Прокариоты содержат капсид в своем строении

«Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты»

Код раздела ЕГЭ: 2.2. Многообразие клеток. Прокариотические и эукариотические клетки. Сравнительная характеристика клеток растений животных, бактерий, грибов.

Подавляющее большинство известных на сегодняшний день живых организмов (растения, животные, грибы и бактерии) имеет клеточное строение. Форма клеток может быть округлой, цилиндрической, кубической, призматической, дисковидной, веретеновидной, звездчатой и др.

Несмотря на все разнообразие клеток, общий план строения для них един: все они содержат наследственную информацию, погруженную в цитоплазму, и окружающую клетку плазматическую мембрану. Снаружи от мембраны у клетки может быть еще клеточная стенка, состоящая из различных веществ, которая служит для защиты клетки и является своего рода ее внешним скелетом.

Прокариоты и эукариоты

В настоящее время различают два основных типа организации клеток: прокариотические и эукариотические.

Прокариотическая клетка не имеет ядра, ее наследственная информация не отделена от цитоплазмы мембранами. Область цитоплазмы, в которой хранится наследственная информация в прокариотической клетке, называют нуклеоидом. Прокариотами являются бактерии.

Эукариотическая клетка — клетка, в которой хотя бы на одной из стадий развития имеется ядро — специальная структура, в которой находится ДНК. К эукариотическим организмам относят растения, животные и грибы.

Размеры прокариотических клеток, как правило, на порядок меньше, чем размеры эукариотических. Большинство прокариот является одноклеточными организмами, а эукариоты — многоклеточными.

Сравнительная характеристика строения клеток растений, животных, бактерий и грибов

Кроме характерных для прокариот и эукариот особенностей, клетки растений, животных, грибов и бактерий обладают еще целым рядом особенностей. Так, клетки растений содержат специфические органоиды — хлоропласты, которые обусловливают их способность к фотосинтезу, тогда как у остальных организмов эти органоиды не встречаются.

Растительные клетки, как правило, содержат крупные вакуоли, наполненные клеточным соком. В клетках животных, грибов и бактерий они также встречаются, но имеют совершенно иное происхождение и выполняют другие функции. Основным запасным веществом, встречающимся в виде твердых включений, у растений является крахмал, у животных и грибов — гликоген, а у бактерий — волютин.

Еще одним отличительным признаком этих групп организмов является организация поверхностного аппарата: у клеток животных организмов клеточная стенка отсутствует, их плазматическая мембрана покрыта лишь тонким гликокаликсом, тогда как у всех остальных она есть. Это целиком объяснимо, поскольку способ питания животных связан с захватом пищевых частиц в процессе фагоцитоза, а наличие клеточной стенки лишило бы их данной возможности. Химическая природа вещества, входящего в состав клеточной стенки, неодинакова у различных групп живых организмов: если у растений это целлюлоза, то у грибов — хитин, а у бактерий — муреин.

Бактериальные клетки имеют следующие характерные для них структуры — плотную клеточную стенку, клеточную мембрану, одну кольцевую хромосому, расположенную в нуклеотиде, рибосомы, мезосомы (внутренние клеточные мембраны), жгутики и клеточные включения в виде жировых капель и гранул полисахаридов. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов, хемотрофов и гетеротрофов.

Клетки растений содержат характерные только для них пластиды — хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам.

У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой.

Читайте также:  Как передается полиомиелит, симптомы, профилактика, причины и лечение

Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген.

Это конспект по теме «Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты». Выберите дальнейшие действия:

  • Перейти к следующему конспекту: 
  • Вернуться к списку конспектов по Биологии.
  • Проверить знания по Биологии.

Строение эукариотов

Эукариоты представляют собой надцарство организмов, в клетках которых содержится ядро. Кроме архей и бактерий все живые существа на Земле являются эукариотами (к примеру, растения, простейшие, животные). Клетки могут сильно отличаться по своей форме, строению, размерам и выполняемым функциям. Несмотря на это эукариоты сходны по основам жизнедеятельности, метаболизму, росту, развитию, способности к раздражению и изменчивости.

Эукариоты могут превышать в размерах прокариотические в сотни и тысячи раз. Они включают в себя ядро и цитоплазму с многочисленными мембранными и немембранными органоидами. К мембранным относятся: эндоплазматический ретикулум, лизосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, пластиды. Немембранные: рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, микрофиламенты.

Строение эукариотов

Проведем сравнение клеток эукариотов разных царств.

Строение эукариотов

К надцарству эукариот относятся царства:

  • простейшие. Гетеротрофы, некоторые способны к фотосинтезу (водоросли). Размножаются бесполым, половым путём и простым способом на две части. У большинства клеточная стенка отсутствует;
  • растения. Являются продуцентами, основной способ получения энергии – фотосинтез. Большая часть растений неподвижны, размножаются бесполым, половым и вегетативным путём. Клеточная стенка эукариота состоит из целлюлозы;
  • грибы. Многоклеточные. Различают низшие и высшие. Являются гетеротрофными организмами, не могут самостоятельно передвигаться. Размножаются бесполым, половым и вегетативным путём. Запасают гликоген и имеют прочную клеточную стенку из хитина;
  • животные. Различают 10 типов: губки, черви, членистоногие, иглокожие, хордовые и другие. Являются гетеротрофными организмами. Способны к самостоятельному передвижению. Основное запасающее вещество – гликоген. Оболочка клеток состоит из хитина, также как у грибов. Главный способ размножения – половой.

Таблица: Сравнительная характеристика растительной и животной клетки

Строение Клетка растения Клетка животного
Клеточная стенка Целлюлоза Состоит из гликокаликса — тонкого слоя белков, углеводов и липидов.
Местоположение ядра Расположено ближе к стенке Расположено в центральной части
Клеточный центр Исключительно у низших водорослей Присутствует
Вакуоли Содержат клеточный сок Сократительные и пищеварительные.
Запасное вещество Крахмал Гликоген
Пластиды Три вида: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты Отсутствуют
Питание Автотрофное Гетеротрофное

Основные признаки и отличия прокариотических и эукариотических клеток

В отличие от эукариот, прокариоты лишены ядра, ядерной мембраны, митохондрий, ЭПС, вакуолей, лизосом, комплекса Гольджи. Их признаком является клеточная стенка, состоящая из сложного гетерополимерного вещества.

Для прокариот характерно простое деление, а эукариоты отличаются такими способами репродукции, как митоз, мейоз, амитоз.

Отличаются эти два вида и размерами. Эукариотические образования, вследствие обладания сложной структурой, намного превышают в размерах прокариотические.

Еще одно важное различие заключается в особенностях строения двигательных элементов. У прокариот эту функцию выполняют реснички или жгутики, сформированные из белка флагеллина. Эукариоты снабжены ундулиподиями, которые крепятся при помощи кинетосом.

Примечание

С появлением электронных микроскопов, обеспечивающих высокую степень увеличения, цитологам удалось провести сравнение ундулиподий множества самых разных эукариотических организмов и доказать их удивительное сходство.

Прокариоты и эукариоты: главные отличия одноклеточных или многоклеточных организмов, их генетический материал и таблица об этом

Прокариоты и эукариоты образуют надцарства в системе классификации живых организмов. Они составляют таксоны более низкого ранга – царства.

Прокариоты создают царство бактерий, одноклеточных организмов. Эукариоты образуют 3 царства: грибы, растения и животные. Эти группы включают многоклеточные и одноклеточные организмы.

Прокариоты и эукариоты – основные понятия

Прокариоты – это доядерные одноклеточные организмы.

Именно они стояли у истоков эволюции, дали впоследствии ядерные организмы. Это бактерии.

Эукариоты – это ядерные клетки.

Они образуют живые организмы, состоящие из одной или множества клеток. Структура, содержащая ядро, дала все многообразие жизни.

Читайте также:  Скарлатина у детей – фото, симптомы и лечение, профилактика

Строение прокариотической клетки

Прокариоты устроены довольно просто. Размеры их очень малы — от 1 до 15 мкм. Следует отметить, что 1 мкм равен 0,001 мм. Отсюда становится понятным, насколько малы прокариоты.

Бактерии имеют разную форму:

  • кокки – шаровидные клетки;
  • бациллы – вытянутые палочки;
  • спириллы – извитые;
  • вибрионы – изогнутые.

В зависимости от того, к какой группе относятся бактерии, они могут существовать по отдельности, или образовывать скопления. Например, стрептококки образуют цепь из нескольких кокков. Стафилококки образуют скопление, которое напоминает гроздь винограда.

Характерная особенность прокариот – отсутствие оформленного ядра. Также отсутствуют мембранные органоиды. Генетический материал находится в одной хромосоме. В её состав входит одна ДНК, которая не соединяется с белками. Кольцевая ДНК размещена прямо в цитоплазме.

Цитоплазма заполняет внутреннее пространство. Все немногочисленные органоиды находятся в ней. Ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность, распределены во внутреннем пространстве, или находятся на внутренней стенке мембраны.

Прокариоты и эукариоты: главные отличия одноклеточных или многоклеточных организмов, их генетический материал и таблица об этом

Внутри клетки откладываются запасные вещества: жиры, полисахариды, полифосфаты. Они могут расходоваться клеткой по мере необходимости. Снаружи бактерия покрыта цитоплазматической мембраной.

Сверху расположена клеточная стенка, состоящая из муреина. Это смесь полисахаридов и белковых молекул. Клеточная стенка прикрыта слизистой капсулой. Цитоплазматическая мембрана образует впячивания – мезосомы. Они выполняют функции недостающих органоидов. Бактерия может иметь жгутики и пили – органоиды движения в жидкой среде.

Плюсы и минусы прокариот

Прокариоты играют и положительную и отрицательную роль. В качестве примера негативного влияния, можно отметить заболевания, возбудителем которых являются бактерии: туберкулёз, холера, тиф и другие.

Характеризуя положительное значение бактерий, можно отметить:

  • приготовление кисломолочной продукции с помощью бродильных прокариот;
  • бактерии-симбионты, обитающие в других организмах, приносящие пользу;
  • бактерии-разрушители органического опада и другие.

Строение эукариот

Эукариотическая клетка, образуя одноклеточный организм, существует самостоятельно. Также она может с другими клетками образовывать многоклеточные организмы.

В соответствии с организмом, образованным клеткой, существуют некоторые различия в её строении. Эти различия не так велики. Больше можно отметить черт сходства.

Эукариотическая клетка покрыта цитоплазматической мембраной. Она имеет многочисленные поры, образует складки, впячивания и выпячивания, что позволяет осуществлять поступление веществ с помощью пиноцитоза и фагоцитоза. Пиноцитоз – это поступление капель жидкости. Фагоцитоз – это поступление твёрдых частичек через мембрану.

Растительная клетка имеет ещё прочную целлюлозную оболочку.

Ядерная клетка имеет множество мембранных органоидов:

  1. Прежде всего, это оформленное ядро. Оно хранит и воспроизводит наследственную информацию. Также ядро регулирует жизнедеятельность клетки.
  2. Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой – это среда, в которой идут все реакции и процессы. По цитоплазме перемещаются органоиды и вещества.
  3. Эндоплазматическая сеть. Она бывает шероховатой, на ней идёт биосинтез белка. Жиры и углеводы синтезируются на гладкой сети.
  4. Аппарат Гольджи – это совокупность уплощённых полостей, мешочков, цистерн. В нём упаковываются и хранятся вещества, которые клетка синтезирует.
  5. Рибосомы — участвуют в образовании белка.
  6. Митохондрии — накапливают энергию в виде АТФ.
  7. Пластиды — есть только в клетках растений. Они обеспечивают процесс фотосинтеза, окраску цветов и плодов, а также способствуют накоплению органических веществ.
  8. Вакуоли — присутствуют, как правило, в растительной клетке. Содержат клеточный сок, обеспечивает тургор клетки.
  9. Лизосомы — отвечают за внутриклеточное пищеварение.
  10. Клеточный центр или центриоли — присутствуют в клетке животных. Органоид принимает участие в делении клетки.
  11. Цитоскелет – микротрубочки из белковых волокон. Они связаны с цитоплазматической мембраной, поддерживают определённую форму клетки.

Роль бактерий в природе и жизни человека

В природе существует великое множество бактерий, каждая из которых играет свою роль в природе и жизни из них приносят пользу, другие причиняют вред.

Остановимся подробнее на роли бактерий в природе планеты. В почве живут бактерии гниения, которые питаются отмершими организмами. Значение бактерий гниения, являющихся сапротрофами, очень велико в природе.

Гнилостные бактерии превращают отмершие останки организмов в перегной, а перегной – в минеральные соли. Образующийся при гниении углекислый газ поступает в атмосферу, минеральные соли остаются в почве. Как известно, все эти вещества потребляются зелеными растениями. Растения служат кормом для животных. Так благодаря деятельности бактерий гниения, ныне живущие организмы используют те вещества, которые когда-то были в телах ранее живших существ. Таким образом, бактерии в круговороте веществ выполняют роль разрушителей.

Читайте также:  Кожный лейшманиоз: симптомы, диагностика и лечение

Еще одним положительным значением сапротрофов в природе будет повышение плодородия отмершие остатки организмов,гнилостные бактерии создают перегной.

В почве содержится значительное число видов бактерии. Например, на корнях бобовых растений поселяются азотфиксирующие бактерии. Так их назвали за способность усваивать азот из воздуха и обогащать им почву. Эти микроорганизмы проникают в корни растений, интенсивно делятся и заполняют клетки корня, ткани которого формируют клубеньки.

Немаловажным считается и роль бактерий в жизни человека. Причем они могут выполнять положительную и отрицательную роль.

Бактерии брожения принадлежат к сапротрофам и имеют большое значение в жизни людей. В результате деятельности этих бактерий получают различные продукты питания. К примеру, молочнокислые бактерии способствуют скисанию молока. В результате мы получаем кисломолочные продукты – сметану, простоквашу, творог, сыр и другие. Подобное брожение прослеживается при квашении капусты, изготовлении вина и уксуса.

Процесс брожения осуществляется бактериями с целью получения пищи. Мы уже знаем, что везде встречаются бактерии, даже в пищевых продуктах. Например, при хранении молока в теплом помещении можно наблюдать его скисание. Почему это происходит? Молочнокислые бактерии начинают интенсивно размножаться, их число постоянно увеличивается. Им необходимо питаться и они начинают использовать для этого сахар, который есть в молоке. Происходит распад веществ, состав молока меняется, и мы получаем уже кисломолочные продукты. Вот по такому принципу осуществляется брожение.

Отдельные виды бактерий причиняют вред хозяйству, способствуя порче пищевых продуктов. К примеру, если мясо или рыбу хранить при высокой температуре, то под влиянием микроорганизмов они начинают портиться. С целью предохранения продуктов их сушат, замораживают, солят, коптят. Тем самым создают неблагоприятные условия для размножения попадающих на эти продукты бактерий. При изготовлении консервированных продуктов их помещают в плотно закрытую посуду и подвергают действию высокой температуры. Благодаря такой обработке имеющиеся в продуктах бактерии уничтожаются, а проникновение других делается производства консервов используют мясо, рыбу, овощи, фрукты.

В природе нет других таких существ, которые бы причиняли столько вреда самому человеку, как болезнетворные бактерии. По типу питания они являются паразитами и, попадая в тело человека, они вызывают различные заболевания.

Какие заболевания могут вызывать бактерии паразиты? Например, дизентерия ее вызывает дизентерийная палочка, туберкулез – палочка Коха, холера – холерный вибрион, чума – чумная палочка и другие.

Обычно заражение осуществляется путем передачи от больного организма здоровому. Так, например возбудители дифтерии или туберкулеза могут передаваться при чихании и кашле больного человека. Палочки туберкулеза хорошо выносят высыхание и в течении месяца могут сохраняться в высохшей мокроте и попадать из нее в воздух. Вот почему необходимо дезинфицировать помещение, в котором находится больной.

Многие бактерии, например возбудители кишечных заболеваний (холеры, дизентерии), довольно долго могут сохраняться в воде, попадая туда с выделениями организма. Особенно опасны бациллы, образующие споры, к примеру, возбудители сибирской язвы и столбняка. Споры их могут годами сохраняться в почве и заражать людей и животных. В ряде случаев возбудители заболеваний передаются насекомыми. Так, чума передается человеку через укусы блох, которые до этого насосались крови больного чумой животного, часто это бывают грызуны.

В борьбе за здоровье человека большое значение имеют профилактические меры. Каждый человек должен знать и строго выполнять правила гигиены.