Клітина є єдину систему, Що складається з закономірно пов'язаних між собою елементів і має складну будову. Вона має здатність до самооновлення, відтворення, саморегуляції.
Що являє собою клітина
Усі клітини містять клітинну мембрануяка оточує її внутрішній вміст. Воно включає ядро, що здійснює функцію мозку і контролює всі процеси, що відбуваються в ній, і цитоплазму, що займає весь простір клітини без ядра. Ця зона складається з рідини, яку називають матрикс або гіалоплазма та органоїдів (одно-і двомембранних).
Органелла - структура клітини, що виконує певні функції. Без них клітина зможе нормально функціонувати.
Енергетичну функцію виконують мітохондрії, які свідчать про вироблення енергії, яка називається АТФ. У рослинній клітині є ще двомембранні органели - хлоропласти, основною функцією яких є фотосинтез. З їх допомогою рослини виробляють крохмаль.
Ще одна дуже велика органела рослинної клітини - вакуоля, що містить сік, запас поживних речовин, що надає забарвлення компонентам рослин, а також може виконувати функцію збирача сміття.
До основних органел відноситься також ендоплазматична мережа - система каналів, що розмежовують всі органоїди, по суті її каркас. Існує два різновиди мережі - шорстка (гранулярна) і гладка (агранулярна). На шорсткій - розташовуються рибосоми, що виконують функцію утворення білка. Гладка - відповідає за синтез ліпідів.
За своєю будовою клітини всіх живих організмів можна розділити на два великі відділи: без'ядерні та ядерні організми.
Для того щоб порівняти будову рослинної та тваринної клітини, слід сказати, що обидві ці структури належать до надцарства еукаріотів, а отже, містять мембранну оболонку, морфологічно оформлене ядро та органели різного призначення.
Однокласники
| Рослинна | Тваринна | |
| Спосіб харчування | Автотрофний | Гетеротрофний |
| Клітинна стінка | Знаходиться зовні та представлена целюлозною оболонкою. Не змінює своєї форми | Називається глікокаліксом - тонкий шар клітин білкової та вуглеводної природи. Структура може змінювати форму. |
| Клітинний центр | Ні. Можливо тільки в нижчих рослин | Є |
| Поділ | Утворюється перегородка між дочірніми структурами | Утворюється перетяжка між дочірніми структурами |
| Запасний вуглевод | Крохмаль | Глікоген |
| Пластиди | Хлоропласти, хромопласти, лейкопласти; відрізняються один від одного залежно від забарвлення | Ні |
| Вакуолі | Великі порожнини, заповнені клітинним соком. Містять велику кількість поживних речовин. Забезпечують тургорний тиск. У клітці їх відносно небагато. | Численні дрібні травні, у деяких – скорочувальні. Будова по-різному з вакуолями рослин. |
Особливість будови рослинної клітини:
Особливість будови тваринної клітини:
Коротке порівняння рослинної та тваринної клітини
Що з цього випливає
- Принципова подібність в особливостях будови та молекулярного складу клітин рослин і тварин вказує на спорідненість та єдність їх походження, найімовірніше, від одноклітинних водних організмів.
- У складі обох видів міститься безліч елементів Періодичної таблиці, які переважно існують у вигляді комплексних з'єднаньнеорганічної та органічної природи.
- Проте різним і те, що у процесі еволюції ці два типи клітин далеко відійшли друг від друга, т.к. від різних несприятливих впливів зовнішнього середовищавони мають абсолютно різні способизахисту та також мають різні один від одного способи харчування.
- Рослинна клітина головним чином відрізняється від тварини міцною оболонкою, що складається з целюлози; спеціальними органоїдами - хлоропластами з молекулами хлорофілу у своєму складі, за допомогою яких здійснимо фотосинтез; і добре розвиненими вакуолями із запасом поживних речовин.
Клітина - це найпростіший елемент будови будь-якого організму, властивий як тваринному, так і рослинному світу. Із чого вона складається? Подібності та відмінності клітин рослинного та тваринного походження ми розглянемо далі.
Рослинна клітина
Все, чого ми раніше не бачили та не знали, завжди викликає дуже сильний інтерес. Як часто ви розглядали клітки під мікроскопом? Напевно, не кожен його й у вічі бачив. На фото представлена рослинна клітка. Основні її частини добре видно. Отже, рослинна клітина складається з оболонки, пор, мембран, цитоплазми, вакуолі, ядерної оболонки та пластид.
Як видно, будова не така й хитра. Відразу звернемо увагу на подібності рослинної та тваринної клітини щодо будови. Тут зазначимо наявність вакуолі. У рослинних клітинах вона одна, а у тварині є безліч дрібних, що виконують функцію внутрішньоклітинного травлення. Також зауважимо, що є важлива схожість у будові: оболонка, цитоплазма, ядро. Будівлею мембран вони теж не відрізняються.
Тваринна клітина
У минулому пункті ми відзначили подібність рослинної та тваринної клітини щодо будови, але вони не абсолютно ідентичні, мають відмінності. Наприклад, тваринна клітина не має. Також відзначимо наявність органоїдів: мітохондрії, апарат Гольджі, лізосоми, рибосоми, клітинний центр. Обов'язковим елементом є ядро, яке контролює всі функції клітин, включаючи розмноження. Це ми також відзначали, розглядаючи подібність рослинної та тваринної клітини.
Подібності клітин
Незважаючи на те, що багато в чому клітини відрізняються одна від одної, згадаємо основні подібності. Зараз не можна точно сказати, коли і як з'явилося життя землі. Але зараз мирно співіснують багато царств живих організмів. Незважаючи на те, що всі ведуть різний спосіб життя, мають різну будову, безсумнівно, існує безліч подібностей. Це свідчить у тому, що це живе землі має одного спільного предка. Ось основні:
- будова клітин;
- подібність процесів обмінних речовин;
- кодування інформації;
- однаковий хімічний склад;
- ідентичний процес розподілу.
Як видно з наведеного переліку, подібності рослинної та тваринної клітини численні, незважаючи на таку різноманітність форм життя.
Відмінності клітин. Таблиця
Незважаючи на велику кількість подібних рис, клітини тваринного та рослинного походження мають багато відмінностей. Для наочності наводимо таблицю:
Основна відмінність полягає у способі харчування. Як видно з таблиці, рослинна клітина має автотрофний спосіб харчування, а тварина – гетеротрофний. Це з тим, що рослинна клітина містить хлоропласти, тобто рослини самі синтезують всі необхідні виживання речовини, використовуючи енергію світла і фотосинтез. Під гетеротрофним способом харчування розуміється попадання в організм необхідних речовин із їжею. Ці ж речовини є джерелом енергії для істоти.
Зазначимо, що є й винятки, наприклад, зелені джгутиконосці, які здатні отримувати необхідні речовини двома способами. Так як для процесу фотосинтезу необхідна сонячна енергія, то автотрофний спосіб харчування вони застосовують у світлий час. Вночі вони змушені вживати вже готові органічні речовинитобто харчуються гетеротрофним способом.
Загальнеу будові рослинних та тваринних клітин: клітина жива, росте, ділиться. протікає обмін речовин.
І в рослинних, і в тваринних клітинах є ядро, цитоплазма, ендоплазматична мережа, мітохондрії, рибосоми, апарат Гольджі.
Відмінностіміж рослинними та тваринними клітинами виникли через різні шляхи розвитку, харчування, можливості самостійного руху у тварин та відносної нерухомості рослин.
Клітинна стінка рослин має (з целюлози)
у тварин – ні. Клітинна стінка надає рослинам додаткової жорсткості і захищає від втрат води.
Вакуоля є у рослин, у тварин – ні.
Хлоропласти є тільки в рослин, у яких утворюються органічні речовини з неорганічних з поглинанням енергії. Тварини споживають готові органічні речовини, які одержують із їжею.
Резервний полісахарид: у рослин – крохмаль, у тварин – глікоген.
Питання 10 (Як організовано спадковий матеріал у про- та еукаріотів?):
а) локалізація (у прокаріотичній клітині – у цитоплазмі, в еукаріотичній клітині – ядро та напівавтономні органоїди: мітохондрії та пластиди), б) характеристика Геном у прокаріотичній клітині: 1 кільцеподібна хромосома – нуклеоїд, що складається з молекули ДНК негістонових білків, та фрагменти – плазміди – позахромосомні генетичні елементи. Геном в еукаріотичній клітині – хромосоми, що складаються з молекули ДНК та гістонових білків.
Питання 11 (Що таке ген і яка його структура?):
Ген (від грец. Genos – рід, походження), елементарна одиниця спадковості, що представляє відрізок молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти – ДНК (у деяких вірусів – рибонуклеїнової кислоти – РНК). Кожен Р. визначає будову одного з білків живої клітини і тим самим бере участь у формуванні ознаки чи властивості організму.
Питання 12 (Що таке генетичний код, його властивості?):
Генетичний код- властивий для всіх живих організмів спосіб кодування амінокислотної послідовності білків за допомогою послідовності нуклеотидів.
Властивості генетичного коду: 1. універсальність (принцип запису єдиний для всіх живих організмів) 2. триплетність (зчитуються три, поруч розташовані нуклеотиду) 3. специфічність (1 триплет відповідає ТІЛЬКИ ОДНІЙ амінокислоті) 4. виродженість (надмірність) (1 амінокислота 5 може кодуватися. неперекриваність (зчитування відбувається триплет за триплетом без "прогалин" і областей перекривання, тобто 1 нуклеотид НЕ може входити до складу двох триплетів).
Питання 13 (Характеристика етапів біосинтезу білка у про- та еукаріотів):
Біосинтез білка у еукаріотів
Транскрипція, постранскрипція, трансляція та посттрансляція. 1. Транскрипція полягає у створенні "копії одного гена" - молекули пре-і-РНК (пре-м-РНК). , та антипаралельності. Гени у еукаріотів містять ділянки, що містять інформацію, - екзони та неінформативні ділянки - екзони. Через війну транскрипції створюється " копія " гена, що містить як екзони, і інтрони. Тому молекула, що синтезується в результаті транскрипції у еукаріотів - незріла і-РНК (пре-і-РНК). 2.Період посттранскрипції він називається процесинг, який полягає у дозріванні і-РНК. Відбувається: Вирізання інтронів і зшивання (сплайсинг) екзонів (сплайсинг називається альтернативним, якщо екзони з'єднуються в іншій послідовності, ніж спочатку в молекулі ДНК). Відбувається "модифікація кінців" пре-і-РНК: на початковій ділянці - лідері (5") утворюється ковпачок або кеп - для впізнавання та зв'язування з рибосомою, на кінці 3" - трейлері утворюється polyА (множина аденілових основ) - для транспорту та - РНК із мембрани ядра в цитоплазму. Це зріла м РНК.
3. Трансляція: -Ініціація -зв'язування і-РНК з малою субодиницею рибосоми -попадання стартового триплету і-РНК - АУГ в аміноацильний центр рибосоми -об'єднання двох субодиниць рибосоми (великої та малої). -Елонгація АУГ потрапляє в пептидильний центр, а в аміноацильний центр потрапляє другий триплет, потім дві тРНК з певними амінокислотами надходять в обидва центри рибосоми. У разі комплементарності триплетів на і-РНК (кодону) та т-РНК (антикодон, на центральній петлі молекули т-РНК) між ними утворюються водневі зв'язки та дані т-РНК з відповідними АМК "фіксуються" у рибосомі. Між АМК, прикріпленими до двох т-РНК, виникає пептидна зв'язок, а зв'язок між першою АМК та першою т-РНК руйнується. Рибосмома робить "крок" і-РНК ("пересувається на один триплет). Таким чином, друга т-РНК, до якої прикріплені вже дві АМК, переміщається в пептидильний центр, а в аміноацильному центрі виявляється третій триплет і-РНК, куди з цитоплазми надходить наступна т-РНКз відповідним АМК. Процес повторюється... доти, доки до аміноацильного центру не потрапить один із трьох стоп-кодонів (УАА, УАГ, УГА), які не відповідають жодній амінокислоті
Термінація - закінчення збирання поліпептидного ланцюга. Результат трансляції – освіта поліпептидного ланцюга, тобто. первинної структури білка. 4. Посттрансляція придбання молекулою білка відповідної конформації – вторинної, третинної, четвертинної структур. Особливості біосинтезу білка у прокаріотів:а) всі етапи біосинтезу відбуваються в цитоплазмі; б) відсутність екзон-інтронної організації генів, внаслідок чого в результаті транскрипції утворюється зріла поліцистрона м-РНК; в) транскрипція пов'язана з трансляцією; г) є тільки 1 вид РНК-полімерази (єдиний РНК- полімеразний комплекс), тоді як у еукаріотів 3 виду РНК-полімераз, що здійснюють транскрипцію різних видів РНК.
Клітина – це структурна та функціональна одиницяживого організму, яка несе генетичну інформацію, забезпечує обмінні процеси, здатна до регенерації та самовідтворення.
Є одноклітинні особини та розвинені багатоклітинні тварини та рослини. Їхня життєдіяльність забезпечується роботою органів, які побудовані з різних тканин. Тканина, у свою чергу, представлена сукупністю клітин схожих за будовою та виконуваними функціями.
Клітини різних організмів мають характерні властивості і будову, але є загальні складові властиві всім клітинам: і рослинним, і тваринам.
Органели властиві всім типам клітин
Ядро– один із важливих компонентів клітини, містить генетичну інформацію та забезпечує передачу її нащадкам. Оточено подвійною мембраною, що ізолює його від цитоплазми.
Цитоплазма- В'язке прозоре середовище, що заповнює клітину. У цитоплазмі розміщені усі органоїди. Цитоплазма складається із системи мікротрубочок, яка забезпечує чітке переміщення всіх органел. А також контролює транспорт синтезованих речовин.
Клітинна мембрана– оболонка, яка відокремлює клітину від зовнішнього середовища, забезпечує транспорт речовин у клітину та виведення продуктів синтезу чи життєдіяльності.
Ендоплазматична мережа– мембранна органела, складається з цистерн та канальців, на поверхні яких відбувається синтез рибосом (гранулярна ЕПС). Місця, де немає рибосом, утворюють гладкий ендоплазматичний ретикулум. Гранулярна та агранулярна мережа не відмежовані, а переходять одна в одну і з'єднуються з оболонкою ядра.
Комплекс Гольджі- Стопка цистерн, сплюснутих в центрі і розширених на периферії. Призначений для завершення синтезу білків та подальшого транспорту їх із клітини, разом з ЕПС утворює лізосоми.
Мітохондрії- Двомембранні органоїди, внутрішня мембрана формує виступи всередину клітини - кристи. Відповідають за синтез АТФ, енергетичний обмін. Виконує дихальну функцію (поглинаючи кисень та виділяючи СО 2).
Рибосоми- Відповідають за синтез білка, в їх структурі виділяють малу і велику субодиниці.
Лізосоми- здійснюють внутрішньоклітинне перетравлення, за рахунок вмісту гідролітичних ферментів. Розщеплюють захоплені чужорідні речовини.
Як у рослинних, так і тваринних клітинах є, крім органел, непостійні структури — включення. Вони виникають у разі підвищення обмінних процесів у клітині. Вони виконують поживну функцію та містять:
- Зерна крохмалю в рослинах, і глікоген - у тварин;
- білки;
- ліпіди – високоенергетичні сполуки, мають більшу цінність, ніж вуглеводи і білки.
Є включення, які не відіграють ролі в енергетичному обмініВони містять продукти життєдіяльності клітини. У залізистих клітинах тварин включення накопичують секрет.
Органели властиві лише рослинній клітині
Клітини тварин на відміну клітин рослин не містять вакуолей, пластид, клітинної стінки.
Клітинна стінкаформується з клітинної пластинки, утворюючи первинну та вторинну клітинну оболонку.
Первинна клітинна стінка зустрічається у недиференційованих клітинах. У ході дозрівання між мембраною та первинною клітинною стінкою закладається вторинна оболонка. За своєю будовою вона подібна до первинної, тільки має більше целюлози і меншу кількість води.
Вторинна клітинна стінка оснащена безліччю пір. Час – це місце, де між первинною оболонкою та мембраною відсутня вторинна стінка. Пори розміщені попарно у суміжних клітинах. Розміщені поруч клітини зв'язуються одна з одною плазмодесмою – це канал, що є тяж цитоплазми, вистелений плазмолемою. Через нього клітини обмінюються синтезованими продуктами.
Функції клітинної стінки:
- Підтримка тургор клітини.
- Надає форму клітин, виконуючи роль скелета.
- Накопичує поживні продукти.
- Захищає від зовнішнього впливу.
Вакуолі– органели, наповнені клітинним соком, беруть участь у перетравленні органічних речовин (подібні до лізосом тваринної клітини). Утворюються за допомогою спільної роботи ЕПС та комплексу Гольджі. Спочатку формується та функціонує кілька вакуолей, під час старіння клітини вони зливаються в одну центральну вакуолю.
Пластиди– автономні двомембранні органели, внутрішня оболонка має вирости – ламели. Усі пластиди ділять на три типи:
- Лейкопласти- Безпігментні утворення, здатні запасати крохмаль, білки, ліпіди;
- хлоропласти– зелені пластиди, що містять пігмент хлорофіл, здатні до фотосинтезу;
- хромопласти- Кристали помаранчевого кольору, через наявність пігменту каротину.
Органели властиві лише тваринній клітині
Відмінність рослинної клітини від тварини полягає у відсутності в ній центріолі, тришарової мембрани.
Центріолі– парні органели, що розташовані поблизу ядра. Беруть участь у формуванні веретена поділу та сприяють рівномірному розбіжності хромосом до різних полюсів клітини.
Плазматична мембрана- Для клітин тварин характерна тришарова, міцна мембрана, побудована з ліпідів протеїнів.
Порівняльна характеристика рослинної та тваринної клітини
| Порівняльна таблицятваринної та рослинної клітини | ||
|---|---|---|
| Властивості | Рослинна клітина | Тваринна клітина |
| Будова органел | Мембранне | |
| Ядро | Сформований, з набором хромосом | |
| Поділ | Розмноження соматичних клітин шляхом мітозу | |
| Органоїди | Подібний набір органел | |
| Клітинна стінка | + | - |
| Пластиди | + | - |
| Центріолі | - | + |
| Тип харчування | Автотрофний | Гетеротрофний |
| Енергетичний синтез | За допомогою мітохондрій та хлоропластів | Тільки за допомогою мітохондрій |
| Метаболізм | Перевага анаболізму над катоболізмом | Катаболізм перевищує синтез речовин |
| Увімкнення | Поживні речовини (крохмаль), солі | Глікоген, білки, ліпіди, вуглеводи, солі |
| Вії | Вкрай рідко | Є |
Рослинні клітини завдяки хлоропластам здійснюють процеси фотосинтезу – перетворюють енергію сонця на органічні речовини, тварини на це не здатні.
Мітотичний поділ рослини йде переважно у меристемі, характеризується наявністю додаткового етапу – препрофази, в організмі тварин мітоз притаманний усім клітинам.
Розміри окремих рослинних клітин (близько 50мкм) перевищують розміри тваринних клітин (приблизно 20мкм).
Взаємозв'язок між клітинами рослин здійснюється з допомогою плазмодесми, тварин – з допомогою десмосом.
Вакуолі рослинної клітини займають більшу частину її обсягу, у тварин – це дрібні утворення у невеликих кількостях.
Клітинна стінка рослин побудована з целюлози та пектину, у тварин мембрана складається з фосфоліпідів.
Рослини не здатні активно пересуватися, тому пристосувалися до автотрофного способу харчування, синтезуючи самостійно всі необхідні поживні речовини з неорганічних сполук.
Тварини – гетеротрофи та використовують екзогенні органічні речовини.
Подібність у структурі та функціональних можливостях рослинних та тваринних клітин вказує на єдність їх походження та приналежності до еукаріотів. Їхні відмінні риси обумовлені різним способом життя та харчування.