Сравнительная характеристика клеток растений и грибов. Сравнение строения клеток бактерий, растений, животных и грибов. Чем отличаются бактерии от других организмов
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.
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
Раздел «Клетка как биологическая система»
Тема «Строение клеток растений, животных, бактерий, грибов»
Таблица 1 – Сравнительная характеристика клеток прокариот и эукариот
Характеристика | Прокариотная клетка | Эукариотная клетка |
Размеры клеток | 0,5-5 мкм | до 40 мкм |
Форма | Одноклеточные или нитчатые | Одноклеточные, нитчатые или многоклеточные |
Организация генетического материала | Кольцевая ДНК не отделена от цитоплазмы мембраной (т.е. нет ядра), нет ядрышек; митоз отсутствует | линейные молекулы ДНК связаны с белками и РНК и образуют хромосомы; есть ядро (т.е. хромосомыотделены от цитоплазмы ядерной оболочкой), содержащее больше одной хромосомы; деление ядра путем митоза |
Локализация ДНК | в нуклеоиде и плазмидах, не ограниченных элементарной мембраной | в ядре и некоторых органеллах |
Синтез белка | 70S-рибосомы и мельче; ЭПР (ЭПС) отсутствует | 80S-рибосомы. Рибосомы могут быть прикреплены к ЭПС |
Органеллы | Органелл мало, ни одна из них не имеет оболочки (двойной оболочки) | Органелл много, большинство окружены двойной мембраной (ядро, митохондрии, хлоропласты) |
Движение цитоплазмы | отсутствует | часто обнаруживается |
Клеточная стенка (там, где она имеется) | Жесткие, содержат полисахариды и аминокислоты. Основной упрочняющий компонент - муреин | У зеленых растений и грибов клеточные стенки жесткие и содержат полисахариды. Основной упрочняющий компонент клеточной стенки у растений – целлюлоза, у грибов – хитин. |
Жгутики | нить жгутика построена из белковых субъединиц, образующих спираль | каждый жгутик содержит набор микротрубочек, собранны в группы: 2·9-2 |
Дыхание | У бактерий – в мезосомах; у сине-зеленых водорослей – в цитоплазматической мембране | Аэробное дыхание происходит в митохондриях |
Фотосинтез | Происходит в мембранах, не имеющих специфической упаковки | В хлоропластах, содержащих специальные мембраны, которые уложены в ламеллы или граны |
Фиксация азота | Некоторые обладают этой способностью (примеры – свободноживущие сапрофиты Azotobacter или симбионты - RhiZobium) |
Таблица № 2 - Отличия в строении эукариот разных царств
Критерий | Растения | Животные | Грибы |
Ядро | |||
Пластиды | |||
Оболочка | целлюлоза | хитин |
|
Запасное вещество | крахмал | гликоген | |
Вакуоли | крупные | мелкие или отсутствуют | |
Способ питания | автотрофный | гетеротрофный |
Таблица № 3 Строение и функции частей и органоидов эукариотной клетки
Часть клетки | Строение | Функции |
Плазматическая мембрана (плазмалемма, клеточная мембрана) | Жидкостно-мозаичная модель строения: двойной слой липидов, окруженные слоями белков |
|
Цитоплазма | Полужидкая масса коллоидной структуры, состоит из гиалоплазмы или матрикса (белки, липиды, полисахариды, РНК, катионы, анионы) | Объединяет органоиды клетки и обеспечивает их взаимодействие |
Цитоскелет | Структуры белковой природы – микротрубочки и микронити |
|
Немембранные органоиды (органеллы) | ||
Клеточный центр | Две центриоли и центросфера. Содержит белки, углеводы, ДНК, РНК, липиды |
|
Рибосомы | Состоят из большой и малой субъединиц. Содержат РНК и белок. Свободные или связанные с мембранами |
|
Одномембранные органоиды(органеллы) | ||
ЭПС (ЭПР) | Система мембранных мешочков, образует единое целое с наружной мембраной и ядерной оболочкой. Бывает гранулярной (шероховатой) и гладкой |
|
Комплекс (Аппарат) Гольджи | Система мембранных мешочков-цистерн (диски); система пузырьков (везикулы); находится около ядра |
|
Лизосомы | Сферический мембранный мешок; много гидролитических ферментов |
|
Вакуоли | Заполнены клеточным соком. У растений – крупные, мелкие у животных (сократительные, пищеварительные, фагоцитарные). Чем старше растит. клетка – тем крупнее вакуоль. |
|
Двумембранные органоиды | ||
Митохондрии | Есть внутренние мембраны - кристы; матрикс (рибосомы, ДНК, РНК) много ферментов |
|
Пластиды | Виды: лейко- хромо- и хлоропласты; покрыты белково-липидной мембранной; строма-матрикс; имеют складки внутренней мембраны; в строме находятся ДНК и рибосомы; в мембранах есть хлорофилл. Лейко- и хромопласты могут перерождаться в хлоропласты - примеры. |
|
Ядро | Покрыто белково-липидной мембранной; состоит из кариоплазмы (ядерного сока или нуклеоплазмы), ядрышка (РНК, белок) и хроматина (ДНК, белок) | Хранение ДНК, транскрипция РНК. Отвечает за метаболические функции – если у клетки удалить ядро, то в ней начинают накапливаться токсические вещества, продукты распада, клетка перестает расти и обновляться. |
Закрепление материала
А 1 На каком рисунке изображена митохондрия?
В1 Установите соответствие между особенностями строения, функцией и органоидом клетки
А). Различают мембраны гладкие и шероховатые 1). Комплекс Гольджи
Б). Образуют сеть разветвленных каналов и полостей 2). ЭПС
В). Образуют уплощенные цистерны и вакуоли
Г). Участвует в синтезе белков, жиров
Д). Формируют лизосомы
В2 Установите соответствие между особенностями строения, функцией и органоидом клетки
Особенности строения, функции Органоид
А). Содержит пигмент хлорофилл 1). Митохондрия
Б). Осуществляет энергетический обмен в клетке 2). Хлоропласт
В). Осуществляет процесс фотосинтеза
Г). Внутренняя мембрана образует складки - кристы
Д). Основная функция – синтез АТФ
В3 Выберите три признака прокариотической клетки?
1). Имеется ядро
2). Клеточная стенка представлена муреином или пектином
3). Наследственный аппарат располагается в цитоплазме клетки
4) Имеет клеточный центр
5). Имеет хлоропласты с хлорофиллом
6). В цитоплазме располагаются рибосомы
С1 Проанализируйте рисунок, на котором изображены различные эукариотические клетки. О чем Вам говорит предложенная в нем информация?
Проверочная работа «Многообразие и строение клеток»
Задания части А
- Плазматическая мембрана эукариотической клетки не участвует в процессах
- Назовите структурный компонент клетки, который имеется и у прокариот и у эукариот.
- Укажите структурный компонент животной клетки, который виден только в электронный микроскоп.
- Назовите химические соединения, которые мозаично расположены в наружной плазматической мембране и обеспечивают выполнение мембраной транспортной, ферментативной и рецепторной функций.
- Назовите один из органоидов, внутри которых имеется ДНК, благодаря чему эти органоиды способны размножаться.
- Назовите структурный компонент клетки, который имеет следующее строение: окружен двумя мембранами, внутренняя мембрана образует многочисленные выросты во внутреннюю полость этого структурного компонента, во внутренней полости находятся ДНК в виде кольца и мелкие рибосомы.
- Назовите органоид, который участвует в синтезе белков, синтезирует углеводы и липиды, транспортирует их в разные участки клетки, формирует оболочку ядра и комплекс Гольджи.
- Микроорганизмы и твердые частицы вещества обволакиваются выростами летки и попадают в нее будучи окруженными участками наружной плазматической мембраной. Назовите такой вид транспорта веществ через мембрану.
- Какие клетки человека в процессе развития теряют ядро, но в течение длительного времени продолжают выполнять свои функции?
А) нервные клетки Б) клетки внутреннего слоя кожи
В) эритроциты Г) поперечно-полосатые мышечные волокна
- Прежде чем оказаться в лизосоме, ферменты после своего образования проходят через два структурных компонента клетки. Назовите их в той последовательности, в которой ферменты проходят через них после синтеза на рибосомах.
- Какой структурный компонент клетки имеют и прокариоты, и эукариоты?
- Назовите органоид, в котором происходит образование сложных белков и крупных молекул полимеров, упаковка выделяемых из клетки веществ в мембранный пузырек, формирование лизосом.
- Назовите структурный компонент клетки, в котором образуются рибосомные и транспортные РНК, участвующие в синтезе белков
- Назовите органоид, который придает гранулярной эндоплазматической сети «шероховатость».
- Какую функцию выполняют в клетке лизосомы?
- расщепляют биополимеры до мономеров
- окисляют глюкозу до углекислого газа и воды
- осуществляют синтез органических веществ
- синтезируют полисахариды из глюкозы
- Ферменты лизосом синтезируются в
Задания части В
1. Клетки бактерий отличаются от клеток растений
- отсутствием оформленного ядра
- наличием плазматической мембраны
- наличием плотной оболочки
- отсутствием митохондрий
- наличием рибосом
- отсутствием комплекса Гольджи
2.Клетки каких организмов не могут поглощать крупные частицы пищи путем фагоцитоза?
3.Белки и липиды участвуют в образовании
4.Каковы строение и функции митохондрий?
А) расщепляют биополимеры до мономеров
Б) характеризуются анаэробным способом получения энергии
Г) имеют ферментативные комплексы, расположенные на кристах
Д) окисляют органические вещества с образованием АТФ
Е) имеют наружную и внутреннюю мембраны
5.Какие общие свойства характерны для митохондрий и хлоропластов?
- не делятся в течение жизни клетки
- имеют собственный генетический материал
- являются одномембранными
- содержат ферменты окислительного фосфорилирования
- имеют двойную мембрану
- участвуют в синтезе АТФ
6.Цитоплазма выполняет в клетке ряд функций:
- является внутренней средой клетки
- осуществляет связь между ядром и органоидами
- выполняет роль матрицы для синтеза углеводов
- служит местом расположения ядра и органоидов
- осуществляет передачу наследственной информации
- служит местом расположения хромосом в клетках эукариот
7.Установите соответствие между характеристикой органоида клетки и его видом.
ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНОИДА | ОРГАНОИД КЛЕТКИ |
1) система канальцев, пронизывающих цитоплазму | А) комплекс Гольджи |
2) система утолщенных мембранных цилиндров и пузырьков | Б) эндоплазматическая сеть |
3) обеспечивает накопление веществ в клетке | |
4) на мембранах могут размещаться рибосомы | |
5) участвует в формировании лизосом | |
6) обеспечивает перемещение органических веществ в клетке |
Ответ | ||||||
8.Установите соответствие между особенностью строения клетки и царством, для которого оно характерно.
ОСОБЕННОСТЬ СТРОЕНИЯ КЛЕТОК | ЦАРСТВО |
1) наличие пластид | А) Грибы |
2) отсутствие хлоропластов |
Роль каждого живого организма в живой природе очень велика. Бактерии, несмотря на свой крошечный размер и ограниченный набор функций, имеют огромное значение в жизнедеятельности каждого другого царства, будь то растения, грибы, животные или вирусы. Их главное отличие состоит в отсутствии ядра в клетке, но имеется еще огромное количество признаков, по которым осуществляется разделение данных организмов на отдельные группы.
Размеры и строение
Бактериальные и растительные , целью которых является выполнение одной-единственной функции – обеспечение помощи в передвижении в жидкой среде. Несмотря на одинаковое название, данные элементы имеют существенное отличие. Оно заключается в структуре и размерах.
Отличие бактерий от царства растений по данному признаку можно представить в следующей таблице:
Сходства и различия между другими организмами
Подробное отличие бактерий от всех растений, грибов и животных можно рассмотреть в представленной ниже таблице:
Отличительный признак | Бактерии | Грибы | Растения | Животные |
Чем питаются? | готовыми органическими веществами, синтез органических веществ из неорганики | Органическими веществами, создаваемыми из неорганических веществ самостоятельно (фотосинтез) | готовыми органическими веществами | |
Как передвигаются? | с помощью жгутиков и ворсинок | Не имеют способности к передвижению | Обладают способностью к самостоятельному передвижению | |
Как осуществляется рост? | до определенного момента (затем происходит деление клетки) | Неограниченно в течение своей жизни | до начала размножения | |
Размножение | Самостоятельное деление клетки | вегетативным, бесполым (спорами) и половым способами | Бесполым (спорами) и половым | половым |
Особенности | Отсутствие ядра в клетке | Клеточная стенка состоит из хитина;
грибы имеют запасной углевод в виде гликогена |
Наличие в составе клетки крупной центральной вакуоли, пластид и клетчатки;
запасной углевод в виде крахмала |
Обладают клеточным центром и запасным углеводом в виде гликогена;
Отсутствие клеточной стенки |
Исходя из представленных данных, можно сделать вывод, что грибы, животные, растения имеют существенное отличие от примитивной формы жизни, которые выражается не только в их структуре и строении, но и в выполняемых функциях и способах размножения на нашей планете. Помимо этого, огромное количество процессов, происходящих в клетках других живых организмов, . Для прокариотов также не свойственна необходимость в присутствии аскорбиновой кислоты для нормальной жизнедеятельности, в то время как грибам и остальным царствам (кроме вирусов) она требуется постоянно.
Если сравнивать бактерии с вирусами, то они имеют огромное отличие между собой. Основное из них заключается в размерах микроорганизмов. Если первые могут достигать примерно 5000 нанометров или 5 мкм (крупные представители группы), то габариты вирусов варьируются в пределах всего от 20 и до 400 нанометров, поэтому разглядеть их можно только посредством современного микроскопа.
- Клеточная мембрана.
- Полисахаридная или пептидогликановая стенка.
- Свободно существующие РНК/ДНК.
- Рибосомы.
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.