Строение и функции прокариотической клетки: Строение прокариотической клетки – особенности хромосом (10 класс, биология) - Управленческое образование

Содержание

2. Прокариотические и эукариотические клетки

Все клетки делятся на две большие группы: прокариотические и эукариотические.

Все прокариотические организмы (около \(3000\) видов бактерий и сине-зелёных (цианобактерий)) в настоящее время объединены в Царство Дробянки.


Рис. \(1\). Бактерии	Рис. \(2\). Цианобактерии под микроскопом

В клетках прокариот нет оформленного ядра. Их наследственный материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК. Имеются также плазмиды — небольшие молекулы ДНК.

Поверхностный аппарат клетки состоит из цитоплазматической мембраны и клеточной стенки. Строение цитоплазматической мембраны такое же, как и у эукариот. Внутрь клетки от мембраны отходят многочисленные складки — мезосомы. Клеточная стенка прокариот напоминает клеточную стенку растительных клеток, но образована не клетчаткой, а

пектином и муреином.

В клетках прокариот имеются рибосомы, но отсутствуют мембранные органоиды. Их функции выполняют мезосомы.

Прокариоты часто имеют органоиды движения — жгутики и реснички.

Рис. \(3\). Строение бактериальной клетки

Многие прокариоты — анаэробы, т. е. им не нужен молекулярный кислород.

Некоторые прокариоты способны захватывать и использовать азот воздуха (азотфиксирующие клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых растений), чего не могут эукариотические организмы.

Цианобактерии способны к фотосинтезу, так как на их мезосомах находится особый вид хлорофилла.

В неблагоприятных условиях прокариоты могут образовывать споры. Так, при недостатке влаги или низкой температуре содержимое бактериальной клетки уплотняется и покрывается дополнительной оболочкой.

Прокариоты чаще размножаются бесполым путём (делением клетки надвое). Половое размножение у прокариот происходит редко, но оно имеет важное значение, так как приводит к обмену генетической информацией. При этом происходит передача устойчивости к неблагоприятным факторам (например, к действию антибиотиков). При половом процессе происходит обмен участками бактериальной хромосомы или плазмидами.

Эукариотические клетки

Эукариотические (эукариотные) клетки содержат ядро, координирующее жизнедеятельность клетки, в котором находится наследственный аппарат организма, а также многочисленные немембранные и мембранные органоиды, выполняющие разнообразные функции.

Большинство эукариот являются

аэробами, то есть используют в энергетическом обмене кислород.

Строение и функции прокариотической клетки статья по биологии

Строение и функции прокариотической клетки Немного истории. Аристотель пытался все объекты природы систематизировать. У него была «лестница существ». Внизу наиболее примитивно организованные камни, потом растения, животные и человек. Стремление к линейной классификации довольно долго сохранялось, но потом его пришлось отвергнуть, так как объекты живой природы не выстраиваются в единую лестницу. Деление на растения и животные известно давно. Эти группы называют царствами: царство растений и царство животных. Потом были описаны простые одноклеточные растения и животные, о которых не всегда понятно, растения они или животные. Они были выделены в группу одноклеточные (Протисты). Затем открыли бактероий и выделили их в отдельное царство. Позже было в отдельное царство были выделены грибы. Для нас они кажутся похожими на растения, но, тем не менее, от растений они существенно отличаются, в частности, тем, что, как животные, запасают гликоген, а не крахмал. Итак, живые организмы разделили на царства Растений, Грибов, Животных и Простейших (одноклеточных), и царство бактерий, в которую входили все прокариоты. Но когда изучали бактерий, оказалось, что они также делятся на две сильно отличающиеся группы. Соответственно, их пришлось разделить на два царства: Эубактерии (собственно бактерии) и Архебактерии (другое название – Археи). Последние также не имеют ядра, но по структуре сильно отличаются от бактерий. Такое деление возникло недавно. В 1990 году вышла посвященная этой теме публикация. Деление было сделано на основе последовательности рибосомной РНК. Если раньше для того, чтобы описать какой-либо новый вид, нужно было изучить организм, описать, как он питается, его морфологию, и только после этого его можно было классифицировать, то сейчас классификацию организма можно провести, даже не зная, как он выглядит. Достаточно просеквенировать (определить последовательность нуклеотидов) его рибосомную РНК. И поскольку для многих организмов последовательность рибосомной РНК известна, то по степени сходства этих РНК строится классификация, а не по внешнему сходству или по особенностям метаболизма. Некоторые группы архебактерий так и были описаны: рибосомные РНК есть, а сами организмы пока никто не видел. В чем же смысл перехода к классификации по степени сходства рибосомной РНК? Рибосомная РНК отражает родство по происхождению, в то время, как одинаковая форма может быть у совершенно неродственных животных. Если вспомнить лягушку, крокодила и бегемота, то окажется, что глаза у них из воды торчат похожим образом. Но эти животные относятся к разным классам. То есть, построение классификации на основе рибосомной РНК отображает родство организмов, но зато зачастую не отражает сходство в образе их жизни. Почему выбрана именно рибосомная РНК? Потому что это самая консервативная, т.е. наиболее медленно меняющаяся, часть генома. Ниже на рисунке представлено дерево родства разных организмов. На нем выделяются группы бактерий, архей и эукариот.Эти группы, более высокого ранга, чем царства. Их называют надцарства или домены. Термин домен используется в разных науках. В данном случае, в систематике, «домен» обозначает группу (рангом выше царства), объединяющую разные организмы, обладающие определенным набором общих черт. Что же общего у бактерий и архей, что отличает их от эукариот? Строение клетки прокариот У прокариотических клеток есть цитоплазматическая мембрана, также как и эукариотических. У бактерий мембрана двуслойная (липидный бислой), у архей мембрана довольно часто бывает однослойной. Мембрана архей состоит из веществ, отличных от тех, из которых состоит мембрана бактерий. Поверхность клеток может быть покрыта капсулой, чехлов или слизью. У них могут быть жгутики и ворсинки. Клеточное ядро, такое как у эукариот, у прокариот отсутствует. ДНК находится внутри клетки, упорядоченно свернутая и поддерживаемая белками. Этот ДНК-белковый комплекс называется нуклеоид. У эубактерий белки, которые поддерживают, ДНК отличаются от гистонов, которые образуют нуклеосомы (у эукариот). А у архибактерий гистоны есть, и этим они похожи на эукариот. Энергетические процессы у прокариотов идут в цитоплазме и на специальных структурах — мезосомах (выростах клеточной мембраны, которые закручены в спираль для увеличения площади поверхности, на которой происходит синтез АТФ).

Строение и функции прокариотической клетки

1. Строение и функции прокариотической клетки

2. Задачи:

1. Создать представление о двух уровнях клеточной
организации: прокариотической и эукариотической.

2. Раскрыть особенности строения прокариотической
клетки.
3. Раскрыть роль бактерий в жизни людей и природе.
4. Продолжить формирование умений сравнивать,
анализировать, делать выводы.

3. Заполните схему:

Уровни клеточной организации
прокариотические
эукариотические

4. Среда обитания

Атмосфера, гидросфера, литосфера,
организмы людей, животных, растений.
В 1 г почвы – до 2 млрд, в 1 куб.см молока –
до 1 млн, в 1 куб.м городского воздуха летом
– до 25 тыс., зимой – до 5 тыс.

5. Распространение бактерий на Земле:

Бактерии

6. Строение прокариотической клетки

7. Прокариотическая клетка

8. Трехмерное изображение прокариотической клетки

9. Строение бактериальной клетки

Плотная оболочка – клеточная стенка – окружает
снаружи бактериальную клетку, опорным каркасом
служит гликопептид – муреин.

В цитоплазме: рибосомы (до 10000 на клетку),
впячивания цитоплазматической мембраны,
выполняющие функции многих органоидов;
включения, содержащие запасные питательные
вещества.

У некоторых есть жгутики, которые
принимают участие в движении бактерии.
Генетический материал бактерий – нуклеоид, который
содержит только одну хромосому, является носителем
наследственных свойств, регулирует синтез белков и
обеспечивает все внутриклеточные процессы. Не
образует оформленного ядра.

10. Ответьте на вопросы:

1) Что собой представляет хромосома
бактерии?
2) Где расположены рибосомы?

11. Найдите в тексте ответы на вопросы:

1. Какие процессы снабжают бактерии
энергией?
2. Почему у бактерий очень быстро, по
сравнению с эукариотами, реализуется
генетическая информация?

12. Форма бактерий

Форма бактерий разнообразная.
Среди них есть шаровидные,
палочковидные и извитые формы.

13. Размножение бактерий

Путем деления, которое наступает
после удвоения бактериальной
хромосомы – кольцевидной ДНК.
Половой процесс – в форме обмена
генетическим материалом между
особями.

14. Разнообразие бактерий по способу питания

Бактерии делятся на автотрофные и
гетеротрофные.
Автотрофные: фотосинтетики (зеленые,
пурпурные, серобактерии),
хемосинтетики (железобактерии,
серобактерии, нитрифицирующие).
Гетеротрофные: паразиты (холерный
вибрион, столбнячная палочка),
сапрофиты (бактерии гниения, бактерии
брожения)
Найдите в тексте сведения о
спорообразовании у бактерий.
Составьте короткий рассказ об этом
процессе.
Выделите значения
спорообразования для
распространения бактерий.

16. Роль бактерий в природе

1. В результате деятельности гнилостных
бактерий земля очищается от погибших
растений и животных.
2. Бактерии принимают участие в

геохимических процессах образования
серы, фосфора, каменного угля, нефти.
3. Играют роль в круговороте азота:
нитрифицирующие и азотофиксирующие
повышают плодородие почвы.

17. Значение бактерий для человека

Служат для приготовления сывороток и
вакцин, являются основой получения
антибиотиков.

Бактерии молочнокислого брожения
используются для изготовления
молочнокислых продуктов и квашения
капусты, в сельском хозяйстве – для
силосования кормов.
Бактерии уксуснокислого брожения
используются для маринования овощей и
плодов, в кожевенной, текстильной
промышленности и т.д.

18. Отрицательная роль бактерий

Бактерии гниения и брожения приводят к
порче продуктов питания.
Вызывают биологическую коррозию
многих промышленных материалов,
дерева, бумаги и т.д.
Патогенные бактерии вызывают у людей:
чуму, холеру, туберкулез, дизентерию,

менингит, тиф и др. заболевания, у
домашних животных: бруцеллез, у
растений: бактериозы.

19. Холера

20. Подготовка к ЕГЭ

Минерализация органических соединений почвы
осуществляется благодаря деятельности:
1.
Наземных животных
2.
Шляпочных грибов
3.
Корней растений
4.
Микроорганизмов
Клубеньковые бактерии вступают в симбиоз с растениями
семейства:
1.

Розоцветных
2.
Пасленовых
3.
Крестоцветных
4.
Бобовых
Какая группа бактерий использует энергию окислительновосстановительных процессов питания?
1.
Паразиты
2.
Фототрофы
3.
Сапротрофы
4.
Хемотрофы
Какие организмы относят к прокариотам?
1.
Вирусы
2.
Стрептококк
3.
Хламидомонаду
4.
Улотрикс
Какие способы хранения пищевых продуктов используются

человеком и на чем они основаны?

22. Домашнее задание:

Прочитать текст на стр. 136-139 учебника.
Ответить на вопросы стр. 140.

Урок 7. строение клетки. прокариотическая клетка — Биология — 9 класс

Все живые организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две большие группы: прокариоты и эукариоты. Вирусы не относятся к прокариотам и эукариотам, а представляют неклеточную форму жизни.
К прокариотам относятся бактерии (включая цианобактерии) и архебактерии. Прокариотические клетки присущи древним одноклеточным организмам. Древнейшие на Земле организмы, не имеющие клеточного ядра, появившиеся около четырех миллиардов лет тому назад, называются прокариотами, то есть доядерными. В настоящее время они тоже распространены, обитают в воде, почве, воздухе, на покровах животных и растений, а также внутри них. Прокариоты освоили экстремальные места обитания: горячие источники (они выживают и живут при температуре 700 и выше), моря и соленые озера (галобактерии живут при солености около 30 %).

Форма бактерий чрезвычайно разнообразна: шаровидная, палочковидная и изогнутая.
Размеры клеток большинства прокариот – от 0,2 до 10 микрометров, встречаются и карлики (нанобактерии и микоплазмы), размер которых – от 0,05 до 0,1 микрометра. Кроме этого, существуют и гиганты (макромонусы) с размерами до 10 микрометров. Средний размер клетки бактерии – около 1 микрометра. Размеры прокариот меньше размеров эукариот.
У многих одноклеточных и некоторых многоклеточных организмов в клетке нет оформленного ядра. У прокариот молекула ДНК одна и образует кольцевую молекулу, т.

е. имеется ДНК-содержащая зона – нуклеоид (от греч. «нечто похожее на ядро»).
Прокариотическими клетками называются клетки, не имеющие оформленного ядра.
Клетки, имеющие ядро, называются
эукариотическими.
У эукариот молекулы ДНК имеют линейное строение. Эукариоты возникли в процессе эволюции, к ним относятся растения, животные и грибы.
Строение бактериальной клетки
Рассмотрим строение прокариотической клетки.
Снаружи клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной. Строение мембран у двух этих групп организмов одинаковое. Клеточная мембрана прокариот образует многочисленные впячивания внутрь клетки – мезосомы. На них располагаются ферменты, обеспечивающие реакции обмена веществ в прокариотической клетке. Поверх плазматической мембраны клетки прокариот покрыты оболочкой, состоящей из углеводов, образованной полисахаридами – пектином и муреином. В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластидов, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом.

Их функции выполняют складки и впячивания наружной мембраны – мезосомы. В цитоплазме прокариот беспорядочно располагаются мелкие рибосомы. Цитоскелета в прокариотических клетках тоже нет, но иногда встречаются жгутики, которые способствуют передвижению бактерий. На поверхности бактериальной клетки находятся пили – белковые нити, с помощью которых бактерии присоединяются к субстрату или поверхности. Половые пили служат для обмена генетического материала между различными бактериями.
Фотосинтезирующие бактерии – цианобактерии, имеют в клетках фотосинтезирующие мембраны или тилакоиды, в которых содержатся пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза, такие как хлорофилл.
В неблагоприятных условиях (холод, жара, засуха) многие бактерии образуют споры. При спорообразовании вокруг бактериальной хромосомы образуется особая плотная оболочка, а остальное содержимое клетки отмирает. Спора может десятилетиями находиться в неактивном состоянии, а в благоприятных условиях из нее снова прорастает активная бактерия.

Размножение прокариот.
Чаще всего прокариоты размножаются бесполым путем: ДНК удваивается, и далее клетка делится в поперечной плоскости пополам. В благоприятных условиях бактерии способны делиться каждые 20 минут; при этом потомство от одной клетки через трое суток теоретически имело бы массу 7500 тонн! К счастью, таких условий в принципе быть не может.
Половое размножение у прокариот наблюдается гораздо реже, чем бесполое, однако оно очень важно, так как при обмене генетической информацией бактерии передают друг другу устойчивость к неблагоприятным воздействиям (например, к лекарствам). При половом процессе бактерии могут обмениваться как участками бактериальной хромосомы, так и особыми маленькими кольцевыми двуцепочечными молекулами ДНК – плазмидами. Обмен может происходить через цитоплазматический мостик между двумя бактериями или с помощью вирусов, усваивающих участки ДНК одной бактерии и переносящих их в другие бактериальные клетки, которые они заражают.
Роль бактерий в природе. Важнейшая роль бактерий в природе – это поедание отмерших организмов. Бактерии-гниения играют роль санитаров, их относят к сапротрофным организмам. Питаясь органическими веществами мертвых тел, эти бактерии превращают погибшие растения и трупы животных в перегной. В одном кубическом сантиметре поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов почвенных бактерий.
Бактерии участвуют в круговороте веществ на планете, в биосфере все вещества переходят от организма к организму, они находятся в постоянных круговоротах. Без бактерий эти вещества накапливались бы в больших количествах, не поступали бы дальше, то есть без них круговорот веществ был бы невозможен: примером может быть круговорот азота в природе. В почве существуют определенные бактерии, которые из азота воздуха делают азотные удобрения для растений, это клубеньковые бактерии, которые поселяются прямо в корнях растений.
Бактерии – самые многочисленные существа на земле, и они участвуют в цепях питания: есть крошечные организмы, питающиеся бактериями.

Особые бактерии – цианобактерии, бактерии, способные к фотосинтезу, которые насыщают нашу землю кислородом. Бактерии оказывают на землю практически глобальное воздействие, они вездесущи и необыкновенно выносливы, бактерии определяют границы биосферы – самую нижнюю ее часть, где еще можно найти бактерии, и самую верхнюю ее часть, где бактерии существуют.
Т.о. можно сделать вывод, что прокариотическая клетка организована достаточно просто по сравнению с эукариотической клеткой, их основным отличием является отсутствие оформленного ядра и мембранных органоидов у бактериальных клеток.
Список литературы
1. Каменский А.А. и др. Биология. Введение в общую биологию и экологию. Учебник для 9 класс. – М.: Дрофа, 2002. – 304 с.
2. Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Биология. 9 класс. – 5-е изд., испр. – М.: 2013. – 240 с.
3. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б. Биология. Общие закономерности. 9 класс. – М.: 2011. – 278 с.
4. Беляев Д.К. Биология 10-11 класс. Общая биология.

Базовый уровень. – 11-е изд., стереотип. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с.
5. Большой справочник по биологии/под ред. Т.В. Ивановой, Г.Л. Свиридовой. – М.: «Издательство Астрель», «Олимп», «Фирма «Издательство АСТ», 2000. – 448 с.: ил.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет:
1. Festival.1september.ru
2. Biouroki.ru
3. https://ege.sdamgia.ru

Прокариотическая клетка

К прокариотам относят бактерии и сине-зелёные водоросли (цианеи). Наследственный аппарат прокариот представлен одной кольцевой молекулой ДНК, не образующей связей с белками и содержащей по одной копии каждого гена — гаплоидные организмы. В цитоплазме имеется большое количество мелких рибосом; отсутствуют или слабо выражены внутренние мембраны. Ферменты пластического обмена расположены диффузно. Аппарат Гольджи представлен отдельными пузырьками. Ферментные системы энергетического обмена упорядоченно расположены на внутренней поверхности наружной цитоплазматической мембраны. Снаружи клетка окружена толстой клеточной стенкой. Многие прокариоты способны к спорообразованию в неблагоприятных условиях существования; при этом выделяется небольшой участок цитоплазмы содержащий ДНК, и окружается толстой многослойной капсулой. Процессы метаболизма внутри споры практически прекращаются. Попадая в благоприятные условия, спора преобразуется в активную клеточную форму. Размножение прокариот происходит простым делением надвое.

Прокариотические и эукариотические клетки (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Признаки	Прокариоты	Эукариоты
1 ЯДЕРНАЯ МЕМБРАНА	Отсутствует	Имеется
ПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ МЕМБРАНА	Имеется	Имеется
МИТОХОНДРИИ	Отсутствуют	Имеются
ЭПС	Отсутствует	Имеется
РИБОСОМЫ	Имеются	Имеются
ВАКУОЛИ	Отсутствуют	Имеются (особенно характерны для растений)
ЛИЗОСОМЫ	Отсутствуют	Имеются
КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА	Имеется, состоит из сложного гетерополимерного вещества	Отсутствует в животных клетках, в растительных состоит из целлюлозы
КАПСУЛА	Если имеется, то состоит из соединений белка и сахара	Отсутствует
КОМПЛЕКС ГОЛЬДЖИ	Отсутствует	Имеется
ДЕЛЕНИЕ	Простое	Митоз, амитоз, мейоз

ДНК в прокариотической клетке — Справочник химика 21

Наследственная информация прокариотической клетки содержится в нуклеоплазме в структуре, называемой бактериальной хромосомой или бактериальным нуклеоидом.

[c.24]

Сходство между этими двумя видами органелл эукариотической клетки и прокариотическими клетками имеет большое значение для представлений об эволюции. Оно наводит на мысль, что хлоропласты [c.49]

Существует два больших класса клеток, отличающихся по строению и функциям. Наиболее древними и простыми по строению являются прокариотические клетки. Основные свойства, характерные для прокариот, можно рассмотреть на примере бактерий. Это одни из наиболее простых по строению клеток, отличающиеся малыми размерами и примитивным строением. Они не имеют ядра, и их генетический материал не защищен дополнительной внутриклеточной мембраной. Как правило, бактерии получают необходимую энергию из окружающей среды, причем глюкоза является основным ее источником. Разновидностью бактерий являются синезеленые водоросли, или цианобактерии, имеющие фотосистему, подобную растительным клеткам. Цианобактерии способны фиксировать азот, углекислый газ и выделять кислород. Таким образом, их нормальная жизнедеятельность может протекать при наличии только во- Электронная [c.11]

До сих пор мы рассматривали нефтяные нентациклические углеводороды ряда гопана. Безусловно, эта структура является главной для тритерпанов любых нефтей. В геохимическом аспекте весьма симптоматично, что именно гопаны, скелет которых создается простейшей прокариотической клеткой бактерий или сине-зеленых водорослей, занимают такое ведуш ее положение в нефтях [48, 54]. Следует предположить, что углеводороды ряда гопана представляют собой результат деятельности древних микроорганизмов и среди прочих соединений входили в состав липидов их клеточных мембран, т. е. образование гопанов происходило на стадии раннего диагенеза органического вещества осадков. [c.138]

Структурные различия между эукариотическими и прокариотическими клетками отражают весьма важные различия в механизмах осуществления ряда жизненных функций клетки. Речь идет прежде всего о передаче и проявлении генетической информации, об энергетическом обмене и о механизме поглощения и выделения веществ клеткой. Теперь уже очевидно, что граница между эукариотическими и прокариотическими клеточными организмами — наиболее важное и глубокое из всех обусловленных эволюцией различий в современном мире живого. Кроме того, оно позволяет совершенно однозначно разделить организмы на две группы только по особенностям их клеток. [c.7]

В современном мире существуют два существенно различных по внутренней архитектуре типа клеток. Более сложная эукариотическая клетка является структурной единицей у растений, многоклеточных животных, простейших, грибов и всех групп, которые обычно относили к водорослям, кроме одной. Несмотря на крайнее разнообразие эукариотических клеток, обусловленное их специализацией в ходе эволюции этих групп, а также модификациями, которые они претерпевают во время дифференцировки у растений и животных, в основной архитектуре таких клеток всегда имеется много общих черт. Менее сложная прокариотическая клетка является структурной единицей у двух групп микробов у бактерий и у тех организмов, которые раньше называли сине-зелеными водорослями.

Сине-зеленые водоросли обладают таким же механизмом фотосинтеза, как и эукариотические водоросли, но он происходит в клетке, имеющей совершенно иную тонкую структуру. Поэтому объединение так называемых сине-зеленых водорослей с эукариотическими водорослями уже нельзя считать оправданным, и они рассматриваются как одна из групп фотосинтезирующих бактерий — цианобактерии. [c.6]

СТРОЕНИЕ ПРОКАРИОТИЧЕСКОЙ КЛЕТКИ [c.8]

Существуют два различных типа нуклеиновых кислот —дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК). ДНК представляет собой генетический материал большинства организмов. В прокариотических клетках, кроме основной хромосомной ДНК, часто встречаются вне хромосомные ДНК — плазмиды. В эукариотических клетках основная масса ДНК расположена в клеточном ядре, где она связана с белками в хромосомах. Эукариотические клетки содержат ДНК также в различных органел-лах (митохондриях, хлоропластах). Что же касается РНК, то а клетках имеются матричные РНК (мРНК), рибосомные РНК (рРНК), транспортные РНК (тРНК) и ряд других кроме того, РНК входят в состав многих вирусов. [c.296]

Опишите особенности строения мембран прокариотической клетки. [c.45]

Хотя прокариотические клетки не видны невооруженным глазом и менее знакомы нам по сравнению с высшими животными и растениями, они составляют очень существенную часть биомассы Земли. Вероятно, три четверти всей живой материи на Земле приходится на долю микроорганизмов, больщинство из которых-прокариоты. Более того, прокариоты играют важную роль в биологических превращениях материи и энергии на Земле. Фотосинтезирующие бактерии, обитающие как в пресной, так и в морской воде, поглощают солнечную энергию и используют ее для синтеза углеводов и других компонентов клеток, которые в свою очередь служат пищей для других организмов. Некоторые бактерии могут фиксировать молекулярный азот (N2) из атмосферы, образуя биологически полезные азотсодержащие соединения. Таким образом, прокариоты играют роль отправной точки для многих пищевых цепей в биосфере. Кроме того, прокариоты выполняют функцию конечных потребителей, поскольку различные бактерии осуществляют расщепление органических структур в мертвых растениях и животных, возвращая тем самым конечные продукты распада в атмосферу, почву и моря, где они вновь используются в биологических циклах углерода, азота и кислорода. [c.30]

На следующем, клеточном уровне организации биологической системы почвы, исследовали влияние поллютанта на прокариотическую клетку — Azotoba ter hroo o um, бактерию, чувствительную к токсичности почв, служащую показателем высокой продуктивности. По интенсивности роста азотобактера судили о степени токсичности почвы. С увеличением дозы нефти возрастает [c.209]

В более примитивных прокариотических клетках ДНК не выделяется специальной дополнительной мембраной. Обычно эти клетки содержат одну гигантскую молекулу двуспиральной ДНК, состоящую из нескольких миллионов нуклеотидов. Иногда, по аналогии с эукариотической клеткой, ее называют хромосомной ДНК. В некоторых случаях в прокариотических клетках, в дополнение к этой ДНК, присутствуют еще и относительно маленькие молекулы ДНК (длиной в несколько тысяч- нуклеотидов), несущие дополнительную информацию их называют плазмидами. В большинстве случаев плазмиды копируются независимо от хромосомной ДНК и клетки могут содержать ряд подобных молекул. Несмотря на маленькие размеры, они придают клетке ряд особенностей, чрезвычайно важных для их выживания, например устойчивость к определенным антибиотикам. Прокариотические клетки обладают относительно маленькими размерами. Их линейные размеры имеют порядок 1 мкм, а самые маленькие из известных прокариотических клеток — микоплазмы — имеют размер около 0,3 мкм. Все прокариотические клетки могут функционировать независимо и, следовательно, должны рассматриваться как одноклеточные живые организмы (прокариоты). К этой группе живых организмов относят микоплазмы, бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). Бактерии можно разделить на две основные группы эубактерии (действительные бактерии) и. архебактерии. К последним относят микроорганизмы, живущие в экстремальных условиях — в горячей или сильнокислотной среде (термоатщдофилы), в концентрированных соляных растворах (галофилы) и др. Условия жизни архебактерий, по-видимому, достаточно близки к тем,»которые существовали на Земле в период зарождения жизни. [c.23]

Репликация, транскрипция и трансляция геномов органелл. В хлоропластах и митохондриях ДНК представлена небольшими двухцепочечными молекулами, обычно кольцевыми, и не связана с гистонами. Таким образом, генетическая информация органелл содержится в структурах, весьма сходных с хромосомами прокариот, хотя и значительно меньших по размерам. В каждой органелле имеется множество копий ДНК (до 40—50 в некоторых хлоропластах). Кроме того, хлоропласты и митохондрии содержат аппарат транскрипции и трансляции, включая специфические для органелл рибосомы, которые меньше цитоплазматических 808-рибосом и близки по величине к 708-рибосо-мам прокариот. Синтез белка в органеллах ингибируется хлорам нико-лом и некоторыми другими антибиотиками, подавляющими этот процесс и у прокариот, но не влияющими на синтез белка в цитоплазме эукариотической клетки. Таким образом, хлоропласты и митохондрии обнаруживают ряд важных черт фундаментального сходства с прокариотическими клетками.

Митохондрии обладают еще одной особенностью, характерной для клеток, но не для других компонентов клетки они образуются путем деления предсуществующих органелл. Это продемонстрировано также в отношении многих типов хлоропластов у водорослей. У высших растений зрелые хлоропласты развиваются из более простых структур — пропластид на стадии пропластид и происходит воспроизводство этих органелл. [c.49]

Молекулы предшественников зрелых клеточных РНК подвергаются расщеплению и химической модификации. Совокупность биохимических реакций, в результате которых уменьшается молекулярная масса РНК-предшественника и осуществляются разные способы химической модификации с образованием зрелых молекул РНК, называют процессингом. Процессинг наблюдается и в прокариотических клетках, но особенно аюжны превращения предшественников клеточных РНК в ядрах эукариот. Хромосомы эукариотической клетки, в которых осуществляется транскрипция, локализованы в ядре и отделены двойной ядерной мембраной от цитоплазмы, где протекает трансляция. В ядре синтезируются предшественники всех типов цитоплазматических РНК- Зрелые молекулы РНК транспортируются в цитоплазму. Механизм транспорта РНК из ядра в цитоплазму исследован недостаточно. Полагают, что процессинг РНК с образованием зрелых молекул продолжается и в ходе их транспорта в составе рибонуклеопротендных частиц через поры ядерных мембран. В клетках эукариот только незначительная часть, около 10%, транскрибируемых в ядре последовательностей ДНК выяыяется в составе цитоплазматических мРНК. Основная часть новообразованной РНК распадается в ядре и не обнаруживается в цитоплазме. [c.163]

Один из возможных способов увеличения фотосинтеза и, следовательно, продуктивности растений состоит в клонировании хлоро-пластных генов в клетках бактерий и их переносе в растения. Известно, что хлоропласты и прокариотические клетки сходны по ряду признаков. На основании этого возникла симбиотическая гипотеза происхождения хлоропластов, впервые выдвинутая А. С. Фамин-циньпл (1886). Согласно этой гипотезе, клетки прокариот и хлоропласты сходны. В них присутствуют кольцевые ДНК, 708-рибо-сомы синтез белков начинается с одной и той же аминокислоты — N-формилметионина, а синтез белка подавляется хлорамфенико-лом, а не циклогексимидом, как у эукариот. Позже было показано, что ДНК-зависимая РНК-полимераза Е. соН связывается с определенными участками ДНК хлоропластов шпината. [c.150]

В клетке для каждой из 20 аминокислот, которые участвуют в построении белка, существует своя аминоацил-тРНК-синтетаза. Таким образом, в прокариотических клетках существует 20 различных ами-ноацил-тРНК-синтетаз. Однако в эукариотических клетках ситуация сложнее, и в первую очередь из-за существования специальных амино-ацил-тРНК-синтетаз в хлоропластах и митохондриях (в дополнение к основным цитоплазматическим синтетазам). [c.29]

Помимо указанного процесса протеолитического удаления сигнального пептида, во многих белках отщепляется начальный N-концевой метионин. Оказалось, что в прокариотических клетках имеются особые ферменты, модифицирующие N-концевые остатки, в частности деформилаза, катализирующая отщепление формильной группы от N-концевого метионина, а также аминопептидазы, катализирующие отщепление не только N-koh-цевого формилметионина (или метионина у эукариот), но, возможно, и других остатков аминокислот с N-конца пептида. Аналогичному так называемому ограниченному постсинтетическому протеолизу подвергаются некоторые пробелки, или проферменты (например, трипсиноген, химотрипсиноген и др.), и предшественники гормонов (например, препроинсулин, пре- 3-липотропин и др.). В ряде случаев наблюдается и С-концевая модификация синтезированного белка. [c.532]

Наличие сильного регулируемого промотора -это очень важное, но недостаточное условие максимизации количества продукта клонированного гена. Большую роль играют также эффективность трансляции и стабильность самого продукта. В прокариотических клетках разные мРНК не всегда транслируются с одинаковой эффективностью. Различие может составить несколько сотен раз, и в результате в клетке будут присутствовать сотни или даже тысячи копий одних белковых молекул и лишь несколько копий других. [c.118]

Чтобы получить какой-то белковый продукт, необходимо обеспечить правильную транскрипцию кодирующего его гена и трансляцию соответствующей мРНК. Для инициации транскрипции в нужном сайте необходим промотор, а для ее остановки — терминирующий кодон. Клонированный ген часто бывает лишен таких сигнальных последовательностей, и для его экспрессии в прокариотической клетке-хозяине нужно обеспечить и то, и другое. Кроме того, поскольку для решения большинства биотехнологических задач белок должен образовываться в больших количествах, необходимо использовать промотор, который позволял бы получить высокий уровень транскрипции (сильный промотор) и распознавался РНК-полимеразой хозяйской клетки. Постоянная транскрипция клонированного гена истощает энергетические ресурсы хозяйской клетки, поэтому нужно использовать промоторы, работу которых можно регулировать либо с помощью специфических низкомолекулярных соединений, либо изменением температуры. [c.130]

Бинарное деление (Binary fission) Прямое, не связанное с половым процессом разделение прокариотической клетки на примерно одинаковые по размерам дочерние клетки. [c.544]

Исходные раств. готовят в ДМСО или ДМФ можно разбавлять HjO до 50-100 мкг/мл. Исходные раств. уст. в темн, в отсутствие Oj. Ме-эфир-НС1 обладает полной про-противогрибковой активностью родительского антибиотика и раств. в HjO. Обычно доступен аспартат метилового эфира, также растворимый в HjO. Гидрохлориды эфиров других цвиттерионных полиенов также сохраняют полную активность [J. Antibioti s 25, 256, 259, 261 (1972)]. Не влияет на прокариотические клетки. [c.247]

Нередко возникает задача ввести ген в клетки эукариот, например в дрожжевые клетки, в которых могут нарабатываться белки, прошедшие после их образования необходимые стадии модификации, несвойственные прокариотическим клеткам. Для этой цели используют специальные, так называемые челночные, векторы, которые могут автономтю размножаться как в прокариотических, так и в эукариотических клетках, например в Е. соН и дрожжах. В эукариотические клетки плазмиды вводят на заключительных стадиях, поскапьку многие предварительные этапы клонирования существенно проще проводить в кле гках прокариот. [c.304]

Большое значение в прокариотических клетках имеет авторегуляция транскрипции, заключающаяся в подавлении транскрипции одним из продуктов оперона. Например, триптофановый апорепрессор выступает в качестве репрессора гена, программирующего этот апорепрессор. Поэтому последний никогда не накапливается в клетке в значительном количестве. Широко используется авторегуляция транскрипции оперонов, программирующих рибосомные белки. Гены рибосомных белков сгруппированы в несколько оперонов. Например, оперон S10 содержит расположенные друг за другом гены рибосомных белков S10, L3, L2, Ь4, L23, S19, L22, S3, S17, L16 и L29 (белки серии S — из малой, а серии L — из большой субъединицы). Регуляторным белком, подавляющим экспрессию этого оперона, является один из его продуктов — белок L4. [c.430]

Экспрессия эукариотических генов в прокариотических клетках не реализуется или реализуется с большим трудом В ядерных генах эукариот имеются интроны, а у бактерий нет системы сплайсинга, поэтому образующиеся чужеродные конечные продукты в бактериальных клетках, как правило, неактивны Однако использование векторных систем (в том числе «челночных») и ПЦР позволило успешно решать проблемы, связанные с созданием рДНК их клонированием и экспрессией в различных реципиентных клетках (прокариотических и эукариотических) [c.208]

Компартментализация прокариотической клетки значительно менее выражена, чем у эукариотических клеток. ДНК не окружена ядерной мембраной, а органеллы типа митохондрий и хлоропластов отсутствуют. Область ядра, видимая на электронной микрофотографии ультратон-кого среза клетки в виде сетчатой структуры из тонких нитей, непосредственно граничит с заполненной рибосомами цитоплазмой. У многих бактерий впячивания плазматической мембраны образуют определенные структуры во внутреннем пространстве протопласта (внутриклеточные мембраны). С плазматической мембраной связаны процессы [c.10]

Рибосомы в прокариотической клетке (числом порядка Ю на клетку) состоят приблизительно из 30% белка и 70% РНК, что в расчете на всю клетку составляет до 40% белка и 90% РНК «Мягкий» лизис растущих клеток сопровождается выделением почти всех рибосом в виде полирибосомомембранных агрегатов, содержащих все компоненты белоксинтезирующей системы Полирибосомы представляют собой цепочки, состоящие из 70S рибосомных мономеров с диаметром порядка 0,02 мкм, присоединенных к мРНК При низких концентрациях ионов магния — меньше 10 М 70S рибосомы диссоциируют на 30S и 50S субъединицы Размер первых приблизительно 0,007 — 0,016 мкм, молекулярная масса 800 кДа Каждая 30S субъединица включает одну молекулу 16S РНК с ММ около 500 кДа и 21 молекулу разных белков, 50S субъединица размером 0,014 — 0,016 мкм имеет ММ 1,8 10 кДа и содержит [c.103]

Представление об изменчивости и наследственности бактерий нельзя составить без знания некоторых положений молекулярной генетики прокариотической клетки. В основе процессов приспособления микробных культур к изменяюшимся экологическим условиям лежат изменчивость и наследственность, являющиеся разделами генетики бактерий. При изложении цитологии бактериальной клетки уже рассматривалась структура ДНК и РНК и их роль в жизни клетки. Характерное строение ДНК сохраняется у каждого вида и передается потомству из поколения в поколение, как и другие признаки. ДНК бактерий представляет собой двунитчатую спираль, замыкающуюся в кольцо. Кольчатая нить ДНК бактерий, расположенная в ну-клеоиде, не содержит белка. Такое кольцо ДНК соответствует хромосоме эукариотической клетки. Известно, что в хромосоме эукариотических клеток, кроме ДНК, всегда содержится белковый компонент. Отсюда следует, что понятие хромосомы у эукариотов несколько отлично от понятия хромосомы бактерий. Нить ДНК, представляющая собой хромосому бактерий, разумеется, у разных видов различается. Сахарофосфатный компонент ДНК у всех видов бактерий одинаков расположение азотистых оснований и их комбинация, напротив, различаются у разных видов. [c.102]

Термины греческого слова кагуоп ( орех или зерно , т.е. ядро). Прокариот означает до ядра , а эукариот-с хорошо оформленным ядром . В прокариотической клетке генетический мате- [c.28]

Прокариотические клетки представляют исключительную ценность для исследований в области биохимии и молекулярной биологии, так как они несложны по своей структуре, их можно легко и быстро вьфащивать в больших количествах, а механизмы репродукции и передачи генетической информации у них относительно просты. В оптимальных условиях при 37°С в простой питательной среде, содержащей глюкозу, соли аммония и неорганические веще- [c.30]

Прокариотических клеток – Биология 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете делать следующее:

Назовите примеры прокариотических и эукариотических организмов
Сравнение и противопоставление прокариотических и эукариотических клеток
Опишите относительные размеры разных клеток
Объясните, почему ячейки должны быть маленькими

Клетки делятся на две большие категории: прокариотические и эукариотические. К прокариотам мы относим только преимущественно одноклеточные бактерии и археи (про- = «до»; -кари- = «ядро»).Клетки животных, растений, грибов и протистов — все это эукариоты (eu- = «настоящий»).

Компоненты прокариотических клеток

Все клетки имеют четыре общих компонента: 1) плазматическая мембрана, внешнее покрытие, отделяющее внутреннюю часть клетки от окружающей среды; 2) цитоплазма, состоящая из желеобразного цитозоля внутри клетки, в котором находятся другие клеточные компоненты; 3) ДНК, генетический материал клетки; и 4) рибосомы, которые синтезируют белки. Однако прокариоты отличаются от эукариотических клеток по нескольким параметрам.

Прокариот — это простой, в основном одноклеточный (одноклеточный) организм, у которого отсутствует ядро или какая-либо другая мембраносвязанная органелла. Вскоре мы увидим, что у эукариот это существенно отличается. Прокариотическая ДНК находится в центральной части клетки: нуклеоиде ((Рисунок)).

На этом рисунке показана обобщенная структура прокариотической клетки. Все прокариоты имеют хромосомную ДНК, локализованную в нуклеоиде, рибосомах, клеточной мембране и клеточной стенке. Другие показанные структуры присутствуют у некоторых, но не у всех бактерий.

Большинство прокариот имеют пептидогликановую клеточную стенку и многие из них имеют полисахаридную капсулу ((Рисунок)). Клеточная стенка действует как дополнительный слой защиты, помогает клетке сохранять свою форму и предотвращает обезвоживание. Капсула позволяет клетке прикрепляться к поверхностям в окружающей среде. Некоторые прокариоты имеют жгутики, пили или фимбрии. Жгутики используются для передвижения. Пили обмениваются генетическим материалом во время конъюгации, процесса, при котором одна бактерия передает генетический материал другой посредством прямого контакта.Бактерии используют фимбрии для прикрепления к клетке-хозяину.

Связь с карьерой

МикробиологСамое эффективное действие, которое может предпринять любой человек для предотвращения распространения инфекционных заболеваний, — это мыть руки. Почему? Потому что микробы (организмы настолько крошечные, что их можно увидеть только в микроскоп) распространены повсеместно. Они живут на дверных ручках, деньгах, ваших руках и многих других поверхностях. Если кто-то чихнет в руку и коснется дверной ручки, а потом вы коснетесь той же дверной ручки, то микробы из слизи чихнувшего теперь на ваших руках.Если вы прикоснетесь руками ко рту, носу или глазам, эти микробы могут попасть в ваше тело и вызвать у вас заболевание.

Однако не все микробы (также называемые микроорганизмами) вызывают заболевания; большинство из них действительно полезны. У вас в кишечнике есть микробы, которые вырабатывают витамин К. Другие микроорганизмы используются для брожения пива и вина.

Микробиологи — ученые, изучающие микробы. Микробиологи могут преследовать ряд карьеры. Они работают не только в пищевой промышленности, но и в ветеринарии и медицине.Они могут работать в фармацевтическом секторе, играя ключевую роль в исследованиях и разработках, определяя новые источники антибиотиков, которые могут лечить бактериальные инфекции.

Микробиологи-экологи могут искать новые способы использования специально отобранных или генетически модифицированных микробов для удаления загрязняющих веществ из почвы или грунтовых вод, а также опасных элементов с загрязненных участков. Мы называем использование этих микробов технологиями биоремедиации. Микробиологи также могут работать в области биоинформатики, предоставляя специальные знания и понимание для проектирования, разработки и определения специфики компьютерных моделей, например, бактериальных эпидемий.

Размер ячейки

При диаметре от 0,1 до 5,0 мкм прокариотические клетки значительно меньше эукариотических клеток, которые имеют диаметр от 10 до 100 мкм ((рисунок)). Небольшие размеры прокариот позволяют ионам и органическим молекулам, попавшим в них, быстро диффундировать в другие части клетки. Точно так же любые отходы, образующиеся в прокариотической клетке, могут быстро диффундировать. Этого не происходит в эукариотических клетках, которые развили различные структурные приспособления для усиления внутриклеточного транспорта.

На этом рисунке показаны относительные размеры микробов в логарифмической шкале (напомним, что каждая единица увеличения в логарифмической шкале соответствует 10-кратному увеличению измеряемой величины).

Небольшой размер вообще необходим всем клеткам, будь то прокариотические или эукариотические. Давайте рассмотрим, почему это так. Сначала рассмотрим площадь и объем типичной клетки. Не все клетки имеют сферическую форму, но большинство из них имеет тенденцию приближаться к сфере. Возможно, вы помните из школьного курса геометрии, что формула площади поверхности сферы — 4πr ² , а формула ее объема — 4πr ³/3.Таким образом, по мере увеличения радиуса клетки площадь ее поверхности увеличивается пропорционально квадрату ее радиуса, а ее объем увеличивается пропорционально кубу ее радиуса (гораздо быстрее). Следовательно, по мере увеличения размера клетки отношение площади ее поверхности к объему уменьшается. Тот же принцип применим, если ячейка имеет форму куба ((Рисунок)). Если клетка становится слишком большой, плазматическая мембрана не будет иметь достаточной площади поверхности, чтобы поддерживать скорость диффузии, необходимую для увеличения объема. Другими словами, по мере роста клетки она становится менее эффективной.Один из способов стать более эффективным — это разделить. Другой способ заключается в разработке органелл, выполняющих определенные задачи. Эти адаптации приводят к развитию более сложных клеток, которые мы называем эукариотическими клетками.

Визуальная связь

Обратите внимание, что по мере увеличения размера клетки отношение площади ее поверхности к объему уменьшается. Когда площади поверхности недостаточно для поддержки растущего объема клетки, клетка либо делится, либо умирает. Ячейка слева имеет объем 1 мм ³ и площадь поверхности 6 мм ² с отношением площади поверхности к объему 6 к 1; тогда как ячейка справа имеет объем 8 мм ³ и площадь поверхности 24 мм ² с отношением площади поверхности к объему 3 к 1.

Прокариотические клетки намного меньше эукариотических. Какие преимущества малый размер ячейки может дать ячейке? Какие преимущества может иметь большой размер ячейки?

Резюме раздела

Прокариоты — одноклеточные организмы из доменов Bacteria и Archaea. Все прокариоты имеют плазматические мембраны, цитоплазму, рибосомы и несвязанную с мембраной ДНК. Большинство из них имеют пептидогликановые клеточные стенки, а многие имеют полисахаридные капсулы. Прокариотические клетки имеют диаметр от 0.от 1 до 5,0 мкм.

По мере увеличения размера клетки отношение площади ее поверхности к объему уменьшается. Если клетка становится слишком большой, плазматическая мембрана не будет иметь достаточной площади поверхности, чтобы поддерживать скорость диффузии, необходимую для увеличения объема.

Описать структуру, состав и функции клеточных стенок прокариот.

Теории наук о жизни — это проверенные учеными объяснения того, как устроена жизнь. Изучите теории и то, как они создаются, и узнайте о клеточной теории, теории эволюции и процессе естественного отбора.

Хордовые: органы и системы

Хордовые — это животные типа хордовых, которые имеют схожие характеристики.Исследуйте органы и системы хордовых и откройте для себя четыре их ключевых характеристики, включая хорду, дорсальную нервную трубку, постанальный хвост и глоточные щели.

Обработка сенсорной информации: урок для детей

Узнайте об обработке сенсорной информации и о пяти чувствах, используемых для выживания в этом мире. Исследуйте органы, используемые для обнаружения каждого из пяти чувств, то, как они посылают информацию в мозг, и примеры того, как используются чувства.

Пассивный и активный транспорт в клетках

Пассивный и активный транспорт жизненно важен для движения питательных и других веществ в клетке.Откройте для себя крошечный мир клеточного транспорта с градиентом концентрации, простой диффузией, облегченной диффузией, осмосом и натрий-калиевым насосом.

Активный и пассивный транспорт в клетках

Активный и пассивный транспорт питательных веществ и клеточного материала включает перемещение между областями низкой и высокой концентрации. Узнайте о решениях, перемещении клеточного материала и о различиях между активным и пассивным клеточным транспортом.

Сравнительная геномика: прокариоты против эукариот

Сравнительная геномика — это изучение секвенирования генов в ДНК и сравнение структур и функций генов у разных видов.Узнайте о различиях между прокариотами и эукариотами в их ДНК и хромосомах.

Органеллы: внутренние компоненты клетки

Органеллы — это структуры или внутренние компоненты внутри клетки под ее мембраной. Узнайте, как определить органеллу, а затем изучите ее структуры, включая ядро, эндоплазматический ретикулум, митохондрии, лизосомы и тельца Гольджи.

Прокариоты и эукариоты: определение и примеры

Живые организмы определяются как прокариоты или эукариоты.Узнайте, как сравнивать и сопоставлять примеры прокариот, одноклеточных организмов без ядра, с эукариотами, к которым относятся люди, животные и почти все живые существа, видимые невооруженным глазом.

Важные функции пищеварения и соответствующая терминология

Пищеварительная система обеспечивает жизненно важную поддержку организма, поскольку она превращает пищу в питательные вещества и энергию. Изучите важные функции пищеварения и связанную с ним терминологию, а также узнайте о жевании, болюсе, пищеварении, ворсинках, всасывании, обмене веществ, рвоте, урчании в желудке и многом другом.

Сравнительная геномика: число хромосом

В сравнительной геномике исследуется количество хромосом, чтобы увидеть гены, которые передаются в разных организмах.Узнайте о числах и парах хромосом и поймите, как они объясняют гибридные виды.

Полярное тело: определение, формирование и двойникование

Полярные тельца представляют собой яйцеклетки, которые не могут быть оплодотворены и поэтому считаются нефункционирующими. Изучите определение полярных тел и узнайте, как они формируются и могут привести к рождению близнецов.

Стенки бактериальных клеток: структура, функции и типы

Основной функцией клеточной стенки бактерий является сохранение формы и целостности клетки.Однако клеточная стенка также должна быть пористой, чтобы обеспечить транспортировку питательных веществ и отходов в клетку и из нее. Узнайте о структуре и типах клеточных стенок бактерий, функциях клеточных стенок, осмотическом давлении, клеточной оболочке, клеточной стенке, пептидогликанах, а также о грамположительных и грамотрицательных бактериях.

Анализ генетики с помощью тестового скрещивания

Чтобы проанализировать генетику организма с помощью тестового скрещивания, человека с неизвестным генотипом скрещивают с человеком, чей генотип известен, чтобы увидеть, есть ли у потомства какие-либо рецессивные фенотипы. Узнайте о тестовом скрещивании и использовании тестового скрещивания.

Бактериальная цитоплазма и клеточная мембрана: структура и компоненты

Мембрана бактериальной клетки состоит из двойного слоя фосфолипидов, который действует как барьер.Бактериальная цитоплазма находится внутри клеточной мембраны и содержит необходимые питательные вещества и организмы клетки. Узнайте о структуре бактериальных клеток, функции каждого клеточного компонента (клеточной мембраны и цитоплазмы) и важности площади поверхности/объема для выживания бактериальных клеток.

Имеют ли прокариоты клеточную мембрану?

Исследуйте прокариотическую клетку и узнайте, есть ли у прокариот клеточные мембраны. Узнайте разницу между прокариотическими и эукариотическими клетками, структурой и функцией клеточных мембран, а также особыми клеточными структурами некоторых прокариот.

Поток пирокластических материалов

Пирокластический поток представляет собой плотный конгломерат раздробленных материалов и газа, стекающий по склонам вулкана после извержения.Откройте для себя опасности и различные типы потока через вулканические частицы и сосочки, ‘Nuée Ardentes и игнимбриты, а также печально известный пирокластический выброс.

прокариотических клеток: нуклеоид, плазмиды и капсула | Биология

4.

4: Прокариотические клетки

Прокариоты — мелкие одноклеточные организмы, включающие домены — Archaea и Bacteria. Бактерии включают многие распространенные организмы, такие как Salmonella и E.coli , в то время как археи включают экстремофилов, обитающих в суровых условиях, таких как вулканические источники.

Как и эукариотические клетки, все прокариотические клетки окружены плазматической мембраной, имеют генетический материал в виде одиночной кольцевой ДНК, цитоплазму, заполняющую внутреннюю часть клетки, и рибосомы, синтезирующие белки. Однако, в отличие от эукариотических клеток, у прокариот отсутствует ядро или другие связанные с мембраной внутриклеточные органеллы. Их клеточные компоненты свободно плавают в цитоплазме, хотя их ДНК сгруппированы в области, называемой нуклеоидом.

Внутри цитоплазмы у многих прокариот есть небольшие круглые двухцепочечные фрагменты ДНК, называемые плазмидами. Они отличаются от хромосомной ДНК клетки и несут всего несколько особых генов, которые обеспечивают бактериям преимущества выживания, такие как устойчивость к антибиотикам. Плазмиды самореплицируются и могут передаваться между прокариотическими клетками.

Большинство прокариот имеют клеточную стенку, состоящую из пептидогликана, которая находится за пределами их плазматической мембраны. Он физически защищает клетку и помогает ей поддерживать осмотическое давление в различных средах.Многие прокариоты также имеют липкий капсульный слой, который покрывает их клеточную стенку и позволяет им прилипать к субстрату или друг к другу, обеспечивая тем самым дополнительную защиту.

Хотя у прокариот нет связанных с мембраной органелл, у некоторых из них есть выпячивания плазматической мембраны, которые выполняют специализированные функции, такие как фотосинтез у цианобактерий. Следовательно, хотя прокариоты являются простыми клетками по сравнению с эукариотами, у них есть некоторые уникальные структуры, которые помогают им выполнять сложные функции и позволяют им жить в самых разных средах.

Рекомендуемая литература

Ойконому, Кэтрин М. и Грант Дж. Дженсен. «Новый взгляд на биологию прокариотических клеток с помощью электронной криотомографии». Обзоры природы. Микробиология 14, вып. 4 (апрель 2016 г.): 205–20. [Источник]

Мурат, Дороти, Меган Бирн и Араш Комейли. «Клеточная биология прокариотических органелл». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии 2, вып. 10 (октябрь 2010 г.). [Источник]

Клеточная теория, форма и функция: прокариоты и эукариоты

Прокариоты и эукариоты

В ходе эволюции возникли два структурно различных типа клеток, которые сильно различаются по своей внутренней сложности.Клетки прокариот представляют собой простейший тип и являются эволюционными предшественниками типов клеток эукариот . То, что считается самыми ранними известными окаменелыми клетками, было обнаружено палеонтологами, работавшими недалеко от Великих озер в Северной Америке. Они обнаружили доказательства микроокаменелостей с достаточной детализацией, чтобы классифицировать клетки как прокариоты. Как они узнали, что они прокариоты?

Хотя как прокариотические, так и эукариотические клетки могут иметь клеточную стенку и клеточную мембрану для заключения клеточной цитоплазмы , на этом структурные сходства заканчиваются.Внутри типичной прокариотической клетки, такой как бактериальная клетка, нет связанных с мембраной 90–180 органелл 90–181 . Органелла представляет собой субклеточную структуру, выполняющую определенную функцию. Даже генетический материал, хотя он часто содержится внутри клетки и загнан в угол, не связан мембраной. Эукариотические клетки, которые в основном включают все типы клеток, кроме бактерий, характеризуются внутренними органеллами, окруженными мембраной, что помогает повысить их организацию и эффективность. В отличие от прокариот, у эукариот хромосомы состоят из ДНК разной длины и хранятся внутри ядерной мембраны.Поскольку прокариоты проще, у них отсутствуют связанные с мембраной органеллы, они также намного меньше (от 1 до 10 микрометров), чем эукариоты, размер которых колеблется от 10 до 100 микрометров.

Выдержки из The Complete Idiot’s Guide to Biology 2004 г., автор: Glen E. Moulton, Ed.D. Все права защищены, включая право на полное или частичное воспроизведение в любой форме. Используется по договоренности с Alpha Books , членом Penguin Group (USA) Inc.

Чтобы заказать эту книгу непосредственно у издателя, посетите веб-сайт Penguin USA или позвоните по телефону 1-800-253-6476.Вы также можете приобрести эту книгу на Amazon.com и в Barnes & Noble.

Структуры жизни – Подготовка к тесту Каплана

Помните, что экзамен AP Biology проверяет вас на глубину ваших знаний, а не только на вашу способность вспоминать факты. Хотя мы предоставили здесь краткие определения, вам необходимо знать эти термины еще глубже для экзамена AP по биологии.
Прокариоты против эукариот
Прокариоты: Одноклеточные организмы, лишенные органоидов, особенно ядра
Эукариоты: Организм, состоящий из одной или нескольких клеток с генетическим материалом в мембраносвязанных ядрах
Ядро: Органелла, регулирующая функции клетки и содержащая генетический материал клетки
Цитоплазма: Живое вещество клетки, расположенное между клеточной мембраной и ядром
Рибосома: Органелла в цитоплазме, содержащая РНК; служит местом синтеза белка
Эндоплазматический ретикулум: Сеть окруженных мембраной пространств, соединенных с ядерной мембраной; транспортирует материалы через клетку; может быть гладким или шероховатым
Аппарат Гольджи: Мембранные органеллы, участвующие в хранении и модификации секреторных продуктов
Лизосома: Органелла, содержащая ферменты, способствующие внутриклеточному пищеварению
Митохондрии: Цитоплазматические органеллы, служащие местами дыхания; палочковидные тельца в цитоплазме, известные как центр клеточного дыхания
Cristae: Внутренние складки митохондриальной мембраны
Хлоропласт: Пластида, содержащая хлорофилл
Вакуоль: Пространство в цитоплазме клетки, содержащее жидкость
Плазматическая мембрана: Клеточная мембрана
Липид: Органическое соединение, содержащее углеводороды и включающее жиры, масла, воски и стероиды
Гидрофобный: Отталкивающий воду, «водобоязненный»
Фосфолипиды: Фосфорсодержащие липиды, состоящие из двух жирных кислот и фосфатной группы, модифицированной простыми органическими молекулами
Гидрофильный: Имеющий сродство к воде, «водолюбивый»
Белок: Органическое соединение, состоящее из многих аминокислот; содержит C, H, O и N
Углеводы: Органическое соединение, к которому присоединены водород и кислород; водород и кислород находятся в соотношении 2:1; примеры включают сахара, крахмалы и целлюлозу
Стерины: Полициклические соединения (липиды), такие как холестерин, играющие важную роль в метаболизме липидов

3.
2 Сравнение прокариотических и эукариотических клеток — концепции биологии — 1-е канадское издание Molnar Class
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
Назовите примеры прокариотических и эукариотических организмов
Сравнение и противопоставление прокариотических и эукариотических клеток
Опишите относительные размеры различных типов клеток

Клетки относятся к одной из двух широких категорий: прокариотические и эукариотические.Преимущественно одноклеточные организмы доменов Bacteria и Archaea относятся к прокариотам ( pro – = пред; – karyon – = ядро). Клетки животных, растительные клетки, грибы и протисты являются эукариотами ( eu — = правда).
Все клетки имеют четыре общих компонента: 1) плазматическая мембрана, внешнее покрытие, отделяющее внутреннюю часть клетки от окружающей среды; 2) цитоплазма, состоящая из желеобразной области внутри клетки, в которой находятся другие клеточные компоненты; 3) ДНК, генетический материал клетки; и 4) рибосомы, частицы, синтезирующие белки. Однако прокариоты отличаются от эукариотических клеток по нескольким параметрам.
Прокариотическая клетка представляет собой простой одноклеточный (одноклеточный) организм, лишенный ядра или какой-либо другой связанной с мембраной органеллы . Вскоре мы увидим, что у эукариот это существенно отличается. Прокариотическая ДНК находится в центральной части клетки: затемненная область, называемая нуклеоидом.
Рисунок 3.6. На этом рисунке показана обобщенная структура прокариотической клетки.
В отличие от архей и эукариот, бактерии имеют клеточную стенку из пептидогликана, состоящего из сахаров и аминокислот, и многие из них имеют полисахаридную капсулу (рис.6). Клеточная стенка действует как дополнительный слой защиты, помогает клетке сохранять свою форму и предотвращает обезвоживание. Капсула позволяет клетке прикрепляться к поверхностям в окружающей среде. Некоторые прокариоты имеют жгутики, пили или фимбрии. Жгутики используются для передвижения, в то время как большинство пили используются для обмена генетическим материалом во время типа размножения, называемого конъюгацией.
В природе взаимосвязь между формой и функцией очевидна на всех уровнях, включая уровень клетки, и это станет ясно, когда мы будем исследовать эукариотические клетки.Принцип «форма следует за функцией» встречается во многих контекстах. Например, птицы и рыбы имеют обтекаемые тела, которые позволяют им быстро перемещаться в среде, в которой они живут, будь то воздух или вода. Это означает, что в целом можно вывести функцию структуры, глядя на ее форму, потому что они совпадают.
Эукариотическая клетка — это клетка, имеющая мембраносвязанное ядро и другие мембраносвязанные компартменты или мешочки, называемые органеллами , которые выполняют специализированные функции.Слово «эукариотический» означает «истинное ядро» или «истинное ядро», намекая на наличие в этих клетках мембраносвязанного ядра. Слово «органелла» означает «маленький орган», и, как уже упоминалось, органеллы имеют специализированные клеточные функции, точно так же, как и органы вашего тела имеют специализированные функции.
При диаметре 0,1–5,0 мкм прокариотические клетки значительно меньше эукариотических клеток, диаметр которых колеблется в пределах 10–100 мкм (рис. 3.7). Небольшие размеры прокариот позволяют ионам и органическим молекулам, попавшим в них, быстро распространяться в другие части клетки.Точно так же любые отходы, образующиеся в прокариотической клетке, могут быстро выводиться наружу. Однако более крупные эукариотические клетки развили различные структурные приспособления для усиления клеточного транспорта. Действительно, большие размеры этих клеток были бы невозможны без этих приспособлений. В общем, размер клетки ограничен, потому что объем увеличивается гораздо быстрее, чем площадь поверхности клетки. По мере того, как клетка становится больше, ей становится все труднее и труднее получать достаточное количество материалов для поддержания процессов внутри клетки, потому что относительный размер площади поверхности, по которой должны транспортироваться материалы, уменьшается.
Рисунок 3.7 На этом рисунке показаны относительные размеры различных типов клеток и клеточных компонентов. Для сравнения показан взрослый человек.
Прокариоты — преимущественно одноклеточные организмы доменов Bacteria и Archaea. Все прокариоты имеют плазматические мембраны, цитоплазму, рибосомы, клеточную стенку, ДНК и лишены мембраносвязанных органелл. Многие также имеют полисахаридные капсулы. Прокариотические клетки имеют диаметр от 0,1 до 5,0 мкм.
Как и прокариотическая клетка, эукариотическая клетка имеет плазматическую мембрану, цитоплазму и рибосомы, но эукариотическая клетка, как правило, больше, чем прокариотическая клетка, имеет истинное ядро (это означает, что ее ДНК окружена мембраной) и имеет другую мембрану. -связанные органеллы, обеспечивающие компартментализацию функций.Эукариотические клетки имеют тенденцию быть в 10-100 раз больше прокариотических клеток.
Упражнения
Что из этого общего у всех прокариот и эукариот?
А) ядерная оболочка
Б) стенки клеток
В) органеллы
Г) плазматическая мембрана
Типичная прокариотическая клетка __________________ по сравнению с эукариотической клеткой.
А) меньше по размеру в 100 раз
B) по размеру аналогичен
C) меньше по размеру в миллион раз
D) больше по размеру в 10 раз
Опишите структуры, характерные для прокариотической клетки.
Прокариотические клетки окружены плазматической мембраной и имеют ДНК, цитоплазму и рибосомы, как и эукариотические клетки. Они также имеют клеточные стенки и могут иметь клеточную капсулу. Прокариоты имеют одну большую хромосому, не окруженную ядерной оболочкой. Прокариоты могут иметь жгутики или подвижность, пили для конъюгации и фимбрии для прилипания к поверхностям.

Глоссарий
эукариотическая клетка: клетка, имеющая мембраносвязанное ядро и несколько других мембраносвязанных компартментов или мешочков
органелла: мембраносвязанный компартмент или мешок внутри клетки
прокариотическая клетка: одноклеточный организм, у которого отсутствует ядро или любая другая связанная с мембраной органелла

Прокариотическая клетка: определение, примеры и структура
Клетка является фундаментальной или существенной единицей жизни. Они значительно различаются по размеру, форме, структуре и функциям. Все клетки имеют одинаковый базовый уровень конструкции и несколько фундаментальных компонентов на базовом уровне. Помимо этой базовой структуры и компонентов, клетки сильно различаются между организмами и даже в пределах одного и того же вида.
В зависимости от клеточной структуры все клетки можно разделить на две категории: прокариотические клетки и эукариотические клетки. В этой статье подробно обсуждается прокариотическая клетка.
Что такое прокариотическая клетка
«Pro» означает «до», а «kary» означает «ядро».Прокариоты — простые одноклеточные организмы, самая примитивная форма жизни на Земле. Он включает два домена – бактерии и археи. Прокариоты являются свободноживущими и фотосинтезирующими (производят пищу), паразитическими (живущими внутри других организмов) или сапрофитными (питающимися мертвой и разлагающейся материей).
Диаграмма прокариотической клетки
Где находятся прокариоты
Прокариоты можно найти практически в любом месте на Земле, от земли до водоемов, от атмосферы до гидротермальных источников и даже внутри живых организмов, включая людей. Данные исследований окаменелостей показывают, что прокариоты существуют на Земле 3,5 миллиарда лет назад. Предполагается, что они дали начало всем примитивным и развитым формам жизни, существующим сегодня.
Характеристики прокариотической клетки
Основные факты и характерные черты прокариотической клетки:
У них отсутствует настоящее ядро, т. е. у них нет ядерной оболочки.
Весь генетический материал или ДНК находится в центральной области клетки, называемой нуклеоидом.Обычно он состоит из одной кольцевой двухцепочечной ДНК.
Связанные с мембраной органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты, тельца Гольджи и лизосомы, отсутствуют.
Клеточная стенка состоит из углеводов и аминокислот.
Плазматическая мембрана действует также как митохондриальная мембрана.
Размножаются бесполым путем путем бинарного деления и половым путем путем конъюгации, трансформации и трансдукции.
Компоненты
Обнаружены четыре основных компонента, из которых состоят прокариотические клетки, которые позволяют им правильно функционировать:
Клеточная (плазменная) мембрана : Внешнее покрытие отделяет внутреннюю часть клетки от внешней среды.
Цитоплазма : желеобразная жидкость, которая заполняет всю внутреннюю часть клетки, за исключением органелл. Все клеточные структуры взвешены в цитоплазме.
ДНК : Генетический материал, помогающий их размножению.
Рибосома : участвует в синтезе белка.
Структура прокариотической клетки
Прокариотическая клетка содержит внутренние и внешние структуры. Они намного проще по структуре и организации по сравнению с эукариотическими клетками.
Насколько велики прокариотические клетки
Обычно размеры прокариотических клеток составляют от 0,1 до 5,0 мкм в диаметре и, таким образом, значительно меньше, чем у эукариотических клеток. У них отношение площади поверхности к объему выше, чем у эукариот, из-за их небольшого размера.
Формы
Тремя наиболее распространенными формами прокариотических клеток являются спиральные (спиральные), бациллы (палочковидные) и кокковые (шаровидные или овальные). Помимо трех основных форм, клетки могут быть оболочечными, стебельчатыми, нитевидными, звездообразными, веретенообразными, лопастными и плеоморфными, и это лишь некоторые из них.
Детали и функции
Капсула : Дополнительное внешнее покрытие, обнаруженное в некоторых прокариотических клетках, помогает защитить клетку от чужеродных захватчиков. Капсула состоит из полисахаридов, которые позволяют клеткам связываться с различными поверхностями и сохранять влагу внутри клетки.
Клеточная стенка : У бактерий это покрытие, состоящее из углеводов и липидного полимера, называемого пептидогликаном, которое находится под капсулой. Однако клеточная стенка архей не содержит пептидогликана и состоит из белков и других полимеров.Их клеточная стенка придает клетке форму, защищая клеточные органеллы, присутствующие внутри клетки.
Клеточная (плазменная) мембрана : находится под клеточной стенкой и состоит из двойного слоя фосфолипидов. Клеточная мембрана защищает клетку, позволяя транспортировать через нее необходимые молекулы.
Цитоплазма : желеобразная жидкость, покрывающая все пространство внутри клеточной мембраны. Он удерживает все клеточные органеллы на месте и защищает клетку от внутренних и внешних ударов.
Рибосомы : Содержит рибосомы 70S, состоящие из субъединиц 30S и 50S. Они наблюдаются в цитозоле. Однако установлено, что их размер и количество различаются в разных прокариотических клетках. Рибосомы — это белково-синтезирующие механизмы клетки.
Нуклеоид и плазмида : Область цитоплазмы, содержащая одну кольцевую хромосому и небольшие кольца внехромосомной ДНК, называемые плазмидами. Хромосома вместе с плазмидами помогает в размножении клеток.
Придатки: Включает жгутики, пили (единственные ворсинки) и фимбрии. Жгутики представляют собой хвостообразную структуру, связанную с их движением. Пили — это волосовидные структуры, обнаруженные на поверхности клеток, которые помогают им прикрепляться к другим поверхностям. Они также помогают в их размножении путем конъюгации. Фимбрии представляют собой более короткие пили с функциями, аналогичными пили, помогая бактериальной клетке прикрепляться к внешним поверхностям.
Примеры прокариотических клеток
Существует два основных типа прокариотических клеток – 1) бактериальные клетки и 2) архейные клетки.
1) Бактериальные клетки
Это одноклеточные организмы, встречающиеся почти повсюду на Земле, имеющие различные размеры, формы и структуры. Их клеточная стенка состоит из пептидогликана, молекулы, состоящей из сахара и аминокислот, что делает клеточную стенку прочной и толстой. Они содержат некоторые уникальные структуры, такие как капсула, жгутики и пили. Некоторые бактерии образуют жесткие и бездействующие структуры, называемые эндоспорами, которые помогают им выживать в неблагоприятных условиях окружающей среды, таких как высокая температура и нехватка пищи.
Их генетический материал состоит из одной кольцевой спиральной хромосомы, содержащей от 160 000 пар оснований (п. н.) до 12 200 000 п.н. Бактериальные клетки также содержат плазмиды, которые представляют собой меньшие круглые фрагменты внехромосомной ДНК.
Escherichia coli (E.coli), Bacillus spp, Streptomyces spp, Clostridium spp и Pseudomonas spp являются типичными примерами бактерий.
2) Клетки архей
Одноклеточные организмы, по размеру и форме похожие на бактерии.Археи обычно встречаются в экстремальных условиях, таких как источники, океаны, болота и даже внутри других организмов, включая людей.
Их клеточная мембрана имеет монослой фосфолипидов, который защищает клетки от неблагоприятных условий окружающей среды. Кроме того, клеточные стенки архей состоят из псевдопептидогликана, состоящего из белков. Как и бактериальная клетка, археи также содержат внешние придатки, такие как жгутики и пили.
Археи имеют одну кольцевую хромосому, как и бактерии.Длина хромосомы архей варьируется от 491 000 до 5 700 000 п. н. Они также могут содержать плазмиды.
Halobacterium spp, Thermoplasma spp, Sulfolobus spp, Desulfurococcus spp и Acidilobus spp являются типичными примерами архей.
Как делятся прокариотические клетки
У прокариот существует два способа размножения или клеточного деления: 1) бесполое и 2) половое.
Бесполое размножение
Это происходит путем бинарного деления.
Бинарное деление : Оно начинается, когда ДНК родительской клетки реплицируется. Затем клетка начинает увеличиваться в размерах, а клеточная стенка расширяется наружу. Затем ДНК разделяется, и в середине клетки начинает развиваться новая клеточная стенка. Наконец, клетка делится на две отдельные дочерние клетки, завершая процесс размножения. Бинарное деление не приводит к генетической изменчивости.
Половое размножение
Это происходит в результате рекомбинации, которая вносит генетическую изменчивость в популяцию. Здесь гены одного прокариота включаются в другой, чтобы между ними образовалась генетическая смесь. Рекомбинация достигается посредством трех процессов:
Конъюгация : Перенос генов между клетками происходит через белковую трубчатую структуру, называемую пилусом, соединяющую две клетки.
Трансформация : Бактерии поглощают ДНК из окружающей среды, переносят ее через клеточную мембрану и включают в ДНК клетки.
Трансдукция : Включает обмен бактериальной ДНК через вирусы.Бактериофаги, вирусы, поражающие бактерии, переносят бактериальную ДНК от ранее инфицированных бактерий к следующим бактериям, которые они заражают.
Часто задаваемые вопросы
Q1. В чем основное отличие прокариотических клеток от эукариотических?
Ответ . Основное различие между двумя типами клеток заключается в том, что в прокариотических клетках отсутствует настоящее ядро и другие связанные с мембраной органеллы. Напротив, ядро и другие клеточные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты и эндоплазматический ретикулум эукариотической клетки, ограничены одной или двумя мембранами.
Q2. Чем похожи прокариотические и эукариотические клетки?
Ответ . Прокариотические и эукариотические клетки имеют сходство в том, что они обе обладают клеточной (плазматической) мембраной, рибосомами, цитоплазмой и ДНК.
Q3. Клетки человека прокариотические или эукариотические?
Ответ . Клетки человека являются эукариотическими, потому что они обладают истинным ядром и связанными с мембраной органеллами.
Q4. Все ли прокариоты имеют клеточную стенку?
Ответ .Нет, у всех прокариотических клеток нет клеточной стенки, но у большинства (почти 90 процентов) она есть.
Q5. Имеются ли у животных прокариотические клетки?
Ответ . Нет, клетки животных являются эукариотами и, следовательно, не имеют прокариотических клеток.
Q6. Имеются ли у грибов прокариотические клетки?
Ответ . Нет, грибы являются эукариотами и, следовательно, не имеют прокариотических клеток.
Q7. Является ли вирус прокариотической клеткой?
Ответ .Вирусы не являются ни прокариотическими, ни эукариотическими, потому что им не хватает характеристик живых организмов, кроме их способности размножаться внутри хозяина.
Q8. Обнаружена ли РНК в прокариотических клетках?
Ответ . Да, РНК находится внутри прокариотической рибосомы 70S.
Q9. Где происходит цикл лимонной кислоты у прокариот?
Ответ. Цикл Кребса происходит в цитозоле прокариотических клеток.
Q10.Происходит ли транскрипция у прокариот?
Ответ.