نقاشی یک پروکاریوت. یوکاریوت ها و پروکاریوت ها چه کسانی هستند: ویژگی های مقایسه ای سلول های پادشاهی های مختلف

سلول های پروکاریوتی- اینها ابتدایی ترین هستند، بسیار ساده چیده شده و ویژگی های دوران باستان را حفظ می کنند. به پروکاریوتیموجودات (یا پیش هسته ای) شامل باکتری ها و جلبک های سبز آبی (سیانوباکتری ها) می شوند. بر اساس اشتراکات ساختار و تفاوت های شدید با سلول های دیگر، سلول های پروکاریوتی به یک قلمرو مستقل از تفنگ های ساچمه ای جدا می شوند.

ساختار را در نظر بگیرید سلول پروکاریوتیبه عنوان مثال باکتری دستگاه ژنتیکی یک سلول پروکاریوتی توسط DNA یک کروموزوم حلقه ای منفرد که در سیتوپلاسم قرار دارد و توسط یک غشاء از آن جدا نشده است نشان داده می شود. چنین آنالوگ هسته، نوکلوئید نامیده می شود. DNA با پروتئین ها کمپلکس تشکیل نمی دهد و بنابراین تمام ژن هایی که کروموزوم را تشکیل می دهند "کار می کنند" ، یعنی. اطلاعات به طور مداوم از آنها خوانده می شود.

سلول پروکاریوتیتوسط غشایی احاطه شده است که سیتوپلاسم را از دیواره سلولی جدا می کند و از یک ماده پیچیده و با پلیمر بالا تشکیل شده است. اندامک های کمی در سیتوپلاسم وجود دارد، اما ریبوزوم های کوچک متعددی وجود دارند (سلول های باکتری حاوی 5000 تا 50000 ریبوزوم هستند).

سیتوپلاسم یک سلول پروکاریوتی با غشاهایی نفوذ می کند که شبکه آندوپلاسمی را تشکیل می دهند و حاوی ریبوزوم هایی است که سنتز پروتئین را انجام می دهند.

قسمت داخلی دیواره سلولی یک سلول پروکاریوتی توسط غشای پلاسمایی نشان داده می شود که برآمدگی های آن به داخل سیتوپلاسم مزوزوم هایی را تشکیل می دهند که در ساخت پارتیشن های سلولی، تولید مثل و محل اتصال DNA هستند. تنفس در باکتری ها در مزوزوم ها، در جلبک های سبز آبی در غشای سیتوپلاسمی انجام می شود.

در بسیاری از باکتری ها، مواد ذخیره در داخل سلول رسوب می کنند: پلی ساکاریدها، چربی ها، پلی فسفات ها. مواد ذخیره ای که در متابولیسم گنجانده می شوند، می توانند در غیاب منابع انرژی خارجی، عمر سلول را افزایش دهند.

(1-دیواره سلولی، 2-غشای سیتوپلاسمی خارجی، 3-کروموزوم (مولکول DNA دایره ای)، 4-ریبوزوم، 5-مزوزوم، 6-انواژیناسیون غشای سیتوپلاسمی خارجی، 7-واکوئل، 8-تاژک، 9 پشته غشاهایی که فتوسنتز در آنها انجام می شود)

به طور معمول، باکتری ها با تقسیم به دو تکثیر می شوند. پس از طویل شدن سلول، به تدریج یک سپتوم عرضی تشکیل می شود که در جهت از بیرون به داخل قرار می گیرد، سپس سلول های دختر واگرا می شوند یا به گروه های مشخصه متصل می شوند - زنجیره ها، بسته ها و غیره. باکتری - اشریشیا کلی هر 20 دقیقه تعداد خود را دو برابر می کند.

باکتری ها با هاگ زایی مشخص می شوند. با جدا شدن بخشی از سیتوپلاسم از سلول مادر شروع می شود. قسمت جدا شده حاوی یک ژنوم است و توسط یک غشای سیتوپلاسمی احاطه شده است. سپس یک دیواره سلولی، اغلب چند لایه، در اطراف هاگ رشد می کند. در باکتری ها، فرآیند جنسی به شکل تبادل اطلاعات ژنتیکی بین دو سلول مشاهده می شود. فرآیند جنسی تنوع ارثی میکروارگانیسم ها را افزایش می دهد.

بیشتر موجودات زنده در پادشاهی یوکاریوت ها متحد شده اند، از جمله پادشاهی گیاهان، قارچ ها و حیوانات. سلول های یوکاریوتی بزرگتر هستند سلول های پروکاریوتی، از یک دستگاه سطحی، هسته و سیتوپلاسم تشکیل شده است.

نوع درس: ترکیب شده.

مواد و روش ها: شفاهی، تصویری، عملی، جستجوی مسئله.

اهداف درس

آموزشی: تعمیق دانش دانش آموزان در مورد ساختار سلول های یوکاریوتی، آموزش نحوه استفاده از آنها در کلاس های عملی.

توسعه: بهبود توانایی دانش آموزان برای کار با مواد آموزشی. با ارائه وظایفی برای مقایسه سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی، سلول های گیاهی و سلول های حیوانی با شناسایی ویژگی های مشابه و متمایز، تفکر دانش آموزان را توسعه دهید.

تجهیزات: پوستر "ساختار غشای سیتوپلاسمی"; کارت های وظیفه؛ جزوه (ساختار یک سلول پروکاریوتی، یک سلول گیاهی معمولی، ساختار یک سلول حیوانی).

ارتباطات بین موضوعی: گیاه شناسی، جانورشناسی، آناتومی و فیزیولوژی انسان.

طرح درس

I. لحظه سازمانی

آمادگی برای درس را بررسی کنید.
بررسی لیست دانش آموزان
ارائه موضوع و اهداف درس.

II. یادگیری مطالب جدید

تقسیم موجودات به پرو و ​​یوکاریوت ها

شکل سلول ها بسیار متنوع است: برخی گرد هستند، برخی دیگر شبیه ستاره هایی با پرتوهای فراوان هستند، برخی دیگر دراز هستند و غیره. سلول ها نیز از نظر اندازه متفاوت هستند - از کوچکترین، به سختی قابل تشخیص در میکروسکوپ نوری، تا آنهایی که کاملاً با چشم غیر مسلح قابل مشاهده هستند (به عنوان مثال، تخم ماهی و قورباغه).

هر گونه تخم بارور نشده، از جمله تخم دایناسورهای فسیل شده غول پیکر که در موزه های دیرینه شناسی نگهداری می شود، نیز زمانی سلول های زنده بوده است. با این حال، اگر در مورد عناصر اصلی ساختار داخلی صحبت کنیم، همه سلول ها شبیه یکدیگر هستند.

پروکاریوت ها (از لات حرفه ای- قبل، قبل، به جای و یونانی. کاریون- هسته) - این موجوداتی هستند که سلولهای آنها هسته محدود شده توسط غشاء ندارند، یعنی. همه باکتری ها، از جمله آرکی باکتری ها و سیانوباکتری ها. تعداد کل گونه های پروکاریوت ها حدود 6000 گونه است. تمام اطلاعات ژنتیکی یک سلول پروکاریوتی (ژنوفور) در یک مولکول DNA دایره ای منفرد موجود است. میتوکندری و کلروپلاست وجود ندارد و عملکردهای تنفس یا فتوسنتز که انرژی سلول را تامین می کند توسط غشای پلاسمایی انجام می شود (شکل 1). پروکاریوت ها با تقسیم به دو قسمت بدون فرآیند جنسی مشخص تولید مثل می کنند. پروکاریوت ها قادر به انجام تعدادی از فرآیندهای فیزیولوژیکی خاص هستند: نیتروژن مولکولی را تثبیت می کنند، تخمیر اسید لاکتیک را انجام می دهند، چوب را تجزیه می کنند و گوگرد و آهن را اکسید می کنند.

پس از گفتگوی مقدماتی، دانش آموزان ساختار یک سلول پروکاریوتی را در نظر می گیرند و ویژگی های اصلی ساختار را با انواع سلول های یوکاریوتی مقایسه می کنند (شکل 1).

یوکاریوت ها - اینها ارگانیسم های بالاتری هستند که دارای هسته مشخصی هستند که توسط یک غشاء (کاریوممبران) از سیتوپلاسم جدا می شود. یوکاریوت ها شامل همه حیوانات و گیاهان عالی و همچنین جلبک های تک سلولی و چند سلولی، قارچ ها و تک یاخته ها می شوند. DNA هسته ای در یوکاریوت ها در کروموزوم ها محصور شده است. یوکاریوت ها اندامک های سلولی محدود شده توسط غشاء دارند.

تفاوت بین یوکاریوت ها و پروکاریوت ها

- یوکاریوت ها دارای یک هسته واقعی هستند: دستگاه ژنتیکی یک سلول یوکاریوتی توسط پوسته ای شبیه به پوسته خود سلول محافظت می شود.
- اندامک های موجود در سیتوپلاسم توسط یک غشاء احاطه شده اند.

ساختار سلول های گیاهی و جانوری

سلول هر موجودی یک سیستم است. از سه بخش به هم پیوسته تشکیل شده است: غشاء، هسته و سیتوپلاسم.

در مطالعه گیاه شناسی، جانورشناسی و آناتومی انسان، قبلا با ساختار انواع سلول ها آشنا شده اید. اجازه دهید این مقاله را به اختصار مرور کنیم.

تمرین 1.از شکل 2 مشخص کنید که کدام موجودات و انواع بافت با سلول های زیر اعداد 1-12 مطابقت دارند. دلیل شکل آنها چیست؟

ساختار و عملکرد اندامک های سلول های گیاهی و جانوری

دانش آموزان با استفاده از شکل های 3 و 4 و با استفاده از فرهنگ لغت و کتاب درسی دایره المعارف زیستی جدول مقایسه سلول های حیوانی و گیاهی را تکمیل می کنند.

جدول. ساختار و عملکرد اندامک های سلول های گیاهی و جانوری

اندامک های سلولی	ساختار اندامک ها	تابع	وجود اندامک ها در سلول ها
			گیاهان	حیوانات
کلروپلاست	این یک نوع پلاستید است	برای فتوسنتز گیاهان را سبز رنگ می کند
لکوپلاست	پوسته از دو غشای ابتدایی تشکیل شده است. داخلی که به داخل استروما رشد می کند، چند تیلاکوئید را تشکیل می دهد	نشاسته، روغن، پروتئین را سنتز و انباشته می کند
کروموپلاست	پلاستیدهایی با رنگ های زرد، نارنجی و قرمز، رنگ به دلیل رنگدانه ها - کاروتنوئیدها است.	رنگ قرمز، زرد برگ های پاییزی، میوه های آبدار و غیره.
	تا 90 درصد از حجم یک سلول بالغ را اشغال می کند که با شیره سلولی پر شده است	حفظ تورگور، تجمع مواد ذخیره و محصولات متابولیکی، تنظیم فشار اسمزی و غیره.
میکروتوبول ها	از پروتئین توبولین تشکیل شده است که در نزدیکی غشای پلاسما قرار دارد	شرکت در رسوب سلولز بر روی دیواره سلولی، حرکت اندامک های مختلف در سیتوپلاسم. در طول تقسیم سلولی، میکروتوبول ها اساس ساختار دوک تقسیم را تشکیل می دهند.
غشای پلاسمایی (CPM)	شامل یک لایه دولایه لیپیدی است که با پروتئین های غوطه ور در اعماق مختلف نفوذ کرده است	مانع، انتقال مواد، ارتباط بین سلول ها
EPR صاف	سیستم لوله های مسطح و منشعب	سنتز و آزادسازی لیپیدها را انجام می دهد
EPR خشن	این نام به دلیل وجود ریبوزوم های زیادی در سطح آن است.	سنتز پروتئین ها، تجمع و تبدیل آنها برای رهاسازی از سلول به خارج
	توسط یک غشای هسته ای دوگانه با منافذ احاطه شده است. غشای هسته ای بیرونی یک ساختار پیوسته با غشای ER تشکیل می دهد. حاوی یک یا چند هسته است	حامل اطلاعات ارثی، مرکز تنظیم فعالیت سلولی
دیواره سلولی	متشکل از مولکول های سلولز دراز که در دسته هایی به نام میکروفیبریل ها قرار گرفته اند	قاب بیرونی، پوسته محافظ
پلاسمودسماتا	کانال های سیتوپلاسمی ریز که دیواره های سلولی را سوراخ می کنند	پروتوپلاست های سلول های مجاور را متحد کنید
میتوکندری		سنتز ATP (ذخیره انرژی)
دستگاه گلژی	از مجموعه ای از کیسه های مسطح - مخازن، یا دیکتوزوم ها تشکیل شده است	سنتز پلی ساکاریدها، تشکیل CPM و لیزوزوم
لیزوزوم ها		هضم داخل سلولی
ریبوزوم ها	از دو زیر واحد نابرابر تشکیل شده است بزرگ و کوچک، که می توانند به آنها تفکیک کنند	محل بیوسنتز پروتئین
سیتوپلاسم	شامل آب با مقدار زیادی مواد محلول حاوی گلوکز، پروتئین و یون است	حاوی سایر اندامک های سلولی است و تمام فرآیندهای متابولیسم سلولی انجام می شود.
میکروفیلامنت ها	فیبرهای اکتین معمولاً به صورت دسته‌هایی در نزدیکی سطح سلول‌ها قرار می‌گیرند	در تحرک و تغییر شکل سلول نقش دارد
سانتریول ها	ممکن است بخشی از دستگاه میتوزی سلول باشد. یک سلول دیپلوئیدی حاوی دو جفت سانتریول است	شرکت در فرآیند تقسیم سلولی در حیوانات؛ در جانور وحشی جلبک ها، خزه ها و در تک یاخته ها اجسام پایه مژک ها را تشکیل می دهند
میکروویلی	برآمدگی غشای پلاسمایی	سطح بیرونی سلول را افزایش دهید، میکروویلی ها با هم مرز سلول را تشکیل می دهند

نتیجه گیری

1. دیواره سلولی، پلاستیدها و واکوئل مرکزی فقط در سلول های گیاهی ذاتی هستند.
2. لیزوزوم ها، سانتریول ها، میکروویلی ها عمدتاً فقط در سلول های موجودات جانوری وجود دارند.
3. همه اندامک های دیگر مشخصه سلول های گیاهی و جانوری هستند.

ساختار غشای سلولی

غشای سلولی در خارج از سلول قرار دارد و سلول را از محیط خارجی یا داخلی بدن جدا می کند. این بر اساس پلاسمالما (غشای سلولی) و جزء کربوهیدرات-پروتئین است.

عملکرد دیواره سلولی:

- شکل سلول را حفظ می کند و به سلول و ارگانیسم به عنوان یک کل استحکام مکانیکی می بخشد.
- سلول را از آسیب مکانیکی و ورود ترکیبات مضر به آن محافظت می کند.
- تشخیص سیگنال های مولکولی را انجام می دهد.
- تبادل مواد بین سلول و محیط را تنظیم می کند.
- تعامل بین سلولی را در یک ارگانیسم چند سلولی انجام می دهد.

عملکرد دیواره سلولی:

- نشان دهنده یک قاب خارجی - یک پوسته محافظ است.
- حمل و نقل مواد را فراهم می کند (آب، نمک ها، مولکول های بسیاری از مواد آلی از دیواره سلولی عبور می کنند).

لایه بیرونی سلول های جانوری، بر خلاف دیواره سلولی گیاهان، بسیار نازک و کشسان است. زیر میکروسکوپ نوری قابل مشاهده نیست و از انواع پلی ساکاریدها و پروتئین ها تشکیل شده است. لایه سطحی سلول های جانوری نامیده می شود گلیکوکالیکس، عملکرد ارتباط مستقیم سلول های حیوانی با محیط خارجی را انجام می دهد، با تمام مواد اطراف آن، نقش حمایتی ایفا نمی کند.

در زیر گلیکوکالیکس حیوانی و دیواره سلولی سلول گیاهی، غشای پلاسمایی وجود دارد که مستقیماً با سیتوپلاسم مرز دارد. غشای پلاسمایی حاوی پروتئین و لیپید است. آنها به دلیل فعل و انفعالات شیمیایی مختلف با یکدیگر به طور منظم چیده شده اند. مولکول های چربی در غشای پلاسمایی در دو ردیف قرار گرفته اند و یک لایه دولایه لیپیدی پیوسته را تشکیل می دهند. مولکول های پروتئین یک لایه پیوسته تشکیل نمی دهند، آنها در لایه لیپیدی قرار دارند و در اعماق مختلف در آن فرو می روند. مولکول های پروتئین ها و لیپیدها متحرک هستند.

وظایف غشای پلاسمایی:

- مانعی را تشکیل می دهد که محتویات داخلی سلول را از محیط خارجی جدا می کند.
- حمل و نقل مواد را فراهم می کند.
- ارتباط بین سلول ها را در بافت ارگانیسم های چند سلولی فراهم می کند.

ورود مواد به سلول

سطح سلول پیوسته نیست. در غشای سیتوپلاسمی سوراخ های ریز متعددی وجود دارد - منافذی که از طریق آنها، با یا بدون کمک پروتئین های خاص، یون ها و مولکول های کوچک می توانند به داخل سلول نفوذ کنند. علاوه بر این، برخی از یون ها و مولکول های کوچک می توانند مستقیماً از طریق غشاء وارد سلول شوند. ورود مهم ترین یون ها و مولکول ها به سلول، انتشار غیرفعال نیست، بلکه انتقال فعال است که نیاز به انرژی دارد. حمل و نقل مواد انتخابی است. نفوذ پذیری انتخابی غشای سلولی نامیده می شود نیمه تراوا.

مسیر فاگوسیتوزدر داخل سلول وارد می شوند: مولکول های بزرگ مواد آلی مانند پروتئین ها، پلی ساکاریدها، ذرات غذا، باکتری ها. فاگوسیتوز با مشارکت غشای پلاسما انجام می شود. در جایی که سطح سلول با ذره ای از مواد متراکم تماس پیدا می کند، غشاء خم می شود، شکافی ایجاد می کند و ذره را احاطه می کند که در "کپسول غشایی" در داخل سلول غوطه ور می شود. یک واکوئل گوارشی تشکیل می شود و مواد آلی که وارد سلول شده اند در آن هضم می شوند.

با فاگوسیتوز، آمیب، مژه‌داران، لکوسیت‌های حیوانی و انسانی تغذیه می‌کنند. لکوسیت ها باکتری ها و همچنین انواع ذرات جامد را که به طور تصادفی وارد بدن می شوند جذب می کنند و در نتیجه از آن در برابر باکتری های بیماری زا محافظت می کنند. دیواره سلولی گیاهان، باکتری ها و جلبک های سبز آبی از فاگوسیتوز جلوگیری می کند و بنابراین این مسیر ورود مواد به سلول در آنها محقق نمی شود.

قطرات مایع حاوی مواد مختلف در حالت محلول و معلق نیز از طریق غشای پلاسمایی به داخل سلول نفوذ می کند.این پدیده نامیده شد. پینوسیتوز. فرآیند جذب مایع مشابه فاگوسیتوز است. یک قطره مایع در یک "بسته غشایی" در سیتوپلاسم غوطه ور می شود. مواد آلی که همراه با آب وارد سلول می شوند تحت تأثیر آنزیم های موجود در سیتوپلاسم شروع به هضم می کنند. پینوسیتوز در طبیعت گسترده است و توسط سلول های همه حیوانات انجام می شود.

III. تلفیق مطالب مورد مطالعه

همه موجودات بر اساس ساختار هسته به چه دو گروه بزرگ تقسیم می شوند؟
چه اندامک هایی فقط در سلول های گیاهی یافت می شوند؟
چه اندامک هایی فقط در سلول های حیوانی یافت می شوند؟
تفاوت بین ساختار دیواره سلولی گیاهان و حیوانات چیست؟
دو راه ورود مواد به سلول چیست؟
فاگوسیتوز برای حیوانات چه اهمیتی دارد؟

تنها دو نوع موجود بر روی زمین وجود دارد: یوکاریوت ها و پروکاریوت ها. آنها در ساختار، منشأ و تکامل تکاملی خود تفاوت زیادی دارند که در زیر به تفصیل مورد بحث قرار خواهد گرفت.

در تماس با

نشانه های یک سلول پروکاریوتی

پروکاریوت ها را در غیر این صورت پیش هسته ای می نامند. یک سلول پروکاریوتی اندامک های دیگری که دارای غلاف غشایی هستند (، شبکه آندوپلاسمی، مجتمع گلژی) ندارد.

آنها همچنین دارای ویژگی های زیر هستند:

1. بدون پوسته و با پروتئین ها پیوند ایجاد نمی کند. اطلاعات به طور مداوم ارسال و خوانده می شود.
2. همه پروکاریوت ها موجودات هاپلوئیدی هستند.
3. آنزیم ها در حالت آزاد (به صورت پراکنده) قرار دارند.
4. آنها توانایی اسپورزایی در شرایط نامساعد را دارند.
5. وجود پلاسمیدها - مولکول های DNA خارج کروموزومی کوچک. عملکرد آنها انتقال اطلاعات ژنتیکی، افزایش مقاومت در برابر بسیاری از عوامل تهاجمی است.
6. وجود تاژک و پیلی - تشکیلات پروتئینی خارجی که برای حرکت ضروری است.
7. واکوئل های گاز حفره ای هستند. با توجه به آنها، بدن قادر به حرکت در ستون آب است.
8. دیواره سلولی در پروکاریوت ها (به ویژه باکتری ها) از مورئین تشکیل شده است.
9. روشهای اصلی بدست آوردن انرژی در پروکاریوتها شیمی درمانی و فتوسنتز است.

اینها شامل باکتری ها و باستانی ها هستند. نمونه هایی از پروکاریوت ها: اسپیروکت ها، پروتئوباکتری ها، سیانوباکتری ها، پرچئوت ها.

توجه!با وجود این واقعیت که پروکاریوت ها فاقد هسته هستند، آنها معادل آن را دارند - یک نوکلوئید (یک مولکول DNA دایره ای بدون پوسته) و DNA آزاد به شکل پلاسمیدها.

ساختار یک سلول پروکاریوتی

باکتری ها

نمایندگان این پادشاهی از قدیمی ترین ساکنان زمین هستند و در شرایط سخت از درصد بقای بالایی برخوردارند.

باکتری های گرم مثبت و گرم منفی وجود دارد. تفاوت اصلی آنها در ساختار غشای سلولی نهفته است. گرم مثبت ها پوسته ضخیم تری دارند، تا 80٪ از پایه مورئین و همچنین پلی ساکاریدها و پلی پپتیدها تشکیل شده است. هنگامی که توسط گرم رنگ آمیزی می شوند، رنگ بنفش می دهند. بیشتر این باکتری ها پاتوژن هستند. گرم منفی ها دارای دیواره نازک تری هستند که توسط فضای پری پلاسمیک از غشاء جدا می شود. با این حال، چنین پوسته ای استحکام بیشتری دارد و در برابر اثرات آنتی بادی ها بسیار مقاوم تر است.

باکتری ها در طبیعت نقش بسیار مهمی دارند:

1. سیانوباکتری ها (جلبک های سبز آبی) به حفظ سطح مناسب اکسیژن در جو کمک می کنند. آنها بیش از نیمی از کل O2 روی زمین را تشکیل می دهند.
2. آنها به تجزیه بقایای آلی کمک می کنند و در نتیجه در چرخه همه مواد شرکت می کنند و در تشکیل خاک شرکت می کنند.
3. تثبیت کننده های نیتروژن در ریشه حبوبات.
4. آنها آب را از زباله ها، به عنوان مثال، صنعت متالورژی، تصفیه می کنند.
5. آنها بخشی از میکرو فلور موجودات زنده هستند و به جذب هر چه بیشتر مواد مغذی کمک می کنند.
6. در صنايع غذايي براي تخمير استفاده مي شود به اين ترتيب پنير و پنير و الكل و خمير بدست مي آيد.

توجه!علاوه بر ارزش مثبت، باکتری ها نیز نقش منفی دارند. بسیاری از آنها باعث بیماری های کشنده ای مانند وبا، تب حصبه، سیفلیس و سل می شوند.

باکتری ها

آرکیا

پیش از این، آنها با باکتری ها در یک پادشاهی واحد دروبیانوک ترکیب شدند. با این حال، با گذشت زمان، مشخص شد که آرکیاها مسیر تکاملی خاص خود را دارند و از نظر ترکیب بیوشیمیایی و متابولیسم با سایر میکروارگانیسم‌ها بسیار متفاوت هستند. تا 5 نوع متمایز می شود که بیشتر مورد مطالعه Euryarchaeots و Crenarchaeotes هستند. ویژگی های باستانی عبارتند از:

• اکثر آنها شیمیای اتوتروف هستند - آنها مواد آلی را از دی اکسید کربن، شکر، آمونیاک، یون های فلزی و هیدروژن سنتز می کنند.
• نقش کلیدی در چرخه نیتروژن و کربن دارند.
• مشارکت در هضم در انسان و بسیاری از نشخوارکنندگان؛
• به دلیل وجود پیوندهای اتری در لیپیدهای گلیسرول-اتر، پوسته غشایی پایدارتر و بادوام تری دارند. این به باستان‌ها اجازه می‌دهد در محیط‌های بسیار قلیایی یا اسیدی و همچنین در شرایط دمای بالا زندگی کنند.
• دیواره سلولی برخلاف باکتری ها حاوی پپتیدوگلیکان نیست و از سودومورئین تشکیل شده است.

ساختار یوکاریوت ها

یوکاریوت ها پادشاهی از موجودات هستند که سلول های آنها دارای یک هسته است. علاوه بر باستان‌ها و باکتری‌ها، همه موجودات زنده روی زمین یوکاریوت هستند (به عنوان مثال گیاهان، تک یاخته‌ها، حیوانات). سلول ها می توانند از نظر شکل، ساختار، اندازه و عملکرد بسیار متفاوت باشند. با وجود این، آنها از نظر اصول اولیه زندگی، متابولیسم، رشد، رشد، توانایی تحریک پذیری و تنوع مشابه هستند.

سلول های یوکاریوتی می توانند صدها یا هزاران بار بزرگتر از سلول های پروکاریوتی باشند. آنها شامل هسته و سیتوپلاسم با اندامک های غشایی و غیر غشایی متعدد هستند.غشاء شامل: شبکه آندوپلاسمی، لیزوزوم، کمپلکس گلژی، میتوکندری،. غیر غشایی: ریبوزوم ها، مرکز سلولی، میکروتوبول ها، ریز رشته ها.

ساختار یوکاریوت ها

اجازه دهید سلول های یوکاریوتی را از پادشاهی های مختلف مقایسه کنیم.

پادشاهی یوکاریوت ها عبارتند از:

• تک یاخته ها هتروتروف ها، برخی قادر به فتوسنتز (جلبک ها) هستند. آنها به صورت غیرجنسی، جنسی و به روشی ساده در دو قسمت تولید مثل می کنند. اکثر آنها دیواره سلولی ندارند.
• گیاهان آنها تولید کننده هستند، راه اصلی برای به دست آوردن انرژی فتوسنتز است. بیشتر گیاهان بی حرکت هستند و به صورت غیرجنسی، جنسی و رویشی تولید مثل می کنند. دیواره سلولی از سلولز تشکیل شده است.
• قارچ. چند سلولی. بین پایین تر و بالاتر تمایز قائل شوید. آنها موجوداتی هتروتروف هستند و نمی توانند به طور مستقل حرکت کنند. آنها به صورت غیرجنسی، جنسی و رویشی تولید مثل می کنند. آنها گلیکوژن ذخیره می کنند و دیواره سلولی کیتین قوی دارند.
• حیوانات 10 نوع وجود دارد: اسفنج، کرم، بندپایان، خارپوستان، آکورد و غیره. آنها موجودات هتروتروف هستند. قادر به حرکت مستقل. ماده ذخیره اصلی گلیکوژن است. دیواره سلولی درست مانند قارچ ها از کیتین تشکیل شده است. روش اصلی تولید مثل جنسی است.

جدول: ویژگی های مقایسه ای سلول های گیاهی و جانوری

ساختار	سلول گیاه	قفس حیوانات
دیواره سلولی	سلولز	شامل گلیکوکالیکس - لایه نازکی از پروتئین ها، کربوهیدرات ها و لیپیدها است.
مکان اصلی	نزدیک به دیوار قرار دارد	در قسمت مرکزی واقع شده است
مرکز سلولی	منحصراً در جلبک های پایین تر	حاضر
واکوئل ها	حاوی شیره سلولی	انقباضی و گوارشی.
ماده یدکی	نشاسته	گلیکوژن
پلاستیدها	سه نوع: کلروپلاست، کروموپلاست، لوکوپلست	گم شده
تغذیه	اتوتروف	هتروتروف

مقایسه پروکاریوت ها و یوکاریوت ها

ویژگی های ساختاری سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی قابل توجه است، اما یکی از تفاوت های اصلی مربوط به ذخیره سازی مواد ژنتیکی و نحوه به دست آوردن انرژی است.

پروکاریوت ها و یوکاریوت ها به طور متفاوتی فتوسنتز می کنند. در پروکاریوت‌ها، این فرآیند روی برآمدگی‌های غشایی (کروماتوفورها) که در توده‌های جداگانه روی هم چیده شده‌اند، انجام می‌شود. باکتری‌ها فتوسیستم فلوئور ندارند، بنابراین برخلاف جلبک‌های سبز آبی که در طول فتولیز آن را تشکیل می‌دهند، اکسیژن آزاد نمی‌کنند. منابع هیدروژن در پروکاریوت ها سولفید هیدروژن، H2، مواد آلی مختلف و آب است. رنگدانه های اصلی عبارتند از باکتری کلروفیل (در باکتری ها)، کلروفیل و فیکوبیلین ها (در سیانوباکتری ها).

از میان تمام یوکاریوت ها، فقط گیاهان قادر به فتوسنتز هستند.آنها تشکیلات ویژه ای دارند - کلروپلاست های حاوی غشاهایی که در گرانا یا لاملا قرار گرفته اند. وجود فتوسیستم II اجازه می دهد تا اکسیژن در اتمسفر در طول فرآیند فوتولیز آب آزاد شود. تنها منبع مولکول های هیدروژن آب است. رنگدانه اصلی کلروفیل است و فیکوبیلین ها فقط در جلبک های قرمز وجود دارند.

تفاوت های اصلی و ویژگی های مشخصه پروکاریوت ها و یوکاریوت ها در جدول زیر ارائه شده است.

جدول: شباهت ها و تفاوت های پروکاریوت ها و یوکاریوت ها

مقایسه	پروکاریوت ها	یوکاریوت ها
زمان ظهور	بیش از 3.5 میلیارد سال	حدود 1.2 میلیارد سال
اندازه سلول	تا 10 میکرومتر	10 تا 100 میکرومتر
کپسول	بخور عملکرد محافظتی را انجام می دهد. با دیواره سلولی مرتبط است	غایب
غشای پلاسمایی	بخور	بخور
دیواره سلولی	از پکتین یا مورئین تشکیل شده است	غیر از حیوانات هستند
کروموزوم ها	در عوض، DNA حلقوی. ترجمه و رونویسی در سیتوپلاسم انجام می شود.	مولکول های DNA خطی ترجمه در سیتوپلاسم انجام می شود، در حالی که رونویسی در هسته انجام می شود.
ریبوزوم ها	70S کوچک. در سیتوپلاسم قرار دارد.	نوع 80S بزرگ، می تواند به شبکه آندوپلاسمی، واقع در پلاستیدها و میتوکندری ها متصل شود.
اندامک غشایی	هیچ یک. رشد غشاء - مزوزوم ها وجود دارد	وجود دارد: میتوکندری، مجتمع گلژی، مرکز سلولی، EPS
سیتوپلاسم	بخور	بخور
	گم شده	بخور
واکوئل ها	گاز (آئروسوم)	بخور
کلروپلاست ها	هیچ یک. فتوسنتز در باکتری کلروفیل ها انجام می شود	فقط در گیاهان وجود دارد
پلاسمیدها	بخور	گم شده
هسته	غایب	بخور
ریز رشته ها و میکروتوبول ها.	گم شده	بخور
روش های تقسیم	انقباض، جوانه زدن، صرف	میتوز، میوز
تعامل یا مخاطبین	گم شده	پلاسمودسمات، دسموزوم یا سپتوم
انواع تغذیه سلولی	فوتواتوتروفیک،فتوهتروتروفیک،شیمواتوتروفیک،شیمی‌هتروتروفیک	اندوسیتوز فوتوتروف (در گیاهان) و فاگوسیتوز (در دیگران)

تفاوت بین پروکاریوت ها و یوکاریوت ها

شباهت ها و تفاوت های بین سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی

نتیجه

مقایسه یک ارگانیسم پروکاریوتی و یوکاریوتی یک فرآیند نسبتا پر زحمت است که نیاز به در نظر گرفتن بسیاری از تفاوت های ظریف دارد. آنها از نظر ساختار، فرآیندهای جاری و خواص همه موجودات زنده با یکدیگر مشترک هستند. تفاوت ها در عملکردهای انجام شده، روش های تغذیه و سازماندهی داخلی نهفته است. علاقه مندان به این موضوع می توانند از این اطلاعات استفاده کنند.

سلول پروکاریوتی بسیار ساده تر از سلول های حیوانات و گیاهان است. در خارج، با دیواره سلولی پوشیده شده است که عملکردهای محافظتی، شکل دهی و حمل و نقل را انجام می دهد. سفتی دیواره سلولی توسط مورئین تامین می شود. گاهی اوقات سلول باکتری در بالا با یک کپسول یا لایه مخاطی پوشیده می شود.

پروتوپلاسم باکتری ها، مانند یوکاریوت ها، توسط غشای پلاسمایی. مزوزوم‌های درگیر در فرآیند تنفس، باکتری‌کلروفیل و سایر رنگدانه‌ها در توده‌های کیسه‌ای، لوله‌ای یا لایه‌ای غشاء یافت می‌شوند. ماده ژنتیکی پروکاریوت ها هسته تشکیل نمی دهد، بلکه مستقیماً در سیتوپلاسم قرار دارد. DNA باکتری یک مولکول دایره ای منفرد است که هر یک از هزاران و میلیون ها جفت باز تشکیل شده است. ژنوم یک سلول باکتری بسیار ساده تر از ژنوم سلول های موجودات پیشرفته تر است: به طور متوسط، DNA باکتری حاوی چندین هزار ژن است.

در سلول های پروکاریوتی یافت نمی شود شبکه آندوپلاسمی، آ ریبوزوم هاآزادانه در سیتوپلاسم شناور است. در پروکاریوت ها نیست میتوکندری; بخشی از عملکرد آنها توسط غشای سلولی انجام می شود.

پروکاریوت ها

باکتری ها کوچکترین موجودات با ساختار سلولی هستند. اندازه آنها از 0.1 تا 10 میکرومتر متغیر است. یک نقطه چاپ معمولی می تواند صدها هزار باکتری با اندازه متوسط ​​را در خود جای دهد. باکتری ها را فقط از طریق میکروسکوپ می توان دید، به همین دلیل به آنها می گویند میکروارگانیسم ها یا میکروب ها؛ میکروارگانیسم ها در حال مطالعه هستند میکروبیولوژی . بخشی از میکروبیولوژی که با باکتری ها سروکار دارد نامیده می شود باکتری شناسی . آغاز این علم گذاشته شد آنتونی ون لیوونهوکدر قرن هفدهم.

باکتری ها قدیمی ترین موجودات شناخته شده هستند. آثار فعالیت حیاتی باکتری ها و جلبک های سبز آبی (استروماتولیت ها) متعلق به آرکئن ها بوده و قدمت آن به 3.5 میلیارد سال می رسد.

با توجه به امکان تبادل ژن بین نمایندگان گونه ها و حتی جنس های مختلف، سیستماتیک کردن پروکاریوت ها بسیار دشوار است. طبقه بندی رضایت بخش پروکاریوت ها هنوز ساخته نشده است. تمام سیستم های موجود مصنوعی هستند و باکتری ها را بر اساس گروهی از خصوصیات طبقه بندی می کنند، بدون اینکه رابطه فیلوژنتیکی آنها در نظر گرفته شود. قبلا باکتری ها همراه با قارچو جلبک هادر زیرمجموعه گیاهان پایین قرار می گیرد. در حال حاضر باکتری ها به عنوان یک پادشاهی جداگانه از پروکاریوت ها طبقه بندی می شوند. رایج ترین سیستم طبقه بندی است سیستم برگیبر اساس ساختار دیواره سلولی

در پایان قرن بیستم، دانشمندان کشف کردند که سلول های یک گروه نسبتاً کمی از باکتری ها - آرکی باکتری ها - حاوی rRNAکه از نظر ساختار با rRNA پروکاریوتی و rRNA یوکاریوتی تفاوت دارند. ساختار دستگاه ژنتیکی آرکی باکتری ها (حضور اینترون هاو تکرار توالی در حال پردازش، فرم ریبوزوم) آنها را به یوکاریوت ها نزدیک می کند. از سوی دیگر، آرکی‌باکتری‌ها نیز دارای نشانه‌های معمولی از پروکاریوت‌ها هستند (عدم وجود هسته در سلول، وجود تاژک‌ها، پلاسمیدها و واکوئل‌های گاز، اندازه rRNA، تثبیت نیتروژن). در نهایت، آرکی باکتری ها از نظر ساختار دیواره سلولی، نوع فتوسنتز و برخی ویژگی های دیگر با همه موجودات دیگر تفاوت دارند. آرکی باکتری ها می توانند در شرایط شدید وجود داشته باشند (به عنوان مثال، در چشمه های آب گرم در دمای بالای 100 درجه سانتیگراد، در اعماق اقیانوس با فشار 260 اتمسفر، در محلول های نمک اشباع (30٪ NaCl)). برخی از آرکی باکتری ها متان تولید می کنند، در حالی که برخی دیگر از ترکیبات گوگرد برای انرژی استفاده می کنند.

ظاهراً آرکی باکتری ها یک گروه بسیار باستانی از موجودات هستند. احتمالات "افراطی" گواه شرایط مشخصه سطح زمین در داخل است دوران باستان. اعتقاد بر این است که باستان‌باکتری‌ها به "سلول‌های" فرضی نزدیک‌ترین هستند که متعاقباً باعث ایجاد همه تنوع حیات روی زمین شدند.

اخیراً مشخص شده است که سه نوع اصلی وجود دارد rRNA، به ترتیب، اولین - در سلول های یوکاریوتی، دوم - در سلول های باکتری های واقعی، و همچنین در میتوکندریو کلروپلاست هایوکاریوت ها، سوم - در آرکی باکتری ها. مطالعات ژنتیک مولکولی نگاه جدیدی به نظریه منشأ یوکاریوت ها را مجبور کرده است. در حال حاضر اعتقاد بر این است که سه شاخه مختلف از پروکاریوت ها به طور همزمان در زمین باستان تکامل یافته اند - آرکی باکتری ها، یوباکتری ها و اورکاریوت ها ، با ساختار متفاوت و راه های مختلف به دست آوردن انرژی مشخص می شود. اورکاریوت ها، که در واقع جزء هسته ای-سیتوپلاسمی یوکاریوت ها بودند، متعاقباً به عنوان همزیست هانمایندگان گروه های مختلف یوباکتری ها که به میتوکندری و کلروپلاست سلول های یوکاریوتی آینده تبدیل می شوند.

بنابراین، رتبه کلاسی که قبلاً برای آرکی باکتری ها تخصیص داده شده بود، به وضوح کافی نیست. در حال حاضر، بسیاری از محققان تمایل دارند پروکاریوت ها را به دو پادشاهی تقسیم کنند: آرکی باکتری ها و باکتری واقعی (یوباکتری ) یا حتی آرکی باکتری ها را به یک پادشاهی جداگانه از آرکیا جدا کنید.

طبقه بندی باکتری های واقعی در اینجا آورده شده است طرح.

که در سلول باکتریاییهیچ هسته ای وجود ندارد، کروموزوم ها آزادانه در سیتوپلاسم قرار دارند. علاوه بر این، هیچ اندامک غشایی در سلول باکتری وجود ندارد: میتوکندری, EPS, دستگاه گلژیدر خارج، غشای سلولی با دیواره سلولی پوشیده شده است.

اکثر باکتری ها با استفاده از جریان آب یا هوا به صورت غیرفعال حرکت می کنند. فقط تعداد کمی از آنها اندامک های حرکتی دارند - تاژک . تاژک های پروکاریوتی ساختار بسیار ساده ای دارند و از پروتئین فلاژلین تشکیل شده اند که یک استوانه توخالی به قطر 10 تا 20 نانومتر را تشکیل می دهد. آنها به محیط پیچ می شوند و سلول را به جلو می برند. ظاهراً این تنها ساختار شناخته شده در طبیعت است که از اصل چرخ استفاده می کند.

باکتری ها از نظر شکل به چند گروه تقسیم می شوند:

کوکسی ها (دارای شکل گرد)؛

باسیل ها (دارای فرم میله ای شکل)؛

اسپیرلا (شکل مارپیچ دارند)؛

ارتعاشات (شکل ویرگول داشته باشید).

با توجه به نحوه تنفس، باکتری ها به دو دسته تقسیم می شوند هوازی (بیشتر باکتری ها) و بی هوازی ها (عوامل ایجاد کننده کزاز، بوتولیسم، گانگرن گازی). اولی برای تنفس به اکسیژن نیاز دارد، زیرا دومی اکسیژن بی فایده یا حتی سمی است.

باکتری ها با تقسیم تقریباً هر 20 دقیقه (در شرایط مساعد) تکثیر می شوند. DNA تکثیر می شود، هر سلول دختر کپی خود را از DNA والد دریافت می کند. همچنین امکان انتقال DNA بین سلول های غیرقابل تقسیم (از طریق گرفتن DNA "برهنه" با کمک باکتریوفاژهایا توسط صرف هنگامی که باکتری ها توسط فیمبریای جفتی به هم متصل می شوند)، با این حال، افزایش تعداد افراد رخ نمی دهد. از تولید مثل توسط اشعه های خورشید و محصولات فعالیت حیاتی خود جلوگیری می شود.

رفتار باکتری ها چندان پیچیده نیست. گیرنده های شیمیایی تغییرات اسیدی محیط و غلظت مواد مختلف را ثبت می کنند: قندها، اسیدهای آمینه، اکسیژن. بسیاری از باکتری ها به تغییرات دما یا نور واکنش نشان می دهند و برخی از باکتری ها می توانند میدان مغناطیسی زمین را حس کنند.

در شرایط نامساعد، باکتری با یک پوسته متراکم پوشیده می شود، سیتوپلاسم کم آب می شود و فعالیت حیاتی تقریباً متوقف می شود. در این حالت، هاگ های باکتری می توانند ساعت ها در خلاء عمیق باقی بمانند و دمای 240- تا 100+ درجه سانتی گراد را تحمل کنند.

شکل 1 - تصویر یک سلول پروکاریوتی

شکل 4- ساختار تاژک باکتری های گرم منفی.
1 - نخ؛ 2 - قلاب؛ 3 - بدن پایه; 4 - میله; 5 - L-ring; 6 - P-ring; 7 - S-ring; 8 - M-ring; 9 - CPM; 10 - فضای پری پلاسمیک; 11 - لایه پپتیدوگلیکان؛ 12 - غشای خارجی

ساختار سلول های پروکاریوت های پایین بسیار ساده تر است (شکل 1). در عین حال، ساختار متفاوت دستگاه هسته ای تنها ویژگی متمایز کننده یک سلول یوکاریوتی از یک پروکاریوتی نیست.

یکی از اجزای اصلی ساختاری سلول پروکاریوتی است دیواره سلولی (شکل 2 و 3). ترکیب غشای سلولی باکتری ها شامل کمپلکس های مولکولی پیچیده متشکل از پروتئین ها، پلی ساکاریدها و مواد چربی مانند است. به دلیل سفت بودن، به عنوان اسکلت سلول عمل می کند و شکل خاصی به آن می دهد. غشای سلولی پروکاریوت ها نوعی مانع برای عبور مواد محلول از محیط به داخل سلول ایجاد می کند. سلول های سیانوباکتری با یک غشای پکتین الاستیک پوشیده شده اند. در برخی از انواع باکتری ها، لایه ای از مخاط روی سطح سلول تشکیل می شود که به عنوان یک مورد - کپسول .

در میان ساختارهای سطحی سلول‌های بسیاری از باکتری‌ها، تاژک‌ها وجود دارند - اندام‌های حرکتی، که رشته‌های بسیار نازک طولانی، مارپیچی، موج‌دار یا منحنی هستند (شکل 4).

شکل 3- دیواره سلولی باکتری های گرم منفی (A) و ساختار مولکول لیپوپلی ساکارید (B).
الف. دیواره سلولی باکتری های گرم منفی 1 - غشای سیتوپلاسمی. 2 - لایه پپتیدوگلیکان؛ 3 - فضای پری پلاسمیک; 4 - مولکول های پروتئین; 5 - فسفولیپید؛ 6 - لیپوپلی ساکارید.
ب. ساختار مولکول لیپوپلی ساکارید 1 - لیپید A. 2 - هسته پلی ساکارید داخلی; 3 - هسته پلی ساکارید بیرونی؛ 4 - آنتی ژن O

طول تاژک می تواند چندین برابر طول بدن باکتری باشد. تعداد و محل تاژک ها از ویژگی های گونه ای است. برخی از گونه های باکتریایی یک تاژک دارند ( یکپارچه در برخی دیگر، تاژک‌ها به صورت دسته‌هایی در یک یا هر دو انتهای سلول قرار گرفته‌اند. لوفتریک سومی دارای یک تاژک در دو انتهای سلول است ( آمفیتریک در مرحله چهارم، تمام سطح سلول را می پوشانند ( پری تریکوز ).

در مجاورت پوسته غشای سیتوپلاسمی قرار دارد. دارای نفوذپذیری انتخابی است - به مواد خاصی اجازه ورود به سلول را می دهد و مواد خاصی را از آن خارج می کند. با توجه به این توانایی، غشاء نقش یک اندامک را ایفا می کند که مواد مغذی را در داخل سلول متمرکز می کند و باعث دفع مواد زائد می شود. در داخل سلول همواره فشار اسمزی در مقایسه با محیط افزایش یافته است. غشای سیتوپلاسمی پایداری آن را تضمین می کند. علاوه بر این، این مکان محلی سازی تعدادی از سیستم های آنزیمی، به ویژه آنزیم های ردوکس مرتبط با تولید انرژی است (در یوکاریوت ها آنها در میتوکندری قرار دارند). برخلاف سلول‌های یوکاریوتی، در یک سلول پروکاریوتی به بخش‌هایی تقسیم نمی‌شود. سلول‌های پروکاریوتی دارای کمپلکس گلژی یا میتوکندری نیستند و سیتوپلاسم حرکتی در آنها وجود ندارد. پدیده پینوسیتوز و فاگوسیتوز مشخصه پروکاریوت ها نیست. از میان اندامک ها، تنها ریبوزوم ها شبیه ریبوزوم های یوکاریوتی هستند.

در بسیاری از سلول های باکتریایی، ساختارهای غشایی خاصی یافت شده است - مزوزوم ها در نتیجه انقباض غشای سیتوپلاسمی به داخل سلول ایجاد می شود. نقش آنها هنوز به طور کامل مشخص نشده است. مفروضاتی در مورد مشارکت مزوزوم ها در مهمترین فرآیندهای درون سلولی تقسیم سلولی، سنتز مواد غشای سلولی و متابولیسم انرژی وجود دارد.