Содержимое секреторных полостей и каналов часто характеризуется как маслянистое, хотя его состав точно не известен [26] Лизигенные слизевые каналы найдены в чешуях почек Tilia сог-data Схизогенные каналы со смолистым содержимым встречаются у представителей сем. Asteraceae, а с содержимым неизвестного состава — у представителей сем. Apiaceae. Дающие копал секреторные каналы некоторых тропических представителей пор. Faba-les также возникают как схизогенные пространства [27]. Хорошо известными схизогенными каналами являются смоляные ходы хвойных. Подобные ходы у двудольных произвольно называют камеденосными ходами. Смоляные ходы хвойных встречаются в проводящих (гл. 9) и основных тканях всех органов растения и в структурном отношении представляют собой длинные межклетники, выстланные продуцирующими смолу эпителиальными клетками [42].Как видно в электронный микроскоп [43], эпителиальные клетки у сосны содержат пластиды с редкими тилакоидами, окруженные обкладкой из цистерн эндоплазматического ретикулума. В строме пластид, в пластидной оболочке, внутри цистерн эндоплазматического ретикулума около пластид и по обеим сторонам плазмалеммы были обнаружены осмиофильные капли. Вещества капель в самом канале напоминало смолу, а распределение капель в клетке, по-видимому, указывало на место образования и способ перемещения смолы из клетки в канал.
Секреторные полости и каналы, образующиеся в результате нормального развития, иногда с трудом отличаются от каналов и полостей, возникающих под влиянием повреждения. В древесине голосеменных и двудольных смоляные и камеденосные ходы и карманы часто являются травматическими образованиями, но их развитие и содержимое могут быть сходны с теми, которые характерны для этих древесин в норме.
Posts Tagged ‘развитие’
Поранение у растений вызывает целый ряд метаболических и связанных с ними цитологических изменений, которые при благоприятных условиях приводят к полному закрытию раны [12]. Залечивание ран представляет собой процесс, требующий синтеза ДНК и белков [2].
Раневая перидерма по характеру возникновения и роста в основном сходна с естественной и содержит те же самые клеточные компоненты [15]. Естественная перидерма развивается под поверхностью, которая надежно изолирована кутинизированной эпидермой. Соответственно и образованию раневой перидермы предшествует изоляция только что обнаженной поверхности с помощью рубцовой ткани. Эта ткань включает мертвые (некротизирован-ные) клетки на поверхности (фото 59,5) и живые клетки под ними, которые суберинизируются и одревесневают, образуя так называемый закрывающий слой [8]. Под этим слоем возникает раневой феллоген, и после образования пробки рубцовая ткань оттесняется наружу (фото 59, В). Успешное развитие раневой перидермы имеет важное значение для сельскохозяйственной практики в тех случаях, когда используемые при размножении части растений должны обрезаться (например, клубни картофеля, корни батата). Опыты с дисками клубней картофеля, у которых процессы заживления поранений задерживались или ингибировались химической обработкой, указывают на важную роль раневой перидермы в защите растений от заражения гнилостными организмами [1]. На развитие раневой перидермы заметное влияние оказывают условия среды [15]. Возможно, устойчивые растения отличаются от неустойчивых [21] способностью к образованию раневой перидермы в ответ на внедрение паразитов.Растения, входящие в различные таксоны, отличаются друг от друга гистологическими особенностями залечивания ранений, а также деталями естественного развития защитной ткани [8, 22]. В общем однодольные меньше реагируют на поранения, чем двудольные. У двудольных и некоторых однодольных (Liliales, Arecaceae, Pandanaceae) залечивание включает образование как закрывающего слоя, так и раневой перидермы. У других однодольных никакой раневой перидермы не образуется. Так, у представителей пор. Zingiberales обнаруживается слегка суберинизиро-ванный закрывающий слой, а у представителей сем. Arecaceae и Роасеае этот слой лигнифицируется.
Раневая реакция наблюдается и тогда, когда перидерма сше-лушивается до расположенных под ней живых клеток. Обнажающиеся при этом клетки отмирают, и под ними возникает новая перидерма. Эта реакция используется при получении технической пробки из пробкового дуба. При этом низкокачественная первая пробка удаляется до феллогена, и развивающийся под рубцовой тканью новый феллоген образует мощную пробку высокого качества.
Реактивная древесина образуется на нижней стороне ветвей,, в наклонных или изогнутых стволах хвойных; в таких же органах двудольных она возникает на верхней стороне. Такая древесина получила наименование реактивной (у хвойных — древесины сжатия, у двудольных — древесины растяжения), потому ,что ее образование вызвано тенденцией ветвей и стволов противодействовать нагрузкам, возникающим при наклонном положении [23]. Реактивная древесина встречается также и в корнях [24].
Исследования, включавшие экспериментальное изменение положения осей растения, обнаружили, что наиболее важными факторами, обусловливающими развитие реактивной древесины, являются гравитационные силы и распределение эндогенных стимуляторов роста [3, 24]. Опыты с ауксинами и антиауксинами показали, что древесина растяжения двудольных формируется там„ где концентрация ауксинов относительно низкая [15]. В противоположность этому древесина сжатия голосеменных образуется в зонах с повышенной концентрацией ауксинов [24]. Для того чтобы успешно противодействовать нагрузкам, возникающим при наклонном положении, дифференцирующиеся клетки реактивной древесины подвергаются в большей мере лигнификации и утолщению оболочки [19].
Реактивная древесина отличается от нормальной и анатомически и химически [7]. Древесина сжатия хвойных обычно более плотная и темная, чем окружающая ткань; ее трахеиды короче, чем трахеиды нормальной древесины. Клеточные стенки на поперечных срезах выглядят более округлыми и отличаются высокой степенью лигнификации отдельных слоев. Внутренний слой в обычной трехслойной вторичной оболочке у таких клеток отсутствует. В древесине растяжения двудольных наблюдается дедукция сосудов по числу и диаметру, а волокна имеют толстый внутренний слой оболочки, характеризующийся высоким коэффициентом преломления— так называемый желатинозный слой, состоящий в основном из целлюлозы. Оболочки таких волокон могут быть двух-или четырехслойными, причем желатинозный слой обычно является наиболее внутренним (гл. 8).
Развитие отдельных типов клеток ксилемы и их распределение внутри ткани также могут быть использованы для анализа влияния конкретных факторов. Упоминавшиеся выше опыты с Fra-xinus [8] показали, что на развитие сосудов особенно влияет введение индолилуксусной кислоты. Увеличение концентрации этого стимулятора приводит к образованию более широких сосудов, но этот эффект снижается, если водный потенциал ослаблен. Авторы указанной работы считают, что неравномерное распределение крупных и мелких сосудов в древесине может быть результатом неравномерного распределения ростовых веществ между ксилем-ными инициалями. Возможно, отдельные клетки или группы клеток обладают повышенными способностями к поглощению метаболитов, в связи с чем концентрация растворов в них повышается и они получают определенные преимущества в конкурентной борьбе за воду. Успешно конкурирующие клетки быстро растут и дифференцируются в членики сосудов.
При изучении на гистологическом уровне влияния развивающихся сосудов на окружающие клетки было обнаружено, что конкуренция играет важную роль в регуляции клеточного развитияи дифференциации. Когда будущий сосудистый элемент начинает растягиваться в зоне материнских клеток камбия, образование новых клеток в одном или нескольких соседних рядах приостанавливается. Деление в этих рядах возобновляется только после того, как сосуд заканчивает растяжение и камбий смещается в наружном направлении. Если образующегося при этом пространства недостаточно для размещения растягивающегося сосуда, он оказывает давление на соседние клетки. Клетки, расположенные между растущими сосудами, часто имеют неправильную форму и в зрелом состоянии именуются дизъюнктивными паренхимными клетками или дизъюнктивными трахеидами в зависимости от окончательной специализации.
Обнаружение определенных связей между наличием ауксинов и воды и дифференциацией сосудов кладет лишь начало анализу факторов, которые вызывают появление глубоких различий среди клеток, происходящих из внешне более или менее идентичных камбиальных предшественников. Интрузивное удлинение волокон (гл. 6), образование идиобластов из клеток, накапливающих специфические эргастические вещества или дифференцирующихся в склереиды, различные типы функциональной специализации паренхимных элементов ксилемы — все это примеры определенным образом запрограммированных направлений клеточного развития, которые нуждаются в объяснении с точки зрения контролирующих факторов.
Вторичная ксилема продуцируется камбием (гл. 10), поэтому на ее развитие влияют все факторы, контролирующие камбиальную активность. Периодичность камбиальной активности, которая в умеренной зоне является главным образом сезонной, отражают кольца прироста древесины. Четкая граница между кольцами образуется вследствие анатомических различий ранней и поздней древесин (гл. 8). Причины этих различий до конца не ясны; большинство исследований, посвященных этому вопросу, выполнено на проростках хвойных [25].
Согласно общепризнанному мнению, в период удлинения стебля и развития листьев наблюдается высокий уровень ауксинов. В это время продуцируются широкие клетки ксилемы, характерные для ранней древесины. Снижение уровня способного к диффузии ауксина в связи с сокращением ростовых процессов в побегах и листьях приводит к формированию узких плоских клеток, свойственных поздней древесине. Однако следует отметить, что ауксин,, стимулирующий вторичный рост, лишь частично образуется в растущих побегах. Дифференцирующиеся проводящие ткани, особенно ксилема, сами служат важным источником ауксина, который поддерживает камбиальную активность после ее запуска растущими побегами. Увеличение толщины оболочки в клетках поздней древесины, причинно не связанное с изменением диаметра клеток, обычно объясняется усилением синтеза полисахарид-ных материалов оболочки за счет фотосинтеза текущего вегетативного периода.
В целом проблема регуляции годичного прироста древесины является очень сложной, поскольку в этом процессе несомненно участвуют несколько типов природных стимуляторов и ингибиторов роста, причем активность стимуляторов находится в зависимости от условий питания и водоснабжения. Многочисленные вариации ширины колец прироста древесины могут быть следствием изменяющихся условий питания, которые в свою очередь зависят от климата. Обнаружение этих связей привело к развитию дендрохронологии, которая исследует закономерности годичного роста у деревьев и использует эту информацию для оценки климатических флуктуации в прошлом и датирования исторических событий
Иногда удается обнаружить связь конкретных факторов с отдельными аспектами ксилемной дифференциации. Например, если удалить верхушку у проростков Xanthiurrij то камбий сохраняет свою активность, но дифференциация волокон во вторичной ксилеме прекращается [21].
Эволюционный ряд типов члеников сосудов во вторичной ксилеме двудольных начинается с длинных трахеид, имеющих лестничную поровость, и сходных с теми, которые обнаружены у некоторых низших двудольных. Эти трахеиды сменяются члениками сосудов, имеющими длинную узкую форму с заостренными концами (фото 29,В). Далее клетки постепенно укорачиваются, расширяются, их концевые стенки становятся все менее наклонными и в конце концов оказываются поперечными (фото 29, Г — Е). В наиболее примитивных из них перфорационная пластинка лестничная с множеством перегородок, напоминающая лестнично расположенные поры, но без поровых мембран. Развитие специализации сопровождается сокращением числа перегородок (фото 29, В), так что в конце концов они исчезают совсем и образуется простая перфорация (фото 29, Г — Е). К регрессивным формам, характерным для этой эволюционной линии, могут быть отнесены перфорационные пластинки сетчатой или другой аномальной структуры; такие пластинки характерны для представителей некоторых специализированных семейств [8].
Характер поровости боковых стенок сосудов также изменялся в ходе эволюции. Межсосудистая поровость, представленная окаймленными лестнично расположенными парами пор (рис. 8.3,Л), постепенно сменялась более мелкими окаймленными парами пор, сначала супротивного расположения (рис. 8.3,Г), затем очередного (рис. 8.3, Е). Пары пор между сосудами и паренхимными клетками изменялись от окаймленных к полуокаймленным и простым.
Трахеиды не исчезли с появлением сосудов, но претерпели ряд филогенетических изменений. Они стали короче, но все же не такими короткими, как членики сосудов, и в характере поровости стенок появились черты, сближающие их с члениками сосудов. Не изменилась существенно лишь их ширина.
В процессе специализации ксилемных волокон усиление механической функции стало возможным благодаря увеличению толщины стенок и сокращению ширины клеток. Одновременно поры изменялись от удлиненных к округлым, окаймление постепенно редуцировалось (рис. 8.3,0,П) ив конце концов совсем исчезло (рис. 8.3, М, Н). Внутренние апертуры пор стали вытянутыми, а затем щелевидными. Таким образом, эволюционная линия идет от трахеид через волокнистые трахеиды к волокнам либриформа.
Более сложные эволюционные изменения претерпела длина волокон. Укорачивание члеников сосудов коррелирует с укорачиванием веретеновидных камбиальных инициалей (гл. 10), из которых образуются осевые клетки ксилемы. Следовательно, в древесине с более короткими члениками сосудов волокна тоже онтогенетически возникают из более коротких инициалей. Другими словами, с развитием специализации ксилемы волокна, казалось бы, должны становиться короче. Однако поскольку в ходе онтогенеза волокна подвержены интрузивному росту, а членики сосудов растут мало или вообще не растут, в зрелой древесине волокна становятся значительно длиннее, чем членики сосудов, и из двух видов волокон более длинными оказываются волокна либриформа. И все же волокна высокоспециализированной древесины обычно короче, чем их первичные предшественники — примитивные трахеиды.
Направления эволюции ксилемы реконструированы в результате сравнительного изучения существующих растений [3]. Существующие ныне сосудистые растения распределяются в широком диапазоне по степени специализации клеток, тканей и органов. Вариации отдельных признаков используются для идентификации древесин (гл. 9).
Оболочки эпидермальных клеток у разных растений, а также в разных частях одного и того же растения сильно различаются по толщине. В том случае, когда эпидерма в целом тонкостенная, наиболее утолщенными являются наружные стенки оболочки. Эпидерма с чрезвычайно утолщенными оболочками свойственна листьям хвойных (гл. 19); эти утолщенные оболочки, которые, вероятно, являются вторичными, почти целиком заполняют просвет клетки и лигнифицируются, В некоторых случаях клеточная оболочка может становиться окремнелой, как у злаков. На антиклинальных и внутренних периклинальных (соседних с мезофиллом) стенках оболочки эпидермальных клеток обычно встречаются первичные поровые поля и плазмодесмы. Как упоминалось в гл. 4, на наружных стенках эпидермальных клеток иногда наблюдаются области с широкими межфибриллярными просветами — тейходы (ранее именовавшиеся эктодесмами).
Важной особенностью эпидермы является наличие в клеточных оболочках жирового вещества — кутина. Это вещество либо инкрустировано в наружной стенке, либо присутствует в виде самостоятельного слоя — кутикулы — на поверхности эпидермы [19]. Процесс пропитывания целлюлозной оболочки кутином носит название кутинизации, а формирование кутикулы — кутикуляриза-ции. Кутикула варьирует по толщине, и на ее развитие большое влияние оказывают условия окружающей среды [5]. Кутикула в виде сплошной пленки покрывает всю надземную часть растения, а в некоторых случаях отмечено ее наличие в абсорбирующей зоне корня и даже на корневых волосках. Кутикула снаружи обычно покрыта восковым налетом, образованным гладкими пластинками или палочками и филаментами, выступающими над поверхностью [11]. Последний вид восковых отложений создает впечатление «опушения», придающего листу серовато-зеленый оттенок. Характер распределения эпикутикулярного воска может быть самым разнообразным, он хорошо выявляется при наблюдениях в сканирующем электронном микроскопе [8]. Кутикула, кутинизи-рованная оболочка под ней и поверхностный воск служат для сокращения потери воды растением. При промышленном изготовлении изюма обработка винограда химикатами, ускоряющими высыхание плодов, вызывает спрессовывание восковых пластиночек и их параллельную ориентацию. Это изменение, по-видимому, облегчает выход воды из плодов в атмосферу [25]. Эпикутикуляр-ный воск обусловливает, кроме того, такое свойство эпидермаль-ной поверхности, как несмачиваемость, препятствуя контакту жидкости с листовой поверхностью [9, 27].
Комплекс кутикулы и кутинизированной оболочки имеет сложную организацию. В состав этого комплекса входят целлюлоза, пектиновые соединения, кутин, воск и некоторые другие инкрустирующие вещества. На рис. 7.4 в качестве примера показано распределение этих компонентов в наружной стенке нижней эпидермы листа груши [23].
Паренхимные клетки сильно варьируют по форме (рис. 5.1), но в типичном случае паренхима основной ткани состоит из клеток, у которых длина немногим больше, чем ширина, или из почти изодиаметрических клеток. Однако паренхимные клетки могут быть и сильно удлиненными или в разной степени лопастными (рис. 5.1, В — Д). Даже если паренхимные клетки почти изодиа-метричны, они не являются шаровидными, а имеют много граней, которыми они соприкасаются с соседними клетками (рис. 5.2). В относительно однородной паренхиме содержатся клетки, у которых число граней в среднем равно четырнадцати. Геометрически правильной 14-сторонней фигурой является многогранник с восемью шестиугольными и шестью четырехугольными гранями (рис. 5.2,Л). Эта идеальная форма редко встречается среди растительных клеток (рис. 5.2,Б) [И]. Обычно они имеют различное число граней даже в такой однородной паренхиме, какая часто обнаруживается в сердцевине стеблей (рис. 5.2,5 — Е) [10]. Изменение среднего числа граней на клетку зависит от таких факторов, как наличие клеток разных размеров в одной и той же ткани, развитие межклетников и изменение формы клеток.
В различных типах паренхимы расположение клеток варьирует. Запасающая паренхима мясистых стеблей и корней богата межклетниками, тогда как эндосперм семян, который обычно является компактной тканью, если и содержит межклетники, то лишь небольших размеров. Сильное развитие межклетников в мезофилле и вообще в хлоренхиме связано с потребностью фотосинтетической ткани в газообмене. Воздухоносные межклетники особенно хорошо развиты у покрытосеменных, произрастающих на заболоченных почвах или в водной среде [8, 15, 16]. Благодаря обилию межклетников такую ткань называют аэренхимой. Считается, что она имеет значение для аэрации растения (гл. 14). Кроме того, такая ткань, очевидно, эффективна и в структурном плане, поскольку она обеспечивает необходимую прочность при минимальном количестве материала [21].
Описанные выше межклетники в различных тканях обычно имеют схизогенное происхождение (гл. 4). Они могут сильно увеличиваться, если контакт между расходящимися клетками нарушается на значительной площади их соприкасающихся поверхностей. Такое расхождение клеток сопровождается разрастанием ткани в целом. В растущей ткани клетки поддерживают ограниченную связь друг с другом с помощью лопастей или «ветвей», образующихся вследствие неравномерного роста клеток (рис. 5.1, В, Д) [8]. У некоторых видов растений клетки не только растут, но даже делятся рядом с межклетниками. При таких делениях новые перегородки закладываются перпендикулярно к клеточным стенкам, ограничивающим межклетники [7].
Пластиды — характерные органеллы эукариотических растительных клеток. Форма и размеры их очень разнообразны. Классифицируются пластиды главным образом по наличию или отсутствию в них тех или иных пигментов. Они часто совмещают в себе признаки нескольких типов пластид, причем один тип может превращаться в другой. К основным типам пластид относятся хлоропласты, хромопласты и лейкопласты. Хлоропласты (фото 5) содержат хлорофилл и участвуют в фотосинтезе. Они встречаются в зеленых частях растения и особенно многочисленны и хорошо развиты в листьях. Хромопласты обычно содержат желтые и оранжевые каротиноидные пигменты. Они находятся в лепестках и других окрашенных частях цветка, в плодах и некоторых корнях. Лейкопласты — непигментированные пластиды — представляют собой нечетко отграниченную категорию пластид. Иногда их отождествляют с пропластидами — молодыми, относительно недифференцированными пластидами, которые встречаются в меристематических клетках. Лейкопластами называют также непигментированные пластиды тканей, скрытых от солнечного света и запасающих или какой-либо один вид растительных продуктов, например крахмал (амилопласты), белки (протеикопласты), жиры (элайопласты), или все эти продукты, но в разных сочетаниях [38]. Крахмал, фитоферритин (железосодержащее соединение) и липиды в форме глобул (пластоглобул) [30] могут находиться в различных пластидах, в том числе в хлоропластах.
Происхождение пластид можно рассматривать с дзух точек зрения—онтогенетической и филогенетической. Широко распространено мнение о том, что пластиды передаются по крайней мере через яйцеклетку от одного поколения клеток к другому [55]. Унаследованные таким образом пластиды делятся и дифференцируются в зависимости от типа клетки, в которую они попадают. Благодаря онтогенетической связи между пластидами молодых и более старых клеток термин «пропластида» имеет лишь теоретическое значение. Стадия пропластиды может быть крайне короткой. Например, развитие хлоропластов из пропластид в молодом побеге происходит так близко к апикальной меристеме, что пластиды продолжают делиться и после того, как по структуре и функции они становятся хлоропластами [43].
Пластиды содержат ДНК и рибосомы и поэтому могут быть генетически автономными. Данные о такой автономности привели к представлению о том, что филогенетически пластиды возникли как свободно живущие прокариоты, которые в дальнейшем попали в примитивные эукариотические клетки и закрепились в клетке-хозяине как постоянные симбиотические элементы [46]. Однако эта точка зрения не является общепринятой [5].
Пластида окружена оболочкой, состоящей из двух элементарных мембран (фото 5) [44]. Внутреннее содержимое пластиды дифференцировано на два основных компонента — мембранную систему и матрикс, или строму, в которую погружена эта система. Мембранная система состоит из уплощенных мешков, называемых тилакоидами [35]. Степень развития тилакоидной системы варьирует © зависимости от типа пластиды. Наименее дифференцированные пропластиды содержат лишь небольшое число тилакоидов или лишены их совсем. В ходе дифференциации про-пластид число тилакоидов увеличивается. Из внутренней мембраны оболочки формируются уплощенные пузырьки, которые выстраиваются в ряды и образуют в конце концов характерную систему.
В хлоропластах высших растений тилакоидная система состоит из гран, представляющих собой пачки дисковидных тилакоидов, и тилакоидов стромы, или фретов,— уплощенных канальцев, пересекающих строму между гранами и связывающих их между собой (рис. 3.3 и фото 6). Смежные тилакоиды в гранах настолько тесно прижаты друг к другу, что их мембраны образуют двойные слои в виде перегородок, разделяющих соседние отсеки, или полости, тилакоидов ([62], рис. 3.3 и фото 6,Л). Длительные исследования организации тилакоидной системы привели к заключению о том, что тилакоиды не являются изолированными единицами, а связаны друг с другом таким образом, что их полости оказываются непрерывными [41]. Мембраны хлоропластов состоят примерно из одинакового количества липида и белка. В тила-коидкых мембранах находится хлорофилл. Внутренние поверхности мембран хлоропластов, обнажаемые при разломе после замораживания препаратов, несут больше частиц на единицу площади, чем любая другая до сих пор исследованная мембранная система (фотоЗ) [7]. Некоторые из этих гранул рассматривались как квантосомы — мембранные субъединицы, которые представляют собой морфологические частицы, участвующие в световых реакциях фотосинтеза. Согласно более поздним исследованиям, квак-тосомная гранула не обязательно является функциональной единицей [41]. Хлоропласты содержат мелкие рибосомы; в них часто обнаруживаются лишенные стромы зоны, в которых находится тонкая сеть нитей ДНК.
Представление о клетках как о структурных единицах выдержало испытание временем. Оно полностью подтверждается современными исследованиями, проведенными на культуре тканей. Их результаты показывают, что отдельные клетки, выделенные из сложного организма, ведут себя как независимые существа. Изолированные клетки растут, делятся и могут производить точные копии родительских организмов. Более того, ультрамикроскопические и биохимические исследования ясно свидетельствуют о принципиальном сходстве клеток, будь то клетки одноклеточных или многоклеточных организмов, клетки растений или животных.
Как органическая единица клетка располагает средствами для изоляции своего содержимого от окружающей среды. Эта изоляция осуществляется мембраной, называемой плазматической мембраной, или плазмалеммой. Растительные клетки (как и некоторые животные клетки) имеют, кроме того, жесткое покрытие — клеточную оболочку, откладываемую снаружи от плазмалеммы. Клетка может освобождать и переносить энергию, необходимую для роста и поддержания метаболических процессов. Клетка организована так, что может сохранять и переносить информацию, в результате чего ее развитие и развитие ее потомства происходят упорядоченным образом. Таким путем поддерживается целостность организма, частью которого являются клетки.
По степени сложности их внутренней организации клетки можно разделить на два основных типа. Клетки первого типа — прокариотические — просты по морфологии и не содержат особых внутриклеточных частиц, предназначенных для выполнения специфических функций. Вещество наследственности — дезокси-рибонуклеиновая кислота (ДНК) — занимает значительную часть прокариотической клетки и не заключено в мембранную оболочку. К организмам, для которых характерны прокариотические клетки, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.
Клетки второго типа — эукариотические, свойственные всем организмам, за исключением бактерий и сине-зеленых водорослей, состоят из нескольких обособленных отсеков (фото 2), выполняющих разные функции. ДНК, ответственная за хранение и передачу информации, локализована в хромосомах, которые заключены в ограниченную мембраной органеллу — ядро. В ядре содержится ядрышко (часто более одного)—тельце, участвующее в переносе информации. Фотосинтез происходит в хлоропластах — особых пластидах, содержащих хлорофилл. Аэробное дыхание осуществляется другой органеллой — митохондрией. Диктиосома связана с секрецией веществ, из которых состоит клеточная оболочка, и других продуктов. Синтез белка является функцией рибосом и мембранной системы, называемой эндоплазматическим ретикулумом (ЭР). Особые органеллы — микротельца—содержат ферменты, необходимые для различных процессов метаболизма.