Особенности клеток прокариот, биология

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 667.

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 667.

Прокариоты или доядерные клетки – первые живые организмы на Земле. Несмотря на примитивное строение прокариотической клетки, бактерии, археи и цианобактерии смогли дожить до наших дней.

Прокариоты состоят из трёх компонентов:

оболочки;
цитоплазмы;
генетического материала.

Оболочку прокариот образуют три слоя:

плазмалемма – тонкая мембрана, покрывающая цитоплазму;
клеточная стенка – жёсткая наружная оболочка, содержащая белок муреин;
капсула – защитная структура, состоящая из полисахаридов или белков.

Капсула (слизистый слой, чехол) – необязательный компонент клетки. Образуется для защиты от неблагоприятных условий, например, высыхания или заморозков. Это дополнительный барьер, способный защитить клетку от вирусов (бактериофагов). У некоторых бактерий капсула служит дополнительным источником запаса веществ.

Рис. 1. Оболочка прокариот.

Цитоплазма прокариот – гелеобразное вещество, содержащее:

неорганические вещества;
белки;
полисахариды;
метаболиты (продукты метаболизма).

Главной особенностью строения прокариотической клетки является отсутствие ядра. Генетическая информация в виде кольцевой ДНК хранится непосредственно в цитоплазме и образует нехарактерную для эукариотов структуру – нуклеоид.
Помимо нуклеоида в цитоплазме прокариот постоянно находятся:

рибосомы – структуры, состоящие из двух субъединиц, которые осуществляют биосинтез белка;
мезосома – складка плазмалеммы, осуществляющая репликацию ДНК и клеточное дыхание (аналог митохондрии);
органеллы движения – длинные жгутики, состоящие из белка флагеллина, и короткие пили, образованные белком пилином.

В цитоплазме помимо органелл могут находиться запасы веществ – включения:

гликоген;
крахмал;
волютин (метахроматин) – гранулы полифосфорной кислоты;
жировые капли;
сера.

Плазмиды – непостоянные структуры прокариот. Состоят из небольших отдельных молекул ДНК, которыми бактерии могут обмениваться в ходе горизонтального переноса генов.

Рис. 2. Органоиды доядерной клетки.

Прокариоты размножаются прямым или бинарным делением – амитозом. К этому процессу клетка никак не подготавливается. Деление начинается с удвоения кольцевой ДНК на мезосоме без образования хромосом.
Процесс условно можно разделить на две стадии:

кариокинез – репликация и расхождение ДНК;
цитокинез – разделение путём перетяжки всего содержимого клетки.

Каждой дочерней клетке достаётся по одному кольцу ДНК. Однако остальные структуры распределяются неравномерно.

Рис. 3. Деление бактерии.

ДНК бактерий, составляющая нуклеоид, может включать несколько миллионов нуклеотидов. Однако бактерии быстро приспосабливаются к неблагоприятным условиям благодаря постоянному обмену генами, находящимися в коротких ДНК плазмид.

Из урока 10 класса узнали о строении и функциональном назначении органелл прокариотической клетки. К прокариотам относятся бактерии, цианобактерии и археи.

Они не имеют ядра, генетическая информация располагается непосредственно в цитоплазме в виде спутанной структуры – нуклеоида. Помимо одной кольцевой ДНК в клетках могут находиться небольшие молекулы ДНК в виде плазмид.

Прокариоты размножаются посредством амитоза и способны обмениваться генами.

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 667.

А какая ваша оценка?

Гость завершил

Тест «Биография Горького»с результатом 4/9

Гость завершил

Тест «Гамлет»с результатом 11/15

Гость завершил

Тест «Недоросль»с результатом 10/18

Гость завершил

Тест «Обломов»с результатом 15/19

Гость завершил

Тест «Гроза»с результатом 15/19

Гость завершил

Тест на тему “Типы речи”с результатом 3/5

Не подошло? Напиши в х, чего не хватает!

Прокариоты и эукариоты – сравнение и особенности строения клеток

Прокариоты и эукариоты образуют надцарства в системе классификации живых организмов. Они составляют таксоны более низкого ранга – царства. Прокариоты создают царство бактерий, одноклеточных организмов. Эукариоты образуют 3 царства: грибы, растения и животные. Эти группы включают многоклеточные и одноклеточные организмы.

Прокариоты и эукариоты – основные понятия

Прокариоты – это доядерные одноклеточные организмы.

Именно они стояли у истоков эволюции, дали впоследствии ядерные организмы. Это бактерии.

Эукариоты – это ядерные клетки.

Они образуют живые организмы, состоящие из одной или множества клеток. Структура, содержащая ядро, дала все многообразие жизни.

Строение прокариотической клетки

Прокариоты устроены довольно просто. Размеры их очень малы – от 1 до 15 мкм. Следует отметить, что 1 мкм равен 0,001 мм. Отсюда становится понятным, насколько малы прокариоты.

Бактерии имеют разную форму:

кокки – шаровидные клетки;
бациллы – вытянутые палочки;
спириллы – извитые;
вибрионы – изогнутые.

В зависимости от того, к какой группе относятся бактерии, они могут существовать по отдельности, или образовывать скопления. Например, стрептококки образуют цепь из нескольких кокков. Стафилококки образуют скопление, которое напоминает гроздь винограда.

Характерная особенность прокариот – отсутствие оформленного ядра. Также отсутствуют мембранные органоиды.

Генетический материал находится в одной хромосоме. В её состав входит одна ДНК, которая не соединяется с белками. Кольцевая ДНК размещена прямо в цитоплазме.

Цитоплазма заполняет внутреннее пространство. Все немногочисленные органоиды находятся в ней.

Ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность, распределены во внутреннем пространстве, или находятся на внутренней стенке мембраны.

Внутри клетки откладываются запасные вещества: жиры, полисахариды, полифосфаты. Они могут расходоваться клеткой по мере необходимости.

Снаружи бактерия покрыта цитоплазматической мембраной. Сверху расположена клеточная стенка, состоящая из муреина. Это смесь полисахаридов и белковых молекул. Клеточная стенка прикрыта слизистой капсулой.

Цитоплазматическая мембрана образует впячивания – мезосомы. Они выполняют функции недостающих органоидов.

Бактерия может иметь жгутики и пили – органоиды движения в жидкой среде.

Плюсы и минусы прокариот

Прокариоты играют и положительную и отрицательную роль. В качестве примера негативного влияния, можно отметить заболевания, возбудителем которых являются бактерии: туберкулёз, холера, тиф и другие.

Характеризуя положительное значение бактерий, можно отметить:

приготовление кисломолочной продукции с помощью бродильных прокариот;
бактерии-симбионты, обитающие в других организмах, приносящие пользу;
бактерии-разрушители органического опада и другие.

Строение эукариот

Эукариотическая клетка, образуя одноклеточный организм, существует самостоятельно. Также она может с другими клетками образовывать многоклеточные организмы.

В соответствии с организмом, образованным клеткой, существуют некоторые различия в её строении. Эти различия не так велики. Больше можно отметить черт сходства.

Эукариотическая клетка покрыта цитоплазматической мембраной. Она имеет многочисленные поры, образует складки, впячивания и выпячивания, что позволяет осуществлять поступление веществ с помощью пиноцитоза и фагоцитоза.

Пиноцитоз – это поступление капель жидкости. Фагоцитоз – это поступление твёрдых частичек через мембрану.

Растительная клетка имеет ещё прочную целлюлозную оболочку.

Ядерная клетка имеет множество мембранных органоидов:

Прежде всего, это оформленное ядро. Оно хранит и воспроизводит наследственную информацию. Также ядро регулирует жизнедеятельность клетки.
Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой – это среда, в которой идут все реакции и процессы. По цитоплазме перемещаются органоиды и вещества.
Эндоплазматическая сеть. Она бывает шероховатой, на ней идёт биосинтез белка. Жиры и углеводы синтезируются на гладкой сети.
Аппарат Гольджи – это совокупность уплощённых полостей, мешочков, цистерн. В нём упаковываются и хранятся вещества, которые клетка синтезирует.
Рибосомы – участвуют в образовании белка.
Митохондрии – накапливают энергию в виде АТФ.
Пластиды – есть только в клетках растений. Они обеспечивают процесс фотосинтеза, окраску цветов и плодов, а также способствуют накоплению органических веществ.
Вакуоли – присутствуют, как правило, в растительной клетке. Содержат клеточный сок, обеспечивает тургор клетки.
Лизосомы – отвечают за внутриклеточное пищеварение.
Клеточный центр или центриоли – присутствуют в клетке животных. Органоид принимает участие в делении клетки.
Цитоскелет – микротрубочки из белковых волокон. Они связаны с цитоплазматической мембраной, поддерживают определённую форму клетки.

Митохондрии и хлоропласты – это органоиды, состоящие из двух мембран. Поверхностная мембрана гладкая, внутренняя – формирует многочисленные выросты. Эти два органоида содержат свою ДНК.

Сходства и отличие прокариот и эукариот

Для прокариотов и эукариот характерны черты сходства и различия.

Их сравнение представлено в таблице.

Признаки сравнения	Прокариоты	Эукариоты
Наличие ядра	Нет. Есть ДНК, расположенная в цитоплазме. Цитоплазма с ДНК носит название нуклеоид.	Присутствует оформленное ядро.
Наличие мембранных органоидов	Нет	Есть
Размножение	Отсутствует митоз и мейоз. Клетка делится просто надвое.	Митоз / мейоз
Питание	Гетеротрофное (организмы не могут образовывать органические молекулы), автотрофное (организмы могут образовывать органические вещества).	Автотрофное (растения), гетеротрофное (животные).
Рибосомы	Присутствуют, мелкие.	Присутствуют, более крупные.
Клеточная стенка	Есть	Есть только у растительной клетки.
Цитоплазма	Есть	Есть

Строение прокариотической и эукариотической клеток представлено в виде схем на рисунке. Подписи помогают иметь наглядное представление о разнице в строении клеток.

Заключение

Значение клеток ядерных и неядерных организмов очень велико. С одноклеточных организмов начиналась эволюция. В настоящее время прокариоты и эукариотические организмы образуют все многообразие органического мира. Живые организмы участвуют в биологическом круговороте веществ. Имеют большое значение в жизнедеятельности человека.

Биология ЕГЭ. Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты + конспект (шпора)

Приветствую, в прошлой статье мы с вами разобрали историю того, как человечество выяснило, что все живые организмы состоят из клеток, а также познакомились с основными постулатами современной клеточной теории.

Но какие бывают клетки? Чем они друг от друга отличаются, ведь если все живые организмы состоят из клеток, то откуда возникают различия в их строении и свойствах? Почему животные не могут питаться солнечным светом и наоборот? Сегодня мы ответим на эти казалось простые вопросы, заглянем внутрь клеток и разберём их на “составные части“. Строение животной клетки (с) 3d модельСтроение животной клетки (с) 3d модель

Какие бывают клетки?

На нашей планете существует 4 царства живых организмов, все их вы знаете с детства, но для удобства я повторю: животные, грибы, растения, бактерии. Некоторые могут вспомнить ещё вирусы, но они не имеют клеточного строения, а проникают в живые клетки и живут на “всём готовом“.

Отличия и сходства растительной, животной и грибной клетки (с) картинка из интернетаОтличия и сходства растительной, животной и грибной клетки (с) картинка из интернета

Так вот, у каждого из этих царств клетки имеют свои уникальные особенности. У животных клетка не имеет клеточной стенки, поэтому они такие активные и подвижные.

У растений в клетках имеются специальные “органы“, которые содержат хлорофилл, что даёт им возможность образовывать глюкозу на свету и таким образом питаться.

Грибы это нечто среднее между растениями и животными, у них есть клеточная стенка, но нет хлорофилла, поэтому они вынуждены питаться готовыми питательными веществами из почвы.

Основные отличия грибной, растительной и животной клетки (с) Основные отличия грибной, растительной и животной клетки (с)

Более подробно про органы клетки (органеллы) прочитаете в конспекте в конце статьи, а мы продолжим. Самые внимательные читатели наверняка спросят: “А почему вы не рассказали про бактерии?” и действительно далее нужно пояснить один очень тонкий, но важный для понимания всей биологии момент.

Прокариоты и Эукариоты

Клетки бактерий существенно отличаются клеток животных, растений или грибов. Во первых они меньше по размеру, во вторых у них практически нет органоидов и в третьих у них нет ядра. “Как так?” – спросите вы. Однако они спокойно обходятся и прекрасно существуют уже более 4 млрд лет.

Однако генетическую информацию хранить всё-таки надо, поэтому у них есть нуклеоид (ядро на минималках), который представляет собой плотное скопление замкнутой в кольцо ДНК.

Строение эукариот и прокариот (с) картинка из интернета Строение эукариот и прокариот (с) картинка из интернета

По этому признаку всех бактерий и окрестили сложным словом “Прокариоты” (тип нет ядра), а клетки животных, растений и грибов стали называть “Эукариотами“.

Таблица. Сравнение клеток прокариот и эукариот (с) Таблица. Сравнение клеток прокариот и эукариот (с)

Особенности строения клеток всех царств необходимо запомнить, поскольку в ЕГЭ встречаются задания, где нужно как выбрать правильные утверждения, так и дать развернутый ответ основываясь на этих особенностях. Чтобы тебе было удобнее я сделал конспект, можешь скачать его по ссылке с Яндекс Диска.

Конспект по биологии ЕГЭ. Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Конспект по биологии ЕГЭ. Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Не забудь поставить лайк и подписаться, это поддерживает мою веру в то, что я не просто так это всё делаю. Удачи и успехов.

Открытый урок по биологии "Особенности прокариотических и эукариотических клеток"

МБОУ СОШ С. ТОРГАЛЫГ УЛУГ-ХЕМСКОГО КОЖУУНА
КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО УРОКА БИОЛОГИИ
«ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ КЛЕТОК ЭУКАРИОТ И ПРОКАРИОТ»
В 9 КЛАССЕ

Разработала: Монгуш А. И. – учитель биологии

Торгалыг – 2017

Тема: Особенности строении клеток эукариот и прокариот

Дата проведения: 20.11.17г

Цели урока:

1.Познакомить обучающихся особенностями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток.

2.В сравнительном плане создать представления о двух уровнях клеточной организации: прокариотоическом и эукариотическом

3.Продолжить работу с применением информационных технологий на уроке.

Задачи урока

Обучающие: расширить кругозор знаний учащихся о типах строения клеток, сформировать и закрепить знания об основных органоидах , выработать умения находить органоиды на таблицах. Обосновывать «вездесущность» бактерий.

Развивающие: продолжить развитие учебно-интеллектуальных умений (выделять главное и существенное, устанавливать причинно-следственные связи), формировать умения системного анализа при обсуждении поставленной проблемы.
Воспитывающая: способствовать развитию коммуникативных и аналитических способностей, ответственности за коллективных труд; формировать познавательный интерес к предмету.
Тип урока – комбинированный.
Вид урока – изучение нового материала с применением компьютера; словесно-наглядного, проблемного, частично поискового и проектного методов.
Оборудование: компьютер, раздаточный материал – таблицы.
План урока
1)Организационный момент
2) Актуализация знаний обучающихся.
3)Изучение нового материала.
4)Закрепление изученного материала.
5)Д/з
6) Подведение итогов.
1)Организационный момент

(СЛАЙД 1) Здравствуйте, ребята! Садитесь. Как вы уже заметили, сегодня у нас с вами необычный урок: на уроке присутствуют гости. Давайте с вами будем радушными хозяевами и покажем нашим гостям, чему же мы успели с вами научиться.

На протяжении нескольких уроков, мы расширяли свои знания о строении эукариотической клетки.
После урока все сдаем тетради, на проверку письменной домашней работы.
Сейчас мы проверим наши знания о строении эукариотической клетки.
(СЛАЙД 2) Установите соответствие между названием органоида и выполняемыми функциями.

Молодцы, ребята! Таким образом, мы повторили строение эукариотической клетки.

Как вам уже известно, клетка служит основой строения всех живых организмов: микроорганизмов, грибов, растений и животных. Клетка – это элементарная единица организма.

(СЛАЙД 3) Сообщение темы и целей урока.

Итак, открываем тетради, записываем число (20.11.17г) и тему урока «Особенности строения клеток эукариот и прокариот».

(СЛАЙД 4) Сегодня на уроке мы познакомимся со строением прокариот, установить разницу в строении прокариот и эукариот.

2) Актуализация знаний обучающихся.

Учитель. На нашей планете обитает великое множество самых различных организмов, и все это разнообразие может быть отнесено либо эукариотам, либо к прокариотам.

(СЛАЙД 5) Вопрос к классу. Мы видим разные клетки, не очень похожие друг на друга. Почему же они, несмотря на такую несхожесть, относятся к эукариотам? ( Имеют оформленное ядро).

3. Изучение нового материала.

А сейчас будем говорить об особенностях строения клеток прокариот.

(СЛАЙД 6) Прокариоты – организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. Все они объединены в царство Бактерии. Всего к этому царству относят около 3000 видов организмов.

(СЛАЙД 6) Каковы отличительные признаки прокариотической клетки? Чтобы ответить на этот вопрос, изучим прокариотическую клетку на примере строения бактериальной клетки.

-Прокариоты обычно очень малы: их размеры не превышают 10 мкм.
-У них нет ядерной оболочки, единственная хромосома имеет кольцевидную форму и находится непосредственно в цитоплазме клетки.
-Клетка окружена мембраной, поверх которой у большинства прокариот выделяется защитная клеточная стенка, фиксирующая форму клетки и придающая ей прочность.

-Внутри прокариотической клетки отсутствуют органоиды, окруженные мембранами, т.е нет пластид, митохондрий, ЭПС, аппарата Гольджи.

-Рибосомы мелкие. Прокариоты передвигаются пассивно, с помощью водных или воздушных течений. Только некоторые из них имеют органеллы движения – жгутики и реснички.

(СЛАЙД 8) По способу дыхания прокариоты делятся на аэробов и анаэробов. Первым для дыхания нужен кислород, для вторых кислород бесполезен или даже ядовит.

С другой стороны многие прокариоты способны захватывать и использовать для своих нужд азот воздуха, чего не могут эукариотические организмы.

(СЛАЙД 9) Разнообразие прокариотов.

Прокариоты чаще размножаются бесполым путем, а именно делением клетки надвое. Давайте, посмотрим видео.

Вы заметили, что бактерии не боятся ни жары, ни холода, ни высыхания? От чего же это зависит? Ответа найдем в учебнике.

Работа с учебника стр.___ и рис. «Спорообразование у бактерий».

Многие прокариоты, например бактерии, в неблагоприятных условиях образуют споры.
-При этом содержимое бактериальной клетки сжимается;
-и вокруг него выделяется плотная оболочка;
-после этого прежняя бактериальная клетка разрушается;
-спора выходит наружу.
В таком состоянии споры бактерии могут десятилетиями находиться в глубоком вакууме, переносить температуру от –240 °С до +100 °С.
Запись термина Спора в тетрадь
(СЛАЙД 11) Какой вывод мы можем сделать из этих данных?
Для того чтобы уберечься от всех видов микроорганизмов, которые были обнаружены на предметах общественного пользования в ходе исследования, достаточно регулярно мыть руки с мылом.
-А какие мероприятия по уничтожению бактерий проводятся у нас в школе?
(искусственное облучение ультрафиолетовыми лучами)
Атак же, не надо забывать, что убийственным фактором для спор и бактерий являются прямые солнечные лучи.
По первому вопросу у нас все, переходим на второй вопрос.
(СЛАЙДЫ 12) Итак, в чем сходства и различия в строении прокариот и эукариот?

(СЛАЙД 13) Данные сравнения вносятся в таблицы. На это задание дается 5 мин.

4. Закрепление изученного материала.

(СЛАЙД 14) – 1 ряд. Вам нужно выбрать 1 правильный ответ.

(СЛАЙД 15) – 2 ряд.
(СЛАЙД 16) – 3 ряд.
(СЛАЙД 17) – вместе.
(СЛАЙД 18) – вместе.

(СЛАЙД 19) 5. Домашнее задание.Открываем дневники, записываем д/з на выбор.

Кому какие оценки поставим?
(СЛАЙД 20) 6. Подведение итогов:
Я считаю, что мы достигли цель урока:
Мы расширили свои знания о прокариотах.
Сравнили строение прокариот и эукариот.
И еще раз получили ценные доказательства, и напоминания об обязательном соблюдении правил личной гигиены.

Особенности строения и процессов жизнедеятельности прокариот

Размеры . Прокариоты – это маленькие клеточные организмы. По размеру прокарио- ческие клетки, как правило, в 10 раз меньше, чем клетки эукариот. Средние размеры этих существ составляют от 0,1 до 10 мкм.

Однако среди микроорганизмов есть свои бактерии “гиганты”, например, спирохеты могут иметь длину 500 мкм и быть видимыми невооруженным глазом. Наименьшими свободноживущими бактериями является микоплазмы (только 0,12-0,15 мкм), которые примерно равны по размеру к крупнейшим вирусов.

Мелкий размер важен для прокариот, так как ускоряет транспортировку питательных веществ и выделение продуктов обмена через поверхность клетки.

Форма . Прокариоты отличаются простотой формы и всю их разнообразие по этому признаку можно свести к нескольким группам: шаровидные, палочковидные, извилистые и нитчатые. Шаровидные прокариоты – коки – бывают сферические, эллипсовидные, бобоподибни и ланцетовидные.

По характеру разделения, размещением и свойствами клеток делятся на микрококки (одиночные клетки), диплококки (пара клеток), стрептококки (цепочки клеток), Тетракок (четыре клетки), сарцины (пакеты по 8-16 и более клеток), стафилококки (скопление клеток в виде виноградной грозди).

Палочковидные прокариоты принято делить на бациллы (палочковидные с эндоспоры в центре клетки) и клостридии (палочковидные с эндоспоры на конце клетки).

К извилистых прокариот принадлежат вибрионы (в виде запятой), спириллы (в виде спирали в 2-3 оборота) и спирохеты (в виде спирали больше чем в 3 оборота). Нитчатыми есть прокариоты в виде нитей из многих клеток, соединенных с помощью слизи, чехлов, плазмодесмам тому подобное.

Они могут плавать в воде или быть прикрепленными к субстрату. Вся эта разнообразие форм бактерий определяется структурой их клеточной стенки и цитоскелета.

Эти формы важны для функционирования бактерий, поскольку они могут влиять на способность бактерий получать питательные вещества, прикрепляться к поверхностям, двигаться и спасаться от хищников. Итак, подавляющее большинство прокариот являются микроскопическими и по сравнению с разнообразием форм, существует в мире макроорганизмов, морфологические типы прокариотических организмов достаточно ограничены.

Строение . Прокариотические клетки состоят из следующих основных частей, как поверхностный аппарат, цитоплазма и нуклеоид.

Внешне клетки расположена клеточная стенка, которая обеспечивает ее структурную целостность и защиту от внутреннего давления, вызванного намного выше концентрациями белков и других молекул внутри клетки, по сравнению с окружающими.

Прокариотическая клеточная стенка отличается от стенки всех других организмов наличием муреин, который относительно пористый и не противодействует проникновению малых молекул. У бактерий выделяют два основных типа бактериальных клеточных стенок.

Клеточная стенка грам- положительных бактерий характеризуется наличием очень толстого слоя муреин, который отвечает за содержание красителя при окраске по методу Грама. В отличие от грамположительных бактерий, грамотрицательные

Основные формы бактерий: А – монококи; Б – дипломы и Тетракок; В – сарцины; Г – стрептококки; Д – стафилококки; Е, Е – палочковидные бактерии; Ж – вибрионы; С – спириллы; И – спирохеты

бактерии содержат очень тонкий слой муреин, отвечающий за неспособность клеточных стенок содержать краситель. В дополнение к слою муреин, грам-отрицательные бактерии имеют вторую, так называемую внешнюю мембрану, находящегося снаружи от клеточной стенки.

Среди прокариот обнаружены и такие виды, клеточная стенка которых отличается от грамположительных и грамотрицательных типов. Например, оболочка архей может состоять только из белка, или по особым пептидогликанов, или кислого Гетерополисахариды.

Во многих прокариот клеточная оболочка снаружи окружена слоем слизистой вещества, получивший название капсулы. Она защищает клетки от высыхания, механических повреждений, препятствует проникновению вирусов, обеспечивает связь между соседними клетками в колониях и т.

К структурам поверхностного аппарата прокариотической клетки принадлежат ворсинки и жгутики. Ворсинки – это небольшие полые вырасти клетки, которые обеспечивают ее прикрепления к различным организмов и субстрата. их еще называют пили, или фимбрии.

На поверхности тела многих прокариот есть специальные выросты, называемые жгутиками. Это органеллы движения в жидкой среде. Число жгутиков, размеры и размещение их для определенных видов прокариот являются постоянными признаками и поэтому имеют важное таксономическое значение.

Обязательным компонентом поверхностного аппарата прокариотической клетки является цитоплазматическая мембрана. По химическому составу мембрана является белково-липидной. В мембранах многих прокариот обнаружены специфические жирные кислоты, которых нет в мембранах эукариот.

Цитоплазматическая мембрана является основным барьером на границе с внешней средой, она осуществляет транспортную, рецепторную и другие функции.

У прокариот, источником энергии для которых процессы дыхания или фотосинтеза, внутри клетки формируются внутриклеточные выпячивание мембраны с упорядоченным расположением ферментов и фотосинтезирующих пигментов.

Они получили название мезосом то фотосинтетических мембран.

В цитоплазме прокариотических клеток есть такие структурные элементы, как рибосомы, цитоскелет, магнетосомы, плазмиды, включение и другие. Рибосомы – это немебранни органеллы, которые являются местом синтеза белков в клетке.

Цитоскелет выполняет много функций, в основном отвечая за форму клетки и за внутриклеточное транспортировки. Одним из основных отличий клетки бактерий от клетки эукариот является отсутствие ядерной мембраны.

Поэтому ядерный аппарат, который принято называть нуклеоидом, содержится в цитоплазме и состоит из кольцеобразной молекулы ДНК.

Нуклеоидом у прокариот еще называют бактериальной хромосомой и с ней связаны сохранения, передачи и реализация их наследственной информации. В клетках многих прокариот рядом

Схематическое строение обобщенной прокариотической клетки: 1 – клеточная стенка; 2 – цитоплазматическая мембрана; 3 – слизистая капсула; 4 – фимбрии; 5 – цитоплазма; 6 – нуклеоид; 7 – включения; 8 – цитоскелет; 9 – жгутик; 10 – плазмиды; 11 – эндоспоры; 12 – рибосомы; 13 – фотосинтетическое мембраны; 14 – газовые вакуоли; 15 – мезосомы.

с этой хромосомой содержатся и внехромосомные кольцевые молекулы ДНК, получивших название плазмид. Они обусловливают некоторые наследственные свойства бактерий, например, способность к конъюгации, устойчивость к антибиотикам и тому подобное. В цитоплазме прокариот разных видов содержатся также включение, которые функционируют как структуры.

К ним относятся хлоросомы с бактериохлорофилл в зеленых бактерий, фикобилисомы с пигментами в цианобактерий, магнитосомы в магнетотаксичних бактерий для ориентирования вдоль линий магнитного поля Земли, газовые вакуоли (аеросомы) для плавучести во многих плавающих прокариот и др.

К включений, которые выполняют роль запасных веществ, относятся гликоген, крахмал, гранулезы, волютин, жиры и др.

Жизнедеятельность . Прокариотические микроорганизмы по структуре и функциям являются сложными саморегулируемыми системами. В процессе жизни микроорганизмы, в зависимости от тех субстратов, в которые они попадают, производят адаптивные ферменты.

Благодаря этому они могут быстро приспосабливаться к разным условиям.

Основные процессы обмена веществ у бактерий (питание, дыхание и выделение) имеют упрощенный характер, поступление питательных веществ, а также удаление продуктов жизнедеятельности, осуществляется просто через клеточную оболочку.

Питание. Для прокариот характерно чрезвычайное разнообразие в типах и способах питания. По современной классификации типы питания прокариот различают в зависимости от источника углерода и энергии. По источнику углерода все микроорганизмы можно разделить на две группы: автотрофы и гетеротрофы.

Многие микроорганизмов является миксотрофов, то есть они способны переходить от одного типа питания к другому.

Подавляющее большинство прокариот является гетеротрофами, которые могут добывать органические соединения из отмерших остатков ( сапротрофы ), живых организмов ( паразитотрофы ) и получают благодаря сосуществованию ( симбиотрофы ).

По способу использования различных источников энергии среди микробов выделяются следующие группы: а) фототрофы, которые используют солнечный свет как источник энергии; б) хемотрофы, источником энергии для которых являются различные неорганические и органические соединения.

Типы питания прокариот

Атотрофы (для синтеза собственных органических соединений используют Карбон СО 2 )	Гетеротрофы (для синтеза собственных органических соединений используют Карбон готовых органических соединений)
Фотоавтотрофы (и солнечную энергию)	Хемоавтотрофы (и химическую j энергию окисления неорганических соединений)	Фотогетеротро- и фн (и солнечную энергию)	Хемогетеротрофы (и химическую энергию окисления органических соединений
Зеленые и пурпурные сиркобактерии, цианобактерии	Железобактериями, сиркобактерии, нитрифицирующие бактерии, водородные бактерии	Пурпурные несерные бактерии	Салротрофни, паразитотрофни, симбиотрофни бактерии

Принципиальным отличием между фотосинтезом зеленых растений и бактериальным фотосинтезом, который наблюдается в зеленых и пурпурных серобактерий, является то, что последний происходит с участием бактериохлорофилл в анаэробных условиях, кислород не выделяется, как источник водорода эти бактерии используют не воду, а сероводород или другие соединения. кислородный фотосинтез с выделением кислорода осуществляется цианобактериями, которые для этого должны хлорофиллы и фикобилины. У прокариот может быть и третий тип фотосинтеза, который обнаружен в экстремальных галофильных архебактерий. Это бесхлорофильные фотосинтез, осуществляемый с участием бактериородопсином.

Дыхания. Одновременно с процессами питания у прокариот происходят процессы дыхания, суть которых заключается в окислении сложных органических соединений до простых с одновременным выделением энергии. По типу дыхания прокариоты делятся на аэробных и анаэробных.

Аэробы – это организмы, которые для дыхания используют молекулярный кислород атмосферы, а организмы, которые могут жить без доступа атмосферного кислорода, является анаэробами. Большинство прокариот является аэробами, но есть и многочисленная группа, которая получает энергию, необходимую для жизни, благодаря процессам брожения.

По химической природе продуктов брожения подразделяют на молочнокислое (молочнокислые бактерии родов Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium), маслянокислое (бактерии рода Clostridium), пропионовокислое (род Propionibacterium), уксуснокислое (уксуснокислые бактерии рода Acetobacter), метановое (метановые бактерии рода Desulfovibrio, Methanobacterium) и др.

Движение. Существуют два типа подвижных прокариот: ползающие и плавающие. Многие бактерии (спириллы, холерный вибрион) способны к самостоятельному передвижению с помощью органелл движения, которыми являются жгутики простого строения. Количество жгутиков бывает разная (от одного до многих). Такие прокариоты будут плавающими.

Некоторые планктонные бактерии содержат газовые вакуоли – немембранные органеллы, содержащие некоторое количество газа. За счет регулирования их относительного объема водные бактерии могут выполнять вертикальные миграции.

Ползающие прокариоты (цианобактерии, сиркобактерии) могут передвигаться по твердому субстрату при помощи белковых фибрилл, которые содержатся в клеточной оболочке. Все механизмы передвижения на поверхностях называются вместе бактериальным скольжением. Они включают использование ворсинок и другие, еще неизвестные механизмы.

Подвижные бактерии могут приваблюватися или отталкиваться определенными стимулами; такое поведение называется таксисом – например, хемотаксис, фототаксис, механотаксис, магнетотаксис и др.

Размножения. Чаще всего прокариоты размножаются бесполым делением клетки пополам ( бинарный разделение ) : с помощью перегородки и перешнуровуванням.

В некоторых одноклеточных цианобактерий обнаружены множественный разделение с образованием большого количества мелких клеток, фрагментацию за счет особых клеток – гетероцист.

Некоторые бактерии, хотя тоже размножаются бесполым, формируют более сложные воспроизводящие структуры, облегчающие распространение новых дочерних клеток. Например, образование плодовых тел миксобактерии, создание воздушных гиф представителями рода Streptomyces и почкования.

Почкования означает формирование выступления, которое позже отделяется, формируя отдельную клетку. Прокариоты свойственен высокий темп размножения. При благоприятных условиях время генерации (время, в течение которого происходит деление клетки) для многих видов колеблется в пределах от 15 до 30 мин.

Спорообразования. Бактериальные споры – это клетки с пониженным метаболизмом, окруженные многослойной оболочкой, устойчивые к воздействиям, вызывающим гибель обычных клеток. Спорообразования служит как для переживания неблагоприятных условий, так и для расселения бактерий.

Попав в соответствующую среду, спора прорастает, превращаясь в вегетативную (что делится) клетку. В большинстве случаев спорообразования у прокариот вызывается недостатком питательных веществ, накоплением в среде вредных продуктов обмена, неблагоприятной температурой, изменением pH и тому подобное.

У представителей многих палочковидных бактерий (бациллы, клостридии) внутри клеток образуются округлые или эллиптические эндоспоры. Они имеют центральную часть с ДНК, прекратила жизнедеятельность и не делится, цитоплазму с определенными органеллами, и очень плотную многослойную оболочку.

Эндоспоры не проявляют никакого метаболизма и могут выдерживать высокие уровни ультрафиолетового излучения, гамма-излучения, дезинфицирующих средств, нагрев, давления и высушивания.

В таком неактивном состоянии прокариоты в некоторых случаях могут оставаться жизнеспособными в течение миллионов лет и выживать даже в космическом пространстве.

Эндоспоры могут вызвать заболевания, например, сибирскую язву может вызвать вдыхание эндоспор Bacillus anthracis. В каждой клетке может образовываться только одна такая спора, а потому спорообразования рассматривается не как способ размножения, а как защитное приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях среды.

Споры различных видов различаются по форме, размерам, характеру поверхности, расположением в клетке. Кроме эндоспор, прокариоты имеют свойство образовывать другие формы клеточных структур. Экзоспоры могут образовывать актиномицеты, цисты образуют миксобактерии, спирохеты и др.

Они устойчивы к высушиванию и других вредностей, но в меньшей степени, чем эндоспоры.

Обмен наследственной информацией.

Некоторым бактериям свойственны половые процессы, за которых не мейоза и не образуются гаметы, нет слияния клеток с образованием диплоидной зиготы, но происходит видоизменение наследственной информации.

Это процесс генетической рекомбинации, суть которого заключается в том, что из клетки-донора в клетку-реципиент переносится часть генетического материала. Известно три типа таких процессов:

■ конъюгация (видоизменение наследственной информации за счет переноса небольших участков ДНК через цитоплазматические мостики)
■ трансдукция (видоизменение наследственной информации за счет активного переноса вирусами небольших участков ДНК);
■ трансформация (видоизменение наследственной информации за счет активного поглощения клеткой небольших участков ДНК).
Итак, упрощенные процессы обмена веществ, различные типы и способы питания, быстрое размножение и рост, способность образовывать споры и генетическая рекомбинация обусловливают сохранение и существование прокариот в природе.