Основни характеристики на прокариотите. Устройство на прокариотна клетка
Прокариотите или предядрените клетки са първите живи организми на Земята. Въпреки примитивната структура на прокариотната клетка, бактериите, археите и цианобактериите са успели да оцелеят до днес.
Компоненти
Прокариотите се състоят от три компонента:
- черупки;
- цитоплазма;
- генетичен материал.
Обвивката на прокариотите се състои от три слоя:
- плазмалема - тънка мембрана, покриваща цитоплазмата;
- клетъчна стена - твърда външна обвивка, съдържащ протеина муреин;
- капсула - защитна структура, състояща се от полизахариди или протеини.
Капсулата (мукозен слой, покритие) е незадължителен компонент на клетката. Създадена за защита срещу неблагоприятни условия, като изсъхване или замръзване. Това е допълнителна бариера, която може да защити клетката от вируси (бактериофаги). При някои бактерии капсулата служи като допълнителен източник на вещества.
Ориз. 1. Прокариотна обвивка.
Цитоплазмата на прокариотите е гелообразно вещество, съдържащо:
ТОП 2 статиикоито четат заедно с това
- неорганични вещества;
- протеини;
- полизахариди;
- метаболити (метаболитни продукти).
Основната структурна характеристика на прокариотната клетка е липсата на ядро. Генетичната информация под формата на кръгова ДНК се съхранява директно в цитоплазмата и образува структура, нехарактерна за еукариотите - нуклеоид.
В допълнение към нуклеоида, цитоплазмата на прокариотите постоянно съдържа:
- рибозоми - структури, състоящи се от две субединици, които извършват протеинова биосинтеза;
- мезозома - гънка на плазмалемата, която осъществява репликацията на ДНК и клетъчно дишане(аналогично на митохондриите);
- органели на движение - дълги флагели, състоящи се от протеина флагелин и къси пили, образувани от протеина пилин.
В допълнение към органелите, цитоплазмата може да съдържа запаси от вещества - включвания:
- гликоген;
- нишесте;
- волутин (метахроматин) - гранули от полифосфорна киселина;
- мастни капки;
- сяра.
Плазмидите са нестабилни структури на прокариотите. Състои се от малки отделни ДНК молекули, които бактериите могат да обменят по време на хоризонтален генен трансфер.
Ориз. 2. Органели на пренуклеарни клетки.
дивизия
Прокариотите се размножават чрез директно или бинарно делене - амитоза. Клетката не е подготвена по никакъв начин за този процес. Делението започва с дублиране на кръгова ДНК върху мезозомата без образуване на хромозоми.
Процесът може да бъде разделен на два етапа:
- митоза - ДНК репликация и дивергенция;
- цитокинеза - отделяне чрез стесняване на цялото съдържание на клетката.
Всяка дъщерна клетка получава един кръг от ДНК. Останалите структури обаче са разпределени неравномерно.
Ориз. 3. Бактериално деление.
Бактериалната ДНК, която изгражда нуклеоида, може да съдържа няколко милиона нуклеотида. Бактериите обаче бързо се адаптират към неблагоприятни условия поради постоянния обмен на гени, съдържащи се в къси ДНК плазмиди.
Какво научихме?
От урока в 10 клас научихме за структурата и функционалното предназначение на органелите на прокариотната клетка. Прокариотите включват бактерии, цианобактерии и археи. Те нямат ядро, генетичната информация се намира директно в цитоплазмата под формата на заплетена структура - нуклеоид. В допълнение към една кръгова ДНК, клетките могат да съдържат малки ДНК молекули под формата на плазмиди. Прокариотите се възпроизвеждат чрез амитоза и са способни да обменят гени.
Тест по темата
Оценка на доклада
Среден рейтинг: 3.9. Общо получени оценки: 227.
Клетъчни структури | Еукариотна клетка | Прокариотна клетка |
Цитоплазмена мембрана | Яжте | Яжте; мембранните инвагинации образуват мезозоми |
Ядро | Има двойна мембрана и съдържа едно или повече нуклеоли | Не; има еквивалент на ядрото - нуклеоид - част от цитоплазмата, която съдържа ДНК, която не е заобиколена от мембрана |
Генетичен материал | Линейни ДНК молекули, свързани с протеини | Кръгови ДНК молекули, които не са свързани с протеини |
Ендоплазмения ретикулум | Яжте | Не |
Комплекс Голджи | Яжте | Не |
Лизозоми | Яжте | Не |
Митохондриите | Яжте | Не |
Пластиди | Яжте | Не |
Центриоли, микротубули, микрофиламенти | Яжте | Не |
Камшичета | Ако присъстват, те се състоят от микротубули, заобиколени от цитоплазмена мембрана | Ако присъстват, те не съдържат микротубули и не са заобиколени от цитоплазмена мембрана |
Клетъчна стена | Намира се в растения (сила, придадена от целулоза) и гъби (сила, придадена от хитин) | Да (пептидогликанът дава сила) |
Капсула или лигавичен слой | Не | Някои бактерии имат |
Рибозоми | Да, голям (80S) | Да, малък (70S) |
Тестове:
1. Поддържането на живота на някакво ниво е свързано с феномена на възпроизводството. На какво ниво на организация възпроизвеждането се извършва на базата на матричен синтез
А. Молекулярна
Б. Субклетъчен
V. Клетъчен
Г. Тканев
Г. На ниво тяло
2. Установено е, че в клетките на организмите няма мембранни органели и техният наследствен материал няма нуклеозомна организация. Що за организми са това?
А. Протозои
Б. Вируси
Б. Аскомицети
G. Еукариоти
Г. Прокариоти
3. По време на урок по биология учителят поиска да посочи в лабораторна работастепента на увеличение на микроскопа, използван за изследване на микроскопични проби. Един от учениците не успя да се справи сам със задачата. Как да изчислим правилно този показател?
A. Умножете индикаторите, посочени на всички лещи на микроскопа
B. Разделете индекса на лещата с по-малко увеличение на индекса на лещата с по-голямо увеличение
B. Умножете стойностите на увеличението на обектива и окуляра
D. Разделете увеличението на обектива на окуляра
E. Извадете стойностите, посочени на всички обективи на микроскопа, от стойността на увеличението на окуляра
4. При изучаване на микрослайд, ученикът, след като го фиксира върху масата на предмета и постигне оптимално осветяване на зрителното поле, инсталира леща x40 и погледна в лещата. Учителят спря ученика и каза, че е допусната основна грешка по време на работата му. Каква грешка беше направена?
О. Не си струваше да поправя микрослайда
B. Изследването на микропредметното стъкла трябва да е започнало с помощта на леща с ниско увеличение
B. Осветлението се регулира последно
D. Лекарството се фиксира преди завършване на изследването.
D. Всички манипулации трябва да са извършени в обратен ред
5. Съществуването на живот на всички нива се определя от структурата на повече ниско ниво. Какво ниво на организация предшества и осигурява съществуването на живот на клетъчно ниво:
А. Популация-вид
Б. Тъкан
Б. Молекулярна
Ж. Организмен
Г. Биоценотичен
Задачи за контрол на знанията:
1. Когато се опитва да изследва микропрепарат с помощта на светлинен микроскоп, изследователят открива, че цялото зрително поле е затъмнено. Каква може да е причината за това явление? Как да поправя този проблем?
2. Когато се опитва да изследва микропрепарат с помощта на светлинен микроскоп, изследователят открива, че само половината от зрителното поле е осветено. Каква може да е причината за това явление? Как да поправя този проблем?
3. Какви манипулации трябва да се извършат, ако при използване на светлинен микроскоп наблюдаваният обект не се вижда ясно?
A) ако има обозначение „x15“ на окуляра и „x8“ на лещата
B) ако коефициентът на увеличение на лещата на окуляра е "x10" и обективът е "x40"
6. Материали за преглед с учителя и контрол на усвояването му:
6.1. Анализ с учителя на ключови въпроси за овладяване на темата на урока.
6.2. Демонстрация на техники от учителя практичентехники по темата.
6.3. Материал за контролусвояване на материала:
Въпроси за обсъждане с учителя:
1. Медицинската биология като наука за основите на човешкия живот, изучаваща закономерностите на наследствеността, променливостта, индивидуалното и еволюционното развитие, както и въпросите на морфофизиологичната и социална адаптациячовек към условия заобикаляща средавъв връзка с неговата биосоциална същност.
2. Модерен етапразвитие на общи и медицинска биология. Мястото на биологията в системата на медицинското образование.
3. Същността на живота. Свойства на живите същества. Форми на живот, неговите основни свойства и атрибути. Дефиниране на понятието живот на съвременното ниво на развитие на биологичната наука.
4. Еволюционно обусловени структурни нива на организация на живота; елементарни структури от нива и основни биологични явления, които ги характеризират.
5. Значението на идеите за нивата на организация на живите същества за медицината.
6. Особеното място на човека в системата на органичния свят.
7. Връзката между физикохимични, биологични и социални явленияв човешкия живот.
8. Оптични системи V биологични изследвания. Устройството на светлинния микроскоп и правилата за работа с него.
9. Техника за изработване на временни микропредметни стъкла, тяхното изследване и описание. Методи за изследване на структурата на клетката
Практическа част
1. Използване насокиизучава структурата на микроскопа и правилата за работа с него.
2. Упражняване на умения за работа с микроскоп и изработване на временни препарати от памучни влакна и люспи от крила на пеперуда. Изследване на микроскопични проби: кора от лук, лист от елодея, кръвна натривка от жаба, изследване на типографски шрифт.
3. Въведете в протокола графиката на логическата структура “Структура на микроскопа”.
4. Въведете в протокола „Правила за работа с микроскоп“
5. Попълнете таблицата „Нива на организация и изследване на многоклетъчен организъм“.
Свързана информация:
Търсене в сайта:
Прокариотните клетки са по-малки и по-прости по структура от еукариотните клетки. Сред тях няма многоклетъчни организми, само понякога те образуват нещо като колонии. Прокариотите не само имат клетъчно ядро, но и всички мембранни органели (митохондрии, хлоропласти, EPS, комплекс на Голджи, центриоли и др.).
Прокариотите включват бактерии, синьо-зелени водорасли (цианобактерии), археи и др. Прокариотите са първите живи организми на Земята.
Функциите на мембранните структури се изпълняват от израстъци (инвагинации) на клетъчната мембрана в цитоплазмата. Те идват в тръбна, ламеларна и други форми. Някои от тях се наричат мезозоми. Фотосинтезиращи пигменти, дихателни и други ензими са разположени върху такива различни образувания и по този начин изпълняват своите функции.
При прокариотите в централната част на клетката има само една голяма хромозома ( нуклеоид), който има пръстеновидна структура. Съдържа ДНК. Вместо протеини, които придават на хромозомата формата като при еукариотите, има РНК. Хромозомата не е отделена от цитоплазмата с мембранна мембрана, затова казват, че прокариотите са безядрени организми. Но на едно място хромозомата е прикрепена към клетъчната мембрана.
В допълнение към нуклеоида, структурата на прокариотните клетки съдържа наличието на плазмиди (малки хромозоми също с пръстенна структура).
За разлика от еукариотите, цитоплазмата на прокариотите е неподвижна.
Прокариотите имат рибозоми, но те са по-малки от рибозомите на еукариотите.
Прокариотните клетки се отличават със сложната структура на техните мембрани. В допълнение към цитоплазмената мембрана (плазмалема) те имат клетъчна стена, както и капсула и други образувания, в зависимост от вида на прокариотния организъм. Клетъчната стена изпълнява поддържаща функция и предотвратява проникването вредни вещества. Бактериалната клетъчна стена съдържа муреин (гликопептид).
На повърхността на прокариотите често има флагели (един или много) и различни власинки.
С помощта на флагели клетките се движат в течна среда. Власинките изпълняват различни функции (осигуряват ненамокряне, прикрепване, транспортни вещества, участват в сексуалния процес, образувайки конюгационен мост).
Прокариотните клетки се делят чрез бинарно делене. Те нямат митоза или мейоза. Преди да се раздели, нуклеоидът се удвоява.
Прокариотите често образуват спори, които са начин за оцеляване при неблагоприятни условия. Спорите на редица бактерии остават жизнеспособни при високи и изключително ниски температури. Когато се образува спора, прокариотната клетка е покрита с дебела, плътна мембрана. Вътрешната му структура се променя донякъде.
Устройство на еукариотна клетка
Клетъчната стена на еукариотната клетка, за разлика от клетъчната стена на прокариотите, се състои главно от полизахариди. При гъбите основният е азотсъдържащият полизахарид хитин. В дрождите 60-70% от полизахаридите са глюкан и манан, които са свързани с протеини и липиди. Функциите на клетъчната стена на еукариотите са същите като тези на прокариотите.
Цитоплазмената мембрана (CPM) също има трислойна структура. Повърхността на мембраната има издатини, подобни на мезозомите на прокариотите. CPM регулира клетъчните метаболитни процеси.
При еукариотите CPM е способен да улавя големи капчици, съдържащи въглехидрати, липиди и протеини от околната среда. Това явление се нарича пиноцитоза. CPM на еукариотна клетка също може да улавя от околната среда прахови частици(феномен на фагоцитоза). В допълнение, CPM е отговорен за освобождаването на метаболитни продукти в околната среда.
Ориз. 2.2 Схема на структурата на еукариотна клетка:
1 клетъчна стена; 2 цитоплазмена мембрана;
3 цитоплазма; 4 ядра; 5 ендоплазмен ретикулум;
6 митохондрии; 7 Комплекс Голджи; 8 рибозоми;
9 лизозоми; 10 вакуоли
Ядрото е отделено от цитоплазмата с две мембрани с пори. Порите на младите клетки са отворени, те служат за миграция на прекурсори на рибозоми, информационна и преносна РНК от ядрото в цитоплазмата. В ядрото на нуклеоплазмата има хромозоми, състоящи се от две нишковидни верижни молекули на ДНК, свързани с протеини. Ядрото също съдържа ядро, богато на информационна РНК и свързано със специфична хромозома - нуклеоларен организатор.
Основната функция на ядрото е да участва в размножаването на клетките. Това е превозвачът наследствена информация.
В еукариотната клетка ядрото е най-важният, но не и единственият носител на наследствена информация. Част от тази информация се съдържа в ДНК на митохондриите и хлоропластите.
Митохондриална мембранна структура, съдържаща две мембрани външна и вътрешна, силно нагънати. Редокс ензимите са концентрирани върху вътрешната мембрана. Основната функция на митохондриите е да снабдяват клетката с енергия (образуване на АТФ). Митохондриите са самовъзпроизвеждаща се система, тъй като имат собствена хромозома, кръгова ДНК и други компоненти, които са част от нормалната прокариотна клетка.
Мембранна структура на ендоплазмения ретикулум (ER), състояща се от тубули, които проникват през цялата вътрешна повърхност на клетката. Тя може да бъде гладка или груба. На повърхността на грапавата ES има рибозоми, по-големи от рибозомите на прокариотите. Мембраните на ES също съдържат ензими, които синтезират липиди, въглехидрати и тези, отговорни за транспорта на веществата в клетката.
Сложни пакети на Голджи от сплескани мембранни везикули цистерни, в които се извършва опаковането и транспортирането на протеини в клетката. Синтезът на хидролитични ензими също се извършва в комплекса на Голджи (мястото на образуване на лизозома).
Хидролитичните ензими са концентрирани в лизозомите. Тук се извършва разграждането на биополимери (протеини, мазнини, въглехидрати).
Вакуолите са отделени от цитоплазмата чрез мембрани. Вакуолите за съхранение съдържат съхранение хранителни веществаклетки, а в шлаките ненужни метаболитни продукти и токсични вещества.
Най-очевидният Разликата между прокариотите и еукариотите е, че последните имат ядро, което се отразява в имената на тези групи: „karyo“ се превежда от старогръцки като ядро, „pro“ - преди, „eu“ - добро. Следователно прокариотите са предядрени организми, еукариотите са ядрени.
Това обаче далеч не е единствената и може би не основната разлика между прокариотните организми и еукариотите. Прокариотните клетки изобщо нямат мембранни органели.(с редки изключения) - митохондрии, хлоропласти, комплекс Голджи, ендоплазмен ретикулум, лизозоми.
Техните функции се изпълняват от израстъци (инвагинации) на клетъчната мембрана, върху които са разположени различни пигменти и ензими, които осигуряват жизнените процеси.
Прокариотите нямат характерните за еукариотите хромозоми. Основният им генетичен материал е нуклеоид, обикновено с форма на пръстен. В еукариотните клетки хромозомите са комплекси от ДНК и хистонови протеини (игра важна роляв ДНК опаковка). Тези химични комплекси се наричат хроматин. Нуклеоидът на прокариотите не съдържа хистони, а свързаните с него РНК молекули му придават формата.
Еукариотните хромозоми се намират в ядрото. При прокариотите нуклеоидът се намира в цитоплазмата и обикновено е прикрепен на едно място към клетъчната мембрана.
В допълнение към нуклеоида, прокариотните клетки имат различен брой плазмиди - нуклеоиди, значително по-малки по размер от основния.
Броят на гените в нуклеоида на прокариотите е с порядък по-малък, отколкото в хромозомите. Еукариотите имат много гени, които изпълняват регулаторна функция по отношение на други гени. Това позволява на еукариотните клетки на многоклетъчен организъм, които съдържат същата генетична информация, да се специализират; като промените метаболизма си, реагирайте по-гъвкаво на промените във външния и вътрешна среда. Структурата на гените също е различна. При прокариотите гените в ДНК са подредени в групи, наречени оперони. Всеки оперон се транскрибира като единична единица.
Съществуват и разлики между прокариотите и еукариотите в процесите на транскрипция и транслация. Най-важното е, че в прокариотните клетки тези процеси могат да се появят едновременно върху една молекула информационна (информационна) РНК: докато тя все още се синтезира върху ДНК, рибозомите вече „седят“ в крайния й край и синтезират протеин. В еукариотните клетки иРНК претърпява така нареченото съзряване след транскрипция. И едва след това върху него може да се синтезира протеин.
Рибозомите на прокариотите са по-малки (коефициент на утаяване 70S) от тези на еукариотите (80S). Броят на протеините и РНК молекулите в рибозомните субединици е различен. Трябва да се отбележи, че рибозомите (както и генетичният материал) на митохондриите и хлоропластите са подобни на прокариотите, което може да показва техния произход от древни прокариотни организми, които са попаднали в клетката гостоприемник.
Прокариотите обикновено се отличават с по-сложна структура на техните черупки. В допълнение към цитоплазмената мембрана и клетъчната стена, те също имат капсула и други структури, в зависимост от вида на прокариотния организъм. Клетъчната стена изпълнява поддържаща функция и предотвратява проникването на вредни вещества. Бактериалната клетъчна стена съдържа муреин (гликопептид). Сред еукариотите растенията имат клетъчна стена (основният й компонент е целулоза), а гъбите имат хитин.
Прокариотните клетки се делят чрез бинарно делене. Те имат Не сложни процеси клетъчно делене(митоза и мейоза), характерни за еукариотите. Въпреки че преди разделянето нуклеоидът се удвоява, точно както хроматина в хромозомите. IN жизнен цикълПри еукариотите има редуване на диплоидни и хаплоидни фази. В този случай обикновено преобладава диплоидната фаза. За разлика от тях прокариотите нямат това.
Еукариотните клетки се различават по размер, но във всеки случай те са значително по-големи от прокариотните клетки (десетки пъти).
Хранителните вещества влизат в прокариотните клетки само чрез осмоза. Освен това в еукариотните клетки може да се наблюдава фаго- и пиноцитоза („улавянето“ на храна и течност с помощта на цитоплазмената мембрана).
Като цяло разликата между прокариотите и еукариотите е очевидно по-голяма сложна структурапоследното. Смята се, че прокариотните клетки са възникнали чрез абиогенеза (дългосрочна химическа еволюция в условията на ранната Земя). Еукариотите се появяват по-късно от прокариоти, чрез тяхното обединяване (симбиотични, а също и химерни хипотези) или еволюцията на отделни представители (хипотеза за инвагинация). Сложността на еукариотните клетки им позволи да организират многоклетъчен организъм и в процеса на еволюция да осигурят цялото основно разнообразие на живота на Земята.
Таблица на разликите между прокариоти и еукариоти
Не | Яжте |
Не. Техните функции се изпълняват от инвагинации на клетъчната мембрана, върху която са разположени пигменти и ензими. | Митохондрии, пластиди, лизозоми, ER, комплекс на Голджи |
По-сложно, има различни капсули. Клетъчната стена е изградена от муреин. | Основният компонент на клетъчната стена е целулоза (при растенията) или хитин (при гъбите). Животинските клетки нямат клетъчна стена. |
Значително по-малко. Представлява се от нуклеоид и плазмиди, които имат пръстеновидна форма и се намират в цитоплазмата. | Обемът на наследствената информация е значителен. Хромозоми (състоят се от ДНК и протеини). Диплоидията е характерна. |
Бинарно клетъчно делене. | Има митоза и мейоза. |
Не е характерно за прокариотите. | Те са представени както от едноклетъчни, така и от многоклетъчни форми. |
По-малък | По-голям |
По-разнообразни (хетеротрофи, фотосинтетични и хемосинтетични различни начиниавтотрофи; анаеробно и аеробно дишане). | Автотрофия възниква само при растенията поради фотосинтеза. Почти всички еукариоти са аероби. |
от нежива природав процеса на химичната и предбиологичната еволюция. | От прокариотите в процеса на тяхната биологична еволюция. |
Еукариотни клетки
Най-сложната организация е присъща на еукариотните клетки на животните и растенията. Устройството на животинските и растителните клетки се характеризира с принципно сходство, но тяхната форма, размер и тегло са изключително разнообразни и зависят от това дали организмът е едноклетъчен или многоклетъчен. Например диатомеите, еуглената, дрождите, миксомицетите и протозоите са едноклетъчни еукариоти, докато по-голямата част от другите видове организми са многоклетъчни еукариоти, като броят на клетките варира от няколко (например при някои хелминти) до милиарди (за бозайници) на клетка организъм. Човешкото тяло се състои от около 10 различни клетки, които се различават помежду си по функциите, които изпълняват.
В случая на хората има повече от 200 вида различни клетки. Най-многобройните клетки в човешкото тяло са епителни клетки, сред които има кератинизиращи клетки (коси и нокти), клетки с абсорбционни и бариерни функции (в стомашно-чревния тракт, пикочно-половия тракт, роговицата, вагината и други системи от органи), клетъчна обвивка вътрешни органии кухини (пневмоцити, серозни клетки и много други). Има клетки, които осигуряват метаболизма и натрупването на резервни вещества (хепатоцити, мастни клетки). Голяма група се състои от епителни и съединителнотъканни клетки, които отделят извънклетъчен матрикс (амилобласти, фибробласти, остеобласти и други) и хормони, както и контрактилни клетки (скелетни и сърдечни мускули, ирис и други структури), кръвни клетки и имунна система(еритроцити, неутрофили, еозинофили, базофили, Т-лимфоцити и други). Има и клетки, които действат като сензорни преобразуватели (фоторецептори, тактилни, слухови, обонятелни, вкусови и други рецептори). Значителен брой клетки са представени от неврони и глиални клетки на централната нервна система. Съществуват и специализирани клетки на очната леща, пигментни клетки и хранителни клетки, наричани по-нататък клетки на огнището. Известни са и много други видове човешки клетки.
В природата няма типична клетка, тъй като всички те се характеризират с изключително разнообразие. Независимо от това, всички еукариотни клетки се различават значително от прокариотните клетки по редица свойства и преди всичко по обем, форма и размер. Обемът на повечето еукариотни клетки надвишава обема на прокариотите 1000-10 000 пъти. Този обем от прокариотни клетки е свързан със съдържанието на различни органели в тях, които изпълняват различни клетъчни функции. Еукариотните клетки се характеризират и с наличието на голямо количество генетичен материал, концентриран главно в относително голям брой хромозоми, което им предоставя по-големи възможности за диференциация и специализация.
Не по-малко важна характеристикаеукариотните клетки е, че те се характеризират с компартментализация, осигурена от наличието на вътрешни мембранни системи. В резултат на това много ензими са локализирани в специфични отделения. Например, почти всички ензими, които катализират протеиновия синтез в животинските клетки, са локализирани в рибозомите, докато ензимите, които катализират фосфолипидния синтез, са концентрирани главно върху клетъчната цитоплазмена мембрана. За разлика от прокариотните клетки, еукариотните клетки имат ядро.
Еукариотните клетки, в сравнение с прокариотните, имат по-сложна система за възприемане на веществата от околната среда, без които животът им е невъзможен. Има и други разлики между еукариотните и прокариотните клетки.
Формата на клетките може да бъде много разнообразна и често зависи и от функциите, които изпълняват. Например много протозои имат овална форма, докато червените кръвни клетки са овални дискове, а мускулните клетки на бозайниците са удължени. Размерите на еукариотните клетки са микроскопични (Таблица 3).
Някои видове клетки се характеризират със значителни размери. Например размери нервни клеткипри едрите животни достигат няколко метра дължина, а при човека - до 1 метър. Клетките на отделните растителни тъкани достигат няколко милиметра дължина.
Смята се, че колкото по-голям е организмът в рамките на даден вид, толкова по-големи са неговите клетки. Въпреки това, свързани видове животни, които се различават по размер, също се характеризират с клетки с подобен размер. Например, всички бозайници имат червени кръвни клетки, които са сходни по размер.
Клетките също се различават по маса. Например една човешка чернодробна клетка (хепатоцит) тежи 19-9 g.
Човешката соматична клетка (типична еукариотна клетка) е образувание, състоящо се от много структурни компонентимикроскопични и субмикроскопични размери (фиг. 46).
Използването на електронна микроскопия и други методи позволи да се установи изключително многообразие в структурата както на мембраната и цитоплазмата, така и на ядрото. По-специално е установен мембранният принцип на структурата на вътреклетъчните структури, въз основа на който се разграничават редица структурни компоненти на клетката, а именно.
Прокариотни клетки- това са най-примитивните, много просто структурирани организми, които запазват чертите на дълбоката древност. ДА СЕ прокариотни(или предядрени) организми включват бактерии и синьо-зелени водорасли (цианобактерии). Въз основа на сходството на структурата и резките разлики от другите клетки, прокариотите се класифицират в независимото царство на смачканите клетки.
Нека да разгледаме структурата прокариотна клеткаизползвайки бактерии като пример. Генетичният апарат на прокариотната клетка е представен от ДНК на една кръгова хромозома, разположена е в цитоплазмата и не е ограничена от нея с мембрана. Този аналог на ядрото се нарича нуклеоид. ДНК не образува комплекси с протеини и следователно всички гени, които са част от хромозомата „работят“, т.е. информацията непрекъснато се чете от тях.
Прокариотна клетказаобиколена от мембрана, отделяща цитоплазмата от клетъчната стена, образувана от сложно, силно полимерно вещество. В цитоплазмата има малко органели, но има множество малки рибозоми ( бактериални клеткисъдържат от 5000 до 50 000 рибозоми).
Цитоплазмата на прокариотната клетка е проникната от мембрани, които образуват ендоплазмения ретикулум, съдържа рибозоми, които извършват синтеза на протеини.
Вътрешната част на клетъчната стена на прокариотната клетка е представена от плазмена мембрана, чиито издатини в цитоплазмата образуват мезозоми, които участват в изграждането на клетъчните стени, възпроизвеждането и са мястото на прикрепване на ДНК. Дишането при бактериите се осъществява в мезозомите, а при синьо-зелените водорасли в цитоплазмените мембрани.
Много бактерии отлагат резервни вещества вътре в клетката: полизахариди, мазнини, полифосфати. Резервните вещества, включени в метаболизма, могат да удължат живота на клетката при липса на външни източници на енергия.
(1-клетъчна стена, 2-външна цитоплазмена мембрана, 3-хромозома (кръгова ДНК молекула), 4-рибозома, 5-мезозома, 6-инвагинация на външната цитоплазмена мембрана, 7-вакуоли, 8-камшичета, 9-купища от мембрани, в които протича фотосинтезата)
По правило бактериите се размножават чрез разделяне на две. След удължаване на клетката постепенно се образува напречна преграда, която се полага в посока отвън навътре, след което дъщерните клетки се разминават или остават свързани в характерни групи - вериги, пакети и др. бактерии - колиНа всеки 20 минути удвоява броя си.
Бактериите се характеризират с образуване на спори. Започва с отделянето на част от цитоплазмата от майчината клетка. Отделената част съдържа един геном и е заобиколена от цитоплазмена мембрана. След това около спората израства клетъчна стена, често многослойна. Бактериите имат полов процес под формата на обмен генетична информациямежду две клетки. Половият процес увеличава наследствената изменчивост на микроорганизмите.
Повечето живи организми са обединени в суперцарството на еукариотите, което включва царството на растенията, гъбите и животните. Еукариотните клетки са по-големи прокариотни клетки, се състоят от повърхностен апарат, ядро и цитоплазма.
Всички живи организми могат да бъдат класифицирани в една от двете групи (прокариоти или еукариоти) в зависимост от основната структура на техните клетки. Прокариотите са живи организми, състоящи се от клетки, които нямат клетъчно ядро и мембранни органели. Еукариотите са живи организми, които съдържат ядро и мембранни органели.
Клетката е основният компонент на нашия модерна дефиницияживота и живите същества. Клетките се разглеждат като основни градивни елементи на живота и се използват за определяне на това какво означава да си „жив“.
Нека разгледаме една дефиниция на живота: „Живите същества са химически организации, съставени от клетки и способни да се възпроизвеждат“ (Keaton, 1986). Това определение се основава на две теории - клетъчна теорияи теории за биогенезата. е предложен за първи път в края на 1830-те години от немски учени Матиас Якоб Шлейден и Теодор Шван. Те твърдят, че всички живи същества са изградени от клетки. Теорията за биогенезата, предложена от Рудолф Вирхов през 1858 г., гласи, че всички живи клетки възникват от съществуващи (живи) клетки и не могат да възникнат спонтанно от нежива материя.
Компонентите на клетките са затворени в мембрана, която служи като бариера между външния свят и вътрешните компоненти на клетката. Клетъчната мембрана е селективна бариера, което означава, че позволява преминаването на определени химикали, за да се поддържа балансът, необходим за функционирането на клетката.
Клетъчната мембрана регулира движението на химикали от клетка към клетка по следните начини:
- дифузия (тенденцията на молекулите на веществото да сведат до минимум концентрацията, т.е. движението на молекулите от област с повече висока концентрациякъм зона с по-ниска концентрация, докато концентрацията се изравни);
- осмоза (движението на молекулите на разтворителя през частично пропусклива мембрана, за да се изравни концентрацията на разтворено вещество, което не може да премине през мембраната);
- селективен транспорт (с помощта на мембранни канали и помпи).
Прокариотите са организми, състоящи се от клетки, които нямат клетъчно ядро или свързани с мембрана органели. Това означава, че генетичният материал ДНК в прокариотите не е свързан в ядрото. В допълнение, ДНК на прокариотите е по-малко структурирана от тази на еукариотите. При прокариотите ДНК е едноверижна. Еукариотната ДНК е организирана в хромозоми. Повечето прокариоти се състоят само от една клетка (едноклетъчни), но има няколко многоклетъчни. Учените разделят прокариотите на две групи: и.
Типичната прокариотна клетка включва:
- плазмена (клетъчна) мембрана;
- цитоплазма;
- рибозоми;
- флагели и пили;
- нуклеоид;
- плазмиди;
Еукариоти
Еукариотите са живи организми, чиито клетки съдържат ядро и мембранни органели. При еукариотите генетичният материал се намира в ядрото, а ДНК е организирана в хромозоми. Еукариотните организми могат да бъдат едноклетъчни и многоклетъчни. са еукариоти. Еукариотите също включват растения, гъби и протозои.
Типичната еукариотна клетка включва:
- ядро;
Прокариотите включват бактерии и синьо-зелени водорасли (cyanea). Наследствен апаратПрокариотите са представени от една кръгова ДНК молекула, която не образува връзки с протеини и съдържа по едно копие на всеки ген - хаплоидни организми. В цитоплазмата има голям броймалки рибозоми; вътрешните мембрани липсват или са слабо изразени. Ензимите на пластичния метаболизъм са разположени дифузно. Апаратът на Голджи е представен от отделни везикули. Ензимните системи за енергиен метаболизъм са подредено разположени на вътрешната повърхност на външната цитоплазмена мембрана. Външната страна на клетката е заобиколена от дебела клетъчна стена. Много прокариоти са способни на спорулация при неблагоприятни условия на живот; в този случай малка част от цитоплазмата, съдържаща ДНК, е изолирана и заобиколена от дебела многослойна капсула. Метаболитните процеси вътре в спората практически спират. Влизане в благоприятни условия, спората се превръща в активна клетъчна форма. Прокариотите се размножават чрез просто разделяне на две.
Прокариотни и еукариотни клетки (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблици. М., 2000 г.)
Знаци | Прокариоти | Еукариоти |
1 ЯДРЕНА МЕМБРАНА | Отсъстващ | На разположение |
ПЛАЗМЕНАТА МЕМБРАНА | На разположение | На разположение |
МИТОХОНДРИЯ | Нито един | На разположение |
EPS | Отсъстващ | На разположение |
РИБОЗОМИ | На разположение | На разположение |
ВАКУОЛИ | Нито един | Наличен (особено характерен за растенията) |
ЛИЗОЗОМИ | Нито един | На разположение |
КЛЕТЪЧНА СТЕНА | Предлага се, състои се от сложно хетерополимерно вещество | Липсва в животинските клетки, в растителните клетки се състои от целулоза |
КАПСУЛА | Ако присъства, той се състои от протеинови и захарни съединения | Отсъстващ |
КОМПЛЕКС ГОЛГИ | Отсъстващ | На разположение |
РАЗДЕЛЕНИЕ | просто | Митоза, амитоза, мейоза |
Други записи
06/10/2016. Химическа организация на клетката. Неорганични вещества
Изучаване химичен съставклетки показва, че в живите организми няма специални химически елементи, присъщи само на тях: именно в това е единството на химичния състав на живите и...
06/10/2016. Устройство на еукариотна клетка
Клетките, които изграждат тъканите на животните и растенията, се различават значително по форма, размер и вътрешна структура. Всички те обаче разкриват прилики в основните характеристики на жизнените процеси, обмяната...
- Ден на Парижката комуна: дата, история История на Парижката комуна
- Вътрешната наука и медицина през 19-ти - началото на 20-ти век. Развитието на медицината през 19-ти век
- Как да готвите ечемична каша правилно. Пригответе зърнените храни за готвене на ечемична каша
- Стъпка по стъпка рецепта за приготвяне на кнедли с извара