Primerjalne značilnosti celic. Primerjava lastnosti rastlinskih in živalskih celic

Poleg lastnosti, ki so značilne za prokarionte in evkarionte, imajo številne lastnosti tudi celice rastlin, živali, gliv in bakterij. Tako rastlinske celice vsebujejo posebne organele - kloroplasti, ki določajo njihovo sposobnost fotosinteze, medtem ko teh organelov v drugih organizmih ne najdemo. To seveda ne pomeni, da drugi organizmi niso sposobni fotosinteze, saj na primer pri bakterijah nastane na vdorninah plazemske membrane in posameznih membranskih mehurčkih v citoplazmi.

Rastlinske celice praviloma vsebujejo velike vakuole, napolnjene s celični sok. Najdemo jih tudi v celicah živali, gliv in bakterij, vendar imajo povsem drugačen izvor in opravljajo drugačne funkcije. Glavna rezervna snov, ki jo v obliki trdnih vključkov najdemo v rastlinah, je škrob, v živalih in glivah je glikogen, v bakterijah pa glikogen ali volutin.

Še en znak teh skupin organizmov je organizacija površinskega aparata: celice živalskih organizmov nimajo celične stene, njihova plazemska membrana je prekrita le s tankim glikokaliksom, vse druge pa jo imajo. To je povsem razumljivo, saj je način prehranjevanja živali povezan z ulovom delci hrane v procesu fagocitoze, prisotnost celične stene pa bi jim to možnost odvzela. Kemična narava snovi, ki tvori celično steno, je drugačna razne skupineživi organizmi: če je pri rastlinah celuloza, potem je pri glivah hitin, pri bakterijah pa murein. Primerjalne značilnosti zgradba celic rastlin, živali, gliv in bakterij

Razlike v strukturi celic predstavnikov različna kraljestva divje živali so prikazane na sliki.

Kemična sestava celice. Makro- in mikroelementi. Razmerje med zgradbo in delovanjem anorganskih in organskih snovi (beljakovine, nukleinske kisline, ogljikovi hidrati, lipidi, ATP), ki sestavljajo celico. Vloga kemične snovi v človeški celici in telesu

Kemična sestava celice

Večino kemičnih elementov so našli v živih organizmih Periodni sistem elementov, ki jih je do danes odkril D.I. Po eni strani ne vsebujejo niti enega elementa, ki ne bi obstajal v neživi naravi, po drugi strani pa njihove koncentracije v telesih nežive narave in živi organizmi se bistveno razlikujejo.

Ti kemični elementi tvorijo anorganske in organske snovi. Kljub temu, da v živih organizmih prevladujejo anorganske snovi, so organske snovi tiste, ki določajo njihovo edinstvenost. kemična sestava in pojav življenja nasploh, saj jih sintetizirajo predvsem organizmi v procesu življenja in igrajo ključno vlogo pri reakcijah.

Znanost proučuje kemično sestavo organizmov in kemične reakcije, ki se v njih odvijajo. biokemija.

Opozoriti je treba, da je vsebnost kemikalij v različne celice in tkiva se lahko zelo razlikujejo. Na primer, če v živalskih celicah med organskimi spojinami prevladujejo beljakovine, potem v rastlinskih celicah prevladujejo ogljikovi hidrati.

Makro- in mikroelementi

V živih organizmih najdemo približno 80 kemičnih elementov, vendar ima le 27 od teh elementov svojo funkcijo v celici in organizmu. Preostali elementi so prisotni v majhnih količinah in očitno vstopajo v telo s hrano, vodo in zrakom. Vsebnost kemičnih elementov v telesu se zelo razlikuje. Glede na koncentracijo jih delimo na makroelemente in mikroelemente.

Koncentracija vsakega makrohranila v telesu presega 0,01%, njihova skupna vsebnost pa je 99%. Makroelementi vključujejo kisik, ogljik, vodik, dušik, fosfor, žveplo, kalij, kalcij, natrij, klor, magnezij in železo. Prvi štirje od naštetih elementov (kisik, ogljik, vodik in dušik) se tudi imenujejo organogeni, saj so del glavnih organskih spojin. Fosfor in žveplo sta tudi sestavini številnih organskih snovi, kot so beljakovine in nukleinske kisline. Fosfor je nujen za tvorbo kosti in zob.

Brez preostalih makrohranil ne gre normalno delovanje telo. Tako so kalij, natrij in klor vključeni v procese vzbujanja celic. Kalij je nujen tudi za delovanje številnih encimov in zadrževanje vode v celici. Kalcij se nahaja v celičnih stenah rastlin, kosteh, zobeh in lupinah mehkužcev ter je potreben za krčenje mišičnih celic in znotrajcelično gibanje. Magnezij je sestavni del klorofila, pigmenta, ki zagotavlja fotosintezo. Sodeluje tudi pri biosintezi beljakovin. Železo je poleg tega, da je del hemoglobina, ki prenaša kisik v krvi, potrebno za procese dihanja in fotosinteze ter za delovanje številnih encimov.

mikroelementi so v telesu v koncentracijah, manjših od 0,01%, njihova skupna koncentracija v celici pa ne doseže 0,1%. Mikroelementi vključujejo cink, baker, mangan, kobalt, jod, fluor itd. Cink je del molekule hormona trebušne slinavke - insulina, baker je potreben za procese fotosinteze in dihanja. Kobalt je sestavni del vitamina B12, katerega pomanjkanje vodi do anemije. Jod je potreben za sintezo hormonov Ščitnica, ki zagotavlja normalno presnovo, fluorid pa je povezan s tvorbo zobne sklenine.

Tako pomanjkanje kot presežek ali motnje presnove makro- in mikroelementov vodijo v razvoj razne bolezni. Zlasti pomanjkanje kalcija in fosforja povzroča rahitis, pomanjkanje dušika - hudo pomanjkanje beljakovin, pomanjkanje železa - anemijo in pomanjkanje joda - kršitev tvorbe ščitničnih hormonov in zmanjšanje presnove. Zmanjšanje vnosa fluora z vodo in hrano v veliki meri vpliva na motnje obnove zobne sklenine in posledično nagnjenost k kariesu. Svinec je strupen za skoraj vse organizme. Njegov presežek povzroči nepopravljive poškodbe možganov in centralnega živčni sistem ki se kaže z izgubo vida in sluha, nespečnostjo, odpoved ledvic, epileptične napade in lahko povzroči tudi paralizo in bolezni, kot je rak. Akutna zastrupitev svinca spremljajo nenadne halucinacije in se konča s komo in smrtjo.

Pomanjkanje makro- in mikroelementov je mogoče nadomestiti s povečanjem njihove vsebnosti v hrani in pitna voda, pa tudi zaradi recepcije zdravila. Tako se jod nahaja v morski hrani in jodirani soli, kalcij - v jajčne lupine in tako naprej.

Razmerje med zgradbo in delovanjem anorganskih in organskih snovi (beljakovine, nukleinske kisline, ogljikovi hidrati, lipidi, ATP), ki sestavljajo celico. Vloga kemikalij v celici in človeškem telesu

Anorganske snovi

Kemični elementi celice tvorijo različne spojine – anorganske in organske. Anorganske snovi celice vključujejo vodo, mineralne soli, kisline itd., Organske snovi pa beljakovine, nukleinske kisline, ogljikove hidrate, lipide, ATP, vitamine itd.

voda(H 2 O) je najpogostejša anorganska snov v celici, ki ima edinstveno fizikalne in kemijske lastnosti. Nima ne okusa, ne barve, ne vonja. Gostoto in viskoznost vseh snovi ocenjujemo z uporabo vode. Tako kot mnoge druge snovi lahko tudi voda obstaja v treh agregatnih stanjih: trdno (led), tekoče in plinasto (para). Tališče vode je 0°C, vrelišče 100°C, vendar lahko raztapljanje drugih snovi v vodi spremeni te lastnosti. Tudi toplotna kapaciteta vode je precej visoka - 4200 kJ/mol K, kar ji daje možnost, da sodeluje v procesih termoregulacije. V molekuli vode se vodikovi atomi nahajajo pod kotom 105°, medtem ko se skupni elektronskih parov jih potegne proč bolj elektronegativni atom kisika. To določa dipolne lastnosti vodnih molekul (en konec je pozitivno nabit, drugi pa negativno) in možnost tvorbe vodikovih vezi med vodnimi molekulami. Kohezija vodnih molekul je osnova pojava površinske napetosti, kapilarnosti in lastnosti vode kot univerzalnega topila. Posledično so vse snovi razdeljene na tiste, ki so topne v vodi (hidrofilne) in netopne v njej (hidrofobne). Hvala za te edinstvene lastnosti Vnaprej je določeno, da je voda postala osnova življenja na Zemlji.

Povprečna vsebnost vode v telesnih celicah se spreminja in se lahko spreminja s starostjo. Tako pri enem mesecu in pol starem človeškem zarodku vsebnost vode v celicah doseže 97,5%, pri osemmesečnem - 83%, pri novorojenčku se zmanjša na 74%, pri pri odraslih je v povprečju 66 %. Vendar se telesne celice razlikujejo po vsebnosti vode. Torej, kosti vsebujejo približno 20% vode, jetra - 70%, možgani - 86%. Na splošno lahko rečemo, da koncentracija vode v celicah je premo sorazmerna s hitrostjo metabolizma.

Mineralne soli lahko v raztopljenem ali neraztopljenem stanju. Topne soli disociirajo na ione - katione in anione. Najpomembnejši kationi so kalijevi in ​​natrijevi ioni, ki olajšajo prenos snovi skozi membrano in sodelujejo pri nastanku in prevajanju živčnih impulzov; kot tudi kalcijeve ione, ki sodelujejo pri procesih krčenja mišična vlakna in strjevanje krvi; magnezij, ki je del klorofila; železo, ki je del številnih beljakovin, vključno s hemoglobinom. Najpomembnejša aniona sta fosfatni anion, ki je del ATP in nukleinskih kislin, ter ostanek ogljikove kisline, ki blaži nihanja pH okolja. Ioni mineralnih soli zagotavljajo prodiranje same vode v celico in njeno zadrževanje v njej. Če je koncentracija soli v okolju manjša kot v celici, potem voda prodre v celico. Ioni določajo tudi puferske lastnosti citoplazme, to je njeno sposobnost vzdrževanja konstantnega rahlo alkalnega pH citoplazme kljub nenehnemu nastajanju kislih in alkalnih produktov v celici.

Netopne soli(CaCO 3, Ca 3 (PO 4) 2 itd.) so del kosti, zob, lupin in lupin enoceličnih in večceličnih živali.

Poleg tega lahko organizmi proizvajajo druge anorganske spojine, kot so kisline in oksidi. Tako proizvajajo parietalne celice človeškega želodca klorovodikova kislina, ki aktivira prebavni encim pepsin, silicijev oksid pa prežema celične stene preslice in tvori lupine diatomej. IN Zadnja leta Raziskuje se tudi vloga dušikovega oksida (II) pri signalizaciji v celicah in telesu.

Organska snov

Celična teorija, njene glavne določbe, vloga pri oblikovanju sodobne naravoslovne slike sveta. Razvoj znanja o celici. Celična zgradba organizmov je podobnost celične zgradbe vseh organizmov osnova enotnosti organskega sveta, dokaz sorodnosti žive narave

enotnost organskega sveta, celica, celična teorija, določbe celične teorije.

Rekli smo že, da je znanstvena teorija posplošitev znanstvenih podatkov o predmetu raziskovanja. To v celoti velja za celično teorijo, ki sta jo leta 1839 ustvarila dva nemška raziskovalca M. Schleiden in T. Schwann.

Osnova celične teorije je bilo delo številnih raziskovalcev, ki so iskali elementarno strukturno enoto živih bitij. Nastanek in razvoj celične teorije je olajšal pojav v 16. stoletju. in nadaljnji razvoj mikroskopija.

Tu so glavni dogodki, ki so postali predhodniki nastanka celične teorije:

– 1590 – izdelava prvega mikroskopa (brata Jansen);

– 1665 Robert Hooke – prvi opis mikroskopske zgradbe čepa iz bezgovih vej (v resnici so bile to celične stene, vendar je Hooke uvedel ime »celica«);

– 1695 Objava Anthonyja Leeuwenhoeka o mikrobih in drugih mikroskopskih organizmih, ki jih je videl skozi mikroskop;

– 1833 R. Brown opisal jedro rastlinske celice;

– 1839 sta M. Schleiden in T. Schwann odkrila nukleol.

Osnovne določbe sodobne celične teorije:

1. Vse je preprosto in kompleksni organizmi sestavljajo celice, ki se lahko izmenjujejo z okolju snovi, energija, biološke informacije.

2. Celica je osnovna strukturna, funkcionalna in genetska enota živega bitja.

3. Kletka – elementarna enota razmnoževanje in razvoj živih bitij.

4. B večcelični organizmi celice se razlikujejo po strukturi in funkciji. Organizirani so v tkiva, organe in organske sisteme.

5. Celica je osnovna, odprta živi sistem, sposoben samoregulacije, samoobnavljanja in razmnoževanja.

Celična teorija se je razvila zaradi novih odkritij. Leta 1880 je Walter Flemming opisal kromosome in procese, ki se pojavljajo v mitozi. Od leta 1903 se je začela razvijati genetika. Od leta 1930 se je elektronska mikroskopija začela hitro razvijati, kar je znanstvenikom omogočilo študij najboljša struktura celične strukture. 20. stoletje je bilo stoletje razcveta biologije in ved, kot so citologija, genetika, embriologija, biokemija in biofizika. Brez oblikovanja celične teorije bi bil ta razvoj nemogoč.

Torej celična teorija navaja, da so vsi živi organizmi sestavljeni iz celic. Celica je minimalna struktura živega bitja, ki ima vse vitalne lastnosti – sposobnost presnove, rasti, razvoja, prenosa genetskih informacij, samoregulacije in samoobnavljanja. Celice vseh organizmov imajo podobne strukturne značilnosti. Vendar se celice med seboj razlikujejo po velikosti, obliki in delovanju. Nojevo in žabje jajce sta sestavljena iz iste celice. Mišične celice imajo kontraktilnost in živčne celice izvajati živčnih impulzov. Razlike v zgradbi celic so v veliki meri odvisne od funkcij, ki jih opravljajo v organizmih. Bolj kot je organizem kompleksen, bolj raznolike so njegove celice po zgradbi in funkcijah. Vsaka vrsta celice ima določeno velikost in obliko. Podobnosti v celični zgradbi razni organizmi, skupnost njihovih osnovnih lastnosti potrjuje podobnost njihovega izvora in nam omogoča, da sklepamo o enotnosti organskega sveta.

Celica je enota strukture, življenjske dejavnosti, rasti in razvoja organizmov. Raznolikost celic. Primerjalne značilnosti celic rastlin, živali, bakterij, gliv

Osnovni pojmi in pojmi, preverjeni v izpitni nalogi: bakterijske celice, glivične celice, rastlinske celice, živalske celice, prokariontske celice, evkariontske celice.

Povedali smo že, da se celice med seboj lahko razlikujejo po obliki, strukturi in delovanju, čeprav so si osnovni strukturni elementi večine celic podobni. Biologi razlikujejo dve veliki sistematični skupini celic - prokariontski in evkariontski . Prokariontske celice ne vsebujejo pravega jedra in številnih organelov. (Glejte razdelek "Struktura celice".) Evkariontske celice vsebujejo jedro, v katerem se nahaja dedni aparat telesa. Prokariontske celice so celice bakterij in modrozelenih alg. Celice vseh drugih organizmov so evkariontske.

Vsak organizem se razvije iz celice. To velja za organizme, ki so bili rojeni kot posledica nespolnega in spolnega načina razmnoževanja. Zato se celica šteje za enoto rasti in razvoja organizma.

Sodobna taksonomija razlikuje naslednja kraljestva organizmov: bakterije, glive, rastline, živali. Osnova za to delitev so načini prehranjevanja teh organizmov in struktura celic.

Bakterijske celice imajo zanje značilne naslednje strukture - gosto celično steno, eno krožno molekulo DNK (nukleotid), ribosome. Te celice nimajo številnih organelov, značilnih za evkariontske rastlinske, živalske in glivične celice. Glede na način prehranjevanja bakterije delimo na avtotrofi, kemotrofi in heterotrofi. Rastlinske celice vsebujejo samo zanje značilne plastide - kloroplaste, levkoplaste in kromoplaste; obdane so z gosto celično steno iz celuloze in imajo tudi vakuole s celičnim sokom. Vse zelene rastline so avtotrofni organizmi.

Živalske celice nimajo gostih celičnih sten. Obdaja jih celična membrana, skozi katero poteka izmenjava snovi z okoljem.

Celice gliv so prekrite s celično steno, ki se po kemični sestavi razlikuje od celičnih sten rastlin. Kot glavne sestavine vsebuje hitin, polisaharide, beljakovine in maščobe. Rezervna snov glivnih in živalskih celic je glikogen.

1. Izberite lastnosti, značilne samo za rastlinske celice

1) obstajajo mitohondriji in ribosomi

2) celična stena iz celuloze

3) obstajajo kloroplasti

4) snov za shranjevanje - glikogen

5) rezervna snov – škrob

6) jedro je obdano z dvojno membrano

2. Izberite značilnosti, po katerih se kraljestvo bakterij razlikuje od ostalih kraljestev organskega sveta.

1) heterotrofni način prehranjevanja

2) avtotrofni način prehranjevanja

3) prisotnost nukleoida

4) odsotnost mitohondrijev

5) odsotnost jedra

6) prisotnost ribosomov

Kemična organizacija celice. Razmerje med zgradbo in delovanjem anorganskih in organskih snovi (beljakovine, nukleinske kisline, ogljikovi hidrati, lipidi, ATP), ki sestavljajo celico. Utemeljitev razmerja organizmov na podlagi analize kemične sestave njihovih celic

Osnovni pojmi in pojmi, preverjeni v izpitni nalogi: dušikove baze, aktivni center encima, hidrofilnost, hidrofobnost, aminokisline, ATP, proteini, biopolimeri, denaturacija, DNA, deoksiriboza, komplementarnost, lipidi, monomer, nukleotid, peptidna vez, polimer, ogljikovi hidrati, riboza, RNA, encimi, fosfolipidi .

Povezane informacije.

Te strukture imajo kljub enotnosti izvora pomembne razlike.

Splošni načrt celične strukture

Pri obravnavanju celic se je treba najprej spomniti osnovnih vzorcev njihovega razvoja in strukture. Imajo skupne značilnosti strukture, sestavljena pa je iz površinskih struktur, citoplazme in stalnih struktur – organelov. Zaradi vitalne aktivnosti se v njih odlagajo organske snovi, imenovane vključki. Nove celice nastanejo kot posledica delitve materinih celic. Pri tem procesu lahko iz ene originalne strukture nastaneta dve ali več mladih struktur, ki so natančna genetska kopija prvotnih. Celice, enotne po svojih strukturnih značilnostih in funkcijah, so združene v tkiva. Iz teh struktur nastanejo organi in njihovi sistemi.

Primerjava rastlinskih in živalskih celic: tabela

Na tabeli lahko enostavno vidite vse podobnosti in razlike v celicah obeh kategorij.

Glavne razlike

Primerjava rastlin in živalska celica kaže na številne razlike v značilnostih njihove strukture in s tem življenjskih procesov. Torej, kljub enotnosti splošni načrt, se njihov površinski aparat razlikuje po kemični sestavi. Daje jih celuloza, ki je del celične stene rastlin stalna oblika. Nasprotno, živalski glikokaliks je tanka elastična plast. Vendar pa je najbolj pomembna stvar temeljna razlika teh celic in organizmov, ki jih tvorijo, je v načinu njihovega prehranjevanja. Rastline imajo v citoplazmi zelene plastide, imenovane kloroplasti. Na njihovi notranji površini je kompleks kemijska reakcija preoblikovanje vode in ogljikov dioksid v monosaharide. Ta postopek je mogoč le, če obstaja sončna svetloba in se imenuje fotosinteza. Stranski proizvod reakcija je kisik.

zaključki

Primerjali smo torej rastlinske in živalske celice, njihove podobnosti in razlike. Skupne značilnosti so zazidalni načrt, kemični procesi in sestava, delitev in genetski kod. Hkrati pa se rastlinske in živalske celice bistveno razlikujejo v načinu prehranjevanja organizmov, ki jih tvorijo.

Podobnosti v zgradbi in presnovnih procesih živali, rastlin, bakterij in glivične celice dokazuje enotnost njihovega izvora.

Razlike v strukturi in presnovnih procesih živalskih, rastlinskih, bakterijskih in glivičnih celic kažejo, da so te skupine organizmov v najzgodnejših fazah vstopile na različne poti evolucije.

Prevlada sintetičnih procesov nad procesi sproščanja energije je ena izmed najbolj značilne lastnosti rastlinski metabolizem. Primarna sinteza ogljikovih hidratov iz anorganskih snovi poteka v plastidih. Tako v živalskih celicah, za razliko od rastlinskih celic, ni naslednjih plastidov: kloroplasti (odgovorni za reakcijo fotosinteze), levkoplasti (odgovorni za kopičenje škroba) in kromoplasti (dajo barvo sadju in cvetju rastlin)

Rastlinska celica ima močno in debelo celično steno iz celuloze, živalska celica pa ne. V rastlinski celici je razvita mreža vakuol, v živalski pa je slabo razvita

Odlomek, ki opisuje primerjavo celične zgradbe bakterij, rastlin, živali in gliv

Podobnosti in razlike v zgradbi celic rastlin, živali in gliv

Podobnosti v zgradbi evkariontskih celic.

Zdaj je nemogoče s popolno gotovostjo reči, kdaj in kako je nastalo življenje na Zemlji. Prav tako ne vemo natančno, kako so se prehranjevala prva živa bitja na Zemlji: avtotrofno ali heterotrofno. Toda trenutno na našem planetu mirno sobivajo predstavniki več kraljestev živih bitij. Kljub veliki razliki v strukturi in življenjskem slogu je očitno, da je med njimi več podobnosti kot razlik, vsi pa imajo verjetno skupne prednike, ki so živeli v daljni arhejski dobi. Prisotnost skupnih »dedkov« in »babic« dokazujejo številni skupne značilnosti v evkariontskih celicah: praživali, rastline, glive in živali. Ti znaki vključujejo:

Splošni načrt strukture celice: prisotnost celična membrana, citoplazma, jedro, organeli;
- temeljna podobnost presnovnih in energetskih procesov v celici;
- kodiranje dednih informacije uporaba nukleinskih kislin;
- enotnost kemične sestave celic;
- podobni procesi delitve celic.

Razlike v zgradbi rastlinskih in živalskih celic.

V procesu evolucije so se zaradi neenakih pogojev obstoja celic predstavnikov različnih kraljestev živih bitij pojavile številne razlike. Primerjajmo zgradbo in življenjsko aktivnost rastlinskih in živalskih celic (tabela 4).

Glavna razlika med celicami teh dveh kraljestev je način njihove prehrane. Rastlinske celice, ki vsebujejo kloroplaste, so avtotrofi, to pomeni, da same sintetizirajo organske snovi, potrebne za življenje, s svetlobno energijo v procesu fotosinteze. Živalske celice so heterotrofi, to pomeni, da so vir ogljika za sintezo lastnih organskih snovi organske snovi, ki jih dobimo s hrano. Te iste hranila, kot so ogljikovi hidrati, služijo kot vir energije za živali. Obstajajo izjeme, kot so zeleni bičkovci, ki so sposobni fotosinteze na svetlobi in se hranijo s pripravljeno hrano v temi. organske snovi. Za zagotovitev fotosinteze rastlinske celice vsebujejo plastide, ki nosijo klorofil in druge pigmente.

Ker ima rastlinska celica celično steno, ki varuje njeno vsebino in zagotavlja njeno stalno obliko, pri delitvi med hčerinskimi celicami nastane pregrada, živalska celica, ki te stene nima, pa se z delitvijo tvori zožitev.

Značilnosti celic gliv.

Tako je ločitev gliv v samostojno kraljestvo, ki šteje več kot 100 tisoč vrst, popolnoma upravičena. Gobe ​​izvirajo bodisi iz starodavnih nitastih alg, ki so izgubile klorofil, torej iz rastlin, bodisi iz nekih starodavnih nam neznanih heterotrofov, torej iz živali.

1. V čem se rastlinska celica razlikuje od živalske?
2. Kakšne so razlike v delitvi rastlinskih in živalskih celic?
3. Zakaj so gobe ločene v samostojno kraljestvo?
4. Kaj imajo skupnega in kakšne razlike v zgradbi in življenju lahko ugotovimo, če gobe primerjamo z rastlinami in živalmi?
5. Na podlagi katerih značilnosti lahko sklepamo, da so imeli vsi evkarionti skupne prednike?

Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologija 10. razred
Predložili bralci s spletne strani