основные черты сходства и отличия
В статье будет проведено сравнение растительной и животной клетки. Эти структуры, несмотря на единство происхождения, имеют значительные отличия.
Общий план строения клеток
Рассматривая сравнение растительных и животных клеток, необходимо прежде всего вспомнить об основных закономерностях их развития и структуры. Они имеют общие черты строения, и состоят из поверхностных структур, цитоплазмы и постоянных структур — органелл. В результате жизнедеятельности в них про запас откладываются органические вещества, которые называются включениями. Новые клетки возникают в результате деления материнских. В ходе этого процесса из одной исходной может образоваться две и более молодых структур, которые являются точной генетической копией исходных. Клетки, единые по особенностям строения и выполняемым функциям, объединяются в ткани. Именно из этих структур происходит формирование органов и их систем.
Сравнение растительной и животной клетки: таблица
На таблице легко можно увидеть все сходства и различия в клетках обеих категорий.
| Признаки для сравнения | Растительная клетка | Животная клетка |
| Особенности клеточной стенки | Состоит из полисахарида целлюлозы. | Представляет собой гликокаликс-тонкий слой, состоящий из соединений белков с углеводами и липидами. |
| Наличие клеточного центра | Находится только в клетках нижних растений-водорослей. | Находится во всех клетках. |
| Наличие и расположение ядра | Ядро находится в пристеночной зоне. | Ядро располагается в центре клетки. |
| Наличие пластид | Наличие пластид трех видов: хлоро-, хромо- и лейкопластов. | Отсутствуют. |
| Способность к фотосинтезу | Происходит на внутренней поверхности хлоропластов. | Не способны. |
| Способ питания | Автотрофный. | Гетеротрофный. |
| Вакуоли | Представляют собой большие полости, заполненные клеточным соком. | Пищеварительные и сократительные вакуоли. |
| Запасной углевод | Крахмал. | Гликоген. |
Основные отличия
Сравнение растительной и животной клетки свидетельствует о целом ряде отличий в особенностях их строения, а значит и процессов жизнедеятельности. Так, несмотря на единство общего плана, их поверхностный аппарат отличается химическим составом. Целлюлоза, входящая в состав клеточной стенки растений, придает им постоянную форму. Гликокаликс животных, наоборот, представляет собой тонкий эластичный слой. Однако самое главное принципиальное отличие этих клеток и организмов, которые они образуют, заключается в способе питания. Растения имеют в цитоплазме зеленые пластиды хлоропласты. На их внутренней поверхности происходит сложная химическая реакция превращения воды и углекислого газа в моносахариды. Этот процесс возможен только при наличии солнечного света и называется фотосинтезом. Побочным продуктом реакции является кислород.
Выводы
Итак, мы провели сравнение растительной и животной клетки, их сходство и отличия. Общими являются план строения, химических процессов и состава, деления и генетического кода. В то же время клетки растений и животных принципиально отличаются способом питания организмов, которые они образуют.
Сравнение растительной и животной клетки
Раздел долгосрочного плана:Клеточная биология
Дата:
Класс: 7
Количество присутствующих:
отсутствующих:
Тема урока
Сравнение растительной и животной клетки
Цели обучения, которые достигаются на данном уроке
Учащиеся могут:
различать растительную и животную клетки
развивать представления об особенностях различных частей клетки
Цели урока
Объяснить основные особенности растительной и животной клетки под световым микроскопом
Критерии оценивания
Знает главные компоненты клеток, применяет знания для определения органоидов клетки.
Описывает следующие компоненты: ядро, цитоплазму, клеточную мембрану, клеточную стенку, вакуоль, хлоропласт и митохондрию.
Языковые цели
Учащиеся могут:
• устно формулировать выводы о том, принадлежат ли клетки растению или животному на основе их строения
Предметная лексика и терминология:
ядро, цитоплазму, клеточная мембрана, клеточная стенка, вакуоль, хлоропласт, митохондрия
Серия полезных фраз для диалога/письма:
Это растительная или животная клетка?
Как Вы думаете, какая это клетка?
Почему Вы думаете, что это клетка растения/животного?
Почему это не растительная/животная клетка?
Вы уверены, что это клетка растения/животного?
Как Вы узнали, что это клетка растения/животного? Вы уверены?
Я уверен (-а), что эта не растительная/животная клетка.
Должно быть, это клетка растения/животного.
потому что она -/имеет …
Это не может быть клеткой растения/животного, потому что она не -/имеет…
Эта клетка не может быть клеткой растения/животного, потому что…
Привитие ценностей
Уважение к себе и другим
Прозрачность и академическая честность
Обучение на протяжении всей жизни
Сотрудничество
Патриотизм и гражданская ответственность
Межпредметные связи
История, химия
Первоначальные знания
Строение растительной клетки (программа общеобразовательной школы 5 класс)
План
Этапы урока
Запланированная деятельность на уроке
Ресурсы
Начало
0-10 мин
Название задания: Логическая цепочка
Цель: проверить предварительные знания по новой теме
Описание: Придумать логическую цепочку из наибольшего количества звена
Деятельность учителя: Дает инструкции по заданию и проверяет
Деятельность ученика: (G) Работают в группах, обсуждают.
Оценивание: взаимоценивание («Три М и Д» ) Три положительных момента и одно дополнение.
http://www.youtube.com/watch?v=WWuJqBUYVg4
альтернатива на русском языке
http://bilimland.kz/ru/#lesson=13186
Середина
10- 20 мин
20-30 мин
30-35 мин
(T) Покажите флеш-анимацию растительных и животных клеток на электронной доске. Позовите отдельных учащихся, чтобы сделать обозначения на изображении для определения основных компонентов. Обсудите особенности данных компонентов с учащимися. Высокомотивированным учащимся можно дать задание найти об особенностях с помощью учебника.
Приложение 1 (I) Учащиеся заполняют таблицу, чтобы описать особенности каждого компонента.
Компонент клеткиИзображение
Особенности
Присутствует в клетках растений/животных
Компоненты должны включать в себя: ядро, цитоплазму, клеточную мембрану, клеточную стенку, вакуоль, хлоропласт и митохондрию.
Название задания: «Великаны-карлики»
Цель: Проверка усвоенного материала
Описание: Физ. минутка
Деятельность учителя: Учитель называет два понятия, следует соотнести их друг с другом Например: ядро по отношению к клетке — «карлик», следует присесть, а организм по отношению клетке — «великан»
Деятельность ученика: активное участие, нужно потянуться, поднять руки вверх
Оценивание:
(f) Учащиеся играют в «крестики-нолики», эта игра проверяет понимание. Учащимся задаются вопросы, если они отвечают на них правильно, в сетке отмечается О или Х.
Учащимся с менее мотивированным уровнем, информацию можно предоставить в качестве задания на вырезку и склеивание.
Игра «Кто в теремочке живет?»
Сначала следует определиться с названием теремочка, например «Растительная или животная клетка»
Далее раздать учащимся сигнальные карточки с персонажами (например: вакуоль, пластиды, ядро и т. д).
По аналогии со сказкой новый жилец задает вопрос «Тук тук, кто в теремочке живет?» Идет перечисление «Я, ядро – главная структура клетки», «Я, хлоропласт, принимаю участие в фотосинтезе» … «А ты кто?» … «Я – клеточная стенка, плотная оболочка из целлюлозы. Возьмите меня к себе в теремок» …
Постепенно идет добавление персонажей. Можно усложнить задание и предложить персонаж, не имеющий отношения к данному «теремочку»
http://bilimland.kz/ru/#lesson=13187
http://tana.ucoz.ru/load/flesh_animacija_quot_stroenie_ehukarioticheskoj_kletki_quot/339-1-0-4301
Конец
35-40 мин
«Название задания» Игра «Классификация вопросов»
Цель: рефлексия (закрепление)
Описание: (G) Каждой группе следует придумать вопросы по пройденной теме и задать их другой группе
Деятельность учителя: Дает инструкции по заданию и контролирует процесс
Деятельность ученика: задает вопросы –
1 вопрос уточняющий (да, нет)
1 вопрос альтернативный (или)
2 вопроса восполняющих (как, зачем)
Оценивание: взаимооценивание
Домашняя работа: подготовить презентацию о основных органоидах растительной и животной клетки
Дополнительная информация
Дифференциация – как Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?
Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащихся?
Здоровье и безопасность
Все учащиеся будут объяснить основные функции растительной и животной клетки
Большинство учащихся будут знать название каждого компонента, изображение и функцию, несмотря на то, имеется ли он в животных, растительных, обеих клетках или отсутствует.
Некоторые учащиеся смогут подготовить презентацию, эссе, информационный листок по теме
1 Вводный опрос по теме (оценивание проводит учитель)
2 Заполнение таблицы (оценивание проводит учитель)
3 Групповая игра «Крестики-нолики» (взаимное оценивание)
4 Групповая игра «Кто в теремочке живет?» (Оценивание проводит учитель)
5 Групповая игра «Классификация вопросов» (взаимное оценивание )
Соблюдение техники безопасности при работе с микроскопом
Общая оценка
Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте, как о преподавании, так и об обучении)?
1:
2:
Какие две вещи могли бы улучшить урок (подумайте, как о преподавании, так и об обучении)?
1:
2:
Что я узнал(а) за время урока о классе или отдельных учениках такого, что поможет мне подготовиться к следующему уроку?
Структура | Строение и состав | Функции структуры |
Плазматическая мембрана | У некоторых микроорганизмов – выпячивания внутрь клетки, образующие стопки плоских мешочков (мезосомы) У цианобактерий и некоторых пурпурных бактерий – множество мембранных тилакоидов | Транспортная, защитная, разграничительная, рецепция, восприятие сигналов внешней среды, участие в иммунных процессах, обеспечение поверхностных свойств клетки |
Ядро | Неоформленное ядро, т.е. нуклеарная область, не имеет ядерной мембраны (оболочки). Содержит одну кольцевую молекулу ДНК – нуклеотид, которую называют бактериальной хромосомой. Кроме нуклеотида часто встречается небольшая кольцевая молекула ДНК – плазмида. | Хранение и реализация наследственной информации, и передача ее дочерним поколениям. |
Цитоплазма | Очень мало мембранных органоидов (ЭПС, аппарат Гольджи, пластиды, митохондрии). Очень много рибосом более мелких, чем у эукариотов. | Синтез белков |
Рибосомы | Мельче по размерам, чем у эукариот и расположены в цитоплазме свободно (не образуют полисом). | Синтез белков |
Клеточная стенка | Состоит из комплексов белков и олигосахаридов, уложенных слоями. Основное вещество – муреин (пептидогликан). | 1.защита клетки 2.поддержание формы клетки |
Реснички, жгутики | Белковые нити, не образуют микротрубочек. Состоят из трех структур филамент,крюк ибазальное тело. | Движение |
Открытый урок по биологии на тему «Строение растительной и животной клеток»
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 15 г. Балашова
Саратовской области»
Урок по биологии в 6 классе
(Урок – лабораторный практикум)
Тема урока: Строение растительной и животной клеток.
Подготовила: учитель биологии
МОУ СОШ № 15 г. Балашова
Струговщикова Инна Александровна
Цели: углубить знания учащихся о клеточном строении живых организмов, развить представление о различии между растительной и животной клетках. Способствовать развитию навыков учащихся в работе с микроскопом, в приготовлении препаратов. Содействовать развитию у школьников аккуратности, трудолюбия и бережного отношения к приборам и оборудованию.
Оборудование: учебник, тетрадь, световые микроскопы, цифровой микроскоп, микролаборатории, готовый препарат животной клетки, растительной клетки, репчатый лук, компьютер, проектор, экран, презентация к уроку «Строение растительной и животной клеток», таблица «Эукариотическая клетка», диск «Живой оганизм»
Тип урока: Урок открытия нового знания.
Ход урока
Этап мотивации.
Надпись на доске: «От нас природа тайн своих не прячет, но учит быть внимательнее к ней» (Н. Рыленков)
— Ребята, как вы понимаете это высказывание? (надо быть внимательнее к природе)
Пытливый ум человека всё глубже проникает в тайны живой материи, пытаясь дать объяснение самому сложному и удивительному явлению природы, которое называется жизнью.
Этап актуализации и фиксирования индивидуального затруднения в пробном действии.
Универсальной ячейкой жизни является клетка. Клетка – это структурная и функциональная единица всех живых организмов.
— Ребята, посмотрите направо, где у нас уровни организации жизни. Нашли клеточный уровень – это начальный уровень организации.
Кроме того, клетка и сама живая.
— Вспомните, какими свойствами обладают все живые организмы? (Рост, питание, дыхание, развитие, размножение, выделение, обмен веществ, движение, обмен веществ, раздражимость)
— А клетка тоже обладает этими свойствами? (Да)
— Какая наука изучает клетку? (цитология)
— Ребят, а можно ли мы с вами сейчас её увидеть? (нет)
— А вы знаете, какие размеры имеют клетки? (от 10 до 50 мкм)
— А как можно увидеть клетку? ( с помощью микроскопа)
Клетки могли быть открыты только после изобретения микроскопа.
— А вы знаете, кто изобрёл микроскоп? (А Денис Петров знает, он подготовил нам презентацию)
История открытия микроскопа (Один ученик, презентация, вопросы)
Этап выявления места и причины затруднения.
— Вы уже многое знаете о клетке.
— Давайте с вами вспомним строение клетки.
— Назовите обязательные части для клетки (оболочка, цитоплазма и ядро).
Задание 1: «Угадай термин»
Оптический прибор, позволяющий увидеть увеличительное изображение мелких предметов. (Микроскоп)
2. Внутреннее вязкое полужидкое содержимое клетки. (Цитоплазма)
3. Органоид, служащий местом сборки белков. (Рибосома)
4. Вирус бактерий. (Бактериофаг)
5. Процесс поглощения клеткой крупных молекул органических веществ. (Фагоцитоз)
6. Пластиды зеленого цвета. (Хлоропласты)
7. Органоид, принимающий участие в делении клетки содержащий в своем составе центриоли. (Клеточный центр)
8. Бесцветные пластиды шарообразной формы. (Лейкопласты)
9. Этот органоид защищает содержимое клетки от воздействий внешней среды. (Плазматическая мембрана)
10. Органоид клетки, где хранится наследственная информация. (Ядро)
11. Органоид растительной клетки, представляющий собой прозрачные пузырьки, заполненные клеточным соком. (Вакуоль)
12. Самое распространенное вещества клетки. (Вода)
13. Неорганическое вещество клетки, составляющее в ней до 30 %всей необходимой энергии. (Жиры)
14. Органоид,в котором образуется и накапливается энергия. (Митохондрия)
15. Составная часть ядра; их может быть несколько. (Ядрышко)
16. Неклеточная форма жизни. (Вирус)
17. Пороцесс захвата и поглощения клеткой жидкости с растворенными в ней веществами. (Пиноцитоз)
Задание 2: Если сравнить клетку с заводом, то каким органоидам и частям клетки можно присвоить следующие названия: (Слайд 2-8)
энергетическая станция (митохондрия),
склад готовой продукции (аппарат Гольджи),
цех переработки отходов (лизосома),
сборочный контейнер (рибосома),
информационный центр (ядро),
фотохимическая лаборатория (хлоропласт),
транспортная магистраль (ЭПС).
(Слайд 9) На слайде живые организмы.
— Посмотрите, ребята на живые организмы, назовите их. (Растения и животные)
— Подумайте, одинаковы ли у них клетки?
4. Этап построения проекта выхода из затруднения.
— Кто уже догадался, что сегодня мы будем изучать? (клетки растений и животных)
(Тема урока на слайде) (Слайд 10)
— Что бы вы хотели узнать на уроке? (Ставим цели, слайд) (Слайд 11)
1. Познакомиться со строением растительной и животной клетки.
2. Выяснить, в чём их сходство и различие.
— А как мы можем узнать строение клеток? (Посмотреть в микроскоп)
-Да, для того, чтобы рассмотреть строение клеток растений и животных, мы выполним лабораторную работу.
5. Этап реализации построенного проекта.
— Но сначала мы должны вспомнить правила работы с микроскопом. ( читают памятки работы с микроскопом)
Выполняют лабораторную работу № 1 «Строение растительной клетки»
Лабораторная работа № 1
«Изучение строения растительной клетки»
приготовление и рассматривание препарата
кожицы чешуи лука
Оборудование: луковица, микроскоп, предметное и покровное стекла, препаровальная игла, раствор йода, пипетка, вода.
Ход работы:
Подготовьте предметное стекло, протрите его марлей.
Нанесите 1-2 капли воды на стекло.
Препаровальной иглой снимите кожицу с внутренней поверхности чешуи лука.
Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком иглы.
Накройте кожицу покровным стеклом.
Рассмотрите приготовленный препарат под микроскопом.
Отметьте, какие части клетки вы видите.
Окрасьте препарат раствором йода. Для этого нанесите на предметное стекло каплю раствора йода. Фильтровальной бумагой с другой стороны оттяните лишний раствор.
Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли?
Зарисуйте 2-3 клетки кожицы лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.
Сделайте вывод: из каких частей состоит растительная клетка.
(Учитель выводит на экран с помощью цифрового микроскопа, что должны увидеть учащиеся)
Зарисовывают, подписывают. Делают вывод.
Стих-инструкция на слайде. (Слайд 12)
— Ребята, а почему напрасно?
(Слайд 13) Зелёные клетки. (Основная задача этих клеток — улавливать и использовать солнечный свет. Они наполнены хлоропластами и расположены преимущественно в листьях. )
Слайд 14 – пластиды
Выполняют Лабораторную работу № 2 «Строение животной клетки»
Лабораторная работа № 2
«Изучение строения животной клетки»
Рассматривание готового препарата животной клетки
Оборудование: микроскоп, готовый препарат животной клетки.
Ход работы:
Рассмотрите постоянный препарат животной ткани.
Сравните его с приготовленным вами препаратом кожицы лука. В чём их сходство и различие?
Зарисуйте группу клеток животной ткани и подпишите основные части.
Сделайте вывод: из каких частей состоит животная клетка? В чём её сходство и различие с растительной клеткой.
(рассматривают готовый микропрепарат «кровь лягушки», учитель выводит на экран)
Зарисовывают, подписывают. Делают вывод.
6. Этап первичного закрепления с проговариванием во внешней речи.
Задание 1: Художник, нарисовавший клетки, забыл, какая из них растительная, а какая животная. Помогите ему правильно написать названия. (Слайд 15)
Задание 2: Посмотрите на рисунки в учебнике (с. 20-21) и на таблицу на доске «Эукариотическая клетка», что у клеток растений и животных общего, и в чём отличия? http://school-collection.edu.ru/catalog/res/000001f8-1000-4ddd-a952-120046b3269f/view/
(Общее – цитоплазма, ядро, ЭПС, ап. Гольджи, оболочка, различие – у растений есть клеточная стенка, хлоропласты и вакуоль).
7.Этап самостоятельной работы с самопроверкой по эталону.
Интерактивное задание на компьютере. Выполняет один ученик, все проверяют.
Этап включения в систему знаний и повторения.
Расшифруйте название органоидов клетки (карточки развешаны по классу)
РОДЯ, ЛАПАЦТОИМЗ, ХРОМОАСМ, ВЬКУАЛО, ОЛОКАЧОБ, ПЛИТАДЫС
(Ядро, цитоплазма, хромосома, вакуоль, оболочка, пластиды) (Слайд 16)
— Для какой клетки характерны данные органоид? (для растительной).
— А для животной клетки мы какие оставим органоиды? (Слайд 17)
Кроссворд «Клетка» (Выполняют в парах).
Этап рефлексии учебной деятельности на уроке.
— И в завершении нашего урока выскажите своё мнение об уроке, о своём самочувствии на уроке, о своих товарищах и работе с ними.
(Слайд 18) Выберите смайлика, который отражает ваше настроение.
(Слайд 19) Выскажите мнение об уроке:
— Сегодня я узнал…..
— Я удивился……
— Теперь я умею……
— Я хотел бы……
(Слайд 20) Домашнее задание: в учебнике с. 18-24.
На выбор:
1. Составить кроссворд, головоломку по теме «Растительная и животная клетка»
Сделать модель (аппликацию) клетки.
Оценки за урок.
2.3: Клетка — наименьшая единица жизни
Уровни биологической организации
Живые существа высокоорганизованы и структурированы в соответствии с иерархией масштаба от малого до большого (Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)). Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы объединяются в молекулы, которые представляют собой химические структуры, состоящие как минимум из двух атомов, скрепленных химической связью. У растений, животных и многих других типов организмов молекулы соединяются определенным образом, образуя структуры, называемые органеллами.Органеллы — это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток и выполняют специальные функции. Как более подробно обсуждается ниже, все живые существа состоят из одной или нескольких клеток.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \). Биология изучает все аспекты жизни, от атома до всей Земли. (кредит «молекула»: модификация работы Джейн Уитни; кредит «органеллы»: модификация работы Луизы Ховард; кредитные «клетки»: модификация работы Брюса Ветцеля, Гарри Шефера, Национальный институт рака; кредит «ткань»: модификация работы «Килбад» / Wikimedia Commons; кредитные «органы»: модификация работы Марианы Руис Вильярреаль, Хоаким Алвес Гаспар; кредитные «организмы»: модификация работы Питера Даттона; кредитная «экосистема»: модификация работы «gigi4791» ″ / Flickr; кредит «биосфера»: модификация работы НАСА)В большинстве многоклеточных организмов клетки объединяются, образуя ткани, которые представляют собой группы похожих клеток, выполняющих одну и ту же функцию.Органы — это совокупность тканей, сгруппированных по общей функции. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов — это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. Например, у позвоночных животных есть много систем органов, таких как система кровообращения, которая транспортирует кровь по всему телу, в легкие и из них; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды. Организмы — это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм.
Все особи вида, живущие на определенной территории, вместе называются популяцией. Сообщество — это совокупность различных популяций, населяющих общую территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Сам лес — это экосистема. Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими или неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода.На самом высоком уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и части атмосферы.
Теория клеток
Закройте глаза и представьте кирпичную стену. Что является основным строительным блоком этой стены? Это, конечно, цельный кирпич. Подобно кирпичной стене, ваше тело состоит из основных строительных блоков, а строительные блоки вашего тела — это клетки. В вашем теле есть много типов клеток, каждая из которых предназначена для определенной цели.Так же, как дом сделан из различных строительных материалов, человеческое тело состоит из многих типов клеток. Например, костные клетки помогают поддерживать и защищать тело. Клетки иммунной системы борются с вторгающимися бактериями. А красные кровяные тельца переносят кислород по всему телу. Каждый из этих типов клеток играет жизненно важную роль в процессе роста, развития и повседневного поддержания организма. Однако, несмотря на их огромное разнообразие, все клетки обладают определенными фундаментальными характеристиками.
Микроскопы, которые мы используем сегодня, намного сложнее, чем те, которые использовались в 1600-х годах Энтони ван Левенгук, голландским продавцом, обладавшим большим мастерством в изготовлении линз.Несмотря на ограничения своих теперь уже устаревших линз, ван Левенгук наблюдал движения одноклеточных организмов и сперматозоидов, которые он в совокупности назвал «анималкулами». В публикации 1665 года под названием Micrographia ученый-экспериментатор Роберт Гук ввел термин «клетка» (от латинского cella , что означает «маленькая комната») для коробчатых структур, которые он наблюдал, рассматривая пробковую ткань через линзу. В 1670-х годах ван Левенгук открыл бактерии и простейшие. Более поздние достижения в области линз и конструкции микроскопов позволили другим ученым увидеть различные компоненты внутри клеток.
К концу 1830-х годов ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн изучали ткани и предложили единую теорию клеток , которая утверждает, что все живые существа состоят из одной или нескольких клеток, что клетка является основной единицей жизни и что все новые ячейки возникают из существующих ячеек. Эти принципы действуют и сегодня. Есть много типов клеток, и все они сгруппированы в одну из двух широких категорий: прокариотические и эукариотические. Клетки животных, растений, грибов и протистов классифицируются как эукариотические, тогда как клетки бактерий и архей классифицируются как прокариотические.
Все клетки имеют четыре общих компонента: 1) плазматическую мембрану, внешнее покрытие, которое отделяет внутреннюю часть клетки от окружающей среды; 2) цитоплазма, состоящая из желеобразной области внутри клетки, в которой находятся другие клеточные компоненты; 3) ДНК, генетический материал клетки; и 4) рибосомы, частицы, синтезирующие белки. Однако прокариоты несколько отличаются от эукариотических клеток.
Компоненты прокариотических клеток
Прокариотическая клетка представляет собой простой одноклеточный (одноклеточный) организм, в котором отсутствует ядро или любая другая мембраносвязанная органелла.Вскоре мы увидим, что у эукариот это значительно отличается. Прокариотическая ДНК находится в центральной части клетки: затемненная область, называемая нуклеоидом (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \). На этом рисунке показана обобщенная структура прокариотической клетки.В отличие от архей и эукариот, бактерии имеют клеточную стенку из пептидогликана (молекулы, состоящие из сахаров и аминокислот), а многие из них имеют полисахаридную капсулу. Клеточная стенка действует как дополнительный слой защиты, помогает клетке сохранять свою форму и предотвращает обезвоживание.Капсула позволяет клетке прикрепляться к поверхностям в окружающей среде. У некоторых прокариот есть жгутики, пили или фимбрии. Жгутики используются для передвижения. Пили используются для обмена генетическим материалом во время типа воспроизводства, называемого конъюгацией. Фимбрии — это белковые придатки, которые бактерии используют для прикрепления к другим клеткам.
Эукариотические клетки
Эукариотическая клетка — это клетка, которая имеет связанное с мембраной ядро и другие мембраносвязанные компартменты, называемые органеллами . Существует много различных типов органелл, каждый из которых выполняет узкоспециализированную функцию (см. Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)). Слово эукариотическое означает «истинное ядро» или «истинное ядро», имея в виду присутствие в этих клетках связанного с мембраной ядра. Слово «органелла» означает «маленький орган», и, как уже упоминалось, органеллы обладают специализированными клеточными функциями, так же как органы вашего тела имеют специализированные функции.
Размер ячейки
При диаметре 0,1–5,0 мкм большинство прокариотических клеток значительно меньше эукариотических клеток, диаметр которых варьируется от 10 до 100 мкм (рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).Небольшой размер прокариот позволяет ионам и органическим молекулам, которые входят в них, быстро распространяться в другие части клетки. Точно так же любые отходы, образующиеся в прокариотической клетке, могут быстро уйти. Однако более крупные эукариотические клетки развили различные структурные адаптации для улучшения клеточного транспорта. Действительно, большой размер этих клеток был бы невозможен без этих приспособлений. В общем, размер ячейки ограничен, потому что объем увеличивается намного быстрее, чем площадь поверхности ячейки.По мере того, как ячейка становится больше, ячейке становится все труднее и труднее получать достаточное количество материалов для поддержки процессов внутри ячейки, потому что относительный размер площади поверхности, через которую должны транспортироваться материалы, уменьшается.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \). На этом рисунке показаны относительные размеры различных типов клеток и клеточных компонентов. Взрослый человек показан для сравнения.
Клетки животных в сравнении с клетками растений
Рисунок \ (\ PageIndex {4} \). Пример типичной животной клетки.Рисунок \ (\ PageIndex {5} \). Пример типичной растительной клетки.Несмотря на их фундаментальное сходство, между животными и растительными клетками есть поразительные различия (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)). Клетки животных имеют центриоли, центросомы и лизосомы, а клетки растений — нет. Клетки растений имеют жесткую клеточную стенку, внешнюю по отношению к плазматической мембране, хлоропластам, плазмодесматам и пластидам, используемым для хранения, а также большую центральную вакуоль, тогда как клетки животных нет.
Хлоропласты
С экологической точки зрения хлоропласты являются особенно важным типом органелл, поскольку они осуществляют фотосинтез.Фотосинтез составляет основу пищевых цепей в большинстве экосистем. Хлоропласты встречаются только в эукариотических клетках, таких как растения и водоросли. Во время фотосинтеза углекислый газ, вода и световая энергия используются для производства глюкозы и молекулярного кислорода. Одно из основных различий между водорослями / растениями и животными заключается в том, что растения / водоросли способны производить себе пищу, например глюкозу, тогда как животные должны получать пищу, потребляя другие организмы.
Рисунок \ (\ PageIndex {6} \). Эта упрощенная схема хлоропласта показывает его структуру.Хлоропласты имеют внешнюю и внутреннюю мембраны, но внутри пространства, ограниченного внутренней мембраной хлоропласта, находится набор взаимосвязанных и уложенных друг на друга, заполненных жидкостью мембранных мешочков, называемых тилакоидами (рисунок \ (\ PageIndex {4} \) ниже). Каждый стек тилакоидов называется гранумом (множественное число = грана). Жидкость, заключенная во внутренней мембране и окружающая грану, называется стромой. Каждая структура в хлоропласте выполняет важную функцию, которая обеспечивается ее особой формой. Общая тема в биологии состоит в том, что форма и функция взаимосвязаны.Например, богатые мембранами стопки тилакоидов обеспечивают достаточную площадь поверхности для встраивания белков и пигментов, жизненно важных для фотосинтеза.
Влияние соли на клетки растений
СКАЧАТЬ
Руководство для учителя «Соляные и растительные клетки» Рабочий лист демонстрации осмосаРУКОВОДСТВО ДЛЯ УЧИТЕЛЯ
Соление баклажанов демонстрирует действие соли на клетки растений.
Материалы
Раздайте ученикам рабочие листы или буклеты с исследованиями, чтобы они могли сделать свои предположения о том, что произойдет, когда баклажан посолят. (Студенты также будут использовать буклет исследования для следующих тематических исследований по соли и экосистеме.)
Демонстрация: соление баклажанов
Основная идея: соль вытягивает воду из клеток, убивая их.
В их буклете или рабочем листе попросите учащихся нарисовать свои прогнозы относительно того, что произойдет, если вы посолите баклажан.
- Большой баклажан разрезать продольно пополам
- Засыпьте баклажаны большим количеством поваренной соли.
- Посмотрите, как соль вытягивает воду из клеток (осмос). Баклажан намокнет.
ПРИМЕЧАНИЕ. Для того, чтобы вода покинула баклажан, может потребоваться 15 минут. Вы можете настроить эту демонстрацию в начале урока и вернуться к ней после выполнения следующих шагов урока.
Обсуждение
Вопрос: Откуда взялась вся вода?
Ответ: Вода вытягивается из клеток в результате процесса осмоса (см. Совет учителя для другой предлагаемой демонстрации осмоса).
Вопрос: Что происходит с баклажанами без всей этой воды?
Ответ: Если бы баклажан продолжал расти, в его клетках не было бы воды, необходимой для выполнения важных жизненных функций, и они бы умерли.
Вопрос: Что вы чувствуете, когда едите картофельные чипсы? Ты хочешь пить? Как вы думаете, что происходит с вашими клетками? Ответ: Вода через осмос диффундирует из клеток, уменьшая количество воды в клетках и вызывая их обезвоживание.Вот почему, съев пакетик картофельных чипсов, вы чувствуете жажду.
Вопрос: Используя то, что произошло с солеными баклажанами, разработайте объяснение того, что происходит с клетками человека, когда человек пьет морскую воду?
Ответ: Клетки человека также будут терять воду, которая им необходима для нормальных жизненных функций, что нарушит гомеостаз (стабильную внутреннюю среду), в результате чего клетки этого человека и, в конечном итоге, этот человек умрут!
Альтернативная демонстрация
Еще один простой способ показать влияние соленой воды на растения — это поместить кусок сельдерея в стакан, наполовину наполненный водой и одной столовой ложкой соли, на 24 часа.Сельдерей увянет и потеряет жесткость, потому что соленая вода является гипертонической и заставляет воду из клеток сельдерея переходить в раствор.
Фон
Откуда взялась вода? — ОСМОС!
Осмос — это когда вода движется через полупроницаемую мембрану (т.е. внешний слой ячейки) из области с низким уровнем растворенного материала (растворенного вещества) в область с высоким уровнем растворенного материала (растворенного вещества). В этом случае , посыпанная поверх баклажана соль обезвоживала растение, протягивая воду через клеточные мембраны баклажана и выходя из него!
Совет учителя
Осмос и диффузия могут быть определены и представлены в этой части урока.
Осмос : диффузия воды (через мембрану). Вода будет двигаться в направлении высокой концентрации растворенного вещества и, следовательно, более низкой концентрации воды.
Диффузия : процесс распространения молекул из областей с высокой концентрацией в области с низкой концентрацией.
Растения — загадочные живые организмы
Растения — загадочные живые организмы
Чудо запаса воды для роста
Ёсихиса ОдаДоцент кафедры биологических наук
Высшей школы естественных наук
Как на самом деле живут растения, еще предстоит определить.
Клетки растений выглядят как черви или рисовые зерна. Они кажутся длинными, тонкими, прозрачными живыми существами, источающими красивые цвета. Одни клетки растений окружены синими нитями, а другие — пурпурными. Однако более пристальный взгляд показывает, что, хотя некоторые клетки либо только фиолетовые, либо синие, некоторые клетки окружены как синими, так и фиолетовыми нитями. Что именно это говорит нам о клетках?
Клетки растений намного больше, чем клетки животных.Хотя некоторые различия проявляются в зависимости от клеток, клетки тела растений обычно длинные и тонкие (некоторые из них имеют размер 100 мкм), тогда как средняя длина клеток тела животных составляет 10 мкм. Растения, особенно деревья, обычно больше животных. Например, взрослый жираф, самое высокое животное на Земле, имеет рост 6 метров, но некоторые секвойи в Северной Америке достигают 100 метров в высоту. Несмотря на то, что они оба являются живыми организмами, в чем причина этой разницы? Йошихиса Ода, доцент лаборатории клеточной биохимии Департамента биологических наук, говорит: «О таких растениях, как цветы, трава или деревья, известно немного, хотя они всегда были рядом с людьми.В нашей лаборатории мы работаем над тем, чтобы выяснить, как живут растения ».
Твердые стенки ячеек и проницаемые для воды отверстия расположены рядом
Клетки культивируемых растений превращаются в клетки ксилемы: Синяя волокнистая структура представляет собой цитоскелет, называемый актиновым волокном. Розовая фигура — это твердая клеточная стенка, характерная для клеток ксилемы.Как только эта клеточная стенка сделана, клетка растворяет свое содержимое, и актиновое волокно (клетка в середине) исчезает.
Как деревья могут стоять на земле, когда они стареют, даже если у них нет костей, как у животных? Знания о том, как живут растения, могут быть полезны для улучшения сельского хозяйства в будущем и могут быть полезны для создания лучшей среды для роста растений. Более того, поскольку его лаборатория принадлежит Школе наук, исследования Оды, естественно, также играют роль в научном поиске истины о мире природы.
Мы можем узнать о жизни растений, наблюдая за их клетками. Решающее различие между клетками животных и растений заключается в том, что клетки растений увеличиваются в размерах за счет поглощения воды. Вода может храниться в месте, называемом вакуоль, которое находится в ячейке и выглядит как мешок. Клетки растений также делятся, как и клетки животных. Ода концентрируется на механизмах, которые позволяют растениям расти за счет поглощения воды.
Дерево состоит из твердых клеток, называемых клетками ксилемы.Поверхности ячеек называют стенками ячеек. Они такие же прочные, как настоящие стены, и эквивалентны костям животных. Они становятся твердыми и поддерживают дерево. Однако есть элементы, проницаемые для воды в клетках ксилемы; эти элементы соединены в длинные трубки, называемые сосудами ксилемы. Процесс их роста хорошо известен. В то время как тонкие клеточные стенки с большими отверстиями развиваются в молодых тканях, так что клетки могут расти больше, в развитых тканях отверстия становятся меньше, а клетки становятся твердыми.Старые деревья, которым несколько десятилетий, становятся тверже и крепче по мере накопления в них клеток ксилемы. Тем не менее, вода может доставляться к верхушкам деревьев благодаря сосудам ксилемы, которые пропускают воду через них.
Как создаются клетки ксилемы с отверстиями, если есть и другие клетки без отверстий? Какие клетки ксилемы имеют большие дыры и какие гены для этого эффективно работают? Ключом к ответу на эти вопросы является белок, называемый фактором транскрипции, который реплицирует клетки ксилемы.Группа Оды заметила, что факторы транскрипции, по-видимому, превращают нормальные клетки в клетки ксилемы. Поэтому они думали, что могут заставить клетки ксилемы реплицироваться в клетках с помощью факторов транскрипции. Им удалось создать факторы транскрипции, дозируя гормоны животных на проверенные гены.
Клетки ксилемы по мере роста образуют твердые клеточные стенки и водяные отверстия
Цвет клеток, которые на изображении похожи на червей, можно наблюдать в процессе образования клеточной стенки ксилемы.Команда Оды культивировала клетки ксилемы в своей лаборатории. Во время культивирования клетки разлетаются по частям; они не образуют растительных форм. Однако рост клеток можно четко наблюдать, поскольку деления клеток легко происходят в культуральной жидкости.
При делении клеток растений, в отличие от деления клеток животных, клеточная мембрана, а также клеточная стенка разделяют каждую клетку на две части. В то время как животная клетка после сжатия в середине разделяется на две части, растительная клетка образует клеточную стенку в центре.Кроме того, образуются две клеточные стенки, которые образуют сэндвич-структуру с клеточными мембранами. Затем с клеточными стенками в центре получаются две разные клетки.
Когда факторы транскрипции продуцируются путем добавления гормонов животных к этим культивируемым клеткам, клетки ксилемы стабильно продуцируются одна за другой. Волокнистая форма на фотографии, которая выглядит как синяя нить, представляет собой белковый полимер, называемый актиновым волокном; это своего рода цитоскелет.Актиновое волокно стимулирует рост клеток ксилемы, в результате чего образуются твердые клеточные стенки. На этом изображении мы видим, что розовые клеточные стенки постепенно увеличиваются.
На изображении одна ячейка стала довольно розовой и перемежается черными пятнами. Эти места, которые не стали розовыми, станут отверстиями, впитывающими воду. Цитоскелеты исчезают, поскольку клетки ксилемы растворяют свое содержимое; они становятся полыми, и вода течет по ним.Если клетки ксилемы полностью превращаются в сосуды ксилемы, они умирают как клетки, точно так же, как мертвые клетки в кольцах деревьев и срезанных конечностей. Деревья пропускают воду через себя, и они становятся очень твердыми.
Мы можем менять деревья как захотим
Детали того, как нормальные клетки превращаются в клетки ксилемы, еще не выяснены. Ода ожидает, что твердость клеток можно будет контролировать, а свойства дерева можно будет свободно изменять, если этот механизм будет полностью прояснен.В будущем могут появиться мягкие деревья с хорошей воздухопроницаемостью. Или можно было бы выращивать деревья более эффективно за более короткий период времени. Ода надеется, что его исследование приведет к более ясному разъяснению основной структуры жизни и твердому пониманию этого конкретного механизма жизни растений, а также покажет студентам удовольствие от стимулирования интеллектуального любопытства.
Область исследований Оды — биологические науки, и в Токийском университете также есть связанные кафедры: кафедра биофизики и биохимии больше фокусируется на молекулярном уровне веществ, а кафедра биоинформатики и системной биологии обрабатывает крупномасштабные данные из наук о жизни, используя компьютерные методики.Биологические науки изучают живые организмы от макро- до микроуровней, включая экосистему, что делает ее наиболее близкой к живым организмам областью.
Сравнительный механический анализ растительных и животных клеток показывает сходимость между царствами
% PDF-1.7 % 1 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать application / pdfdoi: 10.1016 / j.bpj.2014.10.023
Сравнение шести различных методов расчета плотности клеток | Методы растений
Для большинства систем культивирования клеток оптимальное развитие клеток зависит от оптимизации начальной плотности клеток в начале культивирования. Парадигматическим примером этого является изолированная культура микроспор, где переключатель развития основан на успешной оптимизации множества различных экспериментальных параметров, которые критически влияют на эффективность процесса, и одним из них является плотность, при которой микроспоры взвешиваются в жидкой среде.Это влияет не только на эффективность индукции микроспор в отношении эмбриогенеза, но и на успешное превращение индуцированных микроспор в жизнеспособные прорастающие эмбрионы [3, 5, 10, 16, 37, 38]. В связи с важностью этого начального этапа не только для культуры микроспор, но и практически для всех культур клеток животных и растений, в этой работе мы сравнили использование различных методов, которые использовались или потенциально могут быть использованы для расчета плотности частиц с использованием двух разных частицы: микроспоры и флуоросферы баклажанов.В свете наших результатов мы можем разделить используемые методы на три группы: методы проточной цитометрии, автоматизированные счетчики и полевые подсчеты и камера Нойбауэра. У каждого есть как положительные, так и отрицательные стороны. Они обобщены в Таблице 6 и обсуждаются ниже.
Таблица 6 Сравнение методов, используемых для расчета плотности микроспор. Точность выражается в отклонении от действительного / начального значения, прецизионность в терминах коэффициента вариации (CV) и воспроизводимости в терминах коэффициента повторяемости (CR)Методы проточной цитометрии являются наиболее воспроизводимыми, но у них низкая точность и прецизионность.
Мы оценили три различных метода, основанных на использовании проточной цитометрии.Первый метод заключался в анализе неокрашенных микроспор, предполагая, что естественная автофлуоресценция экзиновой оболочки может быть достаточно высокой, чтобы ее можно было обнаружить и количественно оценить системой. Однако анализа семи трехдневных культур было достаточно, чтобы понять, что этот метод имеет серьезные ограничения. Казалось, что аутофлуоресценция экзины недостаточно интенсивна и / или однородна, чтобы ее можно было обнаружить во всех микроспорах, по крайней мере, в наших культурах микроспор баклажанов. Очевидно, мы настоятельно не рекомендуем его использовать.
Метод FC + PI вместе с SSC обеспечил наиболее воспроизводимые результаты, несмотря на различные физические принципы, используемые для идентификации и подсчета текущих микроспор. FC + PI и SSC показали почти идентичные результаты во всех проведенных экспериментах и статистических тестах. Тем не менее, оценка точности (с использованием стандарта с известной концентрацией) и прецизионности (с большим количеством измерений) приводит нас к выводу, что методы цитометрии не так точны и точны, как остальные.Кроме того, они неоднократно демонстрировали отрицательную предвзятость по отношению к другим методам, особенно к методу Нойбауэра. Таким образом, возникает вопрос, почему используемые нами методы проточной цитометрии имеют такую низкую эффективность. Использование флуоресцентных шариков — хорошо известный метод расчета плотности клеток с помощью проточной цитометрии, по крайней мере, для культур клеток животных [39, 40]. Наша работа — не единственная, демонстрирующая последовательное смещение (положительное или отрицательное) метода Нойбауэра по сравнению с другими [41]. Однако в других исследованиях сравнивали гемацитометры с автоматическими методами подсчета в клетках животных [12, 39, 40, 42,43,44,45], и не сообщалось о значительной систематической ошибке.После тщательного изучения различных пользовательских технических факторов, которые потенциально могут вызвать такую погрешность (включая, среди прочего, неверные расчеты, неправильные размеры камеры, ошибки пипетирования, неравномерное распределение клеток, загрязнение, межпользовательские вариации и проблемы с заполнением) ), мы нашли возможную причину, которая могла бы объяснить такую предвзятость. Несколько исследований, сравнивающих методы расчета скорости потока жидкостных систем проточного цитометра, признали ограничения многих проточных цитометров для выполнения надлежащей оценки загруженного объема [46, 47], что может помешать правильной оценке плотности частиц.Это привело нас к оценке точности оценки объема нашего проточного цитометра, и, как и ожидалось, эффективный загруженный объем никогда не совпадал с объемом, оцененным устройством (теперь данные показаны). Это, несомненно, может объяснить отрицательную систематическую ошибку, а также низкую точность и прецизионность методов, основанных на проточной цитометрии, которые мы использовали.
С другой стороны, проточные цитометры — дорогие системы, даже в их базовых компактных версиях. Что касается FC + PI, стоимость цитометра CyFlow, оснащенного зеленым лазером Nd-YAG для PI, составляет около 35000 евро.Можно использовать другие флуоресцентные пятна, возбуждаемые УФ-светодиодными источниками света, которые дешевле, чем зеленые лазеры на Nd-YAG. Например, краситель CellTracker Blue CMAC от компании Molecular Probes. Однако, хотя УФ-светодиодные источники света могут снизить цену этой системы до ~ 29 000 евро, эта альтернатива может оказаться дорогостоящей для многих исследовательских групп. Еще одно ограничение этого метода — необходимость окрашивания. Мы использовали 1 час для обеспечения полного и воспроизводимого окрашивания PI. Возможно, это время можно было бы оптимизировать, попробовав различные комбинации времени инкубации и концентрации ИП или даже других красителей.В любом случае, этап окрашивания потребуется всегда, что может значительно замедлить весь процесс.
Третьим испытанным методом проточной цитометрии был анализ SSC. Хотя мы провели этот анализ с образцами, окрашенными PI, физика этого метода позволяет оценить внутреннюю сложность отдельных частиц независимо от их флуоресцентного излучения. Это означает, что можно избежать длительной стадии окрашивания, поскольку для анализа десятков тысяч клеток потребуется всего несколько минут.Однако следует отметить, что базовое оборудование, необходимое для выполнения этого типа анализа, имеет ориентировочную круглую стоимость около 35 000 евро. Аналогичная модель с двумя источниками света (зеленый Nd-YAG лазер + УФ-светодиодная лампа) может стоить около 40000 евро. Очевидно, что это оборудование может быть доступно не для всех лабораторий по культивированию клеток. В качестве альтернативы пользователь может отнести культуральные сосуды к центру проточной цитометрии. Однако это будет означать длительное время и потенциальные риски для культивируемых клеток, что, возможно, несовместимо с обычным культивированием клеток.Ясно, что мы не рекомендуем использовать этот метод для этой цели.
Автоматические методы счетчика и подсчета полей имеют проблемы, связанные с получением изображений.
Вторая группа протестированных методов — это полевой и автоматический подсчет. Принцип работы обоих методов схож, но, как разница, метод подсчета поля требует только микроскопа и в значительной степени основан на взаимодействии с пользователем, который должен получать изображения или наблюдать микроскопические поля, а затем подсчитывать все частицы. наблюдаемый.В принципе, можно было подумать, что человеческий глаз будет более точным, чем машина для идентификации и подсчета клеток. Различные сравнения автоматического счетчика с подсчетом полей показали, что в целом результаты между ними очень похожи, что указывает на то, что автоматический анализ изображений, по крайней мере, так же точен, как наблюдения человека. Кроме того, методы, основанные на использовании пользователей, обычно занимают много времени и подвержены предвзятости пользователей и предполагаемому отсутствию опыта. Поэтому мы постулируем, что, несмотря на их более низкую цену и простоту использования, следует избегать методов, предполагающих более активное взаимодействие с пользователем, чтобы повысить точность и уменьшить экспериментальные различия между культурами.
С другой стороны, эти два метода показали низкую точность и среднюю точность (см. Таблицу 6). По нашему опыту, мы обнаружили некоторые проблемы с получением изображений, которые могли бы это объяснить. Прежде всего, мы постоянно наблюдали, что клетки и флуоросферы не распределяются однородно в культуральной чашке, что может сделать обязательным программный инструмент для компенсации такого неравномерного распределения. Вторая причина может заключаться в автоматической фокусировке, которая характерна для большинства устройств автоматического подсчета изображений.Используемый нами алгоритм оборудования ищет наиболее контрастную область по оси Z и фотографирует ее. Проблема возникает, когда не все частицы хорошо сфокусированы или находятся в разных фокальных плоскостях, что препятствует их правильной идентификации. Более того, в случае флуоросфер, взвешенных в вязком растворе, требуется длительное время для их осаждения. В некоторых случаях они даже не оседают, а остаются в плавании. Подводя итоги, автоматический и ручной методы подсчета могут быть не лучшим выбором для оценки плотности суспензии клеток или частиц, поскольку они склонны пропускать частицы за пределы фокальной плоскости.
Ориентировочная цена используемого нами автоматического счетчика составляет около 15 000–20 000 евро. Однако следует отметить, что он включает в себя встроенный микроскоп. Другие, базовые версии этой системы требуют подключения микроскопа, но они намного дешевле, что делает ее более удобной, когда лаборатория уже оснащена световым микроскопом. После установки и калибровки это довольно простая и простая в использовании система, позволяющая быстро измерять плотность клеток. Другие системы, такие как Cellometer Auto T4 (Nexcelom Biosciences), имеют встроенную микросхему CCD для загрузки, изображения и анализа образца в той же машине или используют методы, не основанные на изображении, для подсчета клеток, такие как Scepter. Счетчик клеток от Millipore, который использует принцип Коултера на основе импеданса для обнаружения клеток.Это позволяет избежать необходимости в микроскопе, но для некоторых независимых от микроскопа систем стоимость аналогична стоимости микроскопа + автоматический счетчик, подключенный к микроскопу. Кроме того, системы на основе Коултера применимы только к ограниченному диапазону размеров частиц. Учитывая все это, автоматические счетчики клеток представляются более доступной альтернативой проточным цитометрам.
Камера Нойбауэра показала наилучшие общие характеристики.
Как упоминалось во введении, методы, основанные на использовании счетных камер, являются наиболее популярными и широко используемыми для расчета плотности клеток.Скорее всего, это связано с его доступностью. Действительно, для этого метода требуется только камера Нойбауэра (около 260 евро) и базовый микроскоп, доступный в большинстве лабораторий. Также может быть общее предположение, что, поскольку использование этих методов широко распространено, они должны быть достаточно хорошо известными и, следовательно, точными и надежными. После множества различных экспериментов с использованием как микроспор, так и флуоросфер метод Нойбауэра неоднократно демонстрировал положительное смещение по сравнению с другими используемыми методами, но его средние значения всегда были близки к теоретическому значению, тогда как другие методы всегда были ниже.Кроме того, анализ точности и прецизионности показал, что это самый надежный метод благодаря его низкой дисперсии и высокой точности. Однако следует отметить, что количество клеток, подсчитываемых в этой работе, намного выше, чем количество обычных рутинных подсчетов, что наверняка компенсировало очень разные результаты, которые мы наблюдали в индивидуальных данных из каждой сетки камеры (данные не показаны). Из-за этого основным ограничением этого метода может быть уменьшенное количество клеток, подсчитываемых при рутинных процедурах.Однако его легко преодолеть, увеличив количество подсчитываемых частиц.
Характеристики живых существ — Science Learning Hub
Когда вы смотрите на окружающий мир, как вы классифицируете или группируете то, что видите? Одна из самых широких группировок — «живые» и «неживые». Это может показаться простым, но иногда трудно решить, действительно ли что-то живое или нет. Здесь мы рассмотрим характеристики живых существ на примере дождевых червей.
Все живые существа разделяют жизненные процессы, такие как рост и воспроизводство.Большинство ученых используют семь жизненных процессов или характеристик, чтобы определить, является ли что-то живым или неживым.
Таблица ниже описывает семь характеристик большинства живых существ и содержит ссылки на дождевых червей, чтобы объяснить, почему мы можем определенно сказать, что они «живые».
Жизненный процесс | Объяснение | Земляные черви |
Движение | Все живые существа движутся каким-то образом.Это может быть очевидно, например, животные, которые могут ходить, или менее очевидным, например, растения, части которых движутся, чтобы отслеживать движение солнца. | Дождевые черви используют круговые и продольные мышцы, чтобы двигаться по почве или по поверхностям. |
Дыхание | Дыхание — это химическая реакция, которая происходит внутри клеток для высвобождения энергии из пищи. | Пища, которую едят дождевые черви, снабжает их организм богатыми энергией молекулами, такими как глюкоза.Попадая в клетки их тела, эти молекулы распадаются в несколько этапов, чтобы высвободить энергию, которая будет использоваться организмом, образуя углекислый газ и воду в качестве отходов. |
Чувствительность | Способность обнаруживать изменения в окружающей среде. | У дождевых червей есть светочувствительные клетки, разбросанные по внешней поверхности кожи. Клетки их кожи также чувствительны к прикосновениям и химическим веществам. |
Рост | Все живое растет. | Дождевые черви вылупляются из яиц и могут вырасти до метра и более в длину! Некоторые дождевые черви также могут отращивать небольшие части своего тела, которые были потеряны или повреждены. |
Размножение | Способность воспроизводить и передавать генетическую информацию своему потомству. | У дождевых червей есть и сперма, и яйца в теле (они гермафродиты), но они не могут самооплодотворяться и должны спариваться с другим человеком.После спаривания кокон, содержащий оплодотворенные яйца, откладывается в почве. |
Экскреция | Избавление от отходов. | Дождевые черви выделяют отходы из ануса — последней части своего тела. |
Питание | Потребление и использование питательных веществ. Это происходит по-разному у разных видов живых существ. | Питание дождевых червей происходит из различных источников, в зависимости от их вида.Типы пищи включают навоз, компост, растительный материал, грибы, микроорганизмы и разлагающихся животных. Они принимают пищу через рот. |
Дополнительная классификация
На основании приведенной выше информации мы можем с уверенностью отнести дождевых червей к живым существам, поскольку они выполняют все семь жизненных процессов.
Теперь их можно разделить на ряд иерархических категорий: царство, тип, класс, отряд, семейство, род и вид.Классификация живых существ по этим категориям — важный способ для ученых показать, как живые существа связаны друг с другом. Большинство ученых относят живые существа к одному из следующих шести царств.
- Бактерии — это одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядерной мембраны.
- Простейшие — одноклеточные организмы, которые обычно намного крупнее бактерий. Они могут быть автотрофными или гетеротрофными.
- Хромисты — это разнообразная группа растительных организмов, варьирующаяся от очень маленьких до очень больших.Они встречаются практически во всех средах.
- Грибы являются многоклеточными и полагаются на расщепление органических материалов, поскольку они не могут самостоятельно готовить пищу.
- Растения многоклеточные и автотрофные — они используют фотосинтез для производства пищи с использованием солнечного света.
- Животные многоклеточные. Они гетеротрофны и питаются другими организмами.
Как вы думаете, к какому царству принадлежат дождевые черви?
Характеристики животных
Что вы решили? Иногда люди удивляются, узнав, что дождевые черви на самом деле животные — такое же царство, как люди, кошки, собаки, дельфины и пауки! Подобно тому, как живые существа обладают набором общих характеристик, животные обладают ключевыми характеристиками, которые могут помочь вам решить, является ли живое существо животным или нет.
Ключевые характеристики животных включают следующее:
- Они получают энергию, потребляя другие организмы (мы говорим, что они «гетеротрофны»).
- Они могут физически перемещать свое тело на одном или нескольких этапах своего жизненного цикла.
- Их тела состоят из множества клеток.
- Происходит половое размножение — сперматозоид и яйцеклетка объединяются, чтобы произвести эмбрион, который превращается в молодое животное.
