10 класс. Биология. Сходство и различия прокариотических и эукариотических клеток

10 класс. Биология. Сходство и различия прокариотических и эукариотических клеток

Комментарии преподавателя

 Прокариоты

Все живые ор­га­низ­мы, име­ю­щие кле­точ­ное стро­е­ние, де­лят­ся на две боль­шие груп­пы: про­ка­ри­о­ты и эу­ка­ри­о­ты (Рис. 1).

Рис. 1. Раз­де­ле­ние живых ор­га­низ­мов (Ис­точ­ник)

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 (Рис. 2): го­ря­чие ис­точ­ни­ки (они вы­жи­ва­ют и живут при тем­пе­ра­ту­ре 700 и выше), моря и со­ле­ные озера (га­ло­бак­те­рии живут при со­ле­но­сти около 30 %).

Рис. 2. Места оби­та­ния про­ка­ри­от (Ис­точ­ник)

Форма бак­те­рий чрез­вы­чай­но раз­но­об­раз­на: ша­ро­вид­ная, па­лоч­ко­вид­ная и изо­гну­тая (Рис. 3).

Рис. 3. Формы бак­те­рий (Ис­точ­ник)

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.

 Строение прокариотической клетки

По срав­не­нию с эу­ка­ри­о­ти­че­ской, клет­ка про­ка­ри­от вы­гля­дит го­раз­до проще (Рис. 4).

Рис. 4. Клет­ка про­ка­ри­от и эу­ка­ри­от (Ис­точ­ник)

У про­ка­ри­от нет ядра, един­ствен­ная коль­це­вая мо­ле­ку­ла ДНК, на­хо­дя­ща­я­ся в клет­ках про­ка­ри­от и услов­но на­зы­ва­е­мая бак­те­ри­аль­ной хро­мо­со­мой, на­хо­дит­ся в цен­тре клет­ки, од­на­ко эта мо­ле­ку­ла ДНК не имеет обо­лоч­ки и рас­по­ла­га­ет­ся непо­сред­ствен­но в ци­то­плаз­ме.

Рас­смот­рим стро­е­ние про­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ки (Рис. 5).

Рис. 5. Стро­е­ние про­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ки (Ис­точ­ник)

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, на­по­ми­на­ю­щей кле­точ­ную стен­ку рас­ти­тель­ных кле­ток. Од­на­ко эта стен­ка об­ра­зо­ва­на не клет­чат­кой, как у рас­те­ний, а дру­ги­ми 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 (Рис. 6), такие как хло­ро­филл.


Рис. 6. Ци­анобак­те­рия (Ис­точ­ник)

На ти­ла­ко­и­дах со­дер­жат­ся пиг­мен­ты, яв­ля­ю­щи­е­ся вспо­мо­га­тель­ны­ми при про­цес­се фо­то­син­те­за – фи­ко­би­ли­ны: ал­ло­фи­ко­ци­а­нин, фи­ко­э­ритрин и фи­ко­ци­а­нин. Фи­ко­би­ли­ны об­ра­зу­ют проч­ные со­еди­не­ния с бел­ка­ми (фи­ко­би­лин­про­те­иды). Связь между фи­ко­би­ли­на­ми и бел­ка­ми раз­ру­ша­ет­ся толь­ко кис­ло­той.

В клет­ках про­ка­ри­от от­кла­ды­ва­ют­ся и за­пас­ные пи­та­тель­ные ве­ще­ства, от­ло­же­ние или запас про­ис­хо­дит в ре­зуль­та­те из­быт­ка пи­та­тель­ных ве­ществ, а по­треб­ле­ние при недо­стат­ке пи­та­тель­ных ве­ществ. К за­пас­ным пи­та­тель­ным ве­ще­ствам от­но­сят­ся по­ли­са­ха­ри­ды (крах­мал, гли­ко­ген, гра­ну­ле­за), ли­пи­ды (гра­ну­лы или капли жира), по­ли­фос­фа­ты (ис­точ­ник фос­фо­ра и энер­гии).

Боль­шин­ство эу­ка­ри­от яв­ля­ют­ся аэро­ба­ми, то есть ис­поль­зу­ют в энер­ге­ти­че­ском об­мене кис­ло­род воз­ду­ха. На­про­тив, мно­гие про­ка­ри­о­ты яв­ля­ют­ся анаэ­ро­ба­ми, и кис­ло­род для них вре­ден. Неко­то­рые бак­те­рии, на­зы­ва­е­мые азот­фик­си­ру­ю­щи­ми, спо­соб­ны усва­и­вать азот воз­ду­ха, чего эу­ка­ри­о­ты де­лать не могут. Те виды про­ка­ри­от, ко­то­рые по­лу­ча­ют энер­гию бла­го­да­ря фо­то­син­те­зу, со­дер­жат осо­бую раз­но­вид­ность хло­ро­фил­ла, ко­то­рый может рас­по­ла­гать­ся на ме­зо­со­мах.

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 (Рис. 7).

Рис. 7. Схема об­ра­зо­ва­ния спор у бак­те­рий (Ис­точ­ник)

 Размножение прокариот

Чаще всего про­ка­ри­о­ты раз­мно­жа­ют­ся бес­по­лым путем: ДНК удва­и­ва­ет­ся, и далее клет­ка де­лит­ся в по­пе­реч­ной плос­ко­сти по­по­лам (Рис. 8). 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.

Рис. 8. Раз­мно­же­ние про­ка­ри­от (Ис­точ­ник)

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.

 Заключение

Мы рас­смот­ре­ли про­ка­ри­о­ти­че­скую клет­ку, ко­то­рая ор­га­ни­зо­ва­на до­ста­точ­но про­сто по срав­не­нию с эу­ка­ри­о­ти­че­ской клет­кой, ос­нов­ным от­ли­чи­ем ко­то­рой яв­ля­ет­ся от­сут­ствие оформ­лен­но­го ядра, коль­це­вая мо­ле­ку­ла ДНК рас­по­ла­га­ет­ся в ци­то­плаз­ме сво­бод­но и не окру­же­на ядер­ной обо­лоч­кой. В про­ка­ри­о­ти­че­ской клет­ке нет мем­бран­ных ор­га­нелл, ко­то­рые свой­ствен­ны эу­ка­ри­о­ти­че­ским клет­кам.

 

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/shodstvo-i-razlichiya-prokarioticheskih-i-eukarioticheskih-kletok

источник видео - https://vimeo.com/99165607

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=7nazqQKhoJI

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=BVV78_DL--4

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=gPiklIrFYLo

источник презентации - http://www.myshared.ru/slide/download/

Файлы