их функции в клетке и организме. Остальные элементы присутствуют в незначительных количествах, и, по-видимому, попадают в организм с пищей, водой и воздухом. Содержание химических элементов в организме существенно различается (см. табл. 2.2). В зависимости от концентрации их делят на макроэлементы и микроэлементы.

Концентрация каждого из макроэлементов в организме превышает 0,01 %, а их суммарное содержание - 99 %. К макроэлементам относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор, серу, калий, кальций, натрий, хлор, магний и железо. Первые четыре из перечисленных элементов (кислород, углерод, водород и азот) называют также органогенными, поскольку они входят в состав основных органических соединений. Фосфор и сера также являются компонентами ряда органических веществ, например белков и нуклеиновых кислот. Фосфор необходим для формирования костей и зубов.

Без оставшихся макроэлементов невозможно нормальное функционирование организма. Так, калий, натрий и хлор участвуют в процессах возбуждения клеток. Калий также необходим для работы многих ферментов и удержания воды в клетке. Кальций входит в состав клеточных стенок растений, костей, зубов и раковин моллюсков и требуется для сокращения мышечных клеток, а также для внутриклеточного движения. Магний является компонентом хлорофилла - пигмента, обеспечивающего протекание фотосинтеза. Он также принимает участие в биосинтезе белка. Железо, помимо того, что оно входит в состав гемоглобина, переносящего кислород в крови, необходимо для протекания процессов дыхания и фотосинтеза, а также для функционирования многих ферментов.

Микроэлементы содержатся в организме в концентрациях менее 0,01 %, а их суммарная концентрация в клетке не достигает и 0,1%. К микроэлементам относятся цинк, медь, марганец, кобальт, йод, фтор и др. Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы - инсулина, медь требуется для процессов фотосинтеза и дыхания. Кобальт является компонентом витамина В 12 , отсутствие которого приводит к анемии. Йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, обеспечивающих нормальное протекание обмена веществ, а фтор связан с формированием эмали зубов.

Как недостаток, так и избыток или нарушение обмена макро- и микроэлементов приводят к развитию различных заболеваний. В частности, недостаток кальция и фосфора вызывает рахит, нехватка азота - тяжелую белковую недостаточность, дефицит железа - анемию, а отсутствие йода - нарушение образования гормонов щитовидной железы и снижение интенсивности обмена веществ. Уменьшение поступления фтора с водой и пищей в значительной степени обусловливает нарушение обновления эмали зубов и, как следствие, предрасположенность к кариесу. Свинец токсичен почти для всех организмов. Его избыток вызывает необратимые повреждения головного мозга и центральной нервной системы, что проявляется потерей зрения и слуха, бессонницей, почечной недостаточностью, судорогами, а также может привести к параличу и такому заболеванию, как рак. Острое отравление свинцом сопровождается внезапными галлюцинациями и заканчивается комой и смертью.

Недостаток макро- и микроэлементов можно компенсировать путем увеличения их содержания в пище и питьевой воде, а также за счет приема лекарственных препаратов. Так, йод содержится в морепродуктах и йодированной соли, кальций - в яичной скорлупе и т. п.

Эти структуры, несмотря на единство происхождения, имеют значительные отличия.

Общий план строения клеток

Рассматривая клеток, необходимо прежде всего вспомнить об основных закономерностях их развития и структуры. Они имеют общие черты строения, и состоят из поверхностных структур, цитоплазмы и постоянных структур - органелл. В результате жизнедеятельности в них про запас откладываются органические вещества, которые называются включениями. Новые клетки возникают в результате деления материнских. В ходе этого процесса из одной исходной может образоваться две и более молодых структур, которые являются точной генетической копией исходных. Клетки, единые по особенностям строения и выполняемым функциям, объединяются в ткани. Именно из этих структур происходит формирование органов и их систем.

Сравнение растительной и животной клетки: таблица

На таблице легко можно увидеть все сходства и различия в клетках обеих категорий.

Признаки для сравнения	Растительная клетка	Животная клетка
Особенности клеточной стенки	Состоит из полисахарида целлюлозы.	Представляет собой гликокаликс-тонкий слой, состоящий из соединений белков с углеводами и липидами.
Наличие клеточного центра	Находится только в клетках нижних растений-водорослей.	Находится во всех клетках.
Наличие и расположение ядра	Ядро находится в пристеночной зоне.	Ядро располагается в центре клетки.
Наличие пластид	Наличие пластид трех видов: хлоро-, хромо- и лейкопластов.	Отсутствуют.
Способность к фотосинтезу	Происходит на внутренней поверхности хлоропластов.	Не способны.
Способ питания	Автотрофный.	Гетеротрофный.
Вакуоли	Представляют собой большие	Пищеварительные и
Запасной углевод	Крахмал.	Гликоген.

Основные отличия

Сравнение растительной и животной клетки свидетельствует о целом ряде отличий в особенностях их строения, а значит и процессов жизнедеятельности. Так, несмотря на единство общего плана, их поверхностный аппарат отличается химическим составом. Целлюлоза, входящая в состав клеточной стенки растений, придает им постоянную форму. Гликокаликс животных, наоборот, представляет собой тонкий эластичный слой. Однако самое главное принципиальное отличие этих клеток и организмов, которые они образуют, заключается в способе питания. Растения имеют в цитоплазме зеленые пластиды хлоропласты. На их внутренней поверхности происходит сложная химическая реакция превращения воды и углекислого газа в моносахариды. Этот процесс возможен только при наличии солнечного света и называется фотосинтезом. Побочным продуктом реакции является кислород.

Выводы

Итак, мы провели сравнение растительной и животной клетки, их сходство и отличия. Общими являются план строения, химических процессов и состава, деления и генетического кода. В то же время клетки растений и животных принципиально отличаются способом питания организмов, которые они образуют.

Возможно, будет полезно почитать: