Bir prokaryot çizimi. Ökaryotlar ve prokaryotlar kimlerdir: farklı krallıklardan hücrelerin karşılaştırmalı özellikleri

Prokaryotik hücreler- bunlar en ilkel, çok basit bir şekilde düzenlenmiş, eski zamanların özelliklerini koruyanlardır. İle prokaryotik(veya nükleer öncesi) organizmalar, bakterileri ve mavi-yeşil algleri (siyanobakteriler) içerir. Yapının ortaklığına ve diğer hücrelerden keskin farklılıklarına dayanarak, prokaryotik hücreler bağımsız bir av tüfeği krallığına izole edilir.

yapıyı düşünün prokaryotik hücre bakteri örneğinde. Bir prokaryotik hücrenin genetik aparatı, sitoplazmada bulunan ve ondan bir zarla ayrılmayan tek halkalı bir kromozomun DNA'sı ile temsil edilir. Çekirdeğin böyle bir analoğuna nükleoid denir. DNA, proteinlerle kompleksler oluşturmaz ve bu nedenle kromozomu oluşturan tüm genler "çalışır", yani. bilgiler sürekli onlardan okunur.

prokaryotik hücre karmaşık, yüksek polimerli bir maddeden oluşan, sitoplazmayı hücre duvarından ayıran bir zarla çevrilidir. Sitoplazmada birkaç organel vardır, ancak çok sayıda küçük ribozom mevcuttur (bakteri hücreleri 5.000 ila 50.000 ribozom içerir).

Bir prokaryotik hücrenin sitoplazması, endoplazmik retikulumu oluşturan zarlarla doludur ve protein sentezini gerçekleştiren ribozomlar içerir.

Bir prokaryotik hücrenin hücre duvarının iç kısmı, sitoplazmaya çıkıntıları hücre bölümlerinin yapımında, üremede yer alan mezozomları oluşturan ve DNA bağlanma yeri olan bir plazma zarı ile temsil edilir. Bakterilerde solunum mezozomlarda, mavi-yeşil alglerde sitoplazmik zarlarda gerçekleştirilir.

Pek çok bakteride, yedek maddeler hücre içinde depolanır: polisakkaritler, yağlar, polifosfatlar. Metabolizmaya dahil olan yedek maddeler, dış enerji kaynaklarının yokluğunda hücrenin ömrünü uzatabilir.

(1-hücre duvarı, 2-dış sitoplazmik zar, 3-kromozom (dairesel DNA molekülü), 4-ribozom, 5-mezozom, 6-dış sitoplazmik zarın invajinasyonu, 7-vakuoller, 8-flagella, 9-yığın fotosentezin gerçekleştiği zarlar)

Bakteriler tipik olarak ikiye bölünerek çoğalırlar. Hücre uzamasından sonra, yavaş yavaş dışarıdan içeriye doğru uzanan enine bir septum oluşur, daha sonra yavru hücreler birbirinden ayrılır veya karakteristik gruplara - zincirler, paketler, vb. - bağlı kalır. Bakteri - Escherichia coli, sayısını her 20 dakikada bir ikiye katlar.

Bakteriler sporlanma ile karakterize edilir. Sitoplazmanın bir kısmının ana hücreden ayrılmasıyla başlar. Ayrılan kısım bir genom içerir ve sitoplazmik bir zarla çevrilidir. Daha sonra sporun etrafında genellikle çok katmanlı bir hücre duvarı gelişir. Bakterilerde cinsel süreç, iki hücre arasında genetik bilgi alışverişi şeklinde gözlenir. Cinsel süreç, mikroorganizmaların kalıtsal değişkenliğini arttırır.

Canlı organizmaların çoğu, bitkiler, mantarlar ve hayvanlar krallığı da dahil olmak üzere ökaryotlar krallığında birleşir. ökaryotik hücreler daha büyüktür Prokaryotik hücreler, bir yüzey aygıtı, çekirdek ve sitoplazmadan oluşur.

ders türü: birleştirilmiş.

Yöntemler: sözlü, görsel, pratik, problem arama.

Dersin Hedefleri

Eğitim: öğrencilerin ökaryotik hücrelerin yapısı hakkındaki bilgilerini derinleştirmek, bunları uygulamalı derslerde nasıl uygulayacaklarını öğretmek.

Geliştirme: öğrencilerin didaktik materyalle çalışma becerilerini geliştirmek; prokaryotik ve ökaryotik hücreleri, bitki hücrelerini ve hayvan hücrelerini benzer ve ayırt edici özelliklerin tanımlanmasıyla karşılaştırma görevleri sunarak öğrencilerin düşünmesini geliştirin.

Teçhizat: poster "Sitoplazmik zarın yapısı"; görev kartları; çalışma kağıdı (bir prokaryotik hücrenin yapısı, tipik bir bitki hücresi, bir hayvan hücresinin yapısı).

Konular arası iletişim: botanik, zooloji, insan anatomisi ve fizyolojisi.

Ders planı

I. Organizasyon anı

Derse hazır olup olmadığını kontrol edin.
Öğrenci listesini kontrol etmek.
Konunun sunumu ve dersin hedefleri.

II. Yeni materyal öğrenmek

Organizmaların pro- ve ökaryotlara bölünmesi

Hücrelerin şekli son derece çeşitlidir: bazıları yuvarlaktır, diğerleri çok ışınlı yıldızlara benzer, diğerleri uzundur, vb. Hücrelerin boyutları da farklıdır - ışık mikroskobunda neredeyse ayırt edilemeyen en küçükten çıplak gözle mükemmel şekilde görülebilenlere (örneğin, balık ve kurbağa yumurtaları).

Paleontoloji müzelerinde saklanan dev fosilleşmiş dinozor yumurtaları da dahil olmak üzere döllenmemiş yumurtalar da bir zamanlar yaşayan hücrelerdi. Ancak iç yapının ana unsurlarından bahsedecek olursak, tüm hücreler birbirine benzer.

prokaryotlar (lat. yanlısı- önce, önce, yerine ve Yunanca. karyon- çekirdek) - bunlar, hücrelerinde bir zarla sınırlı bir çekirdeğe sahip olmayan organizmalardır, yani. arkebakteriler ve siyanobakteriler dahil tüm bakteriler. Prokaryot türlerinin toplam sayısı yaklaşık 6000'dir. Bir prokaryotik hücrenin (genofor) tüm genetik bilgisi, tek bir dairesel DNA molekülünde bulunur. Mitokondri ve kloroplast yoktur ve hücreye enerji sağlayan solunum veya fotosentez işlevleri plazma zarı tarafından gerçekleştirilir (Şekil 1). Prokaryotlar belirgin bir cinsel süreç olmadan ikiye bölünerek çoğalırlar. Prokaryotlar bir dizi spesifik fizyolojik işlemi gerçekleştirebilir: moleküler nitrojeni sabitler, laktik asit fermantasyonu gerçekleştirir, ahşabı ayrıştırır ve kükürt ve demiri oksitler.

Bir giriş konuşmasından sonra öğrenciler, yapının ana özelliklerini ökaryotik hücre tipleri ile karşılaştırarak prokaryotik bir hücrenin yapısını düşünürler (Şekil 1).

ökaryotlar - Bunlar, sitoplazmadan bir zar (karyomembran) ile ayrılan, açıkça tanımlanmış bir çekirdeğe sahip daha yüksek organizmalardır. Ökaryotlar, tüm yüksek hayvanları ve bitkileri, ayrıca tek hücreli ve çok hücreli algleri, mantarları ve protozoaları içerir. Ökaryotlardaki nükleer DNA, kromozomlar içine alınır. Ökaryotlar, zarlarla sınırlı hücresel organellere sahiptir.

Ökaryotlar ve prokaryotlar arasındaki farklar

- Ökaryotların gerçek bir çekirdeği vardır: ökaryotik bir hücrenin genetik aygıtı, hücrenin kabuğuna benzer bir kabuk tarafından korunur.
- Sitoplazmaya dahil olan organeller bir zarla çevrilidir.

Bitki ve hayvan hücrelerinin yapısı

Herhangi bir organizmanın hücresi bir sistemdir. Birbirine bağlı üç bölümden oluşur: zar, çekirdek ve sitoplazma.

Botanik, zooloji ve insan anatomisi çalışmalarında, çeşitli hücre türlerinin yapısına zaten aşina oldunuz. Bu makaleyi kısaca gözden geçirelim.

1. Egzersiz.Şekil 2'den hangi organizmaların ve doku türlerinin 1-12 sayıları altındaki hücrelere karşılık geldiğini belirleyin. Şekillerinin nedeni nedir?

Bitki ve hayvan hücresi organellerinin yapısı ve görevleri

Öğrenciler, şekil 3 ve 4'ü ve Biyolojik Ansiklopedik Sözlüğü ve ders kitabını kullanarak hayvan ve bitki hücrelerini karşılaştıran tabloyu tamamlarlar.

Masa. Bitki ve hayvan hücresi organellerinin yapısı ve görevleri

hücre organelleri	organellerin yapısı	İşlev	Hücrede organellerin varlığı
			bitkiler	hayvanlar
Kloroplast	Bu bir plastid türüdür	Fotosentez için bitkileri yeşile boyar
lökoplast	Kabuk iki temel zardan oluşur; iç, stromaya doğru büyür, birkaç tilakoid oluşturur	Nişasta, yağlar, proteinleri sentezler ve biriktirir
kromoplast	Sarı, turuncu ve kırmızı renkli plastidler, renk pigmentlerden kaynaklanır - karotenoidler	Sonbahar yapraklarının kırmızı, sarı rengi, sulu meyveler vb.
	Hücre özü ile dolu olgun bir hücrenin hacminin %90'ını kaplar	Turgorun sürdürülmesi, yedek maddelerin ve metabolik ürünlerin birikmesi, ozmotik basıncın düzenlenmesi vb.
mikrotübüller	Plazma zarının yakınında bulunan protein tübülinden oluşur.	Selülozun hücre duvarlarında birikmesine, sitoplazmada çeşitli organellerin hareketine katılın. Hücre bölünmesi sırasında mikrotübüller, bölünme iğ yapısının temelini oluşturur.
Plazma zarı (CPM)	Çeşitli derinliklere daldırılmış proteinlerin nüfuz ettiği bir lipit çift tabakasından oluşur.	Bariyer, maddelerin taşınması, hücreler arası iletişim
Pürüzsüz EPR	Düz ve dallanan tübül sistemi	Lipitlerin sentezini ve salınımını gerçekleştirir
Kaba EPR	Adını yüzeyindeki birçok ribozomdan almıştır.	Proteinlerin sentezi, birikmesi ve hücreden dışarıya salınmak üzere dönüştürülmesi
	Gözenekli bir çift nükleer zar ile çevrilidir. Dış nükleer zar, ER zarı ile sürekli bir yapı oluşturur. Bir veya daha fazla nükleol içerir	Kalıtsal bilginin taşıyıcısı, hücre aktivitesinin düzenleme merkezi
hücre çeperi	Mikrofibril adı verilen demetler halinde düzenlenmiş uzun selüloz moleküllerinden oluşur.	Dış çerçeve, koruyucu kabuk
Plasmodesmata	Hücre duvarlarını delen küçük sitoplazmik kanallar	Bitişik hücrelerin protoplastlarını birleştirin
Mitokondri		ATP sentezi (enerji depolama)
golgi aparatı	Bir düz kese yığınından oluşur - sarnıçlar veya diktiyozomlar	Polisakkaritlerin sentezi, CPM ve lizozomların oluşumu
lizozomlar		hücre içi sindirim
ribozomlar	İki eşit olmayan alt birimden oluşur ayrışabilecekleri büyük ve küçük	Protein biyosentezinin yeri
sitoplazma	Glikoz, proteinler ve iyonlar içeren büyük miktarda çözünmüş madde içeren sudan oluşur.	Hücrenin diğer organellerini içerir ve hücresel metabolizmanın tüm süreçleri gerçekleştirilir.
Mikrofilamentler	Aktin lifleri genellikle hücre yüzeyine yakın demetler halinde düzenlenir.	Hücre motilitesinde ve yeniden şekillendirilmesinde yer alır
merkezciller	Hücrenin mitotik aparatının bir parçası olabilir. Bir diploid hücre iki çift merkezcil içerir	Hayvanlarda hücre bölünmesi sürecine katılın; alglerin, yosunların zoosporlarında ve protozoada kirpiklerin bazal gövdelerini oluştururlar.
mikrovilli	plazma zarının çıkıntıları	Hücrenin dış yüzeyini arttırın, mikrovillus birlikte hücrenin sınırını oluşturur

sonuçlar

1. Hücre duvarı, plastidler ve merkezi vakuol yalnızca bitki hücrelerinde bulunur.
2. Lizozomlar, merkezciller, mikrovilluslar esas olarak yalnızca hayvan organizmalarının hücrelerinde bulunur.
3. Diğer tüm organeller hem bitki hem de hayvan hücrelerinin karakteristiğidir.

Hücre zarının yapısı

Hücre zarı, hücreyi vücudun dış veya iç ortamından sınırlayarak hücrenin dışında bulunur. Plazmalemmaya (hücre zarı) ve karbonhidrat-protein bileşenine dayanır.

Hücre duvarı fonksiyonları:

- hücrenin şeklini korur ve hücreye ve bir bütün olarak organizmaya mekanik güç verir;
- hücreyi mekanik hasardan ve içine zararlı bileşiklerin girmesinden korur;
- moleküler sinyallerin tanınmasını gerçekleştirir;
- hücre ve çevre arasındaki madde alışverişini düzenler;
- çok hücreli bir organizmada hücreler arası etkileşimi gerçekleştirir.

Hücre duvarı işlevi:

- bir dış çerçeveyi temsil eder - bir koruyucu kabuk;
- maddelerin taşınmasını sağlar (su, tuzlar, birçok organik maddenin molekülleri hücre duvarından geçer).

Hayvan hücrelerinin dış tabakası, bitkilerin hücre duvarlarının aksine çok ince ve esnektir. Işık mikroskobu altında görülmez ve çeşitli polisakkaritler ve proteinlerden oluşur. Hayvan hücrelerinin yüzey tabakasına denir. glikokaliks, hayvan hücrelerinin dış ortamla, onu çevreleyen tüm maddelerle doğrudan bağlantı işlevini yerine getirir, destekleyici bir rol oynamaz.

Hayvanın glikokaliksi ve bitki hücresinin hücre duvarının altında, doğrudan sitoplazma ile sınırlanan bir plazma zarı vardır. Plazma zarı proteinler ve lipidler içerir. Birbirleriyle çeşitli kimyasal etkileşimler nedeniyle düzenli bir şekilde düzenlenirler. Plazma zarındaki lipit molekülleri iki sıra halinde düzenlenir ve sürekli bir lipit çift tabakası oluşturur. Protein molekülleri sürekli bir tabaka oluşturmazlar, lipit tabakasında bulunurlar ve farklı derinliklerde içine dalarlar. Protein ve lipid molekülleri hareketlidir.

Plazma zarının işlevleri:

- hücrenin iç içeriğini dış ortamdan ayıran bir bariyer oluşturur;
- maddelerin taşınmasını sağlar;
- Çok hücreli organizmaların dokularında hücreler arası iletişimi sağlar.

Maddelerin hücreye girişi

Hücrenin yüzeyi sürekli değildir. Sitoplazmik zarda çok sayıda küçük delik vardır - özel proteinlerin yardımıyla veya yardımı olmadan, iyonların ve küçük moleküllerin hücreye girebileceği gözenekler. Ayrıca bazı iyonlar ve küçük moleküller hücre zarından doğrudan hücreye girebilirler. En önemli iyon ve moleküllerin hücre içine girişi pasif difüzyon değil, enerji gerektiren aktif taşımadır. Maddelerin taşınması seçicidir. Hücre zarının seçici geçirgenliğine denir. yarı geçirgenlik.

yol fagositoz hücrenin içine girin: proteinler, polisakkaritler, gıda parçacıkları, bakteriler gibi büyük organik madde molekülleri. Fagositoz, plazma zarının katılımıyla gerçekleştirilir. Hücre yüzeyinin yoğun bir maddenin bir parçacığı ile temas ettiği yerde, zar esner, bir girinti oluşturur ve hücrenin içine "zar kapsülü" içinde daldırılan parçacığı çevreler. Bir sindirim vakuolü oluşur ve hücreye giren organik maddeler içinde sindirilir.

Fagositoz ile amip, siliatlar, hayvan ve insan lökositleri beslenir. Lökositler, yanlışlıkla vücuda giren çeşitli katı parçacıkların yanı sıra bakterileri de emer ve böylece onu patojenik bakterilerden korur. Bitkilerin, bakterilerin ve mavi-yeşil alglerin hücre duvarı fagositozu engeller ve bu nedenle hücreye giren maddelerin bu yolu onlarda gerçekleşmez.

Çözünmüş ve askıda halde çeşitli maddeler içeren sıvı damlacıkları da plazma zarından hücre içine nüfuz eder.Bu fenomene denir. pinositoz. Sıvı emilimi süreci fagositoza benzer. Bir "membran paketi" içinde sitoplazmaya bir damla sıvı daldırılır. Su ile birlikte hücreye giren organik maddeler, sitoplazmada bulunan enzimlerin etkisi altında sindirilmeye başlar. Pinositoz doğada yaygındır ve tüm hayvanların hücreleri tarafından gerçekleştirilir.

III. Çalışılan materyalin konsolidasyonu

Çekirdeğin yapısına göre tüm organizmalar hangi iki büyük gruba ayrılır?
Sadece bitki hücrelerinde bulunan organeller nelerdir?
Sadece hayvan hücrelerinde bulunan organeller nelerdir?
Bitkilerin ve hayvanların hücre duvarlarının yapısı arasındaki fark nedir?
Maddelerin hücreye girme yolları nelerdir?
Hayvanlar için fagositozun önemi nedir?

Yeryüzünde sadece iki tür organizma vardır: ökaryotlar ve prokaryotlar. Aşağıda ayrıntılı olarak tartışılacak olan yapıları, kökenleri ve evrimsel gelişimleri bakımından büyük farklılıklar gösterirler.

Temas halinde

Prokaryotik bir hücrenin belirtileri

Aksi halde prokaryotlara nükleer öncesi denir. Bir prokaryotik hücrenin, bir zar kılıfı (, endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi) olan başka organelleri yoktur.

Ayrıca aşağıdaki özelliklere sahiptirler:

1. kabuksuzdur ve proteinlerle bağ oluşturmaz. Bilgi sürekli olarak iletilir ve okunur.
2. Tüm prokaryotlar haploid organizmalardır.
3. Enzimler serbest halde bulunur (yaygın olarak).
4. Olumsuz koşullar altında sporlanma yeteneğine sahiptirler.
5. Plazmitlerin varlığı - küçük kromozom dışı DNA molekülleri. İşlevleri, birçok agresif faktöre karşı direnci artıran genetik bilginin aktarılmasıdır.
6. Hareket için gerekli olan flagella ve pili - dış protein oluşumlarının varlığı.
7. Gaz boşlukları boşluklardır. Onlar sayesinde vücut su sütununda hareket edebilir.
8. Prokaryotlardaki (özellikle bakterilerdeki) hücre duvarı mureinden oluşur.
9. Prokaryotlarda enerji elde etmenin ana yöntemleri kemo ve fotosentezdir.

Bunlar bakteri ve arkeleri içerir. Prokaryot örnekleri: spiroketler, proteobakteriler, siyanobakteriler, krenarkeotlar.

Dikkat! Prokaryotların bir çekirdeği olmamasına rağmen, eşdeğerleri vardır - bir nükleoid (kabuklardan yoksun dairesel bir DNA molekülü) ve plazmitler şeklinde serbest DNA.

Prokaryotik bir hücrenin yapısı

bakteri

Bu krallığın temsilcileri, Dünya'nın en eski sakinleri arasındadır ve aşırı koşullarda yüksek bir hayatta kalma oranına sahiptir.

Gram-pozitif ve gram-negatif bakteriler vardır. Ana farkları, hücre zarının yapısında yatmaktadır. Gram pozitifler daha kalın bir kabuğa sahiptir, %80'e kadarı bir murein bazının yanı sıra polisakkaritler ve polipeptitlerden oluşur. Gram ile boyandığında mor bir renk verirler. Bu bakterilerin çoğu patojendir. Gram negatif olanlar, zardan periplazmik boşlukla ayrılan daha ince bir duvara sahiptir. Bununla birlikte, böyle bir kabuğun gücü arttırılmıştır ve antikorların etkilerine karşı çok daha dirençlidir.

Bakteriler doğada çok önemli bir rol oynar:

1. Siyanobakteriler (mavi-yeşil algler), atmosferde doğru oksijen seviyesinin korunmasına yardımcı olur. Dünyadaki tüm O2'nin yarısından fazlasını oluştururlar.
2. Organik kalıntıların ayrışmasına katkıda bulunurlar, böylece tüm maddelerin döngüsünde yer alırlar, toprak oluşumuna katılırlar.
3. Baklagillerin köklerinde bulunan azot fiksatörleri.
4. Suyu atıklardan, örneğin metalurji endüstrisinden arındırırlar.
5. Canlı organizmaların mikroflorasının bir parçasıdırlar ve besin maddelerinin mümkün olduğunca emilmesine yardımcı olurlar.
6. Gıda endüstrisinde fermantasyon için kullanılırlar.Bu şekilde peynir, süzme peynir, alkol ve hamur elde edilir.

Dikkat! Pozitif değere ek olarak, bakteriler de negatif bir rol oynar. Birçoğu kolera, tifo, frengi ve tüberküloz gibi ölümcül hastalıklara neden olur.

bakteri

Arkea

Daha önce, bakterilerle tek bir Drobyanok krallığında birleştirildiler. Bununla birlikte, zamanla, arkelerin kendi bireysel evrim yollarına sahip oldukları ve biyokimyasal bileşimleri ve metabolizmaları açısından diğer mikroorganizmalardan çok farklı oldukları anlaşıldı. En fazla 5 tür ayırt edilir, en çok çalışılanlar Euryarchaeots ve Crenarchaeotes'tir. Arkeal özellikler şunlardır:

• çoğu kemoototroftur - organik maddeleri karbondioksit, şeker, amonyak, metal iyonları ve hidrojenden sentezlerler;
• nitrojen ve karbon döngüsünde önemli bir rol oynar;
• insanlarda ve birçok geviş getiren hayvanda sindirime katılmak;
• gliserol-eter lipidlerinde eter bağlarının varlığı nedeniyle daha kararlı ve dayanıklı bir zar kabuğuna sahiptir. Bu, arkelerin yüksek derecede alkali veya asidik ortamlarda ve ayrıca yüksek sıcaklık koşullarında yaşamasına izin verir;
• hücre duvarı, bakterilerin aksine peptidoglikan içermez ve psödomüreinden oluşur.

ökaryotların yapısı

Ökaryotlar, hücreleri bir çekirdek içeren bir organizmalar krallığıdır. Arkea ve bakterilere ek olarak, Dünya üzerindeki tüm canlılar ökaryottur (örneğin bitkiler, protozoalar, hayvanlar). Hücreler şekil, yapı, boyut ve işlevlerinde büyük farklılıklar gösterebilir. Buna rağmen, yaşamın temelleri, metabolizma, büyüme, gelişme, tahriş etme yeteneği ve değişkenlik açısından benzerler.

Ökaryotik hücreler, prokaryotik hücrelerden yüzlerce veya binlerce kat daha büyük olabilir. Çok sayıda zarlı ve zarsız organel ile çekirdeği ve sitoplazmayı içerirler. Membran şunları içerir: endoplazmik retikulum, lizozomlar, Golgi kompleksi, mitokondri,. Zarsız: ribozomlar, hücre merkezi, mikrotübüller, mikrofilamentler.

ökaryotların yapısı

Farklı krallıklardan ökaryotik hücreleri karşılaştıralım.

Ökaryotların krallıkları şunları içerir:

• protozoa. Bazıları fotosentez yapabilen heterotroflar (algler). Eşeysiz, eşeyli ve basit bir şekilde iki kısma ürerler. Çoğunun hücre duvarı yoktur;
• bitkiler. Üreticidirler, enerji elde etmenin ana yolu fotosentezdir. Çoğu bitki hareketsizdir ve aseksüel, cinsel ve vejetatif olarak ürer. Hücre duvarı selülozdan yapılmıştır;
• mantarlar. Çok hücreli. Daha düşük ve daha yüksek arasında ayrım yapın. Heterotrofik organizmalardır ve bağımsız hareket edemezler. Eşeysiz, eşeyli ve vejetatif olarak ürerler. Glikojen depolarlar ve güçlü bir kitin hücre duvarına sahiptirler;
• hayvanlar. 10 tür vardır: süngerler, solucanlar, eklembacaklılar, ekinodermler, kordalılar ve diğerleri. Heterotrofik organizmalardır. Bağımsız hareket kabiliyeti. Ana depolama maddesi glikojendir. Hücre duvarı tıpkı mantarlarda olduğu gibi kitinden oluşur. Ana üreme şekli cinseldir.

Tablo: Bitki ve hayvan hücrelerinin karşılaştırmalı özellikleri

Yapı	bitki hücresi	hayvan kafesi
hücre çeperi	Selüloz	İnce bir protein, karbonhidrat ve lipid tabakası olan glikokaliksten oluşur.
Çekirdek konum	Duvara daha yakın konumda	Orta kısımda bulunan
Çağrı Merkezi	Sadece alt alglerde	Mevcut
kofullar	Hücre özü içerir	Kontraktil ve sindirim.
yedek madde	Nişasta	glikojen
plastidler	Üç tip: kloroplastlar, kromoplastlar, lökoplastlar	Eksik
Gıda	ototrofik	heterotrofik

Prokaryotların ve ökaryotların karşılaştırılması

Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin yapısal özellikleri önemlidir, ancak temel farklılıklardan biri genetik materyalin depolanması ve enerjinin elde edilme şekli ile ilgilidir.

Prokaryotlar ve ökaryotlar farklı şekilde fotosentez yaparlar. Prokaryotlarda bu süreç, ayrı yığınlar halinde istiflenmiş zar büyümeleri (kromatforlar) üzerinde gerçekleşir. Bakterilerin bir flor fotosistemi yoktur, bu nedenle fotoliz sırasında onu oluşturan mavi-yeşil alglerin aksine oksijen salmazlar. Prokaryotlardaki hidrojen kaynakları hidrojen sülfit, H2, çeşitli organik maddeler ve sudur. Ana pigmentler bakteriyoklorofil (bakterilerde), klorofil ve fikobilinlerdir (siyanobakterilerde).

Tüm ökaryotlardan sadece bitkiler fotosentez yapabilir.Özel oluşumları vardır - grana veya lamel içine yerleştirilmiş zarları içeren kloroplastlar. Fotosistem II'nin varlığı, suyun fotoliz işlemi sırasında oksijenin atmosfere salınmasına izin verir. Hidrojen moleküllerinin tek kaynağı sudur. Ana pigment klorofildir ve fikobilinler sadece kırmızı alglerde bulunur.

Prokaryotların ve ökaryotların temel farklılıkları ve karakteristik özellikleri aşağıdaki tabloda sunulmaktadır.

Tablo: Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki benzerlikler ve farklılıklar

Karşılaştırmak	prokaryotlar	ökaryotlar
Görünüm süresi	3,5 milyar yıldan fazla	Yaklaşık 1,2 milyar yıl
Hücre boyutları	10 µm'ye kadar	10 ila 100 mikron
Kapsül	Var. Koruyucu bir işlev gerçekleştirir. Hücre duvarı ile ilişkili	Eksik
hücre zarı	Var	Var
hücre çeperi	Pektin veya müreinden oluşur	hayvanlardan başka var
kromozomlar	Bunun yerine dairesel DNA. Translasyon ve transkripsiyon sitoplazmada gerçekleşir.	Doğrusal DNA molekülleri. Çeviri sitoplazmada gerçekleşirken, transkripsiyon çekirdekte gerçekleşir.
ribozomlar	Küçük 70S tipi. Sitoplazmada bulunur.	Büyük 80S tipi, plastidlerde ve mitokondride bulunan endoplazmik retikuluma bağlanabilir.
zarlı organel	Hiçbiri. Membranın büyümeleri var - mezozomlar	Bunlar: mitokondri, Golgi kompleksi, hücre merkezi, EPS
sitoplazma	Var	Var
	Eksik	Var
kofullar	Gaz (aerozomlar)	Var
Kloroplastlar	Hiçbiri. Fotosentez bakteriyoklorofillerde gerçekleşir	Sadece bitkilerde bulunur
plazmitler	Var	Eksik
çekirdek	Eksik	Var
Mikrofilamentler ve mikrotübüller.	Eksik	Var
Bölme yöntemleri	Daralma, tomurcuklanma, konjugasyon	Mitoz, mayoz
Etkileşim veya kişiler	Eksik	Plasmodesmata, desmozomlar veya septa
Hücre beslenmesi türleri	Fotoototrofik, fotoheterotrofik, kemoototrofik, kemoheterotrofik	Fototrofik (bitkilerde) endositoz ve fagositoz (diğerlerinde)

Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki farklar

Prokaryotik ve ökaryotik hücreler arasındaki benzerlikler ve farklılıklar

Çözüm

Prokaryotik ve ökaryotik bir organizmanın karşılaştırılması, birçok nüansın dikkate alınmasını gerektiren oldukça zahmetli bir süreçtir. Tüm canlıların yapısı, devam eden süreçleri ve özellikleri açısından birbirleriyle pek çok ortak yönleri vardır. Farklılıklar, gerçekleştirilen işlevlerde, beslenme yöntemlerinde ve iç organizasyonda yatmaktadır. Bu konuya ilgi duyanlar bu bilgileri kullanabilirler.

Prokaryotik hücre, hayvan ve bitki hücrelerinden çok daha basittir. Dışında koruma, şekillendirme ve taşıma işlevlerini yerine getiren bir hücre duvarı ile kaplıdır. Hücre duvarının sertliği murein tarafından sağlanır. Bazen bakteri hücresinin üstü bir kapsül veya mukoza tabakası ile kaplanır.

Ökaryotlarda olduğu gibi bakterilerde de protoplazma, hücre zarı. Solunum sürecinde yer alan mezozomlar, bakteriyoklorofil ve diğer pigmentler, zarın kese benzeri, tübüler veya lameller invajinasyonlarında bulunur. Prokaryotların genetik materyali bir çekirdek oluşturmaz, doğrudan sitoplazmada bulunur. Bakteriyel DNA, her biri binlerce ve milyonlarca baz çiftinden oluşan tek bir dairesel moleküldür. Bir bakteri hücresinin genomu, daha gelişmiş canlıların hücrelerininkinden çok daha basittir: Ortalama olarak, bakteri DNA'sı birkaç bin gen içerir.

Prokaryotik hücrelerde bulunmaz endoplazmik retikulum, a ribozomlar sitoplazmada serbestçe yüzer. Prokaryotlarda değil mitokondri; işlevlerinin bir kısmı hücre zarı tarafından gerçekleştirilir.

prokaryotlar

Bakteriler, hücresel yapıya sahip organizmaların en küçüğüdür; boyutları 0,1 ila 10 µm arasındadır. Tipik bir baskı noktası, yüzbinlerce orta büyüklükteki bakteriyi barındırabilir. Bakteriler ancak mikroskopla görülebilirler bu yüzden onlara bakteri denir. mikroorganizmalar veya mikroplar; mikroorganizmalar inceleniyor mikrobiyoloji . Mikrobiyolojinin bakterilerle ilgilenen bölümüne denir. bakteriyoloji . Bu bilimin başlangıcı atıldı Anthony van Leeuwenhoek 17. yüzyılda.

bakteri bilinen en eski organizmalardır. Bakterilerin ve mavi-yeşil alglerin (stromatolitler) hayati aktivitesinin izleri Archean'a aittir ve 3,5 milyar yıl öncesine kadar uzanır.

Farklı türlerin ve hatta cinslerin temsilcileri arasında gen alışverişi olasılığı nedeniyle, prokaryotları sistematize etmek oldukça zordur. Prokaryotların tatmin edici bir taksonomisi henüz oluşturulmamıştır; mevcut tüm sistemler yapaydır ve bakterileri filogenetik ilişkilerini hesaba katmadan bazı karakter gruplarına göre sınıflandırır. Daha önce bakterilerle birlikte mantarlar ve algler alt bitkilerin alt krallığına dahildir. Bakteriler şu anda ayrı bir prokaryot krallığı olarak sınıflandırılmaktadır. En yaygın sınıflandırma sistemi Bergi sistemi hücre duvarının yapısına bağlıdır.

20. yüzyılın sonunda, bilim adamları nispeten az çalışılmış bir bakteri grubunun hücrelerinin - arkebakteriler - içermek rRNA, yapılarında hem prokaryotik rRNA'dan hem de ökaryotik rRNA'dan farklıdır. Arkebakterilerin genetik aparatının yapısı (varlığı intronlar ve yinelenen diziler işleme, biçim ribozom) onları ökaryotlara yaklaştırır; Öte yandan, arkebakteriler de prokaryotların tipik belirtilerine sahiptir (hücrede çekirdek olmaması, kamçı, plazmit ve gaz vakuollerinin varlığı, rRNA boyutu, nitrojen fiksasyonu). Son olarak, arkebakteriler, hücre duvarının yapısı, fotosentez türü ve diğer bazı özellikler bakımından diğer tüm organizmalardan farklıdır. Arkebakteriler aşırı koşullarda var olabilir (örneğin, 100 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda kaplıcalarda, 260 atm basınçta okyanus derinliklerinde, doymuş tuz çözeltilerinde (% 30 NaCl)). Bazı arkebakteriler metan üretirken diğerleri enerji için kükürt bileşikleri kullanır.

Görünüşe göre, arkebakteriler çok eski bir organizma grubudur; "aşırı" olasılıklar, Dünya'nın yüzeyinin karakteristik koşullarına tanıklık ediyor. antik çağ. Arkebakterilerin, daha sonra Dünya'daki tüm yaşam çeşitliliğine yol açan varsayımsal "hücrelere" en yakın olduğuna inanılmaktadır.

Son zamanlarda üç ana tip olduğu anlaşıldı. rRNA, sırasıyla birincisi - ökaryotik hücrelerde, ikincisi - gerçek bakteri hücrelerinde ve ayrıca mitokondri ve kloroplastlarökaryotlar, üçüncü - arkebakterilerde. Moleküler genetik çalışmaları, ökaryotların kökeni teorisine yeni bir bakış açısı getirmeye zorladı. Şu anda antik Dünya'da üç farklı prokaryot dalının aynı anda evrimleştiğine inanılıyor - arkebakteriler, öbakteriler ve ürkaryotlar , farklı bir yapı ve farklı enerji elde etme yolları ile karakterize edilir. Aslında ökaryotların nükleer-sitoplazmik bileşeni olan ürkaryotlar daha sonra şu şekilde dahil edildi: simbiyontlar gelecekteki ökaryotik hücrelerin mitokondri ve kloroplastlarına dönüşen çeşitli öbakteri gruplarının temsilcileri.

Bu nedenle, daha önce arkebakteriler için ayrılan sınıf sıralaması açıkça yetersizdir. Şu anda, birçok araştırmacı prokaryotları iki krallığa ayırma eğilimindedir: arkebakteriler ve gerçek bakteri (öbakteri ) veya hatta arkebakterileri ayrı bir Archaea krallığına ayırın.

Gerçek bakterilerin sınıflandırılması şu şekilde verilmiştir: şema.

AT bakteri hücresiçekirdek yoktur, kromozomlar sitoplazmada serbestçe bulunur. Ayrıca bakteri hücresinde zar organelleri yoktur: mitokondri, EPS, golgi aparatı vb. Dışarıda hücre zarı bir hücre duvarı ile kaplıdır.

Çoğu bakteri, su veya hava akımlarını kullanarak pasif olarak hareket eder. Sadece birkaçının hareket organelleri vardır - kamçı . Prokaryotik flagella, yapı olarak çok basittir ve 10-20 nm çapında içi boş bir silindir oluşturan flagellin proteininden oluşur. Hücreyi ileriye doğru hareket ettirerek ortama vidalanırlar. Görünüşe göre bu, doğada tekerlek prensibini kullanan bilinen tek yapıdır.

Bakteriler şekillerine göre birkaç gruba ayrılır:

kok (yuvarlak bir şekle sahip);

basil (çubuk şeklinde bir forma sahip);

spirilla (spiral şeklindedir);

titreşimler (virgül şeklindedir).

Solunum şekline göre bakteriler 3'e ayrılır. aeroblar (çoğu bakteri) ve anaeroblar (tetanoz, botulizm, gazlı kangren etkenleri). İlki nefes almak için oksijene ihtiyaç duyar, çünkü ikincisi oksijen işe yaramaz ve hatta zehirlidir.

Bakteriler yaklaşık olarak her 20 dakikada bir (uygun koşullarda) bölünerek çoğalırlar. DNA kendini eşler, her yavru hücre ana DNA'nın kendi kopyasını alır. Bölünmeyen hücreler arasında ("çıplak" DNA'nın yakalanması yoluyla) DNA transferi de mümkündür. bakteriyofajlar veya tarafından çekimler , bakteriler çiftleşme fimbriaları ile birbirine bağlandığında), bununla birlikte, birey sayısında bir artış meydana gelmez. Üreme, güneş ışınları ve kendi yaşamsal faaliyetlerinin ürünleri tarafından engellenir.

Bakterilerin davranışı özellikle karmaşık değildir. Kimyasal reseptörler, ortamın asitliğindeki değişiklikleri ve çeşitli maddelerin konsantrasyonundaki değişiklikleri kaydeder: şekerler, amino asitler, oksijen. Pek çok bakteri sıcaklık veya ışıktaki değişikliklere tepki verir ve bazı bakteriler Dünya'nın manyetik alanını hissedebilir.

Olumsuz koşullar altında bakteri yoğun bir kabukla kaplanır, sitoplazma susuz kalır ve hayati aktivite neredeyse durur. Bu durumda bakteri sporları derin bir vakumda saatlerce kalabilir, -240 °C ile +100 °C arasındaki sıcaklıklara dayanabilir.

Şekil 1 - Bir prokaryotik hücrenin görüntüsü

Şekil 4 - Gram negatif bakterilerin kamçısının yapısı.
1 - iplik; 2 - kanca; 3 - bazal gövde; 4 - çubuk; 5 - L halkası; 6 - P halkası; 7 - S halkası; 8 - M halkası; 9 - BGBM; 10 - periplazmik boşluk; 11 - peptidoglikan tabakası; 12 - dış zar

Alt prokaryot hücrelerinin yapısı çok daha basittir (Şekil 1). Aynı zamanda, bir ökaryotik hücreyi prokaryotik bir hücreden ayıran tek özellik nükleer aygıtın farklı yapısı değildir.

Prokaryotik hücrenin ana yapısal bileşenlerinden biri hücre çeperi (Şek. 2, 3). Bakterilerin hücre zarının bileşimi, proteinler, polisakkaritler ve yağ benzeri maddelerden oluşan karmaşık moleküler kompleksler içerir. Sert olduğu için hücrenin iskeleti görevi görür ve ona belirli bir şekil verir. Prokaryotların hücre zarı, çözünmüş maddelerin çevreden hücreye geçişine bir tür engel oluşturur. Siyanobakteri hücreleri elastik bir pektin zarı ile kaplıdır. Bazı bakteri türlerinde, hücrenin yüzeyinde bir mukus tabakası oluşur ve sanki bir durum oluşturur - kapsül .

Birçok bakterinin hücrelerinin yüzey yapıları arasında flagella - uzun çok ince iplikler, spiral, dalgalı veya kavisli hareket organları bulunur (Şekil 4).

Şekil 3 - Gram negatif bakterilerin hücre duvarı (A) ve lipopolisakkarit molekülünün (B) yapısı.
A. Gram-negatif bakterilerin hücre duvarı 1 - sitoplazmik zar; 2 - peptidoglikan tabakası; 3 - periplazmik boşluk; 4 - protein molekülleri; 5 - fosfolipid; 6 - lipopolisakarit.
B. Lipopolisakarit molekülünün yapısı 1 - lipid A; 2 - dahili polisakarit çekirdek; 3 - dış polisakarit çekirdek; 4 - O-antijeni

Kamçının uzunluğu, bakterinin vücut uzunluğunun birçok katı olabilir. Flagella'nın sayısı ve konumu, karakteristik bir tür özelliğidir. Bazı bakteri türlerinin bir kamçısı vardır ( monotrik ), diğerlerinde, kamçı hücrenin bir ucunda veya her iki ucunda demetler halinde düzenlenir ( lofotrik ), üçüncü hücrenin her iki ucunda bir flagelluma sahiptir ( amfitrik ), dördüncüsünde hücrenin tüm yüzeyini kaplarlar ( peritriköz ).

Kabuğa yakından bitişik sitoplazmik zardır. Seçici geçirgenliğe sahiptir - belirli maddelerin hücreye girmesine izin verir ve belirli maddeleri hücreden uzaklaştırır. Bu yeteneği nedeniyle, zar, besinleri hücre içinde yoğunlaştıran ve atık ürünlerin atılımını destekleyen bir organel rolünü oynar. Hücre içinde ortama göre her zaman artan bir ozmotik basınç vardır. Sitoplazmik zar sabitliğini sağlar. Ek olarak, bir dizi enzim sisteminin, özellikle enerji üretimiyle ilişkili redoks enzimlerinin (ökaryotlarda mitokondride bulunurlar) lokalizasyon yeridir. Ökaryotik hücrelerden farklı olarak, prokaryotik bir hücrede bölmelere bölünme yoktur. Prokaryotik hücrelerde Golgi kompleksi veya mitokondri yoktur ve içlerinde sitoplazmanın yönlendirilmiş bir hareketi yoktur. Pinositoz ve fagositoz fenomeni prokaryotların özelliği değildir. Organellerden sadece ribozomlar ökaryotik ribozomlara benzer.

Pek çok bakteri hücresinde özel zar yapıları bulunmuştur - mezozomlar sitoplazmik zarın hücre içine geri çekilmesi sonucu oluşur. Rolleri henüz tam olarak açıklığa kavuşturulmamıştır. Mezozomların hücre bölünmesinin en önemli hücre içi süreçlerine, hücre zarındaki maddelerin sentezine ve enerji metabolizmasına katılımı hakkında varsayımlar vardır.