Что общего и какие различия между клетками растений, грибов, бактерий и животных? Сходства и различия в строении клеток растений, животных и грибов Черты сходства грибной животной и растительной клеток.

Как известно, живые организмы эукариоты делятся на три царства: растения, грибы и животные. На этом уроке мы узнаем, в чем сходство и отличие между эукариотическими клетками. Также мы ответим на вопрос: почему грибы выделены в отдельное царство, хотя совсем недавно их относили к растениям?

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.

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.

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 ).

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

Признаки животных клеток

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.

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.

В процессе эволюции у хищных грибов сформировались различные приспособления для захвата и переваривания крошечных животных, например круглых червей нематод.

Микроскопические представители хищных грибов известны достаточно давно, но недавно было выяснено, что некоторые пластинчатые грибы, такие как вешенка, тоже являются хищными грибами. Вешенка выделяет специальное вещество, которое обездвиживает нематод, после этого грибница опутывает червя и внедряется в него. Затем продуцируются ферменты, которые переваривают тело червя. В дальнейшем грибницы высасывают содержимое нематод. Поскольку вешенка обитает на трухлявой древесине, которая бедна азотом, то черви для этого гриба являются источником этого элемента.

Некоторые микроскопические грибы выделяют на поверхности гиф клейкое вещество, к которому прилипают мелкие животные (простейшие, мелкие насекомые). Другие грибы образуют петли, которые захватываю нематод.

Список литературы

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология 10-11 класс Дрофа, 2005.
2. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень / П.В. Ижевский, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина и др. - 2-е изд., переработанное. - Вентана-Граф, 2010. - 224 стр.
3. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 11-е изд., стереотип. - М.: Просвещение, 2012. - 304 с.
4. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - Дрофа, 2010. - 384 с.

1. School.xvatit.com ().
2. Bio-faq.ru ().
3. Biouroki.ru ().

Домашнее задание

1. Вопросы в конце параграфа 19 (стр. 78) - Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. «Общая биология», 10-11 класс ()
2. Эволюционно сложилось так, что клетки животных способны к фагоцитозу и пиноцитозу. Вследствие каких особенностей строения клеток растения и грибы этого делать не могут?
3. Известно, что растения питаются в процессе фотосинтеза. В связи с этим у них появились дополнительные органоиды. Какие? Какова их функция?

Большинство известных на сегодня живых организмов состоят из клеток (кроме вирусов). Клетка - элементарная структурная единица живого, как утверждает клеточная теория. Отличительные свойства живого проявляются, начиная с клеточного уровня. Наличие у живых организмов клеточного строения, единого кода ДНК, содержащего наследственную информацию, реализуемую через белки, можно рассматривать как доказательство единства происхождения всех живых организмов, имеющих клеточное строение.

Клетки растений и грибов имеют много общего:

1. Наличие клеточной мембраны, ядра, цитоплазмы с органоидами.
2. Принципиальное сходство процессов обмена веществ, деления клетки.
3. Жесткая клеточная стенка значительной толщины, способность к потреблению питательных веществ из внешней среды путем диффузии через плазматическую мембрану (осмоса).
4. Клетки растений и грибов способны незначительно изменять свою форму, что позволяет растениям ограниченно менять положение в пространстве (листовая мозаика, ориентация подсолнечника к солнцу, закручивание усиков бобовых, капканы насекомоядных растений), а некоторым грибам захватывать в петли грибницы мелких почвенных червей - нематод.
5. Способность группы клеток давать начало новому организму (вегетативное размножение).

1. Клеточная стенка растений содержит целлюлозу, у грибов - хитин.
2. Клетки растений содержат хлоропласты с хлорофиллом или лейкопласты, хромопласты. У грибов пластиды отсутствуют. Соответственно, в клетках растений осуществляется фотосинтез - образование органических веществ из неорганических, т. е. характерен автотрофный тип питания, а грибы являются гетеротрофами, в их обменных процессах преобладает диссимиляция.
3. Запасным веществом в клетках растений является крахмал, у грибов - гликоген.
4. У высших растений дифференциация клеток приводит к образованию тканей, у грибов тело образовано нитевидными рядами клеток - гифами.

Эти и другие особенности позволили выделить грибы в отдельное царство.

Живые организмы способны приспосабливаться к действию неблагоприятных факторов внешней среды. Растения, обитающие в условиях высокой температуры и недостатка влаги, имеют листья мелкие или видоизмененные в колючки, покрытые восковым налетом, с небольшим числом устьиц. Животным в этих условиях помогает выжить приспособительное поведение: они активны ночью, а днем, в жару, прячутся в норы. Организмы засушливых местообитаний также имеют отличия в обмене веществ, способствующие экономии воды.

У животных, обитающих в условиях низких температур, имеется толстый слой подкожного жира. Для растений характерно высокое содержание растворенных веществ в клетках, что препятствует их повреждению при отрицательных температурах. Сезонность жизненных циклов также позволяет растениям и перелетным птицам использовать местообитания с холодной зимой.

Яркий пример приспособленности представляют взаимные эволюционные приспособления травоядных животных и растений, которые служат им пищей, хищника и жертвы.

Питание человека должно быть разнообразным, содержать продукты животного и растительного происхождения, чтобы обеспечивать организм всеми необходимыми аминокислотами, витаминами и другими веществами. Особенно важно наличие в пище растительной клетчатки, которая способствует нормальному пищеварению.

Поступление с продуктами энергии должно соответствовать затратам организма (12000–15000 кДж в сутки) и зависит от характера труда.

Углеводы являются основным источником энергии. Избыточное потребление сладкого и мучного при низкой физической активности приводит к увеличению жировых запасов. Избежать переедания помогает соблюдение режима питания, ограничение потребления острых и сладких блюд, отказ от спиртного, отсутствие отвлекающих факторов во время принятия пищи.

Очень долгое время древние ученые ошибочно относили грибы в одну группу с растениями. И делалось это только из-за их внешнего сходства. Ведь грибы, как и растения, не могут передвигаться. И с первого взгляда они вовсе не похожи на животных. Однако как только ученые получили возможность исследовать клетки, они обнаружили, что грибная клетка во многом похожа на клетку животных. Поэтому данные живые организмы перестали причислять к растениям. Однако и к животным их отнести нельзя, так как грибная клетка, кроме сходств, имеет и ряд отличий от животной. В связи с этим грибы выделили в отдельное царство. Таким образом, в природе существует пять царств живых организмов: животные, растения, грибы, бактерии и вирусы.

Основные особенности грибной клетки

Грибы относятся к эукариотам. Это живые организмы, в клетках которых присутствует ядро. Оно необходимо для того, чтобы защищать генетическую информацию, записанную на ДНК. Эукариотами, кроме грибов, являются животные и растения.

Кроме того, в старой клетке гриба может присутствовать вакуоль. Все перечисленные выше органоиды выполняют свои функции. Рассмотрим их в краткой табличке.

В отличие от растений, клетки грибов не содержат пластид. У растений эти органоиды отвечают за фотосинтез (хлоропласты) и окраску лепестков (хромопласты). Также грибы отличаются от растений тем, что в их случае только старая клетка имеет вакуоль. Растительные же клетки обладают этим органоидом на протяжении всего жизненного цикла.

Ядро у грибов

Так как они являются эукариотами, в каждой их клетке содержится ядро. Оно предназначено для защиты генетической информации, записанной на ДНК, а также для координации всех процессов, происходящих в клетке.

Данная структура обладает ядерной мембраной, в которой присутствуют специальные поры, состоящие из специальных белков — нуклеоприонов. Благодаря порам ядро может обмениваться веществами с цитоплазмой.

Та среда, которая находится внутри мембраны, называется кариоплазмой. В ней находится ДНК в виде хромосом.

В отличие от растений и животных, клетки которых обычно содержат одно ядро (исключением могут быть, например, многоядерные клетки мышечной ткани или безъядерные тромбоциты), грибная клетка зачастую имеет не одно, а два и больше ядер.

Заключение — разнообразие грибов

Итак, когда мы уже разобрались, как устроена клетка этих организмов, давайте в двух словах рассмотрим их разновидности.

Многоклеточные грибы, в зависимости от строения, делятся на такие классы: базидиомицеты, аскомицеты, оомицеты, зигомицеты и хитридиомицеты.

Имеющими истинное , которое содержит ДНК и отделено от других клеточных структур ядерной мембраной. Оба типа клеток имеют сходные процессы размножения (деления), которые включают митоз и мейоз.

Животные и растительные клетки получают энергию, используемую ими для роста и поддержания нормального функционирования в процессе . Также, характерным для обоих типов клеток является наличие клеточных структур, известных как , которые специализированы для выполнения конкретных функций, необходимых для нормальной работы. Животные и растительные клетки объединяет наличие ядра, эндоплазматического ретикулума, цитоскелета и . Несмотря на схожие характеристики животных и растительных клеток, они также имею множество различий, которые рассмотрены ниже.

Основные различия в клетках животных и растений

Схема строения животной и растительной клеток

• Размер: клетки животных, как правило, меньше, чем растительные клетки. Размер животных клеток колеблются от 10 до 30 микрометров в длину, а клеток растений - от 10 до 100 микрометров.
• Форма: клетки животных бывают разных размеров и имеют округлые или неправильные формы. Растительные клетки более схожи по размеру и обычно имеют форму прямоугольника или куба.
• Хранение энергии: животные клетки хранят энергию в виде сложного углеводного гликогена. Растительные клетки хранят энергию в виде крахмала.
• Белки: из 20 аминокислот, необходимых для синтеза белков, только 10 производятся естественным образом в клетках животных. Другие так называемые незаменимые аминокислоты получаются из пищи. Растения способны синтезировать все 20 аминокислот.
• Дифференциация: у животных только стволовые клетки способны превращаться в другие . Большинство типов растительных клеток способны дифференцироваться.
• Рост: клетки животных увеличиваются в размерах, увеличивая число клеток. Растительные клетки в основном увеличивают размер клеток, становясь более крупными. Они растут, накапливая больше воды в центральной вакуоли.
• : у клеток животных нет клеточной стенки, но есть клеточная мембрана. Клетки растений имеют клеточную стенку, состоящую из целлюлозы, а также клеточной мембраны.
• : клетки животных содержат эти цилиндрические структуры, которые организуют сборку микротрубочек во время деления клеток. Клетки растений обычно не содержат центриоли.
• Реснички: встречаются в клетках животных, но, как правило, отсутствуют в растительных клетках. Реснички - это микротрубочки, которые обеспечивают клеточную локомоцию.
• Цитокинез: разделение цитоплазмы при , происходит в клетках животных, когда образуется спайная борозда, которая зажимает клеточную мембрану пополам. В цитокинезе растительных клеток образуется клеточная пластинка, разделяющая клетку.
• Гликсисомы: эти структуры не встречаются в животных клетках, но присутствуют в растительных. Гликсисомы помогают расщеплять липиды на сахара, особенно в прорастающих семенах.
• : клетки животных обладают лизосомами, которые содержат ферменты, переваривающие клеточные макромолекулы. Растительные клетки редко содержат лизосомы, поскольку вакуоль растения обрабатывает деградацию молекулы.
• Пластиды: в животных клетках нет пластид. Растительные клетки имеют такие пластиды, как , необходимые для .
• Плазмодесмы: клетки животных не имеют плазмодесм. Растительные клетки содержат плазмодесмы, которые представляет собой поры между стенками, позволяющие молекулам и коммуникационным сигналам проходить между отдельными клетками растений.
• : животные клетки могут иметь много маленьких вакуолей. Клетки растений содержат большую центральную вакуоль, которая может составляет до 90% объема клетки.

Прокариотические клетки

Эукариотические клетки животных и растений также отличаются от прокариотических клеток, таких как . Прокариоты обычно являются одноклеточными организмами, тогда как животные и растительные клетки обычно многоклеточные. Эукариоты более сложны и больше, чем прокариоты. К клеткам животных и растений относятся многие органеллы, не обнаруженные в прокариотических клетках. Прокариоты не имеют истинного ядра, поскольку ДНК не содержится в мембране, а свернута в области , называемой нуклеоидом. В то время как животные и растительные клетки размножаются митозом или мейозом, прокариоты чаще всего размножаются с помощью деления или дробления.

Другие эукариотические организмы

Клетки растений и животных не являются единственными типами эукариотических клеток. Протесты (например, эвглена и амеба) и грибы (например, грибы, дрожжи и плесень) - два других примера эукариотических организмов.

Среди растений, животных и грибов встречаются одноклеточные организмы, но большинство из них -многоклеточные. Их клетки характеризуются наличием ядра.

Общие черты строения ядерных клеток

Снаружи все ядерные клетки покрыты тончайшей мембраной, которая защищает внутреннее содержимое клеток, связывает их между собой и с внешней средой.

Важнейший органоид всех клеток растений, животных и грибов - ядро. Обычно оно находится в центре клетки и содержит одно или несколько ядрышек. В ядре имеются хромосомы - специальные тельца, которые становятся видимыми только во время деления ядра. Они хранят наследственную информацию.

Обязательная часть клеток растений, животных и грибов - бесцветная полужидкая цитоплазма. Она заполняет пространство между мембраной и ядром. В цитоплазме, кроме ядра, находятся и другие органоиды, а также запасные питательные вещества. Общие черты в строении ядерных клеток говорят о родстве и единстве их происхождения.

Отличия клеток растений, животных и грибов

Несмотря на сходство, клетки растений, животных и грибов имеют существенные различия.

В клетках растений и грибов поверх мембраны расположена плотная оболочка, состоящая из углеводов. У растений она построена из целлюлозы, а у большинства грибов - из хитина. Животная клетка имеет только клеточную мембрану. Плотной оболочки у нее нет.

Отличительная черта растительных клеток - наличие в цитоплазме особых образований - пластид. В клетках пластиды зеленые. В других клетках растений пластиды могут быть бесцветными, желтыми, оранжевыми или красными (клетки плодов). Зеленые пластиды - это хлоропласты (от греч. Chloros - зеленый). Их так много, что трудно обнаружить ядро. Зеленый цвет хлоропластам придает пигмент - хлорофилл. С помощью хлорофилла клетки растений улавливают энергию солнечных лучей и образуют органические вещества.

Животные питаются готовыми органическими веществами, созданными растениями. Вот почему в их клетках пластиды отсутствуют.

Клетки, как и клетки животных, не имеют пластид. В то же время у них есть некоторые признаки, сближающие их с клетками растений. Так, в цитоплазме грибных и растительных клеток имеются вакуоли - прозрачные пузырьки, заполненные клеточным соком.

Ядерные клетки различаются включениями - запасными питательными веществами. В клетках растений запасается крахмал, в клетках животных и грибов - гликоген.

По различию в и некоторым другим признаками ядерные организмы делят на три царства: Растений, Животных и Грибов.