Differenze tra cellule di organismi unicellulari e pluricellulari. Il valore dell'unicellulare

Lo sviluppo della fauna selvatica sulla terra ha portato alla formazione di due gruppi principali di organismi: piante e animali. Tra animali e piante, nonostante le differenze esterne, c'è molto in comune. La somiglianza delle cellule vegetali e animali si trova a livello chimico elementare. Circa 90 elementi del sistema periodico sono stati trovati nella composizione degli organismi viventi mediante moderni metodi di analisi chimica. A livello molecolare, la somiglianza si manifesta nel fatto che proteine, grassi, carboidrati, acidi nucleici, vitamine, ecc.

Una caratteristica dell'organizzazione molecolare delle cellule vegetali è che contengono un pigmento fotosintetico: la clorofilla. Grazie alla fotosintesi, l'ossigeno si accumula nell'atmosfera terrestre e ogni anno si formano centinaia di miliardi di tonnellate di materia organica. Le piante, come gli animali, hanno proprietà viventi come crescita (divisione cellulare dovuta alla mitosi - ca. biofile.ru), sviluppo, metabolismo, irritabilità, movimento, riproduzione e le cellule germinali di animali e piante sono formate dalla meiosi e, in in contrasto con da somatico hanno un set aploide (n) di cromosomi. Le cellule di piante e animali sono circondate da una sottile membrana citoplasmatica. Tuttavia, le piante hanno ancora una spessa parete cellulare di cellulosa. Le cellule circondate da un guscio duro possono percepire da ambiente le sostanze di cui hanno bisogno solo allo stato disciolto. Pertanto, le piante si nutrono osmoticamente. L'intensità della nutrizione dipende dalle dimensioni della superficie del corpo della pianta a contatto con l'ambiente. Di conseguenza, la maggior parte delle piante ha un grado di dissezione molto più elevato rispetto agli animali, a causa della ramificazione di germogli e radici. L'esistenza di membrane cellulari solide nelle piante determina un'altra caratteristica organismi vegetali- la loro immobilità, mentre gli animali hanno poche forme che conducono uno stile di vita attaccato. Ecco perché la distribuzione di animali e piante avviene in diversi periodi di ontogenesi: gli animali si insediano allo stato larvale o adulto; le piante sviluppano nuovi habitat grazie al vento o al trasferimento animale di rudimenti (spore, semi) che sono a riposo. Le cellule vegetali differiscono dalle cellule animali in speciali organelli plastidi, nonché in una rete sviluppata di vacuoli, che determinano in gran parte le proprietà osmotiche delle cellule. Le cellule animali sono isolate l'una dall'altra, mentre nelle cellule vegetali i canali del reticolo endoplasmatico comunicano tra loro attraverso i pori della parete cellulare. Il glicogeno viene immagazzinato come nutrienti di riserva nelle cellule animali, mentre l'amido viene immagazzinato nelle cellule vegetali. La forma di irritabilità negli animali multicellulari è un riflesso, nelle piante - tropismi e nastia. Nelle piante avviene sia la riproduzione sessuata che asessuata, e nella stragrande maggioranza di esse vi è un'alternanza di generazioni sessuate e asessuate. Negli animali, la forma determinante della riproduzione della prole è la riproduzione sessuata.

Le piante unicellulari inferiori e i protozoi unicellulari sono difficili da distinguere non solo esternamente. Ad esempio, Euglena green, un organismo che sembra essere al confine tra mondo vegetale e animale, ha un'alimentazione mista: alla luce sintetizza sostanze organiche con l'ausilio di cloroplasti, e al buio si nutre in modo eterotrofico, come un animale . La crescita delle piante è quasi continua e nella maggior parte degli animali è limitata a un certo periodo di ontogenesi, dopodiché la crescita si interrompe. È innegabile che le piante e gli animali moderni avessero antenati comuni. Erano quelli che servivano radice comune Per sviluppo evolutivo e divergenza di piante e animali.

Differenze nella struttura delle cellule vegetali e animali

Nel processo di evoluzione, a causa delle condizioni disuguali per l'esistenza di cellule di rappresentanti vari regni esseri viventi, ci sono molte differenze. Confronta la struttura e l'attività vitale delle cellule vegetali e animali.

La principale differenza tra le cellule di questi due regni sta nel modo in cui vengono nutrite. Le cellule vegetali contenenti cloroplasti sono autotrofi, cioè sintetizzano esse stesse le sostanze organiche necessarie alla vita a scapito dell'energia luminosa nel processo di fotosintesi. Le cellule animali sono eterotrofi, cioè la fonte di carbonio per la sintesi delle proprie sostanze organiche per loro sono sostanze organiche che vengono fornite con il cibo. Questi stessi nutrienti, come i carboidrati, servono come fonte di energia per gli animali.

Ci sono eccezioni, come i flagellati verdi, che sono in grado di fotosintesi alla luce e al buio si nutrono di prodotti già pronti materia organica. Per garantire la fotosintesi, le cellule vegetali contengono plastidi che trasportano clorofilla e altri pigmenti.

Poiché una cellula vegetale ha una parete cellulare che protegge il suo contenuto e ne assicura la forma costante, durante la divisione si forma una partizione tra le cellule figlie e una cellula animale che non ha tale parete si divide con la formazione di una costrizione.

Non si può tracciare un confine netto tra animali e piante. Se gli animali e le piante superiori e organizzati in modo complesso differiscono sempre nettamente l'uno dall'altro in molti modi, allora le loro forme inferiori, in particolare gli animali e le piante unicellulari, hanno spesso somiglianze. Ciò indica un'origine comune di animali e piante.

Quali proprietà sono caratteristiche delle piante superiori?

Primo e, forse, la proprietà più importante delle piante è la capacità di fotosintesi. Gli organismi che utilizzano le sostanze che sintetizzano per la nutrizione sono chiamati autotrofi, cioè La nutrizione delle piante è autotrofa. Tuttavia, come ogni cosa nel mondo naturale, non solo le piante hanno questa proprietà, ma anche alcuni batteri e protisti. Tuttavia, sono le piante gli organismi fotosintetici più importanti sulla Terra. A causa di complessi processi biochimici in verde cellule vegetali formata da acqua e anidride carbonica composti organici- carboidrati (glucosio). Allo stesso tempo, l'ossigeno viene separato dall'acqua e rilasciato nell'atmosfera. Secondo, il segno che ne consegue sono i pigmenti caratteristici solo delle piante: clorofilla (verde), che è presente in tutte le parti verdi delle piante e svolge la quota principale della fotosintesi, vari carotenoidi (rosso, arancione, giallo), anch'essi fotosintetici, grazie a cui le foglie acquisiscono il colore appropriato in autunno. Inoltre, ci sono molti altri pigmenti che causano una varietà di colori nei fiori dei frutti e in altre parti delle piante.

Terzo segnoè una crescita illimitata. Le piante, a differenza degli animali, sono in grado di crescere per tutta la vita (con interruzioni per periodo invernale). Anche in questo caso va detto che anche i funghi sono in grado di crescere per tutta la loro vita.

Quarto segno- particolarità struttura cellulare. Nelle piante, la cellula all'esterno, oltre alla membrana, è ricoperta dalla cosiddetta parete cellulare, costituita da cellulosa, che è una sorta di cornice cellulare. Gli animali non hanno una tale parete cellulare, mentre nei funghi è costituita da chitina. Insieme, le pareti cellulari conferiscono maggiore forza ai tessuti vegetali.

capitolo 2

Fenomeni e modelli di vita a livello cellulare

Dopo aver studiato il capitolo, sarai in grado di caratterizzare :

La composizione e la struttura della cellula;

Proprietà degli organelli cellulari;

Processi vitali delle cellule.

Sarai capace di:

Determinare le differenze nella struttura delle cellule eucariotiche e procariotiche;

Valutare il ruolo degli autotrofi e degli eterotrofi in natura;

Spiegare l'importanza del metabolismo nella vita della cellula;

Confronta i meccanismi dei processi di biosintesi proteica, fotosintesi e respirazione.

Sezione 5. Diversità delle cellule

Ricordare

Quale livello strutturale di organizzazione della vita caratterizza la cellula;

Cosa sono gli organismi unicellulari e pluricellulari.

Dalla storia dello studio della diversità cellulare. La storia dello studio della cellula è indissolubilmente legata allo sviluppo della tecnologia microscopica. L'esistenza delle cellule divenne nota solo in XVII v. Nel 1665 il naturalista inglese R. Hooke, avendo apprezzato l'importanza di un dispositivo di ingrandimento, lo utilizzò per la prima volta per studiare sezioni di alcuni tessuti vegetali e animali. Al microscopio, ha trovato strutture a nido d'ape e le ha chiamate "cellule" o "cellule". Da allora, il termine è diventato saldamente stabilito in biologia.

Nel 1674, il naturalista olandese A. van Leeuwenhoek considerò per la prima volta sotto microscopio fatto in casa alcuni protozoi e singole cellule animali (eritrociti, spermatozoi).

Negli anni '30 del XIX v. Lo scienziato scozzese R. Brown ha scoperto una formazione densa rotonda nelle cellule vegetali, che ha chiamato il nucleo.

Nel 1838, riassumendo le informazioni sulla cella disponibili a quel tempo, il botanico tedesco M.Ya. Schleiden è stato il primo a giungere alla conclusione che il nucleo è un elemento strutturale obbligatorio di tutti cellule vegetali. Nel 1839 il fisiologo tedesco T. Schwann, basandosi sul lavoro di Schleiden, delineò le basi teoria delle cellule, secondo il quale tutti i tessuti degli organismi animali e vegetali sono costituiti da cellule, cellule vegetali e animali principio generale struttura, ogni singola cellula è indipendente e l'attività vitale dell'intero organismo si manifesta come un insieme di attività vitali singoli gruppi cellule.

L'emergere della teoria cellulare di Schleiden e Schwann ha portato a ulteriori sviluppi teoria delle cellule. Nel 1858, il patologo tedesco R. Virchow dimostrò che le cellule nascono solo riproducendo la propria specie. Possiede l'affermazione aforistica: "Ogni cella proviene da una cella". Alla fine XIX v. è stata avanzata l'ipotesi che le informazioni sulle proprietà ereditarie degli organismi siano contenute nel nucleo.

Un importante contributo allo sviluppo della teoria della cellula è stato dato dagli scienziati russi. Nel 1892 I.I. Mechnikov scoprì il fenomeno della fagocitosi (dal greco. phagos - "divoratore", kytos - "cellula") - cattura attiva e assorbimento di varie particelle da parte di organismi unicellulari e persino cellule organismi pluricellulari. Nel 1898 S.G. Navashin ha descritto un tipo speciale di fertilizzazione: la doppia fertilizzazione, caratteristica di tutte le piante da fiore.

All'inizio del XX v. sono stati sviluppati metodi per coltivare cellule in vitro e il primo microscopio elettronico. Di conseguenza, la scienza si è arricchita di informazioni sui più piccoli, precedentemente sconosciuti strutture cellulari. È stato dimostrato che le cellule di tutti gli organismi, nonostante la loro diversità, sono simili per struttura, composizione chimica e manifestazioni della loro attività vitale.

Ulteriori studi hanno dimostrato che le strutture nucleari della cellula servono come base per la trasmissione delle proprietà ereditarie degli organismi.

Il mondo delle cellule viventi

Le cellule sono estremamente diverse. Differiscono per dimensioni, struttura, forma e funzione. Le dimensioni delle cellule variano da 0,1-0,25 micron (alcuni batteri) a 15-21 cm (uovo di struzzo nel guscio).

Esistono cellule a vita libera che si comportano come individui di popolazioni e specie. La loro vita dipende non solo da lavoro ben coordinato strutture intracellulari, ma anche sulle caratteristiche dell'esistenza della cellula come organismo indipendente (ottenimento del cibo, modo di nutrirsi, riproduzione, mobilità in ambiente, esperienza attiva e inattiva di condizioni avverse, ecc.).

Le cellule sono a vita libera (1) e formano tessuti (2)

Ci sono molti organismi unicellulari. I loro rappresentanti si trovano tra tutti i regni della fauna selvatica e abitano tutti gli ambienti della vita sul nostro pianeta.

Negli organismi pluricellulari cellule diverse eseguire varie funzioni. Cellule simili nella struttura, situate una accanto all'altra, unite da una sostanza intercellulare e progettate per svolgere determinate funzioni (specializzate) nel corpo, formano i tessuti. I tessuti sono sorti nel corso dello sviluppo evolutivo contemporaneamente all'avvento della multicellularità, poiché la specializzazione delle cellule e, di conseguenza, dei tessuti ha contribuito a una migliore fornitura dei processi vitali dell'intero organismo.

Negli animali si distinguono quattro tipi (gruppi) di tessuti: epiteliale, connettivo, muscolare e nervoso; nelle piante - cinque tipi (gruppi) di tessuti: educativo, tegumentario, conduttivo, meccanico, di base.

Le cellule di tutti gli organismi sulla Terra sono fondamentalmente simili nella loro struttura, composizione chimica e nelle principali manifestazioni della vita. Allo stesso tempo, nelle cellule si verificano processi vitali (respirazione, biosintesi, metabolismo), indipendentemente dal fatto che siano organismi unicellulari o parti costitutive organismo pluricellulare.

La vita di un organismo multicellulare dipende dall'attività vitale delle sue singole cellule e dei loro gruppi, che svolgono funzioni speciali e specializzate.

proprietà delle cellule. La specificità di una cellula è determinata dalla specificità della sua componenti costitutivi, ordine che si verifica in esso come in sistema completo processi. cellula vivente svolge i processi da cui dipende la sua vita: assorbe il cibo, ne estrae energia, si sbarazza delle scorie metaboliche, mantiene la costanza del suo Composizione chimica e si riproduce. Tutto ciò ci consente di considerare la cellula come un'unità speciale della materia vivente, come elementare sistema vivente- biosistema livello cellulare organizzazione della vita.

La cella è il principale strutturale e unità funzionale vita.

Le cellule costituiscono tutti gli esseri viventi, dalle piante unicellulari alle grandi piante, animali e umani. In tutti gli organismi, le cellule funzionano, da un lato, come biosistemi indipendenti e, dall'altro, come parti interconnesse del tutto.

Due tipi di cellule.

Nel primo tempo XX v. si è scoperto che nelle cellule batteriche non esiste un nucleo formato separato dal citoplasma da una membrana, sebbene sia presente la sostanza nucleare stessa, che trasporta informazioni ereditarie. Nelle cellule vegetali, animali e fungine, il nucleo è ben formato e separato dal citoplasma.

Vengono chiamate cellule che non hanno un nucleo ben formato procariotico(lat. pro - "prima", "prima" e greco. karyon - "nucleo"), e avendo un nucleo - eucariotico(lat. her - "completamente" e greco. karyon - "nucleo"). Su questa base, tutti gli organismi sono divisi in due gruppi: prenucleari (procarioti) e nucleari (eucarioti).

Le cellule procariotiche hanno una struttura abbastanza semplice, poiché conservano le caratteristiche primi organismi originato sulla terra. Gli eucarioti possono essere unicellulari o multicellulari, le loro cellule ne hanno di più struttura complessa che nei procarioti e sono più diversificati.

Tutti gli organismi viventi sul nostro pianeta sono costituiti da un "materiale da costruzione" particolarmente naturale: le cellule. A seconda del numero di cellule, si distinguono organismi unicellulari e multicellulari.

Cosa sono gli organismi unicellulari

Gli organismi unicellulari o altrimenti semplici sono le creature più piccole costituite da una sola cellula. Nonostante ciò, sono in grado di condurre un'attività di vita a tutti gli effetti, vale a dire mangiare, muoversi e moltiplicarsi. Tali organismi sono stati scoperti dal famoso scienziato Anthony van Leeuwenhoek, dopo aver creato il microscopio ottico.

Ciabatta Infusoria - struttura

Tipi di unicellulari

Tutti gli organismi unicellulari sono suddivisi in procarioti, che non hanno un kernel, ma hanno invece una shell all'interno cella grande DNA e eucarioti che hanno un kernel. Ad esempio, i batteri sono procarioti e noti rappresentanti degli eucarioti sono scarpe ciliate, ameba, euglena verde.

A prima vista, sembra che la struttura degli organismi unicellulari sia abbastanza semplice: il guscio, il citoplasma (il fluido che riempie la cellula) e il nucleo (trasporta informazioni sul corpo), tuttavia, in realtà, hanno organelli aggiuntivi:

• Ribosomi- si trovano nel citoplasma e svolgono la sintesi proteica.
• Mitocondri- con l'aiuto di essi, nella cellula si verificano reazioni redox e la scomposizione dei composti organici.
• apparato del Golgi- un organello costituito da un'unica membrana, situata più spesso vicino nucleo cellulare. Con l'aiuto di questo apparato, le sostanze che entrano nella cellula subiscono modifiche chimiche e vengono trasportate ulteriormente.
• Ciglia, flagelli e pseudopodi organelli che aiutano le cellule a muoversi.
• Vacùolo- un organello che può avere diverse funzioni: contrattile (rimuove l'eccesso dalla cellula), digestivo (digerisce nutrienti), stoccaggio (in esso viene depositata una scorta di acqua con sostanze nutritive).

Negli eucarioti più semplici ci sono 2 modi di nutrirsi: fotosintesi e fagocitosi (quando la cellula cattura le particelle per un'ulteriore digestione usando il vacuolo).

Anche gli organismi unicellulari si riproducono in due modi:

1. divisione- quando il nucleo si divide e si formano 2 organismi unicellulari simili;
2. Riproduzione pseudosessuale(copulazione o coniugazione) è un tipo di riproduzione in cui le cellule possono scambiarsi nuclei o parti del loro DNA.

Nel caso arrivino condizioni sfavorevoli, gli organismi unicellulari sono in grado di coprirsi con un guscio affidabile chiamato cisti. Con esso, possono attendere condizioni più accettabili per l'alimentazione, la crescita e la riproduzione.

Contrariamente alle idee sbagliate, gli organismi più semplici possono vivere non solo nell'ambiente acquatico, ma anche nel suolo e persino negli organismi di animali e umani, causando gravi malattie.

Cosa sono gli organismi pluricellulari

Gli organismi pluricellulari sono un gruppo di esseri viventi uniti caratteristica comune, hanno più di una cella nella loro struttura. I multicellulari includono:

• La stragrande maggioranza dei funghi
• Impianti.
• Insetti.
• Anfibi.
• Uccelli.
• Animali e, ovviamente, umani.

Tutti questi organismi sono costituiti da molte cellule che sono combinate in gruppi e formano l'una o l'altra tessuti e organi. Allo stesso tempo, la struttura della cellula stessa è simile alla struttura della cellula nei protozoi, c'è un nucleo, un citoplasma, una membrana e alcuni organelli.

La vita degli organismi multicellulari superiori inizia con 1 cellula: uno zigote, formato dalla fusione di due cellule parentali. In altri casi, la moltiplicazione multicellulare:

1. Controversie.
2. metodo vegetativo.
3. Gemmazione.
4. Frammentazione - quando nuovi a tutti gli effetti possono crescere da parti separate di un organismo.

Le cellule degli organismi multicellulari non sono in grado di farlo esistono e funzionano indipendentemente. Allo stesso tempo, gli accumuli vari tipi le cellule del corpo svolgono i rispettivi compiti.

Gli organismi multicellulari sono in grado di ottenere cibo per la loro crescita e sviluppo. diversi modi. Quindi, le piante ottengono tutto ciò di cui hanno bisogno dal terreno, hanno anche bisogno di luce e acqua per crescere. Negli animali e nell'uomo, lo sviluppo e la crescita si verificano a causa dell'aumento di cellule e molecole. Le cellule ricevono sostanze necessarie Attraverso sistema circolatorio, e gli elementi necessari entrano nel flusso sanguigno grazie al cibo e all'acqua che gli animali e le persone consumano.

Nonostante il fatto che le cellule multicellulari siano in grado di aumentare il loro numero, questo processo è ancora limitato.

Ciò che è comune tra unicellulare e multicellulare

• Sia quelli che altri organismi hanno fondamentalmente una cellula semplice.
• Entrambi gli organismi hanno un nucleo nella loro cellula.
• Entrambi gli organismi necessitano di condizioni favorevoli (luce, acqua, nutrienti) per la crescita e lo sviluppo.

Qual è la differenza tra protozoi e organismi pluricellulari

1. Negli organismi più semplici, la cellula svolge le funzioni dell'intero organismo, mentre negli organismi pluricellulari ciò è impossibile.
2. I più semplici sono apparsi per primi e quelli pluricellulari si sono evoluti da essi.
3. I protozoi, a differenza degli organismi multicellulari, hanno organelli di movimento.
4. La divisione cellulare nei protozoi porta ad un aumento della loro popolazione, mentre la divisione cellulare negli organismi multicellulari porta alla crescita dei tessuti.
5. Gli organismi multicellulari sono più resistenti a varie influenze ambiente esterno.

Gli organismi unicellulari e pluricellulari sono unità extra-sestimali della biosfera. Sono loro che abitano il nostro pianeta. Identificare le differenze tra i due gruppi consentirà a una persona di comprendere meglio i processi evolutivi, controllare le malattie o aumentare i raccolti.

organismi unicellulari composto da una sola cella. Questo gruppo può includere - nucleare. I rappresentanti più famosi degli individui nucleari sono l'ameba comune, l'euglena verde, la scarpa ciliata. Tra gli organismi non nucleari, gli archaea sono anche i più comuni. Gli individui unicellulari si uniscono in colonie, che migliorano la capacità della specie di sopravvivere. Gli organismi unicellulari sono stati scoperti da Antony Leeuwenhoek dopo aver creato un microscopio ottico.

Gli organismi unicellulari hanno una membrana che trattiene il contenuto interno della cellula. Le cellule nucleari hanno un nucleo ben definito, protetto da una membrana nucleare. Quelli non nucleari hanno una grande molecola di DNA che contiene informazioni genetiche.

Quasi tutti gli organismi unicellulari hanno "mezzi di locomozione": flagelli, proleg, ciglia o vacuoli gassosi. Ogni organismo ha strutture specifiche con le quali può effettuare foto o chemiosintesi. Nel mezzo di ogni cellula ci sono i mitocondri. Ossidano i composti organici e usano l'energia rilasciata per sintetizzare le molecole di adenosina trifosfato, una fonte di energia per tutti i processi che avvengono nella cellula. Il citoplasma contiene una coppia di vacuoli. Sono progettati per la digestione, l'escrezione o il movimento. L'apparato di Golgi controlla le proteine ​​e i nutrienti sono immagazzinati nelle vescicole.

La riproduzione degli organismi avviene per divisione o pseudosessualmente, quando gli individui si scambiano solo frammenti del loro bagaglio genetico, senza aumentare il numero di individui.

Gli organismi unicellulari sono stati i primi a formarsi sul pianeta, secondo la teoria evolutiva di Darwin. In questo gruppo, il ruolo dei pionieri dello spazio appartiene a quelli non nucleari e le cellule nucleari sono apparse solo 1,5-2 miliardi di anni fa.

Organismi pluricellulari sono individui i cui corpi sono costituiti da molte cellule. Questi includono la maggior parte delle piante e degli animali. I loro organismi sono costituiti da cellule specializzate organizzate in tessuti, organi o sistemi di organi. Inoltre, ogni singola cellula inclusa nel sistema ha il consueto insieme di organelli: il nucleo, il complesso di Golgi, i mitocondri, i vacuoli, il citoscheletro e l'involucro nucleare.

La vita di qualsiasi creatura multicellulare inizia con una singola cellula, lo zigote. È stato formato dalla fusione di due cellule parentali. Un tale inizio di ontogenesi o sviluppo individuale organismo è una delle prove che gli organismi unicellulari sono diventati l'organismo di base per l'emergere di organismi multicellulari.

Sito di ritrovamenti

1. La differenza fondamentale è il numero di cellule che compongono il corpo.
2. Gli esseri unicellulari sono stati i primi ad apparire sulla Terra, e da essi si sono già formate ed evolute creature pluricellulari.
3. Il livello delle organizzazioni di primitivo unicellulare. Multicellulare: creature organizzate più complesse.