Строение клетки различных организмов. Растение клеточный организм

Основные типы клеток

В организме растений и животных выделяют различные типы ткани, клеток. Ткани могут отличаться как строением клеток, так и строением межклеточного вещества, а также своими функциями. Различные типы клеток могут отличаться формой, размером, наличием или отсутствием некоторых органоидов. Разные виды клеток формируют разные виды тканей. Рассмотрим основные типы клеток.

Растительные, грибные, животные, бактериальные

Это классификация клеток в зависимости от организмов, которые из них построены. Вот сравнительная таблица, где приведены эти типы клеток, их различия и сходства.

Типы клеток разных тканей

Различные клетки формируют разные ткани. Кроме того, одна и та же ткань состоит из нескольких разных видов клеток.

Эпителиальные клетки

Они называются эпителиоцитами. Это полярно дифференциированные клетки, расположенные тесно друг к другу. Они могут быть кубической, плоской или цилиндрической формы. Эпителиоциты обычно располагаются на базальной мембране.

Виды клеток соединительной ткани

Соединительная ткань существует нескольких видов:

• ретикулярная;
• плотная волокнистая;
• рыхлая волокнистая;
• костная;
• хрящевая;
• жировая;
• кровь;
• лимфа.

Каждая из этих тканей обладает различными клетками и межклеточным веществом. Ретикулярная ткань состоит из ретикулоцитов и ретикулярных волокон. Из ретикулоцитов могут формироваться кроветворные клетки и макрофаги — клетки, отвечающие за защиту организма от вирусов.

Плотная волокнистая ткань состоит преимущественно из волокон, а рыхлая — из аморфного вещества. Плотная волокнистая ткань придает органам эластичность, а рыхлая заполняет промежутки между внутренними органами.

Костная ткань содержит различные типы клеток: остеогенные, остеобласты, остеокласты и остеоциты. Последние являются основными клетками ткани. Остеогенные — это недифференцированные клетки, из которых могут формироваться остеоциты, остеобласты и остеокласты. Остеобласты вырабатывают вещества, из которых состоит межклеточное вещество костной ткани. Остеокласты отвечают за рассасывание костной ткани в случае необходимости. Некоторые ученые не относят их к костным клеткам.

Хрящевая ткань состоит из хондроцитов, хондрокластов и хондробластов. Первые находятся в наружном слое хряща. Они обладают веретенообразной формой. Хондробласты располагаются во внутреннем слое. Они имеют овальную или круглую форму. Хондрокласты отвечают за утилизацию старых клеток хряща.

Жировая ткань состоит только из одного вида клеток: липоцитов. Они содержат в себе большое количество запасных жиров.

Кровь содержит многочисленные типы клеток, которые называются кровяными тельцами. Это эритроциты, тромбоциты и лейкоциты, которые делятся на несколько видов. Эритроциты обладают сплющенной круглой формой. Они содержат белок гемоглобин, функция которого — транспорт кислорода по организму. Тромбоциты — небольшие безъядерные клетки. Они отвечают за свертывание крови. Лейкоциты представляют собой иммунную систему человека и животного.

Лейкоциты делятся на две большие группы: зернистые и незернистые. К первым относятся нейтрофилы, эозинофилы и базофилы. Первые способны осуществлять фагоцитоз — поедание враждебных бактерий и вирусов. Эозинофилы также способны к фагоцитозу, но это не основная их роль. Главная их функция заключается в разрушении гистамина, выделяющегося другими клетками при воспалительном процессе, который может вызывать отек. Базофилы опосредуют воспаление и секретируют эозинофильный хемотаксический фактор.

Незернистые лейкоциты делятся на лимфоциты и моноциты. Первые разделяются на три класса в зависимости от своих функций. Существуют Т-лимфоциты, В-лимфоциты и нулевые лимфоциты. В-лимфоциты отвечают за выработку антител. Т-лимфоциты отвечают за распознание чужеродных клеток, а также стимуляцию работы В-лимфоцитов и моноцитов. Нулевые лимфоциты являются резервными.

Моноциты, или макрофаги, тоже способны к фагоцитозу. Они уничтожают вирусы и бактерии.

Нервная ткань

Существуют следующие типы нервных клеток:

• собственно нервные;
• глиальные.

Нервные клетки называются нейронами. Они состоят из тельца и отростков: длинного аксона и коротких разветвленных дендритов. Они отвечают за формирование и передачу импульса. В зависимости от количества отростков выделяют униполярные (с одним), биполярные (с двумя) и мультиполярные (с множеством) нейроны. Мультиполярные наиболее распространены в организме человека и животных.

Глиальные клетки выполняют опорную и питательную функции, обеспечивая стабильное размещение в пространстве и поставку питательных веществ нейронам.

Мышечные клетки

Они называются миоцитами, или волокнами. Существует три вида мышечной ткани:

• поперечно-полосатая;
• сердечная;
• гладкая.

В зависимости от типа ткани, миоциты бывают разными. В поперечно-полосатой ткани они длинные, вытянутые, обладают несколькими ядрами и большим количеством митохондрий. Кроме того, они переплетаются между собой. Гладкая мышечная ткань характеризуется более мелкими миоцитами с меньшим количеством ядер и митохондрий. Гладкие мышечные ткани не способны сокращаться так же быстро, как поперечно-полосатые. Сердечная мышца состоит из миоцитов, больше похожих на таковые у поперечно-полосатой ткани. Все миоциты содержат сократительные белки: актин и миозин.

fb.ru

Строение клетки различных организмов :: SYL.ru

Клетка — это основная структурная и функциональная единица всех живых организмов, кроме вирусов. Она имеет специфическое строение, включающее множество составляющих, которые выполняют определенные функции.

Какая наука изучает клетку?

Всем известно, что наука о живых организмах - биология. Строение клетки изучает ее отрасль - цитология.

Из чего состоит клетка?

Данная структура состоит из мембраны, цитоплазмы, органоидов, или органелл, и ядра (в прокариотических клетках отсутствует). Строение клеток организмов, относящихся к разным классам, немного различается. Существенные отличия наблюдаются между структурой клеток эукариотов и прокариотов.

Плазматическая мембрана

Мембрана играет очень важную роль — она отделяет и защищает содержимое клетки от внешней среды. Она состоит из трех слоев: двух белковых и среднего фосфолипидного.

Клеточная стенка

Еще одна структура, защищающая клетку от воздействия внешних факторов, расположена поверх плазматической мембраны. Присутствует в клетках растений, бактерий и грибов. У первых она состоит из целлюлозы, у вторых — из муреина, у третьих — из хитина. В животных клетках поверх мембраны расположен гликокаликс, который состоит из гликопротеидов и полисахаридов.

Цитоплазма

Она представляет собой все пространство клетки, ограниченное мембраной, за исключением ядра. Цитоплазма включает органоиды, которые выполняют основные функции, отвечающие за жизнедеятельность клетки.

Органеллы и их функции

Строение клетки живого организма подразумевает ряд структур, каждая из которых выполняет определенную функцию. Они называются органеллами, или органоидами.

Митохондрии

Их можно назвать одними из самых важных органелл. Митохондрии отвечают за синтез энергии, необходимой для жизнедеятельности. Кроме того, они участвуют в процессе синтеза некоторых гормонов и аминокислот. Энергия в митохондриях вырабатывается вследствие окисления молекул АТФ, которое происходит при помощи специального фермента под названием АТФ-синтаза. Митохондрии представляют собой округлые или палочковидные структуры. Их количество в животной клетке, в среднем, составляет 150-1500 штук (это зависит от ее предназначения). Они состоят из двух мембран и матрикса — полужидкой массы, заполняющей внутреннее пространство органеллы. Основной составляющей оболочек являются белки, также в их структуре присутствуют фосфолипиды. Пространство между мембранами заполнено жидкостью. В матриксе митохондрий находятся зерна, которые накапливают определенные вещества, такие как ионы магния и кальция, необходимые для выработки энергии, и полисахариды. Также эти органеллы имеют собственный аппарат биосинтеза белка, похожий на таковой у прокариотов. Он состоит из митохондриальной ДНК, набора ферментов, рибосом и РНК. Строение клетки прокариотов имеет свои особенности: митохондрий в ней нет.

Рибосомы

Эти органеллы состоят из рибосомальной РНК (рРНК) и белков. Благодаря им осуществляется трансляция — процесс синтеза белков на матрице иРНК (информационной РНК). В одной клетке может содержаться до десяти тысяч данных органоидов. Рибосомы состоят из двух частей: маленькой и большой, которые объединяются непосредственно в присутствии иРНК. Рибосомы, которые участвуют в синтезе белков, необходимых для самой клетки, сконцентрированы в цитоплазме. А те, с помощью которых вырабатываются белки, транспортируемые за пределы клетки, располагаются на плазматической мембране.

Комплекс Гольджи

Он присутствует только в клетках эукариотов. Данная органелла состоит из диктосом, количество которых обычно составляет приблизительно 20, но может доходить и до нескольких сотен. Аппарат Гольджи входит в строение клетки только эукариотических организмов. Он расположен около ядра и выполняет функцию синтеза и хранения определенных веществ, к примеру, полисахаридов. В нем образуются лизосомы, о которых пойдет речь ниже. Также эта органелла является частью выделительной системы клетки. Диктосомы представлены в виде стопок из сплющенных цистерн дискообразной формы. На краях этих структур образуются пузырьки, где находятся вещества, которые необходимо вывести из клетки.

Лизосомы

Эти органоиды представляют собой маленькие пузырьки с набором ферментов. Их структура имеет одну мембрану, покрытую сверху слоем белка. Функция, которую выполняют лизосомы, заключается во внутриклеточном переваривании веществ. Благодаря ферменту гидролазе с помощью указанных органоидов расщепляются жиры, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты.

Эндоплазматическая сеть (ретикулум)

Строение клетки всех эукариотических клеток подразумевает и наличие ЭПС (эндоплазматической сети). Эндоплазматический ретикулум состоит из трубочек и сплющенных полостей, имеющих мембрану. Этот органоид бывает двух видов: шероховатая и гладкая сеть. Первая отличается тем, что к ее мембране крепятся рибосомы, вторая такой особенности не имеет. Шероховатая эндоплазматическая сеть выполняет функцию синтеза белков и липидов, которые требуются для формирования клеточной мембраны или для других целей. Гладкая принимает участие в выработке жиров, углеводов, гормонов и других веществ, кроме белков. Также эндоплазматический ретикулум выполняет функцию транспортировки веществ по клетке.

Цитоскелет

Он состоит из микротрубочек и микрофиламентов (актиновых и промежуточных). Составляющие цитоскелета представляют собой полимеры белков, в основном, актина, тубулина или кератина. Микротрубочки служат для поддержания формы клетки, они формируют органы движения у простейших организмов, таких как инфузории, хламидомонады, эвглены и т. д. Актиновые микрофиламенты также играют роль каркаса. Кроме того, они участвуют в процессе перемещения органелл. Промежуточные в разных клетках построены из различных белков. Они поддерживают форму клетки, а также закрепляют ядро и другие органеллы в постоянном положении.

Клеточный центр

Состоит из центриолей, которые имеют форму полого цилиндра. Его стенки образованы из микротрубочек. Эта структура участвует в процессе деления, обеспечивая распределение хромосом между дочерними клетками.

Ядро

В клетках эукариотов это один из важнейших органоидов. В нем хранится ДНК, в которой зашифрована информация обо всем организме, о его свойствах, о белках, которые должны синтезироваться клеткой, и т. д. Оно состоит из оболочки, которая защищает генетический материал, ядерного сока (матрикса), хроматина и ядрышка. Оболочка сформирована из двух пористых мембран, расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Матрикс представлен белками, он образует внутри ядра благоприятную среду для хранения наследственной информации. В ядерном соке содержатся нитчатые белки, служащие опорой, а также РНК. Также здесь присутствует хроматин — интерфазная форма существования хромосом. Во время деления клетки из глыбок он превращается в палочковидные структуры.

Ядрышко

Это обособленная часть ядра, отвечающая за формирование рибосомальной РНК.

Органеллы, присущие только растительным клеткам

Клетки растений имеют некоторые органоиды, которые не свойственны больше ни для каких организмов. К ним относятся вакуоли и пластиды.

Вакуоль

Это своеобразный резервуар, где хранятся запасные питательные вщеества, а также продукты жизнедеятельности, которые не могут быть выведены наружу из-за плотной клеточной стенки. Она отделяется от цитоплазмы специфической мембраной, которая называется тонопластом. По мере того как функционирует клетка, отдельные небольшие вакуоли сливаются в одну большую — центральную.

Пластиды

Эти органоиды делятся на три группы: хлоропласты, лейкопласты и хромопласты.

Хлоропласты

Это важнейшие органоиды растительной клетки. Благодаря им осуществляется фотосинтез, в процессе которого клетка получает нужные ей питательные вещества. Хлоропласты имеют две мембраны: внешнюю и внутреннюю; матрикс — вещество, которым заполнено внутреннее пространство; собственную ДНК и рибосомы; зерна крахмала; граны. Последние состоят из стопок тилакоидов с хлорофиллом, окруженных мембраной. Именно в них и происходит процесс фотосинтеза.

Лейкопласты

Эти структуры состоят из двух мембран, матрикса, ДНК, рибосом и тилакоидов, но последние не содержат хлорофилл. Лейкопласты выполняют запасную функцию, накапливая питательные вещества. В них содержатся специальные ферменты, позволяющие получать из глюкозы крахмал, который, собственно, и служит запасным веществом.

Хромопласты

Данные органоиды имеют такую же структуру, как и описанные выше, однако в них нет тилакоидов, но есть каротиноиды, которые имеют специфическую окраску и расположены непосредственно возле мембраны. Именно благодаря этим структурам лепестки цветов окрашены в определенный цвет, позволяющий привлекать насекомых-опылителей.

www.syl.ru

Организм — единое целое | Биология

В живом организме все жизненные процессы взаимосвязаны. Это обеспечивается согласованным действием клеток, тканей, органов и систем органов. Поэтому любой организм — единое целое.

Взаимосвязь клеток и тканей

Взаимосвязь всех жизненных процессов одноклеточных организмов обеспечивается взаимодействием органоидов клетки. У многоклеточных организмов контакт и взаимодействие клеток происходят через клеточную мембрану. У высших растений связь между клетками обеспечивают тончайшие нити цитоплазмы, которые проходят через поры в клеточной оболочке и соединяют содержимое соседних клеток.

Сходные по строению и действующие совместно клетки образуют ткани, которые, в свою очередь, взаимосвязаны между собой. Взаимосвязь растительных тканей особенно ярко проявляется в процессе питания растений.

Взаимосвязь органов и систем органов

Из тканей формируются органы и системы органов, специализирующиеся на выполнении определенных функций. Они не способны существовать самостоятельно вне целостного организма и тесно связаны друг с другом.

Лист — орган, в котором происходит фотосинтез, он обеспечивает углеводами не только себя, но и другие органы растения. Перемещение воды и минеральных веществ от корней к листьям, а органических веществ в обратном направлении. осуществляется по стеблю. Он же служит опорой для листьев, цветков и плодов.

Органы и системы органов животных тоже взаимосвязаны между собой. Легкие или жабры осуществляют газообмен организма с окружающей средой. Пищеварительная система обеспечивает переваривание пищи. Перемещение газов и питательных веществ происходит с участием кровеносной системы животных. Выделительная система освобождает организм от продуктов обмена.

Регуляция деятельности организма

Деятельность частей организма как единого целого регулируется эндокринной и нервной системами. Регуляция деятельности живых организмов с помощью гормонов называется гуморальной. У растений гормоны, или фитогормоны, выделяются клетками образовательной ткани верхушки побега и некоторыми клетками, расположенными на кончике корня. Гормоны у животных образуются железами эндокринной системы. Они поступают в кровь и разносятся но всему организму. Гормоны стимулируют или угнетают рост и деление клеток, образование кровяных клеток, созревание половых клеток, интенсивность работы органов.

Однако, у большинства животных основную роль к регуляции деятельности организма играет нервная система. Нервные импульсы всегда направлены к определенным клеткам, тканям и органам, регулируя их состояние и деятельность. Этот процесс называется нервной регуляцией. Нервная регуляция осуществляется быстрее, чем гуморальная.

Нервная и гуморальная регуляция взаимосвязаны, так как образование гормонов железами внутренней секреции и выделение их в кровь осуществляется под влиянием нервной системы. А на ее состояние, в свою очередь, оказывают влияние гормоны.

ebiology.ru

Многоклеточный организм — WiKi

Следует отличать многоклеточность и колониальность. У колониальных организмов отсутствуют настоящие дифференцированные клетки, а следовательно, и разделение тела на ткани. Граница между многоклеточностью и колониальностью нечёткая. Например, вольвокс часто относят к колониальным организмам, хотя в его «колониях» есть чёткое деление клеток на генеративные и соматические. Выделение смертной «сомы» А. А. Захваткин считал важным признаком многоклеточности вольвокса. Кроме дифференцировки клеток, для многоклеточных характерен и более высокий уровень интеграции, чем для колониальных форм. Однако некоторые ученые считают многоклеточность более развитой формой колониальности[источник не указан 1740 дней].

Происхождение

Наиболее древними многоклеточными, известными в настоящее время, являются червеобразные организмы длиной до 12 см, обнаруженные в 2010 году в отложениях формации Francevillian B в Габоне. Их возраст оценивается в 2,1 млрд лет[1]. Возраст около 1,9 млрд лет имеют организмы Grypania spiralis, предположительно эукариотические водоросли длиной до 10 мм, обнаруженные в отложениях железистой формации Негауни в шахте Эмпайр (англ.)русск. недалеко от города Маркетт (англ.)русск., штат Мичиган[2].

В целом же многоклеточность возникала в разных эволюционных линиях органического мира несколько десятков раз. По не вполне понятным причинам многоклеточность более характерна для эукариот, хотя среди прокариот тоже встречаются зачатки многоклеточности. Так, у некоторых нитчатых цианобактерий в нитях встречаются три типа четко дифференцированных клеток, а при движении нити демонстрируют высокий уровень целостности. Многоклеточные плодовые тела характерны для миксобактерий.

По современным данным основные предпосылки для появление многоклеточности, а именно:

• белки-заполнители межклеточного пространства, разновидности коллагена и протеогликана;
• «молекулярный клей» или «молекулярные заклёпки» для соединения клеток;
• сигнальные вещества для обеспечения взаимодействия между клетками и т.д

возникли задолго до появления многоклеточности, но выполняли у одноклеточных другие функции. «Молекулярные заклёпки» предположительно применялись одноклеточными хищниками для захвата и удержания жертвы, а сигнальные вещества — для привлечения потенциальных жертв и отпугивания хищников[3].

Причиной появления многоклеточных организмов считают эволюционную целесообразность укрупнения размеров особей, которая позволяет более успешно противостоять хищникам, а также поглощать и переваривать более крупную жертву. Однако условия для массового появления многоклеточных появились только в Эдиакарском периоде, когда уровень кислорода в атмосфере достиг величины, позволяющей покрывать увеличивающиеся энергетические расходы на поддержание многоклеточности[4].

Развитие многих многоклеточных организмов начинается с одной клетки (например, зиготы у животных или споры в случае гаметофитов высших растений). В этом случае большинство клеток многоклеточного организма имеют одинаковый геном. При вегетативном размножении, когда организм развивается из многоклеточного фрагмента материнского организма, как правило, также происходит естественное клонирование.

У некоторых примитивных многоклеточных (например, клеточных слизевиков и миксобактерий) возникновение многоклеточных стадий жизненного цикла происходит принципиально иначе — клетки, часто имеющие сильно различающиеся генотипы, объединяются в единый организм.

Эволюция

Шестьсот миллионов лет назад, в позднем докембрии (венде), начался расцвет многоклеточных организмов. Удивляет разнообразие вендской фауны: разные типы и классы животных появляются как бы вдруг, но число родов и видов небольшое. В венде возник биосферный механизм взаимосвязи одноклеточных и многоклеточных организмов — первые стали продуктом питания для вторых. Обильный в холодных водах планктон, использующий световую энергию, стал пищей для плавающих и донных микроорганизмов, а также для многоклеточных животных. Постепенное потепление и рост содержания кислорода привели к тому, что эукариоты, включая многоклеточных животных, стали заселять и карбонатный пояс планеты, вытесняя цианобактерии. Начало палеозойской эры принесло две загадки: исчезновение вендской фауны и «кембрийский взрыв» — появление скелетных форм.

Эволюция жизни в фанерозое (последние 545 млн лет земной истории) — процесс усложнения организации многоклеточных форм в растительном и животном мире.

Грань между одноклеточными и многоклеточными

Не существует чёткой грани между одноклеточными и многоклеточными организмами. Многие одноклеточные обладают средствами для создания многоклеточных колоний, в то же время отдельные клетки некоторых многоклеточных организмов обладают способностью к самостоятельному существованию.

Губки

Губки — наиболее простые из многоклеточных существ. Значительную часть тела губки составляют опорные структуры на основе силикатов или карбоната кальция, переплетённые волокнами коллагена.

В начале XX века Генри ван Питерс Уилсон поставил классический эксперимент, во время которого он простирал тело губки через мелкое сито, разделяя его на отдельные клетки. Помещённые в стеклянную чашки и предоставленные самим себе эти амёбовидные клетки начинали группироваться в бесформенные комки красноватого цвета, которые затем обретали структуру и превращались в организм губки. Восстановление организма губки происходило и в том случае, если чашку помещалась только часть из первоначального количества клеток[5].

Хоанофлагелляты

Хоанофлагелляты — одноклеточные организмы, напоминающие по форме бокалы со жгутиками в середине. По своей анатомии они настолько сходны с клетками внутренней поверхности губок, что некоторое время их считали выродившимися губками, утратившими остальные типы клеток. Ошибочность этого взгляда установлена только после расшифровки геномов обоих организмов. У хоанофлагеллят имеются элементы молекулярных каскадов, обеспечивающие у многоклеточных взаимодействие между клетками, а также несколько типов молекулярных заклёпок и белки, подобные коллагену и протеогликану[6].

Подробное изучение хоанофлагеллят предприняла Николь Кинг из Калифорнийского университета в Беркли.

Бактерии

У многих бактерий, например, стрептококков, обнаружены белки, сходные с коллагеном и протеогликаном, однако не образующие канаты и пласты, как у животных. В стенках бактерий обнаружены сахара, входящие в состав протеогликанового комплекса, образующего хрящи.

Эволюционные эксперименты

Дрожжи

В экспериментах по эволюции многоклеточности, они были сделаны в 1902 году проведённых в 2012 году исследователями Университета Миннесоты под руководством Уильяма Рэтклиффа и Майкла Трависано, в качестве модельного объекта служили пекарские дрожжи. Эти одноклеточные грибы размножаются почкованием; по достижении материнской клеткой определённых размеров, от неё отделяется более мелкая дочерняя клетка и становится самостоятельным организмом. Дочерние клетки могут также слипаться друг с другом, образуя кластеры. Исследователи проводили искусственный отбор клеток, входящих в наиболее крупные кластеры. Критерием отбора была скорость оседания кластеров на дно резервуара. Прошедшие фильтр отбора кластеры вновь культивировались, и среди снова отбирались наиболее крупные[7].

Со временем дрожжевые кластеры начинали вести себя как единые организмы: после ювенильной стадии, когда происходил рост клеток, следовала стадия размножения, в процессе которой кластер делился на большую и малую части. При этом клетки, находившиеся на границе, погибали, позволяя разойтись родительскому и дочернему кластерам[7].

Эксперимент занял 60 дней. В итоге получились индивидуальные скопления дрожжевых клеток, которые жили и умирали как единый организм[7].

Сами исследователи не считают эксперимент чистым, так как дрожжи в прошлом имели многоклеточных предков, от которых могли унаследовать некоторые механизмы многоклеточности[7].

Водоросли Chlamydomonas reinhardtii

В 2013 году группа исследователей Университета Миннесоты под руководством Уильяма Рэтклиффа, ранее известная эволюционными экспериментами с дрожжами[7], провела аналогичные опыты с одноклеточными водорослями Chlamydomonas reinhardtii[8][9]. 10 культур этих организмов культивировали в течение 50 поколений, время от времени центрифугируя их и отбирая наиболее крупные кластеры. Через 50 поколений в одной из культур развились многоклеточные скопления с синхронизацией жизненных циклов отдельных клеток. Оставаясь вместе в течение нескольких часов, кластеры затем расходились на отдельные клетки, которые, оставаясь внутри общей слизистой оболочки, начинали делиться и образовывать новые кластеры.

В отличие от дрожжей, хламидомонады никогда не имели многоклеточных предков и не могли унаследовать от них механизмы многоклеточности, тем не менее, в результате искусственного отбора в течение нескольких десятков поколений, примитивная многоклеточность появляется и у них. Однако в отличие от дрожжевых кластеров, которые в процессе почкования оставались единым организмом, кластеры хламидомонад при размножении разделяются на отдельные клетки. Это свидетельствует о том, что механизмы многоклеточности могли возникать независимо в различных группах одноклеточных и варьировать от случая к случаю[8].

Искусственные многоклеточные организмы

В настоящее время нет информации о создании по-настоящему многоклеточных искусственных организмов, однако проводятся эксперименты по созданию искусственных колоний одноклеточных.

В 2009 году Равилем Фахруллиным из Казанского (Приволжского) государственного университета (Татарстан, Россия) и Весселином Пауновым из Университета Халла (Йоркшир, Великобритания) были получены новые биологические структуры, получившие название «целлосомы» (англ. cellosome) и представлявшие собой искусственно созданные колонии одноклеточных. Слой дрожжевых клеток наносили на кристаллы арагонита и кальцита, используя в качестве связующего полимерные электролиты, затем кристаллы растворяли кислотой и получали полые замкнутые целлосомы, сохранявшие форму использованного шаблона. В полученных целлосомах дрожжевые клетки сохраняли активность и форму шаблона[1].

См. также

Примечания

1. ↑ Abderrazak El Albani et al. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago. — Nature, 2010. — Т. 466. — С. 100-104. — DOI:10.1038/nature09166. (в платном доступе). Изложение на русском языке: Марков А. Многоклеточные организмы, возможно, появились свыше 2 млрд лет назад на сайте «Элементы».
2. ↑ Han, T.-M. & Runnegar, B. Megascopic eukaryotic algae from the 2.1-billion-year-old Negaunee Iron-Formation, Michigan. Science 257, 232—235 (1992) (Abstract)
3. ↑ Шубин Н., с. 170—172.
4. ↑ Шубин Н., с. 182.
5. ↑ Шубин Н., с. 175.
6. ↑ Шубин Н., с. 179—180.
7. ↑ 1 2 3 4 5 Biologists Replicate Key Evolutionary Step in Life on Earth [Электронный ресурс] // National Science Foundation [Сайт]. [16.01.2012] (дата обращения: 03.01.2014). Изложение на русском языке: Стасевич К. Одноклеточные могли превратиться в многоклеточных за пару месяцев [Электронный ресурс] // КомпьюЛента [Сайт]. [17.01.2012] (дата обращения: 03.01.2014).
8. ↑ 1 2 Alga takes first evolutionary leap to multicellularity [Электронный ресурс] // New Scientist [Сайт]. [13.11.2013] (дата обращения: 03.01.2014). Изложение на русском языке: Стасевич К. Одноклеточные водоросли смогли превратиться в многоклеточные [Электронный ресурс] // КомпьюЛента [Сайт]. [07.11.2013] (дата обращения: 03.01.2014).
9. ↑ Ratcliff, W.C. et al. Experimental evolution of an alternating uni- and multicellular life cycle in Chlamydomonas reinhardtii. Nat. Commun. 4:2742 doi: 10.1038/ncomms3742 (2013).

ru-wiki.org

ТОП 10 главных фактов про клетки живых организмов

Клетки являются основными единицами жизни. Независимо от формы организма (одноклеточные или многоклеточные), все живые существа зависят от нормального функционирования клеток. По оценкам ученых, наши тела содержат от 75 до 100 триллионов клеток. Кроме того, в теле есть сотни различных типов клеток. Они делают все, от поддержки структуры и стабильности до обеспечения энергией и размножения.

Следующие 10 фактов о клетках помогут вам лучше понять роль этих микроскопических, но очень важных составляющих любого живого организма на Земле.

1. Клетки слишком малы, чтобы их можно было увидеть без увеличения

Клетки имеют размер от 1 до 100 мкм. Изучение клеток, также называемое клеточной биологией, было бы невозможно без изобретения микроскопа. С помощью современных микроскопов, биологи могут получать подробные изображения наименьшей из клеточных структур.

2. Существует два основных типа клеток

Эукариотические и прокариотические клетки являются двумя основными типами клеток. Эукариотические клетки получили свое название из-за наличия истинного ядра, которое заключено в мембрану. Животные, растения, грибы и протисты являются примерами организмов, которые состоят из эукариотических клеток. Прокариотические организмы включают бактерий и археи. Ядро прокариотических клеток не заключено в мембрану.

3. Прокариотические одноклеточные организмы были самыми ранними и примитивными формами жизни на Земле

Прокариоты могут жить в средах, которые были бы смертельными для большинства других существ. Эти экстремофилы способны обитать и процветать в самых разных средах.

Например, археи живут в таких местах, как гидротермальные жерла, горячие источники, болота, водно-болотные угодья и даже кишечниках животных.

4. В организме больше бактериальных клеток, чем человеческих

Ученые подсчитали, что около 95% всех клеток в организме являются бактериями. Подавляющее большинство этих микробов можно найти в дизъюнктивном тракте. Миллионы бактерий также живут на коже.

5. Клетки содержат генетический материал

Клетки содержат ДНК (дезоксирибонуклеиновую кислоту) и РНК (рибонуклеиновую кислоту), генетическую информацию, необходимую для направления клеточной активности. ДНК и РНК представляют собой молекулы, известные как нуклеиновые кислоты. В прокариотических клетках единственная молекула бактериальной ДНК не отделена от остальной части клетки, а свернута в области цитоплазмы, называемой нуклеотидной областью.

В эукариотических клетках молекулы ДНК расположены внутри ядра клетки. ДНК и белки являются основными компонентами хромосом. Человеческие клетки содержат 23 пары хромосом (всего 46). Есть 22 пары аутосом (неполовые хромосомы) и одна пара гоносом (половые хромосомы). Половые хромосомы X и Y определяют пол.

6. Клетки содержат структуры, называемые органеллами, выполняющими определенные функции

Органеллы имеют широкий круг обязанностей внутри клетки, которые включает в себя все: от обеспечения энергией до производства гормонов и ферментов.

Эукариотические клетки содержат множество типов органелл, в то время как прокариотические клетки включают несколько органелл (рибосомы), которые не связаны мембраной. Существуют также различия между видами органелл, обнаруженными в разных типах эукариотических клеток. Например, клетки растений содержат такие структуры, как клеточная стенка и хлоропласты, которые не встречаются в клетках животных. Другие примеры органелл включают:

7. Различные типы клеток делятся с помощью разных методов

Большинство прокариотических клеток реплицируются с помощью процесса, называемого бинарным делением. Это тип процесса клонирования, в котором две идентичные ячейки образуются из одной. Эукариотические клетки способны воспроизводится бесполым способом через митоз. Кроме того, некоторые эукариоты склоны к половому размножению, которое связано с слиянием половых клеток или гамет. Гаметы производятся с помощью процесса, называемого мейозом.

8. Группы подобных клеток образуют ткани

Ткани — это группы клеток с общей структурой и функцией. Типы клеток, которые составляют ткани животных, иногда сплетены вместе внеклеточными волокнами, либо удерживаются липким веществом, покрывающим их. Различные типы тканей также могут быть расположены вместе для образования органов. Группы органов, в свою очередь, формируют системы органов.

9. Клетки имеют различную продолжительность жизни

Клетки внутри человеческого тела имеют разные жизненные промежутки, основанные на их типе и функции. Они могут жить от нескольких дней до года. Некоторые клетки пищеварительного тракта живут всего несколько дней, в то время как клетки иммунной системы способны жить до шести недель. Поджелудочные клетки имеют продолжительность жизни до года.

10. Клетки совершают самоубийство

Когда клетка становится поврежденной или подвергается какой-либо инфекции, она сама разрушается процессом, называемым апоптозом. Апоптоз работает, чтобы обеспечить надлежащее развитие и контролировать естественный процесс митоза организма. Неспособность клетки претерпеть апоптоз может привести к развитию рака.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

natworld.info

Многоклеточные эукариоты - Организм - Общая биология - Каталог материалов

Многоклеточные организмы — это организмы, тело которых состоит из множества клеток и их производных (различные виды межклеточного вещества). Характерный признак многоклеточных — неравноценность клеток, образующих их тело, а также дифференцировка клеток и их объединение в комплексы различной сложности — ткани и органы. Для многоклеточных характерно индивидуальное развитие (онтогенез), начинающееся в большинстве случаев (за исключением вегетативного размножения) с деления одной клетки (зиготы, споры). К многоклеточным организмам относят представителей трех царств.

Царства эукариот. Ранее мы рассмотрели особенности организации одноклеточных эукариот. Многоклеточные эукариоты относятся к одному из трех царств: Растения, Грибы и Животные и находятся на организменном уровне организации живой материи. Иногда для удобства применения описательно-сравнительного метода исследований гистологи выделяют тканевый и органный уровни организации. В отличие от настоящих уровней организации (клеточного, организменного, популяционно-видового, экосистемного и биосферного), эти уровни не имеют специфических черт обмена веществ и превращений энергии, неспособны к автономному существованию в естественной среде.

Царство Растения

Растения — это организмы способные к фотосинтезу. Для них характерна зелёная окраска, так как они содержат хлорофилл.

Растительный мир многообразен. Царство растений включает в себя отделы водорослей, моховидных, папоротникообразных, голосеменных и покрытосеменных.

В клетках растений есть хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Клетки растений окружены клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы. Крупные клеточные вакуоли содержат клеточный сок.

Связи между соседними клетками обеспечиваются благодаря плазмодесмам. Цитоплазма клеток растений часто содержит вакуоли с клеточным соком, а также различные пластиды. Благодаря наличию хлорофилла большинство растений способно к фотосинтезу, то естьавтотрофному питанию. Насекомоядные (росянка, непентес и др.) или так называемые полупаразитические (например, омела) растения относятся к миксотрофам. Они способны к фотосинтезу, однако наряду с этим потребляют органические соединения насекомых (насекомоядные растения) или растения-хозяина (омела). Некоторые паразитические растения (например, Петров крест, повилика) - гетеротрофы; они не имеют хлорофилла и питаются исключительно органическими соединениями растения-хозяина.

В результате фотосинтеза в цитоплазме растительных клеток откладываются полисахариды, обычно крахмал. Кроме хлорофилла, в клетках растений часто содержатся желтые, красные или бурые пигменты (ксантофилл, антоцианы и т. п.), придающие соответствующую окраску клеткам.

Свойства растений:

• наличие в клетках пластид;
• большая центральная вакуоль;
• отсутствие центриолей;
• жёсткая целлюлозная клеточная стенка;
• автотрофное питание;
• размножение спорами или семенами.

Царство Грибы

Грибы — эукариотические организмы, для которых характерно наличие жёсткой клеточной стенки и отсутствие пластид. Все грибы — гетеротрофы. Они потребляют готовые органические вещества, чаще всего отмершие остатки растений и животных. Жёсткая клеточная стенка грибов может иметь различное строение, но всегда в её основе лежит хитин — полимер, похожий на целлюлозу, но содержащий азот. Некоторые из грибов, например дрожжи, являются одноклеточными организмами.

Гифы (от греч. hyphe — «ткань, паутина») — нитевидные отростки, образующие тело гриба — мицелий.

Гифы могут ветвиться, переплетаться между собой, образовывать сложные структуры, в основе которых всегда есть нити-гифы. Характерным свойством грибов является размножение спорами. Это одноклеточные образования, которые имеют толстую защитную стенку. Они настолько мелки, что могут переноситься ветром на десятки и сотни километров, поэтому везде, где есть подходящая питательная среда, вырастают различные грибы.

Наличие прочной и толстой клеточной стенки не позволяет грибами поглощать частицы пищи, поэтому они питаются растворёнными в воде веществами. Такое питание называется осмофильным. Для того чтобы питаться полимерными веществами, нерастворимыми в воде (например, белками или полисахаридами), грибы вырабатывают ферменты, расщепляющие эти полимеры на мономеры, и выделяют эти ферменты в окружающую среду.Мономеры, образовавшиеся после расщепления, всасываются грибами. Такой способ питания называетсявнешним пищеварением.

Строение мицелия у разных видов грибов различается. У низших грибов между клетками нет перегородок, мицелий представляет собой одну гигантскую многоядерную клетку. Такой мицелий называетсянесептированным. Подобный мицелий есть у белой хлебной плесени — мукора. У высших грибов между клетками мицелия существуют перегородки, поэтому его называют септированным (от лат. septum — «перегородка»). У ряда высших грибов в клетке при этом существует два разных ядра.

Среди грибов известны сапротрофные, симбиотрофные и паразитические виды. Симбиотрофами называют организмы, питание которых зависит от организмов других видов, с которыми они находятся в мутуалистических отношениях. В состав клеточных стенок грибов часто, кроме других полисахаридов, входит полисахарид хитин. В цитоплазме отсутствует клеточный центр. Там же запасается полисахарид гликоген, а в вакуолях - гранулы белков. Продуктом обмена азотсодержащих соединений является мочевина. В плодовых телах и грибнице часто присутствуют несколько типов клеток, однако настоящие ткани отсутствуют.

Для большинства высших грибов характерно образование специальных органов размножения — плодовых тел.

Плодовые тела — образования из плотно переплетающихся гифов гриба, которые формируются для спороношения грибов. Подразделяются пластинчатые и трубчатые.

Значительное число грибов полезно, например человек употребляет их в пищу. Пищевая ценность грибов достаточно высока, и некоторые их виды культивируют (например, шампиньоны и вешенки).

Существуют несъедобные грибы, которые не используются в пищу. К ним относят ядовитые грибы, вызывающие острые, иногда смертельные отравления.

Важную роль играют почвенные грибы, они расщепляют различные органические остатки. Вместе с бактериями эти грибы превращают полимерные органические вещества в простые соединения, доступные для растений.

Царство Животные

Многоклеточные животные - исключительно гетеротрофы, хотя некоторые из них содержат в клетках симбиотические водоросли, в результате чего приобретают зеленый цвет (например, некоторые виды губок, гидр, ресничных червей). Большинство многоклеточных животных способно активно передвигаться с помощью мышц.

Животные клетки не имеют плотной стенки, над плазматической мембраной расположен лишь тонкий упругий слой гликокаликса. Благодаря отсутствию плотной клеточной стенки некоторые клетки способны к фагоцитозу. Запасным полисахаридом, как и у грибов, является гликоген.

Для большинства животных характерны следующие особенности:

• гетеротрофный способ питания;
• способность к росту только в молодом возрасте;
• активное передвижение;
• в клетках животных отсутствует жёсткая клеточная стенка;
• нет пластид;
• нет крупной центральной вакуоли;
• клеточный центр содержит центриоли, делящиеся перед делением клетки.

​

Особенности организации многоклеточных эукариот. Мы уже знаем, что каждая клетка, входящая в состав многоклеточных организмов, предназначена для осуществления лишь определенных функций. Соответственно разные типы клеток отличаются особенностями строения, то есть дифференцированы. Поэтому функционирование многоклеточного организма как целостной биологической системы обеспечено согласованной деятельностью всех его клеток. У многоклеточных эукариот разнообразные проявления процессов жизнедеятельности (питание, дыхание, выделение, раздражимость и т. п.) лишь частично осуществляются на клеточном уровне, а преимущественно - вследствие взаимодействий тканей, органов и систем органов.

Для многоклеточных организмов характерно индивидуальное развитие (онтогенез), которое начинается от зарождения и заканчивается смертью. Онтогенез, в свою очередь, включает зародышевый и послезародышевый периоды развития.

Среди многоклеточных так же, как и среди одноклеточных, встречаются колониальные организмы. Они образуются в результате вегетативного размножения, когда особи дочерних поколений остаются соединенными с материнской (например, колонии коралловых полипов).

Многоклеточные организмы, не имеющие тканей. У многоклеточных грибов, водорослей и некоторых животных (например, губок) выраженные ткани отсутствуют, потому что их клетки слабо взаимодействуют между собой. Внешний слой клеток образует покровы, отделяющие внутреннюю среду организма от внешней. 

Тело многоклеточных грибов состоит из последовательно размещенных клеток, образующих нити - гифы. Гифам присущи верхушечный рост и боковое ветвление. Их совокупность называется грибница, или мицелий. Гифы способны быстро расти: у некоторых грибов за одни сутки мицелий разрастается на много метров. Часть мицелия расположена внутри среды, на которой растет гриб (субстратный мицелий), другая часть — на ее поверхности (воздушный мицелий). За счет воздушного мицелия образуются так называемые плодовые тела, служащие для размножения спорами. Все грибы - гетеротрофные организмы.

Тело многоклеточных водорослей называется таллом. Разные группы водорослей различаются совокупностью пигментов, структурой хлоропластов, продуктами фотосинтеза, особенностями строения митохондрий и т. п. Отдел бурых водорослей представлен исключительно многоклеточными видами. Среди зеленых водорослей, кроме одноклеточных и колониальных, известны настоящие многоклеточные (хара) и так называемые нитчатые, тело которых, подобно гифе, образовано нитями из последовательно соединенных клеток.

К многоклеточным не имеющим тканей животным относится несколько тысяч водных видов, которые объединяют в тип Губки. Их мешковидное тело состоит из стенок и заполненного водой внутреннего пространства, открывающегося в окружающую среду отверстием. Через него из тела животного выходит вода с непереваренными остатками пищи. Снаружи и изнутри стенки тела покрыты защитным слоем плотно прилегающих друг к другу клеток. Основная часть стенки тела состоит из беспорядочно расположенных клеток нескольких типов; в ней находятся опорные элементы (скелет), система полостей и каналов, через которые вода попадает из внешней среды во внутреннее пространство губки. Эти каналы начинаются маленькими отверстиями - порами. Скелет состоит из твердых крепких игл, состоящих из СаСО3 (так называемые известняковые губки), SiО2 или гибких волокон из рогоподобного органического вещества; две последние разновидности скелета часто находятся в одном организме, дополняя друг друга (SiО2 придает животному прочность, а волокна - гибкость).

С каналами связаны так называемые воротничковые клетки со жгутиком, окруженным особым образованием («воротничком»). Битье жгутиков вызывает движение воды через тело животного; они же загоняют питательные частицы (преимущественно разные одноклеточные организмы) под воротничок, где их захватывают псевдоподии. У губок пищеварение исключительно внутриклеточное. Его в основном обеспечивают способные к фагоцитозу амебоидные клетки. Размножаются эти животные половым путем или почкованием. У губок отсутствуют половые железы, а яйцеклетки и сперматозоиды образуются из особых клеток, рассеянных в толще тела. Из оплодотворенной яйцеклетки выходит покрытая ресничками личинка, которая определенное время плавает, а затем прикрепляется к различным подводным предметам и превращается во взрослую особь. В результате почкования образуются колонии губок. Встречаются и одиночные особи.

• Многоклеточные эукариоты относятся к одному из трех царств: Растения, Грибы или Животные.
• Клетки, входящие в состав многоклеточных организмов, предназначены для осуществления лишь определенных функций, то есть дифференцируются на протяжении ряда последовательных делений. Поэтому функционирование многоклеточного организма как целостной биологической системы обеспечено согласованной деятельностью всех его клеток. Многоклеточным организмам присуще индивидуальное развитие (онтогенез). Стволовые клетки дают начало всем дифференцированным клеткам на протяжении всего периода онтогенеза.
• Колониальные организмы образуются путем вегетативного размножения, когда особи дочерних поколений остаются соединенными с материнской. 
• У многоклеточных грибов, водорослей и некоторых животных (например, губок) более-менее дифференцированные клетки почти не взаимодействуют между собой, поэтому такие организмы не имеют тканей. Тело многоклеточных грибов состоит из последовательно размещенных клеток, которые образуют нити - гифы. Их совокупность называется грибница, или мицелий. У многоклеточных водорослей тело имеет название таллом. Мешковидное тело губок состоит из стенок и заполненной водой внутренней полости.

flamingo-nn.ucoz.com

Смотрите также

• 
  Сочный плод растения
• 
  Стебель травянистого растения
• 
  Целлюлоза у растений
• 
  Растение рис это
• 
  Дзержинский питомник растений
• 
  Рис это растение
• Цветковые растения презентация
• 
  Железо в растениях
• 
  Орган размножения растений
• 
  Неорганические вещества растений
• 
  Растения на кухню