§21. Сравнительная характеристика клеток одноклеточных организмов разных царств живой природы

Определения и обозначения

Прокариотическая клетка — клетка без оформленного ядра; её наследственный материал расположен в цитоплазме. Так устроены бактерии, поэтому по наличию ядра их сразу отличают от эукариот.

Эукариотическая клетка — клетка с оформленным ядром и мембранными органоидами. Ядро отделяет наследственный материал от цитоплазмы, а органоиды выполняют разные жизненные функции.

Одноклеточные водоросли — организмы, состоящие из одной клетки и способные к фотосинтезу. Их клетка содержит пластиды с хлорофиллом, поэтому такой организм сам образует органические вещества на свету.

Дрожжи — одноклеточные грибы, питающиеся готовыми органическими веществами. Они не фотосинтезируют, зато поглощают растворённые вещества из окружающей среды; клеточная стенка поддерживает форму клетки.

Как это устроено

У любой клетки есть плазматическая мембрана, цитоплазма и наследственный материал. Мембрана отделяет клетку от внешней среды и регулирует обмен веществ, цитоплазма служит внутренней средой для реакций, а наследственный материал хранит сведения о строении и работе организма. Поэтому сначала сравнивают общий план, а затем выясняют, как именно организованы ядро и органоиды.

Главное различие бактерий и одноклеточных организмов других царств связано с ядром. У бактерий наследственный материал не окружён ядерной оболочкой, поэтому их называют прокариотами; у водорослей, амёб и дрожжей ядро оформлено, и они относятся к эукариотам. Отсутствие ядра не означает отсутствия наследственной информации: она просто расположена в цитоплазме.

Клеточная стенка защищает клетку и помогает сохранять её форму, но встречается не только у растений. Она есть у бактерий, водорослей и дрожжей, хотя отличается составом: например, у бактерий характерен муреин, у грибов — хитин, а у многих водорослей — целлюлоза. У амёбы стенки нет, поэтому клетка может менять форму и образовывать ложноножки.

Пластиды, особенно хлоропласты, позволяют водорослям фотосинтезировать. Грибы и животные пластид не имеют и получают органические вещества извне: дрожжи поглощают растворённые вещества, а амёба захватывает частицы пищи. Бактерии разнообразны: среди них есть фотосинтезирующие, использующие готовые вещества и получающие энергию за счёт химических реакций.

Строение клетки связано и с движением. Жгутик может перемещать бактерию или водоросль, реснички обеспечивают движение некоторых одноклеточных животных, а амёба использует временные выросты цитоплазмы — ложноножки. У дрожжей специальных органоидов движения нет, поскольку они обычно прикреплены к субстрату или пассивно переносятся средой.

Сравнение клеток одноклеточных организмов разных царств

Таблицу удобнее читать по строкам, если нужно сравнить один признак у разных организмов, и по столбцам, если требуется описать одну клетку целиком. Отсутствие признака тоже важно: например, у амёбы нет клеточной стенки и пластид. Вывод лучше делать по нескольким клеточным признакам одновременно.

Разбор задач

Задача 1

У бактерии и дрожжевой клетки сравните наличие оформленного ядра. Нужно определить, к прокариотам или эукариотам относится каждый организм.

1. Бактерия не имеет ядерной оболочки, поэтому её наследственный материал находится в цитоплазме.
2. Дрожжи являются грибами, а клетки грибов эукариотические: их наследственный материал расположен внутри ядра.
3. Следовательно, бактерия — прокариот, а дрожжевая клетка — эукариот.

Ответ: у бактерии оформленного ядра нет, у дрожжевой клетки оно есть.

Задача 2

Сравните клетки хламидомонады и амёбы по наличию клеточной стенки, пластид и способу питания. Требуется связать признаки строения с образом жизни организмов.

1. Хламидомонада — одноклеточная водоросль, поэтому у неё есть пластиды с хлорофиллом и возможен фотосинтез.
2. У хламидомонады есть клеточная стенка, поддерживающая форму клетки.
3. Амёба — одноклеточное животное: пластид и клеточной стенки у неё нет, а пищу она захватывает ложноножками.

Ответ: хламидомонада имеет стенку и пластиды, питается продуктами фотосинтеза; амёба лишена стенки и пластид, получает готовую пищу.

Задача 3

По описанию клетки: есть ядро и клеточная стенка, пластид нет, органоидов движения нет; питание происходит готовыми веществами. Определите группу организма и обоснуйте ответ.

1. Наличие ядра показывает, что клетка эукариотическая, поэтому бактерию исключаем.
2. Отсутствие пластид и фотосинтеза не подходит одноклеточной водоросли.
3. Клеточная стенка есть, а питание готовыми веществами характерно для грибов; отсутствие органоидов движения также согласуется с дрожжами.

Ответ: это дрожжи, то есть одноклеточный гриб. Вывод подтверждают ядро, клеточная стенка, отсутствие пластид и поглощение готовых органических веществ.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать бактерии клетками без наследственного материала. Так происходит из-за смешения понятий «нет ядра» и «нет наследственной информации». Проверка простая: у бактерии наследственный материал есть, но он не отделён ядерной оболочкой.

Ошибка 2. Отождествлять клеточную стенку с принадлежностью к растениям. Ученик замечает стенку и сразу делает вывод о растительном организме, хотя она также встречается у бактерий и грибов. Нужно уточнить строение стенки и проверить наличие ядра, пластид и способ питания.

Ошибка 3. Полагать, что все одноклеточные питаются одинаково. Одни используют свет, другие поглощают готовые вещества, а бактерии демонстрируют разные варианты. Чтобы не ошибиться, сопоставляйте способ питания с пластидами и образом жизни.

Ошибка 4. Путать органоиды движения с органоидами питания. Жгутики и реснички перемещают клетку, а захват пищи у амёбы выполняют ложноножки. Проверяйте назначение структуры: движение или получение пищи.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания об основных частях клетки, мембране, цитоплазме и наследственном материале. Особенно важно различать прокариотическую и эукариотическую клетки.

Сравнение клеток помогает изучать царства живой природы, способы питания и разнообразие организмов. Эти признаки также показывают, как строение клетки связано с условиями жизни и историей развития организмов.

Что запомнить

• Бактерии — прокариоты: у них нет оформленного ядра.
• Клетки водорослей, одноклеточных животных и дрожжей — эукариотические.
• Пластиды и фотосинтез характерны для одноклеточных водорослей.
• Дрожжи относятся к грибам и питаются готовыми органическими веществами.
• Клеточная стенка встречается у организмов разных царств, но может различаться по строению.
• Сравнивать клетки следует по нескольким признакам, а не по одному.