Σχέδιο ενός προκαρυωτικού. Ποιοι είναι οι ευκαρυώτες και οι προκαρυώτες: συγκριτικά χαρακτηριστικά κυττάρων από διαφορετικά βασίλεια

προκαρυωτικά κύτταρα- αυτά είναι τα πιο πρωτόγονα, πολύ απλά τακτοποιημένα, διατηρώντας τα χαρακτηριστικά των αρχαίων χρόνων. Προς την προκαρυωτικό(ή προ-πυρηνικοί) οργανισμοί περιλαμβάνουν βακτήρια και γαλαζοπράσινα φύκια (κυανοβακτήρια). Με βάση την κοινότητα της δομής και τις έντονες διαφορές από άλλα κύτταρα, τα προκαρυωτικά κύτταρα απομονώνονται σε ένα ανεξάρτητο βασίλειο κυνηγετικών όπλων.

Εξετάστε τη δομή προκαρυωτικό κύτταροστο παράδειγμα των βακτηρίων. Η γενετική συσκευή ενός προκαρυωτικού κυττάρου αντιπροσωπεύεται από το DNA ενός χρωμοσώματος ενός μόνο δακτυλίου, που βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα και δεν διαχωρίζεται από αυτό με μια μεμβράνη. Ένα τέτοιο ανάλογο του πυρήνα ονομάζεται νουκλεοειδές. Το DNA δεν σχηματίζει σύμπλοκα με πρωτεΐνες και επομένως όλα τα γονίδια που απαρτίζουν το χρωμόσωμα «λειτουργούν», δηλ. πληροφορίες διαβάζονται συνεχώς από αυτούς.

προκαρυωτικό κύτταροπου περιβάλλεται από μια μεμβράνη που χωρίζει το κυτταρόπλασμα από το κυτταρικό τοίχωμα, που σχηματίζεται από μια πολύπλοκη ουσία υψηλής περιεκτικότητας σε πολυμερές. Υπάρχουν λίγα οργανίδια στο κυτταρόπλασμα, αλλά υπάρχουν πολλά μικρά ριβοσώματα (τα βακτηριακά κύτταρα περιέχουν από 5.000 έως 50.000 ριβοσώματα).

Το κυτταρόπλασμα ενός προκαρυωτικού κυττάρου διαποτίζεται από μεμβράνες που σχηματίζουν το ενδοπλασματικό δίκτυο και περιέχει ριβοσώματα που πραγματοποιούν τη σύνθεση πρωτεϊνών.

Το εσωτερικό μέρος του κυτταρικού τοιχώματος ενός προκαρυωτικού κυττάρου αντιπροσωπεύεται από μια πλασματική μεμβράνη, οι προεξοχές της οποίας στο κυτταρόπλασμα σχηματίζουν μεσοσωμάτια που εμπλέκονται στην κατασκευή των κυτταρικών διαμερισμάτων, στην αναπαραγωγή και είναι η θέση σύνδεσης του DNA. Η αναπνοή στα βακτήρια πραγματοποιείται στα μεσοσώματα, στα μπλε-πράσινα φύκια στις κυτταροπλασματικές μεμβράνες.

Σε πολλά βακτήρια, οι εφεδρικές ουσίες εναποτίθενται στο εσωτερικό του κυττάρου: πολυσακχαρίτες, λίπη, πολυφωσφορικά. Οι αποθεματικές ουσίες, που περιλαμβάνονται στο μεταβολισμό, μπορούν να παρατείνουν τη ζωή του κυττάρου απουσία εξωτερικών πηγών ενέργειας.

(1-κυτταρικό τοίχωμα, 2-εξωτερική κυτταροπλασματική μεμβράνη, 3-χρωμόσωμα (κυκλικό μόριο DNA), 4-ριβόσωμα, 5-μεσόσωμα, 6-κολπισμός της εξωτερικής κυτταροπλασματικής μεμβράνης, 7-κενά, 8-μαστίγια, 9 στοίβες μεμβράνες, στις οποίες λαμβάνει χώρα η φωτοσύνθεση)

Τυπικά, τα βακτήρια αναπαράγονται με διαίρεση στα δύο. Μετά την επιμήκυνση των κυττάρων, σχηματίζεται σταδιακά ένα εγκάρσιο διάφραγμα, το οποίο τοποθετείται προς την κατεύθυνση από έξω προς τα μέσα, στη συνέχεια τα θυγατρικά κύτταρα αποκλίνουν ή παραμένουν συνδεδεμένα σε χαρακτηριστικές ομάδες - αλυσίδες, συσκευασίες κ.λπ. Το βακτήριο - Escherichia coli διπλασιάζει τον αριθμό του κάθε 20 λεπτά.

Τα βακτήρια χαρακτηρίζονται από σπορίωση. Ξεκινά με την αποκόλληση ενός μέρους του κυτταροπλάσματος από το μητρικό κύτταρο. Το αποκολλημένο τμήμα περιέχει ένα γονιδίωμα και περιβάλλεται από μια κυτταροπλασματική μεμβράνη. Στη συνέχεια, ένα κυτταρικό τοίχωμα, συχνά πολυστρωματικό, αναπτύσσεται γύρω από το σπόρο. Στα βακτήρια, η σεξουαλική διαδικασία παρατηρείται με τη μορφή ανταλλαγής γενετικών πληροφοριών μεταξύ δύο κυττάρων. Η σεξουαλική διαδικασία αυξάνει την κληρονομική μεταβλητότητα των μικροοργανισμών.

Οι περισσότεροι ζωντανοί οργανισμοί είναι ενωμένοι στο βασίλειο των ευκαρυωτών, συμπεριλαμβανομένου του βασιλείου των φυτών, των μυκήτων και των ζώων. τα ευκαρυωτικά κύτταρα είναι μεγαλύτερα προκαρυωτικά κύτταρα, αποτελούνται από επιφανειακή συσκευή, πυρήνα και κυτταρόπλασμα.

Τύπος μαθήματος: σε συνδυασμό.

Μέθοδοι: λεκτική, οπτική, πρακτική, αναζήτηση προβλήματος.

Στόχοι μαθήματος

Εκπαιδευτικό: να εμβαθύνουν τις γνώσεις των μαθητών για τη δομή των ευκαρυωτικών κυττάρων, να διδάξουν πώς να τις εφαρμόζουν σε πρακτικά μαθήματα.

Ανάπτυξη: βελτίωση της ικανότητας των μαθητών να εργάζονται με διδακτικό υλικό. να αναπτύξουν τη σκέψη των μαθητών προσφέροντας εργασίες για τη σύγκριση προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων, φυτικών κυττάρων και ζωικών κυττάρων με τον εντοπισμό παρόμοιων και διακριτικών χαρακτηριστικών.

Εξοπλισμός: αφίσα "Η δομή της κυτταροπλασματικής μεμβράνης"; κάρτες εργασιών? φυλλάδιο (η δομή ενός προκαρυωτικού κυττάρου, ενός τυπικού φυτικού κυττάρου, η δομή ενός ζωικού κυττάρου).

Διαθεματικές επικοινωνίες: βοτανική, ζωολογία, ανθρώπινη ανατομία και φυσιολογία.

Πλάνο μαθήματος

Ι. Οργανωτική στιγμή

Ελέγξτε την ετοιμότητα για το μάθημα.
Έλεγχος της λίστας των μαθητών.
Παρουσίαση του θέματος και των στόχων του μαθήματος.

II. Εκμάθηση νέου υλικού

Διαίρεση των οργανισμών σε προ- και ευκαρυώτες

Το σχήμα των κυττάρων είναι εξαιρετικά ποικιλόμορφο: μερικά είναι στρογγυλεμένα, άλλα μοιάζουν με αστέρια με πολλές ακτίνες, άλλα είναι επιμήκη κ.λπ. Τα κύτταρα είναι επίσης διαφορετικά σε μέγεθος - από τα μικρότερα, που δύσκολα διακρίνονται σε ένα ελαφρύ μικροσκόπιο, έως εκείνα που είναι τέλεια ορατά με γυμνό μάτι (για παράδειγμα, αυγά ψαριών και βατράχων).

Κάθε μη γονιμοποιημένο ωάριο, συμπεριλαμβανομένων γιγάντων απολιθωμένων αυγών δεινοσαύρων που φυλάσσονται σε παλαιοντολογικά μουσεία, ήταν επίσης κάποτε ζωντανά κύτταρα. Ωστόσο, αν μιλάμε για τα κύρια στοιχεία της εσωτερικής δομής, όλα τα κύτταρα είναι παρόμοια μεταξύ τους.

προκαρυώτες (από λατ. επαγγελματίας- πριν, πριν, αντί και ελληνικά. καρυών- πυρήνας) - αυτοί είναι οργανισμοί των οποίων τα κύτταρα δεν έχουν πυρήνα που περιορίζεται από μια μεμβράνη, δηλ. όλα τα βακτήρια, συμπεριλαμβανομένων των αρχαιβακτηρίων και των κυανοβακτηρίων. Ο συνολικός αριθμός των ειδών των προκαρυωτών είναι περίπου 6000. Όλες οι γενετικές πληροφορίες ενός προκαρυωτικού κυττάρου (γενοφόρος) περιέχονται σε ένα μόνο κυκλικό μόριο DNA. Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες απουσιάζουν και οι λειτουργίες της αναπνοής ή της φωτοσύνθεσης, που παρέχουν στο κύτταρο ενέργεια, εκτελούνται από την πλασματική μεμβράνη (Εικ. 1). Οι προκαρυώτες αναπαράγονται χωρίς έντονη σεξουαλική διαδικασία με διαίρεση στα δύο. Οι προκαρυώτες είναι σε θέση να πραγματοποιήσουν μια σειρά από συγκεκριμένες φυσιολογικές διεργασίες: σταθεροποιούν το μοριακό άζωτο, πραγματοποιούν ζύμωση γαλακτικού οξέος, αποσυνθέτουν το ξύλο και οξειδώνουν θείο και σίδηρο.

Μετά από μια εισαγωγική συζήτηση, οι μαθητές εξετάζουν τη δομή ενός προκαρυωτικού κυττάρου, συγκρίνοντας τα κύρια χαρακτηριστικά της δομής με τους τύπους των ευκαρυωτικών κυττάρων (Εικ. 1).

ευκαρυωτες - Πρόκειται για ανώτερους οργανισμούς που έχουν έναν σαφώς καθορισμένο πυρήνα, ο οποίος διαχωρίζεται από το κυτταρόπλασμα με μια μεμβράνη (καρυομεμβράνη). Οι ευκαρυώτες περιλαμβάνουν όλα τα ανώτερα ζώα και φυτά, καθώς και μονοκύτταρα και πολυκύτταρα φύκια, μύκητες και πρωτόζωα. Το πυρηνικό DNA των ευκαρυωτών περικλείεται στα χρωμοσώματα. Οι ευκαρυώτες έχουν κυτταρικά οργανίδια που περιορίζονται από μεμβράνες.

Διαφορές μεταξύ ευκαρυωτών και προκαρυωτών

- Οι ευκαρυώτες έχουν έναν πραγματικό πυρήνα: η γενετική συσκευή ενός ευκαρυωτικού κυττάρου προστατεύεται από ένα κέλυφος παρόμοιο με το κέλυφος του ίδιου του κυττάρου.
– Τα οργανίδια που περιλαμβάνονται στο κυτταρόπλασμα περιβάλλονται από μια μεμβράνη.

Η δομή των φυτικών και ζωικών κυττάρων

Το κύτταρο κάθε οργανισμού είναι ένα σύστημα. Αποτελείται από τρία αλληλένδετα μέρη: μεμβράνη, πυρήνα και κυτταρόπλασμα.

Στη μελέτη της βοτανικής, της ζωολογίας και της ανθρώπινης ανατομίας, έχετε ήδη εξοικειωθεί με τη δομή διαφόρων τύπων κυττάρων. Ας εξετάσουμε εν συντομία αυτό το άρθρο.

Ασκηση 1.Προσδιορίστε από το σχήμα 2 ποιοι οργανισμοί και τύποι ιστών αντιστοιχούν στα κύτταρα κάτω από τους αριθμούς 1-12. Ποιος ο λόγος για το σχήμα τους;

Η δομή και οι λειτουργίες των οργανιδίων των φυτικών και ζωικών κυττάρων

Χρησιμοποιώντας τα σχήματα 3 και 4 και χρησιμοποιώντας το Βιολογικό Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό και το σχολικό βιβλίο, οι μαθητές συμπληρώνουν τον πίνακα συγκρίνοντας ζωικά και φυτικά κύτταρα.

Τραπέζι. Η δομή και οι λειτουργίες των οργανιδίων των φυτικών και ζωικών κυττάρων

κυτταρικά οργανίδια	Η δομή των οργανιδίων	Λειτουργία	Παρουσία οργανιδίων στα κύτταρα
			φυτά	των ζώων
Χλωροπλάστη	Είναι ένα είδος πλαστιδίου	Χρωματίζει τα φυτά πράσινα για φωτοσύνθεση
λευκοπλάστης	Το κέλυφος αποτελείται από δύο στοιχειώδεις μεμβράνες. εσωτερικά, μεγαλώνοντας στο στρώμα, σχηματίζει μερικά θυλακοειδή	Συνθέτει και συσσωρεύει άμυλο, έλαια, πρωτεΐνες
Χρωμοπλάστη	Πλασίδια με κίτρινο, πορτοκαλί και κόκκινο χρώμα, το χρώμα οφείλεται σε χρωστικές - καροτενοειδή	Κόκκινο, κίτρινο χρώμα φύλλων του φθινοπώρου, ζουμερά φρούτα κ.λπ.
	Καταλαμβάνει έως και το 90% του όγκου ενός ώριμου κυττάρου, γεμάτο με κυτταρικό χυμό	Διατήρηση στροβιλισμού, συσσώρευση εφεδρικών ουσιών και μεταβολικών προϊόντων, ρύθμιση ωσμωτικής πίεσης κ.λπ.
μικροσωληνίσκους	Αποτελείται από την πρωτεΐνη τουμπουλίνη, που βρίσκεται κοντά στην πλασματική μεμβράνη	Συμμετέχουν στην εναπόθεση κυτταρίνης στα κυτταρικά τοιχώματα, στην κίνηση διαφόρων οργανιδίων στο κυτταρόπλασμα. Κατά τη διαίρεση των κυττάρων, οι μικροσωληνίσκοι αποτελούν τη βάση της δομής της ατράκτου διαίρεσης.
Πλασματική μεμβράνη (CPM)	Αποτελείται από μια διπλή στιβάδα λιπιδίων διαποτισμένη με πρωτεΐνες βυθισμένες σε διάφορα βάθη	Φράγμα, μεταφορά ουσιών, επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων
Ομαλό EPR	Σύστημα επίπεδων και διακλαδιζόμενων σωληναρίων	Πραγματοποιεί τη σύνθεση και απελευθέρωση λιπιδίων
Τραχύ EPR	Πήρε το όνομά του λόγω των πολλών ριβοσωμάτων στην επιφάνειά του.	Σύνθεση πρωτεϊνών, συσσώρευση και μετατροπή τους για απελευθέρωση από το κύτταρο προς τα έξω
	Περιβάλλεται από διπλή πυρηνική μεμβράνη με πόρους. Η εξωτερική πυρηνική μεμβράνη σχηματίζει μια συνεχή δομή με τη μεμβράνη ER. Περιέχει έναν ή περισσότερους πυρήνες	Φορέας κληρονομικών πληροφοριών, κέντρο ρύθμισης της κυτταρικής δραστηριότητας
κυτταρικό τοίχωμα	Αποτελείται από μακριά μόρια κυτταρίνης διατεταγμένα σε δέσμες που ονομάζονται μικροϊνίδια	Εξωτερικό πλαίσιο, προστατευτικό κέλυφος
Plasmodesmata	Μικροσκοπικά κυτταροπλασματικά κανάλια που διαπερνούν τα κυτταρικά τοιχώματα	Ενώστε πρωτοπλάστες γειτονικών κυττάρων
Μιτοχόνδρια		Σύνθεση ATP (αποθήκευση ενέργειας)
συσκευή golgi	Αποτελείται από μια στοίβα επίπεδων σακουλών - καζανάκια, ή δικτυοσώματα	Σύνθεση πολυσακχαριτών, σχηματισμός CPM και λυσοσωμάτων
Λυσοσώματα		ενδοκυτταρική πέψη
Ριβοσώματα	Αποτελείται από δύο άνισες υπομονάδες μεγάλα και μικρά, στα οποία μπορούν να διαχωριστούν	Τόπος βιοσύνθεσης πρωτεϊνών
Κυτόπλασμα	Αποτελείται από νερό με μεγάλη ποσότητα διαλυμένων ουσιών που περιέχουν γλυκόζη, πρωτεΐνες και ιόντα	Περιέχει άλλα οργανίδια του κυττάρου και πραγματοποιούνται όλες οι διεργασίες του κυτταρικού μεταβολισμού.
Μικρονημάτια	Οι ίνες ακτίνης είναι συνήθως διατεταγμένες σε δέσμες κοντά στην επιφάνεια των κυττάρων	Συμμετέχει στην κινητικότητα και την αναμόρφωση των κυττάρων
Centrioles	Μπορεί να είναι μέρος της μιτωτικής συσκευής του κυττάρου. Ένα διπλοειδές κύτταρο περιέχει δύο ζεύγη κεντρολίων	Συμμετοχή στη διαδικασία της κυτταρικής διαίρεσης σε ζώα. στα ζωοσπόρια των φυκιών, των βρύων και στα πρωτόζωα σχηματίζουν βασικά σώματα βλεφαρίδων
μικρολάχνες	προεξοχές της πλασματικής μεμβράνης	Αυξήστε την εξωτερική επιφάνεια του κυττάρου, οι μικρολάχνες μαζί σχηματίζουν το όριο του κυττάρου

συμπεράσματα

1. Το κυτταρικό τοίχωμα, τα πλαστίδια και το κεντρικό κενοτόπιο είναι εγγενή μόνο στα φυτικά κύτταρα.
2. Λυσοσώματα, κεντρόλες, μικρολάχνες υπάρχουν κυρίως μόνο στα κύτταρα των ζωικών οργανισμών.
3. Όλα τα άλλα οργανίδια είναι χαρακτηριστικά τόσο των φυτικών όσο και των ζωικών κυττάρων.

Η δομή της κυτταρικής μεμβράνης

Η κυτταρική μεμβράνη βρίσκεται έξω από το κύτταρο, οριοθετώντας το τελευταίο από το εξωτερικό ή εσωτερικό περιβάλλον του σώματος. Βασίζεται στο πλασμάλεμα (κυτταρική μεμβράνη) και στο συστατικό υδατάνθρακα-πρωτεΐνη.

Λειτουργίες κυτταρικού τοιχώματος:

- Διατηρεί το σχήμα του κυττάρου και δίνει μηχανική αντοχή στο κύτταρο και στον οργανισμό συνολικά.
- προστατεύει το κύτταρο από μηχανικές βλάβες και την είσοδο επιβλαβών ενώσεων σε αυτό.
- πραγματοποιεί αναγνώριση μοριακών σημάτων.
- ρυθμίζει την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος.
- πραγματοποιεί διακυτταρική αλληλεπίδραση σε πολυκύτταρο οργανισμό.

Λειτουργία κυτταρικού τοιχώματος:

- αντιπροσωπεύει ένα εξωτερικό πλαίσιο - ένα προστατευτικό κέλυφος.
- παρέχει μεταφορά ουσιών (νερό, άλατα, μόρια πολλών οργανικών ουσιών περνούν από το κυτταρικό τοίχωμα).

Το εξωτερικό στρώμα των ζωικών κυττάρων, σε αντίθεση με τα κυτταρικά τοιχώματα των φυτών, είναι πολύ λεπτό και ελαστικό. Δεν είναι ορατό σε μικροσκόπιο φωτός και αποτελείται από μια ποικιλία πολυσακχαριτών και πρωτεϊνών. Το επιφανειακό στρώμα των ζωικών κυττάρων ονομάζεται γλυκοκάλυκα, εκτελεί τη λειτουργία της άμεσης σύνδεσης των ζωικών κυττάρων με το εξωτερικό περιβάλλον, με όλες τις ουσίες που το περιβάλλουν, δεν παίζει υποστηρικτικό ρόλο.

Κάτω από τον γλυκοκάλυκα του ζωικού και του κυτταρικού τοιχώματος του φυτικού κυττάρου, υπάρχει μια πλασματική μεμβράνη που συνορεύει απευθείας με το κυτταρόπλασμα. Η πλασματική μεμβράνη περιέχει πρωτεΐνες και λιπίδια. Είναι διατεταγμένα με τάξη λόγω διαφόρων χημικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους. Τα μόρια λιπιδίων στην πλασματική μεμβράνη είναι διατεταγμένα σε δύο σειρές και σχηματίζουν μια συνεχή λιπιδική διπλοστοιβάδα. Τα μόρια πρωτεΐνης δεν σχηματίζουν συνεχές στρώμα, βρίσκονται στο λιπιδικό στρώμα, βυθίζοντας σε αυτό σε διαφορετικά βάθη. Τα μόρια των πρωτεϊνών και των λιπιδίων είναι κινητά.

Λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης:

- σχηματίζει ένα φράγμα που διαχωρίζει το εσωτερικό περιεχόμενο του κυττάρου από το εξωτερικό περιβάλλον.
- παρέχει μεταφορά ουσιών.
- παρέχει επικοινωνία μεταξύ των κυττάρων στους ιστούς των πολυκύτταρων οργανισμών.

Είσοδος ουσιών στο κύτταρο

Η επιφάνεια του κυττάρου δεν είναι συνεχής. Στην κυτταροπλασματική μεμβράνη υπάρχουν πολυάριθμες μικροσκοπικές τρύπες - πόροι μέσω των οποίων, με ή χωρίς τη βοήθεια ειδικών πρωτεϊνών, ιόντα και μικρά μόρια μπορούν να διεισδύσουν στο κύτταρο. Επιπλέον, ορισμένα ιόντα και μικρά μόρια μπορούν να εισέλθουν στο κύτταρο απευθείας μέσω της μεμβράνης. Η είσοδος των πιο σημαντικών ιόντων και μορίων στο κύτταρο δεν είναι παθητική διάχυση, αλλά ενεργητική μεταφορά, η οποία απαιτεί ενέργεια. Η μεταφορά ουσιών είναι επιλεκτική. Η επιλεκτική διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης ονομάζεται ημιπερατότητα.

τρόπος φαγοκυττάρωσημέσα στο κύτταρο εισέρχονται: μεγάλα μόρια οργανικών ουσιών, όπως πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, σωματίδια τροφής, βακτήρια. Η φαγοκυττάρωση πραγματοποιείται με τη συμμετοχή της πλασματικής μεμβράνης. Στο σημείο όπου η επιφάνεια του κυττάρου έρχεται σε επαφή με ένα σωματίδιο κάποιας πυκνής ουσίας, η μεμβράνη κάμπτεται, σχηματίζει μια εσοχή και περιβάλλει το σωματίδιο, το οποίο στη «κάψουλα μεμβράνης» βυθίζεται μέσα στο κύτταρο. Σχηματίζεται ένα πεπτικό κενό και οργανικές ουσίες που έχουν εισέλθει στο κύτταρο πέπτονται σε αυτό.

Με φαγοκυττάρωση τρέφονται αμοιβάδα, βλεφαρίδες, ζωικά και ανθρώπινα λευκοκύτταρα. Τα λευκοκύτταρα απορροφούν βακτήρια, καθώς και μια ποικιλία στερεών σωματιδίων που εισέρχονται κατά λάθος στο σώμα, προστατεύοντάς τον έτσι από παθογόνα βακτήρια. Το κυτταρικό τοίχωμα των φυτών, των βακτηρίων και των γαλαζοπράσινων φυκών αποτρέπει τη φαγοκυττάρωση και επομένως αυτή η οδός των ουσιών που εισέρχονται στο κύτταρο δεν πραγματοποιείται σε αυτά.

Τα υγρά σταγονίδια που περιέχουν διάφορες ουσίες σε διαλυμένη και αιωρούμενη κατάσταση διεισδύουν επίσης στο κύτταρο μέσω της πλασματικής μεμβράνης. Αυτό το φαινόμενο ονομάστηκε πινοκυττάρωση. Η διαδικασία απορρόφησης υγρών είναι παρόμοια με τη φαγοκυττάρωση. Μια σταγόνα υγρού βυθίζεται στο κυτταρόπλασμα σε μια «συσκευασία μεμβράνης». Οι οργανικές ουσίες που εισέρχονται στο κύτταρο μαζί με το νερό αρχίζουν να πέπτονται υπό την επίδραση των ενζύμων που περιέχονται στο κυτταρόπλασμα. Η πινοκυττάρωση είναι ευρέως διαδεδομένη στη φύση και πραγματοποιείται από τα κύτταρα όλων των ζώων.

III. Εμπέδωση της ύλης που μελετήθηκε

Σε ποιες δύο μεγάλες ομάδες χωρίζονται όλοι οι οργανισμοί ανάλογα με τη δομή του πυρήνα;
Ποια οργανίδια βρίσκονται μόνο στα φυτικά κύτταρα;
Ποια οργανίδια βρίσκονται μόνο στα ζωικά κύτταρα;
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της δομής του κυτταρικού τοιχώματος των φυτών και των ζώων;
Ποιοι είναι οι δύο τρόποι με τους οποίους οι ουσίες εισέρχονται στο κύτταρο;
Ποια είναι η σημασία της φαγοκυττάρωσης για τα ζώα;

Υπάρχουν μόνο δύο τύποι οργανισμών στη Γη: οι ευκαρυώτες και οι προκαρυώτες. Διαφέρουν πολύ ως προς τη δομή, την προέλευση και την εξελικτική τους ανάπτυξη, κάτι που θα συζητηθεί λεπτομερώς παρακάτω.

Σε επαφή με

Σημάδια προκαρυωτικού κυττάρου

Οι προκαρυώτες ονομάζονται αλλιώς προπυρηνικοί. Ένα προκαρυωτικό κύτταρο δεν έχει άλλα οργανίδια που έχουν μεμβρανικό περίβλημα (, ενδοπλασματικό δίκτυο, σύμπλεγμα Golgi).

Έχουν επίσης τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

1. χωρίς κέλυφος και δεν σχηματίζει δεσμούς με πρωτεΐνες. Οι πληροφορίες μεταδίδονται και διαβάζονται συνεχώς.
2. Όλοι οι προκαρυώτες είναι απλοειδείς οργανισμοί.
3. Τα ένζυμα βρίσκονται σε ελεύθερη κατάσταση (διάχυτα).
4. Έχουν την ικανότητα να σποριάζουν κάτω από αντίξοες συνθήκες.
5. Η παρουσία πλασμιδίων - μικρών εξωχρωμοσωμικών μορίων DNA. Η λειτουργία τους είναι η μεταφορά γενετικών πληροφοριών, αυξάνοντας την αντίσταση σε πολλούς επιθετικούς παράγοντες.
6. Η παρουσία μαστιγίων και πυλώνων - εξωτερικοί σχηματισμοί πρωτεΐνης απαραίτητοι για την κίνηση.
7. Τα κενοτόπια αερίων είναι κοιλότητες. Λόγω αυτών, το σώμα είναι σε θέση να κινηθεί στη στήλη του νερού.
8. Το κυτταρικό τοίχωμα στα προκαρυωτικά (συγκεκριμένα βακτήρια) αποτελείται από μουρεΐνη.
9. Οι κύριες μέθοδοι απόκτησης ενέργειας στα προκαρυωτικά είναι η χημειο- και η φωτοσύνθεση.

Αυτά περιλαμβάνουν βακτήρια και αρχαία. Παραδείγματα προκαρυωτικών: σπειροχαίτες, πρωτεοβακτήρια, κυανοβακτήρια, υπερχεωτικοί.

Προσοχή!Παρά το γεγονός ότι τα προκαρυωτικά στερούνται πυρήνα, έχουν το ισοδύναμό του - ένα νουκλεοειδές (ένα κυκλικό μόριο DNA χωρίς κελύφη) και ελεύθερο DNA με τη μορφή πλασμιδίων.

Η δομή ενός προκαρυωτικού κυττάρου

βακτήρια

Οι εκπρόσωποι αυτού του βασιλείου είναι από τους αρχαιότερους κατοίκους της Γης και έχουν υψηλό ποσοστό επιβίωσης σε ακραίες συνθήκες.

Υπάρχουν gram-θετικά και gram-αρνητικά βακτήρια. Η κύρια διαφορά τους έγκειται στη δομή της κυτταρικής μεμβράνης. Τα θετικά κατά Gram έχουν παχύτερο κέλυφος, έως και 80% αποτελείται από βάση μουρεΐνης, καθώς και πολυσακχαρίτες και πολυπεπτίδια. Όταν λεκιαστούν με Gram δίνουν ένα μωβ χρώμα. Τα περισσότερα από αυτά τα βακτήρια είναι παθογόνα. Τα Gram-αρνητικά έχουν λεπτότερο τοίχωμα, το οποίο χωρίζεται από τη μεμβράνη από τον περιπλασματικό χώρο. Ωστόσο, ένα τέτοιο κέλυφος έχει αυξημένη αντοχή και είναι πολύ πιο ανθεκτικό στις επιδράσεις των αντισωμάτων.

Τα βακτήρια παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη φύση:

1. Τα κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια) βοηθούν στη διατήρηση του σωστού επιπέδου οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Αποτελούν περισσότερο από το ήμισυ του συνόλου του Ο2 στη Γη.
2. Συμβάλλουν στην αποσύνθεση των οργανικών υπολειμμάτων, παίρνοντας έτσι μέρος στον κύκλο όλων των ουσιών, συμμετέχουν στο σχηματισμό του εδάφους.
3. Αζωτομονωτικά στις ρίζες των οσπρίων.
4. Καθαρίζουν το νερό από τα απόβλητα, για παράδειγμα, τη μεταλλουργική βιομηχανία.
5. Αποτελούν μέρος της μικροχλωρίδας των ζωντανών οργανισμών, βοηθώντας στην όσο το δυνατόν μεγαλύτερη απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών.
6. Χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων για ζύμωση.Έτσι παράγονται τα τυριά, το τυρί κότατζ, το οινόπνευμα και η ζύμη.

Προσοχή!Εκτός από τη θετική αξία, τα βακτήρια παίζουν και αρνητικό ρόλο. Πολλά από αυτά προκαλούν θανατηφόρες ασθένειες όπως η χολέρα, ο τυφοειδής πυρετός, η σύφιλη και η φυματίωση.

βακτήρια

Αρχαία

Προηγουμένως, συνδυάζονταν με βακτήρια σε ένα ενιαίο βασίλειο του Drobyanok. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, έγινε σαφές ότι τα αρχαία έχουν τη δική τους ατομική εξελικτική πορεία και διαφέρουν πολύ από άλλους μικροοργανισμούς ως προς τη βιοχημική τους σύνθεση και τον μεταβολισμό τους. Διακρίνονται έως και 5 τύποι, οι πιο μελετημένοι είναι οι Ευρυαρχαίοι και οι Κρεναρχαίοι. Τα αρχαιολογικά χαρακτηριστικά είναι:

• τα περισσότερα από αυτά είναι χημειοαυτοτροφικά - συνθέτουν οργανικές ουσίες από διοξείδιο του άνθρακα, ζάχαρη, αμμωνία, μεταλλικά ιόντα και υδρογόνο.
• διαδραματίζουν βασικό ρόλο στον κύκλο του αζώτου και του άνθρακα.
• συμμετέχουν στην πέψη στον άνθρωπο και σε πολλά μηρυκαστικά·
• έχουν πιο σταθερό και ανθεκτικό κέλυφος μεμβράνης λόγω της παρουσίας αιθερικών δεσμών στα λιπίδια γλυκερίνης-αιθέρα. Αυτό επιτρέπει στα αρχαία να ζουν σε πολύ αλκαλικά ή όξινα περιβάλλοντα, καθώς και σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών.
• το κυτταρικό τοίχωμα, σε αντίθεση με τα βακτήρια, δεν περιέχει πεπτιδογλυκάνη και αποτελείται από ψευδομουρεΐνη.

Η δομή των ευκαρυωτών

Οι ευκαρυώτες είναι ένα βασίλειο οργανισμών των οποίων τα κύτταρα περιέχουν έναν πυρήνα. Εκτός από τα αρχαία και τα βακτήρια, όλα τα έμβια όντα στη Γη είναι ευκαρυώτες (για παράδειγμα, φυτά, πρωτόζωα, ζώα). Τα κύτταρα μπορεί να διαφέρουν πολύ ως προς το σχήμα, τη δομή, το μέγεθος και τη λειτουργία τους. Παρόλα αυτά, μοιάζουν με τα βασικά της ζωής, τον μεταβολισμό, την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, την ικανότητα ερεθισμού και τη μεταβλητότητα.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα μπορεί να είναι εκατοντάδες ή χιλιάδες φορές μεγαλύτερα από τα προκαρυωτικά κύτταρα. Περιλαμβάνουν τον πυρήνα και το κυτταρόπλασμα με πολυάριθμα μεμβρανώδη και μη μεμβρανώδη οργανίδια.Η μεμβράνη περιλαμβάνει: ενδοπλασματικό δίκτυο, λυσοσώματα, σύμπλεγμα Golgi, μιτοχόνδρια,. Μη μεμβράνη: ριβοσώματα, κυτταρικό κέντρο, μικροσωληνίσκοι, μικρονημάτια.

Η δομή των ευκαρυωτών

Ας συγκρίνουμε ευκαρυωτικά κύτταρα από διαφορετικά βασίλεια.

Τα βασίλεια των ευκαρυωτών περιλαμβάνουν:

• πρωτόζωα. Ετερότροφα, μερικά ικανά για φωτοσύνθεση (φύκια). Αναπαράγονται ασεξουαλικά, σεξουαλικά και με απλό τρόπο σε δύο μέρη. Τα περισσότερα δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα.
• φυτά. Είναι παραγωγοί, ο κύριος τρόπος απόκτησης ενέργειας είναι η φωτοσύνθεση. Τα περισσότερα φυτά είναι ακίνητα και αναπαράγονται ασεξουαλικά, σεξουαλικά και βλαστικά. Το κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από κυτταρίνη.
• μανιτάρια. Πολυκύτταρος. Διάκριση μεταξύ κατώτερου και υψηλότερου. Είναι ετερότροφοι οργανισμοί και δεν μπορούν να κινηθούν ανεξάρτητα. Αναπαράγονται ασεξουαλικά, σεξουαλικά και φυτικά. Αποθηκεύουν γλυκογόνο και έχουν ισχυρό κυτταρικό τοίχωμα χιτίνης.
• των ζώων. Υπάρχουν 10 τύποι: σφουγγάρια, σκουλήκια, αρθρόποδα, εχινόδερμα, χορδάτες και άλλα. Είναι ετερότροφοι οργανισμοί. Ικανό για ανεξάρτητη κίνηση. Η κύρια ουσία αποθήκευσης είναι το γλυκογόνο. Το κυτταρικό τοίχωμα αποτελείται από χιτίνη, όπως και στους μύκητες. Ο κύριος τρόπος αναπαραγωγής είναι η σεξουαλική.

Πίνακας: Συγκριτικά χαρακτηριστικά φυτικών και ζωικών κυττάρων

Δομή	φυτικό κύτταρο	κλουβί ζώων
κυτταρικό τοίχωμα	Κυτταρίνη	Αποτελείται από γλυκοκάλυκα - ένα λεπτό στρώμα πρωτεϊνών, υδατανθράκων και λιπιδίων.
Βασική τοποθεσία	Βρίσκεται πιο κοντά στον τοίχο	Βρίσκεται στο κεντρικό τμήμα
Κέντρο κυττάρων	Αποκλειστικά στα κατώτερα φύκια	Παρόν
κενοτόπια	Περιέχει κυτταρικό χυμό	Συσταλτικό και χωνευτικό.
Εφεδρική ουσία	Αμυλο	Γλυκογόνο
πλαστίδια	Τρεις τύποι: χλωροπλάστες, χρωμοπλάστες, λευκοπλάστες	Λείπει
Φαγητό	αυτότροφος	ετερότροφος

Σύγκριση προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών

Τα δομικά χαρακτηριστικά των προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων είναι σημαντικά, αλλά μία από τις κύριες διαφορές αφορά την αποθήκευση γενετικού υλικού και τον τρόπο λήψης ενέργειας.

Οι προκαρυώτες και οι ευκαρυώτες φωτοσυνθέτουν διαφορετικά. Στους προκαρυώτες, αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε αποφύσεις μεμβράνης (χρωματοφόρα) στοιβαγμένα σε χωριστούς σωρούς. Τα βακτήρια δεν έχουν φωτοσύστημα φθορίου, επομένως δεν απελευθερώνουν οξυγόνο, σε αντίθεση με τα μπλε-πράσινα φύκια, που το σχηματίζουν κατά τη φωτόλυση. Οι πηγές υδρογόνου στους προκαρυώτες είναι το υδρόθειο, το Η2, διάφορες οργανικές ουσίες και το νερό. Οι κύριες χρωστικές είναι η βακτηριοχλωροφύλλη (στα βακτήρια), η χλωροφύλλη και οι φυκοβιλίνες (στα κυανοβακτήρια).

Από όλους τους ευκαρυώτες, μόνο τα φυτά είναι ικανά για φωτοσύνθεση.Έχουν ειδικούς σχηματισμούς - χλωροπλάστες που περιέχουν μεμβράνες τοποθετημένες σε grana ή ελάσματα. Η παρουσία του φωτοσυστήματος II επιτρέπει την απελευθέρωση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα κατά τη διαδικασία της φωτόλυσης του νερού. Η μόνη πηγή μορίων υδρογόνου είναι το νερό. Η κύρια χρωστική ουσία είναι η χλωροφύλλη και οι φυκοβιλίνες υπάρχουν μόνο στα κόκκινα φύκια.

Οι κύριες διαφορές και τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα των προκαρυωτών και των ευκαρυωτών παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα.

Πίνακας: Ομοιότητες και διαφορές μεταξύ προκαρυωτών και ευκαρυωτών

Σύγκριση	προκαρυώτες	ευκαρυωτες
Χρόνος εμφάνισης	Πάνω από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια	Περίπου 1,2 δισεκατομμύρια χρόνια
Μεγέθη κυττάρων	Έως 10 μm	10 έως 100 μm
Κάψουλα	Υπάρχει. Εκτελεί προστατευτική λειτουργία. Συνδέεται με το κυτταρικό τοίχωμα	Λείπει
μεμβράνη πλάσματος	Υπάρχει	Υπάρχει
κυτταρικό τοίχωμα	Αποτελείται από πηκτίνη ή μουρεΐνη	Υπάρχουν και άλλα εκτός από ζώα
Χρωμοσώματα	Αντίθετα, κυκλικό DNA. Η μετάφραση και η μεταγραφή πραγματοποιούνται στο κυτταρόπλασμα.	Γραμμικά μόρια DNA. Η μετάφραση γίνεται στο κυτταρόπλασμα, ενώ η μεταγραφή στον πυρήνα.
Ριβοσώματα	Μικρό τύπου 70S. Βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα.	Μεγάλου τύπου 80S, μπορεί να προσκολληθεί στο ενδοπλασματικό δίκτυο, που βρίσκεται σε πλαστίδια και μιτοχόνδρια.
μεμβρανώδες οργανίδιο	Κανένας. Υπάρχουν αποφύσεις της μεμβράνης - μεσοσωμάτων	Υπάρχουν: μιτοχόνδρια, σύμπλεγμα Golgi, κυτταρικό κέντρο, EPS
Κυτόπλασμα	Υπάρχει	Υπάρχει
	Λείπει	Υπάρχει
κενοτόπια	Αέριο (αεροσώματα)	Υπάρχει
Χλωροπλάστες	Κανένας. Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στις βακτηριοχλωροφύλλες	Παρουσιάζεται μόνο σε φυτά
Πλασμίδια	Υπάρχει	Λείπει
Πυρήνας	Λείπει	Υπάρχει
Μικρονημάτια και μικροσωληνίσκοι.	Λείπει	Υπάρχει
Μέθοδοι διαίρεσης	Στένωση, εκβλάστηση, σύζευξη	Μίτωση, μείωση
Αλληλεπίδραση ή επαφές	Λείπει	Πλασμοδεσμήματα, δεσμοσώματα ή διαφράγματα
Τύποι κυτταρικής διατροφής	Φωτοαυτοτροφικό, φωτοετερότροφο, χημειοαυτοτροφικό, χημειοετερότροφο	Φωτοτροφική (στα φυτά) ενδοκυττάρωση και φαγοκυττάρωση (σε άλλα)

Διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών

Ομοιότητες και διαφορές μεταξύ προκαρυωτικών και ευκαρυωτικών κυττάρων

συμπέρασμα

Η σύγκριση ενός προκαρυωτικού και ευκαρυωτικού οργανισμού είναι μια μάλλον επίπονη διαδικασία που απαιτεί εξέταση πολλών αποχρώσεων. Έχουν πολλά κοινά μεταξύ τους όσον αφορά τη δομή, τις συνεχείς διαδικασίες και τις ιδιότητες όλων των ζωντανών όντων. Οι διαφορές έγκεινται στις λειτουργίες που εκτελούνται, στις μεθόδους διατροφής και στην εσωτερική οργάνωση. Όσοι ενδιαφέρονται για αυτό το θέμα μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτές τις πληροφορίες.

Το προκαρυωτικό κύτταρο είναι πολύ πιο απλό από τα κύτταρα των ζώων και των φυτών. Εξωτερικά, καλύπτεται με ένα κυτταρικό τοίχωμα που εκτελεί προστατευτικές, διαμορφωτικές και μεταφορικές λειτουργίες. Η ακαμψία του κυτταρικού τοιχώματος παρέχεται από τη μουρεΐνη. Μερικές φορές το βακτηριακό κύτταρο καλύπτεται από πάνω με μια κάψουλα ή βλεννογόνο.

Το πρωτόπλασμα των βακτηρίων, όπως αυτό των ευκαρυωτών, περιβάλλεται από μεμβράνη πλάσματος. Τα μεσοσωμάτια που εμπλέκονται στη διαδικασία της αναπνοής, η βακτηριοχλωροφύλλη και άλλες χρωστικές εντοπίζονται σε σακουλοειδείς, σωληνοειδείς ή ελασματώδεις κολπίες της μεμβράνης. Το γενετικό υλικό των προκαρυωτών δεν σχηματίζει πυρήνα, αλλά βρίσκεται απευθείας στο κυτταρόπλασμα. Το βακτηριακό DNA είναι ένα ενιαίο κυκλικό μόριο, καθένα από τα οποία αποτελείται από χιλιάδες και εκατομμύρια ζεύγη βάσεων. Το γονιδίωμα ενός βακτηριακού κυττάρου είναι πολύ πιο απλό από αυτό των κυττάρων πιο προηγμένων πλασμάτων: κατά μέσο όρο, το βακτηριακό DNA περιέχει αρκετές χιλιάδες γονίδια.

Δεν βρίσκεται σε προκαρυωτικά κύτταρα ενδοπλασματικό δίκτυο, ένα ριβοσώματαεπιπλέουν ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα. Όχι σε προκαρυώτες μιτοχόνδρια; μέρος της λειτουργίας τους εκτελείται από την κυτταρική μεμβράνη.

προκαρυώτες

Τα βακτήρια είναι οι μικρότεροι από τους οργανισμούς με κυτταρική δομή. Τα μεγέθη τους κυμαίνονται από 0,1 έως 10 μm. Ένα τυπικό σημείο εκτύπωσης μπορεί να φιλοξενήσει εκατοντάδες χιλιάδες μεσαίου μεγέθους βακτήρια. Τα βακτήρια φαίνονται μόνο μέσω μικροσκοπίου, γι' αυτό και ονομάζονται μικροοργανισμών ή μικρόβια? μικροοργανισμοί μελετώνται μικροβιολογία . Το μέρος της μικροβιολογίας που ασχολείται με τα βακτήρια ονομάζεται μικροβιολογία . Η αρχή αυτής της επιστήμης τέθηκε Anthony van Leeuwenhoekτον 17ο αιώνα.

βακτήρια είναι οι αρχαιότεροι γνωστοί οργανισμοί. Ίχνη ζωτικής δραστηριότητας βακτηρίων και γαλαζοπράσινων φυκών (στρωματόλιθοι) ανήκουν στον Αρχαίο και χρονολογούνται πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια.

Λόγω της δυνατότητας ανταλλαγής γονιδίων μεταξύ εκπροσώπων διαφορετικών ειδών, ακόμη και γενών, είναι μάλλον δύσκολο να συστηματοποιηθούν οι προκαρυώτες. Δεν έχει κατασκευαστεί ακόμη ικανοποιητική ταξινόμηση των προκαρυωτών. Όλα τα υπάρχοντα συστήματα είναι τεχνητά και ταξινομούν τα βακτήρια σύμφωνα με κάποια ομάδα χαρακτήρων, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η φυλογενετική τους σχέση. Προηγουμένως, τα βακτήρια μαζί με μανιτάριακαι φύκιαπεριλαμβάνεται στο υποβασίλειο των κατώτερων φυτών. Τα βακτήρια ταξινομούνται επί του παρόντος ως ξεχωριστό βασίλειο των προκαρυωτών. Το πιο κοινό σύστημα ταξινόμησης είναι Σύστημα Bergiμε βάση τη δομή του κυτταρικού τοιχώματος.

Στα τέλη του 20ου αιώνα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα κύτταρα μιας σχετικά ελάχιστα μελετημένης ομάδας βακτηρίων - αρχαιοβακτήρια - περιέχει rRNA, τα οποία διαφέρουν ως προς τη δομή τους τόσο από το προκαρυωτικό rRNA όσο και από το ευκαρυωτικό rRNA. Η δομή του γενετικού μηχανισμού των αρχαιβακτηρίων (παρουσία εσώνιακαι επαναλαμβανόμενες ακολουθίες επεξεργασία, η μορφή ριβόσωμα) τους φέρνει πιο κοντά στους ευκαρυώτες. Από την άλλη, τα αρχαιοβακτήρια έχουν επίσης τυπικά σημάδια προκαρυωτών (απουσία πυρήνα στο κύτταρο, παρουσία μαστιγίων, πλασμιδίων και κενοτοπίων αερίων, μέγεθος rRNA, δέσμευση αζώτου). Τέλος, τα αρχαιοβακτήρια διαφέρουν από όλους τους άλλους οργανισμούς ως προς τη δομή του κυτταρικού τοιχώματος, τον τύπο της φωτοσύνθεσης και ορισμένα άλλα χαρακτηριστικά. Τα αρχαιοβακτήρια μπορούν να υπάρχουν σε ακραίες συνθήκες (για παράδειγμα, σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες άνω των 100 ° C, στα βάθη των ωκεανών σε πίεση 260 atm, σε κορεσμένα διαλύματα αλάτων (30% NaCl)). Μερικά αρχαϊβακτήρια παράγουν μεθάνιο, ενώ άλλα χρησιμοποιούν ενώσεις θείου για ενέργεια.

Προφανώς, τα αρχαιοβακτήρια είναι μια πολύ αρχαία ομάδα οργανισμών. Οι «ακραίες» πιθανότητες μαρτυρούν τις χαρακτηριστικές συνθήκες της επιφάνειας της Γης αρχαϊκή εποχή. Πιστεύεται ότι τα αρχαιοβακτήρια είναι πιο κοντά στα υποθετικά «κύτταρα» που στη συνέχεια δημιούργησαν όλη την ποικιλομορφία της ζωής στη Γη.

Πρόσφατα έγινε σαφές ότι υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι rRNA, παρουσίασε, αντίστοιχα, το πρώτο - σε ευκαρυωτικά κύτταρα, το δεύτερο - στα κύτταρα πραγματικών βακτηρίων, καθώς και σε μιτοχόνδριακαι χλωροπλάστεςευκαρυώτες, το τρίτο - στα αρχαιοβακτήρια. Οι μελέτες της μοριακής γενετικής ανάγκασαν μια νέα ματιά στη θεωρία της προέλευσης των ευκαρυωτών. Επί του παρόντος πιστεύεται ότι τρεις διαφορετικοί κλάδοι προκαρυωτών εξελίχθηκαν ταυτόχρονα στην αρχαία Γη - αρχαιοβακτήρια, ευβακτήρια και ουρκαρυώτες , που χαρακτηρίζεται από διαφορετική δομή και διαφορετικούς τρόπους απόκτησης ενέργειας. Οι ουρκαρυώτες, που στην πραγματικότητα ήταν το πυρηνικό-κυτταροπλασματικό συστατικό των ευκαρυωτών, συμπεριλήφθηκαν στη συνέχεια ως συμβίωνεκπρόσωποι διαφόρων ομάδων ευβακτηρίων, που μετατράπηκαν σε μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες μελλοντικών ευκαρυωτικών κυττάρων.

Έτσι, η τάξη τάξης που είχε δοθεί νωρίτερα για τα αρχαιοβακτήρια είναι σαφώς ανεπαρκής. Επί του παρόντος, πολλοί ερευνητές τείνουν να διαιρούν τα προκαρυωτικά σε δύο βασίλεια: τα αρχαιοβακτήρια και τα αληθινά βακτήρια (ευβακτήρια ) ή ακόμη και να διαχωρίσετε τα αρχαιοβακτήρια σε ένα ξεχωριστό βασίλειο της Αρχαίας.

Η ταξινόμηση των αληθινών βακτηρίων δίνεται στο σχέδιο.

ΣΤΟ βακτηριακό κύτταροδεν υπάρχει πυρήνας, τα χρωμοσώματα βρίσκονται ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα. Επιπλέον, δεν υπάρχουν μεμβρανικά οργανίδια στο βακτηριακό κύτταρο: μιτοχόνδρια, EPS, συσκευή golgiκλπ. Εξωτερικά, η κυτταρική μεμβράνη καλύπτεται με κυτταρικό τοίχωμα.

Τα περισσότερα βακτήρια κινούνται παθητικά, χρησιμοποιώντας ρεύματα νερού ή αέρα. Μόνο μερικά από αυτά έχουν οργανίδια κίνησης - μαστίγια . Τα προκαρυωτικά μαστίγια είναι πολύ απλά στη δομή και αποτελούνται από την πρωτεΐνη μαστιγίνης, η οποία σχηματίζει έναν κοίλο κύλινδρο διαμέτρου 10–20 nm. Βιδώνουν στο μέσο, ​​μετακινώντας το κελί προς τα εμπρός. Προφανώς, αυτή είναι η μόνη γνωστή δομή στη φύση που χρησιμοποιεί την αρχή του τροχού.

Τα βακτήρια χωρίζονται σε διάφορες ομάδες ανάλογα με το σχήμα τους:

κόκκοι (έχουν στρογγυλεμένο σχήμα).

βάκιλλοι (έχουν σχήμα ράβδου).

σπίριλλα (έχουν σχήμα σπείρας).

δονήσεις (έχουν τη μορφή κόμματος).

Ανάλογα με τον τρόπο αναπνοής, τα βακτήρια χωρίζονται σε αερόβια (τα περισσότερα βακτήρια) και αναερόβια ( αιτιολογικοί παράγοντες τετάνου, αλλαντίασης, αέριας γάγγραινας). Οι πρώτοι χρειάζονται οξυγόνο για να αναπνεύσουν, γιατί οι δεύτεροι είναι άχρηστο ή και δηλητηριώδες.

Τα βακτήρια αναπαράγονται με διαίρεση περίπου κάθε 20 λεπτά (υπό ευνοϊκές συνθήκες). Το DNA αντιγράφεται, κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει το δικό του αντίγραφο του γονικού DNA. Είναι επίσης δυνατή η μεταφορά DNA μεταξύ μη διαιρούμενων κυττάρων (μέσω της σύλληψης «γυμνού» DNA, με τη βοήθεια βακτηριοφάγουςή από συζεύξεις , όταν τα βακτήρια διασυνδέονται με συνεταιριστικούς κροσσούς), ωστόσο, δεν παρατηρείται αύξηση του αριθμού των ατόμων. Η αναπαραγωγή εμποδίζεται από τις ακτίνες του ήλιου και τα προϊόντα της δικής τους ζωτικής δραστηριότητας.

Η συμπεριφορά των βακτηρίων δεν είναι ιδιαίτερα περίπλοκη. Οι χημικοί υποδοχείς καταγράφουν αλλαγές στην οξύτητα του περιβάλλοντος και στη συγκέντρωση διαφόρων ουσιών: σάκχαρα, αμινοξέα, οξυγόνο. Πολλά βακτήρια αντιδρούν στις αλλαγές της θερμοκρασίας ή του φωτός και ορισμένα βακτήρια μπορούν να αισθανθούν το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Κάτω από δυσμενείς συνθήκες, το βακτήριο καλύπτεται με ένα πυκνό κέλυφος, το κυτταρόπλασμα είναι αφυδατωμένο και η ζωτική δραστηριότητα σχεδόν σταματά. Σε αυτή την κατάσταση, τα σπόρια βακτηρίων μπορούν να παραμείνουν για ώρες σε βαθύ κενό, να αντέξουν σε θερμοκρασίες από -240 ° C έως +100 ° C.

Εικόνα 1 - Εικόνα προκαρυωτικού κυττάρου

Εικόνα 4 - Η δομή του μαστιγίου των gram-αρνητικών βακτηρίων.
1 - νήμα? 2 - γάντζος? 3 - βασικό σώμα. 4 - ράβδος? 5 - L-ring; 6 - P-ring; 7 - S-ring; 8 - M-ring; 9 - CPM; 10 - περιπλασματικός χώρος. 11 - στρώμα πεπτιδογλυκάνης. 12 - εξωτερική μεμβράνη

Η δομή των κυττάρων των κατώτερων προκαρυωτών είναι πολύ πιο απλή (Εικ. 1). Ταυτόχρονα, η διαφορετική δομή της πυρηνικής συσκευής δεν είναι το μόνο χαρακτηριστικό που διακρίνει ένα ευκαρυωτικό κύτταρο από ένα προκαρυωτικό.

Ένα από τα κύρια δομικά συστατικά του προκαρυωτικού κυττάρου είναι κυτταρικό τοίχωμα (Εικ. 2, 3). Η σύνθεση της κυτταρικής μεμβράνης των βακτηρίων περιλαμβάνει πολύπλοκα μοριακά σύμπλοκα που αποτελούνται από πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες και ουσίες που μοιάζουν με λίπος. Όντας άκαμπτο, χρησιμεύει ως σκελετός του κυττάρου, δίνοντάς του ένα συγκεκριμένο σχήμα. Η κυτταρική μεμβράνη των προκαρυωτικών σχηματίζει ένα είδος φραγμού για τη διέλευση διαλυμένων ουσιών από το περιβάλλον στο κύτταρο. Τα κυανοβακτήρια καλύπτονται με ελαστική μεμβράνη πηκτίνης. Σε ορισμένους τύπους βακτηρίων, σχηματίζεται ένα στρώμα βλέννας στην επιφάνεια του κυττάρου, σχηματίζοντας, όπως ήταν, μια περίπτωση - κάψουλα .

Μεταξύ των επιφανειακών δομών των κυττάρων πολλών βακτηρίων είναι τα μαστίγια - όργανα κίνησης, τα οποία είναι μακριές πολύ λεπτές κλωστές, σπειροειδείς, κυματιστές ή καμπύλες (Εικ. 4).

Εικόνα 3 - Το κυτταρικό τοίχωμα των gram-αρνητικών βακτηρίων (Α) και η δομή του μορίου λιποπολυσακχαρίτη (Β).
Α. Κυτταρικό τοίχωμα αρνητικών κατά Gram βακτηρίων 1 - κυτταροπλασματική μεμβράνη. 2 - στρώμα πεπτιδογλυκάνης. 3 - περιπλασματικός χώρος. 4 - μόρια πρωτεΐνης. 5 - φωσφολιπίδιο; 6 - λιποπολυσακχαρίτης.
Β. Η δομή του μορίου λιποπολυσακχαρίτη 1 - λιπίδιο Α. 2 - εσωτερικός πυρήνας πολυσακχαρίτη. 3 - εξωτερικός πυρήνας πολυσακχαρίτη. 4 - Ο-αντιγόνο

Το μήκος των μαστιγίων μπορεί να είναι πολλαπλάσιο από το μήκος του σώματος του βακτηρίου. Ο αριθμός και η θέση των μαστιγίων είναι ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του είδους. Μερικά είδη βακτηρίων έχουν ένα μαστίγιο ( μονότριχος ), σε άλλα, τα μαστίγια είναι διατεταγμένα σε δέσμες στο ένα ή και στα δύο άκρα του κυττάρου ( λοφότριχος ), το τρίτο έχει ένα μαστίγιο και στα δύο άκρα του κυττάρου ( αμφίτριχος ), στο τέταρτο, καλύπτουν ολόκληρη την επιφάνεια του κυττάρου ( περιτριχώδης ).

Στενά δίπλα στο κέλυφος βρίσκεται η κυτταροπλασματική μεμβράνη. Έχει επιλεκτική διαπερατότητα - επιτρέπει σε ορισμένες ουσίες να εισέλθουν στο κύτταρο και αφαιρεί ορισμένες ουσίες από αυτό. Λόγω αυτής της ικανότητας, η μεμβράνη παίζει το ρόλο ενός οργανιδίου που συγκεντρώνει τα θρεπτικά συστατικά μέσα στο κύτταρο και προάγει την απέκκριση των άχρηστων προϊόντων. Μέσα στο κύτταρο υπάρχει πάντα αυξημένη οσμωτική πίεση σε σχέση με το περιβάλλον. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη εξασφαλίζει τη σταθερότητά της. Επιπλέον, είναι ο τόπος εντοπισμού ενός αριθμού ενζυμικών συστημάτων, ιδιαίτερα των οξειδοαναγωγικών ενζύμων που σχετίζονται με την παραγωγή ενέργειας (στους ευκαρυώτες βρίσκονται στα μιτοχόνδρια). Σε αντίθεση με τα ευκαρυωτικά κύτταρα, σε ένα προκαρυωτικό κύτταρο δεν υπάρχει διαίρεση σε διαμερίσματα. Τα προκαρυωτικά κύτταρα δεν έχουν ούτε το σύμπλεγμα Golgi ούτε τα μιτοχόνδρια, ούτε υπάρχει κατευθυνόμενη κίνηση του κυτταροπλάσματος σε αυτά. Τα φαινόμενα πινοκύττωσης και φαγοκυττάρωσης δεν είναι χαρακτηριστικά των προκαρυωτών. Από τα οργανίδια, μόνο τα ριβοσώματα είναι παρόμοια με τα ευκαρυωτικά ριβοσώματα.

Σε πολλά βακτηριακά κύτταρα, έχουν βρεθεί ειδικές μεμβρανικές δομές - μεσοσώματα που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της συστολής της κυτταροπλασματικής μεμβράνης μέσα στο κύτταρο. Ο ρόλος τους δεν έχει ακόμη αποσαφηνιστεί πλήρως. Υπάρχουν υποθέσεις σχετικά με τη συμμετοχή των μεσοσωμάτων στις πιο σημαντικές ενδοκυτταρικές διεργασίες της κυτταρικής διαίρεσης, στη σύνθεση ουσιών της κυτταρικής μεμβράνης και στον ενεργειακό μεταβολισμό.