Crtež prokariota. Tko su eukarioti i prokarioti: usporedne karakteristike stanica iz različitih kraljevstava

prokariotske stanice- ovo su najprimitivniji, vrlo jednostavno uređeni, čuvajući značajke davnih vremena. Do prokariotski(ili prednuklearni) organizmi uključuju bakterije i modrozelene alge (cijanobakterije). Na temelju sličnosti strukture i oštrih razlika od drugih stanica, prokariotske stanice su izolirane u neovisno kraljevstvo sačmarica.

Razmotrite strukturu prokariotska stanica na primjeru bakterija. Genetski aparat prokariotske stanice predstavljen je DNK kromosoma s jednim prstenom, koji se nalazi u citoplazmi i nije odvojen od nje membranom. Takav analog jezgre naziva se nukleoid. DNA ne stvara komplekse s proteinima, te stoga svi geni koji čine kromosom "rade", t.j. informacije se kontinuirano čitaju iz njih.

prokariotska stanica okružen membranom koja odvaja citoplazmu od stanične stijenke, a sastoji se od složene visokopolimerne tvari. U citoplazmi ima malo organela, ali su prisutni brojni mali ribosomi (bakterijske stanice sadrže od 5 000 do 50 000 ribosoma).

Citoplazma prokariotske stanice prožeta je membranama koje tvore endoplazmatski retikulum, a sadrži ribosome koji provode sintezu proteina.

Unutarnji dio stanične stijenke prokariotske stanice predstavlja plazma membrana, čije izbočine u citoplazmu tvore mezosome koji su uključeni u izgradnju staničnih pregrada, reprodukciju i mjesto su vezanja DNA. Disanje se kod bakterija odvija u mezosomima, kod modrozelenih algi u citoplazmatskim membranama.

U mnogim bakterijama unutar stanice talože se rezervne tvari: polisaharidi, masti, polifosfati. Rezervne tvari, uključene u metabolizam, mogu produžiti život stanice u nedostatku vanjskih izvora energije.

(1-stanična stijenka, 2-vanjska citoplazmatska membrana, 3-kromosom (kružna molekula DNA), 4-ribosom, 5-mezosom, 6-invaginacija vanjske citoplazmatske membrane, 7-vakuola, 8-flagela, 9-hrpe membrane u kojima se odvija fotosinteza)

Tipično, bakterije se razmnožavaju dijeljenjem na dva dijela. Nakon produljenja stanice postupno se formira poprečni septum koji se polaže u smjeru izvana prema unutra, zatim se stanice kćeri razilaze ili ostaju povezane u karakteristične skupine - lance, pakete itd. Bakterija - Escherichia coli svakih 20 minuta udvostruči svoj broj.

Bakterije karakterizira sporulacija. Započinje odvajanjem dijela citoplazme od matične stanice. Odvojeni dio sadrži jedan genom i okružen je citoplazmatskom membranom. Zatim stanična stijenka, često višeslojna, raste oko spore. Kod bakterija se spolni proces promatra u obliku razmjene genetskih informacija između dviju stanica. Spolni proces povećava nasljednu varijabilnost mikroorganizama.

Većina živih organizama ujedinjena je u kraljevstvo eukariota, uključujući carstvo biljaka, gljiva i životinja. eukariotske stanice su veće prokariotske stanice, sastoje se od površinskog aparata, jezgre i citoplazme.

Vrsta lekcije: kombinirano.

Metode: verbalno, vizualno, praktično, problemsko traženje.

Ciljevi lekcije

Obrazovni: produbiti znanja učenika o građi eukariotskih stanica, naučiti ih primijeniti u praktičnoj nastavi.

Razvijanje: unaprjeđivanje sposobnosti učenika za rad s didaktičkim materijalom; razvijati mišljenje učenika ponudom zadataka za usporedbu prokariotskih i eukariotskih stanica, biljnih stanica i životinjskih stanica uz prepoznavanje sličnih i osebujnih obilježja.

Oprema: poster "Građa citoplazmatske membrane"; kartice sa zadacima; brošura (građa prokariotske stanice, tipična biljna stanica, građa životinjske stanice).

Međupredmetne komunikacije: botanika, zoologija, anatomija i fiziologija čovjeka.

Plan učenja

I. Organizacijski trenutak

Provjerite spremnost za lekciju.
Provjera popisa učenika.
Predstavljanje teme i ciljeva lekcije.

II. Učenje novog gradiva

Podjela organizama na pro- i eukariote

Oblik stanica je vrlo raznolik: neke su zaobljene, druge izgledaju poput zvijezda s mnogo zraka, treće su izdužene itd. Stanice su također različite veličine - od najmanjih, jedva vidljivih u svjetlosnom mikroskopu, do onih savršeno vidljivih golim okom (primjerice, jaja riba i žaba).

Svako neoplođeno jaje, uključujući divovska fosilizirana jaja dinosaura koja se čuvaju u paleontološkim muzejima, također je nekoć bila živa stanica. Međutim, ako govorimo o glavnim elementima unutarnje strukture, sve su stanice slične jedna drugoj.

prokarioti (od lat. pro- prije, prije, umjesto i grč. karion- nucleus) - to su organizmi čije stanice nemaju jezgru ograničenu membranom, tj. sve bakterije, uključujući arhebakterije i cijanobakterije. Ukupan broj vrsta prokariota je oko 6000. Sve genetske informacije prokariotske stanice (genofor) sadržane su u jednoj kružnoj molekuli DNA. Mitohondriji i kloroplasti su odsutni, a funkcije disanja ili fotosinteze, koje opskrbljuju stanicu energijom, obavlja plazma membrana (slika 1). Prokarioti se razmnožavaju bez izraženog spolnog procesa diobom na dva dijela. Prokarioti su sposobni provoditi niz specifičnih fizioloških procesa: fiksiraju molekularni dušik, provode mliječno-kiselu fermentaciju, razgrađuju drvo, oksidiraju sumpor i željezo.

Nakon uvodnog razgovora učenici razmatraju građu prokariotske stanice, uspoređujući glavne značajke građe s vrstama eukariotske stanice (slika 1).

eukarioti - To su viši organizmi koji imaju jasno izraženu jezgru, koja je membranom (kariomembranom) odvojena od citoplazme. U eukariote spadaju sve više životinje i biljke te jednostanične i višestanične alge, gljive i protozoe. Nuklearna DNA u eukariota je zatvorena u kromosomima. Eukarioti imaju stanične organele ograničene membranama.

Razlike između eukariota i prokariota

- Eukarioti imaju pravu jezgru: genetski aparat eukariotske stanice zaštićen je ovojnicom sličnom ovojnici same stanice.
– Organele uključene u citoplazmu okružene su membranom.

Građa biljne i životinjske stanice

Stanica svakog organizma je sustav. Sastoji se od tri međusobno povezana dijela: membrane, jezgre i citoplazme.

U proučavanju botanike, zoologije i ljudske anatomije već ste se upoznali s građom raznih vrsta stanica. Pogledajmo ukratko ovaj članak.

Vježba 1. Na slici 2 odredite koji organizmi i vrste tkiva odgovaraju stanicama pod brojevima 1-12. Što je razlog njihovog oblika?

Građa i funkcije organela biljnih i životinjskih stanica

Pomoću slika 3. i 4. te korištenjem Biološkog enciklopedijskog rječnika i udžbenika učenici popunjavaju tablicu uspoređujući životinjske i biljne stanice.

Stol. Građa i funkcije organela biljnih i životinjskih stanica

stanične organele	Građa organela	Funkcija	Prisutnost organela u stanicama
			bilje	životinje
kloroplast	To je vrsta plastida	Boje biljke u zeleno za fotosintezu
leukoplast	Ljuska se sastoji od dvije elementarne membrane; unutarnji, raste u stromu, tvori nekoliko tilakoida	Sintetizira i nakuplja škrob, ulja, proteine
Kromoplast	Plastidi sa žutom, narančastom i crvenom bojom, boja je zbog pigmenata - karotenoida	Crvena, žuta boja jesenjeg lišća, sočnog voća itd.
	Zauzima do 90% volumena zrele stanice, ispunjene staničnim sokom	Održavanje turgora, nakupljanje rezervnih tvari i produkata metabolizma, regulacija osmotskog tlaka i dr.
mikrotubule	Sastoji se od proteina tubulina, smještenog u blizini plazma membrane	Sudjeluju u taloženju celuloze na stanične stijenke, kretanju raznih organela u citoplazmi. Tijekom stanične diobe mikrotubule čine osnovu strukture diobenog vretena.
plazma membrana (CPM)	Sastoji se od lipidnog dvosloja prožetog proteinima uronjenim na različite dubine	Barijera, transport tvari, komunikacija između stanica
Glatki EPR	Sustav ravnih i razgranatih tubula	Provodi sintezu i otpuštanje lipida
Grubi EPR	Ime je dobio zbog brojnih ribosoma na svojoj površini.	Sinteza proteina, njihovo nakupljanje i transformacija za otpuštanje iz stanice prema van
	Okružen dvostrukom nuklearnom membranom s porama. Vanjska nuklearna membrana tvori kontinuiranu strukturu s ER membranom. Sadrži jednu ili više jezgrica	Nositelj nasljedne informacije, središte regulacije stanične aktivnosti
stanične stijenke	Sastoji se od dugih molekula celuloze raspoređenih u snopove koji se nazivaju mikrofibrili	Vanjski okvir, zaštitna školjka
Plazmodezmati	Sićušni citoplazmatski kanali koji probijaju stanične stijenke	Ujedinite protoplaste susjednih stanica
Mitohondriji		Sinteza ATP-a (skladištenje energije)
Golgijev aparat	Sastoji se od hrpe ravnih vrećica - cisterni ili diktiosoma	Sinteza polisaharida, stvaranje CPM i lizosoma
Lizosomi		unutarstanična probava
Ribosomi	Sastoji se od dvije nejednake podjedinice velike i male, u koje se mogu rastaviti	Mjesto biosinteze proteina
Citoplazma	Sastoji se od vode s velikom količinom otopljenih tvari koje sadrže glukozu, proteine ​​i ione	Sadrži ostale organele stanice i odvijaju se svi procesi staničnog metabolizma.
Mikrofilamenti	Aktinska vlakna obično su raspoređena u snopove blizu površine stanica	Uključen u pokretljivost i preoblikovanje stanica
Centriole	Može biti dio mitotskog aparata stanice. Diploidna stanica sadrži dva para centriola	Sudjeluju u procesu diobe stanica kod životinja; u zoosporama algi, mahovina i u protozoa tvore bazalna tijela cilija
mikrovili	izbočine plazma membrane	Povećajte vanjsku površinu stanice, mikrovili zajedno čine granicu stanice

zaključke

1. Stanična stijenka, plastidi i središnja vakuola svojstveni su samo biljnim stanicama.
2. Lizosomi, centrioli, mikrovili prisutni su uglavnom samo u stanicama životinjskih organizama.
3. Sve ostale organele karakteristične su i za biljne i za životinjske stanice.

Građa stanične membrane

Stanična membrana nalazi se izvan stanice, odvajajući je od vanjskog ili unutarnjeg okruženja tijela. Temelji se na plazmalemi (staničnoj membrani) i ugljikohidratno-proteinskoj komponenti.

Funkcije stanične stijenke:

- održava oblik stanice i daje mehaničku čvrstoću stanici i organizmu u cjelini;
- štiti stanicu od mehaničkih oštećenja i ulaska štetnih spojeva u nju;
- vrši prepoznavanje molekularnih signala;
– regulira izmjenu tvari između stanice i okoliša;
- vrši međustanično međudjelovanje u višestaničnom organizmu.

Funkcija stanične stijenke:

- predstavlja vanjski okvir - zaštitnu školjku;
- osigurava transport tvari (voda, soli, molekule mnogih organskih tvari prolaze kroz staničnu stijenku).

Vanjski sloj životinjskih stanica, za razliku od staničnih stijenki biljaka, vrlo je tanak i elastičan. Nije vidljiv pod svjetlosnim mikroskopom i sastoji se od niza polisaharida i proteina. Površinski sloj životinjskih stanica naziva se glikokaliks, obavlja funkciju izravne veze životinjskih stanica s vanjskim okolišem, sa svim tvarima koje ga okružuju, ne igra pomoćnu ulogu.

Ispod glikokaliksa životinjske i stanične stijenke biljne stanice nalazi se plazma membrana koja izravno graniči s citoplazmom. Plazma membrana sadrži proteine ​​i lipide. Oni su raspoređeni na uredan način zbog različitih međusobnih kemijskih interakcija. Molekule lipida u plazma membrani raspoređene su u dva reda i tvore kontinuirani lipidni dvosloj. Proteinske molekule ne tvore kontinuirani sloj, one se nalaze u lipidnom sloju, uranjajući u njega na različitim dubinama. Molekule proteina i lipida su pokretne.

Funkcije plazma membrane:

- tvori barijeru koja odvaja unutarnji sadržaj stanice od vanjskog okoliša;
- osigurava transport tvari;
- osigurava komunikaciju između stanica u tkivima višestaničnih organizama.

Ulazak tvari u stanicu

Površina ćelije nije kontinuirana. U citoplazmatskoj membrani nalaze se brojne sićušne rupice – pore kroz koje, uz ili bez pomoći posebnih proteina, ioni i male molekule mogu prodrijeti u stanicu. Osim toga, neki ioni i male molekule mogu ući u stanicu izravno kroz membranu. Ulazak najvažnijih iona i molekula u stanicu nije pasivna difuzija, već aktivni transport, za što je potrebna energija. Transport tvari je selektivan. Selektivna propusnost stanične membrane naziva se polupropusnost.

put fagocitoza unutar stanice ulaze: velike molekule organskih tvari, kao što su proteini, polisaharidi, čestice hrane, bakterije. Fagocitoza se provodi uz sudjelovanje plazma membrane. Na mjestu gdje površina stanice dolazi u dodir s česticom neke guste tvari, membrana se savija, stvara udubinu i okružuje česticu koja je u "membranskoj kapsuli" uronjena u stanicu. Nastaje probavna vakuola, au njoj se probavljaju organske tvari koje su ušle u stanicu.

Fagocitozom se hrane amebe, cilijate, životinjski i ljudski leukociti. Leukociti apsorbiraju bakterije, kao i razne krute čestice koje slučajno uđu u tijelo, štiteći ga od patogenih bakterija. Stanična stijenka biljaka, bakterija i modrozelenih algi sprječava fagocitozu, pa se taj put ulaska tvari u stanicu u njima ne ostvaruje.

Kapljice tekućine koje sadrže različite tvari u otopljenom i suspendiranom stanju također prodiru u stanicu kroz plazma membranu.Taj fenomen je tzv. pinocitoza. Proces apsorpcije tekućine sličan je fagocitozi. Kap tekućine uronjena je u citoplazmu u "membranskom paketu". Organske tvari koje ulaze u stanicu zajedno s vodom počinju se probavljati pod utjecajem enzima sadržanih u citoplazmi. Pinocitoza je široko rasprostranjena u prirodi i provode je stanice svih životinja.

III. Konsolidacija proučavanog materijala

Na koje se dvije velike skupine dijele svi organizmi prema građi jezgre?
Koje se organele nalaze samo u biljnim stanicama?
Koje se organele nalaze samo u životinjskim stanicama?
Koja je razlika u građi stanične stijenke biljaka i životinja?
Na koja dva načina tvari ulaze u stanicu?
Koja je važnost fagocitoze za životinje?

Na Zemlji postoje samo dvije vrste organizama: eukarioti i prokarioti. Jako se razlikuju po svojoj građi, podrijetlu i evolucijskom razvoju, o čemu će biti više riječi u nastavku.

U kontaktu s

Znakovi prokariotske stanice

Prokarioti se inače nazivaju prednuklearima. Prokariotska stanica nema drugih organela koji imaju ovojnicu membrane (, endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks).

Također imaju sljedeće značajke:

1. bez ljuske i ne stvara veze s proteinima. Informacije se kontinuirano prenose i čitaju.
2. Svi prokarioti su haploidni organizmi.
3. Enzimi se nalaze u slobodnom stanju (difuzno).
4. Imaju sposobnost sporulacije u nepovoljnim uvjetima.
5. Prisutnost plazmida - malih ekstrakromosomskih molekula DNA. Njihova funkcija je prijenos genetskih informacija, povećavajući otpornost na mnoge agresivne čimbenike.
6. Prisutnost flagela i pili - vanjskih proteinskih formacija potrebnih za kretanje.
7. Plinske vakuole su šupljine. Zahvaljujući njima, tijelo se može kretati u vodenom stupcu.
8. Stanična stijenka kod prokariota (točnije bakterija) sastoji se od mureina.
9. Glavne metode dobivanja energije kod prokariota su kemo- i fotosinteza.

To uključuje bakterije i arheje. Primjeri prokariota: spirohete, proteobakterije, cijanobakterije, krenarheoti.

Pažnja! Unatoč činjenici da prokarioti nemaju jezgru, oni imaju njezin ekvivalent - nukleoid (kružna molekula DNA bez ljuski) i slobodnu DNA u obliku plazmida.

Građa prokariotske stanice

bakterije

Predstavnici ovog kraljevstva među najstarijim su stanovnicima Zemlje i imaju visoku stopu preživljavanja u ekstremnim uvjetima.

Postoje gram-pozitivne i gram-negativne bakterije. Njihova glavna razlika leži u strukturi stanične membrane. Gram-pozitivni imaju deblju ljusku, do 80% se sastoji od mureinske baze, kao i polisaharida i polipeptida. Kada se boje po Gramu daju ljubičastu boju. Većina ovih bakterija su patogeni. Gram-negativne imaju tanju stijenku, koja je od membrane odvojena periplazmatskim prostorom. Međutim, takva školjka ima povećanu čvrstoću i mnogo je otpornija na učinke antitijela.

Bakterije imaju vrlo važnu ulogu u prirodi:

1. Cijanobakterije (modrozelene alge) pomažu u održavanju odgovarajuće razine kisika u atmosferi. Oni čine više od polovice ukupnog O2 na Zemlji.
2. Oni doprinose razgradnji organskih ostataka, čime sudjeluju u ciklusu svih tvari, sudjeluju u formiranju tla.
3. Fiksatori dušika na korijenu mahunarki.
4. Oni pročišćavaju vodu iz otpada, na primjer, metalurške industrije.
5. Oni su dio mikroflore živih organizama, pomažu u apsorpciji hranjivih tvari što je više moguće.
6. Koriste se u prehrambenoj industriji za fermentaciju.Tako se dobivaju sirevi, svježi sir, alkohol, tijesto.

Pažnja! Osim pozitivne vrijednosti, bakterije imaju i negativnu ulogu. Mnogi od njih uzrokuju smrtonosne bolesti kao što su kolera, trbušni tifus, sifilis i tuberkuloza.

bakterije

Arheje

Prije su bili kombinirani s bakterijama u jedno kraljevstvo Drobyanok. Međutim, s vremenom je postalo jasno da arheje imaju svoj individualni evolucijski put i da se vrlo razlikuju od drugih mikroorganizama po svom biokemijskom sastavu i metabolizmu. Razlikuje se do 5 tipova, a najviše su proučavani Euryarchaeots i Crenarchaeotes. Značajke arhea su:

• većina njih su kemoautotrofi - sintetiziraju organske tvari iz ugljičnog dioksida, šećera, amonijaka, metalnih iona i vodika;
• igraju ključnu ulogu u ciklusu dušika i ugljika;
• sudjeluju u probavi kod ljudi i mnogih preživača;
• imaju stabilniju i izdržljiviju membransku ljusku zbog prisutnosti eterskih veza u glicerol-eter lipidima. To omogućuje arhejama da žive u visoko alkalnim ili kiselim sredinama, kao iu uvjetima visokih temperatura;
• stanična stijenka, za razliku od bakterija, ne sadrži peptidoglikan i sastoji se od pseudomureina.

Građa eukariota

Eukarioti su carstvo organizama čije stanice sadrže jezgru. Uz arheje i bakterije, sva živa bića na Zemlji su eukarioti (na primjer, biljke, protozoe, životinje). Stanice se mogu jako razlikovati po obliku, strukturi, veličini i funkciji. Unatoč tome, slični su u osnovama života, metabolizmu, rastu, razvoju, sposobnosti nadražaja i varijabilnosti.

Eukariotske stanice mogu biti stotine ili tisuće puta veće od prokariotskih stanica. Obuhvaćaju jezgru i citoplazmu s brojnim membranskim i nemembranskim organelama. Membrana uključuje: endoplazmatski retikulum, lizosome, Golgijev kompleks, mitohondrije,. Nemembranski: ribosomi, stanični centar, mikrotubule, mikrofilamenti.

Građa eukariota

Usporedimo eukariotske stanice iz različitih kraljevstava.

Kraljevstva eukariota uključuju:

• protozoa. Heterotrofi, neki sposobni za fotosintezu (alge). Razmnožavaju se nespolno, spolno i na jednostavan način u dva dijela. Većina nema staničnu stijenku;
• bilje. Oni su proizvođači, glavni način dobivanja energije je fotosinteza. Većina biljaka je nepokretna i razmnožava se nespolno, spolno i vegetativno. Stanična stijenka građena je od celuloze;
• gljive. Višestanični. Razlikujte niže i više. Oni su heterotrofni organizmi i ne mogu se samostalno kretati. Razmnožavaju se nespolno, spolno i vegetativno. Pohranjuju glikogen i imaju jaku hitinsku staničnu stijenku;
• životinje. Postoji 10 vrsta: spužve, crvi, člankonošci, bodljikaši, hordati i drugi. Oni su heterotrofni organizmi. Sposoban za samostalno kretanje. Glavna tvar za skladištenje je glikogen. Stanična stijenka je građena od hitina, kao i kod gljiva. Glavni način razmnožavanja je spolni.

Tablica: Usporedna svojstva biljne i životinjske stanice

Struktura	biljna stanica	životinjski kavez
stanične stijenke	Celuloza	Sastoji se od glikokaliksa - tankog sloja proteina, ugljikohidrata i lipida.
Lokacija jezgre	Smješten bliže zidu	Smješten u središnjem dijelu
Stanični centar	Isključivo u nižim algama	Predstaviti
Vakuole	Sadrži stanični sok	Kontraktilni i probavni.
Rezervna tvar	Škrob	Glikogen
plastide	Tri vrste: kloroplasti, kromoplasti, leukoplasti	Nedostaje
Hrana	autotrofni	heterotrofni

Usporedba prokariota i eukariota

Strukturne značajke prokariotskih i eukariotskih stanica su značajne, ali jedna od glavnih razlika tiče se skladištenja genetskog materijala i načina dobivanja energije.

Prokarioti i eukarioti fotosintetiziraju drugačije. Kod prokariota se taj proces odvija na membranskim izraštajima (kromatoforima) naslaganim u zasebne hrpe. Bakterije nemaju fotosustav fluora, stoga ne oslobađaju kisik, za razliku od modrozelenih algi koje ga stvaraju tijekom fotolize. Izvori vodika kod prokariota su sumporovodik, H2, razne organske tvari i voda. Glavni pigmenti su bakterioklorofil (kod bakterija), klorofil i fikobilini (kod cijanobakterija).

Od svih eukariota samo su biljke sposobne za fotosintezu. Imaju posebne tvorevine - kloroplaste koji sadrže membrane položene u granu ili lamele. Prisutnost fotosustava II omogućuje ispuštanje kisika u atmosferu tijekom procesa fotolize vode. Jedini izvor molekula vodika je voda. Glavni pigment je klorofil, a fikobilini su prisutni samo u crvenim algama.

Glavne razlike i karakteristične značajke prokariota i eukariota prikazane su u donjoj tablici.

Tablica: Sličnosti i razlike između prokariota i eukariota

Usporedba	prokarioti	eukarioti
Vrijeme pojavljivanja	Preko 3,5 milijardi godina	Oko 1,2 milijarde godina
Veličine ćelija	Do 10 µm	10 do 100 µm
Kapsula	Tamo je. Obavlja zaštitnu funkciju. Povezan sa staničnim zidom	Nedostaje
plazma membrana	Tamo je	Tamo je
stanične stijenke	Sastoji se od pektina ili mureina	Postoje i drugi osim životinja
Kromosomi	Umjesto toga, kružni DNK. Translacija i transkripcija odvijaju se u citoplazmi.	Linearne molekule DNA. Translacija se odvija u citoplazmi, dok se transkripcija odvija u jezgri.
Ribosomi	Mali tip 70S. Smješten u citoplazmi.	Veliki 80S-tip, može se pričvrstiti na endoplazmatski retikulum, smješten u plastidima i mitohondrijima.
membranska organela	Nijedan. Postoje izdanci membrane - mezosomi	Postoje: mitohondriji, Golgijev kompleks, stanični centar, EPS
Citoplazma	Tamo je	Tamo je
	Nedostaje	Tamo je
Vakuole	Plin (aerosomi)	Tamo je
Kloroplasti	Nijedan. Fotosinteza se odvija u bakterioklorofilima	Prisutan samo u biljkama
Plazmidi	Tamo je	Nedostaje
Jezgra	Nedostaje	Tamo je
Mikrofilamenti i mikrotubule.	Nedostaje	Tamo je
Metode podjele	Konstrikcija, pupanje, konjugacija	Mitoza, mejoza
Interakcija ili kontakti	Nedostaje	Plazmodezmi, dezmosomi ili septumi
Vrste prehrane stanica	fotoautotrofni, fotoheterotrofni, kemoautotrofni, kemoheterotrofni	Fototrofna (kod biljaka) endocitoza i fagocitoza (kod drugih)

Razlike između prokariota i eukariota

Sličnosti i razlike između prokariotskih i eukariotskih stanica

Zaključak

Usporedba prokariotskog i eukariotskog organizma prilično je naporan proces koji zahtijeva razmatranje mnogih nijansi. Imaju mnogo zajedničkog jedni s drugima u pogledu strukture, tekućih procesa i svojstava svih živih bića. Razlike su u funkcijama koje obavljaju, načinima prehrane i unutarnjoj organizaciji. Oni koje zanima ova tema mogu koristiti ove informacije.

Prokariotska stanica mnogo je jednostavnija od stanica životinja i biljaka. Izvana je prekriven staničnom stijenkom koja obavlja zaštitne, oblikovane i transportne funkcije. Čvrstoću stanične stijenke osigurava murein. Ponekad je bakterijska stanica na vrhu prekrivena kapsulom ili sluznim slojem.

Protoplazma bakterija, poput one eukariota, okružena je plazma membrana. Mezosomi uključeni u proces disanja, bakterioklorofil i drugi pigmenti nalaze se u vrećastim, cjevastim ili lamelarnim udubljenjima membrane. Genetski materijal prokariota ne tvori jezgru, već se nalazi neposredno u citoplazmi. Bakterijska DNK jedna je kružna molekula, od kojih se svaka sastoji od tisuća i milijuna parova baza. Genom bakterijske stanice mnogo je jednostavniji od genoma stanica naprednijih bića: u prosjeku bakterijska DNK sadrži nekoliko tisuća gena.

Nije pronađen u prokariotskim stanicama endoplazmatski retikulum, a ribosomi slobodno plutaju u citoplazmi. Ne kod prokariota mitohondrije; dio njihove funkcije obavlja stanična membrana.

prokarioti

Bakterije su najmanji organizmi sa staničnom strukturom; njihove veličine se kreću od 0,1 do 10 µm. Tipično mjesto za ispis može primiti stotine tisuća bakterija srednje veličine. Bakterije se mogu vidjeti samo mikroskopom, pa se zato i zovu mikroorganizama ili mikrobi; mikroorganizmi se proučavaju mikrobiologija . Dio mikrobiologije koji se bavi bakterijama naziva se bakteriologija . Položen je početak ove nauke Anthony van Leeuwenhoek u 17. stoljeću.

bakterije su najstariji poznati organizmi. Tragovi vitalne aktivnosti bakterija i modrozelenih algi (stromatolita) pripadaju arheju i datiraju 3,5 milijarde godina.

Zbog mogućnosti razmjene gena između predstavnika različitih vrsta, pa čak i rodova, prilično je teško sistematizirati prokariote. Zadovoljavajuća taksonomija prokariota još nije izgrađena; svi postojeći sustavi su umjetni i klasificiraju bakterije prema nekoj skupini svojstava, ne uzimajući u obzir njihov filogenetski odnos. Prethodno su bakterije zajedno sa gljive i alge uključeni u potkraljevstvo nižih biljaka. Bakterije su trenutno klasificirane kao zasebno carstvo prokariota. Najčešći sustav klasifikacije je Bergijev sustav na temelju strukture stanične stijenke.

Krajem 20. stoljeća znanstvenici su otkrili da su stanice relativno malo proučene skupine bakterija - arhebakterije - sadržavati rRNA, koji se po svojoj strukturi razlikuju i od prokariotske rRNA i od eukariotske rRNA. Građa genetskog aparata arhebakterija (prisutnost introni i sekvence koje se ponavljaju obrada, oblik ribosom) približava ih eukariotima; s druge strane, arhebakterije imaju i tipične znakove prokariota (nepostojanje jezgre u stanici, prisutnost flagela, plazmida i plinskih vakuola, veličina rRNA, fiksacija dušika). Konačno, arhebakterije se od svih drugih organizama razlikuju po građi stanične stijenke, načinu fotosinteze i nekim drugim značajkama. Arhebakterije mogu postojati u ekstremnim uvjetima (na primjer, u toplim izvorima na temperaturama iznad 100 ° C, u dubinama oceana pri tlaku od 260 atm, u zasićenim otopinama soli (30% NaCl)). Neke arhebakterije proizvode metan, dok druge za energiju koriste spojeve sumpora.

Očigledno, arhebakterije su vrlo stara skupina organizama; „ekstremne“ mogućnosti svjedoče o uvjetima karakterističnim za Zemljinu površinu u arhejsko doba. Vjeruje se da su arhebakterije najbliže hipotetskim "stanicama" iz kojih je nastala sva raznolikost života na Zemlji.

Nedavno je postalo jasno da postoje tri glavne vrste rRNA, prikazano, redom, prvo - u eukariotskim stanicama, drugo - u stanicama stvarnih bakterija, kao iu mitohondrije i kloroplasti eukarioti, treći - u arhebakterije. Studije molekularne genetike nametnule su novi pogled na teoriju podrijetla eukariota. Trenutno se vjeruje da su tri različite grane prokariota evoluirale istovremeno na drevnoj Zemlji - arhebakterije, eubakterije i urkarioti , karakteriziran drugačijom strukturom i različitim načinima dobivanja energije. Urkarioti, koji su zapravo bili nuklearno-citoplazmatska komponenta eukariota, naknadno su uključeni kao simbionti predstavnici raznih skupina eubakterija, koje su se pretvorile u mitohondrije i kloroplaste budućih eukariotskih stanica.

Stoga je rang klase koji je ranije dodijeljen arhebakterijama očito nedovoljan. Trenutno, mnogi istraživači su skloni podijeliti prokariote u dva carstva: arhebakterije i prave bakterije (eubakterije ) ili čak odvojiti arhebakterije u zasebno kraljevstvo Arheja.

Klasifikacija pravih bakterija dana je u shema.

NA bakterijska stanica nema jezgre, kromosomi su slobodno smješteni u citoplazmi. Osim toga, u bakterijskoj stanici nema membranskih organela: mitohondrije, EPS, Golgijev aparat itd. Izvana je stanična membrana prekrivena staničnom stijenkom.

Većina bakterija se kreće pasivno, koristeći strujanje vode ili zraka. Samo nekoliko njih ima organele kretanja - bičevi . Prokariotske flagele vrlo su jednostavne strukture i sastoje se od proteina flagelina, koji oblikuje šuplji cilindar promjera 10-20 nm. Uvrću se u medij, pomičući ćeliju prema naprijed. Navodno, ovo je jedina struktura poznata u prirodi koja koristi princip kotača.

Bakterije se prema obliku dijele u nekoliko skupina:

koke (imaju zaobljeni oblik);

bacili (imaju oblik u obliku šipke);

spirila (imaju oblik spirale);

vibrioti (imaju oblik zareza).

Prema načinu disanja bakterije se dijele na aerobi (većina bakterija) i anaerobi (uzročnici tetanusa, botulizma, plinske gangrene). Prvi trebaju kisik za disanje, za druge je kisik beskoristan ili čak otrovan.

Bakterije se razmnožavaju dijeljenjem otprilike svakih 20 minuta (pod povoljnim uvjetima). DNK se replicira, svaka stanica kćer dobiva vlastitu kopiju matične DNK. Također je moguće prenijeti DNA između stanica koje se ne dijele (kroz hvatanje "gole" DNA, uz pomoć bakteriofaga ili po konjugacije , kada su bakterije međusobno povezane kopulacijskim fimbrijama), međutim, ne dolazi do povećanja broja jedinki. Razmnožavanje sprječavaju sunčeve zrake i proizvodi vlastite vitalne aktivnosti.

Ponašanje bakterija nije posebno složeno. Kemijski receptori registriraju promjene kiselosti okoliša i koncentracije raznih tvari: šećera, aminokiselina, kisika. Mnoge bakterije reagiraju na promjene temperature ili svjetlosti, a neke bakterije mogu osjetiti Zemljino magnetsko polje.

Pod nepovoljnim uvjetima, bakterija je prekrivena gustom ljuskom, citoplazma je dehidrirana, a vitalna aktivnost gotovo prestaje. U tom stanju, spore bakterija mogu satima ostati u dubokom vakuumu, izdržati temperature od -240 °C do +100 °C.

Slika 1 - Slika prokariotske stanice

Slika 4 - Građa flageluma gram-negativnih bakterija.
1 - navoj; 2 - kuka; 3 - bazalno tijelo; 4 - šipka; 5 - L-prsten; 6 - P-prsten; 7 - S-prsten; 8 - M-prsten; 9 - CPM; 10 - periplazmatski prostor; 11 - peptidoglikanski sloj; 12 - vanjska membrana

Građa stanica nižih prokariota mnogo je jednostavnija (slika 1). Istodobno, različita struktura nuklearnog aparata nije jedina značajka koja razlikuje eukariotsku stanicu od prokariotske.

Jedna od glavnih strukturnih komponenti prokariotske stanice je stanične stijenke (Sl. 2, 3). Sastav stanične membrane bakterija uključuje složene molekularne komplekse koji se sastoje od proteina, polisaharida i tvari sličnih mastima. Budući da je krut, služi kao kostur stanice, dajući joj određeni oblik. Stanična membrana prokariota čini svojevrsnu barijeru prolasku otopljenih tvari iz okoline u stanicu. Stanice cijanobakterija prekrivene su elastičnom pektinskom membranom. U nekim vrstama bakterija, sloj sluzi se formira na površini stanice, tvoreći, takoreći, kućište - kapsula .

Među površinskim strukturama stanica mnogih bakterija nalaze se flagele - organi za kretanje, koje su dugačke vrlo tanke niti, spiralne, valovite ili zakrivljene (slika 4).

Slika 3 - Stanična stijenka gram-negativnih bakterija (A) i struktura molekule lipopolisaharida (B).
A. Stanična stijenka gram-negativnih bakterija 1 - citoplazmatska membrana; 2 - peptidoglikanski sloj; 3 - periplazmatski prostor; 4 - proteinske molekule; 5 - fosfolipid; 6 - lipopolisaharid.
B. Struktura molekule lipopolisaharida 1 - lipid A; 2 - unutarnja polisaharidna jezgra; 3 - vanjska polisaharidna jezgra; 4 - O-antigen

Duljina flagele može biti mnogo puta veća od duljine tijela bakterije. Broj i položaj flagela karakteristična su značajka vrste. Neke vrste bakterija imaju jedan flagelum ( jednoličan ), kod drugih su flagele raspoređene u snopove na jednom ili oba kraja stanice ( lofotričan ), treći ima po jedan flagelum na oba kraja stanice ( amfitrijski ), u četvrtom pokrivaju cijelu površinu stanice ( peritrihous ).

U neposrednoj blizini ljuske je citoplazmatska membrana. Ima selektivnu propusnost – omogućuje određenim tvarima da uđu u stanicu i uklanja određene tvari iz nje. Zbog te sposobnosti membrana ima ulogu organele koja koncentrira hranjive tvari unutar stanice i potiče izlučivanje otpadnih tvari. Unutar stanice uvijek postoji povećani osmotski tlak u odnosu na okolinu. Citoplazmatska membrana osigurava njegovu postojanost. Osim toga, to je mjesto lokalizacije niza enzimskih sustava, posebice redoks enzima povezanih s proizvodnjom energije (kod eukariota oni se nalaze u mitohondrijima). Za razliku od eukariotskih stanica, u prokariotskoj stanici nema podjele na odjeljke. Prokariotske stanice nemaju ni Golgijev kompleks ni mitohondrije, niti u njima postoji usmjereno kretanje citoplazme. Fenomeni pinocitoze i fagocitoze nisu karakteristični za prokariote. Od organela samo su ribosomi slični eukariotskim ribosomima.

U mnogim bakterijskim stanicama pronađene su posebne membranske strukture - mezosomi nastali kao posljedica povlačenja citoplazmatske membrane u stanicu. Njihova uloga još nije u potpunosti razjašnjena. Postoje pretpostavke o sudjelovanju mezosoma u najvažnijim unutarstaničnim procesima stanične diobe, sintezi tvari stanične membrane i u energetskom metabolizmu.