Прокариоты и Эукариоты: Клеточные формы жизни. Прокариоты растения это
Прокариоты и Эукариоты: Клеточные формы жизни
Существующие на сегодня живые клетки подразделяются на два вида:прокариоты и эукариоты. Эукариотами называют клетки со сформировавшимся ядром, а прокариотами – с не сформировавшимся. К прокариотам относятся бактерии (архебактерии и цианобактерии), объединенные общим термином «дробянки». Клетка обычных дробянок покрыта целлюлозной оболочкой. Дробянки занимают определенное место в круговороте веществ в природе:- цианобактерии – синтезируют органические вещества;- бактерии – минерализируют органические вещества.Многие бактерии играют важную роль в медицине и ветеринарии как возбудители инфекций.
Прокариоты и Эукариоты
Благодаря электронному микроскопу смогли определить их жизнедеятельность и строение. Наиболее широко распространены три типа их форм: шарообразные, палочковидные и спиралевидные.К эукариотам относятся грибы, животные и растения. Эукариоты поделили на одноклеточные и многоклеточные организмы. Кроме прочего, эукариоты принято подразделять по типу питания организма:- царство животных – гетеротрофное питание- царство растений – автотрофное питание.Однако определить четкую грань между всеми животными и растениями практически невозможно. Круговорот веществ в природе и существование биосферы связаны с наличием примитивных одноклеточных эукариот. Но в ходе эволюции развились многоклеточные растения, грибы и животные.Среди автотрофных организмов эволюция наивысшей степени достигла в типе покрытосеменных растений. Вершину эволюции гетеротрофных организмов составляет тип хордовых. Многоклеточные эукариоты состоят из разных по своим функциям клеток, при этом клетки значительно крупнее клеток прокариот. Наиболее значимое отличие эукариотических клеток — наличие ядра и иных органелл. Функции и структуры эукариотических клеток сложнее устроены и более специализированы, чем структуры и функции прокариот. Структура ДНК эукариотов похожа на длинные линейные молекулы. Они сосредоточены в ядре, связаны с гистонами и локализуют некодирующие области (интроны). ДНК прокариот, наоборот, представляют собой намного более короткие кольцевые молекулы, находящиеся в цитоплазме и не имеющие интронов. Органеллы – специальные отделы, которые составляют эукариотические клетки.Процессы синтеза и созревания РНК и белков проходят в разных отделах клеток и механизмы их регулировки не зависят друг от друга. У прокариот, наоборот, эти процессы намного проще и взаимосвязаны.
PostScriptum:Каждая женщина хочет выглядеть неотразимой и иметь стройную фигуру. Эффективное похудение без диет, безоперационная липосакция на сегодняшний доступна каждой представительнице прекрасного пола человечества!
Похожие статьи
www.milkywaygalaxy.ru
Доядерные организмы (прокариоты)
Среди организмов, живущих на Земле, кроме эукариот, есть более древние организмы – прокариоты (от лат. pro – перед, вместо; karyon – ядро). Это одноклеточные организмы, которые не имеют оформленного ядра. К ним относятся бактерии, встречающиеся повсеместно: в воздухе, соленой и пресной воде, в организме животных, в том числе человека, и растений, в горячих источниках и даже в ядерных реакторах. Но особенно их много в почве – от 200–500 млн до 2 млрд и более на 1 г почвы.До появления электронного микроскопа биологи полагали, что все клетки имеют один и тот же тип строения. Применение электронного микроскопа позволило выявить фундаментальные различия между строением прокариотических и эукариотических клеток.
Организация доядерных организмов-прокариот. Клетки прокариотических организмов имеют очень мелкие размеры (1 – 10 мкм). Самое главное отличие прокариот от эукариот состоит в отсутствии у первых настоящего ядра и ядерной оболочки. Вместо ядра имеется одна кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которую часто называют бактериальной хромосомой.
Основные функции ядерного аппарата прокариот (как и эукариот) заключаются в хранении, реализации наследственной информации и передаче ее дочерним поколениям. Эти функции определяет ДНК.
Для прокариот характерны также внехромосомные единицы наследственности – плазмиды. Плазмиды представляют собой кольцевые участки ДНК, свободно расположенные в цитоплазме. Они содержат гены, обеспечивающие, например, устойчивость бактерий к действию антибиотиков.
Кроме специфического строения ядерного аппарата, прокариоты отличаются и другими особенностями строения клетки.
Надмембранный комплекс поверхностного аппарата прокариотических клеток представлен жесткими стенками, содержащими органическое вещество муреин. Запасные вещества бактериальной клетки – полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, сера.
У прокариот отсутствуют мембранные органоиды (митохондрии, пластиды, ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы). Вместо митохондрий и пластид у них имеются мезосомы, представляющие собой впячивания наружной мембраны клетки. На мезосомах протекают процессы клеточного дыхания. Фотосинтез у фотосиитезирующих бактерий происходит в тилакоидах.
Рибосомы в прокариотических клетках намного мельче, чем рибосомы эукариот, и располагаются они в цитоплазме свободно, не образуя полисом. В цитоплазме клеток прокариот отсутствуют клеточный центр и опорно-сократительный аппарат.
Различия между прокариотами и эукариотами настолько существенны, что их выделяют в разные надцарства.
Формы бактерий. В зависимости от формы клетки различают следующие группы бактерий: шаровидные – кокки, палочковидные – бациллы, дугообразно изогнутые – вибрионы, штопорообразной формы – спириллы.
Многие бактерии способны к самостоятельному движению благодаря наличию у них простых жгутиков, не содержащих микротрубочек.
Несмотря на простоту организации, бактерии успешно сосуществуют с высокоорганизованными эукариотами. Более того, в настоящее время бактерии – биологически прогрессивная, процветающая группа организмов благодаря способности к быстрому размножению и образованию спор, устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды.
Размножение и спорообразование у бактерий. Размножаются прокариоты путем простого деления надвое. В 50-х годах XX в. у бактерий был обнаружен половой процесс в форме обмена генетическим материалом между разными особями.
Прокариоты характеризуются чрезвычайно высокой устойчивостью к различным воздействиям окружающей среды. Прежде всего это относится к спорообразующим формам бактерий. Споры бактерий являются формой перенесения неблагоприятных условий среды (а не для размножения, как у растений или грибов). При образовании споры бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических изменений: в ней уменьшается количество свободной воды, снижается активность ферментов, протоплазма сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. При наступлении благоприятных условий споры набухают и прорастают, образуя новую вегетативную клетку.
Питание и дыхание бактерий. Простым по своей организации бактериальным клеткам требуется для жизнедеятельности минимальное количество энергии. Вот почему бактерии могут использовать такие энергетически бедные источники, как окисление неорганических веществ (хемосинтезирующие бактерии, или энергию, выделяющуюся при разложении органических остатков (бактерии гниения и брожения).
По типу питания прокариоты подразделяют на две группы: автотрофов и гетеротрофов.
Дыхание бактерий, в процессе которого образуется необходимая для жизни энергия, осуществляется с участием дыхательных ферментов. По отношению к кислороду бактерии подразделяют на существующих только в кислородной среде – аэробов (например, туберкулезная палочка и многие другие) и живущих в бескислородной среде – анаэробов (столбнячная палочка, палочка ботулизма и др.).
Значение бактерий в природе и жизни человека. Благодаря жизнедеятельности бактерий происходит разложение и минерализация органических веществ, поставляемых отмершими организмами. Образовавшиеся при этом простые неорганические вещества (аммиак, сероводород, углекислый газ и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ опять же с участием бактерий, без чего была бы невозможна жизнь на Земле.
Бактерии вместе с грибами, водорослями и лишайниками разрушают горные породы и участвуют в почвообразовательном процессе. Они играют значительную роль в поддержании плодородия почвы, участвуют в образовании гумуса из лесной подстилки и лежащих на ней гниющих растительных и животных остатков. (Гумус – слой разложившегося органического вещества, содержащий запас органических и минеральных веществ и обладающий способностью удерживать воду.) Бактерии участвуют в круговороте азота, серы, железа, марганца, кремния.
Роль бактерий в жизни человека неоднозначна. Некоторые из них полезны человеку. Например, многие млекопитающие, в том числе и человек, из-за отсутствия специальных ферментов не могут переваривать целлюлозу, входящую в пищу. Переваривание целлюлозы происходит благодаря бактериям, в норме обитающим в кишечнике. У кроликов такие бактерии живут в слепой кишке, у коров и овец – в рубце (отделе желудка). В кишечнике человека живут многие бактерии, некоторые из них синтезируют витамины группы В и витамин К. Некоторые бактерии обитают на коже человека, слизистой оболочке носовой и ротовой полостей, в толстом кишечнике и во влагалище, вытесняя собой болезнетворные микроорганизмы и тем самым оберегая человека от инфекционных заболеваний.
Бактерии необходимы для производства различных пищевых продуктов, основанного на брожении. На основе молочнокислого брожения производят все кисломолочные продукты (простоквашу, кефир, сметану, кумыс), квашеную капусту, сыры.
С 30-х годов XX столетия ученые начали заниматься выделением из некоторых бактерий веществ, обладающих антибиотическим свойством– способностью либо подавлять рост, либо совсем убивать другие микробы. Самый богатый источник антибиотиков – это бактерии, живущие в почве. Антибиотики широко применяются в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, промышленности и специальных научных исследованиях.
Бактерии могут причинять и вред человеку. Это проявляется в двух случаях. Во-первых, если не принять специальных мер, гнилостные бактерии портят пищевые продукты. Во-вторых, они могут быть возбудителями многих болезней животных, человека и растений. Некоторые болезнетворные бактерии разрушают клетки организма-хозяина, но большая часть бактерий вызывает заболевания, вырабатывая токсины, наносящие вред пораженному организму.
jbio.ru
2.2 Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Сравнительная характеристика клеток растений, бактерий, грибов
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 и система внутренних мембран. 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:
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.
cknow.ru
Эукариота - это... Что такое Эукариота?
Эукарио́ты, или Я́дерные (лат. Eucaryota от греч. εύ- — хорошо и κάρυον — ядро) — надцарство живых организмов, клетки которых содержат ядра.
Все организмы, кроме бактерий и археев, являются ядерными.Животные, растения, грибы, а также группы организмов под общим названием протисты — все являются эукариотическими организмами. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, но все имеют общий план строения клеток. Считается, что все эти столь несхожие организмы имеют общее происхождение, поэтому группа ядерных рассматривается как монофилетический таксон наивысшего ранга. Согласно наиболее распространённым гипотезам, эукариоты появились 1,5—2 млрд лет назад. Важную роль в эволюции эукариот сыграл симбиогенез — симбиоз между эукариотической клеткой, видимо, уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу, и проглоченными этой клеткой бактериями — предшественниками митохондрий и хлоропластов.
Строение эукариотической клетки
Эукариотические клетки в среднем намного крупнее прокариотических, разница в объёме достигает тысяч раз. Клетки эукариот включают около десятка видов различных структур, известных как органоиды (или органеллы, что, правда, несколько искажает первоначальное значение этого термина), из которых многие отделены от цитоплазмы одной или несколькими мембранами. В прокариотических клетках всегда присутствуют клеточная мембрана, рибосомы (существенно отличные от эукариотических рибосом)и генетический материал — бактериальная хромосома, или генофор, однако внутренние органоиды, окруженные мембраной, встречаются редко. Ядро — это часть клетки, окружённая у эукариот двойной мембраной (двумя элементарными мембранами) и содержащая генетический материал: молекулы ДНК, «упакованные» в хромосомы. Ядро обычно одно, но бывают и многоядерные клетки.
Деление на царства
Существует несколько вариантов деления надцарства эукариот на царства. Первыми были выделены царства растений и животных. Затем было выделено царство грибов, которые из-за биохимических особенностей, по мнению большинства биологов, не могут быть причислены ни к одному из этих царств. Также некоторые авторы выделяют царства простейших, миксомицетов, хромистов. Некоторые системы насчитывают до 20 царств.
Отличия эукариот от прокариот
Важнейшая, основополагающая особенность эукариотических клеток связана с расположением генетического аппарата в клетке. Генетический аппарат всех эукариот находится в ядре и защищен ядерной оболочкой (по-гречески "эукариот" значит имеющий ядро). ДНК эукариот линейная (у прокариот ДНК кольцевая и свободно плавает в цитоплазме). Она связана с белками-гистонами и другими белками хромосом, которых нет у бактерий. В жизненном цикле эукариот обычно присутствуют две ядерные фазы (гаплофаза и диплофаза). Первая фаза характеризуется гаплоидным (одинарным) набором хромосом, далее, сливаясь, две гаплоидные клетки (или два ядра) образуют диплоидную клетку (ядро), содержащую двойной (диплоидный) набор хромосом. Спустя несколько делений клетка вновь становится гаплоидной. Такой жизненный цикл и в целом диплоидность для прокариот не характерны.
Третье, пожалуй, самое интересное отличие, — это наличие у эукариотических клеток особых органелл, имеющих свой генетический аппарат, размножающихся делением и окруженных мембраной. Эти органеллы - митохондрии и пластиды. По своему строению и жизнедеятельности они поразительно похожи на бактерий. Это обстоятельство натолкнуло современных ученых на мысль, что подобные организмы являются потомками бактерий, вступившими в симбиотические отношения с эукариотами. Прокариоты характеризуются малым количеством органелл, и ни одна из них не окружена двойной мембраной. В клетках прокариот нет эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, лизосом. Не мене важно, описывая различия между прокариотами и эукариотами, сказать о таком явлении у эукариотических клеток, как фагоцитоз. Фагоцитозом (дословно "поедание") называют способность эукариотических клеток захватывать и переваривать самые разные твердые частицы. Этот процесс обеспечивает в организме важную защитную функцию. Впервые он был открыт И.И. Мечниковым у морских звезд. Появление фагоцитоза у эукариот скорее всего связано со средними размерами (далее о размерных различиях написано подробнее). Размеры прокариотических клеток несоизмеримо меньше и поэтому в прцессе эволюционного развития перед эукариотами возникла проблема снбжения организма большим количеством пищи, как следствие в группе эукариот появляются первые хищники. Большинство бактерий имеет клеточную стенку, отличную от эукариотической (далеко не все эукариоты имеют ее). У прокариот это прочная структура, состоящая главным образом из муреина. Строение муреина таково, что каждая клетка окружена особым сетчатым мешком, являющимся одной огромной молекулой. Среди эукариот клеточную стенку имеют грибы и растения. У грибов она состоит из хитина и глюканов, у низших растений из целлюлозы и гликопротеинов, диатомовые водоросли синтезируют клеточную стенку из кремниевых кислот, у высших растений из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина. Видимо для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать клеточную стенку из одной молекулы высокую по прочности. Это обстоятельство могло заставить эукариот использовать иной материал для клеточной стенки. Разнообразен и обмен веществ у бактерий. Вообще всего выделяют четыре типа питания, и среди бактерий встречаются все. Это фотоавтотрофные, фотогетеротрофные, хемоавтотрофные, хемогетеротрофные (фототрофные используют энергию солнечного света, хемотрофные используют химическую энергию). Эукариоты же либо сами синтезируют энергию из солнечного света, либо используют готовую энергию такого происхождения. Это может быть связано с появлением среди эукариотов хищников, необходимость синтезировать энергию, для которых отпала.
Ещё одно отличие - строение жгутиков. У бактерий они тонкие — всего 15—20 нм в диаметре. Это полые нити из белка флагеллина. Строение жгутиков эукариот гораздо сложнее. Они представляют собой вырост клетки, окруженный мембраной, и содержат цитоскелет (аксонему) из девяти пар периферических микротрубочек и двух микротрубочек в центре. В отличие от вращающихся прокариотическох жгутиков жгутики эукариот изгибаются или извиваются. Две группы рассматриваемых нами организмов, как уже было сказано, сильно отличаются и по своим средним размерам. Диаметр прокариотической клетки составляет обычно 0,5—10 мкм, когда тот же показатель у эукариот составляет 10—100 мкм. Объём такой клетки в 1000—10000 раз больше, чем прокариотической. У прокариот рибосомы мелкие (70S-типа). У эукариот рибосомы более крупные (80S-типа).
Видимо, различается и время возникновения этих групп. Первые прокариоты возникли в процессе эволюции около 3,5 млрд. лет назад, от них около 1,2 млрд. лет назад произошли эукариотические организмы.
См. также
Источники, ссылки
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
Микробиология. Реферат, доклад, сообщение, кратко, презентация, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест
По различным оценкам, на нашей планете насчитывается от 1,9 до 8 миллионов биологических видов, и большинству из них человек дал названия. Для описания и обозначения множества как ныне существующих на Земле, так и ископаемых растений, животных, микроорганизмов и грибов необходима определённая система. Эти задачи выполняет раздел биологии, который так и называется — систематика.
Так как структурной единицей пространственной организации живых организмов является клетка, то особенности её строения позволили разделить все живые организмы на два надцарства: прокариоты и эукариоты.
Прокариоты (от лат. pro — раньше и греч. karion — ядро) — доядерные организмы. Клетки таких организмов не имеют чётко оформленного ядра, их ДНК расположена прямо в цитоплазме (рис. 89). У таких организмов нет мембранных органоидов, характерных для эукариот, их функции выполняют отдельные участки клеточной мембраны. К прокариотам относят бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли).
Бактерии изучает особый раздел биологии — микробиология. Эти организмы устроены просто: в центральной части цитоплазмы располагается одна кольцевая молекула ДНК, содержащая несколько тысяч генов. Размножаются бактерии делением, скорость которого необычайно высока. Благодаря высоким темпам размножения, а также способности образовывать споры бактерии легко приспосабливаются к условиям окружающей среды, а потому вездесущи. Споры представляют собой клетки, покрытые плотной защитной оболочкой, с резко сниженным уровнем метаболизма. Материал с сайта http://doklad-referat.ru
Рис. 89. Строение клетки бактерии |
Рис. 90. Питер Брейгель Старший. Триумф смерти. Ок. 1562 г. |
Бактерии двулики: они причиняют человеку страшный вред и приносят немалую пользу. Например, болезнетворные бактерии чумы, холеры, проказы, столбняка, дифтерии, менингита, тифа, туберкулёза и т. п. стали причиной гибели сотен тысяч и даже миллионов людей в результате эпидемий (рис. 90). В то же время благодаря бактериям, которые разлагали остатки доисторических растений и животных, образовались залежи нефти, угля, газа, обеспечившие развитие человеческой цивилизации. Как маленькие химические фабрики, без устали работают клубеньковые бактерии, живущие на корнях некоторых бобовых растений (рис. 91), — они обогащают почву связанным азотом. Молочнокислые бактерии — основа производства молочнокислой продукции (кефира, сметаны, масла, сыра). Бактерии помогают убирать разливы нефти и добывать цветные металлы — сейчас интенсивно развивается специальная отрасль металлургии — микробиологическая металлургия. Без бактерий невозможно представить успехи биологической и генной инженерии.
Рис. 91. Клубеньки на корнях бобового растения |
Дайте определение прокариот.
Перечислите организмы, которые относятся к надцарству прокариот.
Как устроены клетки бактерий?
Чем отличаются прокариоты от эукариотов?
doklad-referat.ru
Мир дикой природы на wwlife.ru
Общие сведения
Прокариоты (лат. Procaryota, от лат. pro — «перед», «до» и греч. karyon — «ядро»), или безъядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром.
Рис.1. Строение типичной клетки прокариотДля клеток прокариот характерно отсутствие ядерной оболочки, ДНК упакована без участия гистонов.
Генетический материал прокариот представлен одной молекулой ДНК, замкнутой в кольцо, имеется только один репликон. В клетках отсутствуют органоиды, имеющие мембранное строение.
Характерные особенности прокариот
- Отсутствие оформленного ядра
- Наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей
- Структуры, в которых происходит фотосинтез — хлоросомы
- Формы размножения — бесполый способ, имеется псевдосексуальный процесс, в результате которого происходит лишь обмен генетической информацией, без увеличения числа клеток.
- Размер рибосомы — 70s(по коэф. седиментации различают и рибосомы др. типов, а также субчастицы и биополимеры, входящие в состав рибосом) [1].
Эволюция прокариот
Первые простейшие одноклеточные организмы (прокариоты) появились более 4 млрд лет назад. Недавно в самых древних на Земле осадочных породах времен архея, найденных в юго-западной части Гренландии, были обнаружены следы сложных клеточных структур, возраст которых составляет по крайней мере 3,86 млрд лет.
По одной из теорий около 4,1 - 3,6 млрд лет назад во времена эоархейского периода из существовавшего в то время разнообразия одноклеточных живых существ (прокариот) (рис. 1) проживавший тогда первый наш общий предок разделился на несколько ветвей, которые в последствии в свою очередь разделились на ныне существующие царства (животных, растений, грибов, протистов, хромистов, бактерий, архей и вирусов). Со временем остальные жители того периода не выдержали с ними конкуренции и исчезли с лица Земли.
По другой теории - как такового общего предка не существовало, а первые обитавшие в то времы простейшие с помощью горизонтального переноса генов между собой, постояно эволюционировали. Предполагается, что на самых ранних этапах эволюции существовало некое общее генное "коммунальное хозяйство". Картина эволюционных связей в мире предковых прокариот представляла собой не столько дерево, сколько своего рода мицелий с переплетенной сетью горизонтальных переносов в самых разнообразных и неожиданных направлениях. По мере усложнения организмов и развития механизмов полового размножения и репродуктивной изоляции горизонтальный перенос становился более редким явлением. В это же время благодаря вирусам-бактериофагам у бактерий появляется и простейшая имуная система. [2]
В отличае от эукариотической клетки, прокариотическая клетка генерирует энергию не с помощью митохондрий (которые у нее отсутствуют), а с помощью покрывающей их мембраны. В следствие этого, прокариотической клетки не хватит энергии для синтеза белков. Простое увеличение складок внешней мембраны положение не особо спасает (хотя и такие клетки известны). С данным способом наращивания мощности увеличивается и число ошибок в работе энергетической системы. В клетке накапливаются нежелательные молекулы, способные её погубить. Все это привело к тому, что прокариотические клетки так и остались в тысячи раз меньше эукариотических и их геномный материал в разы меньше более совершенных эукариот.
Разделение классификации прокариот:
www.wwlife.ru
Прокариоты – доядерные организмы | Биология
Все ли организмы имеют клетки с оформленным ядром?
Среди организмов, живущих на Земле, кроме эукариот, есть более древние организмы – прокариоты (от лат. pro – перед, вместо; karyon – ядро). Это одноклеточные организмы, которые не имеют оформленного ядра. К ним относятся бактерии, встречающиеся повсеместно: в воздухе, соленой и пресной воде, в организме животных, в том числе человека, и растений, в горячих источниках и даже в ядерных реакторах. Но особенно их много в почве – от 200–500 млн до 2 млрд и более на 1 г почвы.
До появления электронного микроскопа биологи полагали, что все клетки имеют один и тот же тип строения. Применение электронного микроскопа позволило выявить фундаментальные различия между строением прокариотических и эукариотических клеток.
Организация доядерных организмов-прокариот. Клетки прокариотических организмов имеют очень мелкие размеры (1 – 10 мкм). Самое главное отличие прокариот от эукариот состоит в отсутствии у первых настоящего ядра и ядерной оболочки. Вместо ядра имеется одна кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которую часто называют бактериальной хромосомой.
Основные функции ядерного аппарата прокариот (как и эукариот) заключаются в хранении, реализации наследственной информации и передаче ее дочерним поколениям. Эти функции определяет ДНК.
Для прокариот характерны также внехромосомные единицы наследственности – плазмиды. Плазмиды представляют собой кольцевые участки ДНК, свободно расположенные в цитоплазме. Они содержат гены, обеспечивающие, например, устойчивость бактерий к действию антибиотиков.
Кроме специфического строения ядерного аппарата, прокариоты отличаются и другими особенностями строения клетки.
Надмембранный комплекс поверхностного аппарата прокариотических клеток представлен жесткими стенками, содержащими органическое вещество муреин. Запасные вещества бактериальной клетки – полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, сера.
У прокариот отсутствуют мембранные органоиды (митохондрии, пластиды, ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы). Вместо митохондрий и пластид у них имеются мезосомы, представляющие собой впячивания наружной мембраны клетки. На мезосомах протекают процессы клеточного дыхания. Фотосинтез у фотосиитезирующих бактерий происходит в тилакоидах.
Рибосомы в прокариотических клетках намного мельче, чем рибосомы эукариот, и располагаются они в цитоплазме свободно, не образуя полисом. В цитоплазме клеток прокариот отсутствуют клеточный центр и опорно-сократительный аппарат.
Различия между прокариотами и эукариотами настолько существенны, что их выделяют в разные надцарства (см. § 7).
Формы бактерий. В зависимости от формы клетки различают следующие группы бактерий: шаровидные – кокки, палочковидные – бациллы, дугообразно изогнутые – вибрионы, штопорообразной формы – спириллы (рис. 12).Рис. 12. Формы бактериальных клеток и размножение бактерийМногие бактерии способны к самостоятельному движению благодаря наличию у них простых жгутиков, не содержащих микротрубочек.
Несмотря на простоту организации, бактерии успешно сосуществуют с высокоорганизованными эукариотами. Более того, в настоящее время бактерии – биологически прогрессивная, процветающая группа организмов благодаря способности к быстрому размножению и образованию спор, устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды.
Размножение и спорообразование у бактерий. Размножаются прокариоты путем простого деления надвое (см. рис. 12). В 50-х годах XX в. у бактерий был обнаружен половой процесс в форме обмена генетическим материалом между разными особями.
Прокариоты характеризуются чрезвычайно высокой устойчивостью к различным воздействиям окружающей среды. Прежде всего это относится к спорообразующим формам бактерий. Споры бактерий являются формой перенесения неблагоприятных условий среды (а не для размножения, как у растений или грибов). При образовании споры бактериальная клетка претерпевает ряд биохимических изменений: в ней уменьшается количество свободной воды, снижается активность ферментов, протоплазма сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. При наступлении благоприятных условий споры набухают и прорастают, образуя новую вегетативную клетку.
Питание и дыхание бактерий. Простым по своей организации бактериальным клеткам требуется для жизнедеятельности минимальное количество энергии. Вот почему бактерии могут использовать такие энергетически бедные источники, как окисление неорганических веществ (хемосинтезирующие бактерии, см. § 14) или энергию, выделяющуюся при разложении органических остатков (бактерии гниения и брожения).
По типу питания прокариоты подразделяют на две группы: автотрофов и гетеротрофов. Подробнее об автотрофах и гетеротрофах будет сказано в § 20.
Дыхание бактерий, в процессе которого образуется необходимая для жизни энергия, осуществляется с участием дыхательных ферментов. По отношению к кислороду бактерии подразделяют на существующих только в кислородной среде – аэробов (например, туберкулезная палочка и многие другие) и живущих в бескислородной среде – анаэробов (столбнячная палочка, палочка ботулизма и др., см. § 21).
Значение бактерий в природе и жизни человека. Благодаря жизнедеятельности бактерий происходит разложение и минерализация органических веществ, поставляемых отмершими организмами. Образовавшиеся при этом простые неорганические вещества (аммиак, сероводород, углекислый газ и др.) вовлекаются в общий круговорот веществ опять же с участием бактерий, без чего была бы невозможна жизнь на Земле.
Бактерии вместе с грибами, водорослями и лишайниками разрушают горные породы и участвуют в почвообразовательном процессе. Они играют значительную роль в поддержании плодородия почвы, участвуют в образовании гумуса из лесной подстилки и лежащих на ней гниющих растительных и животных остатков. (Гумус – слой разложившегося органического вещества, содержащий запас органических и минеральных веществ и обладающий способностью удерживать воду.) Бактерии участвуют в круговороте азота, серы, железа, марганца, кремния.
Роль бактерий в жизни человека неоднозначна. Некоторые из них полезны человеку. Например, многие млекопитающие, в том числе и человек, из-за отсутствия специальных ферментов не могут переваривать целлюлозу, входящую в пищу. Переваривание целлюлозы происходит благодаря бактериям, в норме обитающим в кишечнике. У кроликов такие бактерии живут в слепой кишке, у коров и овец – в рубце (отделе желудка). В кишечнике человека живут многие бактерии, некоторые из них синтезируют витамины группы В и витамин К. Некоторые бактерии обитают на коже человека, слизистой оболочке носовой и ротовой полостей, в толстом кишечнике и во влагалище, вытесняя собой болезнетворные микроорганизмы и тем самым оберегая человека от инфекционных заболеваний.
Бактерии необходимы для производства различных пищевых продуктов, основанного на брожении. На основе молочнокислого брожения производят все кисломолочные продукты (простоквашу, кефир, сметану, кумыс), квашеную капусту, сыры.
С 30-х годов XX столетия ученые начали заниматься выделением из некоторых бактерий веществ, обладающих антибиотическим свойством– способностью либо подавлять рост, либо совсем убивать другие микробы. Самый богатый источник антибиотиков – это бактерии, живущие в почве. Антибиотики широко применяются в медицине, ветеринарии, сельском хозяйстве, промышленности и специальных научных исследованиях.
Бактерии могут причинять и вред человеку. Это проявляется в двух случаях. Во-первых, если не принять специальных мер, гнилостные бактерии портят пищевые продукты. Во-вторых, они могут быть возбудителями многих болезней животных, человека и растений. Некоторые болезнетворные бактерии разрушают клетки организма-хозяина, но большая часть бактерий вызывает заболевания, вырабатывая токсины, наносящие вред пораженному организму.
Вопросы и задания
- Объясните, каково строение ядерного аппарата в клетках прокариот.
- Каковы особенности строения поверхностного аппарата прокариотической клетки?
- О каких особенностях питания бактерий вы узнали?
- Каково значение спорообразования у бактерий?
- Каково значение бактерий в природе и жизни человека?
- Дайте сравнительную характеристику клеткам эукариот и прокариот. Определите, в чем состоит их сходство, в чем заключаются основные различия.
blgy.ru