В основі різноманітності органічного світу лежить базова одиниця – жива клітка. Відповідно до чинної наукової концепції, життя почалося з без'ядерних прокаріотів, які через зміну зовнішніх умов та удосконалення внутрішніх процесів з часом еволюціонували до еукаріотів. Такі висновки зроблено, у тому числі і за результатами вивчення клітин сучасних прокаріотів та еукаріотів. Вченими було встановлено значну схожість цих біологічних об'єктів. Подібність клітин тварин і бактерій полягає в тому, що вони однаково відбувається процес передачі спадкової інформації, хоча органоїди (структурні частини) мають відмінності і за складом, і за механізмами функціонування.
Тварини та рослини – багатоклітинні еукаріотичні організми. Це означає, що всі тканини їх організмів складаються з живих еукаріотів. Незважаючи на те, що у всіх еукаріотів є симбіонти-прокаріоти, симбіонти не розглядаються як частина їх організмів, а мають окрему класифікацію.
Бактерії - одноклітинні організми, що складаються з однієї прокаріотичної клітини. Є багато видів прокаріотів, які живуть колоніями, але колонії не стають багатоклітинною істотою.
Тварини досягають воістину величезних розмірів, тоді як найбільша бактерія навіть не видно неозброєним оком. І, тим щонайменше, основні рушійні процеси цих організмів мають помітні подібності.
Однакові структурні елементи клітин тварин та бактерій:
- клітинна мембрана;
- цитоплазма;
- рибосоми;
- ДНК – носії спадкової інформації;
- органоїди для просторового переміщення (джгутики, вії тощо).
Це основні деталі, які дозволяють відокремити клітинний простір від зовнішнього світу, створити в клітині середовище обміну речовин і передавати спадкову інформацію при розмноженні.
Крім цих органоїдів, в еукаріотичних одиницях тварин присутні:
- ядро (структура для зберігання ДНК);
- десмосоми, які забезпечують зв'язок між еукаріотами, що дає змогу утворювати багатоклітинні організми;
- центріолі (потрібні для процесу розподілу);
- мітохондрії (забезпечують енергією);
- лізосоми (розщеплюють органіку).
Є ще низка інших органел, які синтезують складні білки всередині клітинного простору, транспортують ці білки, а також підтримують клітину у напруженому стані. Бактеріям ці функції не потрібні.
Більшість органоїдів (клітинних одиниць) тварин виникли внаслідок підвищених потреб великої еукаріоти. У порівнянні з нею прокаріотична монада практично автономна, і їй не потрібно створювати додатковий функціонал для подолання додаткових труднощів, пов'язаних із загальним ускладненням системи.
Основні подібності
Крім відмінностей, є і суттєві подібності, що підтверджують спорідненість всіх живих організмів, у тому числі клітин тварин та бактерій.
Клітинна мембрана
Цей органоїд є у прокаріотичної біоти та еукаріотичної (у тому числі рослин та грибів). Він визначає просторову конфігурацію клітини. Складається з білків та ліпідів, завдяки яким здійснюється транспорт необхідних речовин та транспорт відходів життєдіяльності. Клітинні мембрани ядерних і без'ядерних істот можуть складатися з різних структурою білків і ліпідів, але принцип побудови завжди однаковий.
Цитоплазма
Внутрішнє середовище живої клітинної одиниці бактерій, тварин, рослин та грибів. Подібність полягає в загальних для всіх організмів рисах цитоплазми - об'єднання структурних елементів в одне ціле та водний склад. Вода – основна складова цитоплазми. У воді можуть бути розчинені різні мінеральні солі, органічні сполуки, глюкоза, але без води цитоплазма неможлива.
Рибосома
Органоїд, що входить до складу клітин бактерій, рослин, тварин та грибів, який синтезує білки з амінокислот, використовуючи дані матричної РНК (мРНК). Механізм трансляції (синтезу) білка рибосомами в еукаріотичних одиницях і прокаріотичної біоти має подібності практично на всіх етапах.
Носії спадкової інформації
У тварин, рослин та грибів в еукаріотичних одиницях спадкова інформація зберігається в молекулах ДНК, які упаковані в нуклепротеїдну структуру – хромосому.
У прокаріотичної біоти відомості про білкові структури також зберігаються в ДНК, проте вони обходяться без пакування хромосоми. ДНК представлена у вигляді кільцевої макромолекули, яка вільно перебуває у цитоплазмі.
Переміщення та закріплення у просторі
Незважаючи на те, що органоїди еукаріотичної та прокаріотичної структур мають схожість у назвах (джгутики, ворсинки, вії тощо) за своєю структурою вони суттєво відрізняються. Наприклад, джгутик бактерії завжди обертається навколо своєї осі, тоді як клітини еукаріотів якщо і мають джгутики, то вони рухають клітинну одиницю, згинаючи по всій своїй довжині.
Загальні риси подібності без'ядерних і ядерних організмів свідчать про загальну природу цих живих клітин, проте різниці між цими двома формами органічного життя багато. Набагато більше, ніж подібності. У цих клітинах по-різному протікають майже всі життєво важливі процеси.
Клітина є єдиною системою, що складається із закономірно пов'язаних між собою елементів і має складну будову. Вона має здатність до самооновлення, відтворення, саморегуляції.
Що являє собою клітина
Усі клітини містять клітинну мембрану, яка оточує її внутрішній вміст. Воно включає ядро, що здійснює функцію мозку і контролює всі процеси, що відбуваються в ній, і цитоплазму, що займає весь простір клітини без ядра. Ця зона складається з рідини, яку називають матрикс або гіалоплазма та органоїдів (одно-і двомембранних).
Органелла - структура клітини, що виконує певні функції. Без них клітина зможе нормально функціонувати.
Енергетичну функцію виконують мітохондрії, які свідчать про вироблення енергії, яка називається АТФ. У рослинній клітині є ще двомембранні органели - хлоропласти, основною функцією яких є фотосинтез. З їх допомогою рослини виробляють крохмаль.
Ще одна дуже велика органела рослинної клітини - вакуоля, що містить сік, запас поживних речовин, що надає забарвлення компонентам рослин, а також може виконувати функцію збирача сміття.
До основних органел відноситься також ендоплазматична мережа - система каналів, що розмежовують всі органоїди, по суті її каркас. Існує два різновиди мережі - шорстка (гранулярна) і гладка (агранулярна). На шорсткій - розташовуються рибосоми, що виконують функцію утворення білка. Гладка - відповідає за синтез ліпідів.
Подібність та відмінності у будові клітин рослин, тварин та грибів
Подібність у будові клітин еукаріотів.
Зараз не можна з повною впевненістю сказати, коли і як виникло на Землі життя. Ми також точно не знаємо, як харчувалися перші живі істоти на Землі: авготрофно чи гетеротрофно. Але на нашій планеті мирно співіснують представники кількох царств живих істот. Незважаючи на велику відмінність у будові та способі життя, очевидно, що між ними подібностей більше, ніж відмінностей, і всі вони, ймовірно, мають спільних предків, що жили у далекій архейській ері. Про наявність спільних «дідусів» і «бабусь» свідчить ціла низка загальних ознак у клітин еукаріотів: найпростіших, рослин, грибів та тварин. До цих ознак можна віднести:
Загальний план будови клітини: наявність клітинної мембрани, цитоплазми, ядра, органоїди;
- важлива подібність процесів обміну речовин та енергії у клітині;
- кодування спадкової інформаціїза допомогою нуклеїнових кислот;
- Єдність хімічного складу клітин;
- Подібні процеси поділу клітин.
Відмінності у будові клітин рослин та тварин.
У процесі еволюції, у зв'язку з різними умовами існування клітин представників різних царств живих істот, виникло безліч відмінностей. Порівняємо будову та життєдіяльність клітин рослин та тварин (табл. 4).
Головна відмінність між клітинами цих двох царств полягає у способі їхнього харчування. Клітини рослин, що містять хлоропласти, є автотрофами, тобто самі синтезують необхідні для життєдіяльності органічні речовини за рахунок енергії світла в процесі фотосинтезу. Клітини тварин - гетеротрофи, т. е. джерелом вуглецю для синтезу власних органічних речовин їм є органічні речовини, які з їжею. Ці харчові речовини, наприклад вуглеводи, служать для тварин джерелом енергії. Є й винятки, такі як зелені джгутиконосці, які на світлі здатні до фотосинтезу, а у темряві харчуються готовими органічними речовинами. Для забезпечення фотосинтезу в клітинах рослин містяться пластиди, що несуть хлорофіл та інші пігменти.
Так як рослинна клітина має клітинну стінку, що захищає її вміст і забезпечує її постійну форму, то при розподілі між дочірніми клітинами утворюється перегородка, а тваринна клітина, що не має такої стінки, ділиться з утворенням перетяжки.
Особливості клітин грибів.
Таким чином, виділення грибів у самостійне царство, що налічує понад 100 тис. видів, є абсолютно виправданим. Своє походження гриби ведуть або від найдавніших нитчастих водоростей, що втратили хлорофіл, тобто від рослин, або від якихось невідомих нам найдавніших гетеротрофів, тобто тварин.
1. Чим рослинна клітина відрізняється від тварин?
2. Які відмінності у розподілі рослинних та тваринних клітин?
3. Чому гриби виділено до самостійного царства?
4. Що спільного та які відмінності у будові та життєдіяльності можна виділити, порівнюючи гриби з рослинами та тваринами?
5. З яких ознак можна припустити, що це еукаріоти мали спільних предків?
Кам'янський А. А., Криксунов Є. В., Пасічник В. В. Біологія 10 клас
Надіслано читачами з інтернет-сайту
За своєю будовою клітини всіх живих організмів можна розділити на два великі відділи: без'ядерні та ядерні організми.
Для того щоб порівняти будову рослинної та тваринної клітини, слід сказати, що обидві ці структури належать до надцарства еукаріотів, а отже, містять мембранну оболонку, морфологічно оформлене ядро та органели різного призначення.
Однокласники
| Рослинна | Тваринна | |
| Спосіб харчування | Автотрофний | Гетеротрофний |
| Клітинна стінка | Знаходиться зовні та представлена целюлозною оболонкою. Не змінює своєї форми | Називається глікокаліксом - тонкий шар клітин білкової та вуглеводної природи. Структура може змінювати форму. |
| Клітинний центр | Ні. Можливо тільки в нижчих рослин | Є |
| Поділ | Утворюється перегородка між дочірніми структурами | Утворюється перетяжка між дочірніми структурами |
| Запасний вуглевод | Крохмаль | Глікоген |
| Пластиди | Хлоропласти, хромопласти, лейкопласти; відрізняються один від одного залежно від забарвлення | Ні |
| Вакуолі | Великі порожнини, заповнені клітинним соком. Містять велику кількість поживних речовин. Забезпечують тургорний тиск. У клітці їх відносно небагато. | Численні дрібні травні, у деяких – скорочувальні. Будова по-різному з вакуолями рослин. |
Особливість будови рослинної клітини:
Особливість будови тваринної клітини:
Коротке порівняння рослинної та тваринної клітини
Що з цього випливає
- Принципова подібність в особливостях будови та молекулярного складу клітин рослин і тварин вказує на спорідненість та єдність їх походження, найімовірніше, від одноклітинних водних організмів.
- У складі обох видів міститься безліч елементів Періодичної таблиці, які переважно існують у вигляді комплексних сполук неорганічної та органічної природи.
- Проте різним і те, що у процесі еволюції ці два типи клітин далеко відійшли друг від друга, т.к. від різних несприятливих впливів довкілля вони мають абсолютно різні способи захисту і також мають різні один від одного способи живлення.
- Рослинна клітина головним чином відрізняється від тварини міцною оболонкою, що складається з целюлози; спеціальними органоїдами - хлоропластами з молекулами хлорофілу у своєму складі, за допомогою яких здійснимо фотосинтез; і добре розвиненими вакуолями із запасом поживних речовин.
Клітина – це структурна та функціональна одиниця живого організму, яка несе генетичну інформацію, забезпечує обмінні процеси, здатна до регенерації та самовідтворення.
Є одноклітинні особини та розвинені багатоклітинні тварини та рослини. Їхня життєдіяльність забезпечується роботою органів, які побудовані з різних тканин. Тканина, своєю чергою, представлена сукупністю клітин схожих за будовою і виконуваним функцій.
Клітини різних організмів мають характерні властивості і будову, але є загальні складові властиві всім клітинам: і рослинним, і тваринам.
Органели властиві всім типам клітин
Ядро– один із важливих компонентів клітини, містить генетичну інформацію та забезпечує передачу її нащадкам. Оточено подвійною мембраною, що ізолює його від цитоплазми.
Цитоплазма- В'язке прозоре середовище, що заповнює клітину. У цитоплазмі розміщені усі органоїди. Цитоплазма складається із системи мікротрубочок, яка забезпечує чітке переміщення всіх органел. А також контролює транспорт синтезованих речовин.
Клітинна мембрана– оболонка, яка відокремлює клітину від зовнішнього середовища, забезпечує транспорт речовин у клітину та виведення продуктів синтезу чи життєдіяльності.
Ендоплазматична мережа– мембранна органела, складається з цистерн та канальців, на поверхні яких відбувається синтез рибосом (гранулярна ЕПС). Місця, де немає рибосом, утворюють гладкий ендоплазматичний ретикулум. Гранулярна та агранулярна мережа не відмежовані, а переходять одна в одну і з'єднуються з оболонкою ядра.
Комплекс Гольджі- Стопка цистерн, сплюснутих в центрі і розширених на периферії. Призначений для завершення синтезу білків та подальшого транспорту їх із клітини, разом з ЕПС утворює лізосоми.
Мітохондрії- Двомембранні органоїди, внутрішня мембрана формує виступи всередину клітини - кристи. Відповідають за синтез АТФ, енергетичний обмін. Виконує дихальну функцію (поглинаючи кисень та виділяючи СО 2).
Рибосоми- Відповідають за синтез білка, в їх структурі виділяють малу і велику субодиниці.
Лізосоми- здійснюють внутрішньоклітинне перетравлення, за рахунок вмісту гідролітичних ферментів. Розщеплюють захоплені чужорідні речовини.
Як у рослинних, так і тваринних клітинах є, крім органел, непостійні структури — включення. Вони виникають у разі підвищення обмінних процесів у клітині. Вони виконують поживну функцію та містять:
- Зерна крохмалю в рослинах, і глікоген - у тварин;
- білки;
- ліпіди – високоенергетичні сполуки, мають більшу цінність, ніж вуглеводи і білки.
Є включення, які відіграють роль енергетичному обміні, вони містять продукти життєдіяльності клітини. У залізистих клітинах тварин включення накопичують секрет.
Органели властиві лише рослинній клітині
Клітини тварин на відміну клітин рослин не містять вакуолей, пластид, клітинної стінки.
Клітинна стінкаформується з клітинної пластинки, утворюючи первинну та вторинну клітинну оболонку.
Первинна клітинна стінка зустрічається у недиференційованих клітинах. У ході дозрівання між мембраною та первинною клітинною стінкою закладається вторинна оболонка. За своєю будовою вона подібна до первинної, тільки має більше целюлози і меншу кількість води.
Вторинна клітинна стінка оснащена безліччю пір. Час – це місце, де між первинною оболонкою та мембраною відсутня вторинна стінка. Пори розміщені попарно у суміжних клітинах. Розміщені поруч клітини зв'язуються одна з одною плазмодесмою – це канал, що є тяж цитоплазми, вистелений плазмолемою. Через нього клітини обмінюються синтезованими продуктами.
Функції клітинної стінки:
- Підтримка тургор клітини.
- Надає форму клітин, виконуючи роль скелета.
- Накопичує поживні продукти.
- Захищає від зовнішнього впливу.
Вакуолі– органели, наповнені клітинним соком, беруть участь у перетравленні органічних речовин (подібні до лізосом тваринної клітини). Утворюються за допомогою спільної роботи ЕПС та комплексу Гольджі. Спочатку формується та функціонує кілька вакуолей, під час старіння клітини вони зливаються в одну центральну вакуолю.
Пластиди– автономні двомембранні органели, внутрішня оболонка має вирости – ламели. Усі пластиди ділять на три типи:
- Лейкопласти- Безпігментні утворення, здатні запасати крохмаль, білки, ліпіди;
- хлоропласти– зелені пластиди, що містять пігмент хлорофіл, здатні до фотосинтезу;
- хромопласти- Кристали помаранчевого кольору, через наявність пігменту каротину.
Органели властиві лише тваринній клітині
Відмінність рослинної клітини від тварини полягає у відсутності в ній центріолі, тришарової мембрани.
Центріолі– парні органели, що розташовані поблизу ядра. Беруть участь у формуванні веретена поділу та сприяють рівномірному розбіжності хромосом до різних полюсів клітини.
Плазматична мембрана- Для клітин тварин характерна тришарова, міцна мембрана, побудована з ліпідів протеїнів.
Порівняльна характеристика рослинної та тваринної клітини
| Порівняльна таблиця тваринної та рослинної клітини | ||
|---|---|---|
| Властивості | Рослинна клітина | Тваринна клітина |
| Будова органел | Мембранне | |
| Ядро | Сформований, з набором хромосом | |
| Поділ | Розмноження соматичних клітин шляхом мітозу | |
| Органоїди | Подібний набір органел | |
| Клітинна стінка | + | - |
| Пластиди | + | - |
| Центріолі | - | + |
| Тип харчування | Автотрофний | Гетеротрофний |
| Енергетичний синтез | За допомогою мітохондрій та хлоропластів | Тільки за допомогою мітохондрій |
| Метаболізм | Перевага анаболізму над катоболізмом | Катаболізм перевищує синтез речовин |
| Увімкнення | Поживні речовини (крохмаль), солі | Глікоген, білки, ліпіди, вуглеводи, солі |
| Вії | Вкрай рідко | Є |
Рослинні клітини завдяки хлоропластам здійснюють процеси фотосинтезу – перетворюють енергію сонця на органічні речовини, тварини на це не здатні.
Мітотичний поділ рослини йде переважно у меристемі, характеризується наявністю додаткового етапу – препрофази, в організмі тварин мітоз притаманний усім клітинам.
Розміри окремих рослинних клітин (близько 50мкм) перевищують розміри тваринних клітин (приблизно 20мкм).
Взаємозв'язок між клітинами рослин здійснюється з допомогою плазмодесми, тварин – з допомогою десмосом.
Вакуолі рослинної клітини займають більшу частину її обсягу, у тварин – це дрібні утворення у невеликих кількостях.
Клітинна стінка рослин побудована з целюлози та пектину, у тварин мембрана складається з фосфоліпідів.
Рослини не здатні активно пересуватися, тому пристосувалися автотрофний спосіб харчування, синтезуючи самостійно всі необхідні поживні речовини з неорганічних сполук.
Тварини – гетеротрофи та використовують екзогенні органічні речовини.
Подібність у структурі та функціональних можливостях рослинних та тваринних клітин вказує на єдність їх походження та приналежності до еукаріотів. Їхні відмінні риси обумовлені різним способом життя та харчування.
