Особенности строения эукариотических и прокариотических клеток – 17) Особенности развития и строения прокариотических клеток. Основные гипотезы происхождения прокариотной клетки и ее компартментов.

Содержание

1.Особенности строения клеток прокариот и эукариот

Прокариоты – древнейшие организмы,
образующие самостоятельное царство. К
прокариотам относятся бактерии,
сине-зеленые «водоросли» и ряд других
мелких групп.

Клетки прокариот не обладают, в отличие
от эукариот, оформленным клеточным
ядром и другими внутренними мембранными
органоидами (за исключением плоских
цистерн у фотосинтезирующих видов,
например, у цианобактерий). Единственная
крупная кольцевая (у некоторых видов –
линейная) двухцепочечная молекула ДНК,
в которой содержится основная часть
генетического материала клетки (так
называемый нуклеоид) не образует
комплекса с белками-гистонами (так
называемого хроматина). К прокариотам
относятся бактерии, в том числе
цианобактерии (сине-зелёные водоросли).
Также к ним можно условно отнести
постоянные внутриклеточные симбионты
эукариотических клеток – митохондрии
и пластиды.

Эукариоты (эвкариоты) (от греч. eu– хорошо, полностью иkaryon– ядро) – организмы, обладающие, в
отличие от прокариот, оформленным
клеточным ядром, отграниченным от
цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический
материал заключён в нескольких линейных
двухцепочечных молекулах ДНК (в
зависимости от вида организмов их число
на ядро может колебаться от двух до
нескольких сотен), прикрепленных изнутри
к мембране клеточного ядра и образующих
у подавляющего большинства (кроме
динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами,
называемый хроматином. В клетках эукариот
имеется система внутренних мембран,
образующих, помимо ядра, ряд других
органоидов (эндоплазматическая сеть,
аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у
подавляющего большинства имеются
постоянные внутриклеточные
симбионты-прокариоты – митохондрии, а
у водорослей и растений – также и
пластиды.

2. Клетки эукариот. Строение и функции

К эукариотам относятся растения,
животные, грибы.

Клеточной стенки у клеток животных нет.
Она представлена голым протопластом.
Пограничный слой клетки животных –
гликокаликс – это верхний слой
цитоплазматической мембраны, «усиленный»
молекулами полисахаридов, которые
входят в состав межклеточного вещества.

Митохондрии имеют складчатые кристы.

В клетках животных есть клеточный центр,
состоящий из двух центриолей. Это говорит
о том, что любая клетка животных
потенциально способна к делению.

Включение в животной клетке представлено
в виде зерен и капель (белки, жиры, углевод
гликоген), конечных продуктов обмена,
кристаллов солей, пигментов.

В клетках животных могут быть
сократительные, пищеварительные,
выделительные вакуоли небольших
размеров.

В клетках нет пластид, включений в виде
крахмальных зерен, крупных вакуолей,
заполненных соком.

3. Сопоставление прокариотической и эукариотической клеток

Наиболее важным отличием эукариот от
прокариот долгое время считалось наличие
оформленного ядра и мембранных органоидов.
Однако к 1970 – 1980-м гг. стало ясно, что
это лишь следствие более глубинных
различий в организации цитоскелета.
Некоторое время считалось, что цитоскелет
свойственен только эукариотам, но в
середине 1990-х гг. белки, гомологичные
основным белкам цитоскелета эукариот,
были обнаружены и у бактерий. (Таблица
16).

Именно наличие специфическим образом
устроенного цитоскелета позволяет
эукариотам создать систему подвижных
внутренних мембранных органоидов. Кроме
того, цитоскелет позволяет осуществлять
эндо- и экзоцитоз (как предполагается,
именно благодаря эндоцитозу в эукариотных
клетках появились внутриклеточные
симбионты, в том числе митохондрии и
пластиды). Другая важнейшая функция
цитоскелета эукариот – обеспечение
деления ядра (митоз и мейоз) и тела
(цитотомия) эукариотной клетки (деление
прокариотических клеткок организовано
проще). Различия в строении цитоскелета
объясняют и другие отличия про- и
эукариот. Например, постоянство и
простоту форм прокариотических клеток
и значительное разнообразие формы и
способность к её изменению у эукариотических,
а также относительно большие размеры
последних.

Так, размеры прокариотических клеток
составляют в среднем 0,5 – 5 мкм, размеры
эукариотических – в среднем от 10 до 50
мкм. Кроме того, только среди эукариот
попадаются поистине гигантские клетки,
такие как массивные яйцеклетки акул
или страусов (в птичьем яйце весь желток
– это одна огромная яйцеклетка), нейроны
крупных млекопитающих, отростки которых,
укрепленные цитоскелетом, могут достигать
десятков сантиметров в длину.

По своей структуре организмы могут
одноклеточными и многоклеточными.
Прокариоты преимущественно одноклеточны,
за исключением некоторых цианобактерий
и актиномицетов. Среди эукариот
одноклеточное строение имеют простейшие,
ряд грибов, некоторые водоросли. Все
остальные формы многоклеточны. Считается,
что одноклеточными были первые живые
организмы Земли.

Таблица
16

studfiles.net

2.4.1. Особенности строения эукариотических и прокариотических клеток. Сравнительные данные

2.4.1. Особенности строения эукариотических и прокариотических клеток. Сравнительные данные

Сравнительная характеристика эукариотических и прокариотических клеток.


Строение эукариотичеких клеток.




Функции эукариотических клеток. Клетки одноклеточных организмов осуществляют все функции, характерные для живых организмов – обмен веществ, рост, развитие, размножение; способны к адаптации.

Клетки многоклеточных организмов дифференцированы по строению, в зависимости от выполняемых ими функций. Эпителиальные, мышечные, нервные, соединительные ткани формируются из специализированных клеток.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. К прокариотическим организмам относится

1) бацилла 2) гидра 3) амеба 4) вольвокс

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

info.wikireading.ru

Клеточная теория. Особенности строения прокариотических и эукариотических клеток. Основные положения современной клеточной теории.

Плазматическая мембранаИзбирательно регулирует обмен веществ между клеткой и внешней средой. Обеспечивает контакт с соседними клеткамиДвойной слой фосфолипидов с пронизывающими его молекулами белков. На внешней поверхности расположены гликопротеины и гликолипиды.

Структура

Функция структуры

Строение и состав

Ядро

Регулирует клеточную активность. Содержит ДНК, хранящую информацию о специфической последовательности аминокислот в белке. Мембрана ядра через ЭПС связана с наружной мембранойЯдерная мембрана, окружающая хромосомы. Хроматин, представляющий собой комплекс из ДНК и белка, кариоплазма
ХромосомыХранение и распределение генетической информацииДве хроматиды, соединенные в области центромеры. Состоят из ДНК и белка

Ядрышко

Сборка рибосомных субъединиц, синтез рРНКРНК и белки
МитохондрииОсуществление аэробного дыхания. Ответственны за синтез АТФ в ходе окислительного фосфорилирования. Синтезируют стероидные гормоны

Наружная и складчатая внутренняя плазматические мембраны. В кристах множество ферментов, участвующих в реакциях цикла Кребса

РибосомыСборка белковых молекулДве субъединицы (большая и малая), состоящие из белка и РНК
Эндоплазматический ретикулумТранспорт веществ, связь органоидов клетки. На гранулярной ЭПС находятся рибосомы. Гладкая ЭПС содержит ферменты синтеза липидовОдномембранная система каналов, трубочек, цистерн, полостей
Аппарат ГольджиПреобразование, накопление, сортировка и упаковка белков и липидов. Образование секреторных пузырьков, транспортирующих продукты внутри клетки. Синтез полисахаридов и формирование первичных лизосомОбразован плоскими цистернами, состоящими из плазматических мембран. От краев цистерн отшнуровываются пузырьки
ЛизосомыВнутриклеточное переваривание макромолекул пищи, инактивация ферментов до выхода их в кислую средуОдномембранные структуры, внешне напоминающие пузырьки и содержащие концентрированные гидролитические (в водной среде) ферменты. В большом количестве содержатся в лейкоцитах
Клеточная стенкаОпорная и защитная оболочка растительных клетокЦеллюлоза
ПластидыФотосинтез, запасание питательных веществМембраны, хлорофилл, ксантофилл, каротиноиды, ДНК
ВакуолиЗапасание жидкости, питательных веществ у растений, пищеварение и выделение у животныхМембраны, белки, жиры, углеводы, вода, соли

Микро-трубочки и микрофиламенты

 Образование цитоскелета клетки, центриолей, базальных телец, жгутиков, ресничек; обеспечивают внутриклеточное движение, например митохондрийБелковые субъединицы, образующие длинные тонкие структуры, образующие внутренний скелет клетки, помогающий сохранять ее форму
Реснички, жгутикиПеремещение клеток, формирование потоков жидкости у поверхности клеток.
ЦитоплазмаОбмен веществ, перемещение клеточных структур, их объединение в системуГиалоплазма — водный раствор неорганических и органических соединений

kaz-ekzams.ru

17) Особенности развития и строения прокариотических клеток. Основные гипотезы происхождения прокариотной клетки и ее компартментов.

Прокариотические
клетки — это наиболее примитивные, очень
просто устроенные, сохраняющие черты
глубокой древности организмы. К
прокариотическим (или доядерным)
организмам относят бактерии и синезеленые
водоросли (цианобактерии).

Основная
особенность строения бактерий –
отсутствие ядра. Наследственная
информация у них заключена в одной
молекуле ДНК, имеющей форму кольца и
погружённой в цитоплазму. Поверхность
клетки может быть покрыта полисахаридной
или белковой капсулой. Для передвижения
в жидкой среде некоторые клетки
прокариот, как и у эукариот, обладают
одним – двумя или многочисленными
жгутиками. Иногда клетка может быть
покрыта многочисленными ворсинками.
Бактериальная клетка окружена
цитоплазматической мембраной, отделяющей
цитоплазму от клеточной стенки. У
некоторых бактерий она может образовывать
впячивания внутрь клетки – инвагинации.
На мембране локализованы ферменты,
осуществляющие синтез молекул, обладающих
высокоэнергетическими связями (АТФ),
энергия которых нужна для катализа
биохимических реакций клетки. В
цитоплазме мембранных структур
содержится мало. В ней находятся
рибосомы, осуществляющие синтез белков.
Довольно часто в клетках разных бактерий
содержатся запасные вещества:
полисахариды, гликоген, сера, полифосфаты
и др. Эти соединения могут продлевать
жизнь клетки при отсутствии внешних
источников энергии.

Прокариоты
— это доядерные организмы, организмы,
не имеющие оформленного ядра. К
прокариотам относятся бактерии и
цианобактерии (цианеи, сине-зеленые
водоросли). Характерные признаки
прокариот:

1. Имеется
гонофор — структура из ДНК и РНК,
закрепленная на клеточной мембране.

2. ДНК в виде
кольца. Место расположения ДНК в
цитоплазме называется нуклеоид.

3. Митоза
нет, после удвоения гонофора его копии
расходятся, увлекаемые растущей
клеточной мембраной.

4. Нет
митохондрий, лизосом, центриолей,
хлоропластов, комплекса Гольджи.

5. Рибосомы
есть, но они мельче, чем у эукариот.

6. Основной
компонент клеточной стенки —
пептидо-гликан муреин.

Гипотезы
возникновения жизни на Земле не внесли
ясности в вопрос о возникновении клетки.
О происхождении прокариотических
клеток нет никаких гипотез, правдоподобно
описывающих их возникновение. Что
касается происхождения клеток эукариот,
то по этой проблеме существует две
точки зрения. Согласно первой гипотезе,
все клеточные органоиды ведут свое
происхождение от плазма-леммы: они
образовались путем впячивания отдельных
участков и последующей дифференциации
и специализации. Л. Моргулис предложила
СЭТ-теорию — теорию серии эндосимбиогенезов
(сериальная эндосимбиогенетическая
теория). Согласно СЭТ-теории, становление
клетки эукариот происходило в несколько
этапов на основе симбиоза (мутуализма).

В результате
адаптивной радиации прокариот — их
экологической дифференцировки —
возникло колоссальное разнообразие
этих организмов. Появились бактерии
хемосинтетики, фотосинтетики, аэробы
(грам-отрицательные бактерии, имеющие
цикл Кребса), анаэробы.

Базой для
эндосимбиоза послужили микоплазмопо-добные
прокариоты, которые могли сбраживать
глюкозу до двух-и трехуглсродных
конечных продуктов, т. к. они обладали
метаболическим путем Эмбдена-МейергофаПарнаса.
На первом этапе эндосимбиогенеза
аэробные палочковидные прокариоты
были захвачены, но не переварены
микоплазмоподобными прокариотами.
Прокариоты не способны к фагоцитозу,
но микоплазмы имеют только плазмалемму
и поэтому — изменчивую форму тела.
Благодаря обладанию эндосимбионтов
циклом трикарбо-новых кислот (циклом
Кребса) они стали промитохоп-дриями, а
затем митохондриями. На втором этапе
эндосимбиогенеза возникший дигеномыый
организм вступил в постоянный контакт
с бактериями спирохетами, точнее,
спироплазмами. Со временем они
превратились в жгуты эукариотических
клеток. Ядерная оболочка появилась как
защита от богатых ферментами эндосимбионтов
— митохондрий. Возникшая эукариотическая
клетка стала исходной для животных и
грибов. Становление растительной клетки
произошло в три этапа. Тригеномный
организм вступил в симбиоз с
цианобактериями, которые со временем
превратились в хлоропласты.

Доказательства
в пользу СЭТ-гипотезы: наличие у
митохондрий и пластид двойной оболочки
(собственной и ва-куолярной), наличие
собственной кольцевой — прокариотической
ДНК, наличие мелких прокариотических
рибосом, независимый от ядра ритм
размножения митохондрий и пластид.

studfiles.net

Прокариотическая и эукариотическая клетки: особенности строения

Прокариотическая и эукариотическая клетки: особенности строения


У современных и ископаемых организмов известны два типа клеток:
прокариотическая и эукариотическая (
рис. 4
,
рис. 5
). Они столь резко различаются по особенностям строения, что это послужило
для выделения двух надцарств живого мира — прокариот, т.е. доядерных, и
эукариот, т.е. настоящих ядерных организмов. Промежуточные формы между
этими крупнейшими таксонами живого пока неизвестны.


Основное отличие прокариотических
клеток
от эукариотических заключается в том, что их
ДНК
не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой.
Эукариотические клетки устроены значительно сложнее. Их
ДНК
, связанная с
белком
, организована в
хромосомы
, которые располагаются в особом образовании, по сути самом крупном
органоиде клетки — ядре. Кроме того, внеядерное активное содержимое такой
клетки разделено на отдельные отсеки с помощью эндоплазматической сети,
образованной элементарной мембраной. Эукариотические клетки обычно крупнее
прокариотических. Их размеры варьируют от 10 до 100 мкм, тогда как размеры
клеток прокариот (различных бактерий, цианобактерий — сине- зеленых
водорослей и некоторых других организмов), как правило, не превышают 10
мкм, часто составляя 2-3 мкм. В эукариотической клетке носители генов —
хромосомы
— находятся в морфологически оформленном ядре, отграниченном от остальной
клетки мембраной. В исключительно тонких, прозрачных препаратах живые
хромосомы можно видеть с помощью светового микроскопа. Чаще же их изучают
на фиксированных и окрашенных препаратах.



Хромосомы
состоят из
ДНК
, которая находится в комплексе с белками-
гистонами
, богатыми аминокислотами
аргинином
и
лизином
.
Гистоны
составляют значительную часть массы хромосом.


Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные
структуры —
органоиды
(
органеллы
), отсутствующие в прокариотической клетке.


Прокариотические клетки могут делиться на равные части перетяжкой или
почковаться, т.е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем
материнская, но никогда не делятся путем
митоза
. Клетки эукариотических организмов, напротив, делятся путем
митоза
(исключая некоторые очень архаичные группы).
Хромосомы
при этом «расщепляются» продольно (точнее, каждая нить
ДНК
воспроизводит около себя свое подобие), и их «половинки» —
хроматиды
(полноценные копии нити ДНК) расходятся группами к противоположным
полюсам клетки. Каждая из образующихся затем клеток получает одинаковый
набор
хромосом
.



Рибосомы
прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине. Ряд
процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, —
фагоцитоз
,
пиноцитоз
и
циклоз
(вращательное движение цитоплазмы) — у прокариот не обнаружен.
Прокариотической клетке в процессе обмена веществ не требуется
аскорбиновая кислота
, но эукариотические не могут без нее обходиться.


Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических
клеток. Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде
жгутиков
или
ресничек
, состоящих из
белка флагеллина
. Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили
название
ундулиподиев
, закрепляющихся в клетке с помощью особых телец
кинетосом
. Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиев
эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот.
См. БИОЛОГИЯ
КЛЕТКИ

Ссылки:

medbiol.ru

Прокариотические и эукариотические клетки — Bio-learn.com

Прокариотические клетки

Прокариотические клетки — это наиболее примитивные, очень просто устроенные, сохраняющие черты глубокой древности организмы. К прокариотическим (или доядерным) организмам относят бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). На основании общности строения и резких отличий от других клеток прокариотические выделяют в самостоятельное царство дробянки.

Рассмотрим строение прокариотической клетки на примере бактерий. Генетический аппарат прокариотической клетки представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, находится в цитоплазме и не отграничен от нее оболочкой. Такой аналог ядра называют нуклеоидом. ДНК не образует комплексов с белками и поэтому все гены, входящие в состав хромосомы, «работают», т.е. с них непрерывно считывается информация.

Прокариотическая клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки, образованной из сложного, высокополимерного вещества. В цитоплазме органелл мало, но присутствуют многочисленные мелкие рибосомы (бактериальные клетки содержат от 5000 до 50 000 рибосом).

Строение прокариотической клетки

Цитоплазма прокариотической клетки пронизана мембранами, образующими эндоплазматическую сеть, в ней и находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков.

Внутренняя часть клеточной стенки прокариотической клетки представлена плазматической мембраной, выпячивания которой в цитоплазму образуют мезосомы, участвующие в построении клеточных перегородок, репродукции, и являются местом прикрепления ДНК. Дыхание у бактерий осуществляется в мезосомах, у сине-зеленых водорослей в цитоплазматических мембранах.

У многих бактерий внутри клетки откладываются запасные вещества: полисахариды, жиры, полифосфаты. Резервные вещества, включаясь в обмен веществ, могут продлевать жизнь клетки в отсутствие внешних источников энергии.

(1-клеточная стенка, 2-наружная цитоплазматическая мембрана, 3-хромосома(кольцевая молекула ДНК), 4-рибосома, 5-мезосома, 6-впячивание наружной цитоплазмотической мембраны, 7-вакуоли, 8-жгутики, 9-стопки мембран, в которых осуществляется фотосинтез)

Как правило, бактерии размножаются делением надвое. После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, закладывающаяся в направлении снаружи внутрь, затем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в характерные группы — цепочки, пакеты и т.д. Бактерия — кишечная палочка каждые 20 минут удваивает свою численность.

Для бактерий характерно спорообразование. Оно начинается с отшнуровывания части цитоплазмы от материнской клетки. Отшнуровавшаяся часть содержит один геном и окружена цитоплазматической мембраной. Затем вокруг споры вырастает клеточная стенка, нередко многослойная. У бактерий наблюдается половой процесс в форме обмена генетической информацией между двумя клетками. Половой процесс повышает наследственную изменчивость микроорганизмов.

Большинство живых организмов объединено в надцарство эукариот, включающих царство растений, грибов и животных. Эукариотические клетки крупнее прокариотических клеток, состоят из поверхностного аппарата, ядра и цитоплазмы.

Эукариотическая клетка

Эукариотические (эукариотные) клетки содержат ядро координирующее жизнедеятельность клетки, в котором находится наследственный аппарат организма, и многочисленные органоиды, выполняющие разнообразные функции. Большинство эукариот являются аэробами, то есть используют в энергетическом обмене кислород воздуха.

bio-learn.com

6) Клетки прокариот и эукариот. Особенности и различия в их строении.

Прокариоты
(доядерные) — бактерии и сине-зеленые
водоросли. Появились прокариоты примерно
4 или 3,5 млрд. лет назад в результате
спонтанной агрегации органических
молекул. Это наиболее простые по строению
организмы. Форма бактерий сферическая
или удлиненная. Размер в несколько
микрометров. У всех есть жесткая защитная
оболочка (клеточная стенка). Основной
компонент – гликопептидмуреин. Под
клеточной стенкой находитсяплазматическая
мембрана
,плазмалемма, ограничивающая
единственный цитоплазматический
компартмент, содержащий ДНК, РНК, белки
и малые молекулы. ДНК прокариот
располагается в центральной зоне
цитоплазмы в виде плотно уложенных
тонких кольцевидных молекул, содержащих
до 5*106 азотистых оснований. Длина
молекулы – несколько мм. В процессе
транскрипции реплицируется как единое
целое, поэтому является одним репликоном.
Иногда называют «бактериальной
хромосомой»
.Нуклеоид.

Прокариотические
клетки не имеют в цитоплазме
высокоспециализированных органоидов.
В цитоплазме у них находятся в виде
мельчайших структур лизосомы и рибосомы
прокариотического типа 70S.
Состоит из большой и малой субьединиц
50S и 30S соответственно.

Для протекания
энергетических и биохимических процессов
плазмолемма бактерий образует внутренние
впячивания, которые называютсямезосомы. На этих впячиваниях
фиксируются ферменты.

Основные
способы получение энергии – гликолиз,
дыхание, фотосинтез.

В природе
бактерии занимают все экологические
ниши. Среди них различают две группы –
эубактерии, которые населяют почву и
воду и архибактерии, которые живут в
экстремальных условиях среды.
Архебактерии: анаэробные условия,
горячие кислые среды. в очень соленых
условиях, анаэробы, вырабатывающие
металл. Эубактерии: есть грамположительные
и грамотрицательные и др.

Эукариоты
(ядерные).Они крупнее, сложнее
организованы и эволюционно более
поздние. К ним относятся растения,
животные и грибы. Самый главный
отличительный признак – наличие
оформленного ядра, отделенного от
гиалоплазмы двойной мембраной. В
гиалоплазме есть органоиды. Есть
цитоскелет. Он организует цитоплазму,
обеспечивает циклоз (движение цитоплазмы).
Мембрана мембранных органоидов
организована липопротеинами. Все
мембраны закрытые. Внутренние мембраны
ограничивают полости или участки
клетки, закрывая их со всех сторон,
ограничивая от цитоплазмы. Такое
разделение цитоплазмы на отсеки
называетсякомпартментализацией.

Для чего это
нужно. Это необходимо для изоляции
различных химических реакций и продуктов.
Также внутренние мембраны являются
местом прикрепления ферментов.

Основные
компартменты эукариотической клетки:

Ядро – место
хранения и синтеза поленуклеиновых
кислот.. 6% от объема клетки.

Цитозоль –
окружающая его цитоплазма с
цитоплазматическими органоидами.
45-55%

ЭПР. Гранулярный
и агранулярный. На гранулярном
располагаются рибосомы, синтезирующие
мембранные и экспортные белки. 10%

Комплекс
Гольджи. Осуществляется процесс
сегрегации (обособления), накопления,
созревания и выведения органических
веществ. 6%

Митохондрии
и пластиды, осуществляющие синтез АТФ.
22%

Лизосомы
осуществляют расщепление веществ. 1%

Пероксисомы
– обеспечивают проведение окислительных
реакций с помощью ферментов (каталаза
– 40%). 1%

studfiles.net

Author: alexxlab

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о