В основе разнообразия органического мира лежит базовая единица – живая клетка. Согласно действующей научной концепции, жизнь началась с безъядерных прокариот, которые в силу изменения внешних условий и усовершенствования внутренних процессов со временем эволюционировали в эукариотов. Такие выводы сделаны, в том числе и по результатам изучения клеток современных прокариот и эукариот. Учеными было установлено значительное сходство этих биологических объектов. Сходство клеток животных и бактерий состоит в том, что у них одинаково происходит процесс передачи наследственной информации, хотя органоиды (структурные части) имеют различия и по составу, и по механизмам функционирования.
Животные и растения – многоклеточные эукариотические организмы. Это значит, что все ткани их организмов состоят из живых эукариот. Несмотря на то, что у всех эукариот есть симбионты-прокариоты, симбионты не рассматриваются как часть их организмов, а имеют отдельную классификацию.
Бактерии – одноклеточные организмы, которые состоят из одной прокариотической клетки. Есть много видов прокариотических организмов, которые живут колониями, но колонии не становятся многоклеточным существом.
Животные достигают поистине огромных размеров, тогда как самая большая бактерия даже не видна невооруженным глазом. И, тем не менее, основные движущие процессы у этих организмов имеют заметные сходства.
Одинаковые структурные элементы клеток животных и бактерий:
- клеточная мембрана;
- цитоплазма;
- рибосомы;
- ДНК – носители наследственной информации;
- органоиды для пространственного перемещения (жгутики, реснички и т.д.).
Это основные детали, которые позволяют обособить клеточное пространство от внешнего мира, создать в клетке среду для обмена веществ и передавать наследственную информацию при размножении.
Кроме этих органоидов, в эукариотических единицах животных присутствуют:
- ядро (структура для хранения ДНК);
- десмосомы, которые обеспечивают связь между эукариотами, что дает возможность образовывать многоклеточные организмы;
- центриоли (нужны для процесса деления);
- митохондрии (обеспечивают энергией);
- лизосомы (расщепляют органику).
Есть еще ряд других органелл, которые синтезируют сложные белки внутри клеточного пространства, транспортируют эти белки, а также поддерживают клетку в напряженном состоянии. Бактериям эти функции не нужны.
Большинство органоидов (клеточных единиц) животных возникли в результате повышенных потребностей большой эукариоты. В сравнении с ней прокариотическая монада практически автономна, и ей не нужно создавать дополнительный функционал для преодоления дополнительных трудностей, связанных с общим усложнением системы.
Основные сходства
Помимо различий, есть и существенные сходства, подтверждающие родство всех живых организмов, в том числе клеток животных и бактерий.
Клеточная мембрана
Этот органоид есть у прокариотической биоты и эукариотической (в том числе растений и грибов). Он определяет пространственную конфигурацию клетки. Состоит из белков и липидов, благодаря которым осуществляется транспорт необходимых веществ и транспорт отходов жизнедеятельности. Клеточные мембраны ядерных и безъядерных существ могут состоять из разных по структуре белков и липидов, но принцип построения всегда одинаковый.
Цитоплазма
Внутренняя среда живой клеточной единицы бактерий, животных, растений и грибов. Сходство заключается в общих для всех организмов чертах цитоплазмы – объединение структурных элементов в одно целое и водный состав. Вода – основная составляющая цитоплазмы. В воде могут быть растворены разные минеральные соли, органические соединения, глюкоза, но без воды цитоплазмы невозможна.
Рибосома
Органоид, входящий в состав клеток бактерий, растений, животных и грибов, который синтезирует белки из аминокислот, используя данные матричной РНК (мРНК). Механизм трансляции (синтеза) белка рибосомами в эукариотических единицах и у прокариотической биоты имеет сходства практически на всех этапах.
Носители наследственной информации
У животных, растений и грибов в эукариотических единицах наследственная информация хранится в молекулах ДНК, которые упакованы в нуклепротеидную структуру – хромосому.
У прокариотической биоты сведения о белковых структурах также хранятся в ДНК, однако они обходятся без упаковки в хромосомы. ДНК представлена в виде кольцевой макромолекулы, которая свободно пребывает в цитоплазме.
Перемещение и закрепление в пространстве
Несмотря на то, что органоиды эукариотической и прокариотической структур имеют сходство в названиях (жгутики, ворсинки, реснички и т.д.) по своей структуре они существенно отличаются. Например, жгутик бактерии всегда вращается вокруг своей оси, тогда как клетки эукариотов если и имеют жгутики, то они двигают клеточную единицу, изгибаясь по всей своей длине.
Общие черты сходства безъядерных и ядерных организмов свидетельствуют об общей природе этих живых клеток, однако различий между этими двумя формами органической жизни много. Гораздо больше, чем сходств. В этих клетках по-разному протекают практически все жизненно важные процессы.
Клетка представляет собой единую систему, которая состоит из закономерно связанных между собой элементов и имеющую сложное строение. Она наделена способностью к самообновлению, воспроизведению, саморегуляции.
Что собой представляет клетка
Все клетки содержат клеточную мембрану, которая окружает её внутреннее содержимое. Оно включает в себя ядро, осуществляющее функцию мозга и контролирующее все процессы, происходящие в ней, и цитоплазму, занимающую все пространство клетки без ядра. Эта зона состоит из жидкости, которую называют матрикс или гиалоплазма и органоидов(одно- и двумембранных).
Органелла — структура клетки, выполняющая определенные функции. Без них клетка не сможет нормально функционировать.
Энергетическую функцию выполняют митохондрии, которые свидетельствуют о выработке энергии, называемой АТФ. В растительной клетке имеется еще двумембранные органеллы — хлоропласты, основной функцией которых является фотосинтез. С их помощью растения вырабатывают крахмал.
Еще одна очень крупная органелла растительной клетки — вакуоль, содержащая сок, запас питательных веществ, придающая окрас компонентам растений, а также может выполнять функцию сборщика мусора.
К основным органеллам относится также эндоплазматическая сеть — система каналов, разграничивающих все органоиды, по сути её каркас. Существует две разновидности сети — шероховатая(гранулярная) и гладкая(агранулярная). На шероховатой — располагаются рибосомы, выполняющие функцию образования белка. Гладкая — отвечает за синтез липидов.
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
По своему строению клетки всех живых организмов можно разделить на два больших отдела: безъядерные и ядерные организмы.
Для того чтобы сравнить строение растительной и животной клетки, следует сказать, что обе эти структуры принадлежат к надцарству эукариот, а значит, содержат мембранную оболочку, морфологически оформленное ядро и органеллы разного назначения.
Вконтакте
Одноклассники
| Растительная | Животная | |
| Способ питания | Автотрофный | Гетеротрофный |
| Клеточная стенка | Находится снаружи и представлена целлюлозной оболочкой. Не меняет своей формы | Называется гликокаликсом — тонкий слой клеток белковой и углеводной природы. Структура может менять свою форму. |
| Клеточный центр | Нет. Может быть только у низших растений | Есть |
| Деление | Образуется перегородка между дочерними структурами | Образуется перетяжка между дочерними структурами |
| Запасной углевод | Крахмал | Гликоген |
| Пластиды | Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты; отличаются друг от друга в зависимости от окраски | Нет |
| Вакуоли | Крупные полости, которые заполнены клеточным соком. Содержат большое количество питательных веществ. Обеспечивают тургорное давление. В клетке их относительно немного. | Многочисленные мелкие пищеварительные, у некоторых — сократительные. Строение различно с вакуолями растений. |
Особенность строения растительной клетки:
Особенность строения животной клетки:
Краткое сравнение растительной и животной клетки
Что из этого следует
- Принципиальное сходство в особенностях строения и молекулярного состава клеток растений и животных указывает на родство и единство их происхождения, вероятнее всего, от одноклеточных водных организмов.
- В составе обоих видов содержится множество элементов Периодической таблицы, которые в основном существуют в виде комплексных соединений неорганической и органической природы.
- Однако различным является то, что в процессе эволюции эти два типа клеток далеко отошли друг от друга, т.к. от различных неблагоприятных воздействий внешней среды они имеют абсолютно разные способы защиты и также имеют различные друг от друга способы питания.
- Растительная клетка главным образом отличается от животной крепкой оболочкой, состоящей из целлюлозы; специальными органоидами — хлоропластами с молекулами хлорофилла в своем составе, с помощью которых осуществим фотосинтез; и хорошо развитыми вакуолями с запасом питательных веществ.
Клетка – это структурная и функциональная единица живого организма, которая несет генетическую информацию, обеспечивает обменные процессы, способна к регенерации и самовоспроизведению.
Есть одноклеточные особи и развитые многоклеточные животные и растения. Их жизнедеятельность обеспечивается работой органов, которые построены из разных тканей. Ткань, в свою очередь, представлена совокупностью клеток схожих по строению и выполняемым функциям.
Клетки разных организмов имеют свои характерные свойства и строение, но есть общие составляющие присущие всем клеткам: и растительным, и животным.
Органеллы свойственные всем типам клеток
Ядро – один из важных компонентов клетки, содержит генетическую информацию и обеспечивает передачу ее потомкам. Окружено двойной мембраной, что изолирует его от цитоплазмы.
Цитоплазма – вязкая прозрачная среда, заполняющая клетку. В цитоплазме размещены все органоиды. Цитоплазма состоит из системы микротрубочек, которая обеспечивает четкое перемещение всех органелл. А также контролирует транспорт синтезированных веществ.
Клеточная мембрана – оболочка, которая отделяет клетку от внешней среды, обеспечивает транспорт веществ в клетку и выведение продуктов синтеза или жизнедеятельности.
Эндоплазматическая сеть – мембранная органелла, состоит из цистерн и канальцев, на поверхности которых происходит синтез рибосом (гранулярная ЭПС). Места, где нет рибосом, образуют гладкий эндоплазматический ретикулум. Гранулярная и агранулярная сеть не отграничены, а переходят друг в друга и соединяются с оболочкой ядра.
Комплекс Гольджи – стопка цистерн, сплюснутых в центре и расширенных на периферии. Предназначен для завершения синтеза белков и дальнейшего транспорта их из клетки, вместе с ЭПС образует лизосомы.
Митохондрии – двухмембранные органоиды, внутренняя мембрана формирует выступы внутрь клетки – кристы. Отвечают за синтез АТФ, энергетический обмен. Выполняет дыхательную функцию (поглощая кислород и выделяя СО 2).
Рибосомы – отвечают за синтез белка, в их структуре выделяют малую и большую субъединицы.
Лизосомы – осуществляют внутриклеточное переваривание, за счет содержания гидролитических ферментов. Расщепляют захваченные чужеродные вещества.
Как в растительных, так и животных клетках есть, помимо органелл, непостоянные структуры — включения. Они появляются при повышении обменных процессов в клетке. Они выполняют питательную функцию и содержат:
- Зерна крахмала в растениях, и гликоген — в животных;
- белки;
- липиды – высокоэнергетические соединения, обладают большей ценностью, чем углеводы и белки.
Есть включения, не играющие роли в энергетическом обмене, они содержат продукты жизнедеятельности клетки. В железистых клетках животных включения накапливают секрет.
Органеллы свойственные только растительной клетке
Клетки животных в отличие от клеток растений не содержат вакуолей, пластид, клеточной стенки.
Клеточная стенка формируется из клеточной пластинки, образуя первичную и вторичную клеточную оболочки.
Первичная клеточная стенка встречается в недифференцированных клетках. В ходе созревания между мембраной и первичной клеточной стенкой закладывается вторичная оболочка. По своему строению она сходна с первичной, только имеет больше целлюлозы и меньшее количество воды.
Вторичная клеточная стенка оснащена множеством пор. Пора – это место, где между первичной оболочкой и мембраной отсутствует вторичная стенка. Поры размещены попарно в смежных клетках. Размещенные рядом клетки связываются друг с другом плазмодесмой – это канал, представляющий собой тяж цитоплазмы, выстланный плазмолеммой. Через него клетки обмениваются синтезированными продуктами.
Функции клеточной стенки :
- Поддержание тургора клетки.
- Придает форму клеткам, выполняя роль скелета.
- Накапливает питательные продукты.
- Защищает от внешнего воздействия.
Вакуоли – органеллы, наполненные клеточным соком, участвуют в переваривании органических веществ (сходны с лизосомами животной клетки). Образуются при помощи совместной работы ЭПС и комплекса Гольджи. Сначала формируется и функционирует несколько вакуолей, во время старения клетки они сливаются в одну центральную вакуоль.
Пластиды – автономные двухмембранные органеллы, внутренняя оболочка имеет выросты – ламеллы. Все пластиды делят на три типа:
- Лейкопласты – безпигментные образования, способны запасать крахмал, белки, липиды;
- хлоропласты – зеленные пластиды, содержат пигмент хлорофилл, способны к фотосинтезу;
- хромопласты – кристаллы оранжевого цвета, из-за наличия пигмента каротина.
Органеллы свойственные только животной клетке
Отличие растительной клетки от животной заключается в отсутствии в ней центриоли, трехслойной мембраны.
Центриоли – парные органеллы, расположены вблизи ядра. Принимают участие в формировании веретена деления и способствуют равномерному расхождению хромосом к разным полюсам клетки.
Плазматическая мембрана — для клеток животных характерна трехслойная, прочная мембрана, построена из липидов протеинов.
Сравнительная характеристика растительной и животной клетки
| Сравнительная таблица животной и растительной клетки | ||
|---|---|---|
| Свойства | Растительная клетка | Животная клетка |
| Строение органелл | Мембранное | |
| Ядро | Сформированное, с набором хромосом | |
| Деление | Размножение соматических клеток, путем митоза | |
| Органоиды | Сходный набор органелл | |
| Клеточная стенка | + | - |
| Пластиды | + | - |
| Центриоли | - | + |
| Тип питания | Автотрофный | Гетеротрофный |
| Энергетический синтез | С помощью митохондрий и хлоропластов | Только с помощью митохондрий |
| Метаболизм | Преимущество анаболизма над катоболизмом | Катаболизм превышает синтез веществ |
| Включения | Питательные вещества (крахмал), соли | Гликоген, белки, липиды, углеводы, соли |
| Реснички | Крайне редко | Есть |
Растительные клетки благодаря хлоропластам осуществляют процессы фотосинтеза – преобразуют энергию солнца в органические вещества, животные клетки на это не способны.
Митотическое деление растения идет преимущественно в меристеме, характеризуется наличием дополнительного этапа – препрофазы, в организме животных митоз присущ всем клеткам.
Размеры отдельных растительных клеток (около 50мкм) превышают размеры животных клеток (примерно 20мкм).
Взаимосвязь между клетками растений осуществляется за счет плазмодесмы, животных – при помощи десмосом.
Вакуоли растительной клетки занимают большую часть ее объёма, в животных – это мелкие образования в небольших количествах.
Клеточная стенка растений построена из целлюлозы и пектина, у животных мембрана состоит из фосфолипидов.
Растения не способны активно передвигаться, поэтому приспособились автотрофному способу питания, синтезируя самостоятельно все необходимые питательные вещества из неорганических соединений.
Животные – гетеротрофы и используют экзогенные органические вещества.
Сходство в структуре и функциональных возможностях растительных и животных клеток указывает на единство их происхождения и принадлежности к эукариотам. Их отличительные черты обусловлены различным способом жизни и питания.
