Клетка бактерии растения и животного. Сравнение растительной и животной клетки: основные черты сходства и отличия

Клеточная теория, ее основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное строение организмов, сходство строения клеток всех организмов – основа единства органического мира, доказательства родства живой природы

единство органического мира, клетка, клеточная теория, положения клеточной теории.

Мы уже говорили о том, что научная теория представляет собой обобщение научных данных об объекте исследования. Это в полной мере касается клеточной теории, созданной двумя немецкими исследователями М. Шлейденом и Т. Шванном в 1839 г.

В основу клеточной теории легли работы многих исследователей, искавших элементарную структурную единицу живого. Созданию и развитию клеточной теории способствовало возникновение в XVI в. и дальнейшее развитие микроскопии.

Вот основные события, которые стали предшественниками создания клеточной теории:

– 1590 г. – создание первого микроскопа (братья Янсен);

– 1665 г. Роберт Гук – первое описание микроскопической структуры пробки ветки бузины (на самом деле это были клеточные стенки, но Гук ввел название «клетка»);

– 1695 г. Публикация Антония Левенгука о микробах и других микроскопических организмах, увиденных им в микроскоп;

– 1833 г. Р. Броун описал ядро растительной клетки;

– 1839 г. М. Шлейден и Т. Шванн открыли ядрышко.

Основные положения современной клеточной теории:

1. Все простые и сложные организмы состоят из клеток, способных к обмену с окружающей средой веществами, энергией, биологической информацией.

2. Клетка – элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого.

3. Клетка – элементарная единица размножения и развития живого.

4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов.

5. Клетка представляет собой элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению.

Клеточная теория развивалась благодаря новым открытиям. В 1880 г. Уолтер Флемминг описал хромосомы и процессы, происходящие в митозе. С 1903 г. стала развиваться генетика. Начиная с 1930 г. стала бурно развиваться электронная микроскопия, что позволило ученым изучать тончайшее строение клеточных структур. XX век стал веком расцвета биологии и таких наук, как цитология, генетика, эмбриология, биохимия, биофизика. Без создания клеточной теории это развитие было бы невозможным.

Итак, клеточная теория утверждает, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка – это та минимальная структура живого, которая обладает всеми жизненными свойствами – способностью к обмену веществ, росту, развитию, передаче генетической информации, саморегуляции и самообновлению. Клетки всех организмов обладают сходными чертами строения. Однако клетки отличаются друг от друга по своим размерам, форме и функциям. Яйцо страуса и икринка лягушки состоят из одной клетки. Мышечные клетки обладают сократимостью, а нервные клетки проводят нервные импульсы. Различия в строении клеток во многом зависят от функций, которые они выполняют в организмах. Чем сложнее устроен организм, тем более разнообразны по своему строению и функциям его клетки. Каждый вид клеток имеет определенные размеры и форму. Сходство в строении клеток различных организмов, общность их основных свойств подтверждают общность их происхождения и позволяют сделать вывод о единстве органического мира.

Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов. Многообразие клеток. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: клетки бактерий, клетки грибов, клетки растений, клетки животных, прокариотические клетки, эукариотические клетки.

Мы уже говорили о том, что клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Биологи выделяют две большие систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические . Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов. (См. раздел «Строение клетки».) Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма. Прокариотические клетки – это клетки бактерий, синезеленых водорослей. Клетки всех остальных организмов относятся к эукариотическим.

Любой организм развивается из клетки. Это относится к организмам, появившимся на свет как в результате бесполого, так и в результате полового способов размножения. Именно поэтому клетка считается единицей роста и развития организма.

Современная систематика выделяет следующие царства организмов: Бактерии, Грибы, Растения, Животные. Основаниями для такого разделения являются способы питания этих организмов и строение клеток.

Бактериальные клетки имеют следующие, характерные для них структуры – плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеотид), рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов , хемотрофов и гетеротрофов . Клетки растений содержат характерные только для них пластиды – хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.

У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.

Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.

1. Выберите признаки, характерные только для растительных клеток

1) есть митохондрии и рибосомы

2) клеточная стенка из целлюлозы

3) есть хлоропласты

4) запасное вещество – гликоген

5) запасное вещество – крахмал

6) ядро окружено двойной мембраной

2. Выберите признаки, отличающие царство Бактерии от остальных царств органического мира.

1) гетеротрофный способ питания

2) автотрофный способ питания

3) наличие нуклеоида

4) отсутствие митохондрий

5) отсутствие ядра

6) наличие рибосом

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

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: азотистые основания, активный центр фермента, гидрофильность, гидрофобность, аминокислоты, АТФ, белки, биополимеры, денатурация, ДНК, дезоксирибоза, комплементарность, липиды, мономер, нуклеотид, пептидная связь, полимер, углеводы, рибоза, РНК, ферменты, фосфолипиды.

Похожая информация.

Все живое, что есть на нашей планете, состоит из клеток. Клеточная структура всех живых существ – основа родства всего живого, что есть на нашей планете. Но между клетками растений, грибов, бактерий и животных существует множество существенных отличий. Чтобы разобраться, в чем они похожи и чем отличаются, нужно подробно рассмотреть строение каждой из разновидностей клеток.

Чем отличаются бактерии от других организмов?

Основное, что отличает бактерий (прокариотов) от других живых организмов (эукариотов), – это то, что они являются древнейшими существами на планете, которые в своем составе не имеют оформленного ядра.

Все прокариоты состоят из:

• капсулы, которая выполняет защитную функцию;
• ядерного вещества, в котором хранятся генетические данные;
• цитоплазмы, которая обеспечивает связь между органеллами;
• , которая обеспечивает сохранение формы и отвечает за регуляцию газов и воды;
• жгутиков, благодаря которым бактерии могут передвигаться.

Так как одноклеточные бактерии не имеют в своем составе оформленного ядра, его функции выполняет нуклеоид, который хранит ДНК и все генетические данные. Нуклеоид представляет собой область цитоплазмы, в которой хранится генетическая информация об организме.

Цитоплазма представляет собой жидкость, в которой содержатся необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и большое количество белка. Также в цитоплазме располагаются рибосомы, которые синтезируют белок.

Капсула находится поверх оболочки и от неблагоприятных внешних воздействий, к примеру, от высыхания и повреждений.

Одной из особенностей клеточного строения прокариотов является то, что при воздействии внешних факторов они могут изменять свою форму. При этом они способны принимать свою первоначальную форму сразу же, как только воздействие внешних неблагоприятных факторов прекращается. Этот процесс называется спорообразование.

Клеточное строение растений, грибов и животных

Все животные, грибы и растения имеют много общего в своей структуре. В составе своих клеток все они имеют:

• ядро;
• митохондрии;
• цитоплазматическую мембрану;
• эндоплазматическую сеть;
• цитоплазму;
• аппарат Гольджи.

Ядро – основной и самый крупный элемент клетки, который отвечает за ее жизнедеятельность. В нем содержится ДНК растения или животного, происходит синтез РНК и рибосом. Форма ядра у всех организмов чаще всего сферическая.

Цитоплазматическая мембрана защищает содержимое от внешних воздействий. В ней имеются поры, через которые поступают питательные вещества и вода. Через поры также выводятся отходы жизнедеятельности.

Клетки растений отличаются наличием пластид, которые расположены в хлоропластах, лейкопластах и хромопластах. Хромопласты содержат вещества, которые окрашивают плоды и стебли. Чаще всего они имеют желтую, красную или оранжевую окраску. За счет яркой окраски цветы растений привлекают внимание насекомых-опылителей, к примеру, пчел. Лейкопласты содержат запас питательных веществ, которые используются в том случае, когда организм находится в неблагоприятных условиях. Хлоропласты – пластиды, окрашенные в зеленый цвет, которые отвечают за процесс фотосинтеза. Содержатся хлоропласты только в листьях или стеблях.

Клеточная стенка растений состоит из целлюлозы, грибов – из хитина, а у животных она отсутствует вовсе. При этом клетки животных и грибов запасают гликоген, в то время как растительные запасают крахмал.

Аппарат Гольджи отвечает за производство и накопление полисахаридов и сложных белков.

Количество вакуолей в животных и растительных клетках различается. Растительные имеют одну большую вакуоль, а животные – одну или несколько мелких. Растительные вакуоли отвечают за ввод и вывод воды, а животные сохраняют в себе воду, ионы и хранят отходы жизнедеятельности. У грибов вакуоли отсутствуют вовсе.

Особенностью клеток грибов является то, что они, как правило, имеют больше одного ядра. Под микроскопом можно разглядеть от 1 до 30 ядер.

Общее и отличное

Как было сказано выше, строение прокариотов отличается от остальных тем, что они являются безъядерными и по размерам они значительно меньше других живых существ. Чтобы увидеть их, потребуется довольно мощный микроскоп.

Сходство в строении и процессах обмена веществ животной, растительной, бактериальной и грибной клеток доказывает единство их происхождения.

Различия в строении и процессах обмена веществ животной, растительной, бактериальной и грибной клеток свидетельствуют о том, что эти группы организмов вступили на разные пути эволюции на самых ранних ее этапах

Преобладание синтетических процессов над процессами освобождения энергии - это одна из наиболее характерных особенностей обмена веществ растений. Первичный синтез углеводов из неорганических веществ осуществляется в пластидах. Так, в животных клетках, в отличие от растительных, отсутствуют следующие пластиды: хлоропласты (отвечают за реакцию фотосинтеза) , лейкопласты (отвечают за накопление крахмала) и хромопласты (придают окраску плодам и цветам растений)

В растительной клетке присутствует прочная и толстая клеточная стенка из целлюлозы,в животной клетке отсутствует. В растительной клетке развита сеть вакуолей, в животной клетке она развита слабо

Отрывок, характеризующий Сравнение строения клеток бактерий, растений, животных и грибов

– И это тоже ты?.. – осторожно спросила я.
Она гордо кивнула своей кудрявой рыжей головкой. Было очень забавно за ней наблюдать, так как девочка по-настоящему серьёзно гордилась тем, что ей удалось создать. Да и кто не гордился бы?!. Она была совершенной крошкой, которая, смеясь, между делом, создавала себе новые невероятные миры, а надоевшие тут же заменяла другими, как перчатки... Если честно, было от чего прийти в шок. Я старалась понять, что же здесь такое происходит?.. Стелла явно была мертва, и со мной всё это время общалась её сущность. Но где мы находились и как она создавала эти свои «миры», пока что было для меня совершенной загадкой.
– Разве тебе что-то непонятно? – удивилась девочка.
– Говоря честно – ещё как! – откровенно воскликнула я.
– Но ты же можешь намного больше? – ещё сильнее удивилась малышка.
– Больше?.. – ошарашено спросила я.
Она кивнула, смешно наклонив в сторону свою рыжую головку.
– Кто же тебе всё это показал? – осторожно, боясь чем-то её нечаянно обидеть, спросила я.
– Ну, конечно же бабушка. – Как будто что-то само собой разумеющееся сказала она. – Я была в начале очень грустной и одинокой, и бабушке было меня очень жалко. Вот она и показала мне, как это делается.
И тут я, наконец, поняла, что это и вправду был её мир, созданный лишь силой её мысли. Эта девочка даже не понимала, каким сокровищем она была! А вот бабушка, я думаю, как раз-то понимала это очень даже хорошо...
Как оказалось, Стелла несколько месяцев назад погибла в автокатастрофе, в которой погибла также и вся её семья. Осталась только бабушка, для которой в тот раз просто не оказалось в машине места... И которая чуть не сошла с ума, узнав о своей страшной, непоправимой беде. Но, что было самое странное, Стелла не попала, как обычно попадали все, на те же уровни, в которых находилась её семья. Её тело обладало высокой сущностью, которая после смерти пошла на самые высокие уровни Земли. И таким образом девочка осталась совершенно одна, так как её мама, папа и старший брат видимо были самыми обычными, ординарными людьми, не отличавшимися какими-то особыми талантами.
– А почему ты не найдёшь кого-то здесь, где ты теперь живёшь? – опять осторожно спросила я.
– Я нашла… Но они все какие-то старые и серьёзные… не такие как ты и я. – Задумчиво прошептала девчушка.
Вдруг она неожиданно весело улыбнулась и её милая мордашка тут же засияла ярким светлым солнышком.
– А хочешь, я покажу тебе, как это делать?
Я лишь кивнула, соглашаясь, очень боясь, что она передумает. Но девчушка явно не собиралась ничего «передумывать», наоборот – она была очень рада, найдя кого-то, кто был почти что её ровесником, и теперь, если я что-то понимала, не собиралась так легко меня отпускать... Эта «перспектива» меня полностью устраивала, и я приготовилась внимательно слушать о её невероятных чудесах...
– Здесь всё намного легче, чем на Земле, – щебетала, очень довольная оказанным вниманием, Стелла, – ты должна всего лишь забыть о том «уровне», на котором ты пока ещё живёшь (!) и сосредоточиться на том, что ты хочешь увидеть. Попробуй очень точно представить, и оно придёт.
Я попробовала отключиться от всех посторонних мыслей – не получилось. Это всегда давалось мне почему-то нелегко.
Потом, наконец, всё куда-то исчезло, и я осталась висеть в полной пустоте… Появилось ощущение Полного Покоя, такого богатого своей полнотой, какого невозможно было испытать на Земле... Потом пустота начала наполняться сверкающим всеми цветами радуги туманом, который всё больше и больше уплотнялся, становясь похожим на блестящий и очень плотный клубок звёзд… Плавно и медленно этот «клубок» стал расплетаться и расти, пока не стал похожим на потрясающую по своей красоте, гигантскую сверкающую спираль, конец которой «распылялся» тысячами звёзд и уходил куда-то в невидимую даль… Я остолбенело смотрела на эту сказочную неземную красоту, стараясь понять, каким образом и откуда она взялась?.. Мне даже в голову не могло прийти, что создала это в своём воображении по-настоящему я… И ещё, я никак не могла отвязаться от очень странного чувства, что именно ЭТО и есть мой настоящий дом…
– Что-о это?.. – обалдевшим шёпотом спросил тоненький голосок.
Стелла «заморожено» стояла в ступоре, не в состоянии сделать хотя бы малейшее движение и округлившимися, как большие блюдца глазами, наблюдала эту невероятную, откуда-то неожиданно свалившуюся красоту...
Вдруг воздух вокруг сильно колыхнулся, и прямо перед нами возникло светящееся существо. Оно было очень похожим на моего старого «коронованного» звёздного друга, но это явно был кто-то другой. Оправившись от шока и рассмотрев его повнимательнее, я поняла, что он вообще не был похож на моих старых друзей. Просто первое впечатление «зафиксировало» такой же обруч на лбу и похожую мощь, но в остальном ничего общего между ними не было. Все «гости», до этого приходившие ко мне, были высокими, но это существо было очень высоким, вероятно где-то около целых пяти метров. Его странные сверкающие одежды (если их можно было бы так назвать) всё время развевались, рассыпая за собой искрящиеся хрустальные хвосты, хотя ни малейшего ветерка вокруг не чувствовалось. Длинные, серебряные волосы сияли странным лунным ореолом, создавая впечатление «вечного холода» вокруг его головы… А глаза были такими, на которые лучше никогда бы не выпало смотреть!.. До того, как я их увидела, даже в самой смелой фантазии невозможно было представить подобных глаз!.. Они были невероятно яркого розового цвета и искрились тысячью бриллиантовых звёздочек, как бы зажигающихся каждый раз, когда он на кого-то смотрел. Это было совершенно необычно и до умопомрачения красиво…

Очень долгое время древние ученые ошибочно относили грибы в одну группу с растениями. И делалось это только из-за их внешнего сходства. Ведь грибы, как и растения, не могут передвигаться. И с первого взгляда они вовсе не похожи на животных. Однако как только ученые получили возможность исследовать клетки, они обнаружили, что грибная клетка во многом похожа на клетку животных. Поэтому данные живые организмы перестали причислять к растениям. Однако и к животным их отнести нельзя, так как грибная клетка, кроме сходств, имеет и ряд отличий от животной. В связи с этим грибы выделили в отдельное царство. Таким образом, в природе существует пять царств живых организмов: животные, растения, грибы, бактерии и вирусы.

Основные особенности грибной клетки

Грибы относятся к эукариотам. Это живые организмы, в клетках которых присутствует ядро. Оно необходимо для того, чтобы защищать генетическую информацию, записанную на ДНК. Эукариотами, кроме грибов, являются животные и растения.

Кроме того, в старой клетке гриба может присутствовать вакуоль. Все перечисленные выше органоиды выполняют свои функции. Рассмотрим их в краткой табличке.

В отличие от растений, клетки грибов не содержат пластид. У растений эти органоиды отвечают за фотосинтез (хлоропласты) и окраску лепестков (хромопласты). Также грибы отличаются от растений тем, что в их случае только старая клетка имеет вакуоль. Растительные же клетки обладают этим органоидом на протяжении всего жизненного цикла.

Ядро у грибов

Так как они являются эукариотами, в каждой их клетке содержится ядро. Оно предназначено для защиты генетической информации, записанной на ДНК, а также для координации всех процессов, происходящих в клетке.

Данная структура обладает ядерной мембраной, в которой присутствуют специальные поры, состоящие из специальных белков — нуклеоприонов. Благодаря порам ядро может обмениваться веществами с цитоплазмой.

Та среда, которая находится внутри мембраны, называется кариоплазмой. В ней находится ДНК в виде хромосом.

В отличие от растений и животных, клетки которых обычно содержат одно ядро (исключением могут быть, например, многоядерные клетки мышечной ткани или безъядерные тромбоциты), грибная клетка зачастую имеет не одно, а два и больше ядер.

Заключение — разнообразие грибов

Итак, когда мы уже разобрались, как устроена клетка этих организмов, давайте в двух словах рассмотрим их разновидности.

Многоклеточные грибы, в зависимости от строения, делятся на такие классы: базидиомицеты, аскомицеты, оомицеты, зигомицеты и хитридиомицеты.

Хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны, есть некоторые различия в строении клеток представителей различных Царств живой природы.

Клетки растений :

• содержат характерные только для них пластиды - хлоропласты, лейкопласты и хромопласты;
• окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы ;
• имеют вакуоли с клеточным соком .

Вакуоль

- одномембранный органоид, выполняющий различные функции (секреция, экскреция и хранение запасных веществ, аутофагия, автолиз и др.).

Оболочка этой вакуоли называется тонопласт , а её содержимое - клеточный сок .

Пластиды - это органоиды растительных клеток, которые имеют двухмембранное строение (как митохондрии). Как и митохондрии, пластиды содержат собственные молекулы ДНК. Поэтому они также способны самостоятельно размножаться, независимо от деления клетки.

В зависимости от окраски пластиды делят на лейкопласты, хлоропласты и хромопласты .
Лейкопласты бесцветны и находятся обычно в неосвещаемых частях растений (например, в клубнях картофеля). В них происходит накопление крахмала. На свету в лейкопластах образуется зеленый пигмент хлорофилл, поэтому клубни картофеля зеленеют.

Хлоропласты - зелёные пластиды, которые встречаются в клетках фотосинтезирующих эукариот (растений). Обычно в одной клетке листа растения находится от 20 до 100 хлоропластов. Хлоропласты содержат хлорофилл и в них происходит процесс фотосинтеза (т.е. превращение энергии солнечного света в энергию макроэргических связей АТФ и синтез за счет этой энергии углеводов из углекислого газа воздуха).
Под наружной гладкой мембраной хлоропласта находится складчатая внутренняя мембрана. Между складками внутренней мембраны хлоропласта находятся стопки (граны ) плоских мембранных мешочков (тилакоидов ). В мембранах тилакоидов находится хлорофилл, который обладает особой химической структурой, которая позволяет ему улавливать кванты света.

Обрати внимание!

Хлорофилл необходим для превращения энергии света в химическую энергию АТФ.

Во внутреннем пространстве хлоропластов между гранами происходит синтез углеводов, на который и расходуется энергия АТФ.

В хромопластах содержатся пигменты красного, оранжевого, фиолетового, желтого цветов. Этих пластид особенно много в клетках лепестков цветков и оболочек плодов.

Основным запасным веществом клеток растений является крахмал .

У животных клеток нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой. Снаружи их плазматической мембраны расположен гликокаликс .

Гликокаликс - надмембранный комплекс, характерный для животных клеток, принимающий участие в образовании контактов между клетками.

Также в клетках животных нет крупных вакоулей, но в них есть центриоли (в клеточном центре) и лизосомы .

Клеточный центр принимает участие в делении клетки (центриоли расходятся к полюсам делящейся клетки и образуют веретено деления) и играет важнейшую роль в формировании внутреннего скелета клетки - цитоскелета .

Клеточный центр расположен в цитоплазме всех клеток вблизи от ядра. Из области клеточного центра расходятся многочисленные микротрубочки, поддерживающие форму клетки и играющие роль своеобразных рельсов для движения органоидов по цитоплазме.
У животных и низших растений клеточный центр образован двумя центриолями (образованными микротрубочками, расположенными в цитоплазме под прямым углом друг к другу).

Обрати внимание!

У высших растений клеточный центр центриолей не имеет.

Лизосомы - органоиды грибов и животных, отсутствующие в клетках растений.

Лизосомы , обладая способностью к активному перевариванию пищевых веществ, участвуют в удалении отмирающих в процессе жизнедеятельности частей клеток, целых клеток и органов.

Иногда лизосомы разрушают и саму клетку, в которой образовались.

Пример:

Так, например, лизосомы постепенно переваривают все клетки хвоста головастика при его превращении в лягушку. Таким образом, питательные вещества не теряются, а расходуются на формирование новых органов у лягушки.

Органоиды движения. Многие животные клетки способны к движению, например, инфузория туфелька, эвглена зеленая, сперматозоиды многоклеточных животных. Некоторые из этих организмов двигаются при помощи особых органоидов движения - ресничек и жгутиков , которые образованы такими же микротрубочками, как центриоли клеточного центра. Движение жгутиков и ресничек вызвано скольжением микротрубочек друг относительно друга, в результате чего эти органоиды изгибаются. В основании каждой реснички или жгутика лежит базальное тельце, которое укрепляет их в цитоплазме клетки. На работу жгутиков и ресничек расходуется энергия АТФ.