Каковы цитологические особенности прокариотических организмов

Сходство и различия прокариотических и эукариотических клеток. урок. Биология 10 Класс

Каковы цитологические особенности прокариотических организмов

Все живые организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две большие группы: прокариоты и эукариоты (Рис. 1).

Рис. 1. Разделение живых организмов (Источник)

Древнейшие на Земле организмы, не имеющие клеточного ядра, появившиеся около четырех миллиардов лет тому назад, называются прокариотами, то есть доядерными.

В настоящее время они тоже распространены, обитают в воде, почве, воздухе, на покровах животных и растений, а также внутри них. Прокариоты освоили экстремальные места обитания (Рис.

2): горячие источники (они выживают и живут при температуре 700 и выше), моря и соленые озера (галобактерии живут при солености около 30 %).

Рис. 2. Места обитания прокариот (Источник)

Форма бактерий чрезвычайно разнообразна: шаровидная, палочковидная и изогнутая (Рис. 3).

Рис. 3. Формы бактерий (Источник)

Размеры клеток большинства прокариот – от 0,2 до 10 микрометров, встречаются и карлики (нанобактерии и микоплазмы), размер которых – от 0,05 до 0,1 микрометра. Кроме этого, существуют и гиганты (макромонусы) с размерами до 10 микрометров. Средний размер клетки бактерии – около 1 микрометра. Размеры прокариот меньше размеров эукариот.

По сравнению с эукариотической, клетка прокариот выглядит гораздо проще (Рис. 4).

Рис. 4. Клетка прокариот и эукариот (Источник)

У прокариот нет ядра, единственная кольцевая молекула ДНК, находящаяся в клетках прокариот и условно называемая бактериальной хромосомой, находится в центре клетки, однако эта молекула ДНК не имеет оболочки и располагается непосредственно в цитоплазме.

Рассмотрим строение прокариотической клетки (Рис. 5).

Рис. 5. Строение прокариотической клетки (Источник)

Снаружи клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной. Строение мембран у двух этих групп организмов одинаковое. Клеточная мембрана прокариот образует многочисленные впячивания внутрь клетки – мезосомы.

На них располагаются ферменты, обеспечивающие реакции обмена веществ в прокариотической клетке. Поверх плазматической мембраны клетки прокариот покрыты оболочкой, состоящей из углеводов, напоминающей клеточную стенку растительных клеток.

Однако эта стенка образована не клетчаткой, как у растений, а другими полисахаридами – пектином и муреином. В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом. Их функции выполняют складки и впячивания наружной мембраны – мезосомы.

В цитоплазме прокариот беспорядочно располагаются мелкие рибосомы. Цитоскелета в прокариотических клетках тоже нет, но иногда встречаются жгутики, которые способствуют передвижению бактерий.

На поверхности бактериальной клетки находятся пили – белковые нити, с помощью которых бактерии присоединяются к субстрату или поверхности. Половые пили служат для обмена генетического материала между различными бактериями.

Фотосинтезирующие бактерии – цианобактерии, имеют в клетках фотосинтезирующие мембраны или тилакоиды, в которых содержатся пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза (Рис. 6), такие как хлорофилл.

Рис. 6. Цианобактерия (Источник)

На тилакоидах содержатся пигменты, являющиеся вспомогательными при процессе фотосинтеза – фикобилины: аллофикоцианин, фикоэритрин и фикоцианин. Фикобилины образуют прочные соединения с белками (фикобилинпротеиды). Связь между фикобилинами и белками разрушается только кислотой.

В клетках прокариот откладываются и запасные питательные вещества, отложение или запас происходит в результате избытка питательных веществ, а потребление при недостатке питательных веществ. К запасным питательным веществам относятся полисахариды (крахмал, гликоген, гранулеза), липиды (гранулы или капли жира), полифосфаты (источник фосфора и энергии).

Большинство эукариот являются аэробами, то есть используют в энергетическом обмене кислород воздуха. Напротив, многие прокариоты являются анаэробами, и кислород для них вреден.

Некоторые бактерии, называемые азотфиксирующими, способны усваивать азот воздуха, чего эукариоты делать не могут.

Те виды прокариот, которые получают энергию благодаря фотосинтезу, содержат особую разновидность хлорофилла, который может располагаться на мезосомах.

В неблагоприятных условиях (холод, жара, засуха) многие бактерии образуют споры. При спорообразовании вокруг бактериальной хромосомы образуется особая плотная оболочка, а остальное содержимое клетки отмирает. Спора может десятилетиями находиться в неактивном состоянии, а в благоприятных условиях из нее снова прорастает активная бактерия (Рис. 7).

Рис. 7. Схема образования спор у бактерий (Источник)

Чаще всего прокариоты размножаются бесполым путем: ДНК удваивается, и далее клетка делится в поперечной плоскости пополам (Рис. 8). В благоприятных условиях бактерии способны делиться каждые 20 минут; при этом потомство от одной клетки через трое суток теоретически имело бы массу 7500 тонн! К счастью, таких условий в принципе быть не может.

Рис. 8. Размножение прокариот (Источник)

Половое размножение у прокариот наблюдается гораздо реже, чем бесполое, однако оно очень важно, так как при обмене генетической информацией бактерии передают друг другу устойчивость к неблагоприятным воздействиям (например, к лекарствам).

При половом процессе бактерии могут обмениваться как участками бактериальной хромосомы, так и особыми маленькими кольцевыми двуцепочечными молекулами ДНК – плазмидами.

Обмен может происходить через цитоплазматический мостик между двумя бактериями или с помощью вирусов, усваивающих участки ДНК одной бактерии и переносящих их в другие бактериальные клетки, которые они заражают.

Мы рассмотрели прокариотическую клетку, которая организована достаточно просто по сравнению с эукариотической клеткой, основным отличием которой является отсутствие оформленного ядра, кольцевая молекула ДНК располагается в цитоплазме свободно и не окружена ядерной оболочкой. В прокариотической клетке нет мембранных органелл, которые свойственны эукариотическим клеткам.

Список литературы

  1. Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. – 11 издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012.
  2. Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005.
  3. Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е изд., доп. – Дрофа, 2010.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Biobib.ru (Источник).
  2. Cat.convdocs.org (Источник).
  3. Bio-faq.ru (Источник).

Домашнее задание

  1. Каково основное различие между прокариотическими и эукариотическими клетками?
  2. Что такое бактериальная хромосома?
  3. Как происходит половое размножение прокариот?

Источник: //interneturok.ru/lesson/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/shodstvo-i-razlichiya-prokarioticheskih-i-eukarioticheskih-kletok

Каковы цитологические особенности прокариотических организмов | | Medic Справка

Каковы цитологические особенности прокариотических организмов

У современных и ископаемых организмов известны два типа клеток: прокариотическая и эукариотическая ( рис. 4 , рис. 5 ). Они столь резко различаются по особенностям строения, что это послужило для выделения двух надцарств живого мира — прокариот, т. е. доядерных, и эукариот, т. е. настоящих ядерных организмов. Промежуточные формы между этими крупнейшими таксонами живого пока неизвестны.

Основное отличие прокариотических клеток от эукариотических заключается в том, что их ДНК не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки устроены значительно сложнее. Их ДНК, связанная с белком, организована в хромосомы, которые располагаются в особом образовании, по сути самом крупном органоиде клетки — ядре.

Кроме того, внеядерное активное содержимое такой клетки разделено на отдельные отсеки с помощью эндоплазматической сети, образованной элементарной мембраной. Эукариотические клетки обычно крупнее прокариотических.

Их размеры варьируют от 10 до 100 мкм, тогда как размеры клеток прокариот (различных бактерий, цианобактерий — сине — зеленых водорослей и некоторых других организмов), как правило, не превышают 10 мкм, часто составляя 2-3 мкм.

В эукариотической клетке носители генов — хромосомы — находятся в морфологически оформленном ядре, отграниченном от остальной клетки мембраной. В исключительно тонких, прозрачных препаратах живые хромосомы можно видеть с помощью светового микроскопа. Чаще же их изучают на фиксированных и окрашенных препаратах.

Хромосомы состоят из ДНК, которая находится в комплексе с белками — гистонами, богатыми аминокислотами аргинином и лизином. Гистоны составляют значительную часть массы хромосом.

Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные структуры — органоиды ( органеллы ), отсутствующие в прокариотической клетке.

Прокариотические клетки могут делиться на равные части перетяжкой или почковаться, т. е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем материнская, но никогда не делятся путем митоза.

Клетки эукариотических организмов, напротив, делятся путем митоза (исключая некоторые очень архаичные группы).

Хромосомы при этом “расщепляются” продольно (точнее, каждая нить ДНК воспроизводит около себя свое подобие), и их “половинки” — хроматиды (полноценные копии нити ДНК) расходятся группами к противоположным полюсам клетки. Каждая из образующихся затем клеток получает одинаковый набор хромосом.

Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине. Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, — фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз (вращательное движение цитоплазмы) — у прокариот не обнаружен. Прокариотической клетке в процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота, но эукариотические не могут без нее обходиться.

Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток. Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде жгутиков или ресничек, состоящих из белка флагеллина.

Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев, закрепляющихся в клетке с помощью особых телец кинетосом.

Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиев эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот. См. БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ

Тест по биологии «Основы цитологии»

Древнейшие на Земле организмы не имеют клеточного ядра и называются прокариотами, т. е. доядерными.

Они объединяются в отдельное царство — Дробянки, к которому относятся бактерии и сине-зелёные водоросли. Из представленных организмов к прокариотическому организму относится бацилла, т. к.

у многоклеточного организма гидры клетки тела содержат ядро. И у одноклеточной амёбы тоже имеется ядро.

Клеточная мембрана (плазмолемма)окружает протопласт, отделяя его от клеточной стенки. Клеточная мембрана — тончайшая белково-липидная плёнка толщиной не более 10 нм. Она обладает уникальной способностью — полупроницаемостью.

Клеточные мембраны служат своеобразным барьером. Они регулируют в клетках концентрацию солей, сахаров, аминокислот и других продуктов обмена веществ. Пищевые частицы не могут пройти через мембрану. Они проникают в клетку путём фагоцитоза или пиноцитоза.

Это один из основных механизмов проникновения веществ в клетку.

В живом организме происходят процессы газообмена углекислого газа между клетками тканей и плазмой крови. Углекислый газ поступает путем диффузии в плазму крови из тканей внутрь эритроцитов. Гемоглобин эритроцитов играет основную роль в транспорте кислорода от легких к тканям, и углекислого газа в обратном направлении, поскольку способен связываться с 02 и Н + .

Органоиды клетки, участвующие в процессе клеточного дыхания и запасающие для клетки энергию в виде АТФ (т. е. в такой форме, в которой энергия доступна для использования во всех процессах, клетки, требующих затрат энергии), имеют название «митохондрии».

Количество митохондрий в клетке варьирует от единиц до тысяч. Без кислорода жизнь для большинства организмов невозможна. Дело в том, что с его помощью в клетке происходит многоступенчатое окисление поступивших с пищей органических веществ, что освобождает энергию для жизнедеятельности.

Биологическое окисление органических молекул называется энергетическим обменом. В рамках этого процесса важную роль играет клеточное дыхание, идущее в митохондриях и ведущее к зарядке биохимических аккумуляторов АТФ.

Полный результат энергетического обмена при разложении углеводов выражается суммарным уравнением: углевод + кислород — вода + углекислый газ + энергия.

Лямблия — возбудитель заболевания, относящийся к подцарству простейших и классу жгутиковых паразитов. Инфузория — представляет собой одноклеточное животное, относящееся к типу простейших.

Хламидомонада – род одноклеточных растений из отдела зеленые водоросли.

Рибосома — небольшой шарообразный органоид клетки необходимая для синтеза белка. Митохондрия — органоид клетки, участвующие в процессе клеточного дыхания и запасающие энергию для клетки в виде АТФ.

Клубень картофеля практически полностью состоит из тонкостенных крупных клеток, наполненных овальными крахмальными зёрнами с концентрической слоистостью. У риса и пшеницы крахмальные зёрна иной формы и в несколько раз меньше, чем у картофеля.

Таким образом, рибосома и митохондрии — это органоиды клетки, крахмальные зёрна — запасающая ткань.

Наследственный материал находится в ядре каждой клетки, в хромосомах. Каждая хромосома содержит гигантскую нитевидную молекулу ядерной ДНК. Эта нить в хромосоме много раз сложена, намотана на гранулы и компактно уложена с помощью белков-гистонов.

Последовательность нуклеотидов в ДНК (зашифрованная запись состава белков в клетке), её наследственная информация. В хромосомах ядра записаны все белки, способные воспроизводиться в клетке.

Другими словами: хромосомы клетки отвечают за хранение и распределение генетической информации.

Фотосинтез зелёных растений проходит в два этапа. Первый объединяет реакции, идущие только на свету. В неё энергия солнечного света превращается в энергию химических связей молекул-переносчиков (АТФ).

С помощью молекул-переносчиков (НАДФ) накапливается водород, выделяющийся при разложении молекул воды, а в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород.

Во время темновой фазы, углекислый газ соединяется с водородом и с помощью энергии, полученной в световой фазе превращается в глюкозу (С6Н12О6).

17) Особенности развития и строения прокариотических клеток. Основные гипотезы происхождения прокариотной клетки и ее компартментов

Прокариотические клетки — это наиболее примитивные, очень просто устроенные, сохраняющие черты глубокой древности организмы. К прокариотическим (или доядерным) организмам относят бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии).

Основная особенность строения бактерий – отсутствие ядра. Наследственная информация у них заключена в одной молекуле ДНК, имеющей форму кольца и погружённой в цитоплазму. Поверхность клетки может быть покрыта полисахаридной или белковой капсулой.

Для передвижения в жидкой среде некоторые клетки прокариот, как и у эукариот, обладают одним – двумя или многочисленными жгутиками. Иногда клетка может быть покрыта многочисленными ворсинками. Бактериальная клетка окружена цитоплазматической мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки.

У некоторых бактерий она может образовывать впячивания внутрь клетки – инвагинации. На мембране локализованы ферменты, осуществляющие синтез молекул, обладающих высокоэнергетическими связями (АТФ), энергия которых нужна для катализа биохимических реакций клетки. В цитоплазме мембранных структур содержится мало. В ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков.

Довольно часто в клетках разных бактерий содержатся запасные вещества: полисахариды, гликоген, сера, полифосфаты и др. Эти соединения могут продлевать жизнь клетки при отсутствии внешних источников энергии.

Прокариоты — это доядерные организмы, организмы, не имеющие оформленного ядра. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии (цианеи, сине-зеленые водоросли). Характерные признаки прокариот:

1. Имеется гонофор — структура из ДНК и РНК, закрепленная на клеточной мембране.

2. ДНК в виде кольца. Место расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоид.

3. Митоза нет, после удвоения гонофора его копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной.

4. Нет митохондрий, лизосом, центриолей, хлоропластов, комплекса Гольджи.

5. Рибосомы есть, но они мельче, чем у эукариот.

6. Основной компонент клеточной стенки — пептидо-гликан муреин.

Гипотезы возникновения жизни на Земле не внесли ясности в вопрос о возникновении клетки. О происхождении прокариотических клеток нет никаких гипотез, правдоподобно описывающих их возникновение. Что касается происхождения клеток эукариот, то по этой проблеме существует две точки зрения.

Согласно первой гипотезе, все клеточные органоиды ведут свое происхождение от плазма-леммы: они образовались путем впячивания отдельных участков и последующей дифференциации и специализации. Л. Моргулис предложила СЭТ-теорию — теорию серии эндосимбиогенезов (сериальная эндосимбиогенетическая теория).

Согласно СЭТ-теории, становление клетки эукариот происходило в несколько этапов на основе симбиоза (мутуализма).

В результате адаптивной радиации прокариот — их экологической дифференцировки — возникло колоссальное разнообразие этих организмов. Появились бактерии хемосинтетики, фотосинтетики, аэробы (грам-отрицательные бактерии, имеющие цикл Кребса), анаэробы.

Базой для эндосимбиоза послужили микоплазмопо-добные прокариоты, которые могли сбраживать глюкозу до двух-и трехуглсродных конечных продуктов, т. к. они обладали метаболическим путем Эмбдена-МейергофаПарнаса. На первом этапе эндосимбиогенеза аэробные палочковидные прокариоты были захвачены, но не переварены микоплазмоподобными прокариотами.

Прокариоты не способны к фагоцитозу, но микоплазмы имеют только плазмалемму и поэтому — изменчивую форму тела. Благодаря обладанию эндосимбионтов циклом трикарбо-новых кислот (циклом Кребса) они стали промитохоп-дриями, а затем митохондриями.

На втором этапе эндосимбиогенеза возникший дигеномыый организм вступил в постоянный контакт с бактериями спирохетами, точнее, спироплазмами. Со временем они превратились в жгуты эукариотических клеток. Ядерная оболочка появилась как защита от богатых ферментами эндосимбионтов — митохондрий. Возникшая эукариотическая клетка стала исходной для животных и грибов.

Становление растительной клетки произошло в три этапа. Тригеномный организм вступил в симбиоз с цианобактериями, которые со временем превратились в хлоропласты.

Доказательства в пользу СЭТ-гипотезы: наличие у митохондрий и пластид двойной оболочки (собственной и ва-куолярной), наличие собственной кольцевой — прокариотической ДНК, наличие мелких прокариотических рибосом, независимый от ядра ритм размножения митохондрий и пластид.

//medbiol. ru/medbiol/botanica/00197751.htm

//biouroki. ru/test/119.html

//studfiles. net/preview/5826632/page:15/

Источник: //medics-spravka.ru/kakovy-citologicheskie-osobennosti-prokarioticheskix-organizmov/

Лекция № 9. Строение прокариотической клетки. Вирусы

Каковы цитологические особенности прокариотических организмов

К прокариотам относятся архебактерии, бактерии и синезеленые водоросли. Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют структурно оформленное ядро, мембранные органоиды и митоз.

Строение бактериальной клетки

Размеры — от 1 до 15 мкм. Основные формы: 1) кокки (шаровидные), 2) бациллы (палочковидные), 3) вибрионы (изогнутые в виде запятой), 4) спириллы и спирохеты (спирально закрученные).

Формы бактерий:
1 — кокки; 2 — бациллы; 3 — вибрионы; 4—7 — спириллы и спирохеты.

Строение бактериальной клетки:
1 — цитоплазматическая мемб­рана; 2 — клеточ­ная стенка; 3 — слизис­тая кап­сула; 4 — цито­плазма; 5 — хромо­сомная ДНК; 6 — рибосомы; 7 — мезо­сома; 8 — фото­синтети­ческие мемб­раны; 9 — вклю­чения; 10 — жгу­тики; 11 — пили.

Бактериальная клетка ограничена оболочкой. Внутренний слой оболочки представлен цитоплазматической мембраной (1), над которой находится клеточная стенка (2); над клеточной стенкой у многих бактерий — слизистая капсула (3).

Строение и функции цитоплазматической мембраны эукариотической и прокариотической клеток не отличаются. Мембрана может образовывать складки, называемые мезосомами (7).

Они могут иметь разную форму (мешковидные, трубчатые, пластинчатые и др.).

На поверхности мезосом располагаются ферменты. Клеточная стенка толстая, плотная, жесткая, состоит из муреина (главный компонент) и других органических веществ. Муреин представляет собой правильную сеть из параллельных полисахаридных цепей, сшитых друг с другом короткими белковыми цепочками.

В зависимости от особенностей строения клеточной стенки бактерии подразделяются на грамположительные (окрашиваются по Граму) и грамотрицательные (не окрашиваются). У грамотрицательных бактерий стенка тоньше, устроена сложнее и над муреиновым слоем снаружи имеется слой липидов.

Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой (4).

Генетический материал представлен кольцевыми молекулами ДНК. Эти ДНК можно условно разделить на «хромосомные» и плазмидные.

«Хромосомная» ДНК (5) — одна, прикреплена к мембране, содержит несколько тысяч генов, в отличие от хромосомных ДНК эукариот она не линейная, не связана с белками. Зона, в которой расположена эта ДНК, называется нуклеоидом.

Плазмиды — внехромосомные генетические элементы. Представляют собой небольшие кольцевые ДНК, не связаны с белками, не прикреплены к мембране, содержат небольшое число генов. Количество плазмид может быть различным.

Наиболее изучены плазмиды, несущие информацию об устойчивости к лекарственным препаратам (R-фактор), принимающие участие в половом процессе (F-фактор). Плазмида, способная объединяться с хромосомой, называется эписомой.

В бактериальной клетке отсутствуют все мембранные органоиды, характерные для эукариотической клетки (митохондрии, пластиды, ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы).

В цитоплазме бактерий находятся рибосомы 70S-типа (6) и включения (9). Как правило, рибосомы собраны в полисомы. Каждая рибосома состоит из малой (30S) и большой субъединиц (50S). Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки. Включения могут быть представлены глыбками крахмала, гликогена, волютина, липидными каплями.

У многих бактерий имеются жгутики (10) и пили (фимбрии) (11). Жгутики не ограничены мембраной, имеют волнистую форму и состоят из сферических субъединиц белка флагеллина.

Эти субъединицы расположены по спирали и образуют полый цилиндр диаметром 10–20 нм. Жгутик прокариот по своей структуре напоминает одну из микротрубочек эукариотического жгутика. Количество и расположение жгутиков может быть различным.

Пили — прямые нитевидные структуры на поверхности бактерий. Они тоньше и короче жгутиков. Представляют собой короткие полые цилиндры из белка пилина. Пили служат для прикрепления бактерий к субстрату и друг к другу.

Во время конъюгации образуются особые F-пили, по которым осуществляется передача генетического материала от одной бактериальной клетки к другой.

Спорообразование у бактерий — способ переживания неблагоприятных условий. Споры формируются обычно по одной внутри «материнской клетки» и называются эндоспорами. Споры обладают высокой устойчивостью к радиации, экстремальным температурам, высушиванию и другим факторам, вызывающим гибель вегетативных клеток.

Размножение. Бактерии размножаются бесполым способом — делением «материнской клетки» надвое. Перед делением происходит репликация ДНК.

Редко у бактерий наблюдается половой процесс, при котором происходит рекомбинация генетического материала. Следует подчеркнуть, что у бактерий никогда не образуются гаметы, не происходит слияние содержимого клеток, а имеет место передача ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту. Различают три способа передачи ДНК: конъюгация, трансформация, трансдукция.

Конъюгация — однонаправленный перенос F-плазмиды от клетки-донора в клетку-реципиента, контактирующих друг с другом. При этом бактерии соединяются друг с другом особыми F-пилями (F-фимбриями), по каналам которых фрагменты ДНК и переносятся.

Конъюгацию можно разбить на следующие этапы: 1) раскручивание F-плазмиды, 2) проникновение одной из цепей F-плазмиды в клетку-реципиента через F-пилю, 3) синтез комплементарной цепи на матрице одноцепочечной ДНК (происходит как в клетке-доноре (F+), так и в клетке-реципиенте (F-)).

Трансформация — однонаправленный перенос фрагментов ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту, не контактирующих друг с другом. При этом клетка-донор или «выделяет» из себя небольшой фрагмент ДНК, или ДНК попадает в окружающую среду после гибели этой клетки. В любом случае ДНК активно поглощается клеткой-реципиентом и встраивается в собственную «хромосому».

Трансдукция — перенос фрагмента ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту с помощью бактериофагов.

Вирусы

Вирусы открыты в 1892 г. Д.И. Ивановским при изучении мозаичной болезни табака (пятнистость листьев). Вирусы — неклеточные формы жизни. Проявляют признаки, характерные для живых организмов, только во время паразитирования в клетках других организмов.

Вирусы являются внутриклеточными паразитами, но, в отличие от других паразитов, они паразитируют на генетическом уровне (ультрапаразиты).

Существует несколько точек зрения на происхождение вирусов: 1) вирусы возникли в результате дегенерации клеточных организмов; 2) вирусы можно рассматривать как группу «потерявшихся», вышедших из-под контроля клетки генов («осколок генома»); 3) вирусы произошли от клеточных органоидов и др.

Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белков, образующих оболочку вокруг этой нуклеиновой кислоты, т.е. представляют собой нуклеопротеидный комплекс.

В состав некоторых вирусов входят липиды и углеводы. Вирусы содержат всегда один тип нуклеиновой кислоты — либо ДНК, либо РНК.

Причем каждая из нуклеиновых кислот может быть как одноцепочечной, так и двухцепочечной, как линейной, так и кольцевой.

Размеры вирусов — 10–300 нм. Форма вирусов: шаровидная, палочковидная, нитевидная, цилиндрическая и др.

Капсид — оболочка вируса, образована белковыми субъединицами, уложенными определенным образом. Капсид защищает нуклеиновую кислоту вируса от различных воздействий, обеспечивает осаждение вируса на поверхности клетки-хозяина.

Суперкапсид характерен для сложноорганизованных вирусов (ВИЧ, вирусы гриппа, герпеса).

Возникает во время выхода вируса из клетки-хозяина и представляет собой модифицированный участок ядерной или наружной цитоплазматической мембраны клетки-хозяина.

Если вирус находится внутри клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты. Если вирус находится вне клетки-хозяина, то он представляет собой нуклеопротеидный комплекс, и эта свободная форма существования называется вирионом. Вирусы обладают высокой специфичностью, т.е. они могут использовать для своей жизнедеятельности строго определенный круг хозяев.

Вирусы, паразитирующие в бактериальных клетках, называются бактериофагами.

Бактериофаг состоит из головки, хвостика и хвостовых отростков, с помощью которых он осаждается на оболочке бактерий. В головке содержится ДНК или РНК.

Фаг частично растворяет клеточную стенку и мембрану бактерии и за счет сократительной реакции хвостика «впрыскивает» свою нуклеиновую кислоту в ее клетку.

Только паразитируя в клетке-хозяине, вирус может репродуцироваться, воспроизводить себе подобных.

В цикле репродукции вируса можно выделить следующие стадии.

  1. Осаждение на поверхности клетки-хозяина.
  2. Проникновение вируса в клетку-хозяина (могут попасть в клетку-хозяина путем: а) «инъекции», б) растворения оболочки клетки вирусными ферментами, в) эндоцитоза; попав внутрь клетки вирус переводит ее белок-синтезирующий аппарат под собственный контроль).
  3. Встраивание вирусной ДНК в ДНК клетки-хозяина (у РНК-содержащих вирусов перед этим происходит обратная транскрипция — синтез ДНК на матрице РНК).
  4. Транскрипция вирусной РНК.
  5. Синтез вирусных белков.
  6. Синтез вирусных нуклеиновых кислот.
  7. Самосборка и выход из клетки дочерних вирусов. Затем клетка либо погибает, либо продолжает существовать и производить новые поколения вирусных частиц.

Вирусы способны паразитировать в клетках большинства существующих живых организмов, вызывая различные заболевания (грипп, коревая краснуха, полиомиелит, СПИД, оспа, бешенство и др.). Возбудитель СПИДа — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — относится к ретровирусам. Имеет сферическую форму, диаметром 100–150 нм.

Наружная оболочка вируса состоит из мембраны, образованной из клеточной мембраны клетки-хозяина. В мембрану встроены рецепторные «грибовидные» образования. Под наружной оболочкой располагается сердцевина вируса, имеющая форму усеченного конуса и образованная особыми белками. Внутри сердцевины располагаются две молекулы вирусной РНК.

Каждая молекула РНК содержит 9 генов ВИЧ и фермент (обратная транскриптаза), осуществляющий синтез вирусной ДНК на матрице вирусной РНК.

Вирус иммунодефицита человека поражает главным образом CD4-лимфоциты (хелперы), на поверхности которых есть рецепторы, способные связываться с поверхностным белком ВИЧ.

Кроме того, ВИЧ проникает в клетки ЦНС, нейроглии, кишечника. Иммунная система организма человека утрачивает свои защитные свойства и оказывается не в состоянии противостоять возбудителям различных инфекций.

Средняя продолжительность жизни инфицированного человека составляет 7–10 лет.

Источником заражения служит только человек — носитель вируса иммунодефицита. СПИД передается половым путем, через кровь и ткани, содержащие вирус иммунодефицита, от матери к плоду.

Источник: //licey.net/free/6-biologiya/21-lekcii_po_obschei_biologii/stages/263-lekciya__9_stroenie_prokarioticheskoi_kletki_virusy.html

Прокариотическая клетка строение особенности (Таблица, схема)

Каковы цитологические особенности прокариотических организмов

Прокариоты образуют царство бактерий, которое делится на 4 отдела – грамотрицательные бактерии, грамположительные бактерии, микоплазмы и архебактерии. Прокариотическая клетка мелкая (< 10 мкр), овальная, округлая, и не разделены на клеточные компартменты. Прокариоты широко различаются по своим физиологическим свойствам и очень быстро делятся.

Строение прокариотической клетки таблица

Любая прокариотическая клетка состоит из трех частей: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядерного аппарата.

Части, органы клетки

Строение прокариотической клетки

Фотосинтетические мембраны 

Содержат пигменты, улавливающие свет, в первую очередь бактериохлорофилл. Хлоропласты отсутствуют * (у эукариот присутствуют). В бактериальном фотосинтезе не вырабатывается кислород. 

Капсула

Образована слизистыми выделениями, которые могут объединять бактериальные клетки в колонии (например, у Bacillus anthracis) или обеспечивают их защиту (например, у D. pheumoniae).

Плазмиды

Это короткие кольцевые фрагменты ДНК, реплицирующиеся независимо от клеточного генома. Они широко используются для получения рекомбинантной ДНК. У эукариот плазмиды не встречаются.*

Пили (фимбрии)

Это палочковидные белковые структуры, служащие для прикрепления клеток друг к другу. Половые пили участвуют в переносе ДНК между клетками в процессе полового размножения.

Клеточная стенка

Прокариотические клетки имеет жесткий каркас из муреина, полисахарида. У грамположительных бактерий клеточная стенка усилена отложениями полисахаридов и белков, у грамотрицательныхона тоньше, но покрыта слоем липидов, обеспечивающим защиту от лизоцима и пенициллина.

Клеточная стенка бактерий не содержит целлюлозу.* Жесткость клеточной стенки предотвращает осмотический разрыв клетки (на нарушении структуры клеточной стенки основано действие пенициллина на грамположительные бактерии) и сохраняет форму клетки.

Самые распространенные типы бактерий (классификация по форме клетки):

— Кокки (сферические);

— Бациллы (палочковидные);

— Спириллы (спиралевидные)

Мезосомы

Это впячивания плазматической мембраны, на которых расположены ферменты, участвующие в процессе дыхания. Бактерии не имеют митохондрий.*

Жгутик

Жгутик прокариотической клетки отвечает за движение у многих бактерий. Он намного проще по строению, чем жгутик эукариотической клетки, и представляет собой один цилиндр, субъединицы которого образованы белком флагеллином. Жгутик эукариотической клетки имеет субъединичную структуру 9+2.* Жгутик бактерии не совершает биений, а вращается вокруг основания, заякоренного

в клеточной стенке, «ввинчиваясь» в среду и продвигая клетку.*

Запасные питательные вещества

Липидные глобулы или гранулы гликогена

Плазматическая мембрана

Типичная фосфолипидная двухслойная структура

Рибосомы

Имеют меньший размер, чем в эукариотической клетке.* Они рассеяны по всей цитоплазме и не связаны с эндоплазматическим ретикулумом.

Генетический материал (ДНК)

Представлен кольцевидной двухнитевой молекулой ДНК, которая не окружена ядерной мембраной* В ДНК бактерии обычно около 2000 генов, из которых примерно 0.2% обнаружены и в эукариотических клетках.

* отмечены важные отличия прокариотичексих клеток от эукариотических.

Особенности прокариотических клеток организмов

Особенности

Прокариотические клетки

Бактерии

Сине-зеленые водоросли

Строение

1. Нет ядра, митохондрий, ЭПС, аппарата Гольджи

2. Хромосома находится в цитоплазме

3. Размеры микроскопические

4. Форма различна

4. Хлорофилл, заключенный в мембраны, находится в цитоплазме (нет хлоропластов)

5. Оболочка (из углеводов) может быть окружена слизью, внутренняя оболочка – мембрана

5. Оболочка прочная, состоит из углеводов

Размножение

Деление на две части (через 20 минут)

Деление клетки пополам

Значение

1. В промышленности:

а) химическая – этиловые, бутиловые спирты, уксусная кислота, ацетон;

б) пищевая – масло, сыры, кислое молоко, квашеная капуста;

в) микробиологическая (ферменты, кормовые белки, лекарственные препараты)

2. Возбудители заразных болезней

Индикаторы степени загрязненности воды

_______________

Источник информации:

1. Биология человека в диаграммах / В.Р. Пикеринг — 2003.

2. Биология в таблицах и схемах / Спб. — 2004.

Источник: //infotables.ru/biologiya/75-obshchaya-biologiya/1040-prokarioticheskaya-kletka

WikiMedicOnline.Ru
Добавить комментарий