Одноклеточные и Многоклеточные организмы – это внесестиматические единицы биосферы. Именно они населяют нашу планету. Выявление отличий между обеими группами позволит человеку лучше понять эволюционные процессы, контролировать болезни или увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур.
Одноклеточные организмы состоят всего из одной клетки. В эту группу могут быть отнесены – ядерные. Самыми известными представителями ядерных индивидуумов являются амеба обычная, эвглена зеленая, инфузория-туфелька. Из безъядерных организмов наиболее распространены и археи. Одноклеточные индивидуумы объединяются в колонии, которые усиливают способность вида к выживаемости. Одноклеточные были открыты Антонием Левенгуком после создания им светового микроскопа.
Одноклеточные имеют оболочку, которая удерживает внутреннее содержимое клетки. У ядерных есть четко оформленное ядро, защищенное ядерной оболочкой. У безъядерных – крупная молекула ДНК, которая содержит генетическую информацию.
Практически все одноклеточные имеют «средства передвижения» — жгутики, ложноножки, реснички или газовые вакуоли. У каждого организма есть специфические структуры, с помощью которых они могут проводить фото- или хемо-синтез. В середине каждой клетки содержатся митохондрии. Они окисляют органические соединения и используют освобожденную энергию для синтеза молекул адезинтрифосфата, источника энергии для всех процессов, проистекающих в клетке. В цитоплазме находится пара вакуолей. Они предназначены для переваривания пищи, выделения или движения. Аппарат Гольджи контролирует белки, а в везикулах запасаются питательные вещества.
Размножение организмов происходит делением или же псевдосексуально, когда индивидуумы лишь обмениваются фрагментами своего генетического багажа, при этом, не увеличивая число особей.
Одноклеточные организмы первыми сформировались на планете, если следовать эволюционной теории Дарвина. В этой группе роль пионеров пространства принадлежит безъядерным и лишь 1,5-2 миллиарда лет тому назад появились ядерные клетки.
Многоклеточные организмы – это индивидуумы, тела которых состоят из множества клеток. К ним относятся , большинство растений и животных. Их организмы состоят из специализированных клеток, которые объединены в ткани, органы или системы органов. При этом каждая отдельная клетка, входящая в систему, обладает обычным набором органелл: ядром, комплексом Гольджи, митохондриями, вакуолями, цитоскилетом, ядерной оболочкой.
Жизнь любого многоклеточного существа начинается с одной клетки, зиготы. Она образовалась при слиянии двух родительских клеток. Такое начало онтогенеза или индивидуального развития организма является одним из доказательств того, что одноклеточные стали базовым организмом для появления многоклеточных.
Выводы сайт
- Ключевым отличием является количество клеток, из которых сложен организм.
- Первыми на Земле появились одноклеточные, а уже из них образовались, эволюционировали многоклеточные существа.
- Уровень организаций одноклеточных примитивный. Многоклеточные – более сложно организованные существа.
Развитие живой природы на земле привело к образованию двух основных групп организмов - растений и животных. Между животными и растениями, несмотря на внешние различия, существует много общего. Сходство растительных и животных клеток обнаруживается на элементарном химическом уровне. Современными методами химического анализа в составе живых организмов обнаружено около 90 элементов периодической системы. На молекулярном уровне сходство проявляется в том, что во всех клетках найдены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, витамины и т. д.
Особенность молекулярной организации растительных клеток состоит в том, что в них находится фотосинтезирующий пигмент - хлорофилл. Благодаря фотосинтезу в атмосфере Земли накапливается - кислород и ежегодно образуются сотни миллиардов тонн органических веществ. Растениям, как и животным, присущи такие свойства живого, как рост (деление клеток за счет митоза - прим. biofile.ru), развитие, обмен веществ, раздражимость, движение, размножение, причем половые клетки животных и растений формируются путем мейоза и в отличие от соматических имеют гаплоидный (n) набор хромосом. Клетки и растений, и животных окружены тонкой цитоплазматической мембраной. Однако у растений имеется еще толстая целлюлозная клеточная стенка. Клетки, окруженные твердой оболочкой, могут воспринимать из окружающей среды необходимые им вещества только в растворенном состоянии. Поэтому растения питаются осмотически. Интенсивность же питания зависит от величины поверхности тела растения, соприкасающейся с окружающей средой. Вследствие этого у большинства растений наблюдается значительно более высокая степень расчлененности, чем у животных, за счет ветвления побегов и корней. Существование у растений твердых клеточных оболочек обусловливает еще одну особенность растительных организмов - их неподвижность, в то время как у животных мало форм, ведущих прикрепленный образ жизни. Именно поэтому распространение животных и растений происходит в разные периоды онтогенеза: животные расселяются в личиночном или во взрослом состоянии; растения осваивают новые местообитания путем переноса ветром или животными зачатков (спор, семян), находящихся в состоянии покоя. Растительные клетки отличаются от клеток животных особыми органоидами-пластидами, а также развитой сетью вакуолей, в значительной мере обусловливающих осмотические свойства клеток. Животные клетки изолированы друг от друга, а у клеток растений каналы эндоплазматической сети через поры в клеточной стенке сообщаются друг с другом. В качестве запасных питательных веществ в клетках животных накапливается гликоген, а в растительных - крахмал. Форма раздражимости у многоклеточных животных - рефлекс, у растений – тропизмы и настии. У растений встречается как половое, так и бесполое размножение и у подавляющего большинства их существует чередование полового и бесполого поколений. У животных определяющей формой воспроизводства потомков служит половое размножение.
Низшие одноклеточные растения и одноклеточные простейшие животные трудно различимы не только внешне. Например, у эвглены зеленой – организма, стоящего как бы на границе растительного и животного мира, питание смешанное: на свету она синтезирует органические вещества с помощью хлоропластов, а в темноте питается гетеротрофно, как животное. Рост растений почти непрерывен, а у большинства животных он ограничен определенным периодом онтогенеза, после прохождения которого рост прекращается. Бесспорно то, что у современных растений и животных были общие предки. Именно они и послужили общим корнем для эволюционного развития и дивергенции растений и животных.
|
Растения |
Животные |
|
1 Клетки имеют целлюлозную оболочку и пластиды, вакуоли наполнены клеточным соком. |
1. Клетки лишены твердых оболочек, пластид, вакуолей. |
|
2 Растения автотрофы, способные к фотосинтезу (из неорганических веществ создавать органические вещества). |
2 Животные - гетеротрофы, способны питаться готовыми органическими веществами (но это не абсолютно - эвглена зеленая может фотосинтезировать на свету). |
|
3 Растения неподвижны (исключение: росянка, мимоза - свойственно движение отдельных частей организма). |
3 Животные передвигаются с помощью специальных органов: жгутиков, ресничек, конечностей. (Но некоторые ведут неподвижный образ жизни - это вторичное явление). |
|
4 Растения растут в течение всей своей жизни. |
4 У животных рост происходит только на определенных стадиях развития. |
|
5 Таких органов и систем органов, как у животных, у растений нет. |
5 В ходе эволюции возникли разнообразные органы и системы органов: движения, пищеварения, выделения, дыхания, кровообращения, нервная система и органы чувств. |
Различия в строении клеток растений и животных
В процессе эволюции, в связи с неодинаковыми условиями существования клеток представителей различных царств живых существ, возникло множество отличий. Сравним строение и жизнедеятельность клеток растений и животных.
Главное отличие между клетками этих двух царств заключается в способе их питания. Клетки растений, содержащие хлоропласты, являются автотрофами, т. е. сами синтезируют необходимые для жизнедеятельности органические вещества за счет энергии света в процессе фотосинтеза. Клетки животных - гетеротрофы, т. е. источником углерода для синтеза собственных органических веществ для них являются органические вещества, поступающие с пищей. Эти же пищевые вещества, например углеводы, служат для животных источником энергии.
Есть и исключения, такие как зеленые жгутиконосцы, которые на свету способны к фотосинтезу, а в темноте питаются готовыми органическими веществами. Для обеспечения фотосинтеза в клетках растений содержатся пластиды, несущие хлорофилл и другие пигменты.
Так как растительная клетка имеет клеточную стенку, защищающую ее содержимое и обеспечивающую постоянную ее форму, то при делении между дочерними клетками образуется перегородка, а животная клетка, не имеющая такой стенки, делится с образованием перетяжки.
Резкую границу между животными и растениями провести нельзя. Если высшие, сложно организованные животные и растения всегда резко отличаются друг от друга многими признаками, то их низшие формы, особенно одноклеточные животные и растения, нередко имеют черты сходства. Это свидетельствует об общности происхождения животных и растений.
Какие свойства характерны для высших растений?
Первое и, пожалуй, самое главное свойство растений - это способность к фотосинтезу. Организмы, использующие для питания синтезируемые ими же вещества, называются автотрофами, т.е. питание у растений автотрофное. Однако, как все в мире природы, подобное свойство есть не только у растений, но и у некоторых бактерий и протистов. Тем не менее, именно растения являются самыми главными фотосинтезирующими организмами на Земле. Благодаря сложным биохимическим процессам в зелёных клетках растений из воды и углекислого газа образуются органические соединения - углеводы (глюкоза). При этом от воды отщепляется кислород и выделяется в атмосферу. Второй , вытекающий отсюда признак - это свойственные только растениям пигменты: хлорофилл (зелёный), присутствующий во всех зеленых частях растений и выполняющий основную долю фотосинтеза, различные каратиноиды (красный, оранжевый, желтый), также фотосинтезирующие, благодаря которым листья осенью приобретают соответствующую окраску. Кроме того, существует множество других пигментов, обуславливающих разнообразие окраски цветков плодов и прочих частей растений.
Третий признак - это неограниченный рост. Растения, в отличие от животных, способны расти в течение всей своей жизни (с перерывами на зимний период). Здесь опять же нужно сказать о том, что расти в течение всей жизни способны и грибы.
Четвертый признак - особенность клеточного строения. У растений клетка снаружи помимо мембраны покрыта так называемой клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы, которая является своеобразным каркасом клетки. У животных подобной клеточной стенки нет, а у грибов она состоит из хитина. В совокупности клеточные стенки придают тканям растений большую прочность.
В основе разнообразия органического мира лежит базовая единица – живая клетка. Согласно действующей научной концепции, жизнь началась с безъядерных прокариот, которые в силу изменения внешних условий и усовершенствования внутренних процессов со временем эволюционировали в эукариотов. Такие выводы сделаны, в том числе и по результатам изучения клеток современных прокариот и эукариот. Учеными было установлено значительное сходство этих биологических объектов. Сходство клеток животных и бактерий состоит в том, что у них одинаково происходит процесс передачи наследственной информации, хотя органоиды (структурные части) имеют различия и по составу, и по механизмам функционирования.
Морфология
Животные и растения – многоклеточные эукариотические организмы. Это значит, что все ткани их организмов состоят из живых эукариот. Несмотря на то, что у всех эукариот есть симбионты-прокариоты, симбионты не рассматриваются как часть их организмов, а имеют отдельную классификацию.
Бактерии – , которые состоят из одной прокариотической клетки. Есть много видов прокариотических организмов, которые живут колониями, но колонии не становятся многоклеточным существом.
Животные достигают поистине огромных размеров, тогда как самая большая бактерия даже не видна невооруженным глазом. И, тем не менее, основные движущие процессы у этих организмов имеют заметные сходства.
Одинаковые структурные элементы клеток животных и бактерий:
- клеточная мембрана;
- цитоплазма;
- рибосомы;
- ДНК – носители наследственной информации;
- органоиды для пространственного перемещения (жгутики, реснички и т.д.).
Это основные детали, которые позволяют обособить клеточное пространство от внешнего мира, создать в клетке среду для обмена веществ и передавать наследственную информацию при размножении.
Кроме этих органоидов, в эукариотических единицах животных присутствуют:
- ядро (структура для хранения ДНК);
- десмосомы, которые обеспечивают связь между эукариотами, что дает возможность образовывать многоклеточные организмы;
- центриоли (нужны для процесса деления);
- митохондрии (обеспечивают энергией);
- лизосомы (расщепляют органику).
Есть еще ряд других органелл, которые синтезируют сложные белки внутри клеточного пространства, транспортируют эти белки, а также поддерживают клетку в напряженном состоянии. Бактериям эти функции не нужны.
Большинство органоидов (клеточных единиц) животных возникли в результате повышенных потребностей большой эукариоты. В сравнении с ней прокариотическая монада практически автономна, и ей не нужно создавать дополнительный функционал для преодоления дополнительных трудностей, связанных с общим усложнением системы.
Основные сходства
Помимо различий, есть и существенные сходства, подтверждающие родство всех живых организмов, в том числе клеток животных и бактерий.
Клеточная мембрана
Этот органоид есть у прокариотической биоты и эукариотической (в том числе растений и грибов). Он определяет пространственную конфигурацию клетки. Состоит из белков и липидов, благодаря которым осуществляется транспорт необходимых веществ и транспорт отходов жизнедеятельности. Клеточные мембраны ядерных и безъядерных существ могут состоять из разных по структуре белков и липидов, но принцип построения всегда одинаковый.
Цитоплазма
Внутренняя среда живой клеточной единицы бактерий, животных, растений и грибов. Сходство заключается в общих для всех организмов чертах цитоплазмы – объединение структурных элементов в одно целое и водный состав. Вода – основная составляющая цитоплазмы. В воде могут быть растворены разные минеральные соли, органические соединения, глюкоза, но без воды цитоплазмы невозможна.
Строение животной клетки
Рибосома
Органоид, входящий в состав , растений, животных и грибов, который синтезирует белки из аминокислот, используя данные матричной РНК (мРНК). Механизм трансляции (синтеза) белка рибосомами в эукариотических единицах и у прокариотической биоты имеет сходства практически на всех этапах.
Носители наследственной информации
У животных, растений и грибов в эукариотических единицах наследственная информация хранится в молекулах ДНК, которые упакованы в нуклепротеидную структуру – хромосому.
У прокариотической биоты сведения о белковых структурах также хранятся в ДНК, однако они обходятся без упаковки в хромосомы. ДНК представлена в виде кольцевой макромолекулы, которая свободно пребывает в цитоплазме.
Перемещение и закрепление в пространстве
Несмотря на то, что органоиды эукариотической и прокариотической структур имеют сходство в названиях (жгутики, ворсинки, реснички и т.д.) по своей структуре они существенно отличаются. Например, жгутик бактерии всегда вращается вокруг своей оси, тогда как если и имеют жгутики, то они двигают клеточную единицу, изгибаясь по всей своей длине.
Общие черты сходства безъядерных и ядерных организмов свидетельствуют об общей природе этих живых клеток, однако различий между этими двумя формами органической жизни много. Гораздо больше, чем сходств. В этих клетках по-разному протекают практически все жизненно важные процессы.
Вспомните!
В чём сходство и принципиальное отличие между одноклеточными и многоклеточными организмами?
Сходство – любой живой организм имеет клеточное строение.
Различие – к этой группе относят организмы, тело которых состоит из одной клетки, т. е. для них клеточный и организменный уровни едины. В многоклеточном организме клетки специализированы, т. е. они способны выполнять только какую-то определённую функцию, и не могут самостоятельно существовать вне целого организма. Совокупность клеток различных типов и межклеточного вещества, связанных выполнением ряда одинаковых функций, называют тканью.
Какие одноклеточные организмы вам известны?
Животные – амёба, эвглена, инфузория, грибы - дрожжи, растения - хлорелла, хламидомонада, бактерии – кокки, бациллы.
Вопросы для повторения и задания
1. Что такое организм? Постарайтесь дать определение этого понятия.
Особь, или индивидуум (от лат. individuum - неделимое), - это неделимая единица жизни. Самый главный признак любого живого организма - строгая взаимозависимость отдельных его частей. Разделение особи на части приведёт к потере её целостной уникальной индивидуальности. Человек, птица, дерево - это особи, но печень, мозг, крыло, клюв, лист или ветка не обладают признаками целого организма. Организм - это не простая сумма клеток, тканей и органов. Лишь строгое соподчинение и взаимодействие формируют новое единство и придают особи черты и свойства, отсутствующие у отдельных её компонентов.
2. Что такое одноклеточный организм? Приведите примеры.
Одноклеточные прокариоты - это бактерии и синезелёные водоросли (цианобактерии). Одноклеточные эукариоты встречаются во всех трёх царствах эукариот. У грибов - это одноклеточные дрожжи, в царстве растений - одноклеточные зелёные водоросли (например, хламидомонада и хлорелла), среди животных - более 40 тыс. видов простейших, например амёбы и инфузории, споровики и фораминиферы (рис. 51). Клетки одноклеточных обладают всеми признаками самостоятельных организмов и способны осуществлять все функции, необходимые для жизнедеятельности. В отличие от клеток многоклеточных организмов, у одноклеточных существуют органоиды специального назначения, помогающие им выполнять все необходимые функции. Способность к движению и захвату пищи обеспечивают ложноножки, жгутики и реснички. Для реализации выделительной функции существуют сократительные вакуоли. Свойство живых организмов - раздражимость обеспечивают специализированные внутриклеточные структуры, например светочувствительный глазок у эвглены зелёной позволяет ей определять направление движения к источнику света. Клетки одноклеточных устроены гораздо более сложно, нежели клетки, входящие в состав многоклеточного организма.
3. Какие особенности строения клетки могут обеспечить выполнение функций, свойственных целостному организму?
Клетка – это целостная система, где каждый компонент взаимосвязан с другим. Такая взаимосвязь органоидов обеспечивает упорядоченность клетки как системы. Клеточная оболочка отделяет клетку от внешней среды, она прочная, в нее входят целлюлоза (у растений), хитин (у грибов). Клеточная оболочка придает форму, и служит не просто механическим каркасом. Оболочка участвует в поглощении и выведении веществ клетки, являясь противоинфекционным барьером. У животной клетки нет клеточной оболочки, она имеет цитоплазматическую мембрану. Для любого организма характерны все признаки живого: обмен веществ и превращение энергии, рост, развитие и размножение, наследственность и изменчивость. Всеми этими свойствами обладает и клетка.
Обмен веществ и энергии – осуществляется на уровне клетки – это синтез белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот за счет специальных органоидов: рибосомы, лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии.
Рост, размножение, наследственность и изменчивость – за счет деление клетки – митоз, мейоз – осуществляется с помощью ядра, ДНК, или нуклеоида (в прокариотах).
4. Объясните, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление многоклеточности.
Специализация клеток у многоклеточных организмов повышает эффективность работы всего организма в целом, обеспечивает более сложные формы поведения и увеличивает продолжительность жизни, повышается приспособленность организмов к постоянно меняющимся условиям среды.
5. Представьте, что перед вами - человек, незнакомый с биологией. Объясните ему преимущество многоклеточности.
Много клеток – много тканей – много функций – разнообразие органов – разнообразие систем органов – усложнение организмов – сложные и изощрённые приспособления на все различные условия среды – разнообразные ответные реакции – совершенство организма.
Подумайте! Вспомните!
1. Как вы считаете, почему до сих пор науке неизвестно точное число видов организмов, живущих на нашей планете?
На планете есть неисследованные места – глубоководные и высокогорные места, и пока неизвестно, сколько еще там живет организмов. Постоянно происходит гибель и рождение особей, популяций. Есть виды, которые размножаются быстро (грызуны), есть, у которых сроки полового созревания длительные (крупные млекопитающие – слон).
2. В клетках каких организмов существуют органоиды специального назначения? Какие функции они выполняют?
Это органоиды движения. Есть у простейших эукариотических (инфузория, плазмодий), у прокариотических (бактерии – вибрионы), а также в специальных клетка многоклеточных эукариот – сперматозоиды, ресничный эпителий.
Реснички и жгутики. Это специальные органоиды движения, встречающиеся в некоторых клетках различных организмов. В световом микроскопе эти структуры выглядят как тонкие выросты клетки. В основании ресничек и жгутиков в цитоплазме видны мелкие гранулы - базальные тельца. Длина ресничек 5-10 мкм, а длина жгутиков может достигать 150 мкм. Реснички и жгутики представляют собой тонкие выросты цитоплазмы,
от основания до самой вершины покрытые плазматической мембраной. Внутри выроста цитоплазмы по кругу расположены микротрубочки - 9 пар (дуплетов). Дуплеты связаны друг с другом при помощи молекул белка. Кроме периферических дуплетов микротрубочек, образующих цилиндр, в центре реснички располагается пара центральных микротрубочек. В основании органоидов движения, в цитоплазме, расположены базальные тельца - одно у ресничек и два у жгутиков. Базальное тельце по своей структуре очень сходно с центриолью. Оно тоже состоит из 9 триплетов микротрубочек. Реснички и жгутики структурно связаны с базальным тельцем и составляют вместе единое целое. Жгутики характерны для ряда простейших (класс Жгутиконосцы), зооспор и сперматозоидов. Реснички - это органоиды движения инфузорий, свободноплавающих личинок многих морских животных и мужских гамет некоторых папоротников. Имеют реснички и клетки мерцательного эпителия у многоклеточных животных (до 500 ресничек на клетку).
3. Могут ли у многоклеточных организмов отсутствовать ткани и органы?
4. Объясните, почему появление многоклеточности привело в дальнейшем к образованию тканей и органов.
Большое количество клеток привело к появлению несколько слоев, слои дифференцировались по функциям – образовались ткани, разнообразие тканей дало начало образованию многих органов с единым тканевым функционалом, так образовывались органы и их системы.
5. Сравните колонии одноклеточных организмов и колонии многоклеточных животных, например морских котиков. В чём их принципиальное отличие? Есть ли у них черты сходства? Рассмотрите вместо котиков колонию кишечнополостных - коралловых полипов.
Колониальные организмы - это совокупность одноклеточных особей, ведущих совместный образ жизни. Типичным представителем таких организмов является вольвокс - заполненный слизью шар, поверхность которого образована тысячами клеток. Двухжгутиковые клетки колонии связаны друг с другом цитоплазматическими мостиками, что позволяет вольвоксу согласованно работать жгутиками и плыть в направлении источника света. Отдельные клетки вольвокса уходят внутрь шара, образуя там «дочерние» молодые колонии. Новые колонии растут, порой образуя внутри себя уже «внучатые» колонии. Спустя некоторое время материнская колония лопается и погибает, а «дочерние» и «внучатые» колонии выходят наружу.
Морские котики ведут себя в тесноте лежбищ по-разному: мелкие самки имеют кроткий характер и, как правило, не конфликтуют между собой, а вот нрав самцов совсем не «кошачий». Они нередко выясняют между собой отношения, причем делают это не только в брачный период. Взрослому самцу ничего не стоит укусить более мелкую самку или швырнуть детеныша в сторону, если он считает, что те мешают ему на пути. На лежбищах котики ведут себя довольно громко, места их лежки оглашены шумом в отличие от тюленей, которые практически беззвучны. Несмотря на стадный образ жизни морские котики не проявляют солидарности и не совершают организованных совместных действий: каждый зверь охотится в одиночку, по отдельности приходит и уходит с берега. Самки могут свободно перемещаться по территории лежбища, однако каждый самец ревностно следит за своими подругами и всеми силами старается не допустить уход самки на территорию соперника. Таким образом, вокруг каждого самца формируется гарем, его размер и численность зависят от статуса самца: у крупных секачей в гареме может быть до 20 самок, у мелких - всего несколько особей.
Принципиальное отличие – клетки колониальных одноклеточных не могут существовать отдельно от колонии, а многоклеточные организмы, например, котики, могут существовать одиночно.
1. Как называются живые организмы, клетки которых содержат оформленное ядро?
Автотрофы, гетеротрофы, прокариоты, эукариоты.
Живые организмы, клетки которых содержат оформленное ядро, называются эукариотами.
2. В чём проявляется сходство клеток протистов, грибов, растений и животных?
● Клетки устроены по единому плану и состоят из трёх основных частей: поверхностного аппарата (включающего цитоплазматическую мембрану и надмембранный комплекс), цитоплазмы (в состав которой входят гиалоплазма, цитоскелет, включения, разнообразные мембранные и немембранные органоиды) и ядра.
● Сходным образом протекают процессы обмена веществ и энергии.
● Сходные способы деления клеток.
3. Чем растительная клетка отличается от животной?
● Надмембранный комплекс растительной клетки представлен жёсткой клеточной стенкой. Надмембранным комплексом животной клетки является гликокаликс.
● В отличие от животных клеток, для клеток растений характерно наличие пластид (хлоропластов, лейкопластов, хромопластов) и крупных вакуолей.
● Для клеток животных характерно наличие центриолей, которые отсутствуют в клетках большинства растений.
● Резервный полисахарид, который откладывается в клетках растений – крахмал. В клетках животных откладывается другой полисахарид – гликоген.
И (или) другие существенные признаки.
4. Какие общие черты и какие различия можно выделить, сравнивая клетки разных групп протистов?
По типу питания выделяют три группы протистов: автотрофные, автогетеротрофные и гетеротрофные. Автотрофные и автогетеротрофные протисты называются водорослями.
Сходство:
● Все протисты являются эукариотами, следовательно, для их клеток характерно наличие плазмалеммы, ядра и цитоплазмы, включающей гиалоплазму, цитоскелет, включения, разнообразные мембранные и немембранные органоиды.
Различия:
● В клетках водорослей содержатся хлоропласты (от одного до нескольких десятков) и осуществляется фотосинтез. В клетках гетеротрофных протистов пластиды отсутствуют.
● В отличие от гетеротрофных протистов, многие водоросли имеют клеточную стенку и вакуоли с клеточным соком. В клетках гетеротрофных протистов, в отличие от водорослей, есть пищеварительные вакуоли.
● Некоторые одноклеточные водоросли имеют светочувствительный глазок, а в клетках гетеротрофных протистов его нет.
● В отличие от автотрофных протистов, автогетеротрофные могут не только осуществлять фотосинтез, но и поглощать всей поверхностью тела растворённые в воде органические вещества.
● Среди водорослей есть одноклеточные, колониальные и многоклеточные формы. Гетеротрофные протисты в основном одноклеточные.
И (или) другие существенные признаки.
5. Сравните клетки грибов, растений и животных по различным критериям. Укажите черты сходства и различия между ними.
Сходство:
● Эукариоты, их клетки покрыты плазмалеммой, содержат ядро и цитоплазму, в состав которой входят гиалоплазма, цитоскелет, включения, разнообразные мембранные и немембранные органоиды. Мембранными органоидами, наличие которых характерно для клеток всех трёх царств, являются: ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы и митохондрии, немембранными – рибосомы.
● Генетический аппарат представлен линейными молекулами ДНК, связанными с особыми ядерными белками.
● Сходные процессы обмена веществ и способы деления клеток.
● Являются многоклеточными (за исключением некоторых грибов).
Различия:
● Надмембранный комплекс клеток животных представлен гликокаликсом, а растений и грибов – клеточной стенкой, причём её основу у растений составляет целлюлоза, а у грибов – хитин.
● Тип питания растений – автотрофный (в клетках имеются хлоропласты и другие пластиды, осуществляется фотосинтез), грибов и животных – гетеротрофный (пластиды отсутствуют).
● Запасной углевод клеток грибов и животных – гликоген. В растительных клетках запасается крахмал.
● В отличие от грибов и растений, для клеток животных не характерно наличие вакуолей с клеточным соком.
● Клеточный центр имеется у большинства животных клеток, но отсутствует у большинства растений и грибов.
И (или) другие существенные признаки.
Клетки грибов защищены прочной клеточной стенкой, основу которой составляют фибриллы хитина. Хитин не переваривается в организме человека и большинства животных из-за отсутствия фермента хитиназы. Поэтому белки и другие питательные вещества, содержащиеся в неповреждённых клетках грибов (сохранивших целостность хитиновой оболочки), оказываются недоступными для усвоения.
7*. Учёные предполагают, что первые (самые древние) живые организмы на Земле представляли собой наследственный материал (ДНК, РНК), который был окружен вязким раствором белков и ограничен от внешней среды мембраной. Предложите гипотезы, каким образом в процессе эволюции могло возникнуть ядро и различные органоиды, характерные для современных эукариотических клеток.
Например, аутогенная гипотеза предполагает, что эукариотическая клетка возникла путём дифференциации исходной прокариотической клетки. Вначале образовалась наружная мембрана, потом из её впячиваний сформировались отдельные структуры, образовавшие ядерную оболочку и давшие начало органоидам.
Симбиотическая гипотеза (в настоящее время её чаще называют теорией симбиогенеза или теорией эндосимбиоза) предполагает, что эукариотическая клетка возникла вследствие нескольких последовательных симбиозов.
Вначале произошло объединение крупных амёбовидных прокариотических клеток с мелкими аэробными бактериями, которые превратились в митохондрии. Затем крупные амёбовидные клетки вступили в симбиоз со спирохетоподобными бактериями (бактериями с длинными, спирально закрученными клетками), из которых сформировались центриоли и жгутики. Постепенно происходило обособление ядра.
Ядерные клетки с простейшим набором органоидов могли стать предками гетеротрофных жгутиковых протистов, от которых произошли грибы и животные. Симбиоз ядерных клеток с цианобактериями, преобразовавшимися в хлоропласты, привёл к образованию одноклеточных водорослей. В дальнейшем от водорослей произошли растения.
* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.