В чем заключаются принципиальные различия клеток живых организмов, относящихся к различным царствам природы?

Принципиальные различия клеток организмов разных царств природы сводятся не к “мелким деталям”, а к разным планам строения и работы клетки: есть ли оформленное ядро и мембранные органоиды, из чего сделана клеточная стенка, как клетка получает энергию и органическое вещество, какие запасные вещества накапливает, как делится и как организована наследственная информация. Ниже — основные различия по царствам.

1) Прокариоты и эукариоты — главное “разделение”

Это базовая граница, на которой строится большая часть отличий.

Прокариоты (бактерии и археи)

• Нет оформленного ядра: ДНК лежит в цитоплазме в области нуклеоида, обычно в виде кольцевой молекулы; часто есть плазмиды.

• Нет мембранных органоидов (митохондрий, аппарата Гольджи, ЭПС, пластид). Энергетические процессы идут на плазматической мембране и её впячиваниях.

• Рибосомы 70S, меньше, чем у эукариот.

• Деление простое — бинарное (надвое), без митоза и мейоза.

• Размеры обычно меньше, организация проще, но обмен веществ может быть очень разнообразным.

Эукариоты (протисты, грибы, растения, животные)

• Есть ядро с оболочкой: ДНК в виде линейных хромосом с белками (хроматин).

• Есть мембранные органоиды: митохондрии, ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы/вакуоли и др.

• Рибосомы 80S в цитоплазме (70S — внутри митохондрий и пластид).

• Деление через митоз, половой процесс — через мейоз и оплодотворение.

• Клетки крупнее, часто есть развитый цитоскелет и внутриклеточный транспорт.

Это различие особенно заметно, если сравнить клетки бактерий с клетками растений/животных/грибов: у эукариот клетка “разделена на отсеки”, у прокариот — “единое пространство”.

2) Отличия клеток внутри эукариотических царств

Растения

• Клеточная стенка из целлюлозы (часто с пектинами; у многих — вторичные утолщения с лигнином).

• Пластиды (главный признак):

  • Хлоропласты — фотосинтез,

  • другие пластиды — запасание, окраска.

• Крупная центральная вакуоль с клеточным соком: поддерживает тургор, участвует в запасании и “утилизации”.

• Запасное вещество чаще крахмал (в пластидах).

• Тип питания преимущественно автотрофный (фотосинтез), хотя возможны исключения (паразиты, миксотрофы).

• Обычно нет центриолей (у высших растений), цитокинез идёт через образование клеточной пластинки.

Животные

• Нет клеточной стенки (есть только плазматическая мембрана и внеклеточный матрикс).

• Нет пластид и фотосинтеза.

• Вакуоли мелкие или временные; роль “переваривания” часто у лизосом.

• Есть центросома с центриолями (типично), активно участвует в делении.

• Запасные вещества чаще гликоген и жиры.

• Клетки обычно более “гибкие”, способны к активной смене формы, фагоцитозу, миграции; развиты межклеточные контакты.

Грибы

• Клеточная стенка есть, но не целлюлозная: в основе хитин (и глюканы).

• Нет пластид, фотосинтеза нет.

• Тип питания — гетеротрофный, причём характерно всасывание растворённых веществ после внешнего расщепления ферментами (осмотрофия).

• Запасное вещество — чаще гликоген (как у животных), также липиды.

• Вакуоли могут быть хорошо развиты.

• У многих — многоядерные клетки/участки (мицелий), особые перегородки в гифах.

Протисты (простейшие и водоросли в широком смысле)

Это наиболее разнородная группа: клетки могут сочетать признаки растений, животных и грибов.

• У части есть пластиды и фотосинтез (многие водоросли), у части — гетеротрофия (простейшие), у некоторых — миксотрофия.

• Клеточная оболочка может быть очень разной: от отсутствия стенки до сложных “панцирей” (например, кремнезёмных).

• Часто есть органоиды движения: жгутики, реснички, псевдоподии.
  Главное: протисты показывают, что “эукариотическая клетка” может быть устроена по множеству вариантов.

3) Особый случай: различия между бактериями и археями (оба — прокариоты)

Обе группы без ядра и мембранных органоидов, но принципиальные отличия есть:

• Клеточная стенка: у бактерий обычно пептидогликан (муреин), у архей его нет (могут быть другие полимеры или S-слой белков).

• Мембраны: у архей липиды отличаются химически (это повышает устойчивость, в том числе у экстремофилов).

• Молекулярные механизмы чтения генов у архей во многом ближе к эукариотам, чем к бактериям.

4) Сводка “по признакам” — что чаще всего спрашивают как принципиальное

Если кратко, то при сравнении клеток царств обычно выделяют такие ключевые пункты:

1. Наличие ядра и мембранных органоидов: прокариоты — нет, эукариоты — да.

2. Клеточная стенка (наличие и состав):

   • растения — целлюлоза,

   • грибы — хитин,

   • бактерии — муреин,

   • животные — стенки нет,

   • археи — стенка без муреина (иные структуры).

3. Пластиды и фотосинтез: типично у растений и многих водорослей; у животных и грибов нет.

4. Вакуоли/лизосомы и “хранилища”: у растений — крупная вакуоль; у животных — выраженные лизосомы; у грибов — вакуоли часто заметны.

5. Запасные вещества: растения — крахмал; животные и грибы — гликоген (и жиры).

6. Способы деления и организация ДНК: прокариоты делятся бинарно, ДНК обычно кольцевая; эукариоты — митоз/мейоз, линейные хромосомы.

7. Тип питания как отражение клеточной организации: автотрофия связана с наличием пластид; осмотрофия характерна для грибов; активное поглощение и движение — для многих животных клеток и простейших.

Итог: клетки разных царств природы отличаются “архитектурой” (ядро/органоиды), “оболочкой” (стенка и её химия), “энергетикой” (митохондрии/мембрана, наличие пластид), а также запасными веществами и способами размножения. Эти различия и считаются принципиальными, потому что определяют весь образ жизни организма.