- Эволюция клетки
- Особенности строения клеток растений и животных
- проводить сравнительный анализ структур
- пользоваться цитологической терминологией при равнении анатомии и физиологии клеток растений и животных
- устанавливать причинно-следственные связи между структурами растительных и животных клеток
- объяснять логическую последовательность предполагаемых путей эволюции растительных и животных организмов
- демонстрировать роль знаний о прокариотических клетках в жизни человека
- В лаборатории сравнили способы поступления веществ в растительную и животную клетки и выяснили, что в растительную клетку вещества поступают путём осмоса, а животная клетка способна использовать механизмы фаго- и пиноцитоз. Попробуйте объяснить причины разных способов проникновения веществ.
Эволюция клетки
Жизнь возникла на Земле несколько миллиардов лет тому назад. По современным данным, у всех живых существ был единый предок. Об этом говорит сходство химического состава живых организмов, клеточное строение, сходство многих клеточных структур, единый источник энергии в клетке, единые принципы кодирования наследственной информации, сходные процессы деления клеток
и т. д. Но жёсткая конкуренция за пищевые ресурсы способствовала появлению автотрофного питания (сначала хемосинтеза).
Первые автотрофы, вероятно, с помощью солнечной энергии окисляли сероводород до сульфатов, а высвобождающийся при этом водород использовали для восстановления диоксида углерода до углеводов. Кислород при этом не выделяется. Позже появился фотосинтез, в результате которого образовался побочный продукт — кислород. Фотосинтез обеспечил запасы органических веществ, что, в свою очередь, привело к многообразию гетеротрофов.
Естественно, зародившись, живые существа пошли различными эволюционными путями. Сейчас на Земле сосуществуют представители нескольких царств, и преобладают среди них представители растений и животных. Разные эволюционные пути привели к различиям в физиологии клеток этих двух царств, а следовательно, и в анатомии клетки.
|
Царство Растения
|
Царство Животные
|
|
Фотоавтотрофный тип питания
|
Гетеротрофный тип питания
|
|
Строительный материал для синтеза сложных органических соединений:
|
|
|
неорганические молекулы CO2 и H2O
|
готовые органические молекулы других организмов
|
|
Энергия:
|
|
|
солнечного света
|
химических связей
|
Особенности строения клеток растений и животных
Это принципиальное различие в способе питания, по-видимому, привело к значительным несоответствиям в строении клеток животных (рис. 1а) и растений (рис. 1б).
Важнейшим отличием растительных клеток является наличие пластид, клеточной стенки, плазмодесм, крупных вакуолей (табл. 1).
Таблица 1. Сравнение клеток растений и животных
|
Признаки
|
Клетки
|
|
|
растений
|
животных
|
|
|
Клеточная стенка*
|
Есть (целлюлозная)
|
Нет
|
|
Плазмодесмы**
|
Есть
|
Нет
|
|
Вакуоли***
|
Есть (немногочисленные крупные, заполнены клеточным соком)
|
Многочисленные мелкие пищеварительные, или сократительные. Строение не такое, как у вакуолей растений.
|
|
Пластиды
|
Хлоропласты, хромопласты, лейкопласты
|
Нет
|
|
Центриоли
|
Нет. Искл. — низшие растения.
|
Есть
|
|
Резервный углевод
|
Крахмал
|
Гликоген
|
|
Способ питания
|
Автотрофное
|
Гетеротрофное
|
|
Синтез АТФ
|
В хлоропластах, митохондриях
|
В митохондриях
|
|
Расщепление АТФ
|
В хлоропластах и всех частях клетки, где необходимы затраты энергии
|
Во всех частях клетки, где необходимы затраты энергии
|
|
Способ хранения питательных веществ
|
Чаще располагаются в клеточном соке вакуоли
|
Расположены в цитоплазме в виде клеточных включений
|
|
Деление клетки
|
Образуется перегородка между дочерними клетками
|
Образуется перетяжка между дочерними клетками
|
*Клеточная стенка ー структура растительной клетки, образованная целлюлозой, откладывается на первичную оболочку клетки, после того как клетка перестаёт расти. Клеточная стенка построена из целлюлозы и ряда других веществ.
**Плазмодесмы ー особые структуры растительных клеток, являются цитоплазматическими тяжами, соединяющими содержимое соседних клеток. Плазмодесмы связывают эндоплазматические сети различных клеток, проходя через каналы, образующиеся в клеточной стенке во время деления. По плазмодесмам происходит обмен веществами между клетками.
***Вакуоль ー в растительных клетках обязательно имеется крупная вакуоль, заполненная клеточным соком. Из-за наличия у растительных клеток плотной клеточной стенки именно вакуоль регулирует тургорное (внутриклеточное) давление, контролируя водный обмен. Кроме того, в вакуолях накапливаются запасные питательные вещества, а иногда и вредные продукты обмена.
Рис. 1. Особенности строения: а — животной клетки; б — растительной клетки
Контрольные вопросы
- Назовите признаки сходства строения растительной и животной клетки.
- Как устроена фототрофная клетка?
- Чем отличается автотрофный тип питания от гетеротрофного?
- Каковы функции клеточной стенки?
- Каковы функции плазмодесмы?
Подумайте
1. Подумайте и объясните причины отличительных особенностей животной клетки.
2. Сравните физиологические процессы животной и растительной клетки и укажите особенности строения с ними связанные.
3. Объясните причины расхождения эволюционных путей развития и формирование двух царств — Растений и Животных.
4. Рассмотрите рисунок, вспомните особенности симбиотической гипотезы происхождения двумембранных органоидов и определите, какие типы клеток обозначены цифрами. Объясните их происхождение. Какие клеточные структуры обозначены буквами? Установите, какой тип питания и обмена веществ характерен для каждого из изображённых на схеме организмов.
