Клетка — элементарная единица структурной организации живой материи
Клетка — элементарная единица структуры, функции и развития живой материи, которая характеризуется подразделением на ядро (или нуклеоид), цитоплазму и клеточную мембрану и обладает всем комплексом свойств живого: самовоспроизведением, саморазвитием, ростом, саморегуляцией, обменом веществ и энергии, раздражимостью, подвижностью, адаптацией и способностью противостоять энтропии. В состав… Читать ещё >
Клетка — элементарная единица структурной организации живой материи (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Клетка — элементарная единица структуры, функции и развития живой материи, которая характеризуется подразделением на ядро (или нуклеоид), цитоплазму и клеточную мембрану и обладает всем комплексом свойств живого: самовоспроизведением, саморазвитием, ростом, саморегуляцией, обменом веществ и энергии, раздражимостью, подвижностью, адаптацией и способностью противостоять энтропии.
В состав многоклеточных организмов наряду с клетками входят симпласты, синцитии1 и межклеточное вещество. Однако ведущей формой структурной организации организмов, безусловно, является клетка, поскольку все перечисленные выше формы являются либо производными клетки (клеток), либо образуются в результате ее синтетической деятельности.
Все клеточные формы органического мира, как указывалось выше, подразделяются на прокариот и эукариот; их сравнительная характеристика представлена в табл. 3.1 и на рис. 3.1.
Таблица 3.1
Сравнительная характеристика прокариот и эукариот
Признаки и свойства. | Прокариоты. | Эукариоты. |
Морфологически оформленное ядро. | Отсутствует. | Имеется. |
Нуклеоид*. | И меется. | Отсутствует. |
Форма молекулы ДНК. | Кольцевая. | Линейная. |
Длина ДНК. | 1 (условно). | 1000 (по отношению к прокариотам). |
Ядерные белки, связанные с ДНК. | Отсутствуют. | Имеются. |
CRISPR-систсма в геноме**. | Имеется. | Отсутствует. |
Плоидность генома. | Гаплоидный. | Диплоидный***. |
Фенотипические проявления мутаций. | Каждая мутация реализуется в фенотипе. | Возможно сохранение мутантного рецессивного гена в гетерозиготном состоянии. |
Микротрубочки и состоящие из них структуры (цеитриоли и др.). | Отсутствуют. | Имеются. |
Деление митозом. | Не характерно****. | Характерно. |
Клеточная оболочка. | Плазмалемма + клеточная стенка (из пептидогликанов). | Плазмалемма (+ клеточная стенка из целлюлозы у растений и хитина — у грибов). |
Сократительные белки (актин и миозин). | Отсутствуют. | Имеются. |
1 Симпласты и синцитии состоят из единой цитоплазмы с множеством ядер и покрыты клеточной мембраной. Симпласты образуются в результате слияния нескольких клеток (скелетное мышечное волокно), синцитии — в результате многократного митотического деления ядра без последующего разделения клеточного тела (часть сперматогенного эпителия).
Признаки и свойства. | Прокариоты. | Эукариоты. |
Жгутики. | Пить жгхтика построена из субъединиц белка флагсллина, образующих спираль. | Каждый жгутик содержит набор микротрубочек, собранных в группы. |
Способ питания. | Голофитный (всасывание растворенных веществ; не способны к образованию псевдоподий). | Голозойный (захват твердых частиц). |
Система внутриклеточных мембран. | Отсутствует (внутриклеточные потоки не упорядочены). | Имеется (внутриклеточные потоки упорядочены). |
Рибосомы. | Имеются, масса небольшая. | Имеются. |
Митохондрии и хлоропласты. | Отсутствуют. | Имеются. |
Локализация биоэнергетических структур | Клеточная оболочка. | Митохондрии. |
Эволюционные перспективы. | Адаптивная эволюция (структурные перестройки невозможны). | 11рогрессивная (возможны глубокие структурные преобразования). |
* Находящаяся в центре прокариотической клетки структура, имеющая форму ромашки (центральная часть — остов — образован РНК, «лепестки» — около 50 петель ДНК).
** Особая генетическая конструкция, обеспечивающая иммунную защиту бактерий от вирусов и играющая определенную роль в рекомбинации и репарации ДНК.
*** За исключением половых клеток и соматических клеток некоторых водорослей, грибов, растений (мхов).
**** Прокариотические клетки размножаются простым поперечным делением.
Рис. 3.1. Общая схема строения прокариотической (я) и эукариотической (6) клеток:
1 — плазматическая мембрана; 2 — клеточная стенка; 3 — жгутик; 4 — нуклеоид; 5 — рибосомы; 6 — ядро; 7 — мембранные органеллы Эукариоты в эволюционном плане оказались более перспективными по сравнению с прокариотами, так как:
- • содержали больший объем генетической информации (двойной набор генов, множество копий отдельных генов);
- • имели возможность накапливать в популяциях особей рецессивные мутантные гены в гетерозиготном состоянии и тем самым формировать резерв наследственной изменчивости (важное условие для эффективного протекания естественного отбора);
- • могли осуществлять более тонкую и сложную регуляцию жизнедеятельности клеток (множество регуляторных генов, возможность использовать геном по частям);
- • имели более совершенную пространственно-временную организацию метаболизма (благодаря компартментации внутреннего объема клетки, т. е. разделения пространства клетки мембранами на отсеки);
- • обладали более пластичной клеточной оболочкой, способной к образованию разнообразных межклеточных соединений с различными функциями (контактов);
- • имели высокосовершенный механизм воспроизведения генетически идентичных клеток (митоз), на базе которого при дальнейшей эволюции многоклеточных форм возник мейоз;
- • обладали более эффективным механизмом извлечения и аккумулирования энергии (дыхание).