Бактериальную клетку от окружающей среды отделяет. Настоящие бактерии. Архебактерии. Оксифотобактерии. клетка и органоиды

Обязательными органоидами являются : ядерный аппарат, цитоплазма, цитоплазматическая мембрана.

Необязательными (второстепенными) структурными элементами являются : клеточная стенка, капсула, споры, пили, жгутики.

1.В центре бактериальной клетки находится нуклеоид - ядерное образование, представленное чаще всего одной хромосомой кольцевидной формы. Состоит из двухцепочечной нити ДНК. Нуклеоид не отделен от цитоплазмы ядерной мембраной.

2.Цитоплазма - сложная коллоидная система, содержащая различные включения метаболического происхождения (зерна волютина, гликогена, гранулезы и др.), рибосомы и другие элементы белоксинтезирующей системы, плазмиды (вненуклеоидное ДНК), мезосомы (образуются в результате инвагинации цитоплазматической мембраны в цитоплазму, участвуют в энергетическом обмене, спорообразовании, формировании межклеточной перегородки при делении).

3.Цитоплазматическая мембрана ограничивает с наружной стороны цитоплазму, имеет трехслойное строение и выполняет ряд важнейших функций- барьерную (создает и поддерживает осмотическое давление), энергетическую (содержит многие ферментные системы- дыхательные, окислительно- восстановительные, осуществляет перенос электронов), транспортную (перенос различных веществ в клетку и из клетки).

4.Клеточная стенка - присуща большинству бактерий (кроме микоплазм, ахолеплазм и некоторых других не имеющих истинной клеточной стенки микроорганизмов). Она обладает рядом функций, прежде всего обеспечивает механическую защиту и постоянную форму клеток, с ее наличием в значительной степени связаны антигенные свойства бактерий. В составе - два основных слоя, из которых наружный- более пластичный, внутренний- ригидный.

Основное химическое соединение клеточной стенки, которое специфично только для бактерий- пептидогликан (муреиновые кислоты). От структуры и химического состава клеточной стенки бактерий зависит важный для систематики признак бактерий- отношение к окраске по Граму . В соответствии с ним выделяют две большие группы- грамположительные (“грам+”) и грамотрицательные (“грам - “) бактерии. Стенка грамположительных бактерий после окраски по Граму сохраняет комплекс йода с генциановым фиолетовым (окрашены в сине- фиолетовый цвет), грамотрицательные бактерии теряют этот комплекс и соответствующий цвет после обработки и окрашены в розовый цвет за счет докрашивания фуксином.

Особенности клеточной стенки грамположительных бактерий.

Мощная, толстая, несложно организованная клеточная стенка, в составе которой преобладают пептидогликан и тейхоевые кислоты, нет липополисахаридов (ЛПС), часто нет диаминопимелиновой кислоты.

Особенности клеточной стенки грамотрицательных бактерий.

Клеточная стенка значительно тоньше, чем у грамположительных бактерий, содержит ЛПС, липопротеины, фосфолипиды, диаминопимелиновую кислоту. Устроена более сложно- имеется внешняя мембрана, поэтому клеточная стенка трехслойная.

При обработке грамположительных бактерий ферментами, разрушающими пептидогликан, возникают полностью лишенные клеточной стенки структуры- протопласты . Обработка грамотрицательных бактерий лизоцимом разрушает только слой пептидогликана, не разрушая полностью внешней мембраны; такие структуры называют сферопластами . Протопласты и сферопласты имеют сферическую форму (это свойство связано с осмотическим давлением и характерно для всех безклеточных форм бактерий).

L - формы бактерий.

Под действием ряда факторов, неблагоприятно действующих на бактериальную клетку (антибиотики, ферменты, антитела и др.), происходит L - трансформация бактерий, приводящая к постоянной или временной утрате клеточной стенки. L- трансформация является не только формой изменчивости, но и приспособления бактерий к неблагоприятным условиям существования. В результате изменения антигенных свойств (утрата О- и К- антигенов), снижения вирулентности и других факторов L- формы приобретают способность длительно находиться (персистировать ) в организме хозяина, поддерживая вяло текущий инфекционный процесс. Утрата клеточной стенки делает L- формы нечувствительными к антибиотикам, антителам и различным химиопрепаратам, точкой приложения которых является бактериальная клеточная стенка. Нестабильные L- формы способны реверсировать в классические (исходные) формы бактерий, имеющие клеточную стенку. Имеются также стабильные L- формы бактерий, отсутствие клеточной стенки и неспособность реверстровать которых в классические формы бактерий закреплены генетически. Они по ряду признаков очень напоминают микоплазмы и другие молликуты - бактерии, у которых клеточная стенка отсутствует как таксономический признак. Микроорганизмы, относящиеся к микоплазмам- самые мелкие прокариоты, не имеют клеточной стенки и как все бактериальные бесстеночные структуры имеют сферическую форму.

К поверхностным структурам бактерий (необязательным, как и клеточная стенка), относятся капсула, жгутики, микроворсинки.

Капсула или слизистый слой окружает оболочку ряда бактерий. Выделяют микрокапсулу , выявляемую при электронной микроскопии в виде слоя микрофибрилл, и макрокапсулу , обнаруживаемую при световой микроскопии. Капсула является защитной структурой (прежде всего от высыхания), у ряда микробов- фактором патогенности, препятствует фагоцитозу, ингибирует первые этапы защитных реакций- распознавание и поглощение. У сапрофитов капсулы образуются во внешней среде, у патогенов- чаще в организме хозяина. Существут ряд методов окраски капсул в зависимости от их химического состава. Капсула чаще состоит из полисахаридов (наиболее распространенная окраска- по Гинсу ), реже- из полипептидов.

Жгутики. Подвижные бактерии могут быть скользящие (передвигаются по твердой поверхности в результате волнообразных сокращений) или плавающие, передвигающиеся за счет нитевидных спирально изогнутых белковых (флагеллиновых по химическому составу) образований- жгутиков.

По расположению и количеству жгутиков выделяют ряд форм бактерий.

1.Монотрихи- имеют один полярный жгутик.

2.Лофотрихи- имеют полярно расположенный пучок жгутиков.

3.Амфитрихи- имеют жгутики по диаметрально противоположным полюсам.

4.Перитрихи- имеют жгутики по всему периметру бактериальной клетки.

Способность к целенаправленному движению (хемотаксис, аэротаксис, фототаксис) у бактерий генетически детерминирована.

Фимбрии или реснички - короткие нити, в большом количестве окружающую бактериальную клетку, с помощью которых бактерии прокрепляются к субстратам (например, к поверхности слизистых оболочек). Таким образом, фимбрии являются факторами адгезии и колонизации .

F - пили (фактор фертильности) - аппарат конъюгации бактерий , встречаются в небольшом количестве в виде тонких белковых ворсинок.

Эндоспоры и спорообразование.

Спорообразование - способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью ) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоплиятных факторов окружающей среды. При световой микроскопии часто используют метод выявления спор по Ожешко . Высокая резистентность связана с большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты в оболочке спор. Расположение и размеры спор у различных микроорганизмов отличается, что имеет дифференциально- диагностическое (таксономическое) значение. Основные фазы “жизненного цикла” спор- споруляция (включает подготовительную стадию, стадию предспоры, образования оболочки, созревания и покоя) и прорастание , заканчивающееся образованием вегетативной формы. Процесс спорообразования генетически обусловлен.

Некультивируемые формы бактерий.

У многих видов грамотрицательных бактерий, не образующих спор, существует особое приспособительное состояние- некультивируемые формы. Они обладают низкой метаболической активностью и активно не размножаются, т.е. не образуют колоний на плотных питательных средах, при посевах не выявляются. Обладают высокой устойчивостью и могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет. Не выявляются классическими бактериологическими методами, обнаруживаются только при помощи генетических методов (полимеразной цепной реакции- ПЦР ).

Проблема возраста

1.Понятие о педологическом возрасте……………………………………………… 163

2.Проблема возрастной периодизации детского развития…………………… 168

3.Структура и динамика возраста…………………………………………… 192

4.Проблема возраста и диагностика развития…………………………………… 197

Кризис 3 и 7 лет……………………………………………………………………………. 210

Негативная фаза переходного возраста……………………………………. 233

Школьный возраст……………………………………………………………………….. 245

Мышление школьника…………………………………………………………………. 280

СТРОЕНИЕ ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ. ОСНОВНЫЕ ОРГАНЕЛЛЫ И ИХ ФУНКЦИИ

Все живые организмы в зависимости от типа составляющих их клеток разделяют на эукариоты (клетки, имеющие ядро) и прока-риоты (клетки, у которых оформленное ядро отсутствует). Из эука-риотических клеток состоят самые разнообразные организмы; выс-шие растения, грибы, одноклеточные амебы и многоклеточные животные. Отдельные клетки из разных частей какого-либо выс-шего организма могут существенно различаться по форме, разме-рам и функциям. Однако, несмотря на различия, клетки как мно-гоклеточных, так и одноклеточных организмов в принципе сход-ны по своему строению, а различия в деталях строения обусловле-ны их функциональной специализацией. Основными элементами всех клеток являются цитоплазма и ядро.

Любая клетка (рис. 1.1) содержит множество структурных еди-ниц меньшего размера, называемых органеллами.Органеллы вы-полняют специфические функции, например вырабатывают энер-гию или участвуют в делении клетки. Органеллы окружены со всех сторон жидкой цитоплазмой,а сама клетка отграничена от окружающей среды липидно-белковой оболочкой, называемой клеточной мембраной.Через клеточную мембрану осуществляется активный и пассивный перенос различных веществ внутрь и на-ружу. Цитоплазма животной клетки - сложно организованная систе-ма, представляющая собой основную массу клетки. Она состоит из коллоидного раствора белков и других органических веществ: 85 % этого раствора - вода, 10 % - белки и 5 % - другие соединения. По своей структуре цитоплазма неоднородна. В ней расположены пластинчатые структуры, или мембраны, которые образуют слож-ную систему разветвленных каналов. Это так называемая эндо-плазматическая сеть, или ретикулум.Различают гладкий эндоплазматический ретикулум (ГЭР) и шероховатый эндоплазматический ретикулум (ШЭР). ГЭР представляет собой систему гладких внут-риклеточных мембран: в этой органелле находятся ферменты, обез-вреживающие ядовитые вещества (в частности, оксидазы). На мем-бранах ГЭР происходят синтез липидов и гидролитическое рас-щепление гликогена. ШЭР представляет собой систему внутрикле-точных мембран с прикрепленными к ним многочисленными ри-босомами, которые и придают вид шероховатости. Часть ШЭР находится в прямом контакте с ядерной мембраной. На мембранах ШЭР синтезируются различные виды белков. Дисковидные мембраны и связанные с ними многочисленные пузырьки представляют собой так называемый комплекс Гольджи. В нем происходит концентрация веществ, которые затем либо ис-пользуются в клетке, либо секретируются во внеклеточную среду. В рибосоме, представляющей собой сложную органеллу, осуще-ствляется синтез белка. Рибосомы, расположенные на мембранах эндоплазматической сети (ШЭР) или свободно в цитоплазме. В их состав входят белки и рибонуклеиновые кислоты (РНК) примерно в равном количестве.

Палочковидные органеллы диаметром около 1 мкм и длиной около 7 мкм, носящие название митохондрии, имеют двойную мембрану. Пространство, ограниченное внутренней мембраной, называют митохондриальным матриксом. Он содержит рибосомы и митохондриальную кольцевую ДНК, специфические РНК, соли кальция и магния. В митохондриях за счет окислительно-восстано-вительных процессов вырабатывается энергия, которая накапли-вается в виде молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Количество митохондрий в одной клетке может достигать нескольких тысяч. Митохондрии способны к самовоспроизведению.

Органеллы в виде пузырьков, покрытые мембраной, лизосомы, содержат ферменты, расщепляющие белки, нуклеиновые кисло-ты, полисахариды. Лизосомы являются «пищеварительной систе-мой» клетки. В случае разрушения мембраны лизосомы могут пере-варивать и содержимое цитоплазмы клетки, происходит автоли-зис (самопереваривание).

Овальные тельца, ограниченные мембраной, пероксисомы, со-держат ферменты окисления аминокислот и фермент каталазу, разрушающий перекись водорода (Н2О2). При метаболизме амино-кислот образуется Н2О2, которая является высокотоксичным со-единением. Каталаза, таким образом, выполняет защитную функ-цию.

В центре клетки или рядом с ядром обычно располагается «кле-точный центр» - центросома. Центросома состоит из двух центриолей и центросферы - особым образом организованного участка цитоплазмы. Центросома участвует в процессе деления клетки, со-здавая веретено деления.

Ядро клетки является носителем генетического материала и местом, где осуществляется его воспроизведение и функциониро-вание. Оно имеет сложное строение, изменяющееся в процессе клеточного деления. Ядро состоит из кариоплазмы, нескольких ядрышек и ядерной оболочки. В кариоплазме содержатся обязатель-ные элементы ядра - хромосомы. ДНК хромосом в ядре обычно находятся в комплексе с белками. Такие ДНК-белковые комплек-сы называются хроматином (от греч. chromatos - цвет, краска) по их способности хорошо окрашиваться красителями. В интерфазных клетках хроматин распределен по всему ядру или располагается в виде отдельных глыбок. Это обусловлено тем, что во время интер-фазы хромосомы деконденсированы (раскручены) и представле-ны очень длинными нитями, которые служат матрицами для пос-ледующего синтеза белков. Они и составляют нити хроматина, мак-симальная конденсация которых происходит во время митотического деления клеток с образованием хромосом.

Ядро отграничено от цитоплазмы ядерной оболочкой. Ядерная оболочка состоит из двух слоев, разделенных перинуклеарным пространством. По всей поверхности ядерной оболочки равномер-но распределены ядерные поры, через которые происходит пере-нос веществ как из ядра, так и в обратном направлении.

Ядрышко представляет собой область внутри ядра, являющуюся производной некоторых хромосом. В ней локализованы гены, кодирующие молекулы рибосомных РНК. Плотная центральная зона ядрышка содержит ДНК-белковые комплексы, и здесь происходит транскрипция генов рибосомных РНК. Ядро может содержать от одного до нескольких ядрышек.

Рассмотренные органеллы являются обязательными элемента-ми клетки. В некоторых случаях в цитоплазме клетки выявляются различные включения. Они не являются обязательным компонен-том, поскольку представляют различные продукты метаболизма (белки, жиры, пигментные зерна, кристаллы солей мочевой кис-лоты и т.п.). В случае необходимости эти вещества могут быть ис-пользованы самой клеткой или организмом либо выведены из орга-низма.

Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 404 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Клетка- это основа строения жизнедеятельности организма; элементарно-структурная, функциональная и генетическая единица всех организмов. (рассмотрите картинку+ плюс определения всех подписей смотрите внизу)

Микроворсинки — тонкие складки цитоплазматической мембраны, которые увеличивают поверхность клетки и принимают участие во взаимообмене веществ с окружающей средой.

Клеточная, или цитоплазматическая, мембрана — полупроницаемая оболочка клетки, через которую осуществлюется взаимообмен структур клетки с внешней средой.

Складчатый эндоплазматический ретикулум — система мембран и микроканалов, в которых размещаются рибосомы.

Вакуоли — ограниченные мембраной полости, служащие для хранения питательных веществ и выделения секрета.

Микрофиламенты — тонкие нити, состоящие из белка, связанные с внутренними протоками в клетке и ответственные за сокращения мышечных волокон.

Гладкий эндоплазматический ретикулум — система мембран и канальцев, которая упрощает транспортировку веществ внутри клетки.

Аппарат Гольджи — совокупность полостей и трубочек, основной задачей которых является преобразование, транспортировка и удаление химических веществ, необходимых для клеточной активности.

Центриоли — трубчатые органеллы, принимающие участие в процессе деления клетки.

Внутриклеточные нити — трубчатые волокна, формирующие тип внутренней формы клетки и отвечающие за ее форму.

Лизосома — крошечная полость, содержащая ферменты и ответственная за расщепление питательных веществ и удаление ненужных клетке структур.

Ядро — сферическое образование, содержащее генетический материал, ответственный за функционирование клетки и передачу наследственных признаков.

Ядрышко — маленькое сферическое тельце в ядре клетки, которое посылает сигналы рибосомам в цитоплазме о необходимости выработки белков.

Ядерная оболочка — оболочка ядра, отделяющая его от цитоплазмы.

Митохондрия — органелла клетки, в которой происходит сжигание питательных веществ и выработка энергии.

Цитоплазма — вещество желеобразной консистенции, заполняющее внутреннюю часть клетки, в котором содержатся питательные вещества, органеллы клетки и клеточное ядро.

Рибосома — органелла в форме зерна, синтезирующая белки.

Межклеточное вещество – это один из многочисленных видов соединительной ткани.

Органоиды клетки и их функции

Оно присутствует в различных частях нашего организма, и в зависимости от местонахождения меняется и его состав. Как правило, такая связующая субстанция выделяется опорно-трофическими тканями, которые отвечают за целостность работы всего организма.

Состав межклеточного вещества можно также охарактеризовать в общем. Это плазма крови, лимфа, белковые, ретикулиновые и эластиновые волокна.

Вопрос.

Клетка считается элементарной структурной, функциональной и информационной (генетической) единицей живого на Земле. Это значит, что основные свойства живой материи (такие как обмен веществ и превращение энергии, размножение, раздражимость, гомеостаз и др.) могут проявляться только на клеточном и более высоких уровнях организации.

Вирусы нередко называют неклеточной формой жизни.

Однако размножение вирусов, синтез составляющих их белков и нуклеиновых кислот возможен лишь в клетке, которую они заражают. Вне клетки-хозяина вирусы не способны проявлять свойства живого.

Первые клетки на Земле появились около 3,5 млрд лет назад в ходе химической, а затем предбиологической эволюции.

Характеристика и значение основных органелл клетки

Биогенез - не единственная гипотеза происхождения жизни, однако лишь она хотя бы частично подтверждена лабораторными опытами и имеет научное обоснование.

Первыми появились клетки прокариотического типа . На сегодняшний день они представлены бактериями и археями. Прокариоты устроены проще (у них нет клеточного ядра и других мембранных органелл, существенно меньше генетического материала), в процессе своей эволюции они так и не образовали многоклеточных форм жизни.

Однако у прокариот наблюдается более разнообразные варианты обмена веществ.

От прокариотических клеток, предположительно путем симбиогенеза, произошли клетки эукариот . Они имеют более сложное строение и большой геном. Их расцвет начался только около 1 млрд лет назад, и за это время в процессе своей эволюции они образовали почти все разнообразие жизни на Земле.

К эукариотам относятся простейшие (одноклеточные эукариоты), растения, животные и грибы.

Сохраняя общий план строения и функциональности, клетки разных групп имеют некоторые отличия между собой. Так у клеток животных отсутствует клеточная стенка и хлоропласты (последних нет и у грибов).

Изучением строения клеток занимается наука цитология . В современной биологии термин «цитология» часто заменяют на «клеточная биология ».

Появившись на Земле, клетка стала основой строения, жизнедеятельности и развития всех живых организмов, как одноклеточных, так и многоклеточных.

Клетка является наименьшей по размерам обособленной живой структурой, при этом отличается сложным строением. В ней заложены механизмы обмена веществ, хранения и использования биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости.

Понимание наукой фундаментальной роли клетки в организации живой материи нашло свое отражение в клеточной теории, разработанной в 30-50-х годах XIX века.

Состав и строение клеток

Все живые организмы состоят из клеток. Клетки бактерий. грибов, растений и животных отличаются друг от друга. И все же имеются признаки, общие для клеток всех организмов.

Органические и минеральные вещества клетки

В состав клеток входят органические и неорганические (минеральные) вещества.

Органические вещества образуются в клетках живых организмов. К ним относятся белки, жиры и углеводы. Неорганические вещества широко распространены в неживой природе. Самое распространенное неорганическое вещество - вода. Она необходима всем клеткам и составляет около 70% массы клетки. Вода непосредственный участник многих процессов жизнедеятельности: роста, размножения, питания, выделения, передвижения веществ в клетке и организме.

В воде растворены минеральные соли (например, поваренная соль).

Белки

Белки - сложные органические соединения. Из белков построены тела живых организмов. Они участвуют во всех процессах жизнедеятельности.

Растительные белки играют большую роль в питании животных и человека. Больше всего белков содержится в семенах растений. Среди животных белков вам хорошо знаком белок, содержащийся в курином яйце. Разнообразие белков в клетках одного организма может достигать нескольких тысяч видов.

Углеводы

Углеводы необходимы всем живым организмам как источник энергии.

К ним относятся глюкоза, сахароза, крахмал и другие вещества. В клубнях картофеля, плодах банана, семенах пшеницы накапливается крахмал. У многих животных в печени и мышцах откладывается в запас углевод гликоген. Углеводы придают прочность многим частям организмов, например, входят в состав древесины.

Углевод хитин образует наружный покров насекомых и ракообразных.

Жиры

В клетках живых организмов жиры служат запасным источником энергии и воды.

клетка и органоиды

Особенно они важны для животных, впадающих в зимнюю спячку (медведи, суслики) или обитающих в пустыне (верблюды). Большие запасы жира содержатся в семенах растений, например, подсолнечника и льна.

Общие черты строения клеток всех организмов

Клетка состоит из взаимосвязанных частей.

Каждая из них имеет особое строение и назначение. Снаружи любая клетка покрыта плазматической мембраной. Главная роль мембраны - защита клетки от внешних воздействий.

В мембране имеются поры, через которые содержимое одной клетки сообщается с содержимым других клеток. Через мембрану внутрь клетки проходят питательные вещества и вода, а из нее удаляются продукты жизнедеятельности.

Внутри клетки находится цитоплазма - вязкое полужидкое вещество, которое постоянно движется.

В цитоплазме протекают различные процессы, обеспечивающие жизнедеятельность клетки. Она служит внутренней средой, в которой располагаются клеточные структуры, выполняющие определенные функции - органоиды .

Важнейший и самый крупный органоид клетки - ядро. Однако клетки не всех организмов его содержат. Наиболее просто устроены клетки бактерий - самых древних организмов на Земле. В их цитоплазме находится ядерное вещество, еще не оформленное в ядро.

Эти организмы называют доядерными (прокариотами). Клетки грибов, растений и животных содержат ядро и имеют более сложное строение. Такие организмы называют ядерными (эукариотами). По мнению ученых, сотни миллионов лет назад жизнь на Земле была представлена исключительно безъядерными организмами, и лишь значительно позже возникли ядерные.

Клетка, ее строение и свойства

Все живые существа состоят из клеток — маленьких, окруженных мембраной полостей, заполненных концентрированным водным раствором химических веществ. Клетка - элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов, о которых нередко говорят как о неклеточных формах жизни), обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.

Все живые организмы либо, как многоклеточные животные, растения и грибы, состоят из множества клеток, либо, как многие простейшие и бактерии, являются одноклеточными организмами. Раздел биологии, занимающийся изучением строения и жизнедеятельности клеток, получил название цитологии. Считается, что все организмы и все составляющие их клетки произошли эволюционным путем от общей преДНКовой клетки.

Примерная история клетки

Вначале под действием различных природных факторов (тепло, ультрафиолетовое излучение, электрические разряды) появились первые органические соединения, которые послужили материалом для построения живых клеток.

Ключевым моментом в истории развития жизни видимо стало появление первых молекул-репликаторов.

Репликатор – это своеобразная молекула, которая является катализатором для синтеза своих собственных копий или матриц, что является примитивным аналогом размножения в животном мире. Из наиболее распространённых в настоящее время молекул, репликаторами являются ДНК и РНК. Например, молекула ДНК, помещённая в стакан с необходимыми компонентами, самопроизвольно начинает создавать свои собственные копии (хотя и значительно медленнее, чем в клетке под действием специальных ферментов).

Появление молекул-репликаторов запустило механизм химической (добиологической) эволюции.

Первым субъектом эволюции были скорее всего примитивные, состоящие всего из нескольких нуклеотидов, молекулы РНК. Для этой стадии характерны (хотя и в очень примитивизированном виде) все основные черты биологической эволюции: размножение, мутации, смерть, борьба за выживание и естественный отбор.

Химической эволюции способствовал тот факт, что РНК является универсальной молекулой.

Кроме того, что она является репликатором (т.е. носителем наследственной информации), она может выполнять функции ферментов (например, ферментов, ускоряющих репликацию, или ферментов, разлагающих конкурирующие молекулы).

В какой-то момент эволюции возникли РНК-ферменты, катализирующие синтез молекул липидов (т.е.

жиров). Молекулы липидов обладают одним замечательным свойством: они полярные и имеют линейную структуру, причём толщина одного из концов молекулы больше, чем у другого.

Поэтому молекулы липидов во взвеси самопроизвольно собираются в оболочки, близкие по форме к сферическим. Так что РНК, синтезирующие липиды, получили возможность окружать себя липидной оболочкой, значительно улучшившую устойчивость РНК к внешним факторам.

Постепенное увеличение длины РНК приводило к появлению многофункциональных РНК, отдельные фрагменты которых выполняли различные функции.

Первые деления клеток происходили, видимо, под действием внешних факторов.

Синтез липидов внутри клетки приводил к увеличению её размеров и к потере прочности, так что большая аморфная оболочка разделялась на части под действием механических воздействий.

В дальнейшем возник фермент, регулирующий этот процесс.

Строение клеток

Все клеточные формы жизни на земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток - прокариоты (доядерные) и эукариоты (ядерные).

Прокариотические клетки - более простые по строению, по-видимому, они возникли в процессе эволюции раньше.

Эукариотические клетки - более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими. Несмотря на многообразие форм, организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам.

Живое содержимое клетки - протопласт - отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой.

Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом.

Прокариотическая клетка

Прокариоты (от лат. pro - перед, до и греч.

κάρῠον - ядро, орех) - организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).

Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов - линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи.

Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток - митохондрии и пластиды.

У прокариотических клеток есть цитоплазматическая мембрана, также как и эукариотических. У бактерий мембрана двуслойная (липидный бислой), у архей мембрана довольно часто бывает однослойной. Мембрана архей состоит из веществ, отличных от тех, из которых состоит мембрана бактерий.

Поверхность клеток может быть покрыта капсулой, чехлом или слизью. У них могут быть жгутики и ворсинки.

Рис.1. Строение типичной клетки прокариот

Клеточное ядро, такое как у эукариот, у прокариот отсутствует. ДНК находится внутри клетки, упорядоченно свернутая и поддерживаемая белками.

Этот ДНК-белковый комплекс называется нуклеоид. У эубактерий белки, которые поддерживают, ДНК отличаются от гистонов, которые образуют нуклеосомы (у эукариот). А у архибактерий гистоны есть, и этим они похожи на эукариот. Энергетические процессы у прокариотов идут в цитоплазме и на специальных структурах — мезосомах (выростах клеточной мембраны, которые закручены в спираль для увеличения площади поверхности, на которой происходит синтез АТФ).

Внутри клетки могут находиться газовые пузырьки, запасные вещества в виде гранул полифосфатов, гранул углеводов, жировых капель. Могут присутствовать включения серы (образующейся, например, в результате бескислородного фотосинтеза).

У фотосинтетических бактерий имеются складчатые структуры, называемые тилакоидами, на которых идет фотосинтез. Таким образом, у прокариот, в принципе, имеются те же самые элементы, но без перегородок, без внутренних мембран.

Те перегородки, которые имеются, являются выростами клеточной мембраны.

Форма прокариотических клеток не так уж и разнообразна.

Круглые клетки называются кокки. Такую форму могут иметь как археи, так и эубактерии. Стрептококки – это кокки, вытянутые в цепочку. Стафилококки – это «грозди» кокков, диплококки –кокки, объединенные по две клетки, тетрады — по четыре, и сарцины – по восемь. Палочкообразные бактерии называются бациллами. Две палочки – диплобациллы, вытянутые в цепочку – стрептобациллы.

Еще выделяют коринеформные бактерии (с расширением на концах, похожим на булаву), спириллы (длинные завитые клетки), вибрионы (коротенькие загнутые клетки) и спирохеты (завиваются не так, как спириллы).

Ниже проиллюстрировано все выше сказанное и приведены два представителя архебактерий. Хотя и археи, и бактерии относятся к прокариотическим (безядерным) организмам, строение их клеток имеет некоторые существенные отличия. Как уже было отмечено выше, бактерии имеют липидный бислой (когда гидрофобные концы погружены в мембрану, а заряженные головки торчат с двух сторон наружу), а археи могут иметь монослойную мембрану (заряженные головки имеются с двух сторон, а внутри единая целая молекула; эта структура может быть более жесткой, чем бислой).

Ниже представлено строение клеточной мембраны архебактерии.

Бактерии и археи отличаются строением и размером РНК-полимеры. В состав бактериальных РНК-полимераз входит 4-8 белковых субъединиц, в сотав эукариотических РНК-полимераз входит 10-14 белковых субъединиц, а у архей размер промежуточный: 5-11 субъединиц.

Кроме того, археи часто живут в экстремальных условиях.

Эукариотическая клетка

Эукариоты (эвкариоты) (от греч.

ευ - хорошо, полностью и κάρῠον - ядро, орех) - организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой.

Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином.

В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты — прокариоты - митохондрии, а у водорослей и растений - также и пластиды.

Животная клетка

Строение клетки животного базируется на трех основных составляющих – ядро, цитоплазма и клеточная оболочка.

Вместе с ядром цитоплазма образует протоплазму. Клеточная оболочка – это биологическая мембрана (перегородка), которая отделяет клетку от внешней среды, служит оболочкой для клеточных органоидов и ядра, образует цитоплазматические отсеки.

Если поместить препарат под микроскоп, то строение животной клетки легко можно увидеть. Клеточная оболочка содержит три слоя. Внешний и внутренний слои белковые, а промежуточный – липидный. При этом липидный слой делится еще на два слоя – слой гидрофобных молекул и слой гидрофильных молекул, которые располагаются в определенном порядке. На поверхности клеточной мембраны располагается особая структура – гликокаликс, которая обеспечивает избирательную способность мембраны.

Оболочка пропускает необходимые вещества и задерживает те, которые приносят вред.

Рис.2. Строение животной клетки

Строение животной клетки нацелено на обеспечение защитной функции уже на этом уровне.

Проникновение веществ через оболочку происходит при непосредственном участии цитоплазматической мембраны. Поверхность этой мембраны достаточно значительна за счет изгибов, выростов, складок и ворсинок. Цитоплазматическая мембрана пропускает как мельчайшие частицы, так и более крупные.

Строение животной клетки характеризуется наличием цитоплазмы, в большинстве своем состоящей из воды. Цитоплазма – это вместилище для органоидов и включений.

Кроме этого цитоплазма содержит и цитоскелет – белковые нити, которые участвуют в процессе деления клетки, отграничивают внутриклеточное пространство и поддерживают клеточную форму, способность сокращаться.

Важная составляющая цитоплазмы – гиалоплазма, которая определяет вязкость и эластичность клеточной структуры. В зависимости от внешних и внутренних факторов гиалоплазма может менять свою вязкость – становиться жидкой или гелеобразной.

Изучая строение животной клетки, нельзя не обратить внимание на клеточный аппарат – органоиды, которые находятся в клетке.

Все органоиды имеют собственное специфическое строение, которое обусловлено выполняемыми функциями.

Ядро – центральная клеточная единица, которая содержит наследственную информацию и участвует в обмене веществ в самой клетке.

К клеточным органоидам относятся эндоплазматическая сеть, клеточный центр, митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, пластиды, лизосомы, вакуоли. Подобные органоиды есть в любой клетке, но, в зависимости от функции, строение животной клетки может отличаться наличием специфических структур.

Функции клеточных органоидов: — митохондрии окисляют органические соединения и аккумулируют химическую энергию; — эндоплазматическая сеть благодаря наличию специальных ферментов синтезирует жиры и углеводы, ее каналы способствуют транспорту веществ внутри клетки; — рибосомы синтезируют белок; — комплекс Гольджи концентрирует белок, уплотняет синтезированные жиры, полисахариды, образует лизосомы и готовит вещества к выведению их из клетки или непосредственному использованию внутри нее; — лизосомы расщепляют углеводы, белки, нуклеиновые кислоты и жиры, по сути, переваривая поступающие в клетку питательные вещества; — клеточный центр участвует в процессе деления клетки; — вакуоли, благодаря содержанию клеточного сока, поддерживают тургор клетки (внутреннее давление).

Строение клетки живого чрезвычайно сложно — на клеточном уровне протекает множество биохимических процессов, которые в совокупности обеспечивают жизнедеятельность организма.

Контрольная работа № 2.

Бактерии. Грибы.

Вариант 1

Одноклеточные организмы объединены в царство:

грибов 3) растений

бактерий 4) животных

Оформленное ядро отсутствует в клетке:

грибов 3) бактерий

растений 4)животных

Жгутик бактерий представляет собой органоид для:

передвижения

запасания белка

размножения

перенесения неблагоприятных условий

Споры бактерий служат для:

питания 3) размножения

дыхания 4) перенесения неблагоприятных условий

5. Биологи объединяют все грибы в систематическую группу:

род 3) царство

отдел 4) семейство

6. Основная часть гриба боровика – это:

корень 3) споры

стебель 4) грибница

7. Грибы размножаются с помощью:

спор 3) семян

гамет 4) спермиев

8. Плесневый гриб пеницилл человек использует для получения:

продуктов питания

красителей

лекарств

одежды

А. Самородная сера и природный газ образовались в результате деятельности бактерий.

Б. Болезнетворные бактерии поражают только тело человека и не встречаются в организме растений и животных.

А. Грибы размножаются спорами или участками грибницы.

Б. Между корнями дерева и грибницей шляпочного гриба устанавливается взаимосвязь.

1) верно только А 3) верны оба суждения

2) верно только Б 4) неверны оба суждения

11. Заполните таблицу, используя слова и предложения из словарика.

Строение бактериальной клетки

Части бактериальной клетки

Значение частей клетки

Жгутик

Нуклеиновая кислота

Оболочка

Словарик: А. Служит для передвижения. Б. Защищает содержимое клетки.

В. Содержит наследственную информацию.

12. Установите соответствие между особенностью жизнедеятельности организмов и их принадлежностью к царству живой природы.

Царство живой природы:

А) Питаются путём заглатывания пищевых 1) грибы

частиц 2) Животные

Б) Неограниченный рост у большинства организмов

В) Активное передвижение

Г) Питаются путём всасывания веществ

Д) Неподвижны, ведут прикреплённый образ жизни

Ф.И._______________________________________________Класс_________Дата____________

Контрольная работа № 2.

Бактерии. Грибы.

Вариант 2.

Выберите один правильный ответ.

Самые древние обитатели нашей планеты – это:

грибы 3) бактерии

растения 4) животные

Наследственный материал клетки расположен непосредственно в цитоплазме у:

грибов 3) бактерий

растений 4) животных

Бактериальную клетку от окружающей среды отделяет:

цитоплазма 3) ядерная оболочка

жгутик 4) наружная мембрана

Бактериальные клетки размножаются:

спорами 3) участками цитоплазмы

жгутиками 4) делением клетки

5. Плодовое тело подосиновика образуется:

грибницей 3) побегом

корнями 4) стеблем

6. Плодовое тело гриба подберёзовика состоит из:

корней 3) почек

побегов 4) шляпки и ножки

7. Плесень, или белый налёт, на хлебе образует:

шляпочный гриб 3) дрожжи

гриб мукор 4)бактерии

8. Пекарские дрожжи представляют собой:

бактерии 3) растения

2) грибы 4) животных

9. Верны ли следующие утверждения?

А. Бактериальные клетки могут иметь различную форму.

Б. Кефир получают, используя бактерии брожения.

1) верно только А 3) верны оба суждения

2) верно только Б 4)неверны оба суждения

10. Верны ли следующие утверждения?

А. Дрожжи размножаются семенами.

Б. Грибы превращают остатки мёртвых тел в минеральные вещества

1) верно только А 3) верны оба суждения

2) верно только Б 4) неверны оба суждения

11. Заполните таблицу, используя слова и предложения из словарика .

Жизнедеятельность бактериальной клетки

Процесс жизнедеятельности бактерий

Как осуществляется

Передвижение

Перенесение неблагоприятных условий

Размножение

Словарик: А. Путём деления надвое. Б. С помощью жгутика. В. В виде спор.

12. Установите соответствие между особенностью жизнедеятельности и группой организмов.

Особенность жизнедеятельности. Группа организмов

А) Образуют органические вещества на свету 1) Шляпочные грибы

Б) Размножаются спорами 2) Цветковые растения

В) Размножаются семенами

Г) Питаются, поглощая готовые питательные вещества

Вопрос 1. Назовите функции основных структур клетки бактерии.

Бактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны и цитоплазмы, которая содержит ядерное вещество, различные органеллы и включения. Кроме того, у многих бактерий имеются капсула и слизистый слой, жгутики и пили.

Клеточная стенка. Отделяет клетку от окружающей среды, определяет и сохраняет ее форму. Предохраняет клетку от осмотического лизиса, так как давление внутри клетки в цитоплазме выше, чем в окружающей среде. Обладая избирательной проницаемостью, клеточная стенка обеспечивает прохождение внутрь клетки различных веществ и выведение наружу продуктов обмена.

Цитоплазматическая мембрана. Действует как осмотический барьер, концентрируя внутри клетки питательные вещества и способствуя выведению продуктов обмена. Белки Ц. м. - пермеазы – выполняют функцию транспорта: переноса органических и неорганических веществ в клетку. Ц. м. – место биосинтеза некоторых составных частей клетки, принимает участие в процессах деления бактерий.

Цитоплазма. Важнейшая ее роль - объединение всех клеточных структур (компонентов) и обеспечение их химического взаимодействия. Она выполняет и другие функции, в частности, поддерживает тургор клетки.

Нуклеоид. Является хранителем наследственной информации в клетке.

Рибосомы. Центры синтеза белка. И нформационная РНК (иРНК, или мРНК) осуществляет функцию переноса генетической информации от ДНК к рибосомам, полисомам. Транспортная (тРНК) - выполняет функцию транспортировки в рибосомы аминокислот, необходимых для синтеза белка.

Мезосомы. Функция их пока не совсем ясна. Возможно, они участвуют в процессе деления клетки или в окислительно-восстановительных процессах, выполняя роль митохондрий.

Гранулы. Многие содержат различные запасные питательные вещества.

Капсула. Защитные функции капсулы разнообразны. Помимо предохранения микроба от действия защитных факторов макроорганизма, капсула предохраняет микроб от притока в клетку большого количества жидкости (осмотический барьер), а также от высыхания при неблагоприятных условиях среды обитания. Также способ попадания в другой организм.

Жгутики. Функция движения.

Пили (ворсинки). Обеспечивают способность бактерий к прилипанию (адгезия) друг к другу или к субстрату. Некоторые пили, например F-ворсинки, выполняют половые функции у бактерий. Они обеспечивают передачу наследственного материала (ДНК) из одной бактериальной клетки в другую, образуя мостик между двумя клетками.

Вопрос 2. Докажите, что клетка бактерии является биосистемой.

Во-первых, бактерии имеют достаточно сложную структуру, хотя и относятся к примитивным одноклеточным организмам. Во-вторых, клетки бактерий, являются активной формой жизни, реагирующей на факторы внешней среды и хорошо выживающей в изменяющихся условиях. В-третьих, бактерии, в большинстве своем, состоят из одной клетки. А клетка, как мы с вами уже говорили, - это биосистема. В-четвертых, бактерии представитель живой природы, живое существо со своими индивидуальными процессами жизнедеятельности, которое выступает как самостоятельная открытая биологическая система, находящаяся в тесных взаимосвязях с внешними условиями и с другими биосистемами иных уровней жизни. Поэтому клетка бактерии является биосистемой.

Вопрос 3. Поскольку цианобактерии, обладая хлорофиллом, способны к фотосинтезу, их считают эволюционно более молодой группой среди прокариот. А какие ещё признаки этих организмов вы назовёте в подтверждение данной идеи?

Например, такие признаки как: наличие оболочки из пектина поверх клеточной мембраны; отсутствие жгутиков; хромосомы расположены в центральной части цитоплазмы, образуя центроплазму; вакуоли только газовые; цианобактерии размножаются только вегетативно.