Наука, изучающая строение и функции клеток – цитология .
Клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические (надцарства прокариоты и эукариоты) .
Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов (царство дробянки).
Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма (надцарства грибы, растения, животные).
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.
По способу питания и строению клеток выделяют царства :
- Дробянки;
- Грибы;
- Растения;
- Животные.
Бактериальные клетки (царство Дробянки) имеют: плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеоид), рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на фототрофов, хемотрофов, гетеротрофов.
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.
Клетки растений содержат: 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.
ТЕМАТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
Часть А
А1
. Какое из перечисленных положений согласуется с клеточной теорией
1) клетка является элементарной единицей наследственности
2) клетка является единицей размножения
3) клетки всех организмов различны по своему строению
4) клетки всех организмов обладают разным химическим составом
А2
. К доклеточным формам жизни относятся:
1) дрожжи
2) пеницилл
3) бактерии
4) вирусы
А3
. Растительная клетка от клетки гриба отличается строением:
1) ядра
2) митохондрий
3) клеточной стенки
4) рибосом
А4
. Из одной клетки состоят:
1) вирус гриппа и амеба
2) гриб мукор и кукушкин лен
3) планария и вольвокс
4) эвглена зеленая и инфузория-туфелька
А5
. В клетках прокариот есть:
1) ядро
2) митохондрии
3) аппарат Гольджи
4) рибосомы
А6
. На видовую принадлежность клетки указывает:
1) форма ядра
2) количество хромосом
3) строение мембраны
4) первичная структура белка
А7
. Роль клеточной теории в науке заключается в
1) открытии клеточного ядра
2) открытии клетки
3) обобщении знаний о строении организмов
4) открытии механизмов обмена веществ
Часть В
В1
. 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
В2
. 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
ВЗ . Найдите соответствие между особенностями строения клетки и царствам, к которому эти клетки относятся
Часть С
С1
. Приведите примеры эукариотических клеток, в которых нет ядра.
С2
. Докажите, что клеточная теория обобщила ряд биологических открытий и предсказала новые открытия.
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.
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.
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