Сходства эукариотических клеток

О сходстве эукариотических клеток свидетельствует целый ряд общих признаков:

1. Общий план строения клетки (наличие клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра с органеллами).

2. Принципиальное сходство процессов обмена веществ и энергии в клетке.

3. Кодирование наследственной информации при помощи нуклеиновых кислот.

4. Единство химического состава клеток.

5. Сходные процессы деления клеток.

Различия клеток животных и растений

На рисунке 1 представлена таблица «Различия клеток растений и животных».

Рис. 1. Различие клеток растений и животных

Главное отличие между клетками царств животных и растений заключается в их способе питания. Клетки растений являются автотрофами, то есть они синтезируют органические вещества из неорганических за счет энергии солнечного света в процессе фотосинтеза. Клетки животных являются гетеротрофами, то есть источником углерода для них служат органические вещества, поступающие вместе с пищей; эти же вещества служат и источником энергии.

Для обеспечения фотосинтеза в клетках растений содержатся пластиды, например хлоропласты, в которых содержится основной пигмент фотосинтеза – хлорофилл. В клетках животных пластид нет, однако существуют исключения, например растительные жгутиконосцы, к которым относится эвглена зеленая. В темноте она питается готовыми органическими веществами (как животное), а на свету она способна к фотосинтезу.

Поскольку клетки растений по-разному синтезируют органические вещества, то и запасной углевод у них тоже различный. У растений накапливается в клетках крахмал, а у животных откладывается гликоген.

Для растительной клетки характерно наличие клеточной стенки, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. Клеточная стенка придает клеткам растений механическую прочность и опору.

Большую часть растительной клетки занимает вакуоль, в которой содержится жидкость. Вакуоли в растительной клетке хранят органические вещества, в них содержатся гидролитические ферменты (выполняют функцию лизосом), также они участвуют в регуляции рН клетки и в них происходит изолирование и обезвреживание токсических веществ. В животной клетке могут содержаться небольшие вакуоли, которые выполняют пищеварительную и сократительную функцию. Строение вакуоли в животной клетке отличается от растительной.

В животной клетке, в отличие от растительной, находятся центриоли.

Так как растительная клетка имеет клеточную стенку, которая защищает ее содержимое и обеспечивает постоянную форму, то она делится с образованием перегородки. Животная клетка делится с образованием перетяжки, так как не имеет клеточной стенки.

Некоторые функции вакуолей у растений

Вакуоли – это ограниченные мембраной участки клетки, заполненные жидкостью. Мембрана, которая ограничивает вакуоль от цитоплазмы, носит название тонопласт. Она является одинарной мембраной.

Молодая растительная клетка, как правило, имеет много мелких вакуолей, которые сливаются в одну большую по мере взросления клетки. В зрелой растительной клетке вакуоль может занимать до 90 % ее объема. Рост клетки происходит за счет увеличения вакуоли – в этом состоит основная роль вакуоли и тонопласта.

Основной компонент вакуолярного сока – это вода, все остальные компоненты сильно варьируются в зависимости от типа растений и его физиологического состояния. В вакуолях могут содержаться сахара, соли, реже белки, иногда в них откладываются пигменты.

Тонопласт играет активную роль в транспорте некоторых ионов в вакуоли.

Содержимое в вакуоли имеет слабокислую, кислую и, в редких случаях, сильнокислую (лимон) реакцию.

Вакуоли – это место накопления продуктов обмена веществ. Иногда в них накапливаются ядовитые для человека вещества (алкалоид никотина).

Вакуоли могут выполнять функцию лизосом, поскольку содержат гидролитические ферменты, которые переваривают вещества, попавшие вовнутрь вакуоли. Когда клетка погибает, то содержимое вакуоли изливается наружу и начинает переваривать клетку (процесс автолиз).

Особенности строения клеток грибов

Клетки грибов содержат признаки растений и животных. Также они имеют свои специфические особенности.

Признаки животных клеток

Клетки грибов являются гетеротрофами, следовательно, у них нет пластид и не происходит процесс фотосинтеза. Запасным углеводом у них является гликоген. Они могут быть сапротрофами (питаются органикой мертвых существ) или паразитами. Среди грибов встречаются симбионты (см. Рис. 2), которые вступают во взаимовыгодную связь с другими живыми организмами (с растениями или с цианобактериями).

Рис. 2. Грибы-симбионты

Среди грибов существуют хищники, образующие в почве клейкие петли, в которых запутываются мелкие черви-нематоды (см. Рис. 3). Затем грибница разрастается и проникает в тело червя, высасывая из него все содержимое.

Рис. 3. Червь-нематод в клейкой петле

Признаки растительной клетки

С растительной клеткой сходство грибной проявляется в наличии клеточной стенки поверх плазматической мембраны, но клеточная стенка грибов в основном состоит из хитина.

Так же как и растения, грибы не способны к активному движению, но способны к неограниченному росту.

Размножение и распространение спорами также сближает грибы с растениями.

Особые признаки грибов

Тело гриба образовано нитевидными структурами в один ряд клеток – гифами. У некоторых грибов перегородки между гифами утрачиваются и возникает грибница, состоящая из одной гигантской многоядерной клетки. Совокупность гиф образовывают мицелий.

Таким образом, выделение грибов в отдельное царство, насчитывающее более ста тысяч видов, обоснованно.

Микориза

Некоторые грибы играют ключевую роль в минеральном питании сосудистых растений. Всходы многих видов лесных деревьев, выращенные в стерильном питательном растворе, а затем перенесенные в луговую почву, будут плохо расти и даже погибать от недостатка пищи. Однако если добавить к почве лесную почву, содержащую соответствующие грибы, рост нормализуется. Это обусловлено микоризой («грибокорнем»), тесным взаимовыгодным симбиозом корней и грибов.

Микориза известна в большинстве групп сосудистых растений. Всего несколько семейств цветковых не образуют ее или образуют очень редко, например крестоцветные и осоковые.

Многие растения могут нормально развиваться и без микоризы при хорошем обеспечении незаменимыми элементами, особенно фосфором. Участие микоризы в прямом транспорте фосфора из почвы в корни доказано экспериментально. В свою очередь, растение снабжает симбиотические грибы углеводами. Одно из наиболее удивительных свойств микоризы – функционирование при определенных обстоятельствах в качестве «моста» для переноса продуктов фотосинтеза, фосфора и, возможно, других соединений от одного образующего ее растения к другому.

Источник: interneturok.ru

Вопрос 10 (Как организован наследственный материал у про- и эукариот?):

а) локализация (в прокариотической клетке – в цитоплазме, в эукариотической клетке – ядро и полуавтономные органоиды: митохондрии и пластиды), б) характеристика Геном в прокариотической клетке: 1 кольцевидная хромосома – нуклеоид, состоящая из молекулы ДНК (укладка в виде петель) и негистоновых белков, и фрагменты – плазмиды – внехромосомные генетические элементы. Геном в эукариотической клетке – хромосомы, состоящие из молекулы ДНК и гистоновых белков.

Вопрос 11 (Что такое ген и какова его структура?):

Ген (от греч. génos — род, происхождение), элементарная единица наследственности, представляющая отрезок молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК (у некоторых вирусов — рибонуклеиновой кислоты — РНК). Каждый Г. определяет строение одного из белков живой клетки и тем самым участвует в формировании признака или свойства организма.

Вопрос 12 (Что такое генетический код, его свойства?):

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

Свойства генетического кода: 1. универсальность (принцип записи един для всех живых организмов) 2. триплетность (считываются три, рядом расположенные нуклеотида) 3. специфичность (1 триплет соответствует ТОЛЬКО ОДНОЙ аминокислоте) 4. вырожденность (избыточность) (1 аминокислота может кодироваться несколькими триплетами) 5. неперекрываемость (считывание происходит триплет за триплетом без «пробелов» и областей перекрывания, т.е. 1 нуклеотид НЕ может входить в состав двух триплетов).

Вопрос 13 (Характеристика этапов биосинтеза белка у про- и эукариот):

Биосинтез белка у эукариот

Транскрипция ,постранскрипция, трансляция и посттрансляция. 1.Транскрипция заключается в создании «копии одного гена» — молекулы пре-и-РНК (пре-м-РНК).Происходит разрыв водородных связей между азотистыми основаниями, присоединения к гену-промотору РНК полимеразы, которая «подбирает» нуклеотиды по принципу комплементарности, и антипараллельности. Гены у эукариот содержат участки, содержащие информацию, — экзоны и неинформативные участки — экзоны. В результате транскрипции создается «копия» гена, которая содержит как экзоны, так и интроны. Поэтому молекула, синтезирующаяся в результате транскрипции у эукариот — незрелая и-РНК (пре-и-РНК). 2.Период посттранскрипции он называется процессинг, который заключается в созревании и-РНК. Происходит: Вырезание интронов и сшивание (сплайсинг) экзонов ( сплайсинг называется альтернативным, если экзоны соединяются в другой последовательности, чем были изначально в молекуле ДНК). Происходит «модификация концов» пре-и-РНК: на начальном участке — лидере (5′) образуется колпачок или кэп — для узнавания и связывания с рибосомой, на конце 3′ — трейлере образуется polyА (множество адениловых оснований) — для транспорта и-РНК из мембраны ядра в цитоплазму. Это зрелая м РНК.

3. Трансляция: -Инициация -связывание и-РНК с малой субъединицей рибосомы -попадание стартового триплета и-РНК — АУГ в аминоацильный центр рибосомы -объединение 2-ух субъединиц рибосомы (большой и малой). -Элонгация АУГ попадает в пептидильный центр , а в аминоацильный центр попадает второй триплет, потом две тРНК с определенными аминокислотами поступают в оба центра рибосомы. В случае комплементарности триплетов на и-РНК (кодона) и т-РНК (антикодон, на центральной петле молекулы т-РНК) между ними образуются водородные связи и данные т-РНК с соответствующими АМК «фиксируются» в рибосоме. Между АМК, прикрепленными к двум т-РНК, возникает пептидная связь, а связь между первой АМК и первой т-РНК разрушается. Рибосмома делает «шаг» по и-РНК («передвигается на один триплет). Таким образом, вторая т-РНК, к которой прикреплены уже две АМК, перемещается в пептидильный центр, а в аминоацильном центре оказывается третий триплет и-РНК, куда из цитоплазмы поступает следующая т-РНК с соответствующей АМК. Процесс повторяется… до тех пор, пока в аминоацильный центр не попадет один из трех стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА), которые не соответствуют ни одной аминокислоте

— Терминация — окончание сборки полипептидной цепи. Результат трансляции — образование полипептидной цепи, т.е. первичной структуры белка. 4. Посттрансляция приобретение молекулой белка соответствующей конформации — вторичной, третичной, четвертичной структур.
b>Особенности биосинтеза белка у прокариот: а) все этапы биосинтеза происходят в цитоплазме, б) отсутствие экзон-интронной организации генов, вследствие чего в результате транскрипции образуется зрелая полицистронная м-РНК, в) транскрипция сопряжена с трансляцией, г) имеется только 1 вид РНК-полимеразы (единый РНК-полимеразный комплекс), тогда как у эукариот 3 вида РНК-полимераз, осуществляющих транскрипцию разных видов РНК.

Источник: StudFiles.net

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 СО₂).

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:

1. Поддержание тургора клетки.
2. Придает форму клеткам, выполняя роль скелета.
3. Накапливает питательные продукты.
4. 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.

Источник: animals-world.ru