Имеют ли бактерии ядро, или особенности строения прокариотических клеток

Особенности клеток прокариот

Несмотря на все многообразие клеток, встречается лишь два типа их структурной организации – прокариоты и эукариоты.

Прокариоты (от лат. pro – перед, раньше и греч. karyon – ядро) обладают более простым строением, а эукариоты (от греч.

eu – полностью, хорошо и karyon – ядро) – более сложным и разнообразным. У прокариот имеется ядерное вещество (кольцевая ДНК), не оформленное в ядро. ДНК-содержащую зону в клетке прокариот называют нуклеоидом (от лат. nucleus – ядро и греч. eidos – вид), то есть «похожим на ядро».

Обычно нуклеоид прикреплен к внутренней части клеточной мембраны, но не отграничен мембраной от цитоплазмы.

Прокариотический тип клетки – свойство древних одноклеточных организмов (бактерий и архебактерий).

Лишь некоторые виды бактерий (например, цианобактерии) образуют небольшие цепочки или комочки из нескольких клеток. Эукариотический тип свойствен и одноклеточным, и различным многоклеточным организмам.

Отличительные характеристики прокариот и эукариот

Клетки характеризуются очень малыми размерами и имеют самое простое строение, так как сохраняют черты первых живых организмов, возникших на Земле. Они имеют нуклеоид, неподвижную цитоплазму, клеточную мембрану и клеточную стенку. В цитоплазме содержатся немного мелких рибосом и различные включения (гранулы липидов и других веществ).

Некоторые участки цитоплазмы пронизаны мембранами, образующимися за счет впячивания клеточной мембраны внутрь клетки. Молекула ДНК имеет кольцевую форму и размещается непосредственно в цитоплазме, ее называют нуклеоидом. Нуклеоид не отделен мембранной оболочкой от цитоплазмы.

Помимо этой молекулы ДНК в клетке прокариот находятся короткие кольцевые молекулы ДНК – плазмиды.

Схема строения клетки бактерии: А – поверхностные структуры: 1 – клеточная стенка; 2 – капсула, или слизистый слой; 3 – жгутики; 4 – ворсинки; Б – цитоплазматические структуры: 5 – цитоплазматическая мембрана; 6 – цитоплазма; 7 – нуклеоид; 8 – рибосомы; 9 – пластинчатые тилакоиды; 10 – трубчатые тилакоиды; 11 – мезосома; 12 – аэросомы; 13 – карбоксисомы; В – запасные вещества: 14 – полифосфаты; 15 – полисахариды; 16 – включения серы; 17 – жировые капли; 18 – плазмидаКлеточная стенка – важный и обязательный структурный элемент большинства прокариотических клеток, располагающийся под капсулой или слизистым чехлом. Клеточная стенка придает клеткам определенную форму и служит механическим барьером между протопластом и внешней средой. На долю клеточной стенки приходится до 50 % сухих веществ клетки.

У разных прокариот клеточная стенка имеет различное строение. У грамположительных бактерий она имеет толщину от 20 до 80 нм и плотно прилегает к цитоплазматической мембране. Основной структурный компонент клеточной стенки – гликопептид муреин. Муреин образует многослойный (до 10 слоев) каркас, прошитый белковыми мостиками. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий состоит из 1–2 слоев гликопептида (толщиной 2–8 нм), но сверху располагается наружная мембрана (толщиной 8–10 нм), состоящая из фосфолипидов, типичных для элементарных мембран. Наружная мембрана, как правило, имеет волнистую форму, поэтому в их клеточной стенке наблюдаются промежутки между гликопептидным слоем и наружной мембраной и между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной (рис. 100).

Схематическое строение клеточной стенки грамположительных (А) и грамотрицательных (Б) бактерий: У – цитоплазматическая мембрана; 2 – муреин; 3 – периплазматическое пространство; 4 – наружная мембрана; 5 – нуклеоид; 6 – мезосома

Наружная мембрана препятствует проникновению в клетку токсических веществ, поэтому грамотрицательные бактерии более устойчивы к действию некоторых ядов, химических веществ, ферментов и антибиотиков, чем грамположительные.

Мембраны. Цитоплазматическая мембрана у большинства прокариот– единственная мембрана клетки.

Мезосомы также участвуют в формировании перегородки при делении клетки и способствуют разделению ее содержимого на относительно обособленные отсеки, обеспечивая этим более благоприятные условия для протекания ферментативных процессов.

Цитоплазма прокариот неподвижна. Содержит набор растворимых РНК, ферментных белков, продуктов и субстратов метаболических реакций.

В ней находятся генетический аппарат, рибосомы и включения разной химической природы и функционального назначения, например аэросомы (газовые вакуоли). Имеющийся в них газ аналогичен составу газов внешней среды. Аэросомы обычно встречаются у бактерий – обитателей водоемов. Наполненные газом вакуоли снижают удельный вес клетки и поддерживают ее во взвешенном состоянии.

Прокариоты не имеют хлоропластов, но у них есть многочисленные тилакоиды – внутрицитоплазматические мембраны различной организации (пластинчатые, трубчатые и смешанного типа), на которых расположены фотосинтезирующие пигменты и переносчики электронов.

Рибосомы.

Количество рибосом в клетке зависит от интенсивности процессов белкового синтеза и колеблется от 5 до 90 тыс. Общая масса рибосом может составлять примерно четверть всей клеточной массы, а количество рибосомной РНК (рРНК) – до 85 % всей бактериальной РНК.

Генетический аппарат.

Нуклеоид прокариот довольно четко отграничен от цитоплазмы, обычно занимает ее центральную область и представлен единственной нитью ДНК диаметром около 2 нм. Бактериальная ДНК (бактериальная хромосома) имеет форму замкнутого кольца. Генетическая информация клетки представлена также плазмидами – небольшими автономными фрагментами ДНК, размещенными в разных местах цитоплазмы.

У бактерий кольцевая хромосома нуклеоида прикреплена к цитоплазматической мембране в так называемой точке прикрепления.

Во время деления клетки цитоплазматический белок образует клеточную перетяжку между реплицированными молекулами ДНК, благодаря которой клетки отделяются друг от друга, а расходящаяся мембрана «растаскивает» прикрепленные к ней реплицированные хромосомы по дочерним клеткам.

Таким образом, при делении бактериальной клетки генетический материал также равномерно распределяется по дочерним клеткам, как и в результате митоза эукариот.

Расхождение бактериальных клеток при делении: 1 – молекула ДНК на плазматической мембране; 2 – растущая клетка с удвоенной ДНК; 3 – белковая перетяжка; 4 – образовавшиеся дочерние клеткиКапсулы, слизистые слои, или чехлы, – части поверхностной структуры прокариот. Они являются результатом биосинтетических процессов в клетке.

Капсула – слизистое аморфное образование, обволакивающее клетку и сохраняющее связь с клеточной стенкой. Слизистый слой имеет сходный с капсулой вид, но легко отделяется от поверхности клетки. Они защищают клетку от механических повреждений, высыхания, создают дополнительный осмотический барьер, служат препятствием для проникновения вирусов, источником запасных питательных веществ.

С помощью слизи осуществляется связь между соседними клетками в колонии, прикрепление клеток к субстрату.

Споры бактерий. При неблагоприятных условиях некоторые виды бактерий образуют внутри клетки споры. Споры выдерживают длительное высыхание, нагревание свыше 100 °C и охлаждение до предельных температур.

Столь высокая устойчивость споры достигается благодаря образованию вокруг клетки очень плотной оболочки, в основном состоящей из белковых веществ, обогащенных цистином. Ее объем достигает 50 % всего объема споры. Попав в благоприятную питательную среду, споры прорастают. Сначала они набухают, затем через образовавшееся отверстие в оболочке споры клетка выходит в окружающую среду.

Спора у бактерии не является репродуктивным органом, а служит формой адаптации – защиты от неблагоприятных условий.

Жгутики обеспечивают движение прокариотической клетки в жидкой среде. Есть одножгутиковые и полностью покрытые жгутиками клетки (до 1000 жгутиков).

Ворсинки (фимбрии, пили) – поверхностные структуры бактериальной клетки, не связанные с движением; они имеются и у подвижных, и у неподвижных форм. У бактерии кишечной палочки обнаружены ворсинки общего типа и половые. Ворсинки общего типа придают бактериям свойство гидрофобности (несмачиваемости), обеспечивают их прикрепление к клеткам растений, грибов и неорганическим частицам, участвуют в транспорте метаболитов. Половые ворсинки (пили) в половом процессе некоторых бактерий способствуют контакту между клетками и выступают в качестве конъюгационного тоннеля, по которому происходит передача ДНК – внехромосомного наследственного материала в форме плазмид.

Таким образом, несмотря на примитивность прокариотических клеток, они обладают сложным строением и сложным механизмом осуществления процессов жизнедеятельности. По разнообразию своей физиологии бактерии превосходят все остальные живые формы.

Источник: http://blgy.ru/biology10pro/prokaryote

Open Library – открытая библиотека учебной информации

Ядро

Ядро — важнейшая структура в клетках эукариот. Оно представляет собой центр управления клетки и хранилище ин­формации о ней. В ядре содержится более 90[VV75] % клеточной ДНК — вещества, являющегося носителœем наследственной информации.

Роль ядра в управлении процессами жизнедеятельности клеток была доказана экспериментально. В начале 1930-х годов ученый И. Гиммерлинг в ка­честве объекта для опытов по регенерации выбрал зелœе­ную водоросль ацетабулярию (рис. ).

Эта водоросль, обитающая в Средиземном море, замечательна тем, что представляет собой одну гигантскую (размером до 5 см) клетку сложной формы. Клетка имеет корнеподобные ризоиды, тонкий стебелœек и сложной формы шляпку, в которой образуются споры.

Имеется единственное круп­ное ядро, расположенное у основания ножки.

Гиммерлинг пересадил ядро от одного вида ацетабулярии другому, с иной формой шляпки (см. рис. ). В случае если затем шляпку удалить, она вырастет снова, но при этом ее форма окажется не такой, как прежде. Отросшая шляпка будет иметь форму, харак­терную для вида, от которого взято ядро.

Замечатель­но, что если у молодой ацетабулярии удалить ядро за несколько недель до образования шляпки, то она всœе-таки образуется (хотя потом клетка и гибнет). В случае если отрезать кончик стебелька, из него регенерируют сте­белœек и шляпка.

А вот из средней части стебелька не вырастает ничего.

Гиммерлинг предположил, что ядро управляет раз­витием шляпки с помощью каких-то веществ, выделяе­мых в цитоплазму. Эти вещества транспортируются по стебельку в его верхнюю часть и накапливаются там. Вот почему даже при удалении ядра может происходить регенерация. Возникла идея, что ядро управляет жиз­нью клетки с помощью веществ — «инструкций», посы­лаемых в цитоплазму.

Как в дальнейшем выяснилось, такими веществами являются молекулы информационной РНК. Именно они передают инструкции ядра в цитоплазму и обеспечивают синтез необходимых ферментов, управляющих жизнедеятельностью клетки, в том числе процессами регене­рации.

Большинство клеток имеет одно ядро, изредка встречаются двухъядерные (клетки печени, инфузория-туфелька) и много­ядерные (многие протисты, клетки грибов, поперечнополосатые мышечные волокна). Неко­торые клетки в зрелом состоянии не имеют ядра. Таковыми являются эритроциты млекопитающих и клетки ситовидных трубок цвет­ковых растений.

Общий план строения ядра одинаков у всœех клеток эукариот (рис. ). Оно состо­ит из ядерной оболочки, ядерного матрикса (нуклеоплазмы), хро­матина и ядрышка (одного или нескольких).

От цитоплазмы содержимое ядра отделœено ядерной оболочкой,состоящей из двух мембран.Наружная мембрана, граничащая с цитоплазмой клетки, в некоторых местах переходит в каналы эндоплазматического ретикулума; к ней при­креплены рибосомы.

Внутренняя мембрана, контактирующая с нуклеоплазмой, гладкая.

Ядерная оболочка пронизана множе­ством пор, по которым из ядра в цитоплазму выходят молекулы иРНК и тРНК, а в ядро из цитоплаз­мы проникают структурные белки, ферменты, нуклеотиды, молекулы АТФ, неорганические ионы и т. д.

На окрашенных пре­паратах хроматин представляет собой сеть тонких тяжей (фибрилл), мел­ких гранул или глыбок. Основу хроматина составляют нуклеопротеины — длинные нитевидные мо­лекулы ДНК, соединœенные со спе­цифическими хромосомными белками. В состав хроматина входят так­же РНК, синтез которых осуществляется на ДНК.

Ядрышки— это округлые, силь­но уплотненные, не ограниченные мембраной участки клеточного ядра. В ядре может быть одно, два или не­сколько ядрышек.

Во время делœения клетки ядрышки разрушаются, а в конце делœения формируются вновь вок­руг определœенных участков ДНК. Здесь происходит синтез рибосомных РНК и объеди­нение их с молекулами белка, что ве­дет к образованию субъединиц ри­босом.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, ядрышко представляет собой место синтеза рРНК и самосборки субъединиц рибосом.

Хромосомы. Перед делœением клетки хроматин плотно скручива­ется, образуя палочковидные образования – хромосомы.

Ядерные белки (гистоны) при этом обеспечивают правильную укладку ДНК, в результате которой ее длина во много раз уменьшается.

У каждой хромосомы имеется первичная перетяжка(центромера), которая делит хро­мосому на два плеча(рис. ). Хромосомы с равными или почти равными плечами называются равнопле­чими, с плечами неодинаковой длины— неравноплечими; хромосомы содним длинным и другим очень коротким, едва за­метным плечом — палочковидными.

Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку. Последняя обычно расположена вблизи одного из концов хромосомы и отделяет маленький участок – спутник. Вторичные перетяжки называют, кроме того, ядрышковыми организаторами, так как именно на них в интерфазе [BЭ77] происходит образование ядрышка.

Понятие о кариотипе. Каждой клетке того или иного вида живых организмов свойственно определœен­ное число, размеры и форма хро­мосом. Совокупность хромосом, содержащихся в клетках [BЭ78] определœенного вида организмов, принято называть кариотипом (от греч. карион – орех, ядро; типос – образец, форма).

Кариотип видоспецифичен (неповторим), и даже если число хромосом в клетках каких-либо видов будет одинаковым (к примеру, у картофеля и шимпанзе по 48 хромосом в клетке), то форма и строение хромосом будут разными.

Это дает возможность использовать кариотип как критерий вида (данный критерий вида, как вы уже знаете, получил название генетического критерия).

Число хромосом в зрелых поло­вых клетках называют гаплоидным набороми обозначают буквой п.

Клетки, составляющие ткани любого организма, получили название соматических (сома – тело).

Ядра таких клеток содержат, как правило, двой­ной, или диплоидный, на­бор хромосом,обозначаемый 2п. Парные хромосомы, ᴛ.ᴇ.

Клетки, име­ющие более двух наборов хромосом, называют полиплоидными (4п, 8п и т.д.).

Между количеством хромосом в кариотипе и уровнем органи­зации живых организмов не наблюдается прямой связи. Прими­тивные формы могут иметь большее число хромосом, чем высокооргани­зованные, и наоборот.

К примеру, клетки радиолярий (морских планктонных протистов) содержат 1000—1600 хро­мосом, а клетки шимпанзе — всœего 48.

В клетках человека диплоидный набор составляет 46 хромосом, пше­ницы мягкой — 42, картофеля — 18[VV79] , мухи домашней — 12, плодо­вой мушки дрозофилы — 8.

1. Каковы основные функции ядра? 2. Из каких компонентов состоит ядро? 3. Что представляет собой хроматин? 4. Что собой представляют ядрышки? 5.

Какие структуры ядра содержат молеку­лы ДНК? 6.Каким образом отсутствие ядра влияет на свойства клетки? Ответ обоснуйте. 7.Что такое кариотип? 8.

Почему существование видов связано со стабильностью их кариотипа?

По строению клеток всœе живые организмы делятся на две группы: прокариоты и эукариоты. Прокариоты(от лат. про —перед, вместо и греч. карион — ядро) — доядерные организмы, клетки которых не имеют оформленого ядра.

К прокариотам относятся Настоящие бактерии[VV80] , Цианобактерии. Эукариоты(от греч. эу —полностью, хорошо и карион —ядро) – ядерные организмы (их клетки имеют ядро). Эукариотами являются протисты, грибы, растения и животные.

Каковы отличительные признаки прокариотических клеток по сравнению с эукариотическими?

Форма клеток прокариот разнообразна: шаровид­ная (кокки), палочковидная (бациллы), в виде изог­нутой (вибрионы) или спирально закрученной (спи­риллы) палочки[VV83] и др.

Поверхностный аппарат клеток прокариот состоит из цитоплазматической мембраны (одной или двух), клеточной муреиновой оболочки, а у некоторых групп бактерий еще дополнительной слизистой капсулы.

Строение плазмалеммы сходно с таковой у эукариот. Клеточная мембрана прокариот обра­зует многочисленные впячивания внутрь клетки — мезосомы.На них располагаются ферменты, обеспечивающие протекание разнообразных реакций обмена ве­ществ.

Молекула муреина представ­ляет собой правильную сеть из парал­лельно расположенных полисахаридных цепей, сшитых друг с другом короткими пептидными цепочками (рис. ). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, каждая бактериальная клетка окружена сетевидным муреиновым мешком, образованным, по сути дела, одной моле­кулой.

По строе­нию клеточной стенки бактерии подразделяются на две группы — грамположительные (окрашиваются по Граму в фиолетовый цвет) и грамотрицательные (обесцвечиваются при от­мывке красителя, в связи с этим при окраске по Граму приобретают розовый цвет).

У грамположительных бактерий муреиновая сеть многослойная. Вместе с тем, в нее встроены дру­гие вещества, главным образом белки и полисахариды.

Наличие наружной мембраны у грамотрицательных бакте­рий значительно расширяет круг функций клеточной стенки. Так, наружная мембрана осуществляет регуляцию транспорта ве­ществ и ионов, необходимых клетке.

Вместе с тем, она препятствует проникновению в клетку токсичных веществ, что делает грамотрицательные бакте­рии более устойчивыми по сравнению с грамположительными к действию некоторых ядов, химиче­ских веществ, ферментов, антибиотиков.

Снаружи клеточная стенка прокариот часто бывает окружена слизистым чех­лом,или капсулой, которая также выполняет защитную функцию.

Прокариоты, как следует из их названия, не имеют оформленного ядра. Их ядерное вещество представлено, как правило, единственной кольцевой молекулой ДНК, которая условно принято называть бактериальной хромосомой.

Молекула ДНК располагается непосредствен­но в цитоплазме (рис. ). Область цитоплазмы, в которой расположена ДНК принято называть нуклеоид.

Помимо крупной кольцевой молекулы ДНК в бактериальных клетках могут содержаться маленькие кольцевые двуцепочечные молекулы ДНК — плазмиды.

Бактериальные клетки, помимо ядра, не имеют и большинства органелл, характерных для клеток эукариот — митохон­дрий, пластид, эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, лизосом, клеточного центра.

При этом в их цитоплазме располагаются многочисленные рибосомы, которые имеют сходное строение с рибосомами эукариот, но отличаются меньшими размерами.

У некоторых бактерий — обитателœей водоемов или капилляров почвы, заполненных водой, имеют­ся особые газовые вакуоли.Изменяя в них объем газов, эти бактерии могут перемещаться в толще водной среды (всплывать, погружаться) с минимальными затратами энергии.

Цитоскелœета в прокариотических клетках тоже нет. У некоторых прокариот имеются органоиды движения — один, несколько или много жгутиков. Жгути­ки бывают длиннее самой клетки в несколько раз, однако их диаметр незначительный (10 — 25 нм), поэто­му в световой микроскоп они не видны.

В отличие от эукариот, большинство из которых являются аэробами,т. е. используют в энергетическом обмене кислород, многие прокари­оты являются анаэробами,и кислород для них вреден. Некоторые бактерии, называемые азотфиксирующими, способны усваивать азот воздуха, чего эукариоты делать не могут.

В неблагоприятных условиях (холод, жара, за­суха и т. д.) многие бактерии способны образовывать споры. При спо­рообразовании вокруг бактериальной хромосомы образуется плотная многослойная оболочка.

Споры устойчивы к действию высокой тем­пературы (в некоторых случаях могут выдерживать дли­тельное кипячение), ионизирующего излучения, химических веществ и другим факторам.

Спора может десятилетиями находиться в неактивном состоянии, а в благоприятных условиях из нее снова прорастает активная бак­терия.

Большинство прокариот — одноклеточные организмы, но среди них есть и колониальные формы. Скопления клеток прокариот могут иметь вид нитей, гроздей и т. д., иногда они окружены общей слизистой капсулой.

1. Чем клетки прокариот по строению отличаются от клеток эукариот? 2.Какую форму имеет ДНК бактерий? 3. Что собой представляет нуклеоид? 4.

Что такое мезосомы и какие функции они выполняют? 5.Известно, что у клеток прокариот отсутствуют такие органеллы, как пластиды, митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть.

Каким образом их клетки могут функционировать без этих оранелл?

Читайте также

– Особенности строения клеток прокариот и эукариот.

Бактерии, вирусы, генная инженерия. Лекция № 12. Генная инженерия – совокупность методов, позволяющих путем операций в пробирке переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Цель: получение клеток (бактерий), способных в промышленных масштабах… [читать подробенее]

– Особенности строения клеток прокариот

Ядро Ядро — важнейшая структура в клетках эукариот. Оно представляет собой центр управления клетки и хранилище ин­формации о ней. В ядре содержится более 90[VV75] % клеточной ДНК — вещества, являющегося носителем наследственной информации. Роль ядра в управлении… [читать подробенее]

Источник: http://oplib.ru/yadernaya_tehnika/view/1272254_osobennosti_stroeniya_kletok_prokariot

Тема 2.9. Прокариотическая клетка (Страницы 60,61,62,63,64) – Рабочая тетрадь по биологии 1 часть Агафонова Сивоглазов Котелевская 10-11 класс

Главная › 10-11 класс › Биология › Рабочая тетрадь по биологии 1 часть Агафонова Сивоглазов Котелевская 10-11 класс

1. Дайте определения понятий.

• Нуклеоид – это компартмент неправильной формы внутри клетки прокариот, в котором находится генетический материал.
• Плазмида – небольшая молекула ДНК, физически отдельная от геномных хромосом и способная реплицироваться автономно.
• Бацилла – бактерия палочковидной формы.
• Вибрион – бактерия, имеющая форму запятой.

2. Нарисуйте схематично прокариотическую клетку и подпишите ее основные части.

3. Заполните таблицу “КЛАССИФИКАЦИИ ПРОКАРИОТ”.

4. Опишите процесс размножения прокариотической клетки на примере бактерий.

ОТВЕТ: Бактерии размножаются простым делением надвое. После репликации кольцевой ДНК клетка удлиняется, в ней образуется поперечная перегородка. В дальнейшем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в группы.

5. Обоснуйте утверждение Л. Пастера: «Бактерии – великие могильщики природы».

ОТВЕТ: Бактерии превращают органические вещества отмерших организмов в неорганические, обеспечивая круговорот веществ в природе.

6. Какие особенности строения и жизнедеятельности бактерий позволяют им переживать неблагоприятные условия?

ОТВЕТ: неблагоприятных условиях бактерии образуют споры – клетки со сниженным уровнем метаболизма, покрытые защитной оболочкой.

7. Заполните таблицу “СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕТОК ПРОКАРИОТ И ЭУКАРИОТ”.

8. Выберите правильный ответ.

Тест 1. К эукариотам не относится:
3) Bacillus anthracis;

Тест 2. Споры растений отличаются от спор бактерий тем, что:
3) образуются в результате мейоза;

Тест 3. В клетках бактерий ДНК:
2) кольцевая;

Тест 4. Органоиды клетки, которые являются общими для всех живых организмов, независимо от их уровня организации:
3) рибосомы;

9. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.

10. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.

Выбранный термин – прокариоты.
Соответствие – термин «прокариоты» буквально означает «доядерные». Их клетки не имеют ядра. Термин соответствует значению.
11. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.9.Клетки бактерий – прокариотические. Они не имеют четко оформленного ядра.

По типу питания – сапротрофы, паразиты и симбионты.

Сохраните или поделитесь с одноклассниками:

Источник: https://dourokov.ru/10-11-klass/biologiya/rabochaya-tetrad-po-biologii-sivoglazov-agafonova-zaharova-10-11-klass/3008-tema-2.9.-prokarioticheskaya-kletka.html

Строение прокариотической клетки

Клетка бактерии

Прокариотические клетки – это наиболее примитивные, очень просто устроенные, сохраняющие черты глубокой древности организмы. К прокариотическим (или доядерным) организмам относят бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). На основании общности строения и резких отличий от других клеток их выделяют в самостоятельное царство дробянки.

Рассмотрим строение прокариотической клетки на примере бактерий.

Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, находится в цитоплазме и не отграничен от нее оболочкой. Такой аналог ядра называют нуклеоидом. ДНК не образует комплексов с белками и поэтому все гены, входящие в состав хромосомы, “работают”, т.е. с них непрерывно считывается информация.

Прокариотическая клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки, образованной из сложного, высокополимерного вещества. В цитоплазме органелл мало, но присутствуют многочисленные мелкие рибосомы (бактериальные клетки содержат от 5000 до 50 000 рибосом).

Цитоплазма пронизана мембранами, образующими эндоплазматическую сеть, в ней и находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков.

Внутренняя часть клеточной стенки представлена плазматической мембраной, выпячивания которой в цитоплазму образуют мезосомы, участвующие в построении клеточных перегородок, репродукции, и являются местом прикрепления ДНК. Дыхание у бактерий осуществляется в мезосомах, у сине-зеленых водорослей в цитоплазматических мембранах.

У многих бактерий внутри клетки откладываются запасные вещества: полисахариды, жиры, полифосфаты. Резервные вещества, включаясь в обмен веществ, могут продлевать жизнь клетки в отсутствие внешних источников энергии.

Строение прокариотической клетки

(1-клеточная стенка, 2-наружная цитоплазматическая мембрана, 3-хромосома(кольцевая молекула ДНК), 4-рибосома, 5-мезосома, 6-впячивание наружной цитоплазмотической мембраны, 7-вакуоли, 8-жгутики, 9-стопки мембран, в которых осуществляется фотосинтез)

Как правило, бактерии размножаются делением надвое. После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, закладывающаяся в направлении снаружи внутрь, затем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в характерные группы – цепочки, пакеты и т.д. Бактерия – кишечная палочка каждые 20 минут удваивает свою численность.

Для бактерий характерно спорообразование. Оно начинается с отшнуровывания части цитоплазмы от материнской клетки. Отшнуровавшаяся часть содержит один геном и окружена цитоплазматической мембраной.

Затем вокруг споры вырастает клеточная стенка, нередко многослойная. У бактерий наблюдается половой процесс в форме обмена генетической информацией между двумя клетками.

Половой процесс повышает наследственную изменчивость микроорганизмов.

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).

Форма бактериальной клетки является одним из важнейших систематических признаков.

Выделяют 4 основные формы клеток:

1) Кокки – бактерии, имеющие сферическую форму. Сферические бактерии после деления могут образовывать:

а) диплококки – две клетки в одной капсуле. Представители: пневмококк – возбудитель пневмонии;

б) стрептококки – образованны кокками в виде цепочки. Представители: возбудители ангины и скарлатины;

в) стафилококки – напоминают виноградную гроздь. Представители: разные штаммы стафилококков вызывают фурункулёз, воспаление лёгких, пищевые отравления и некоторые другие заболевания.

2) Бациллы – прямые, палочковидные бактерии:

а) неспорообразующие палочки называют бактериями. Представители: обычные кишечные симбионты, возбудители брюшного тифа, клубеньковые бактерии;

б) спорообразующие палочки называют бациллами. Представители: очень много в почве, например, азотофиксирующие бактерии, возбудители сибирской язвы, возбудитель туберкулёза – палочка Коха.

3) Спириллы, спирохеты – спиралевидной формы.

а ) спириллы – спиральные палочки с одним жгутиком. Представители: обычные обитатели ротовой полости.

б) спирохеты – форма клеток очень сложна, но есть различия по способу передвижения. Представители: обычные обитатели ротовой полости, возбудитель сифилиса.

4) Вибрионы – короткие палочки, всегда изогнутые в виде запятой. Представители: возбудитель холеры.

Прокариоты появились на Земле около 3,5 млрд лет назад и были, вероятно, первой клеточной формой жизни, дав начало современным прокариотам и эукариотам.

Источник: http://biology623.blogspot.com/2011/11/blog-post_5244.html

Прокариотические клетки | Биология

Прокариотические клетки были первыми живыми организмами, появившимися на Земле, они имеют наиболее простое строение. На сегодняшний день к прокариотам (доядерным) относят бактерий и архей, все они одноклеточные организмы (редко образуют колонии). Цианобактерий (они же синезеленые водоросли) относят к бактериям в ранге типа.

Прокариоты — это нетаксономическая группа организмов, объединяющая бактерий и архей по признаку отсутствия у них ядра. Бактерии и археи выделяются в рангах разных надцарств (доменов), они отличаются между собой многими биохимическими процессами и, как считается, имеют разные эволюционные пути. Кроме них, третьим надцарством являются эукариоты.

Клетки прокариотического типа мельче клеток эукариот.

У них нет ядра, настоящих мембранных органелл, клеточного центра.

У ряда групп бактерий есть впячивания цитоплазматической мембраны, которые выполняют различные функции за счет локализации на них тех или иных ферментов.

Генетический материал прокариот находится в цитоплазме. Основной его объем сосредоточен в нуклеоиде — кольцевой молекуле ДНК, в одном месте прикрепленной к цитоплазматической мембране. Она не связана с белками гистонами как у эукариот.

В прокариотических клетках по-другому регулируется реализация генетической информации. Кроме нуклеоида есть еще плазмиды (мелкие кольцевые молекулы ДНК). Почти вся ДНК транскрибируется (в то время как у эукариот обычно менее половины).

Прокариоты почти всегда гаплоидны. Новые клетки образуются путем бинарного деления, перед этим нуклеоид удваивается. У прокариот нет процессов митоза и мейоза.

Их рибосомы мельче, чем эукариот.

Цитоплазма прокариот почти неподвижна. Не характерно амебоидное движение.

Поступление в прокариотическую клетку веществ осуществляется за счет осмоса.

Согласно симбиотической гипотезе, в процессе эволюции от внедрившихся в другую клетку определенных групп прокариотических клеток произошли митохондрии и пластиды.

Клетки бактерий отличаются разнообразной формой (палочковидные, округлые, извитые и др.). У них есть сложная клеточная оболочка (состоящая из клеточной стенки, капсулы, слизистого чехла), жгутики и ворсинки.

Большинство архей хемоавтотрофы. Археи не образуют спор и среди них нет паразитов.

Источник: https://biology.su/cytology/prokaryote

Особенности строения клеток прокариот – QazBrand.info-All

Вам известно, что по особенностям строения клеток организмы принято делить на две группы: прокариоты (доядерные) и эукариоты (ядерные). К первой группе относятся бактерии, ко второй — протисты, грибы, растения и животные. Каковы отличительные признаки прокариотических клеток по сравнению с эукариотическими?

Размеры клеток прокариот, как правило, значительно меньше, чем эукариот, и в среднем составляют 0,25—10 мкм. Однако есть исключения. Клетки некоторых нитчатых серобактерий имеют диаметр около 50 мкм, обнаружены спирохеты длиной до 250 мкм, а крупнейшие из известных бактерий достигают размера 750 мкм (0,75 мм).

Клетки прокариот могут иметь различную форму: шаровидную (кокки), палочковидную (бациллы), изогнутую (вибрионы), спирально закрученную (спириллы) и др.

Поверхностный аппарат прокариотических клеток включает цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку. У некоторых бактерий поверхностный аппарат имеет дополнительную наружную мембрану. Клеточная стенка многих бактерий может быть окружена слизистой капсулой (рис. 51).

Строение и функции цитоплазматической мембраны сходны с таковыми у эукариот.

Клеточная стенка бактерий существенно отличается по строению от оболочек клеток растений и грибов. Ее основу составляет жесткая решетка из полисахарида м у р е и н а.

Молекула муреина представляет собой правильную сеть из параллельно расположенных полисахаридных цепей, сшитых друг с другом короткими пептидными цепочками.

Таким образом, бактериальная клетка окружена муреиновым мешком, образованным, по сути дела, одной молекулой.

В состав клеточной стенки может входить множество таких муреиновых мешков, которые располагаются один поверх другого и образуют жесткий опорный каркас, обеспечивающий постоянную форму бактериальной клетки.

Это делает грамотрицательные бактерии более устойчивыми к действию некоторых ядов, ферментов, антибиотиков.

Для выявления бактерий под микроскопом их обрабатывают специальными красителями по методу, разработанному датским ученым X. Гр а м ом (отсюда и названия групп бактерий). При этом грамположительные бактерии приобретают темно-синюю окраску, а грамотрицательные — розовую.

У некоторых бактерий имеются ворсинки — тонкие белковые выросты на поверхности клетки (см. рис. 51). Функция ворсинок заключается в прикреплении бактерий к клеткам других организмов, различным частицам, а также в переносе ДНК от одной бактериальной клетки к другой.

Клетки некоторых видов бактерий имеют жгутики (один, несколько или много), которые могут быть в несколько раз длиннее самой клетки.

Прокариоты, как следует из их названия, не имеют оформленного ядра. Их наследственная информация содержится, как правило, в кольцевой молекуле ДНК (см. рис. 51), которая располагается непосредственно в цитоплазме и условно называется бактериальной хромосомой.

Читайте также:  Польза бифидобактерий и препаратов на их основе

 Помимо бактериальной хромосомы, в цитоплазме клеток могут содержаться небольшие молекулы ДНК, способные автономно удваиваться и при делении передаваться дочерним клеткам. Такие внехромосомные (дополнительные по отношению к хромосоме) структуры называются плазмидами.

Бактериальные клетки не имеют мембранных органоидов, характерных для клеток эукариот, — митохондрий, пластид, эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, лизосом. Функцию этих органоидов выполняет цитоплазматическая мембрана или ее производные.

Цитоплазматическая мембрана прокариот может образовывать впячивания внутрь клетки — мезосомы, которые часто имеют вид закрученных в спираль или клубок образований (см. рис. 51).

Кроме того, в прокариотических клетках отсутствует клеточный центр и цитоскелет. В то же время в цитоплазме располагаются многочисленные рибосомы, которые имеют сходное строение с рибосомами эукариот, но отличаются меньшими размерами.

У некоторых бактерий, обитающих в водоемах или капиллярах почвы, имеются особые газовые вакуоли. Изменяя их объем, бактерии могут перемещаться (всплывать и погружаться) с минимальными затратами энергии.

В клетках цианобактерий содержатся округлые замкнутые мембранные структуры — хроматофоры (от греч. хрома — краска, форос — несущий), в которых расположены фотосинтетические пигменты.

Некоторые бактерии способны усваивать атмосферный азот (N2), чего эукариоты делать не могут. Такие бактерии называются азотфиксирующими.

В неблагоприятных условиях (холод, жара, засуха и т. д.) некоторые бактерии способны образовывать споры. При спорообразовании вокруг бактериальной хромосомы образуется плотная многослойная оболочка.

Споры устойчивы к действию низких и высоких температур (в некоторых случаях выдерживают длительное кипячение), ионизирующего излучения, многих химических веществ и других факторов.

Большинство прокариот — одноклеточные организмы, но встречаются колониальные и многоклеточные формы (например, некоторые цианобактерии). Скопления клеток прокариот могут иметь вид нитей, шаров, гроздей, иногда они окружены общей слизистой капсулой.

Клетка прокариот, клетка прокариот имеет, клетки эукариот и прокариот, в клетках прокариот в отличие, клетка эукариот в отличие от клетки прокариот, клетки эукариот в отличие от прокариот имеют, строение клетки прокариот, клетки бактерий прокариоты, клетки прокариот содержат, к прокариотам относят клетки

Источник: https://www.qazbrand.info/all/1882/osobennosti-stroenija-kletok-prokari/

Строение прокариотической клетки — Науколандия

Прокариотические клетки по своему строению мельче и проще клеток эукариот. Среди них не бывает многоклеточных организмов, лишь иногда образуют подобие колоний. У прокариот нет ни только клеточного ядра, но и всех мембранных органелл (митохондрий, хлоропластов, ЭПС, комплекса Гольджи, центриолей и др.).

К прокариотам относятся бактерии, синезеленые водоросли (цианобактерии), археи и др. Прокариоты были первыми живыми организмами на Земле.

Функции мембранных структур выполняют выросты (впячивания) клеточной мембраны во внутрь цитоплазмы. Они бывают трубчатыми, пластинчатыми, иной формы. Ряд из них называют мезосомами. Фотосинтезирующие пигменты, дыхательные и другие ферменты располагаются на таких различных образованиях и таким образом выполняют свои функции.

У прокариот в центральной части клетки находится только одна большая хромосома (нуклеоид), которая имеет кольцевое строение. В ее состав входит ДНК.

Вместо белков, придающих форму хромосоме как у эукариот, здесь находится РНК. Хромосома не отделена от цитоплазмы мембранной оболочкой, поэтому говорят, что прокариоты — безъядерные организмы.

Однако в одном месте хромосома прикреплена к клеточной мембране.

Кроме нуклеоида в строении прокариотических клеток отмечается наличие плазмид (малых хромосом также кольцевой структуры).

В отличие от эукариот цитоплазма прокариот неподвижна.

У прокариот есть рибосомы, однако они мельче рибосом эукариот.

Прокариотические клетки отличаются сложным строением своих оболочек. Кроме цитоплазматической мембраны (плазмалеммы), у них есть клеточная стенка, а также капсула и другие образования, в зависимости от типа прокариотического организма. Клеточная стенка выполняет опорную функцию и препятствует проникновению вредных веществ. В состав клеточной стенки бактерий входит муреин (гликопептид).

Прокариотические клетки делятся бинарным делением. У них нет митоза и мейоза. Перед делением нуклеоид удваивается.

Прокариоты часто образуют споры, которые являются способом переживания неблагоприятных условий.

Споры ряда бактерий сохраняют жизнеспособность при высокой и крайне низкой температурах. При образовании споры прокариотическая клетка покрывается толстой плотной оболочкой. Ее внутреннее строение несколько изменяется.

Источник: https://scienceland.info/biology10/prokaryote

Прокариотическая клетка

Систематика.

Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий.

Они встречаются в самых разнообразных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве.

В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий на 1 г, то есть примерно 2 тонны на гектар. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных.

Бактерии – мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением; их размеры составляют от 0,1 до 10 мкм. На обычной типографской точке можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера.

Бактерии можно увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами или микробами; микроорганизмы изучаются микробиологией. Часть микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией.

Начало этой науке положил Антониван Левенгук в XVII веке.

Бактерии – древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий и сине-зелёных водорослей (строматолиты) относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет.

Из-за возможности обмена генами между представителями различных видов и даже родов систематизировать прокариот довольно сложно.

Удовлетворительная систематика прокариот не построена до сих пор; все существующие системы являются искусственными и классифицируют бактерии по какой-либо группе признаков, не учитывая их филогенетического родства. Ранее бактерии вместе с грибами и водорослями включались в подцарство низших растений.

В настоящее время бактерии выделены в отдельное надцарство прокариот. На основе обмена веществ подразделяются на три подцарства: Архебактерии, Оксифотобактерии, Настоящие бактерии.

Строение прокариот на примере бактериальной клетки.

Бактерии микроскопически малы, но их скопления (колонии) нередко видимы невооруженным глазом. По форме и особенностям объединения клеток различают несколько групп настоящих бактерий: кокки, имеющие шарообразную форму; бациллы или палочки, – вытянутые в длину бактерии, вибрионы – дугообразно изогнутые бактерии, спириллы – бактерии с вытянутой шарообразно извитой формой

В цитоплазме мембран мало, и они представляют собой впячивания наружной цитоплазматической мембраны. Совсем нет органоидов, окруженных мембраной (митохондрии, пластиды и др.

) Синтез белков осуществляется рибосомами, имеющими меньший размер, чем у эукариот.

Все ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности, рассеяны в цитоплазме или прикреплены к внутренней поверхности цитоплазматической мембраны.

Строение прокариотической клетки.

Вывод: в бактериальной клетке отсутствует ядро, хромосомы не отделены от цитоплазмы оболочкой ядра, а свободно располагаются в ней. Кроме того, в клетке бактерии отсутствуют ряд органоидов: нет митохондрий, ЭПС, аппарата Гольджи и пр. Снаружи клеточная мембрана окружена клеточной стенкой.

Жгутики прокариот очень просты по устройству и состоят из белка флагеллина, образующего полый цилиндр диаметром 10–20 нм. Они ввинчиваются в среду, продвигая клетку вперёд.

По-видимому, это единственная известная в природе структура, использующая принцип колеса.

По способу питания бактерии делятся на две большие группы: автотрофы и гетеротрофы.

К автотрофам, не нуждающимся в веществах, произведённых другими организмами, относятся фотосинтетики (например, пурпурные бактерии и сине-зелёные водоросли) и хемосинтетики (железобактерии, серобактерии, азотные бактерии).

По способу дыхания бактерии делятся на аэробов (большинство бактерий) и анаэробов (возбудители столбняка, ботулизма, газовой гангрены). Первым для дыхания нужен кислород, для вторых кислород бесполезен или даже ядовит. Бактерии размножаются путем деления примерно каждые 20 минут (в благоприятных условиях).

ДНК реплицируется, каждая дочерняя клетка получает по своей копии родительской ДНК. Возможна также передача ДНК между неделящимися клетками (посредством захвата “голой” ДНК, при помощи бактериофагов или путём конъюгации, когда бактерии соединяются между собой копуляционными фимбриями), однако увеличения количества особей при этом не происходит.

Размножению препятствуют солнечные лучи и продукты их собственной жизнедеятельности.

Поведение бактерий не отличается особой сложностью. Химические рецепторы регистрируют изменения кислотности среды и концентрацию различных веществ: сахаров, аминокислот, кислорода. Многие бактерии реагируют на изменения температуры или освещенности, некоторые бактерии могут ощущать магнитное поле Земли.

При неблагоприятных условиях бактерия покрывается плотной оболочкой, её содержимое становится более густым, жизнедеятельность почти прекращается. В таком состоянии споры бактерии могут часами находиться в глубоком вакууме, переносить температуру от –240 °С до +100 °С.

В подцарстве прокариот особое место занимают цианобактерии, нередко называемых синезелеными водорослями.

Большинство из них, будучи автотрофными организмами, могут синтезировать все вещества клетки за счет энергии света. Однако они способны к смешанному типу питания. Часто вступают в симбиоз с другими организмами, например с грабами.

Значение бактерий.

В природе роль бактерий велика. Они широко населяют почву, выполняя роль разрушителей органического вещества. Возвращают химические элементы в биологический круговорот.

Встречаются бактерии симбионты, например клубеньковые бактерии, поселяющиеся в корнях растений семейства бобовые, способны усваивать азот из воздуха и, таким образом снабжают эти растения азотом.

Велика и отрицательная роль бактерий. Различные виды бактерий вызывают порчу пищевых продуктов, выделяя в них продукты своего обмена, ядовитые для человека.Наиболее опасны патогенные бактерии – источники различных заболеваний человека и животных, таких как воспаление легких, туберкулез, аппендицит, сальмонеллезы, чума, холера и др. Поражают бактерии и растения.

Источник: http://festival.1september.ru/articles/527043/

Список литературы:

1. Биология.золотой фонд. Энциклопедия .научное издательство “Большая Российская энциклопедия” Москва 2003.
2. Биология. Многообразие живых организмов. В.Б. Захаров, Н.И. Сонин Дрофа Москва 2001.
3. Биология Общие закономерности.С.Г.Мамонтов,В.Б. Захаров, Н.И. Сонин. Дрофа 2003.
4. Биология. Общие закономерности. В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, В. И. Сивоглазов Москва “Школа-Пресс” 1996.
5. Интернет: www.procariota.ru.

Источник: http://vtor-ch.blogspot.com/2013/12/blog-post_22.html