Клеточное строение имеют все живые организмы? Биология: клеточное строение организма

Как известно, клеточное строение имеют почти все организмы на нашей планете. В основном все клетки имеют похожую структуру. Это наименьшая структурная и функциональная единица живого организма. Клетки могут иметь разные функции, а, следовательно, и вариации в их строении. Во многих случаях они могут выступать в роли самостоятельных организмов.

Клеточное строение имеют растения, животные, грибы, бактерии. Однако между их структурно-функциональными единицами есть некоторые различия. И в этой статье мы рассмотрим клеточное строение. 8 класс предусматривает изучение данной темы. Поэтому статья будет интересна школьникам, а также тем, кто просто интересуется биологией. В этом обзоре будет описано клеточное строение, клетки различных организмов, сходства и отличия между ними.

История теории клеточного строения

Люди не всегда знали, из чего состоят организмы. То, что все ткани формируются из клеток, стало известно сравнительно недавно. Наука, которая изучает это, - биология. Клеточное строение организма было впервые описано учеными Маттиасом Шлейденом и Теодором Шванном. Произошло это в 1838 году. Тогда теория клеточного строения состояла из таких положений:

• животные и растения всех видов сформированы из клеток;

• растут они с помощью образования новых клеток;

• клетка - самая малая единица жизни;

• организм - это совокупность клеток.

Современная теория включает в себя несколько иные положения, и их чуть больше:

• клетка может произойти только от материнской клетки;

• многоклеточный организм состоит не из простой совокупности клеток, а из объединенных в ткани, органы и системы органов;

• клетки всех организмов имеют подобное строение;

• клетка - сложная система, состоящая из более мелких функциональных единиц;

• клетка - наименьшая структурная единица, способная выступать в роли самостоятельного организма.

Строение клетки

Так как клеточное строение имеют почти все живые организмы, стоит рассмотреть общую характеристику структуры этого элемента. Во-первых, все клетки делятся на прокариотические и эукариотические. В последних присутствует ядро, которое защищает наследственную информацию, записанную на ДНК. В прокариотических же клетках оно отсутствует, и ДНК свободно плавает. Все эукариотические клетки построены по следующей схеме. В них есть оболочка - плазматическая мембрана, вокруг нее обычно расположены дополнительные защитные образования. Все, что находится под ней, кроме ядра, - это цитоплазма. Она состоит из гиалоплазмы, органоидов и включений. Гиалоплазма - это основное прозрачное вещество, которое служит внутренней средой клетки и заполняет все ее пространство. Органоиды - это постоянные структуры, которые выполняют определенные функции, т. е. обеспечивают жизнедеятельность клетки. Включения - это непостоянные образования, которые также играют ту или иную роль, но делают это временно.

Клеточное строение живых организмов

Сейчас мы перечислим органоиды, которые одинаковы для клеток любого живого существа на планете, кроме бактерий. Это митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, лизосомы, цитоскелет. Для бактерий характерны только одни из этих органоидов - рибосомы. А теперь рассмотрим строение и функции каждой органеллы по отдельности.

Митохондрии

Они обеспечивают внутриклеточное дыхание. Митохондрии играют роль своеобразной "электростанции", вырабатывая энергию, которая необходима для жизнедеятельности клетки, для прохождения в ней тех или иных химических реакций.

Они относятся к двумембранным органоидам, то есть имеют две защитные оболочки - внешнюю и внутреннюю. Под ними расположен матрикс - аналог гиалоплазмы в клетке. Между наружной и внутренней мембранами формируются кристы. Это складки, внутри которых находятся ферменты. Данные вещества нужны для того, чтобы была возможность осуществить химические реакции, благодаря которым высвобождается энергия, необходимая клетке.

Рибосомы

Они отвечают за белковый обмен, а именно - за синтез веществ данного класса. Рибосомы состоят из двух частей - субъединиц, большой и малой. Мембрана у данного органоида отсутствует. Субъединицы рибосом объединяются только непосредственно перед процессом синтеза белка, в остальное время они находятся раздельно. Вещества здесь производятся на основе информации, записанной на ДНК. Эта информация поставляется к рибосомам с помощью тРНК, так как транспортировать сюда ДНК каждый раз было бы очень непрактично и опасно - слишком высока была бы вероятность ее повреждения.

Аппарат Гольджи

Этот органоид состоит из стопок плоских цистерн. Функции данного органоида заключаются в том, что он накапливает и видоизменяет различные вещества, а также участвует в процессе формирования лизосом.

Эндоплазматический ретикулум

Он подразделяется на гладкий и шероховатый. Первый построен из плоских трубочек. Он отвечает за выработку в клетке стероидов и липидов. Шероховатый называется так потому, что на стенках мембран, из которых он состоит, находятся многочисленные рибосомы. Он выполняет транспортную функцию. А именно переносит из рибосом белки, синтезированные там, к аппарату Гольджи.

Лизосомы

Они представляют собой одномембранные органоиды, в которых содержатся ферменты, необходимые для осуществления химических реакций, которые происходят в процессе внутриклеточного обмена веществ. Наибольшее количество лизосом наблюдается в лейкоцитах — клетках, выполняющих иммунную функцию. Объясняется это тем, что они осуществляют фагоцитоз и вынуждены переваривать инородный белок, для чего нужен большой объем ферментов.

Цитоскелет

Это последний органоид, который является общим для грибов, животных и растений. Одна из его главных функций заключается в поддержании формы клетки. Он сформирован из микротрубочек и микрофиламентов. Первые представляют собой полые трубки из белка тубулина. Благодаря их присутствию в цитоплазме некоторые органоиды могут перемещаться по клетке. Кроме того, из микротрубочек также могут состоять реснички и жгутики у одноклеточных. Вторая составляющая цитоскелета — микрофиламенты — состоит из сократительных белков актина и миозина. У бактерий данный органоид обычно отсутствует. Но некоторые из них характеризуются наличием цитоскелета, однако более примитивного, устроенного не так сложно, как у грибов, растений и животных.

Органоиды растительных клеток

Клеточное строение растений имеет некоторые особенности. Кроме перечисленных выше органелл, также присутствуют вакуоли и пластиды. Первые предназначены для накопления в ней веществ, в том числе и ненужных, так как вывести их из клетки ввиду наличия плотной стенки вокруг мембраны зачастую невозможно. Жидкость, которая находится внутри вакуоли, называется клеточным соком. В молодой растительной клетке первоначально есть несколько маленьких вакуолей, которые по мере ее старения сливаются в одну большую. Пластиды делятся на три вида: хромопласты, лейкопласты и хромопласты. Первые характеризуются наличием в них красного, желтого или оранжевого пигмента. Хромопласты в большинстве случаев нужны для привлечения ярким цветом насекомых-опылителей либо животных, которые участвуют в распространении плодов вместе с семенами. Именно благодаря данным органоидам цветы и плоды имеют разнообразную окраску. Хромопласты могут формироваться из хлоропластов, что можно наблюдать осенью, когда листья приобретают желто-красные оттенки, а также при созревании плодов, когда постепенно полностью исчезает зеленый цвет. Следующий вид пластид — лейкопласты — предназначены для запасания таких веществ, как крахмал, некоторые жиры и белки. Хлоропласты осуществляют процесс фотосинтеза, благодаря которому растения получают для себя необходимые органические вещества.

Из шести молекул углекислого газа и стольких же воды клетка может получить одну молекулу глюкозы и шесть кислорода, который выделяется в атмосферу. Хлоропласты являются двумембранными органоидами. В их матриксе содержатся тилакоиды, сгруппированные в граны. В этих структурах и содержится хлорофилл, здесь и проходит реакция фотосинтеза. Кроме того, в матриксе хлоропластов также находятся свои рибосомы, РНК, ДНК, специальные ферменты, зерна крахмала и липидные капли. Матрикс данных органоидов еще называется стромой.

Особенности грибов

Клеточное строение имеют также и эти организмы. В древности их объединяли в одно царство с растениями чисто по внешнему признаку, однако с появлением более развитой науки выяснилось, что делать этого никак нельзя.

Во-первых, грибы, в отличие от растений, не являются автотрофами, они не способны сами вырабатывать органические вещества, а только питаются уже готовыми. Во-вторых, клетка гриба более схожа с животной, хотя и имеет некоторые черты растительной. Клетка гриба, так же, как и растения, окружена плотной стенкой, однако состоит она не из целлюлозы, а из хитина. Данное вещество трудно усваивается организмом животных, поэтому грибы и считаются тяжелой пищей. Кроме органоидов, описанных выше, которые характерны для всех эукариотов, здесь также находится вакуоль — вот еще одно сходство грибов с растениями. Но пластид в структуре грибной клетки не наблюдается. Между стенкой и цитоплазматической мембраной находится ломасома, функции которой до сих пор до конца не изучены. В остальном строение грибной клетки напоминает животную. Кроме органоидов, в цитоплазме также плавают такие включения, как жировые капли, гликоген.

Клетки животных

Для них характерны все органоиды, которые были описаны в начале статьи. Кроме того, поверх плазматической мембраны расположен гликокаликс — оболочка, состоящая из липидов, полисахаридов и гликопротеинов. Он участвует в транспорте веществ между клетками.

Ядро

Конечно, кроме общих органоидов, у животных, растительных, грибных клеток имеется ядро. Оно защищено двумя оболочками, в которых есть поры. Матрикс состоит из кариоплазмы (ядерного сока), в котором плавают хромосомы с записанной на них наследственной информацией. Также есть ядрышки, которые отвечают за формирование рибосом и синтез РНК.

Прокариоты

К ним относятся бактерии. Клеточное строение бактерий более примитивно. У них нет ядра. В цитоплазме содержатся такие органоиды, как рибосомы. Вокруг плазматической мембраны расположена клеточная стенка из муреина. Большинство прокариотов снабжено органоидами движения - в основном жгутиками. Вокруг клеточной стенки также может быть расположена дополнительная защитная оболочка - слизистая капсула. Кроме основных молекул ДНК, в цитоплазме бактерий находятся плазмиды, на которых записана информация, отвечающая за повышение устойчивости организма к неблагоприятным условиям.

Все ли организмы построены из клеток?

Некоторые считают, что клеточное строение имеют все живые организмы. Но это неверно. Существует такое царство живых организмов, как вирусы.

Они состоят не из клеток. Данный организм представлен капсидом - белковой оболочкой. Внутри нее находится ДНК либо РНК, на которых записано небольшое количество генетической информации. Вокруг белковой оболочки также может быть расположена липопротеиновая, которая называется суперкапсидом. Вирусы могут размножаться только внутри чужих клеток. Кроме того, они способны к кристаллизации. Как видите, утверждение о том, что клеточное строение имеют все живые организмы, неправильное.

Сравнительная таблица

После того как мы рассмотрели структуру различных организмов, подведем итог. Итак, клеточное строение, таблица:

	Животные	Растения	Грибы	Бактерии
Ядро	Есть	Есть	Есть	Нету
Клеточная стенка	Нету	Есть, из целлюлозы	Есть, из хитина	Есть, из муреина
Рибосомы	Есть	Есть	Есть	Есть
Лизосомы	Есть	Есть	Есть	Нету
Митохондрии	Есть	Есть	Есть	Нету
Аппарат Гольджи	Есть	Есть	Есть	Нету
Цитоскелет	Есть	Есть	Есть	Есть
Эндоплазматический ретикулум	Есть	Есть	Есть	Нету
Цитоплазматическая мембрана	Есть	Есть	Есть	Есть
Дополнительные оболочки	Гликокаликс	Нет	Нет	Слизистая капсула

Вот, пожалуй, и все. Мы рассмотрели клеточное строение всех организмов, которые существуют на планете.