Новые открытия в строении клеток прокариот: что бактериальные клетки имеют в своем составе?

Мир прокариотной клетки (стр. 1 из 10)

Новые открытия в строении клеток прокариот: что бактериальные клетки имеют в своем составе?

СТРОЕНИЕ ПРОКАРИОТНОЙ КЛЕТКИ

Деления клеточных организмов на высшем уровне предусматривают выделение всех прокариот в отдельное царство. В 70-х гг.

обнаружены микроорганизмы, структурно относящиеся к прокариотному типу, но значительно отличающиеся химическим строением важных клеточных макромолекул и способностью осуществлять уникальные биохимические процессы. Эти необычные прокариотные организмы были названы архебактериями.

Типичные прокариоты, или бактерии, получили соответственно название эубактерий (истинных бактерий). Число известных архебактерий по сравнению с эубактериями чрезвычайно мало.

Материал настоящего раздела посвящен общей характеристике прокариотных организмов (в основном эубактерий), отличающихся морфологическим и особенно физиологическим разнообразием.

В основе морфологического разнообразия лежат различия в размерах и форме отдельных клеток, способах их деления, природе и наборе цитоплазматических включений, строении клеточной стенки и структур, локализованных снаружи от нее, наличии и типе дифференцированных форм, образующихся в процессе жизненного цикла.

Всем этим вопросам посвящены главы 4 и 5. В главах 6—9 представлена общая картина физиологического разнообразия прокариот, складывающегося из различий в механизмах получения энергии и источниках питания, разного отношения к молекулярному кислороду и другим факторам внешней среды, прежде всего свету, температуре, кислотности среды.

В главе 10 обсуждаются генетические механизмы, приведшие в процессе эволюции к структурно-физиологическому разнообразию прокариот. Глава 11, посвященная проблемам систематики и описанию основных групп прокариот, иллюстрирует на конкретных примерах материал, представленный в предыдущих главах.

Обратите внимание

Завершает раздел глава 12, в которой излагается наиболее общепринятая гипотеза происхождения жизни на Земле, приведшая к возникновению первичной клетки, и имеющийся в настоящее время экспериментальный материал, подтверждающий эту гипотезу.

ФОРМА ПРОКАРИОТ

До недавнего времени большинство исследователей традиционно считали, что клетки прокариот достаточно однообразны и в подавляющем большинстве имеют форму сферы, цилиндра или спирали. Они бывают одиночными, в иных случаях образуют нити или колонии. Прокариоты сферической формы, называемые кокками, могут после деления не расходиться.

Если деление происходит в одной плоскости, образуются пары клеток (диплококки) или цепочки (стрептококки). В том случае, когда деление происходит относительно равномерно в трех взаимно перпендикулярных направлениях и клетки после деления остаются соединенными друг с другом, возникают пакеты правильной формы (сарцины) или колонии сферической формы.

Если же деление происходит в нескольких плоскостях неравномерно, образуются клеточные скопления неправильной формы (рис. 3, 1—5
). Прокариоты, имеющие форму цилиндра (палочковидные), сильно различаются по величине отношения длины клетки к ее поперечнику.

Прокариоты спиралевидной формы характеризуются разным числом витков: у спирилл — от одного до нескольких витков, вибрионы выглядят наподобие изогнутых палочек, так что их можно рассматривать как неполный виток спирали (рис. 3, 6—8
).

За последнее время среди прокариот обнаружены организмы, отличающиеся от описанных выше основных форм. Некоторые бактерии имеют вид кольца, замкнутого или разомкнутого в зависимости от стадии роста (рис.3, 9
). У прокариот, в основном размножающихся почкованием, описано образование клеточных выростов (простек), число которых может колебаться от 1 до 8 и более (рис.

3, 10
). Из природных субстратов выделены бактерии червеобразной формы и напоминающие шестиугольную звезду (рис. 3, 11, 12
). Для некоторых видов характерно слабое или довольно хорошо выраженное ветвление (рис. 3, 13
).

Описаны прокариоты, обладающие морфологической изменчивостью, в зависимости от условий имеющие вид палочек, кокков или обнаруживающие слабое ветвление.

Важно

Форма многоклеточных прокариот также разнообразна: это скопления различной конфигурации, чаще — нити (рис. 3, 14—16
). Своеобразие бактериальным клеткам придают жгутики, имеющие различное расположение на клеточной поверхности (рис. 3, 8, 15, 17, 18
). а также выделения внеклеточных веществ разной химической природы (рис. 3, 19—22
).

СТРУКТУРА, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФУНКЦИИ КОМПОНЕНТОВ ПРОКАРИОТНОЙ КЛЕТКИ

Клетка прокариот обладает рядом принципиальных особенностей, касающихся как ее ультраструктурной, так и химической организации (рис. 4). Структуры, расположенные снаружи от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол, жгутики, ворсинки), называют обычно поверхностными структурами.

Термином “клеточная оболочка” часто обозначают все слои, располагающиеся с внешней стороны от ЦПМ (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол). ЦПМ вместе с цитоплазмой называется протопластом. Рассмотрим сначала строение, химический состав и функции поверхностных клеточных структур.

Клеточная стенка

Клеточная стенка — важный и обязательный структурный элемент подавляющего большинства прокариотных клеток, располагающийся под капсулой или слизистым чехлом или же непосредственно контактирующий с окружающей средой (у клеток, не содержащих этих слоев клеточной оболочки). На долю клеточной стенки приходится от 5 до 50% сухих веществ клетки.

Клеточная стенка служит механическим барьером между протопластом и внешней средой и придает клеткам определенную, присущую им форму. Концентрация солей в клетке, как правило, намного выше, чем в окружающей среде, и поэтому между ними существует большое различие в осмотическом давлении.

Клеточная стенка чисто механически защищает клетку от проникновения в нее избытка воды.

По строению и химическому составу клеточная стенка прокариот резко отличается от таковой эукариотных организмов. В ее состав входят специфические полимерные комплексы, которые не содержатся в других клеточных структурах.

Химический состав и строение клеточной стенки постоянны для определенного вида и являются важным диагностическим признаком. В зависимости от строения клеточной стенки прокариоты, относящиеся к эубактериям, делятся на две большие группы.

Совет

Было обнаружено, что если фиксированные клетки эубактерий обработать сначала кристаллическим фиолетовым, а затем йодом, образуется окрашенный комплекс.

При последующей обработке спиртом в зависимости от строения клеточной стенки судьба комплекса различна: у так называемых грамположительных видов этот комплекс удерживается клеткой, и последние остаются окрашенными, у грамотрицательных видов, наоборот, окрашенный комплекс вымывается из клеток, и они обесцвечиваются6
.

У некоторых эубактерий положительная реакция при окрашивании описанным выше способом свойственна только клеткам, находящимся в стадии активного роста. Выяснено, что окрашенный комплекс образуется на протопласте, но его удерживание клеткой или вымывание из нее при последующей обработке спиртом определяются особенностями строения клеточной стенки.

Клеточные стенки грамположительных и грамотрицательных эубактерий резко различаются как по химическому составу (табл. 3), так и по ультраструктуре (рис. 5).

В состав клеточной стенки эубактерий входят семь различных групп химических веществ, при этом пептидогликан присутствует только в клеточной стенке.

У грамположительных1 эубактерий он составляет основную массу вещества клеточной стенки (от 40 до 90%), у грамотрицательных — содержание пептидогликана значительно меньше (1—10%).

Клеточная стенка цианобактерий, сходная с таковой грамотрицательных эубактерий, содержит от 20 до 50% этого гетерополимера.

Источник: http://MirZnanii.com/a/172425/mir-prokariotnoy-kletki

Самая удобная и увлекательная подготовка к ЕГЭ

  • Роберт Гук в 1665 году обнаружил клетки в срезе пробки и впервые применил термин клетка.
  • Антони ван Левенгук открыл одноклеточные организмы.
  • Маттиас Шлейден в 1838 году и Томас Шванн в 1839 году сформулировали основные положения клеточной теории. Однако они ошибочно считали, что клетки возникают из первичного неклеточного вещества.
  • Рудольф Вирхов в 1858 году доказал, что все клетки образуются из других клеток путём клеточного деления.
  1. Клетка является структурной единицей всего живого. Все живые организмы состоят из клеток (исключение составляют вирусы).

  2. Клетка является функциональной единицей всего живого. Клетка проявляет весь комплекс жизненных функций.
  3. Клетка является единицей развития всего живого. Новые клетки образуются только в результате деления исходной (материнской) клетки.
  4. Клетка является генетической единицей всего живого.

    В хромосомах клетки содержится информация о развитии всего организма.

  5. Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению и функциям.

Среди живых организмов только вирусы не имеют клеточного строения. Все остальные организмы представлены клеточными формами жизни.

Различают два типа клеточной организации: прокариотический и эукариотический. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии (сине-зелёные), к эукариотам — растения, грибы и животные.

Прокариотические клетки устроены сравнительно просто.

Они не имеют ядра, область расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоид, единственная молекула ДНК кольцевая и не связана с белками, клетки меньше эукариотических, в состав клеточной стенки входит гликопептид — муреин, мембранные органоиды отсутствуют, их функции выполняют впячивания плазматической мембраны (мезосомы), рибосомы мелкие, микротрубочки отсутствуют, поэтому цитоплазма неподвижна, а реснички и жгутики имеют особую структуру.

Эукариотические клетки имеют ядро, в котором находятся хромосомы — линейные молекулы ДНК, связанные с белками, в цитоплазме расположены различные мембранные органоиды.
Растительные клетки отличаются наличием толстой целлюлозной клеточной стенки, пластид, крупной центральной вакуоли, смещающей ядро к периферии.

Клеточный центр высших растений не содержит центриоли. Запасным углеводом является крахмал.
Клетки грибов имеют клеточную стенку, содержащую хитин, в цитоплазме имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Главным резервным углеводом является гликоген.

Животные клетки не имеют клеточной стенки, не содержат пластид и центральной вакуоли, для клеточного центра характерна центриоль. Запасным углеводом является гликоген.
В зависимости от количества клеток, из которых состоят организмы, их делят на одноклеточные и многоклеточные.

Одноклеточные организмы состоят из одной-единственной клетки, выполняющей функции целостного организма. Одноклеточными являются все прокариоты, а также простейшие, некоторые зелёные водоросли и грибы. Тело многоклеточных организмов состоит из множества клеток, объединённых в ткани, органы и системы органов.

Обратите внимание

Клетки многоклеточного организма специализированы для выполнения определённой функции и могут существовать вне организма лишь в микросреде, близкой к физиологической (например, в условиях культуры тканей). Клетки в составе многоклеточного организма различаются по размерам, форме, структуре и выполняемым функциям.

Несмотря на индивидуальные особенности, все клетки построены по единому плану и имеют много общих черт.

Половые клетки гаплоидны (содержат одинарный набор хромосом — n). В этих клетках хромосомы представлены в единственном числе и не имеют пары в виде гомологичной хромосомы.

Функции ядра: хранение генетической информации, передача её дочерним клеткам в процессе деления, контроль жизнедеятельности клетки.
В таблице представлена характеристика структур эукариотической клетки, в таблице даны основные различия строения клеток прокариот и эукариот, в таблице 3.5 — различия животной и растительной клеток.

Характеристика структур эукариотической клетки

Название Строение Функции
I. Поверхностный аппарат клетки Плазматическая мембрана, надмембранный комплекс, субмембранный комплекс Взаимодействие с внешней средой; обеспечение клеточных контактов; транспорт: а) пассивный (диффузия, осмос, облегченная диффузия через поры); б) активный; в) экзоцитоз и эндоцитоз (фагоцитоз, пиноцитоз)
1. Плазматическая мембрана Два слоя липидных молекул, в которые встроены молекулы белка (интегральные, полуинтегральные и периферические) Структурная
2. Надмембранный комплекс:
а) гликокаликс Гликолипиды и гликопротеины Рецепторная
б) клеточная стенка у растений и грибов Целлюлоза у растений, хитин у грибов Структурная; защитная; обеспечение тургора клетки
3. Субмембранный комплекс Микротрубочки и микрофиламенты Обеспечивает механическую устойчивость плазматической мембраны
II. Цитоплазма
1. Гиалоплазма Коллоидный раствор неорганических и органических веществ Протекание ферментативных реакций; синтез аминокислот, жирных кислот; формирование цитоскелета; обеспечение движения цитоплазмы (циклоза)
2. Одномембранные органеллы:
а) эндоплазматический ретикулум: Система мембран, образующих цистерны, канальцы Транспорт веществ внутри и вне клетки; разграничение ферментных систем; место образования одномембранных органелл: комплекса Гольджи, лизосом, вакуолей
гладкий Рибосом нет Синтез липидов и углеводов
шероховатый Рибосомы есть Синтез белков
б) аппарат Гольджи Плоские цистерны, крупные цистерны, микровакуоли Образование лизосом; секреторная; накопительная; укрупнение белковых молекул; синтез сложных углеводов
в) первичные лизосомы Пузырьки, ограниченные мембраной, содержащие ферменты Участие во внутриклеточном пищеварении; защитная
г) вторичные лизосомы:
пищеварительные вакуоли Первичная лизосома + фагосома Эндогенное питание
остаточные тельца Вторичная лизосома, содержащая непереваренный материал Накопление нерасщеплённых веществ
аутолизосомы Первичная лизосома + разрушенные органеллы клеток Аутолиз органелл
д) вакуоли В клетках растений мелкие пузырьки, отделённые от цитоплазмы мембраной; полость заполнена клеточным соком Поддержание тургора клетки; запасающая
е) пероксисомы Мелкие пузырьки, содержащие ферменты, нейтрализующие перекись водорода Участие в реакциях обмена; защитная
3. Двумембранные органеллы:
а) митохондрии Внешняя мембрана, внутренняя мембрана с кристами, матрикс, содержащий ДНК, РНК, ферменты, рибосомы Клеточное дыхание; синтез АТФ; синтез белков митохондрий
б) пластиды: Внешняя и внутренняя мембраны, строма
хлоропласты В строме мембранные структуры — ламеллы, образующие диски — тилакоиды, собранные в стопки — граны, содержащие пигмент хлорофилл. В строме — ДНК, РНК, рибосомы, ферменты Фотосинтез; определение окраски листьев, плодов
хромопласты Содержат жёлтые, красные, оранжевые пигменты Определение окраски листьев, плодов, цветов
лейкопласты Не содержат пигментов Накопление запасных питательных веществ
4. Немембранные органеллы:
а) рибосомы Имеют большую и малую субъединицы Синтез белка
б) микротрубочки Трубочки диаметром 24 нм, стенки образованы тубулином Участие в образовании цитоскелета, делении ядра
в) микрофиламенты Нити диаметром 6 нм из актина и миозина Участие в образовании цитоскелета; образование кортикального слоя под плазматической мембраной
г) клеточный центр Участок цитоплазмы и две центриоли, перпендикулярные друг другу, каждая образована девятью триплетами микротрубочек Участие в делении клетки
д) реснички и жгутики Выросты цитоплазмы; в основании находятся базальные тельца. На поперечном срезе ресничек и жгутиков по периметру расположено девять пар микротрубочек и одна пара в центре Участие в передвижении
5. Включения Капли жира, гранулы гликогена, гемоглобин эритроцитов Запасающая; секреторная; специфическая
III. Ядро Имеет двумембранную оболочку, кариоплазму, ядрышко, хроматин Регуляция активности клетки; хранение наследственной информации; передача наследственной информации
1. Ядерная оболочка Состоит из двух мембран. Имеет поры. Связана с эндоплазматическим ретикулумом Отделяет ядро от цитоплазмы; регулирует транспорт веществ в цитоплазму
2. Кариоплазма Раствор белков, нуклеотидов и других веществ Обеспечивает нормальное функционирование генетического материала
3. Ядрышки Мелкие тельца округлой формы, содержат рРНК Синтез рРНК
4. Хроматин Неспирализованная молекула ДНК, связанная с белками (мелкозернистые гранулы) Образуют хромосомы при делении клетки
5. Хромосомы Спирализованная молекула ДНК, связанная с белками. Плечи хромосомы соединены центромерой, может быть вторичная перетяжка, отделяющая спутник, плечи оканчивают стеломерами Передача наследственной информации
Признак Прокариоты Эукариоты
Организмы Бактерии и цианобактерии (сине-зелёные водоросли) Грибы, растения, животные
Ядро Имеется нуклеоид — часть цитоплазмы, где содержится ДНК, не окружённая мембраной Ядро имеет оболочку из двух мембран, содержит одно или несколько ядрышек
Генетический материал Кольцевая молекула ДНК, не связанная с белками Линейные молекулы ДНК, связанные с белками, организованы в хромосомы
Ядрышко (и) Нет Есть
Плазмиды (нехромосомные кольцевые молекулы ДНК) Есть В составе митохондрий и пластид
Организация генома До 1,5 тыс. генов. Большинство представлены в единственной копии От 5 до 200 тыс. генов. До 45% генов представлены несколькими копиями
Клеточная стенка Есть (у бактерий прочность придает муреин, у цианобактерий — целлюлоза, пектиновые вещества, муреин) Есть у растений (целлюлоза) и грибов (хитин), у животных нет
Мембранные органоиды: эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, вакуоли, лизосомы, митохондрии и др. Нет Есть
Мезосома (впячивание плазматической мембраны в цитоплазму) Есть Нет
Рибосомы Мельче, чем у эукариот Крупнее, чем у прокариот
Жгутики если есть, то не имеют микротрубочек и не окружены плазматической мембраной если есть, то имеют микротрубочки, окружены плазматической мембраной
Размеры диаметр в среднем 0,5–5 мкм диаметр обычно до 40 мкм
Признак Растительная клетка Животная клетка
Клеточная стенка Есть Нет
Пластиды Есть Нет
Вакуоли Есть крупные, занимают до 70–95% объёма клетки, оттесняя остальные органоиды к периферии клетки, поддерживают тургорное давление Есть небольшие пищеварительные и сократительные вакуоли, не аналогичные вакуолям растительных клеток
Гликокаликс Нет Есть
Микроворсинки Нет Есть
Клеточный центр Есть только у низших растений Есть
Гранулы гликогена Нет Есть
Гранулы крахмала Есть Нет

Источник: https://examer.ru/ege_po_biologii/teoriya/kletochnyi_uroven

Строение клетки

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: клетки бактерий, клетки грибов, клетки растений, клетки животных, прокариотические клетки, эукариотические клетки.

1.

Все живые организмы на Земле состоят из клеток, сходных по строению, химическому составу и функционированию.

Это говорит о родстве (общем происхождении) всех живых организмов на Земле (о единстве органического мира).

2. Клетка является:

  • структурной единицей (организмы состоят из клеток)
  • функциональной единицей (функции организма выполняются за счет работы клеток)
  • генетической единицей (клетка содержит наследственную информацию)
  • единицей роста (организм растет за счет размножения его клеток)
  • единицей размножения (размножение происходит за счет половых клеток)
  • единицей жизнедеятельности (в клетке происходят процессы пластического и энергетического обмена) и т.п.

3. Все новые дочерние клетки образуются из уже существующих материнских клеток путем деления.

4. Рост и развитие многоклеточного организма происходит за счет роста и размножения (путем митоза) одной или нескольких исходных клеток.

Гук открыл клетки.

Левенгук открыл живые клетки (сперматозоиды, эритроциты, инфузории, бактерии).

Броун открыл ядро.

Шлейден и Шванн вывели первую клеточную теорию («Все живые организмы на Земле состоят из клеток, сходных по строению»).

1. Световой микроскоп увеличивает до 2000 раз (обычный школьный – от 100 до 500 раз). Позволяет изучать процессы, происходящие в живой клетке (митоз, движение органоидов и т.п.)

2. Электронный микроскоп увеличивает до 107 раз, что позволяет изучать микроструктуру органоидов. Метод не работает с живыми объектами.

3. Ультрацентрифуга. Клетки разрушаются и помещаются в центрифугу. Компоненты клетки разделаются по плотности (самые тяжелые части собираются на дне пробирки, самые легкие – на поверхности). Метод позволяет избирательно выделять и изучать органоиды

Наука, изучающая строение и функции клеток, называется цитология. Клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Биологи выделяют две большие систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические.

Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов. (См. раздел «Строение клетки».) Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма. Прокариотические клетки – это клетки бактерий, синезеленых водорослей. Клетки всех остальных организмов относятся к эукариотическим.

Важно

Любой организм развивается из клетки. Это относится к организмам, появившимся на свет как в результате бесполого, так и в результате полового способов размножения. Именно поэтому клетка считается единицей роста и развития организма.

Современная систематика выделяет следующие царства организмов: Бактерии, Грибы, Растения, Животные. Основаниями для такого разделения являются способы питания этих организмов и строение клеток (эукариотических)

Бактериальные клетки имеют следующие, характерные для них структуры – плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеотид), рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток.

По способу питания бактерии делятся на автотрофов, хемотрофов и гетеротрофов. Клетки растений содержат характерные только для них пластиды – хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком.

Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.

У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.

Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.

А1. Какое из перечисленных положений согласуется с клеточной теорией

1) клетка является элементарной единицей наследственности

2) клетка является единицей размножения

3) клетки всех организмов различны по своему строению

4) клетки всех организмов обладают разным химическим составом

А2. К доклеточным формам жизни относятся:

1) дрожжи 3) бактерии     2) пеницилл 4)вирусы

А3. Растительная клетка от клетки гриба отличается строением:

1) ядра 3) клеточной стенки     2) митохондрий 4) рибосом

А4. Из одной клетки состоят:

1) вирус гриппа и амеба     2) гриб мукор и кукушкин лен

3) планария и вольвокс       4) эвглена зеленая и инфузория-туфелька

А5. В клетках прокариот есть:

1) ядро     3) аппарат Гольджи      2) митохондрии 4) рибосомы

А6. На видовую принадлежность клетки указывает:

1) форма ядра    2) количество хромосом     3) строение мембраны

4) первичная структура белка

А7. Роль клеточной теории в науке заключается в

1) открытии клеточного ядра    2) открытии клетки

3) обобщении знаний о строении организмов  4) открытии механизмов обмена веществ

Часть В

В1. Выберите признаки, характерные только для растительных клеток

1) есть митохондрии и рибосомы    2) клеточная стенка из целлюлозы

3) есть хлоропласты    4) запасное вещество – гликоген

5) запасное вещество – крахмал       6) ядро окружено двойной мембраной

В2. Выберите признаки, отличающие царство Бактерии от остальных царств органического мира.

1) гетеротрофный способ питания    2) автотрофный способ питания

3) наличие нуклеоида    4) отсутствие митохондрий

5) отсутствие ядра          6) наличие рибосом

ВЗ. Найдите соответствие между особенностями строения клетки и царствам, к которому эти клетки относятся

Часть С     С1. Приведите примеры эукариотических клеток, в которых нет ядра.

Совет

С2. Докажите, что клеточная теория обобщила ряд биологических открытий и предсказала новые открытия.

ответы Часть А. А1 – 2. А2 – 4. А3 – 3. А4 – 4. А5 – 4. А6 – 2. А7 – 3.

Часть В. В1 – 2, 3,5. В2 – 3, 4, 5. ВЗ. А – 1; Б – 2; В – 1; Г – 2; Д – 1; Е – 2.

Часть С. С1 Элементы ответа: зрелые эритроциты человека, ситовидные трубки растений.

С2 Клеточная теория обобщила ряд философских и микроскопических исследований, указывающих на существование элементарной единицы жизни. (Открытие клетки Гуком, открытие одноклеточных животных Левенгуком, открытие клеточного ядра Броуном и т.д.)

Последующие открытия в области цитологии, эмбриологии, генетики подтвердили правоту клеточной теории. Были открыты более тонкие структуры, выявлена их роль в жизни организма.

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: аппарат Голъджи, вакуоль, клеточная мембрана, клеточная теория, лейкопласты, митохондрии, органоиды клетки, пластиды, прокариоты, рибосомы, хлоропласты, хромопласты, хромосомы, эукариоты, ядро.

Любая клетка представляет собой систему. Это означает, что все ее компоненты взаимосвязаны, взаимозависимы и взаимодействуют друг с другом. Это также означает, что нарушение деятельности одного из элементов данной системы ведет к изменениям и нарушениям работы всей системы.

Совокупность клеток образует ткани, различные ткани образуют органы, а органы, взаимодействуя и выполняя общую функцию, образуют системы органов. Эту цепочку можно продолжить дальше, и вы можете сделать это самостоятельно.

Главное, что нужно понять, – любая система обладает определенной структурой, уровнем сложности и основана на взаимодействии элементов, которые ее составляют. Ниже даются справочные таблицы, в которых сравнивается строение и функции прокариотических и эукариотических клеток, а также разбирается их строение и функции.

Обратите внимание

Внимательно проанализируйте эти таблицы, ибо в экзаменационных работах достаточно часто задаются вопросы, требующие знания этого материала.

Строение растительной клетки : целлюлозная оболочка, мембрана, цитоплазма с органоидами, ядро, вакуоли с клеточным соком.
Наличие пластид — главная особенность растительной клетки.

Функции клеточной оболочки — определяет форму клетки, защищает от факторов внешней среды.

Плазматическая мембрана — тонкая пленка, состоит из взаимодействующих молекул липидов и белков, отграничивает внутреннее содержимое от внешней среды, обеспечивает транспорт в клетку воды, минеральных и органических веществ путем осмоса и активного переноса, а также удаляет продукты жизнедеятельности.

Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, в которой расположено ядро и органоиды, обеспечивает связи между ними, участвует в основных процессах жизнедеятельности.

Эндоплазматическая сеть — сеть ветвящихся каналов в цитоплазме. Она участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ. Рибосомы — тельца, расположенные на ЭПС или в цитоплазме, состоят из РНК и белка, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белков.

Митохондрии — органоиды, отграниченные от цитоплазмы двумя мембранами. В них окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ с участием ферментов. Увеличение поверхности внутренней мембраны, на которой расположены ферменты за счет крист. АТФ — богатое энергией органическое вещество.

Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты), их содержание в клетке — главная особенность растительного организма.

Хлоропласты — пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает энергию света и использует ее на синтез органических веществ из углекислого газа и воды.

Отграничение хлоропластов от цитоплазмы двумя мембранами, многочисленные выросты — граны на внутренней мембране, в которых расположены молекулы хлорофилла и ферменты .

Комплекс Гольджи — система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной. Накапливание в них белков, жиров и углеводов. Осуществление на мембранах синтеза жиров и углеводов.

Лизосомы — тельца, отграниченные от цитоплазмы одной мембраной. Содержащиеся в них ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул до простых: белков до аминокислот, сложных углеводов до простых, липидов до глицерина и жирных кислот, а также разрушают отмершие части клетки, целые клетки.

Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют содержание воды в клетке.

Ядро — главная часть клетки, покрытая снаружи двух мембранной, пронизанной порами ядерной оболочкой. Вещества поступают в ядро и удаляются из него через поры. Хромосомы — носители наследственной информации о признаках организма, основные структуры ядра, каждая из которых состоит из одной молекулы ДНК в соединении с белками. Ядро — место синтеза ДНК, и-РНК, р-РНК.


Строение животной клетки

Наличие наружной мембраны, цитоплазмы с органоидами, ядра с хромосомами.

Наружная, или плазматическая, мембрана — отграничивает содержимое клетки от окружающей среды (других клеток, межклеточного вещества), состоит из молекул липидов и белка, обеспечивает связь между клетками, транспорт веществ в клетку (пиноцитоз, фагоцитоз) и из клетки.

Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, которая обеспечивает связь между расположенными в ней ядром и органоидами. В цитоплазме протекают основные процессы жизнедеятельности.

Органоиды клетки :

1) эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система ветвящихся канальцев, участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ в клетке;

2) рибосомы — тельца, содержащие рРНК, расположены на ЭПС и в цитоплазме, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и транспорта белка;

3) митохондрии — «силовые станции» клетки, отграничены от цитоплазмы двумя мембранами. Внутренняя образует кристы (складки), увеличивающие ее поверхность. Ферменты на кристах ускоряют реакции окисления органических веществ и синтеза молекул АТФ, богатых энергией;

4) комплекс Гольджи — группа полостей, отграниченных мембраной от цитоплазмы, заполненных белками, жирами и углеводами, которые либо используются в процессах жизнедеятельности, либо удаляются из клетки. На мембранах комплекса осуществляется синтез жиров и углеводов;

5) лизосомы — тельца, заполненные ферментами, ускоряют реакции расщепления белков до аминокислот, липидов до глицерина и жирных -.кислот, полисахаридов до моносахаридов. В лизосомах разрушаются отмершие части клетки, целые и клетки.

Клеточные включения — скопления запасных питательных веществ: белков, жиров и углеводов.

Ядро — наиболее важная часть клетки. Оно покрыто двухмембранной оболочкой с порами, через которые одни вещества проникают в ядро, а Другие поступают в цитоплазму.

Важно

Хромосомы — основные структуры ядра, носители наследственной информации о признаках организма. Она передается в процессе деления материнской клетки дочерним клеткам, а с половыми клетками — дочерним организмам.

Ядро — место синтеза ДНК, иРНК, рРНК.

Функции эукариотических клеток. Клетки одноклеточных организмов осуществляют все функции, характерные для живых организмов – обмен веществ, рост, развитие, размножение; способны к адаптации.

Клетки многоклеточных организмов дифференцированы по строению, в зависимости от выполняемых ими функций. Эпителиальные, мышечные, нервные, соединительные ткани формируются из специализированных клеток.

Сравнительная характеристика эукариотических и прокариотических клеток.

А1. К прокариотическим организмам относится

1) бацилла 2) гидра 3) амеба 4) вольвокс

А2. Клеточная мембрана выполняет функцию

1) синтеза белка

2) передачи наследственной информации

3) фотосинтеза

4) фагоцитоза и пиноцитоза

А3. Укажите пункт, в котором строение названной клетки совпадает с ее функцией

1) нейрон – сокращение

2) лейкоцит – проведение импульса

3) эритроцит – транспорт газов

4) остеоцит – фагоцитоз

А4. Клеточная энергия вырабатывается в

1) рибосомах 3) ядре

2) митохондриях 4) аппарате Гольджи

А5. Исключите из предложенного списка лишнее понятие

1) лямблия 3) инфузория

2) плазмодий 4) хламидомонада

А6. Исключите из предложенного списка лишнее понятие

1) рибосомы 3) хлоропласты

2) митохондрии 4) крахмальные зерна

А7. Хромосомы клетки выполняют функцию

1) биосинтеза белка

2) хранения наследственной информации

3) формирования лизосом

4) регуляции обмена веществ

В1. Выберите из предложенного списка функции хлоропластов

1) образование лизосом 4) синтез АТФ

2) синтез глюкозы 5) выделение кислорода

3) синтез РНК 6) клеточное дыхание

В2. Выберите особенности строения митохондрий

1) окружены двойной мембраной

2) содержат хлорофилл

3) есть кристы

4) наружная мембрана складчатая

5) окружены одинарной мембраной

6) внутренняя мембрана богата ферментами

ВЗ. Соотнесите органоид с его функцией

В4. Заполните таблицу, отметив знаками « + » или «-» наличие указанных структур в про– и эукариотических клетках

С1. Докажите, что клетка является целостной биологической, открытой системой.

Ответы Часть 1. А1 – 1. А2 – 4. А3 – 3. А4 – 2. А5 – 4. А6 – 4. А7 – 2.

Часть В. В1 – 2, 4, 5. В2 – 1, 3, 6. ВЗ. А – 1; Б – 1; В – 2; Г – 1; Д – 2; Е – 2.

В4

Часть С. С1 Доказательство может быть построено на следующих положениях.

Клетка состоит из множества взаимодействующих между собой элементов.

Отсутствие хотя бы одного из существенных элементов нарушает жизнеспособность системы (без ядра, митохондрий или хромосом клетка лишается важных функций).

Источник: http://bbiology7.blogspot.com/p/blog-page_36.html

Параграф 19. Особенности строения клеток прокариот



1. Какие из перечисленных структур имеются в бактериальной клетке?

В бактериальной клетке имеются: цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, немембранные органоиды.

2.

Каковы особенности строения поверхностного аппарата клеток бактерий?

Поверхностный аппарат прокариотических клеток включает цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку. У некоторых бактерий поверхностный аппарат имеет дополнительную наружную мембрану.

3.

Что представляет собой бактериальная хромосома? Плазмиды? Что такое мезосомы?

Совет

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

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.

Цитоплазматическая мембрана прокариот может образовывать впячивания внутрь клетки — мезосомы, которые часто имеют вид закрученных в спираль или клубок образований. Считается, что мезосомы могут принимать участие в образовании поперечных перегородок при делении клеток, а также служить местом прикрепления бактериальных хромосом.

4.

Какие организмы называются аэробами? Анаэробами?

Аэробами называют организмы, использующие для клеточного дыхания кислород. В отличие от них анаэробы способны существовать без доступа кислорода, а на клетки некоторых анаэробов кислород действует и вовсе губительно.

5.

В клетках прокариот отсутствуют такие органоиды, как митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть.

Каким образом их клетки могут функционировать без этих органоидов? Почему прокариоты не могут «обойтись» без рибосом?

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. 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.

Обратите внимание

Без рибосом прокариотическая клетка не сможет существовать, так как в них синтезируется необходимые бактерии белки.

6. Сравните по различным признакам прокариотическую и эукариотическую клетки, выявите черты сходства и различия.

Сходство: клетки прокариот и эукариот имеют цитоплазматическую мембрану, рибосомы, генетическая информация хранится в ДНК. Различия: в клетках прокариот отсутствует большое количество органоидов, которые характерны для эукариот (митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, клеточный центр), также в клетках прокариот нет оформленного ядра.

7. Сравните строение двумембранных органоидов (митохондрий, хлоропластов) и бактериальных клеток. Какие черты сходства обнаруживаются? Предположите, чем они могут объясняться.

Митохондрии и пластиды имеют собственную кольцевую молекулу ДНК, как и прокариотические клетки. В соответствии с теорией симбиогенеза, митохондрии и пластиды появились в результате захвата примитивными клетками (прокариотами) других прокраиот. В процессе развития таких отношений поглощенные прокариоты передали множество своих генов клетке-хозяину. Вот почему современные митохондрии больше не являются самостоятельными организмами. Хотя их геном кодирует компоненты собственной системы синтеза белка, многие ферменты и белки. Однако необходимые для их функционирования белки, кодируются ядерными хромосомами, синтезируются в цитоплазме клетки и только потом транспортируются в органеллы.

Источник: https://resheba.me/gdz/biologija/10-klass/lisov-n-d/19

Открытый урок биологии 9 класс “Различия в строении клеток эукариот и прокариот”

Тема: «Различия в строении клеток прокариот и эукариот».

Цели:

1. Систематизация и углубление знаний об особенностях строения и жизнедеятельности прокариотических клеток, растительной и животной клетки, через формирование умений самостоятельного поиска знаний, навыков работы с учебной литературой.
Задачи 1.

Развивать творческие способности, художественный вкус, умение конструировать модель клетки (растительной, животной и бактериальной), умение применять теоретические знания на практике.
2.

Воспитывать чувство ответственности, толерантности при работе в паре.

Оборудование: Каждому ученику выдается конструкторский лист где он будет создавать модели клетки. Таблицы «Клетка» прокариот и эукариот. Мультимедиа

Тип урока: обобщение и систематизация знаний

Методы: проблемный, частично-поисковый, иллюстративно-объяснительный, репродуктивный, творческий, самостоятельная учебная деятельность.

Ход урока:

  1. Вступительное слово учителя:

— Кому принадлежат эти слова? Что вы можете сказать о деятельности этого ученого?

«Взяв кусочек, чистой светлой пробки, я отрезал от него… Острый как бритва перочинным ножом… Очень тонкую пластинку.

Когда затем я поместил этот срез на черное предметное стекло,…стал разглядывать его под микроскопом, направив на него свет с помощью плоско-выпуклого зеркала, я очень ясно увидел, что весь он пронизан отверстиями и порами. Эти поры, или ячейки, были не слишком глубокими, а состояли из очень маленьких ячеек».

Ученики: Этими словами, написанными в 1665 г., выдающийся английский физик, математик и микроскопист Роберт Гук впервые сообщил о существовании клеток.(Слайд 2)

Учитель: Клетка от греческого «hitos»-полость. Во вторичной покровной ткани растения — пробке Гук наблюдал не клетки, а лишь пустые, мертвые клеточные стенки, лишенные некогда наполнявшего их живого содержимого. После открытия Гука клетки обнаруживали под микроскопом у всевозможных видов растений, и все они имели общий план строения.

А как называется наука изучающая клетку?

— С момента открытия клетки до создания клеточной теории прошло 200 лет. Какие ученые имеют отношение к созданию клеточной теории, и  назовите основные положения клеточной теории? (Слайд 3,4)

Важно

Ученики: В 19 веке одним из важнейших открытий была сформулирована «Клеточная тео-рия». Немецкие ученые Т.Шванн и М.Шлейден в 1839 г., опираясь на многолетние исследования, пришли к выводу: все клетки растений и животных, несмотря на многообразие, сходны между собой. Затем немецкий врач Р.Вирхов в 1858 г. доказал образование клеток путем деления. В чем заслуга клеточной теории?

 Если ранее растения и животные рассматривались отдельно, то теперь клеточная теория стала основой для доказательства единства растительного и животного организмов. Назовите один из самых важных органоидов клетки, по наличию или  отсутствию  которого организмы делят на две группы. Конечно же это ядро.

Как называются   клетки   в  которых нет оформленного ядра, и    в клетках которых оно присутствует. (Слайд 5,6) Теперь мы знаем, что все живые организмы, исключая вирусы, имеют клеточное строение. Растительная, грибная, животная и бактериальная клетка сходны по составу, строению и процессам жизнедеятельности.

А чем же тогда объяснить многообразие живых организмов? Какие гипотезы вы можете предложить для решения этой проблемы?

Сегодня мы с вами обобщим и систематизируем имеющиеся знания о строении клеток, подробнее рассмотрим прокариотическую клетку  выясним отличительные особенности прокариотических и эукариотических клеток.

Перед вами организмы, отличающиеся различной сложностью строения.1-бактериоподобные клетки,2-вирусоподобные бесклеточные существа,3-одноклеточные ядерные организмы,4-сине-зеленые одноклеточные водоросли. Определите вероятную последовательность их появления

2,1,4,3

Учитель: Клетка — это удивительный и загадочный мир, который существует в каждом организме. Сегодня мы будем конструкторами. Каждый из вас будет создавать модель прокариотической и эукариотических  клеток.

II. Работа в парах.

Каждый ученик  получает «Конструкторную» карточку.(15мин)

«Конструкторная» карточка.(Взаимопроверка)

Задание:

  1. Создайте модель бактериальной растительной и животной клеток
  2. Заполните сравнительную таблицу.
  3.   Объясните функции органоидов в клетке.
  4.  Один из участников дает развернутый рассказ о вашей модели.
    IV. Защита модели (10 мин)

. Конструкторная «Растительная клетка»

V. Подведение итогов:

Части и органоиды клетки

Клетка растения

Клетка животного

Клетка бактерии

1.Оболочка

+

+

+

2.Цитоплазма

+

+

+

3.Ядро

+

+

4.Настоящая вакуоль

+

5.Хлоропласты

+

6.Мезосомы

+

7.ЭПС

+

+

8.Митохондрии

+

+

9.Комплекс Гольджи

+

+

10.Рибосомы

+

+

+

11.Клеточный центр

+

12.Лизосомы

+

+

13.Реснички, жгутики

+

+

14.Хромосомы

+

+

15 Кольцевая ДНК

+

Оценка результатов «.5»- 1-2 ошибки,«4»-3-6 ошибок, «3»-7-10, «2»-более 10

Перед вами организмы, отличающиеся различной сложностью строения.1-бактериоподобные клетки,2-вирусоподобные бесклеточные существа,3-одноклеточные ядерные организмы,4-сине-зеленые одноклеточные водоросли. Определите вероятную последовательность их появления

2,1,4,3

Рефлексия. Что сегодня нам удалось, что нового мы узнали?

Чем растительная клетка отличается от животной?(слайд 10) В чем особенности строения прокариотической клетки?(слайд 11,12) Назовите немембранные, одномембранные и двумембранные органоиды клетки? Чем споры эукариот отличаются от спор прокариот?

Объясните такой факт: при проведении земляных работ на месте скотомогильника, заложенного 30 лет назад, несколько рабочих заболели сибирской язвой.

(В почве сибиреязвенные микробы не только могут сохраняться в течение десятилетий (до 100 лет), но и при температуре от 12-15°С до 42-43°С при 29-85% влажности способны прорастать и затем вновь образовывать споры, тем самым поддерживая существование почвенного очага.)

Совет

Почему же 3,5 млрд лет они , первыми возникнут на планете живут и не исчезают, как исчезли многие группы более сложных организмов: вымерли динозавры, трилобиты, псилофиты, уменьшаются в числе видов папоротникообразные, пресмыкающиеся, а прокариоты продолжают существовать во всех средах на земле?

Источник: https://nsportal.ru/user/808242/page/otkrytyy-urok-biologii-9-klass-razlichiya-v-stroenii-kletok-eukariot-i-prokariot

Ссылка на основную публикацию