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

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.

Особенности строения прокариотической и эукариотической клетки

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

Особенности строения А) клеточные стенки содержат целлюлозу Б) клеточных стенок нет В) в цитоплазме есть пластиды Г) способ питания – гетеротрофный Д) в молодых клетках есть большие вакуоли с клеточным соком Е) запасное вещество клетки – гликоген

Царства Растения Животные

 

Часть  С

С1. Приведите примеры эукариотических клеток, в которых нет ядра.
С2. Докажите, что клеточная теория обобщила ряд биологических открытий и предсказала новые открытия.

 

Источник: biology100.ru

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.

К одномембранным органеллам относятся лизосомы. С их помощью происходит расщепление веществ, поступающих в клетку.

Общей органеллой для двух видов является комплекс Гольджи — система замкнутых пузырьков и мешочков. Основная функция заключается в образовании других одномембранных органелл. Как выглядит растительная и животная клетки под микроскопом, их особенности хорошо видны на рисунке.

Общие признаки

Сравнительная характеристика показывает, в чем состоит сходство клеток растений и животных:

• Имеют одинаковую структуру, общие признаки — это ядро и цитоплазма.
• Единый химический состав.
• Схожесть обменных процессов.
• Наличие клеточной мембраны.
• Деление происходит по одному принципу.

Основные отличия растительной и животной клеток

Прежде всего растительные и животные клетки отличаются формой. Первая имеет фиксированную форму в виде прямоугольника, а вторая — неправильную круглую.

У животной — нет надмембранного комплекса(клеточной стенки), который придает прочность, хлоропластов и большой центральной вакуоли. Ядро располагается по центру, а не сдвинуто к стенке, как у растительной.

Для наглядности различия в структуре клеток ниже представлена таблица.

Признаки	Растительная	Животная
Клеточная стенка	есть	отсутствует
Расположение ядра	Ядро сдвинуто от центра	Центр клетки
Форма	прямоугольная	круглая
Наличие пластид	есть	нет
Хлоропласты	Имеются для производства питательных веществ	нет
Вакуоли	Большая вакуоль, занимающая 90% всего объема	Мелкие вакуоли, одна или несколько

Заключение и выводы

Проведя сравнение строения клеток растений и животных можно сделать вывод, что у них много общего: структура, единство генетического кода, химические процессы, происходящие внутри и размножение путем деления. Принципиальное отличие состоит в способе питания: автотрофный и гетеротрофный.

Источник: vsesravnenie.ru

Обмен веществ и энергии

Обмен веществ и энергии — это важнейшее свойство живого, проявляющееся на разных уровнях организации живого. Благодаря обмену веществ и энергии происходят рост и размножение, формируются другие важнейшие свойства клеток и организмов.

Обмен веществ и энергии (метаболизм) — совокупность химических реакций, протекающих в клетках или в целостном организме и заключающихся в синтезе сложных молекул и новой протоплазмы (анаболизм) и в распаде молекул с освобождением энергии (катаболизм).

Энергия необходима для:

• биосинтеза (образования нового вещества),

• осмотической работы (поглощения и секреции клетками разных веществ),

• механической работы (при движении) и других реакций.

Энергетические процессы у всех живых существ сходны.

В основе регуляции метаболических путей лежат общие механизмы.

Анаболизм и катаболизм

Основные метаболические процессы:

• анаболизм (ассимиляция)

• катаболизм (диссимиляция).

Анаболизм (от греч. anabole — подъём), ассимиляция, совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей. Заключается в синтезе сложных молекул из более простых с накоплением энергии.

Процессы:

• синтез белков

• синтез нуклеиновых кислот

• фотосинтез (частный случай анаболизма)

Катаболизм, или диссимиляция (от лат. dissimilis — расподобление), является экзотермическим процессом, при котором происходит распад веществ с освобождением энергии. Этот распад происходит в результате переваривания и дыхания.

Катаболизм (от греч. katabole — сбрасывание, разрушение), диссимиляция, совокупность ферментативных реакций в живом организме, направленных на расщепление сложных органич. веществ — белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов, поступающих с пищей или запасённых в самом организме (жиры, крахмал гликоген и др.).

Процессы:

• клеточное дыхание

• гликолиз

• брожение

В процессе катаболизма энергия, заключённая в химических связях крупных органических молекул, освобождается и запасается в форме связей АТФ.

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Молекула представляет собой нуклеотид. АТФ — главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов. Цикл АТФ-АДФ является основным механизмом обмена энергии в живых системах.

Строение:

• азотистое основание – аденин

• пятиуглеродный сахар – рибоза

• три остатка фосфорной кислоты

Фосфатные группы в молекуле АТф соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями

В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается порция энергии:

АТФ + Н₂О АДФ +Н₃РО₄ + 40 кДж

АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в аденозин-монофосфат (АМФ), который далее не гидролизуется:

АДФ + Н₂О АМФ +Н₃РО₄ + 40 кДж

Фосфорилирование процесс образования АТФ из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:

АДФ+ Н₃РО₄+ 40 кДж АТФ + Н₂О

АТФ быстро обновляется. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах Образовавшаяся здесь АТФ направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.

Пример:

У человека каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2 400 раз в сутки, так что ее средняя продолжительность жизни менее 1 мин.

АТФ не единственное биологически активное соединение, содержащее пирофосфатные связи. Некоторые фосфорилированные соединения по количеству энергии, заключенной в таких связях, не отличаются от АТФ. Однако дифосфаты таких соединений не могут заменить аденозиндифосфорную кислоту в тех процессах, которые ведут к синтезу АТФ, а их трифосфаты не могут заменить АТФ в последующих процессах энергетического обмена, в которых АТФ используется как донор энергии, необходимой для протекания биосинтетических реакций. Возможно, что такая высокая степень специфичности отражает не столько уникальность АТФ, сколько уникальные особенности биохимических процессов, приспособленных исключительно к АТФ.

Источник: StudFiles.net

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.

К одномембранным органеллам относятся лизосомы. С их помощью происходит расщепление веществ, поступающих в клетку.

Общей органеллой для двух видов является комплекс Гольджи — система замкнутых пузырьков и мешочков. Основная функция заключается в образовании других одномембранных органелл. Как выглядит растительная и животная клетки под микроскопом, их особенности хорошо видны на рисунке.

Общие признаки

Сравнительная характеристика показывает, в чем состоит сходство клеток растений и животных:

• Имеют одинаковую структуру, общие признаки — это ядро и цитоплазма.
• Единый химический состав.
• Схожесть обменных процессов.
• Наличие клеточной мембраны.
• Деление происходит по одному принципу.

Основные отличия растительной и животной клеток

Прежде всего растительные и животные клетки отличаются формой. Первая имеет фиксированную форму в виде прямоугольника, а вторая — неправильную круглую.

У животной — нет надмембранного комплекса(клеточной стенки), который придает прочность, хлоропластов и большой центральной вакуоли. Ядро располагается по центру, а не сдвинуто к стенке, как у растительной.

Для наглядности различия в структуре клеток ниже представлена таблица.

Признаки	Растительная	Животная
Клеточная стенка	есть	отсутствует
Расположение ядра	Ядро сдвинуто от центра	Центр клетки
Форма	прямоугольная	круглая
Наличие пластид	есть	нет
Хлоропласты	Имеются для производства питательных веществ	нет
Вакуоли	Большая вакуоль, занимающая 90% всего объема	Мелкие вакуоли, одна или несколько

Заключение и выводы

Проведя сравнение строения клеток растений и животных можно сделать вывод, что у них много общего: структура, единство генетического кода, химические процессы, происходящие внутри и размножение путем деления. Принципиальное отличие состоит в способе питания: автотрофный и гетеротрофный.

Источник: vsesravnenie.ru

Сравнение животной и растительной клетки

	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:

• Есть пластиды;
• Присутствует прочная целлюлозная оболочка;
• Автотрофный тип питания;
• Синтез макроэргических соединений, который происходит в хлоропластах и митохондриях;
• Наличие крупных вакуолей;
• Ядерный центр присутствует только у низших растений;
• Минеральные соли находятся в виде кристаллов (включений).

Особенность строения животной клетки:

• Пластиды отсутствуют;
• Непрочная клеточная оболочка, которая называется гликокаликсом;
• Гетеротрофы;
• Синтез макроэргических соединений (АТФ) осуществляется исключительно в митохондриях;
• Вакуоли только мелкие, крупные отсутствуют;
• Ядерный центр есть у всех эукариот;
• Минеральные соли растворены в цитоплазме.

Это интересно: атф это что за вещество – состав, функции и роль в организме.

Краткое сравнение растительной и животной клетки

• Если сравнивать эти две структуры, важным отличием является способ питания: все растения относятся к автотрофам. Для животных органические вещества являются главным источником углерода, которые попадают в организм вместе с пищей, таким образом они относятся к гетеротрофам.
• У растений есть пластиды для фотосинтеза, которые обуславливают их цвет (хромопласты – красные, хлоропласты – зеленые и лейкопласты – бесцветные), во втором типе клеток хлоропласты отсутствуют.
• Снаружи растения покрыты плотной оболочкой, которая называется плазматическая мембрана и состоит из целлюлозы, тогда как у животных наружная мембрана представлена гликокаликсом.

Это интересно: сколько у человека хромосом?

Общие признаки строения

1. Все ядерные структуры покрыты очень тонкой мембранной оболочкой, которая ограждает их от взаимодействия с внешней средой. С помощью специальных наростов, называемых складкам, они очень близко прилегают друг к другу. Обмен веществ осуществляется через специальные отверстия – поры, которые пронизывают мембрану.
2. Главным органоидом всех типов клеток растений и животных является ядро. Чаще всего оно находится в центре и может содержать одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры РНК.
3. В обеих структурах содержится бесцветная полужидкая цитоплазма, которая заполняет пространство между ядром и мембраной. В ней находятся органоиды и запасные питательные вещества.
4. Важным является генетический код, который наследуется одинаково.
5. Обмен веществ и энергии происходит по одинаковому принципу.
6. Одинаковый процесс деления, т.к. и животная, и растительная могут делиться путем митоза.
7. Имеют одинаковую химическую составляющую.
8. Сходный состав органоидов (ЭПС, Аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, митохондрии).

Это интересно: формы естественного отбора это что, значение термина в биологии.

Что из этого следует

1. 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.
2. В составе обоих видов содержится множество элементов Периодической таблицы, которые в основном существуют в виде комплексных соединений неорганической и органической природы.
3. 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.
4. 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.

Источник: obrazovanie.guru