Различные стороны клеточного строения жизни на планете – бактерий, растений и животных

Клеточные формы жизни

Определение 1

Организм – это биологическая система, которая состоит из функционирующих как единое целое взаимосвязанных частей.

Любому организму характерны все признаки живого: обмен веществ, размножение, рост, развитие, раздражительность, наследственность и изменчивость.

Организмы клеточного строения

Организмы, имеющие клеточное строение, – это основная и прогрессивная форма жизни на Земле.

Являясь элементарной живой системой клетка лежит в основе развития и строения животных и растительных организмов на планете. Это мельчайшая структура организма, являющаяся границей его делимости и имеющая все основные признаки целого живого организма.

Определение 2

Клетка – это элементарная (простейшая) живая система, способная к самовоспроизведению, самообновлению и саморегуляции.

Обратите внимание

Клетки, образующие живой организм, не тождественны и не идентичны, но все имеют единый принцип строения и общие признаки. Это свидетельствует о единстве происхождения всех живых организмов Земли, о единообразии всего органического мира планеты.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Для клеток характерно наличие двух систем, которые обеспечивают их жизнедеятельность:

  • система, отвечающая за размножение, рост и развитие клетки и включающая структуры, осуществляющие редупликацию ДНК, синтез РНК и белков;
  • система, обеспечивающая энергообеспечение процессов синтеза веществ в клетке и других видов физиологической деятельности.

Эти системы тесно взаимодействуют. Живые клетки поглощают из окружающей среды воду и питательные вещества, реагируют на внешние раздражители адаптивно изменениями свои структуры и процессы жизнедеятельности.

Кроме того, элементы, из которых построены клетки разного по происхождению, сходны так же и на разных уровнях – атомарном ($C$, $H$, $O$, $N$ и др.), молекулярном (белки, нуклеиновые кислоты и др.

), надмолекулярном (органоиды, надмембранные структуры).

Клеткам характерны и другие общие свойства, где на первый план выступает единство жизненных химических процессов: дыхания, использования и превращения энергии, синтез макромолекул (нуклеиновые кислоты, белки, АТФ, ферменты и др.).

Все химические реакции клетки происходят упорядоченно и согласовано в неразрывной связи с молекулярными структурами клетки.

В состав типичной клетки входит плазматическая мембрана, цитоплазма с разнообразными органоидами, ядра. В клетках растений имеется ещё и вакуоль, хорошо оформленную целлюлозную оболочку и разного типа пластиды.

Жизненные формы клеточных организмов

Для обитающих на Земле организмов характерно очень разнообразное строение. Они бывают одноклеточными, колониальными и многоклеточными. При этом только среди одноклеточных есть прокариоты, а все колониальные и многоклеточные являются эукариотами.

Одноклеточные – наипростейшие среди организмов формы. Их представители встречаются во всех основных царствах живой природы: Дробянки, Растения, Животные и Грибы.

Одноклеточные организмы населяют все жизненные пространства: воду, почву, воздух, а также они обитают (как паразиты или симбионты) в теле многоклеточных организмов. Одноклеточные успешно приспособились к изменчивым условиям жизни. Они составляют почти половину живой массы планеты. Часть из них являются автотрофами, остальные – гетеротрофы.

Особенностью одноклеточных является достаточно простое строение. Их тело состоит из одной клетки, обладающей всеми основными признаками целого организма.

Важно

Органеллы клетки подобны органам многоклеточных и способны выполнять различные функции.

Одноклеточные способны достаточно быстро размножаться: при благоприятных условиях в течение часа они могут дать два, а то и три поколения. В неблагоприятных условиях они образуют покрытые плотной оболочкой споры, в которых практически прекращаются процессы жизнедеятельности. При наступлении благоприятных условий споры снова превращаются в активно функционирующие клетки.

Прокариотические одноклеточные организмы представлены только в царстве Дробянки. Одноклеточные эукариоты встречаются в других царствах живой природы. В царстве Растений – это одноклеточные водоросли, в царстве Животных – простейшие, в царстве Грибы – одноклеточные грибы.

Одноклеточные организмы состоят только из одной клетки, которая и осуществляет все необходимые жизненные функции и процессы.

Пример 1

Одноклеточными организмами являются бактерии, простейшие (амеба, малярийный плазмодий, инфузория), многие водоросли (хламидомонада, хлорелла, микроцистис), примитивные грибы (мукор, дрожжи). Многие из них (бактерии, цианобактерии) относятся к безъядерным формам (прокариотам). Вместо ядра в клетках таких организмов содержится его генетический аналог, диффузно распылённый в цитоплазме.

По мнению многих учёных колониальные организмы являются переходными формами жизни от клеточных форм к многоклеточным.

Примитивный пример такого явления наблюдается у бактерий, которые, во время деления образуют колонии (каждому виду бактерий характерна своя форма колонии.

Они способны синтезировать определённые ферменты, благодаря которым более эффективно могут использоваться питательные вещества. При неблагоприятных условиях клетки колонии образуют споры, позволяющие им выжить.

Колонии образуют и зелёные водоросли.

Пример 2

Совет

Колониальная зелёная водоросль вольвокс напоминает многоклеточный организм. Благодаря согласованному биению жгутиков обеспечивается направленное движение колонии. Отвечающие за размножение репродуктивные клетки расположены с одной стороны колонии. Они образуют внутри материнской колонии дочерние колонии, которые потом отделяются и начинают существовать самостоятельно.

Хотя представители одноклеточных многочисленны, и широко распространены, но в сравнении с ними у многоклеточных организмов существует ряд преимуществ. Прежде всего, они способны использовать недоступные единичной клетке ресурсы окружающей среды.

Пример 3

Наличие множества клеток, которые образуют ткани и органы, позволяет дереву достичь больших размеров, корни обеспечивают водное и минеральное питание, а зелёные листья образуют органические вещества.

У многоклеточных организмов тело образовано совокупностью множества клеток. Их группы специализированы на выполнении определённых жизненных функций. Это ткани.

Из комплексов тканей, в свою очередь, образуются органы, благодаря совместной и слаженной функциональной деятельности которых образуется система органов.

Комплекс таких систем органов, связанных функционально, образует организм.

Пример 4

Примером особенностей строения и распределения функций между клетками многоклеточного организма являются ткани:

  • у животных – нервная, эпителиальная, соединительная, мышечная;
  • у растений – покровная, ассимилирующая (фотосинтезирующая), проводящая, образующая.

У растений благодаря образованию клеточных сообществ повышается эффективность их неподвижного автотрофного существования. У животных же, наоборот, группы клеток образованы таким образом, чтобы организм при активном движении был способен к добыче пищи или осуществлении других функций, т. е. они взаимосвязаны и образуют эффективно взаимодействующие системы.

Замечание 1

Многоклеточные организмы, благодаря наличию тканей и органов способны к лучшему добыванию пищи, освоению новых мест проживания.

Источник: https://spravochnick.ru/biologiya/kletochnye_formy_zhizni/

Клеточные и неклеточные формы жизни: вирусы, бактериофаги, эукариоты и клеточная теория

Все живое разделено на 2 империи — клеточные и неклеточные формы жизни. Основными формами жизни на Земле являются организмы клеточного строения. Этот тип организации присущ всем видам живых существ, за исключением вирусов, которые рассматриваются как неклеточные формы жизни.

Неклеточные формы

К неклеточным организмам относятся вирусы и бактериофаги. Остальные живые существа являются клеточными формами жизни.

Неклеточные формы жизни являются переходной группой между неживой и живой природой. Их жизнедеятельность зависит от эукариотических организмов, они могут делиться только проникнув в живую клетку. Вне клетки неклеточные формы не проявляют признаков жизни.

В отличие от клеточных форм, неклеточные виды имеют только один вид нуклеиновых кислот — РНК или ДНК. Они не способны к самостоятельному синтезу белков из-за отсутствия рибосом. Также в неклеточных организмах отсутствует рост и не происходят обменные процессы.

Общая характеристика вирусов

Вирусы настолько малы, что лишь в несколько раз превышают размеры крупных молекул белков. Величина частиц разных вирусов находится в пределах 10-275нм. Они видны только под электронным микроскопом и проходят через поры специальных фильтров, задерживающих все бактерии и клетки многоклеточных организмов.

Впервые их открыл в 1892 г. русский физиолог растений и микробиолог Д. И. Ивановский при изучении болезни табака.

Вирусы являются возбудителями многих болезней растений и животных. Вирусными болезнями человека являются корь, грипп, гепатит (болезнь Боткина), полиомиелит (детский паралич), бешенство, желтая лихорадка и др.

Строение и размножение вирусов

Под электронным микроскопом разные виды вирусов имеют вид палочек и шариков. Отдельная вирусная частица состоит из молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), свернутой в клубок, и молекул белка, которые располагаются вокруг нее в виде своеобразной оболочки.

Вирусы не могут самостоятельно синтезировать нуклеиновые кислоты и белки, из которых они состоят.

Процесс размножения вирусов

Обратите внимание

Размножение вирусов возможно только при использовании ферментативных систем клеток. Проникнув в клетку хозяина, вирусы изменяют и перестраивают ее обмен веществ, в результате чего сама клетка начинает синтезировать молекулы новых вирусных частиц. Вне клетки вирусы могут переходить в кристаллическое состояние, что способствует их сохранению.

Вирусы специфичны — определенный вид вируса поражает не только конкретный вид животного или растения, но и определенные клетки своего хозяина. Так, вирус полиомиелита поражает только нервные клетки человека, а вирус табачной мозаики — только клетки листьев табака.

Бактериофаги

Бактериофаги (или фаги) являются своеобразными вирусами бактерий. Они были открыты в 1917 г. французским ученым Ф. д’Эрелем. Под электронным микроскопом они имеют форму запятой или теннисной ракетки размером около 5нм.

Когда частица фага прикрепляется своим тонким отростком к бактериальной клетке, ДНК фага проникает в клетку и вызывает синтез новых молекул ДНК и белка бактериофага.

Через 30-60мин бактериальная клетка разрушается и из нее выходят сотни новых частиц фага, готовых к заражению других бактериальных клеток.

Раньше считали, что бактериофаги могут быть использованы для борьбы с болезнетворными бактериями. Однако оказалось, что фаги, быстро разрушающие бактерии в пробирке, неэффективны в живом организме. Поэтому в настоящее время они применяются в основном для диагностики болезней.

Клеточные формы

Клеточные организмы делятся на два надцарства: прокариоты и эукариоты. Структурной единицей клеточных форм жизни является клетка.

Прокариоты имеют простейшее строение: отсутствует ядро и мембранные органоиды, деление идет путем амитоза, без участия веретена деления. К прокариотам относятся бактерии и цианобактерии.

Эукариоты — это клеточные формы, имеющие оформленное ядро, которое состоит из двойной ядерной мембраны, ядерного матрикса, хроматина, ядрышек.

Также в клетке находятся мембранные (митохондрии, пластинчатый комплекс, вакуоли, эндоплазматический ретикулум) и немембранные (рибосомы, клеточный центр) органеллы.

Важно

ДНК у представителей клеточных форм находится в ядре клетки, в составе хромосом, а также в клеточных органоидах, таких как митохондрии и пластиды. Эукариоты объединяют растительный, животный мир и Царство грибов.

Сходство между клеточными и не клеточными видами заключается в наличии специфического генома, способности эволюционировать и давать потомство.

Клеточная теория

Открытие и изучение клетки стало возможным благодаря изобретению микроскопа и усовершенствованию методов микроскопических исследований. Первое описание клетки было сделано в 1665 г. англичанином Р. Гуком. Позже стало ясно, что он открыл не клетки (в современном понимании этого термина), а только наружные оболочки растительных клеток.

История открытия

Прогресс в изучении клетки связан с развитием микроскопирования в XIX в. К этому времени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое, протоплазма. В протоплазме был открыт постоянный компонент клетки — ядро.

Накопленные многочисленные наблюдения о тончайшем строении и развитии тканей и клеток позволили подойти к обобщениям, которые были сделаны впервые в 1839 г. немецким биологом Т. Шванном в виде сформулированной им клеточной теории. Он показал, что клетки растений и животных принципиально сходны между собой.

Дальнейшее развитие и обобщение эти представления получили в работах немецкого патолога Р. Вирхова.

Клеточная теория

Значение в науке

Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория оказала значительное влияние на развитие эмбриологии, гистологии и физиологии. Она дала основу для материалистического понимания жизни, для объяснения эволюционной взаимосвязи организмов, для понимания индивидуального развития.

«Главный факт, революционизировавший всю физиологию и впервые сделавший возможной сравнительную физиологию, это — открытие клеток» — так охарактеризовал Ф. Энгельс это событие, сравнивая открытие клетки с открытием закона сохранения энергии и эволюционной теории Дарвина.

Основные положения клеточной теории сохранили свое значение на сегодняшний день, хотя более чем за 100 лет были получены новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток.

Основные положения

В настоящее время клеточная теория постулирует:

  • Клетка — элементарная единица живого;
  • клетки разных организмов гомологичны по своему строению;
  • размножение клеток происходит путем деления исходной клетки;
  • многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли клеток, объединенные в целостные, интегрированные системы тканей и органов, подчиненных и связанных между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (2

Источник: https://animals-world.ru/kletochnye-i-nekletochnye-formy-zhizni/

Строение клетки

Формы клеток очень разнообразны. У одноклеточных каждая клетка — отдельный организм. Ее форма и особенности строения связаны с условиями среды, в которых обитает данное одноклеточное, с его образом жизни.

Различия в строении клеток

Тело каждого многоклеточного животного и растения слагается из клеток, различных по внешнему виду, что связано с их функциями. Так, у животных сразу можно отличить нервную клетку от мышечной или эпителиальной клетки (эпителий—покровная ткань). У растений неодинаково строение клетки листа, стебля и т. д.
Столь же изменчивы и размеры клеток.

Читайте также:  Опасность, которую таят в себе представители условно-патогенной флоры

Самые мелкие из них (некоторые бактерии) не превышают 0,5 мкм Величина клеток многоклеточных организмов колеблется от нескольких микрометров (диаметр лейкоцитов человека 3—4 мкм, диаметр эритроцитов — 8 мкм) до огромных размеров (отростки одной нервной клетки человека имеют длину более 1 м).

У большинства клеток растений и животных величина их диаметра колеблется от 10 до 100 мкм.
Несмотря на разнообразие строения форм и размеров, все живые клетки любого организма сходны по многим признакам внутреннего строения.

Клетка — сложная целостная физиологическая система, в которой осуществляются все основные процессы жизнедеятельности: обмен веществ и энергии, раздражимость, рост и самовоспроизведение.

Основные компоненты в строение клетки

Основные общие компоненты клетки — наружная мембрана, цитоплазма и ядро. Клетка может жить и нормально функционировать лишь при наличии всех этих компонентов, которые тесно взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой.

Рисунок. 2. Строение клетки: 1 — ядро, 2 — ядрышко, 3 — ядерная мембрана, 4 — цитоплазма, 5 — аппарат Гольджи, 6 — митохондрии, 7 — лизосомы, 8—эндоплазматическая сеть, 9 — рибосомы, 10 — клеточная мембрана

Строение наружной мембраны. Она представляет собой тонкую (около 7,5 нм2 толщиной) трехслойную оболочку клетки, видимую лишь в электронном микроскопе. Два крайних слоя мембраны состоят из белков, а средний образован жироподобными веществами.

В мембране есть очень мелкие поры, благодаря чему она легко пропускает одни вещества и задерживает другие. Мембрана принимает участие в фагоцитозе (захватывание клеткой твердых частиц) и в пиноцитозе (захватывание клеткой капелек жидкости с растворенными в ней веществами).

Таким образом мембрана сохраняет целостность клетки и регулирует поступление веществ из окружающей среды в клетку и из клетки в окружающую ее среду.
На своей внутренней поверхности мембрана образует впячивания и разветвления, глубоко проникающие внутрь клетки.

Через них наружная мембрана связана с оболочкой ядра, С другой стороны, мембраны соседних клеток, образуя взаимно прилегающие впячивания и складки, очень тесно и надежно соединяют клетки в многоклеточные ткани.

Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему. Ее строение: прозрачный полужидкий раствор и структурные образования.

Общими для всех клеток структурными образованиями цитоплазмы являются: митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и рибосомы (рисунок. 2).

Все они вместе с ядром представляют собой центры тех или иных биохимических процессов, в совокупности составляющих обмен веществ и энергии в клетке. Эти процессы чрезвычайно разнообразны и протекают одновременно в микроскопически малом объеме клетки.

С этим связана общая особенность внутреннего строения всех структурных элементов клетки: несмотря на малые размеры, они имеют большую поверхность, на которой располагаются биологические катализаторы (ферменты) и осуществляются различные биохимические реакции.

Митохондрии (рисунок. 2, 6) — энергетические центры клетки. Это очень мелкие, но хорошо видимые в световом микроскопе тельца   (длина   0,2— 7,0 мкм). Они   находятся в цитоплазме и значительно   варьируют по форме и числу в     разных    клетках.

Совет

Жидкое  содержимое митохондрий заключено в две трехслойные оболочки, каждая из которых имеет такое же строение, как  и наружная мембрана клетки.      Внутренняя оболочка митохондрии образует многочисленные впячивания и неполные     перегородки внутри тела митохондрии (рисунок. 3).

Эти впячивания  называются кристами.

    Благодаря им при малом объеме достигается       резкое увеличение   поверхностей, на которых осуществляются     биохимические   реакции   и среди них прежде всего   реакции   накопления   и   освобождения энергии при помощи ферментативного превращения адено-зиндифосфорной кислоты в аденозинтрифосфорную кислоту и наоборот.

Рисунок. 3. Схема строения митохондрии: 1 — наружная оболочка. 2 — внутренняя оболочка, 3 — гребни оболочки, направленные внутрь митохондрии

Эндоплазматическая сеть (рисунок. 2, 8) представляет собой многократно разветвленные впячивания наружной мембраны клетки.

Мембраны эндоплазматической сети обычно расположены попарно, а между ними образуются канальцы, которые могут расширяться в более значительные полости, заполненные продуктами биосинтеза. Вокруг ядра мембраны, слагающие эндоплазматическую сеть, непосредственно переходят в наружную мембрану ядра.

Таким образом, эндоплазматическая сеть связывает воедино все части клетки. В световом микроскопе, при осмотре строения клетки, эндоплазматическая сеть не видна.

В строение клетки различают шероховатую и гладкую эндоплазматическую сеть. Шероховатая эндоплазматическая сеть густо окружена рибосомами, где происходит синтез белков. Гладкая эндоплазматическая сеть лишена рибосом и в ней осуществляются синтез жиров и углеводов.

По канальцам эндоплазматической сети осуществляется внутриклеточный обмен веществами, синтезируемыми в различных частях клетки, а также обмен между клетками.

Вместе с тем эндоплазматическая сеть как более плотное структурное образование выполняет функцию остова клетки, придавая ее форме определенную устойчивость.

Рибосомы (рисунок. 2, 9) находятся как в цитоплазме клетки, так и в ее ядре. Это мельчайшие зернышки диаметром около 15—20 им, что делает их невидимыми в световом микроскопе.

В цитоплазме основная масса рибосом сосредоточена на поверхности канальцев шероховатой эндоплазматической сети.

Обратите внимание

Функция рибосом заключается в самом ответственном для жизнедеятельности клетки и организма в целом процессе — в синтезе белков.

Комплекс   Гольджи (рисунок.   2,   5) сначала был найден только в животных клетках. Однако в последнее время и в растительных клетках обнаружены аналогичные структуры.

  Строение структуры комплекса Гольджи близка к структурным образованиям эндоплазматической сети: это различной формы канальцы, полости и пузырьки, образованные трехслойными мембранами. Помимо того, в комплекс Гольджи входят довольно крупные вакуоли. В них накапливаются некоторые продукты синтеза, в первую очередь ферменты и гормоны.

В определенные периоды жизнедеятельности клетки эти зарезервированные вещества могут быть выведены из данной клетки через эндоплазматическую сеть и вовлечены в обменные процессы организма в целом.

Клеточный центр — образование, до сих пор описанное только в клетках животных и низших растений. Он состоит из двух центриолей, строение каждой из которых представляет собой цилиндрик размером до 1 мкм. Центриоли играют важную роль в митотическом делении клеток.

Кроме описанных постоянных структурных образований, в цитоплазме различных клеток периодически появляются те или иные включения. Это капельки жира, крахмальные зерна, кристаллики белков особой формы (алейроновые зерна) и др. В большом количестве такие включения встречаются в клетках запасающих тканей.

Однако и в клетках других тканей такие включения могут существовать как временный резерв питательных веществ.

Ядро (рисунок. 2, 1), как и цитоплазма с наружной мембраной,— обязательный компонент подавляющего большинства клеток. Лишь у некоторых бактерий, при рассмотрении строения их клеток, не удалось выявить структурно оформленного ядра, но в их клетках обнаружены все химические вещества, присущие ядрам других организмов.

Нет ядер в некоторых специализированных клетках, потерявших способность делиться (эритроциты млекопитающих, ситовидные трубки флоэмы растения). С другой стороны, существуют многоядерные клетки.

Ядро играет очень важную роль в синтезе белков-ферментов, в передаче наследственной информации из поколения в поколение, в процессах индивидуального развития организма.

Ядро неделящейся клетки имеет ядерную оболочку. Она состоит из двух трехслойных мембран. Наружная мембрана связана через эндоплазматическуго сеть с клеточной мембраной. Через всю эту систему осуществляется постоянный обмен веществами между цитоплазмой, ядром и средой, окружающей клетку.

Важно

Кроме того, в оболочке ядра есть поры, через которые также осуществляется связь ядра с цитоплазмой. Внутри ядро заполнено ядерным соком, в котором находятся глыбки хроматина, ядрышко и рибосомы. Хроматин образован белком и ДНК.

Это тот материальный субстрат, который перед делением клетки оформляется в хромосомы, видимые в световом микроскопе.

Хромосомы — постоянные по числу и форме образования, одинаковые для всех организмов данного вида. Перечисленные выше функции ядра в первую очередь связаны с хромосомами, а точнее — с ДНК, входящей в их состав.

Ядрышко (рисунок. 2,2) в количестве одного или нескольких присутствует в ядре неделящейся клетки и хорошо видно в световом микросколе. В момент деления клетки оно исчезает. В самое последнее время выяснена огромная роль ядрышка: в нем формируются рибосомы, которые затем из ядра поступают в цитоплазму и там осуществляют синтез белков.

Все сказанное в равной мере относится и к клеткам животных, и к клеткам растений. В связи со спецификой обмена веществ, роста и развития растении и животных в строении клеток тех и других имеются дополнительные структурные особенности, отличающие растительные клетки от клеток животных. Подробнее об этом написано в разделах «Ботаника» и «Зоология»; здесь же отметим лишь самые общие различия.

Клеткам животных, кроме перечисленных составных частей, в строени клетки, присущи особые образования — лизосомы. Это ультрамикроскопические пузырьки в цитоплазме, наполненные жидкими пищеварительными ферментами.

Лизосомы осуществляют функцию расщепления веществ пищи на более простые химические вещества. Есть отдельные указания, что лизосомы встречаются и в растительных клетках.

Самые характерные структурные элементы растительных клеток (кроме тех общих, которые присущи всем клеткам) — пластиды. Они существуют в трех формах: зеленые хлоропласты, красно-оранжево-желтые
хромопласты и бесцветные лейкопласты.

Лейкопласты при определенных условиях могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубня картофеля), а хлоропласты в свою очередь могут становиться хромопластами (осеннее пожелтение листьев).

Рисунок. 4. Схема строения хлоропласта: 1 — оболочка хлоропласта, 2 — группы пластинок, в которых совершается процесс фотосинтеза

Хлоропласты (рисунок 4)  представляют собой «фабрику» первичного   синтеза   органических веществ из неорганических   за счет солнечной энергии. Это небольшие тельца довольно разнообразной формы, всегда зеленого цвета благодаря присутствию хлорофилла.

  Строение хлоропластов в клетке: имеют внутреннюю структуру, которая обеспечивает максимальное развитие   свободных   поверхностей. Эти поверхности создаются многочисленными тонкими пластинками,   скопления   которых находятся  внутри  хлоропласта.

С поверхности хлоропласт, как и другие структурные элементы цитоплазмы, покрыт двойной мембраной. Каждая из них в свою очередь трехслойна, как и наружная мембрана клетки.

Хромопласты по своей природе близки к хлоропластам, но содержат желтые, оранжевые и другие близкие к хлорофиллу пигменты, которые обусловливают окраску плодов и цветков у растений.
В отличие от животных растения растут в течение всей жизни.

Это происходит как за счет увеличения числа клеток путем деления, так и за счет увеличения размеров самих клеток. При этом большая часть строения тела клетки оказывается занятой вакуолями.

Совет

Вакуоли представляют собой расширившиеся просветы канальцев в эндоплазматической сети, наполненные клеточным соком.

Строение оболочки растительных клеток, кроме наружной мембраны,

состоят дополнительно из клетчатки (целлюлозы), которая образует толстую целлюлозную стенку на периферии наружной мембраны. У специализированных клеток эти стенки часто приобретают специфические структурные усложнения (подробнее см. в разделе «Ботаника»).

Источник: http://biologiya.net/obshhaya-biologiya/uchenie-o-kletke/stroenie-kletki.html

Эволюция жизни на Земле

Эволюция жизни на Земле имеет долгую историю. Все началось, приблизительно, 4 млрд. лет назад. У атмосферы Земли еще нет озонового слоя, концентрация кислорода в воздухе очень низкая и ничего на поверхности планеты не слышно, кроме извергающихся вулканов и шума ветра.

Ученые считают, что именно так выглядела наша планета тогда, когда на неё начала появляться жизнь. Подтвердить или опровергнуть это весьма трудно. Горные породы, которые могли бы дать больше информации людям, разрушились очень давно, благодаря геологическим процессам планеты.

Итак, основные этапы эволюции жизни на Земле.

Эволюция жизни на Земле. Одноклеточные организмы

Жизнь получила свое начало с появлением простейших форм жизни – одноклеточных организмов. Первыми одноклеточными организмами были прокариоты. Эти организмы появились первыми после того, как Земля стала пригодной для начала жизни.

 Древняя Земля не позволила бы появиться даже простейшим формам жизни на своей поверхности и в атмосфере. Этим организмом был не обязателен кислород для своего существования. Концентрация кислорода в атмосфере повышалась, что привело к появлению эукариот.

 Для этих организмов главным для жизни становился кислород, в среде где концентрация кислорода была маленькой, они не выживали.

Прокариоты
Эукариоты

Первые организмы, способные к фотосинтезу появились через 1 млрд. лет после появления жизни. Этими фотосинтезирующими организмами были анаэробные бактерии.

Жизнь постепенно начала развиваться и после того, как содержание азотистых органических соединений упало появились новые живые организмы, способные использовать азот из атмосферы Земли. Такими существами были сине-зеленые водоросли.

 Эволюция одноклеточных организмов происходила после ужасных событий в жизни планеты и все стадии эволюции была защищена под магнитным полем земли.

Со временем простейшие организмы стали развиваться и улучшать свой генетический аппарат и развивать способы своего размножения. Затем в жизни одноклеточных организмов произошел переход к разделению их генеративных клеток на мужские и женские.

Эволюция жизни на Земле. Многоклеточные организмы

После возникновения одноклеточных организмов появились более сложные формы жизни – многоклеточные организмы. Эволюция жизни на планете Земля приобрела более сложные организмы, отличающиеся более сложной структурой и сложных переходных стадий жизни.

Первая стадия жизни – Колониальная одноклеточная стадия. Переход от одноклеточных организмов к многоклеточным, усложняется структура организмов и генетический аппарат. Эта стадия считается самой простой в жизни многоклеточных организмов.

Вторая стадия жизни – Первично-дифференцированная стадия. Более сложная стадия и характеризуется началом принципа “разделения труда” между организмами одной колонии.

Обратите внимание

В этой стадии происходила специализация функций организма на тканевом, органном и системноорганном уровнях. Благодаря этому у простых многоклеточных организмов начала образовываться нервная система.

Нервного центра у системы еще не было, но центр координации имеется.

Третья стадия жизни – Централизованно-дифференцированная стадия.  За время этой стадии у организмов усложняется морфофизиологическая структура.

Улучшение этой структуры происходит через усиление тканевой специализации.Усложняется пищевая, выделительная, генеративная и другие системы многоклеточных организмов. У нервных систем появляется хорошо выраженный нервный центр.

Улучшается способы размножения – из наружного оплодотворения во внутреннее.

Заключением третей стадии жизни многоклеточных организмов является появление человека.

Растительный мир

Эволюционное дерево простейших эукариот разделилось на несколько ветвей. Появились многоклеточные растения и грибы. Некоторые из таких растений могли свободно плавать по поверхности воды, а другие прикреплялись ко дну.

Псилофиты – растения, которые впервые освоили сушу. Затем возникли и другие группы наземных растений: папоротники, плауны и другие. Эти растения размножались спорами, но предпочитали водную среду обитания.

Большого разнообразия достигли растения в каменноугольный период. Растения развивались и могли достигать в высоту до 30 метров. В этом периоде появились первые голосемянные растения. Наибольшим распространением могли похвастаться плаунообразные и кордаиты. Кордаиты напоминали формой ствола хвойные растения и имели длинные листья.

После этого периода поверхность Земли была разнообразна различными растениям, которые достигали 30 метров в высоту. Спустя большое количество времени наша планета стала похожа на ту, которую мы знаем сейчас. Сейчас на планете существует огромное многообразие животных и растений, появился человек.

Человек, как существо разумное, после того как встал “на ноги” посвятил свою жизнь изучению нашей прекрасной планеты. Загадки и тайны планеты Земля стали интересовать человека, а так же самое главное – откуда появился человек и для чего он существует.

Как вы знаете, ответов на эти вопросы до сих пор не существует, есть только теории, которые противоречат друг другу.

Источник: https://on-space.ru/zemlya/evolyuciya-zhizni-na-zemle.html

2.2 Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика клеток растений, бактерий, грибов

Видеоурок 1: Отличия прокариот и эукариот

Видеоурок 2: Строение клетки: животной, растительной и бактерии

Лекция: Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика клеток растений, бактерий, грибов

 Многообразие клеток

Живые клетки имеют различные формы и размеры. Клетки эукариотов отличаются размерами в десятки раз – от нескольких до сотен мкм, а прокариотические – от половины до 10 мкм.

Основными структурными единицами строения клеток являются:

  • Цитоплазма – гелеобразное внутреннее содержимое, называемое еще гиалоплазмой, а также комплекс органоидов и различных включений.
  • Органоиды – рибосомы, лизосомы, мембранные структуры, ядро и др.
  • Мембрана – внешняя система внутреннего содержимого клекти. Имеет липидно-белковую структуру, проницаемую для химических веществ.

 Прокариоты и эукариоты

Все живые клетки подразделяются на два основных типа, отличающиеся друг от друга размерами и строением: 

  • эукариотические и 
  • прокариотические. 

Первые из них являются более эволюционно молодыми и обладают более сложной структурой. Отличительные черты эукариотических:

  • Четко оформленное и отграниченное мембраной ядро, где располагается ДНК в виде хромосом.
  • Наличие мембранных структур – наружная мембрана, ЭПС, комплекс Гольджи и другие.

К ним относятся растения, грибы, животные (включая одноклеточные).

Прокариотические клетки более мелкие по размеру, а также:

  • Они не имеют четкой ядерной оболочки, кольцеобразная ДНК хранится в цитоплазме, участок которой называется нуклеоидом.
  • Не имеют мембранных органоидов, единственных видом их органоидов являются рибосомы.

Прокариоты – более эволюционно древние, одноклеточные. Это археи (сине-зеленые водоросли) и бактерии.

 Отличия растительных и животных клеток, а также бактерий и грибов

Представители разных царств природы имеют важные различия в строении и жизнедеятельности на уровне клетки:

  • Растительные клетки обладают способностью к автотрофному питанию (фотосинтезу), только в них встречаются пластиды. Только для растительных клеток характерно наличие вакуолей – пузырьков с клеточным соком. Запасное вещество растений – крахмал. У них имеется внешняя целлюлозная клеточная твердая стенка.
  • Животные клетки питаются гетеротрофно, неспособны к фотосинтезу. У животных вакуоли для запасания веществ не используются, могут быть только органоиды в их форме – сократительные или пищеварительные. Запасное вещество для животных – гликоген. Клеточной стенки нет, вместо нее наружная мембрана, тонкая и гибкая, называется гликокаликсом.
  • Грибы. Неспособны к фотосинтезу. Наружная оболочка клеток состоит из хитина.
  • Бактерии. Имеют клеточную стенку из муреина. Питание — гетеротрофное или хемотрофное. Клетки небольшого размера, не обладающие ядром.

Предыдущий урок Следующий урок

Источник: https://cknow.ru/knowbase/167-22-mnogoobrazie-kletok-prokarioty-i-eukarioty-sravnitelnaya-harakteristika-kletok-rasteniy-bakteriy-gribov.html

9 класс, биология Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных

9 класс, биология Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных – страница №1/1

9 класс, биология

Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных

Клеточная структура Функция Бактерии Растения Животные
Ядро Хранение наследственной информации, синтез РНК Нет Есть Есть
Хромосома Нуклеопротеиновый комплекс, содержащий ДНК, а также гистоны и гистоноподобные белки Нуклеоид Есть Есть
Рибосомы Органоиды, состоящие из двух субъединиц, осуществляют синтез белка Есть Есть Есть
Митохондрии Органоиды, принимающие участие в превращении энергии в клетке. Имеют внутренние мембраны, на которых осуществляется синтез АТФ Нет Есть Есть
Комплекс Гольджи Производит синтез сложных белков, полисахаридов, их накопление и секрецию Нет Есть Есть
Эндоплазматическая сеть Выполняет синтез и обеспечивает транспорт белков и липидов Нет Есть Есть
Центриоль Во время деления клетки образует веретено деления Нет Нет Есть
Хлоропласты Двухмембранные структуры, в которых происходят реакции фотосинтеза. Имеют внутренние структуры — тилакоиды Нет Есть Нет
Лейкопласты Производят накопление крахмала Нет Есть Нет
Хромопласты Придают окраску плодам и цветкам растения, т.к. содержат ксантофилл Нет Есть Нет
Лизосомы Производят расщепление различных органических веществ Нет Есть Есть
Пероксисомы Производят синтез и транспорт белков и липидов Нет Есть Есть
Клеточная оболочка Полисахаридная оболочка над клеточной мембраной, защищающая клетку Есть Есть Нет
Вакуоли Накапливают клеточный сок Нет Есть Слабовыражены
Цитоскелет Придаёт форму клетке Бывает Есть Есть
Органеллы для перемещения Служат для перемещения в пространстве (реснички, жгутики и др.) Есть Есть Есть
Мезосомы Артефакты, возникающие во время подготовки образцов для электронной микроскопии Есть Нет Нет

Классификация витаминов

ВИТАМИНЫ – необходимый элемент пищи для человека и ряда живых организмов потому, что они не синтезируются или некоторые из них синтезируются в недостаточном количестве данным организмом. Витамины- это вещества, обеспечивающее нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме.

Они могут быть отнесены к группе биологически активных соединений, оказывающих своё действие на обмен веществ в ничтожных концентрациях.

Витамины делят на две большие группы:

•  витамины, растворимые в жирах,

•  витамины, растворимые в воде.

Каждая из этих групп содержит большое количество различных витаминов, которые обычно обозначают буквами латинского алфавита. Следует обратить внимание, что порядок этих букв не соответствует их обычному расположению в алфавите и не вполне отвечает исторической последовательности открытия витаминов.

Важно

В приводимой классификации витаминов в скобках указаны наиболее характерные биологические свойства данного витамина – его способность предотвращать развития того или иного заболевания. Обычно названию заболевания предшествует приставка ” анти “, указывающая на то, что данный витамин предупреждает или устраняет это заболевание.

1.ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ЖИРАХ.

Витамин A (антиксерофталический).

Витамин D (антирахитический).

Витамин E (витамин размножения).

Витамин K (антигеморрагический)

2.ВИТАМИНЫ, РАСТВОРИМЫЕ В ВОДЕ.

Витамин В1 (антиневритный).

Витамин В2 (рибофлавин).

Витамин PP (антипеллагрический).

Витамин В6 (антидермитный).

Пантотен (антидерматитный фактор).

Биотин (витамин Н,фактор роста для грибков,дрожжей и бактерий, антисеборейный).

Инозит. Пара-аминобензойная кислота (фактор роста бактерий и фактор пигментации).

Фолиевая кислота( антианемический витамин, витамин роста для цыплят и бактерий).

Витамин В12 (антианемический витамин).

Витамин В15 (пангамовая кислота).

Витамин С (антискорбутный).

Витамин Р (витамин проницаемости).

Все вышеперечисленные растворимые в воде витамины, за исключением инозита и витаминов С и Р, содержат азот в своей молекуле, и их часто объединяют в один комплекс витаминов группы В.

Тест ''Что ты знаешь о витаминах?''

Этот тест поможет тебе больше узнать о витаминах, о том, сколь важную роль они играют в питании, а также выяснить, правильно ли ты их употребляешь.

* Откуда эскимосы получают необходимые витамины:

из рыбы;

из рыбьего жира;

из мяса белых медведей;

из мяса тюленей;

* В шпинате витамины лучше всего сохраняются, если его потреблять:

в свежем виде;

в замороженном; в консервированном;

* В какое время года содержание витаминов в молоке увеличивается в два раза?

* Если ты станешь соблюдать вегетарианский режим, то один из четырех необходимых витаминов будет отсутствовать. Какой? Витамин А, Д, В2, В12?

* Действие солнечных лучей позволяют организму выработать один витамин. Какой? Витамин Д, А, Е, В6?

* Зимой необходимо чем-то компенсировать отсутствие солнечных лучей. Чем? Овощами, яичным желтком, лимонами, фруктами?

* В каком из продуктов питания наибольшее разнообразие витаминов и при том в самом большом количестве? В хлебе, свежей капусте, печени, молоке?

* Какой витамин содержится в большом количестве и в шоколаде, и в грибах, и в яйцах, а в арахисе?

* Что нужно потреблять, чтобы покрыть ежедневную потребность в витамине С?

1,5 кг помидоров

1,5 кг телятины

1 кг апельсинов

Правильные ответы:

* Все четыре.

* В сыром виде. Причем мыть шпинат надо как можно быстрее. Заморозка так же хорошо сохраняет витамины, но замораживать его необходимо быстро. И консервированный шпинат богат витаминами, если время срыва и консервированием непродолжительно. Кроме того, его необходимо варить в закрытой кастрюле и недолго.

* Летом. Молоко – очень важный продукт питания, оно содержит кальций, витамины. Потребление одного молока в день способствует хорошему витаминному “равновесию” в организме.

* Витамин В12, который содержится в овощах и мясе.

* Витамин Д, который предохраняет от рахита.

* Яичным желтком.

* В печени. Ста граммов печени достаточно, чтобы покрыть ежедневную потребность взрослого человека в семи видах витаминов: А, С, витаминах группы В. * Витами Н, или биотин. Он хорошо воздействует на состояние кожи и волос. * Любой из этих продуктов.

Источник: http://polpoz.ru/umot/9-klass-biologiya-sravnenie-stroeniya-kletok-bakterij-rastenij/

Строение клетки бактерии

Биологами XIX – начала ХХ века бактерии расценивались как примитивные организмы с точки зрения клеточной организации, считались крайним пределом жизни. Авторитетный немецкий ученый Кон писал, что бактерии «мельчайшие» и «простейшие» из всех живых форм образуют пограничную линию жизни, за пределами этих форм жизни не существует.

Однако, по мере развития науки была создана более совершенная микроскопическая техника и новые методы исследования. Применение современных методов исследований при изучении бактериальной клетки – электролитная и фазовоконтрастная микроскопия, дифференцированное центрифугирование, применение изотопов – позволили выявить отдельные клеточные структуры и выяснить их биологическую роль.

Бактериальная клетка имеет сложное строго упорядоченное строение. С анатомической точки зрения бактерия морфологически дифференцирована. В ней различают основные и временные структуры.

К основным компонентам клетки относят клеточную стенку, цитоплазмотическую мембрану, цитоплазму с рибосомами, различные включения, нуклеоид.

Эти структуры встречаются только на определенных стадиях развития бактерий.

Клеточная стенка – прочная, упругая структура, располагающаяся между цитоплазмотической мембраной и капсулой, а у бескапсульных видов бактерий – это внешняя оболочка клетки. клеточная стенка – тонкая бесцветная структура, она не видима в обыкновенный микроскоп без специальной обработки.

Клеточная стенка придает бактериям постоянную форму и представляет собой скелет клетки. Ее можно рассматривать при световой микроскопии только у крупных форм бактерий. Например, у серобактерии Beggiatoa mirabilis стенка отчетливо видна и имеет двухконтурное строение.

Стенку бактериальной клетки можно рассмотреть при плазмолизе в затемненном поле зрения микроскопа. Клеточной стенки не имеют микоплазмы и L-формы бактерий, для всех остальных прокариот она является обязательной структурой. Стенка клетки составляет в среднем 20 % сухого веса бактерий, толщина ее может достигать до 50 нм и более.

Совет

Клеточная оболочка выполняет жизненно необходимые функции: защищает бактерию от повреждающих факторов внешней среды, осмотического шока, участвует в обмене веществ и в процессе деления клетки, содержит поверхностные антигены и специфические рецепторы для фагов, осуществляет транспортирование метаболитов.

Оболочка бактерии полупроницаема, что обеспечивает избирательное проникновение питательных веществ в клетку из внешней среды. Опорный полимер клеточной стенки называется пептидогликаном (синонимы: мукопептид, муреин – от латинского murus – стенка) образует сетчатую структуру ковалентно связан тейховыми кислотами (от греческого teichos – стенка).

При исследовании ультратонких срезов клеточной стенки было установлено, что она равномерно прилегает к подлежащим структурам, пронизана порами, благодаря которым осуществляется поступление различных веществ в клетку и, наоборот. Полученные фотограммы показали, что клеточная стенка характеризуется не одинаковой электроннооптической плотностью, т.

е. обладает слоистостью. Стенка обрамляет бактерию, ее толщина и плотность одинаковы по всему периметру микробной клетки. На долю клеточной стенки приходится от 5 до 50 % сухих веществ клетки.

При изучении анатомии микроорганизмов с помощью светового микроскопа возникла необходимость в их окраске. Эта необходимость была реализована Х.

Грамом, который в 1884 году предложил метод окраски, названный его именем и широко используемый для дифференцирования бактерий и в наше время.

По отношению к окраске по Граму, все микроорганизмы подразделяются на две группы: грамположительные (грампозитивные) и грамотрицательные (грамнегативные).

Сущность метода заключается в том, что грамположительные бактерии прочно связывают комплекс генцианвиолета и йода, который не обесцвечивается этанолом и не воспринимает дополнительный краситель фуксин, оставаясь окрашенными в сине-фиолетовый цвет. У грамотрицательных бактерий, упомянутый комплекс, вымывается из тела бактерий этанолом и они окрашиваются при обработке фуксином в красный цвет (цвет фуксина).

Обратите внимание

Такое окрашивание прокариот по Граму объясняется специфическим химическим составом и строением их клеточной стенки.

Клеточная стенка грамположительных бактерий массивная, толстая (20-100 нм), плотно прилегает к цитоплазмотической мембране, большая часть ее химического состава представлена пептидогликаном (40-90 %), который связан с тейховыми кислотами.

Стенка грамположительных микроорганизмов содержит в небольшом количестве полисахариды, липиды, белки. Структурные микрофибриллы пептидогликана сшиты прочно, компактно, поры в нем узкие и поэтому фиолетовый комплекс не вымывается, бактерии окрашиваются в сине-фиолетовый цвет.

Строение и состав грамотрицательных микроорганизмов характеризуется некоторыми особенностями. Клеточная стенка у грамнегативных бактерий тоньше, чем у грамположительных и составляет 14-17 нм. Она состоит из двух слоев: внешнего и внутреннего. Внутренний слой представлен пептидогликаном, который в виде тонкой (2 нм) непрерывной сетки опоясывает клетку.

Пептидогликан у грамотрицательных бактерий составляет 1-10 %, микрофибриллы его сшиты менее прочно, чем у грамположительных бактерий, поры шире и поэтому комплекс генцианвиолета и йода вымывается из стенки этанолом, микроорганизмы окрашиваются в красный цвет (цвет дополнительного красителя – фуксина).

Внешний слой содержит фосфолипиды, монополисахариды, липопротеин и белки. Липополисахарид (ЛПС) клеточных стенок грамотрицательных бактерий, токсичный для животных, получил название эндотоксина. Тейховые кислоты у грамотрицательных бактерий не обнаружены.

Промежуток между клеточной стенкой и цитоплазмотической мембраной получил название периплазматического пространства, в котором содержатся ферменты.

Под влиянием лизоцима, пенициллина и других соединений синтез клеточной стенки нарушается и образуются клетки с измененной формой: протопласты – бактерии полностью лишенные клеточной стенки и сферопласты – бактерии с частично разрушенной клеточной стенкой. Протопласты и сферопласты имеют сферическую форму и в 3-10 раз крупнее исходных клеток.

Важно

В условиях повышенного осмотического давления они могут расти и даже размножаться, а в обычных условиях наступает их лизис и гибель. При снятии ингибирующего фактора протопласты и сферопласты могут реверсировать в исходную форму, иногда трансформируются в L-формы бактерий. L-формы бактерий были выделены в 1935 году в институте Листера.

Образуются они в результате воздействия на бактерии различного рода L-трансформирующих агентов (антибиотиков, аминокислот, ультрофиолетовых лучей, рентгенизлучения и т. д.). Это бактерии частично или полностью утратившие способность синтезировать пептидогликан клеточной стенки.

По сравнению с протопластами и сферопластами они более устойчивы и обладают способностью к репродукции. Возбудители многих инфекционных болезней могут образовывать L-формы.

Цитоплазмотическая мембрана (плазмолемма) – полупроницаемая, трехслойная многопротеидная структура клетки, отграничивающая цитоплазму от клеточной стенки. Это обязательный компонент клетки, составляющий 8-15 % ее сухого вещества. При разрушении цитоплазмотической мембраны клетка гибнет.

В химическом отношении мембрана представляет собой белково-липидный комплекс, состоящий из белков (50-70 %) и липидов (15-50 %). Цитоплазматическая мембрана выполняет важные функции в жизнедеятельности клетки.

Она является осмотическим барьером клетки, участвует в процессах метаболизма, роста клетки, осуществляет избирательный перенос молекул органических и не органических веществ и т. д. В процессе роста клетки цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты – выпячивания, которые получили название мезосом.

Мезосомы хорошо выражены у грамположительных бактерий, хуже у грамотрицательных и совсем плохо у риккетсий и микоплазм. Мезосомы, связанные с нуклеоидом бактерии называются нуклеосомами. Они принимают участие в кариопинезе и кариокенезе микробной клетки. Значение мезосом окончательно не выяснено.

Предполагают, что они принимают активное участие в процессе дыхания бактерий, поэтому их по аналогии сравнивают с митохондриями. Возможно, мезосомы выполняют структурную функцию и разделяя клетку на отдельные участки способствуют упорядоченности протекания обменных процессов.

Совет

Цитоплазма клетки представляет собой полужидкую массу, занимает основной объем бактерии, содержащий до 90 % воды.

Состоит она из гомогенной фракции, называемой цитозолем, включающим структурные элементы – рибосомы, внутрицитоплазмотические мембраны, различного типа образования, нуклеоид.

Кроме того в цитоплазме наличествуют растворимые компоненты РНК, вещества субстрата, ферменты, продукты метаболизма.

Цитоплазма образует внутреннюю среду клетки, которая объединяет все внутриклеточные структуры и обеспечивает взаимодействие их между собой.

Важнейший структурный компонент клетки проплазмотического типа – нуклеоид, который является аналогом ядра у эукариот. Он свободно располагается в цитоплазме, в центральной зоне клетки, представляет собой замкнутую в кольцо и плотно уложенную на подобие клубка двухнитчатую ДНК.

Нуклеоид в отличае от четко оформленного ядра эукариот не имеет ядерной оболочки, ядрышков, основных белков (гистонов). Несмотря на это, считают, что нуклеоид – дифференцированная структура. В зависимости от функционального состояния клетки нуклеоид может быть дискретным и состоять из отдельных фрагментов.

Дискретность его объясняется делением клетки и репликацией молекулы ДНК. ДНК нуклеоида является носителем генетической информации бактериальной клетки. При световой микроскопии нуклеоид может быть выявлен в результате окраски бактерий специальными методами (по Фельгену, по Романоскому-Гимзе).

Кроме нуклеоида в клетках многих видов прокариот обнаружены внехромосомальные факторы наследственности – плазмиды, которые представляют собой молекулы ДНК, способные к автономной репликацией.

Обратите внимание

К органоидам клетки относят рибосомы – сферической формы рибонуклеиновые частицы диаметром 15-20 нм. Клетка прокариотического типа может содержать от 5 до 20 тысяч рибосом.

Рибосома состоит из малой и большой субъединиц, обладающих по Свербергу константами сидиментации от 30 и 50 S, соответственно. Одна молекула матричной РНК обычно объединяет несколько рибосом наподобие бус, нанизанных на нить. Такие объединения рибосом называют полисомами.

Рибосомы обладают высокой синтезирующей активностью, они синтезируют необходимые для жизнедеятельности микробной клетки белки.

В цитоплазме бактерий ваыявлены различного рода включения, которые бывают твердыми, жидкими и газообразными. Они представляют собой запасные питательные вещества (полисахариды, липиды, отложения серы и др.) и продукты обмена веществ.

Капсула – слизистая структура, толщиной более 0,2 мкм, связанная с клеточной стенкой и четко отграниченная от окружающей среды. Она выявляется при световой микроскопии в случае окрашивания бактерий специальными методами (по Ольту, Михину, Бурри-Гинсу).

Многие бактерии образуют микрокапсулу – слизистое образование менее 0,2 мкм, выявленное только при электронной микроскопии или же химическими и иммунохимическими методами. Капсула не является обязательной структурой клетки, утрата ее не вызывает гибели бактерии. От капсулы необходимо отличать слизь – мукоидные экзополисахариды.

Слизистые вещества откладываются на поверхности клетки, часто превосходя ее диаметр и не имеет четких границ.

Вещество капсул прокариот состоит в основном из гомо- или гетерополисахарид. У некоторых бактерий (например, лейконостока) в капсулу заключено несколько микробных клеток. Заключенные в одну капсулу бактерии представляют собой скопления называемые зоогелями.

Важно

Капсула выполняет важные биологические функции. В ней локализуются капсульные антигены, определяющие вирулентность, специфичность и иммуногенность бактерий. Капсула защищает микробную клетку от механических воздействий, высыхания, заражения фагами, токсических веществ, фагоцитоза. У некоторых видов бактерий, в том числе и патогенных, способствует прикреплению клеток к субстрату.

Жгутики являются органоидами движения бактерий. Они представляют собой тонкие, длинные, нитевидные структуры, состоящие из белка флагеллина (от латинского flagellum – жгутик). Этот белок обладает антигенной специфичностью. Длина жгутиков превышает длину бактериальной клетки в несколько раз и составляет 3-12 мкм, а толщина 12-20 нм.

Жгутики прикреплены к цитоплазмотической мембране и клеточной стенке специальными дисками. Выявляют жгутики с помощью электронной микроскопии или же в световом микроскопе, но после обработки препаратов специальными методами. Жгутики не являются жизненноважными структурами клетки.

Количество жгутиков различно у различных видов бактерий (от 1 до 50) и места их локализации тоже различны, но стабильны для каждого вида.

В зависимости от локализации жгутиков различают: монотрихи – бактерии с одним полярно расположенным жгутиком; амфитирихи – бактерии с двумя полярно расположенными жгутиками, или по пучку жгутиков на каждом конце; лофотрихи – бактерии с пучком жгутиков на одном конце клетки; перитрихи – бактерии с множеством жгутиков, располагающихся по всему периметру клетки. Бактерии не имеющие жгутиков называются атрихиями. Жгутики типичны для плавающих палочковидных и извитых форм и в виде исключения встречаются у кокков. Монотрихи и лофотрихи движутся со скоростью 50 мкм в секунду. Обычно бактерии движутся беспорядочно. Под влиянием факторов внешней среды бактерии способны к направленным формам движения – таксисам. Таксис может быть положительным и отрицательным. Различают хемотаксис – обусловлен разницей концентрации химических веществ в среде, аэротаксис – кислорода, фототаксис – интенсивности освещения, магнитотаксис – характеризуется способностью микроорганизмов ориентироваться в магнитном поле.

Пили (ворсинки) – нитевидные образования более короткие, чем жгутики. Длина их достигает от 0,3 до 10 мкм, толщина 3-10 нм.

Пили берут начало от цитоплазмотической мембраны, они обнаружены у подвижных и не подвижных форм микроорганизмов. Выявить их можно только с помощью электронной микроскопии.

На поверхности бактериальной клетки может быть от 1-2 до нескольких десятков, сотен и даже тысяч пилей. Пили состоят из белка пилина, они обладают антигенной активностью.

Совет

Различают пили общего типа и половые. Первые ответственны за адгезию, т. е. прикрепление бактерий к поражаемой клетке, питание, водно-солевой обмен, слипание бактерий в агломераты, вторые – передачу наследственного материала (ДНК) от донора к реципиенту. У одного и того же вида бактерий могут быть пили обоих типов.

Споры (эндоспоры) – это особая форма покоящихся клеток, характеризующаяся резким снижением уровня метаболизма и высокой резистентностью. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий. Внутри одной клетки образуется одна спора.

Спорообразование наблюдается при дефиците питательных веществ, изменении рН, недостатке С, N, Р, высушивании, накоплении в окружающей клетку среде продуктов метаболизма и т. д.

Споры характеризуются репрессией генома, анаболизмом, малым содержанием воды в цитоплазме, повышением концентрации катионов кальция, появление дипиколиновой кислоты.

Споры в поле зрения светового микроскопа имеют вид овальных, сильно преломляющих свет образований размером 0,8-1,5 мкм. Бактерии у которых размер споры не превышает диаметр клетки называются бациллами, а у которых превышает – клостридиями.

Спора в клетке может располагаться центрально, ближе к концу – субтерминально, на конце бактерии – терминально. Строение споры сложное, но однотипное у разных видов бактерий. Центральная часть споры называется спороплазмой, в состав ее входят нуклеиновые кислоты, белки и дипиколиновая кислота.

В спороплазме располагаются нуклеоид, рибосомы и нечетко выраженные мембранные структуры. Спороплазму обрамляет цитоплазмотическая мембрана, за которой следует зачаточный пептидогликановый слой, затем располагается массивный слой коры или иначе кортекса. На поверхности кортекса имеется наружная мембрана.

Снаружи спора одета многослойной оболочкой, которая вместе со специфическими элементами споры и дипиколинатом кальция обуславливают ее устойчивость. Основное назначение спор – сохранение бактерий в неблагополучных условиях внешней среды.

Обратите внимание

Споры устойчивы к действию высоких температур, химических веществ, могут длительное время существовать в покоящемся состоянии десятками и даже сотнями лет.

Видео: Ядро клетки листа комнатного растения undermicroscope


Источник: http://biofile.ru/bio/5387.html

Ссылка на основную публикацию