Kresba prokaryotika. Kto sú eukaryoty a prokaryoty: porovnávacie charakteristiky buniek z rôznych kráľovstiev

prokaryotických buniek- sú to najprimitívnejšie, veľmi jednoducho usporiadané, zachovávajúce črty dávnych čias. Komu prokaryotické(alebo predjadrové) organizmy zahŕňajú baktérie a modrozelené riasy (cyanobaktérie). Na základe spoločnej štruktúry a ostrých rozdielov od iných buniek sú prokaryotické bunky izolované do nezávislého kráľovstva brokovníc.

Zvážte štruktúru prokaryotická bunka na príklade baktérií. Genetický aparát prokaryotickej bunky predstavuje DNA jedného kruhového chromozómu, ktorý sa nachádza v cytoplazme a nie je od nej oddelený membránou. Takýto analóg jadra sa nazýva nukleoid. DNA netvorí komplexy s proteínmi, a preto „fungujú“ všetky gény, ktoré tvoria chromozóm, t.j. informácie sa z nich priebežne čítajú.

prokaryotická bunka obklopený membránou, ktorá oddeľuje cytoplazmu od bunkovej steny, vytvorenou z komplexnej látky s vysokým obsahom polyméru. V cytoplazme je málo organel, ale sú prítomné početné malé ribozómy (bakteriálne bunky obsahujú 5 000 až 50 000 ribozómov).

Cytoplazma prokaryotickej bunky je preniknutá membránami, ktoré tvoria endoplazmatické retikulum, a obsahuje ribozómy, ktoré vykonávajú syntézu proteínov.

Vnútornú časť bunkovej steny prokaryotickej bunky predstavuje plazmatická membrána, ktorej výbežky do cytoplazmy tvoria mezozómy podieľajúce sa na stavbe bunkových prepážok, reprodukcii a sú miestom pripojenia DNA. Dýchanie u baktérií sa uskutočňuje v mezozómoch, v modrozelených riasach v cytoplazmatických membránach.

U mnohých baktérií sa vo vnútri bunky ukladajú rezervné látky: polysacharidy, tuky, polyfosfáty. Rezervné látky, ktoré sú súčasťou metabolizmu, môžu predĺžiť životnosť bunky v neprítomnosti vonkajších zdrojov energie.

(1-bunková stena, 2-vonkajšia cytoplazmatická membrána, 3-chromozóm (kruhová molekula DNA), 4-ribozóm, 5-mezozóm, 6-invaginácia vonkajšej cytoplazmatickej membrány, 7-vakuol, 8-bičíky, 9-zásobníkov membrány, v ktorých prebieha fotosyntéza)

Baktérie sa zvyčajne rozmnožujú delením na dve časti. Po predĺžení buniek sa postupne vytvorí priečna priehradka, ktorá sa ukladá v smere zvonku dovnútra, potom sa dcérske bunky rozchádzajú alebo zostávajú spojené do charakteristických skupín - retiazky, balíky a pod. Baktéria – Escherichia coli zdvojnásobí svoj počet každých 20 minút.

Baktérie sa vyznačujú sporuláciou. Začína sa oddelením časti cytoplazmy od materskej bunky. Oddelená časť obsahuje jeden genóm a je obklopená cytoplazmatickou membránou. Potom okolo spór vyrastie bunková stena, často viacvrstvová. U baktérií sa sexuálny proces pozoruje vo forme výmeny genetickej informácie medzi dvoma bunkami. Sexuálny proces zvyšuje dedičnú variabilitu mikroorganizmov.

Väčšina živých organizmov je zjednotená v ríši eukaryotov, vrátane ríše rastlín, húb a živočíchov. eukaryotické bunky sú väčšie prokaryotických buniek, pozostávajú z povrchového aparátu, jadra a cytoplazmy.

Typ lekcie: kombinovaný.

Metódy: verbálny, vizuálny, praktický, problémový.

Ciele lekcie

Vzdelávacie: prehĺbiť vedomosti študentov o stavbe eukaryotických buniek, naučiť ich aplikovať na praktických hodinách.

Rozvíjanie: zlepšiť schopnosť žiakov pracovať s didaktickým materiálom; rozvíjať myslenie žiakov ponúkaním úloh na porovnávanie prokaryotických a eukaryotických buniek, rastlinných buniek a živočíšnych buniek s identifikáciou podobných a charakteristických znakov.

Vybavenie: plagát "Štruktúra cytoplazmatickej membrány"; karty úloh; handout (štruktúra prokaryotickej bunky, typická rastlinná bunka, štruktúra živočíšnej bunky).

Medzipredmetové komunikácie: botanika, zoológia, anatómia a fyziológia človeka.

Plán lekcie

I. Organizačný moment

Skontrolujte pripravenosť na lekciu.
Kontrola zoznamu študentov.
Prezentácia témy a cieľov lekcie.

II. Učenie sa nového materiálu

Rozdelenie organizmov na pro- a eukaryoty

Tvar buniek je mimoriadne rôznorodý: niektoré sú zaoblené, iné vyzerajú ako hviezdy s mnohými lúčmi, iné sú pretiahnuté atď. Bunky sa líšia aj veľkosťou – od najmenších, ťažko rozlíšiteľných vo svetelnom mikroskope, až po tie, ktoré sú dokonale viditeľné voľným okom (napríklad rybie a žabie vajíčka).

Akékoľvek neoplodnené vajíčko, vrátane obrovských fosílnych vajíčok dinosaurov, ktoré sa uchovávajú v paleontologických múzeách, boli tiež kedysi živými bunkami. Ak však hovoríme o hlavných prvkoch vnútornej štruktúry, všetky bunky sú si navzájom podobné.

prokaryoty (z lat. pro- pred, pred, namiesto a gréčtina. karyon- jadro) - sú to organizmy, ktorých bunky nemajú jadro ohraničené membránou, t.j. všetky baktérie, vrátane archaebaktérií a siníc. Celkový počet druhov prokaryotov je asi 6000. Všetka genetická informácia prokaryotickej bunky (genofóru) je obsiahnutá v jedinej kruhovej molekule DNA. Mitochondrie a chloroplasty chýbajú a funkcie dýchania alebo fotosyntézy, ktoré bunke dodávajú energiu, plní plazmatická membrána (obr. 1). Prokaryoty sa rozmnožujú bez výrazného sexuálneho procesu delením na dve časti. Prokaryoty sú schopné vykonávať množstvo špecifických fyziologických procesov: fixujú molekulárny dusík, vykonávajú mliečnu fermentáciu, rozkladajú drevo, oxidujú síru a železo.

Po úvodnom rozhovore študenti uvažujú o štruktúre prokaryotickej bunky, pričom porovnávajú hlavné znaky štruktúry s typmi eukaryotických buniek (obr. 1).

eukaryoty - Sú to vyššie organizmy, ktoré majú jasne definované jadro, ktoré je od cytoplazmy oddelené membránou (karyomembránou). Eukaryoty zahŕňajú všetky vyššie živočíchy a rastliny, ako aj jednobunkové a mnohobunkové riasy, huby a prvoky. Jadrová DNA v eukaryotoch je uzavretá v chromozómoch. Eukaryoty majú bunkové organely obmedzené membránami.

Rozdiely medzi eukaryotmi a prokaryotmi

- Eukaryoty majú skutočné jadro: genetický aparát eukaryotickej bunky je chránený obalom podobným obalu samotnej bunky.
– Organely obsiahnuté v cytoplazme sú obklopené membránou.

Štruktúra rastlinných a živočíšnych buniek

Bunka každého organizmu je systém. Skladá sa z troch vzájomne prepojených častí: membrána, jadro a cytoplazma.

Pri štúdiu botaniky, zoológie a anatómie človeka ste sa už zoznámili so stavbou rôznych typov buniek. Pozrime sa v krátkosti na tento článok.

Cvičenie 1. Z obrázku 2 určite, ktoré organizmy a typy tkanív zodpovedajú bunkám pod číslami 1-12. Aký je dôvod ich tvaru?

Štruktúra a funkcie organel rastlinných a živočíšnych buniek

Pomocou obrázkov 3 a 4 a pomocou Biologického encyklopedického slovníka a učebnice žiaci dopĺňajú tabuľku porovnávajúcu živočíšne a rastlinné bunky.

Tabuľka. Štruktúra a funkcie organel rastlinných a živočíšnych buniek

bunkové organely	Štruktúra organel	Funkcia	Prítomnosť organel v bunkách
			rastliny	zvierat
Chloroplast	Je to druh plastidu	Farbí rastliny na zeleno pre fotosyntézu
leukoplast	Škrupina pozostáva z dvoch elementárnych membrán; vnútorné, vrastajúce do strómy, tvorí niekoľko tylakoidov	Syntetizuje a akumuluje škrob, oleje, bielkoviny
Chromoplast	Plastidy so žltou, oranžovou a červenou farbou, farbu majú na svedomí pigmenty - karotenoidy	Červená, žltá farba jesenných listov, šťavnaté ovocie atď.
	Zaberá až 90 % objemu zrelej bunky, naplnenej bunkovou šťavou	Udržiavanie turgoru, akumulácia rezervných látok a metabolických produktov, regulácia osmotického tlaku atď.
mikrotubuly	Pozostáva z proteínového tubulínu, ktorý sa nachádza v blízkosti plazmatickej membrány	Podieľať sa na ukladaní celulózy na bunkových stenách, pohybe rôznych organel v cytoplazme. Pri delení buniek tvoria základ štruktúry deliaceho vretienka mikrotubuly.
Plazmová membrána (CPM)	Pozostáva z lipidovej dvojvrstvy preniknutej proteínmi ponorenými do rôznych hĺbok	Bariéra, transport látok, komunikácia medzi bunkami
Hladký EPR	Systém plochých a rozvetvených tubulov	Vykonáva syntézu a uvoľňovanie lipidov
Hrubý EPR	Svoje meno dostal vďaka množstvu ribozómov na jeho povrchu.	Syntéza proteínov, ich akumulácia a transformácia na uvoľnenie z bunky von
	Obklopený dvojitou jadrovou membránou s pórmi. Vonkajšia jadrová membrána tvorí súvislú štruktúru s membránou ER. Obsahuje jedno alebo viac jadierok	Nosič dedičnej informácie, centrum regulácie bunkovej aktivity
bunková stena	Skladá sa z dlhých molekúl celulózy usporiadaných do zväzkov nazývaných mikrofibrily	Vonkajší rám, ochranný plášť
Plazmodesmata	Drobné cytoplazmatické kanály, ktoré prepichujú bunkové steny	Spojte protoplasty susedných buniek
Mitochondrie		Syntéza ATP (ukladanie energie)
Golgiho aparát	Pozostáva zo stohu plochých vakov - cisterien alebo diktyozómov	Syntéza polysacharidov, tvorba CPM a lyzozómov
lyzozómy		intracelulárne trávenie
Ribozómy	Skladá sa z dvoch nerovnakých podjednotiek veľké a malé, do ktorých sa môžu disociovať	Miesto biosyntézy bielkovín
Cytoplazma	Skladá sa z vody s veľkým množstvom rozpustených látok obsahujúcich glukózu, bielkoviny a ióny	Obsahuje ďalšie organely bunky a prebiehajú všetky procesy bunkového metabolizmu.
Mikrovlákna	Aktínové vlákna sú zvyčajne usporiadané vo zväzkoch blízko povrchu buniek	Podieľa sa na bunkovej pohyblivosti a pretváraní
Centrioles	Môže byť súčasťou mitotického aparátu bunky. Diploidná bunka obsahuje dva páry centriolov	Podieľať sa na procese delenia buniek u zvierat; v zoospórach rias, machov a u prvokov tvoria bazálne telá riasiniek
mikroklky	výbežky plazmatickej membrány	Zväčšiť vonkajší povrch bunky, mikroklky spolu tvoria hranicu bunky

závery

1. Bunková stena, plastidy a centrálna vakuola sú vlastné iba rastlinným bunkám.
2. Lyzozómy, centrioly, mikroklky sú prítomné najmä len v bunkách živočíšnych organizmov.
3. Všetky ostatné organely sú charakteristické pre rastlinné aj živočíšne bunky.

Štruktúra bunkovej membrány

Bunková membrána sa nachádza mimo bunky a ohraničuje ju od vonkajšieho alebo vnútorného prostredia tela. Jeho základom je plazmalema (bunková membrána) a sacharidovo-proteínová zložka.

Funkcie bunkovej steny:

- udržuje tvar bunky a dodáva mechanickú pevnosť bunke a organizmu ako celku;
- chráni bunku pred mechanickým poškodením a vniknutím škodlivých zlúčenín do nej;
- vykonáva rozpoznávanie molekulárnych signálov;
- reguluje výmenu látok medzi bunkou a prostredím;
- uskutočňuje medzibunkovú interakciu v mnohobunkovom organizme.

Funkcia bunkovej steny:

- predstavuje vonkajší rám - ochranný plášť;
- zabezpečuje transport látok (voda, soli, molekuly mnohých organických látok prechádzajú cez bunkovú stenu).

Vonkajšia vrstva živočíšnych buniek je na rozdiel od bunkových stien rastlín veľmi tenká a elastická. Nie je viditeľný pod svetelným mikroskopom a pozostáva z rôznych polysacharidov a bielkovín. Povrchová vrstva živočíšnych buniek je tzv glykokalyx, plní funkciu priameho spojenia živočíšnych buniek s vonkajším prostredím, so všetkými látkami, ktoré ho obklopujú, nehrá podpornú úlohu.

Pod glykokalyxou živočíšnej a bunkovej steny rastlinnej bunky sa nachádza plazmatická membrána, ktorá hraničí priamo s cytoplazmou. Plazmatická membrána obsahuje proteíny a lipidy. Sú usporiadané usporiadaným spôsobom v dôsledku rôznych chemických interakcií medzi sebou. Molekuly lipidov v plazmatickej membráne sú usporiadané v dvoch radoch a tvoria súvislú lipidovú dvojvrstvu. Proteínové molekuly netvoria súvislú vrstvu, nachádzajú sa v lipidovej vrstve a ponárajú sa do nej v rôznych hĺbkach. Molekuly proteínov a lipidov sú mobilné.

Funkcie plazmatickej membrány:

- tvorí bariéru, ktorá oddeľuje vnútorný obsah bunky od vonkajšieho prostredia;
- zabezpečuje transport látok;
- zabezpečuje komunikáciu medzi bunkami v tkanivách mnohobunkových organizmov.

Vstup látok do bunky

Povrch bunky nie je súvislý. V cytoplazmatickej membráne sú početné drobné otvory - póry, cez ktoré môžu ióny a malé molekuly preniknúť do bunky s pomocou alebo bez pomoci špeciálnych bielkovín. Navyše niektoré ióny a malé molekuly môžu vstúpiť do bunky priamo cez membránu. Vstupom najdôležitejších iónov a molekúl do bunky nie je pasívna difúzia, ale aktívny transport, ktorý si vyžaduje energiu. Transport látok je selektívny. Selektívna permeabilita bunkovej membrány je tzv semipermeabilita.

spôsobom fagocytóza vnútri bunky vstupujú: veľké molekuly organických látok, ako sú bielkoviny, polysacharidy, častice potravy, baktérie. Fagocytóza sa uskutočňuje za účasti plazmatickej membrány. V mieste, kde sa povrch bunky dostane do kontaktu s časticou nejakej hustej látky, sa membrána prehne, vytvorí vybranie a obklopí časticu, ktorá je v „membránovom puzdre“ ponorená do vnútra bunky. Vytvára sa tráviaca vakuola a v nej sa trávia organické látky, ktoré sa dostali do bunky.

Fagocytózou sa živia améby, nálevníky, zvieracie a ľudské leukocyty. Leukocyty absorbujú baktérie, ako aj rôzne pevné častice, ktoré sa náhodne dostanú do tela, čím ho chránia pred patogénnymi baktériami. Bunková stena rastlín, baktérií a modrozelených rias bráni fagocytóze, a preto sa v nich táto cesta látok vstupujúcich do bunky nerealizuje.

Cez plazmatickú membránu prenikajú do bunky aj kvapalné kvapôčky obsahujúce rôzne látky v rozpustenom a suspendovanom stave.Tento jav bol tzv. pinocytóza. Proces absorpcie tekutín je podobný fagocytóze. Kvapka tekutiny je ponorená do cytoplazmy v "membránovom obale". Organické látky, ktoré vstupujú do bunky spolu s vodou, sa začínajú tráviť pod vplyvom enzýmov obsiahnutých v cytoplazme. Pinocytóza je v prírode rozšírená a vykonávajú ju bunky všetkých zvierat.

III. Konsolidácia študovaného materiálu

Na aké dve veľké skupiny sa delia všetky organizmy podľa štruktúry jadra?
Aké organely sa nachádzajú iba v rastlinných bunkách?
Aké organely sa nachádzajú iba v živočíšnych bunkách?
Aký je rozdiel medzi štruktúrou bunkovej steny rastlín a živočíchov?
Aké sú dva spôsoby vstupu látok do bunky?
Aký význam má fagocytóza pre zvieratá?

Na Zemi existujú len dva druhy organizmov: eukaryoty a prokaryoty. Veľmi sa líšia svojou štruktúrou, pôvodom a evolučným vývojom, ktorý bude podrobne popísaný nižšie.

V kontakte s

Známky prokaryotickej bunky

Prokaryoty sa inak nazývajú predjadrové. Prokaryotická bunka nemá iné organely, ktoré majú membránový obal (endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex).

Majú tiež nasledujúce vlastnosti:

1. bez obalu a nevytvára väzby s bielkovinami. Informácie sa prenášajú a čítajú nepretržite.
2. Všetky prokaryoty sú haploidné organizmy.
3. Enzýmy sa nachádzajú vo voľnom stave (difúzne).
4. Majú schopnosť sporulovať za nepriaznivých podmienok.
5. Prítomnosť plazmidov - malých extrachromozomálnych molekúl DNA. Ich funkciou je prenos genetickej informácie, zvýšenie odolnosti voči mnohým agresívnym faktorom.
6. Prítomnosť bičíkov a pili - vonkajšie proteínové formácie potrebné na pohyb.
7. Plynové vakuoly sú dutiny. Vďaka nim sa telo dokáže pohybovať vo vodnom stĺpci.
8. Bunková stena prokaryotov (konkrétne baktérií) pozostáva z mureínu.
9. Hlavnými metódami získavania energie v prokaryotoch sú chemo- a fotosyntéza.

Patria sem baktérie a archaea. Príklady prokaryotov: spirochéty, proteobaktérie, sinice, krenarcheoty.

Pozor! Napriek tomu, že prokaryotom chýba jadro, majú jeho ekvivalent – ​​nukleoid (kruhová molekula DNA bez obalov) a voľnú DNA vo forme plazmidov.

Štruktúra prokaryotickej bunky

baktérie

Zástupcovia tohto kráľovstva patria medzi najstarších obyvateľov Zeme a majú vysokú mieru prežitia v extrémnych podmienkach.

Existujú grampozitívne a gramnegatívne baktérie. Ich hlavný rozdiel spočíva v štruktúre bunkovej membrány. Grampozitívne majú hrubší obal, až 80 % tvorí mureínová báza, ako aj polysacharidy a polypeptidy. Pri farbení Gramom dávajú fialovú farbu. Väčšina týchto baktérií sú patogény. Gramnegatívne majú tenšiu stenu, ktorá je oddelená od membrány periplazmatickým priestorom. Takáto škrupina má však zvýšenú pevnosť a je oveľa odolnejšia voči účinkom protilátok.

Baktérie zohrávajú v prírode veľmi dôležitú úlohu:

1. Sinice (modro-zelené riasy) pomáhajú udržiavať správnu hladinu kyslíka v atmosfére. Tvoria viac ako polovicu všetkého O2 na Zemi.
2. Prispievajú k rozkladu organických zvyškov, čím sa podieľajú na kolobehu všetkých látok, podieľajú sa na tvorbe pôdy.
3. Fixátory dusíka na koreňoch strukovín.
4. Čistia vodu z odpadu, napríklad z hutníckeho priemyslu.
5. Sú súčasťou mikroflóry živých organizmov, pomáhajú absorbovať živiny v maximálnej možnej miere.
6. Používajú sa v potravinárskom priemysle na kvasenie.Takto sa získavajú syry, tvaroh, alkohol, cesto.

Pozor! Okrem pozitívnej hodnoty zohrávajú baktérie aj negatívnu úlohu. Mnohé z nich spôsobujú smrteľné choroby, ako je cholera, brušný týfus, syfilis a tuberkulóza.

baktérie

Archaea

Predtým boli kombinované s baktériami do jedného kráľovstva Drobyanok. Postupom času sa však ukázalo, že archaea majú svoju individuálnu evolučnú cestu a veľmi sa líšia od iných mikroorganizmov vo svojom biochemickom zložení a metabolizme. Rozlišuje sa až 5 typov, najviac skúmané sú Euryarcheoti a Crenarchaeoti. Archeálne vlastnosti sú:

• väčšina z nich sú chemoautotrofy - syntetizujú organické látky z oxidu uhličitého, cukru, amoniaku, kovových iónov a vodíka;
• zohrávajú kľúčovú úlohu v cykle dusíka a uhlíka;
• podieľať sa na trávení u ľudí a mnohých prežúvavcov;
• majú stabilnejší a odolnejší obal membrány vďaka prítomnosti éterových väzieb v glycerol-éterových lipidoch. To umožňuje archeám žiť vo vysoko alkalickom alebo kyslom prostredí, ako aj v podmienkach vysokých teplôt;
• bunková stena na rozdiel od baktérií neobsahuje peptidoglykán a pozostáva z pseudomureínu.

Štruktúra eukaryotov

Eukaryoty sú kráľovstvo organizmov, ktorých bunky obsahujú jadro. Okrem archeí a baktérií sú všetky živé veci na Zemi eukaryoty (napríklad rastliny, prvoky, zvieratá). Bunky sa môžu značne líšiť vo svojom tvare, štruktúre, veľkosti a funkcii. Napriek tomu sú si podobné v základoch života, látkovej premene, raste, vývoji, schopnosti dráždiť a premenlivosti.

Eukaryotické bunky môžu byť stovky alebo tisíckrát väčšie ako prokaryotické bunky. Zahŕňajú jadro a cytoplazmu s početnými membránovými a nemembránovými organelami. Membrány zahŕňajú: endoplazmatické retikulum, lyzozómy, Golgiho komplex, mitochondrie,. Nemembránové: ribozómy, bunkové centrum, mikrotubuly, mikrofilamenty.

Štruktúra eukaryotov

Porovnajme eukaryotické bunky z rôznych kráľovstiev.

Medzi kráľovstvá eukaryotov patria:

• prvoky. Heterotrofy, niektoré schopné fotosyntézy (riasy). Rozmnožujú sa nepohlavne, pohlavne a jednoduchým spôsobom na dve časti. Väčšina z nich nemá bunkovú stenu;
• rastliny. Sú to výrobcovia, hlavným spôsobom získavania energie je fotosyntéza. Väčšina rastlín je nepohyblivá a rozmnožujú sa nepohlavne, pohlavne a vegetatívne. Bunková stena je tvorená celulózou;
• huby. Mnohobunkový. Rozlišujte medzi nižším a vyšším. Sú to heterotrofné organizmy a nemôžu sa pohybovať samostatne. Rozmnožujú sa nepohlavne, pohlavne a vegetatívne. Skladujú glykogén a majú silnú chitínovú bunkovú stenu;
• zvierat. Existuje 10 druhov: špongie, červy, článkonožce, ostnatokožce, strunatce a iné. Sú to heterotrofné organizmy. Schopný samostatného pohybu. Hlavnou zásobnou látkou je glykogén. Bunková stena je tvorená chitínom, rovnako ako u húb. Hlavným spôsobom reprodukcie je pohlavný styk.

Tabuľka: Porovnávacie charakteristiky rastlinných a živočíšnych buniek

Štruktúra	rastlinná bunka	zvieracia klietka
bunková stena	Celulóza	Skladá sa z glykokalyxu - tenkej vrstvy bielkovín, sacharidov a lipidov.
Umiestnenie jadra	Nachádza sa bližšie k stene	Nachádza sa v centrálnej časti
Cell Center	Výhradne v nižších riasach	Súčasnosť
Vakuoly	Obsahuje bunkovú šťavu	Kontraktilné a tráviace.
Náhradná látka	škrob	Glykogén
plastidy	Tri typy: chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty	Chýba
Jedlo	autotrofný	heterotrofné

Porovnanie prokaryotov a eukaryotov

Štrukturálne znaky prokaryotických a eukaryotických buniek sú významné, ale jeden z hlavných rozdielov sa týka skladovania genetického materiálu a spôsobu získavania energie.

Prokaryoty a eukaryoty sa fotosyntetizujú odlišne. U prokaryotov tento proces prebieha na membránových výrastkoch (chromatofóroch) naskladaných v samostatných hromadách. Baktérie nemajú fluórový fotosystém, preto neuvoľňujú kyslík, na rozdiel od modrozelených rias, ktoré ho tvoria pri fotolýze. Zdrojmi vodíka v prokaryotoch sú sírovodík, H2, rôzne organické látky a voda. Hlavnými pigmentmi sú bakteriochlorofyl (u baktérií), chlorofyl a fykobilíny (u siníc).

Zo všetkých eukaryotov sú len rastliny schopné fotosyntézy. Majú špeciálne formácie - chloroplasty obsahujúce membrány uložené v grana alebo lamelách. Prítomnosť fotosystému II umožňuje uvoľňovanie kyslíka do atmosféry počas procesu fotolýzy vody. Jediným zdrojom molekúl vodíka je voda. Hlavným pigmentom je chlorofyl a fykobilíny sú prítomné iba v červených riasach.

Hlavné rozdiely a charakteristické znaky prokaryotov a eukaryotov sú uvedené v tabuľke nižšie.

Tabuľka: Podobnosti a rozdiely medzi prokaryotmi a eukaryotmi

Porovnanie	prokaryoty	eukaryoty
Čas vzhľadu	Viac ako 3,5 miliardy rokov	Asi 1,2 miliardy rokov
Veľkosti buniek	Až 10 µm	10 až 100 um
Kapsula	Existuje. Vykonáva ochrannú funkciu. Súvisí s bunkovou stenou	Chýba
plazmatická membrána	Existuje	Existuje
bunková stena	Pozostáva z pektínu alebo mureínu	Existujú aj iné ako zvieratá
Chromozómy	Namiesto toho kruhová DNA. Translácia a transkripcia prebiehajú v cytoplazme.	Lineárne molekuly DNA. Translácia prebieha v cytoplazme, zatiaľ čo transkripcia prebieha v jadre.
Ribozómy	Malý typ 70S. Nachádza sa v cytoplazme.	Veľký typ 80S, môže byť pripojený k endoplazmatickému retikulu, ktoré sa nachádza v plastidoch a mitochondriách.
membránová organela	žiadne. Vznikajú výrastky membrány – mezozómy	Sú to: mitochondrie, Golgiho komplex, bunkové centrum, EPS
Cytoplazma	Existuje	Existuje
	Chýba	Existuje
Vakuoly	plyn (aerosómy)	Existuje
Chloroplasty	žiadne. Fotosyntéza prebieha v bakteriochlorofyloch	Prítomný iba v rastlinách
Plazmidy	Existuje	Chýba
Nucleus	Chýba	Existuje
Mikrofilamenty a mikrotubuly.	Chýba	Existuje
Metódy delenia	Zovretie, pučanie, konjugácia	Mitóza, meióza
Interakcia alebo kontakty	Chýba	Plazmodesmata, desmozómy alebo septa
Druhy bunkovej výživy	Fotoautotrofné, fotoheterotrofné, chemoautotrofné, chemoheterotrofné	Fototrofická (u rastlín) endocytóza a fagocytóza (u iných)

Rozdiely medzi prokaryotmi a eukaryotmi

Podobnosti a rozdiely medzi prokaryotickými a eukaryotickými bunkami

Záver

Porovnanie prokaryotického a eukaryotického organizmu je dosť namáhavý proces, ktorý si vyžaduje zváženie mnohých nuancií. Majú navzájom veľa spoločného, ​​pokiaľ ide o štruktúru, prebiehajúce procesy a vlastnosti všetkého živého. Rozdiely spočívajú vo vykonávaných funkciách, spôsoboch výživy a vnútornej organizácii. Tí, ktorých táto téma zaujíma, môžu tieto informácie využiť.

Prokaryotická bunka je oveľa jednoduchšia ako bunky zvierat a rastlín. Vonku je pokrytá bunkovou stenou, ktorá plní ochranné, tvarovacie a transportné funkcie. Tuhosť bunkovej steny zabezpečuje mureín. Niekedy je bakteriálna bunka na vrchu pokrytá kapsulou alebo sliznicou.

Protoplazma baktérií, podobne ako eukaryoty, je obklopená plazmatická membrána. Mezozómy zapojené do procesu dýchania, bakteriochlorofyl a iné pigmenty sa nachádzajú vo vačkovitých, tubulárnych alebo lamelárnych invagináciách membrány. Genetický materiál prokaryotov netvorí jadro, ale nachádza sa priamo v cytoplazme. Bakteriálna DNA je jedna kruhová molekula, z ktorých každá pozostáva z tisícov a miliónov párov báz. Genóm bakteriálnej bunky je oveľa jednoduchší ako genóm buniek pokročilejších tvorov: bakteriálna DNA obsahuje v priemere niekoľko tisíc génov.

Nenachádza sa v prokaryotických bunkách endoplazmatického retikula, a ribozómy voľne plávať v cytoplazme. Nie u prokaryotov mitochondrie; časť ich funkcie plní bunková membrána.

prokaryoty

Baktérie sú najmenšie z organizmov s bunkovou štruktúrou; ich veľkosti sa pohybujú od 0,1 do 10 µm. Typický tlačový bod môže pojať státisíce stredne veľkých baktérií. Baktérie je možné vidieť iba cez mikroskop, preto sa nazývajú mikroorganizmy alebo mikróby; skúmajú sa mikroorganizmy mikrobiológie . Časť mikrobiológie, ktorá sa zaoberá baktériami, je tzv bakteriológia . Počiatok tejto vedy bol položený Anthony van Leeuwenhoek v 17. storočí.

baktérie sú najstaršími známymi organizmami. Stopy vitálnej aktivity baktérií a modrozelených rias (stromatolitov) patria do archeanu a siahajú až do 3,5 miliardy rokov.

Vzhľadom na možnosť výmeny génov medzi zástupcami rôznych druhov a dokonca aj rodov je dosť ťažké systematizovať prokaryoty. Uspokojivá taxonómia prokaryotov ešte nebola vytvorená; všetky existujúce systémy sú umelé a klasifikujú baktérie podľa nejakej skupiny znakov, pričom nezohľadňujú ich fylogenetický vzťah. Predtým baktérie spolu s huby a riasy zaradené do podkráľovstva nižších rastlín. Baktérie sú v súčasnosti klasifikované ako samostatné kráľovstvo prokaryotov. Najbežnejší klasifikačný systém je Bergiho systém na základe štruktúry bunkovej steny.

Koncom 20. storočia vedci zistili, že bunky relatívne málo prebádanej skupiny baktérií - archebaktérie - obsahovať rRNA, ktoré sa svojou štruktúrou líšia od prokaryotickej rRNA aj eukaryotickej rRNA. Štruktúra genetického aparátu archaebaktérií (prítomnosť intróny a opakujúce sa sekvencie spracovanie, formulár ribozóm) ich približuje k eukaryotom; na druhej strane, archebaktérie majú aj typické znaky prokaryotov (neprítomnosť jadra v bunke, prítomnosť bičíkov, plazmidov a plynových vakuol, veľkosť rRNA, fixácia dusíka). Nakoniec sa archebaktérie líšia od všetkých ostatných organizmov štruktúrou bunkovej steny, typom fotosyntézy a niektorými ďalšími znakmi. Archebaktérie sú schopné existovať v extrémnych podmienkach (napríklad v horúcich prameňoch pri teplotách nad 100 °C, v hĺbkach oceánu pri tlaku 260 atm, v nasýtených soľných roztokoch (30% NaCl)). Niektoré archebaktérie produkujú metán, iné využívajú zlúčeniny síry na energiu.

Zdá sa, že archebaktérie sú veľmi starou skupinou organizmov; „extrémne“ možnosti svedčia o podmienkach charakteristických pre povrch Zeme v archejská éra. Predpokladá sa, že archebaktérie sú najbližšie k hypotetickým „bunkám“, ktoré následne dali vzniknúť všetkej rozmanitosti života na Zemi.

Nedávno sa ukázalo, že existujú tri hlavné typy rRNA, prezentované, respektíve prvé - v eukaryotických bunkách, druhé - v bunkách skutočných baktérií, ako aj v mitochondrie a chloroplasty eukaryoty, tretí - v archaebaktériách. Štúdie molekulárnej genetiky si vynútili nový pohľad na teóriu pôvodu eukaryotov. V súčasnosti sa verí, že na starovekej Zemi sa súčasne vyvinuli tri rôzne vetvy prokaryotov – archaebaktérie, eubaktérie a urkaryoty , vyznačujúci sa inou štruktúrou a rôznymi spôsobmi získavania energie. Urkaryoty, ktoré boli v skutočnosti jadrovo-cytoplazmatickou zložkou eukaryotov, boli následne zaradené ako symbiontov zástupcovia rôznych skupín eubaktérií, ktoré sa zmenili na mitochondrie a chloroplasty budúcich eukaryotických buniek.

Poradie triedy pridelené skôr archebaktériám je teda jednoznačne nedostatočné. V súčasnosti majú mnohí výskumníci tendenciu rozdeliť prokaryoty do dvoch kráľovstiev: archaebaktérie a skutočné baktérie (eubaktérie ) alebo dokonca oddeliť archebaktérie do samostatného kráľovstva Archaea.

Klasifikácia skutočných baktérií je uvedená v schémy.

AT bakteriálna bunka neexistuje jadro, chromozómy sú voľne umiestnené v cytoplazme. Okrem toho v bakteriálnej bunke nie sú žiadne membránové organely: mitochondrie, EPS, Golgiho aparát Vonku je bunková membrána pokrytá bunkovou stenou.

Väčšina baktérií sa pohybuje pasívne, využívajúc prúdy vody alebo vzduchu. Len niekoľko z nich má organely pohybu - bičíky . Prokaryotické bičíky majú veľmi jednoduchú štruktúru a pozostávajú z bičíkového proteínu, ktorý tvorí dutý valec s priemerom 10–20 nm. Zaskrutkujú sa do média a posúvajú bunku dopredu. Zrejme ide o jedinú v prírode známu stavbu, ktorá využíva princíp kolesa.

Baktérie sú rozdelené do niekoľkých skupín podľa ich tvaru:

koky (majú zaoblený tvar);

bacily (majú tyčovitý tvar);

spirilla (majú tvar špirály);

vibrácie (majú tvar čiarky).

Podľa spôsobu dýchania sa baktérie delia na aeróby (väčšina baktérií) a anaeróbov (pôvodcovia tetanu, botulizmu, plynatej gangrény). Prvé potrebujú na dýchanie kyslík, pre druhé je kyslík zbytočný alebo dokonca jedovatý.

Baktérie sa rozmnožujú delením približne každých 20 minút (za priaznivých podmienok). DNA sa replikuje, každá dcérska bunka dostane svoju vlastnú kópiu rodičovskej DNA. Je tiež možné prenášať DNA medzi nedeliacimi sa bunkami (prostredníctvom zachytenia „nahej“ DNA pomocou tzv. bakteriofágy alebo podľa konjugácie , kedy sú baktérie vzájomne prepojené kopulačnými fimbriami), k zvýšeniu počtu jedincov však nedochádza. Reprodukcii bránia slnečné lúče a produkty ich vlastnej vitálnej činnosti.

Správanie baktérií nie je obzvlášť zložité. Chemické receptory registrujú zmeny kyslosti prostredia a koncentrácie rôznych látok: cukrov, aminokyselín, kyslíka. Mnohé baktérie reagujú na zmeny teploty alebo svetla a niektoré baktérie dokážu vnímať magnetické pole Zeme.

Za nepriaznivých podmienok je baktéria pokrytá hustou škrupinou, cytoplazma je dehydratovaná a životná aktivita sa takmer zastaví. V tomto stave môžu spóry baktérií zostať hodiny v hlbokom vákuu, znášať teploty od -240 ° C do +100 ° C.

Obrázok 1 - Obrázok prokaryotickej bunky

Obrázok 4 - Štruktúra bičíka gramnegatívnych baktérií.
1 - závit; 2 - hák; 3 - bazálne telo; 4 - tyč; 5 - L-krúžok; 6 - P-krúžok; 7 - S-krúžok; 8 - M-krúžok; 9 - CTZ; 10 - periplazmatický priestor; 11 - peptidoglykánová vrstva; 12 - vonkajšia membrána

Štruktúra buniek nižších prokaryotov je oveľa jednoduchšia (obr. 1). Odlišná štruktúra jadrového aparátu zároveň nie je jediným znakom, ktorý odlišuje eukaryotickú bunku od prokaryotickej.

Jednou z hlavných štruktúrnych zložiek prokaryotickej bunky je bunková stena (obr. 2, 3). Zloženie bunkovej membrány baktérií zahŕňa komplexné molekulárne komplexy pozostávajúce z proteínov, polysacharidov a látok podobných tuku. Keďže je tuhá, slúži ako kostra bunky a dáva jej určitý tvar. Bunková membrána prokaryotov tvorí akúsi bariéru pre prechod rozpustených látok z prostredia do bunky. Bunky siníc sú pokryté elastickou pektínovou membránou. V niektorých typoch baktérií sa na povrchu bunky vytvára vrstva hlienu, ktorá vytvára akoby puzdro - kapsule .

Medzi povrchové štruktúry buniek mnohých baktérií patria bičíky – orgány pohybu, ktoré sú dlhé veľmi tenké vlákna, špirálovité, vlnité alebo zakrivené (obr. 4).

Obrázok 3 - Bunková stena gramnegatívnych baktérií (A) a štruktúra molekuly lipopolysacharidu (B).
A. Bunková stena gramnegatívnych baktérií 1 - cytoplazmatická membrána; 2 - peptidoglykánová vrstva; 3 - periplazmatický priestor; 4 - proteínové molekuly; 5 - fosfolipid; 6 - lipopolysacharid.
B. Štruktúra molekuly lipopolysacharidu 1 - lipid A; 2 - vnútorné polysacharidové jadro; 3 - vonkajšie polysacharidové jadro; 4 - O-antigén

Dĺžka bičíka môže byť mnohonásobkom dĺžky tela baktérie. Počet a umiestnenie bičíkov sú charakteristickým druhovým znakom. Niektoré bakteriálne druhy majú jeden bičík ( monotrichný ), v iných sú bičíky usporiadané vo zväzkoch na jednom alebo oboch koncoch bunky ( lophotrichous ), tretí má jeden bičík na oboch koncoch bunky ( amfitrichný ), vo štvrtom pokrývajú celý povrch bunky ( peritrichózna ).

V tesnej blízkosti škrupiny je cytoplazmatická membrána. Má selektívnu priepustnosť – umožňuje určitým látkam vstúpiť do bunky a určité látky z nej odoberá. Vďaka tejto schopnosti hrá membrána úlohu organely, ktorá koncentruje živiny vo vnútri bunky a podporuje vylučovanie odpadových látok. Vo vnútri bunky je vždy zvýšený osmotický tlak v porovnaní s okolím. Cytoplazmatická membrána zabezpečuje jej stálosť. Okrem toho je miestom lokalizácie množstva enzýmových systémov, najmä redoxných enzýmov spojených s produkciou energie (u eukaryotov sa nachádzajú v mitochondriách). Na rozdiel od eukaryotických buniek v prokaryotickej bunke nedochádza k deleniu na kompartmenty. Prokaryotické bunky nemajú ani Golgiho komplex, ani mitochondrie, ani v nich nie je riadený pohyb cytoplazmy. Fenomény pinocytózy a fagocytózy nie sú charakteristické pre prokaryoty. Z organel sú len ribozómy podobné eukaryotickým ribozómom.

V mnohých bakteriálnych bunkách boli nájdené špeciálne membránové štruktúry - mezozómy vzniká v dôsledku stiahnutia cytoplazmatickej membrány do bunky. Ich úloha ešte nie je úplne objasnená. Existujú predpoklady o účasti mezozómov na najdôležitejších vnútrobunkových procesoch bunkového delenia, syntéze látok bunkovej membrány a na energetickom metabolizme.