СТРОЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТОК

Живую природу делят на несколько царств. Наиболее распространены два подхода: деление на царства прокариот и эукариот, а также на царства протистов, растений и животных. Особое царство Vira составляют вирусы и фаги. Это бесклеточные формы, занимающие промежуточное положение между живой и неживой материей. Любые организмы размером не более 100-500 мкм называют микроорганизмами. Их положение в системах деления живого мира показано на рис. 1.1.

По строению клеток выделяют две группы организмов: прокариоты и эукариоты.

Прокариоты не имеют окруженного мембраной ядра. ДНК в виде замкнутой в кольцо молекулы свободно располагается в цитоплазме, отсутствуют цитоплазматические органеллы, окруженные элементарной мембраной, рибосомы меньше, чем у эукариот.

Эукариоты имеют истинное ядро, в котором содержится основная часть генома (набора хромосом). Небольшая часть клеточного генома содержится в других органеллах (митохондриях, хлоропластах) в виде кольцевых молекул ДНК. Рибосомы крупнее, чем у прокариот.

Царство животных объединяет многоклеточные эукариотные организмы, которые питаются готовыми органическими веществами (гетеротрофно). Животные осуществляют голозойное питание, заключающееся в захватывании и переваривании твердой пищи. В микромир из царства животных попадают коловратки и черви.

Царство растений включает многоклеточные эукариотные организмы, питающиеся неорганическими веществами (автотрофно), из которых синтезируют органические вещества биомассы, используя энергию солнечного света (фотосинтез).

Царство протистов (самых простых) – все организмы, у которых отсутствует дифференцировка на органы и ткани. Большинство протистов являются одноклеточными организмами. Протисты делятся на две группы: высшие протисты и низшие протисты.

Высшие протисты имеют эукариотные клетки. К ним относятся простейшие, водоросли и низшие грибы.

Простейшие – одноклеточные животные, размножаются простым делением клетки, для окисления потребляемых органических веществ используют молекулярный кислород. Простейшие делятся на 3 класса: саркодовые, жгутиковые, инфузории. По своему размеру (10-200 мкм) все простейшие относят к микроорганизмам.

 

Рис.1.1. Положение микроорганизмов в схеме живого мира

 

Водоросли – микроскопические фотосинтезирующие организмы (в основном одноклеточные), которые в отличие от растений не имеют ни корней, ни стеблей, ни листьев. Окраска водорослей зависит от количественного соотношения различных пигментов: зеленого – хлорофилла, синего – фикоциана, бурого – фукоксантина, красного – фикоэритрина, оранжевых – каротина и ксантофилла.

Грибы – одноклеточные и мицелиальные органотрофные организмы, питающиеся растворенными органическими веществами (осмотрофный тип питания). К микроорганизмам относятся низшие грибы (фикомицеты) и дрожжи (почкующиеся грибы).

Низшие протисты – это одноклеточные микроорганизмы, имеющие прокариотный тип клетки. По современной классификации все прокариоты отнесены к бактериям. Следовательно, термины «низшие протисты», «прокариоты», «бактерии» являются тождественными. Большинство бактериальных клеток имеют форму сферы, цилиндра или спирали. Они бывают одиночными или образуют нити и колонии. Бактерии сферической формы называют кокками. Если такие клетки после деления не расходятся, то образуются пары кокков (диплококки), цепочки (стрептококки), пакеты правильной формы (сарцины) или колонии сферической формы (рис. 1.2). Клетки, имеющие форму цилиндра, называются палочковидными. Спиралевидные клетки классифицируются в зависимости от числа витков: у спирилл – от одного до нескольких витков, спирохеты имеют множество витков (свыше трех), вибрионы выглядят как изогнутые палочки (неполный виток спирали). Встречаются бактерии и самой разнообразной формы (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Формы бактериальных клеток

1 – кокки; 2 – диплококки; 3 – сарцины; 4 – стрептококки; 5 – колония сферической формы: 6 – палочковидные бактерии (одиночная клетка и цепочка клеток); 7 – спириллы; 8 – вибрион; 9 – бактерии, имеющие форму замкнутого или незамкнутого кольца; 10 – бактерии, образующие выросты (простеки); 11 – бактерия червеобразной формы; 12 – бактериальная клетка в форме шестиугольной звезды; 13 – представитель актиномицетов; 14 – плодовое тело миксобактерии; 15 – нитчатая бактерия рода Caryophanon с латерально расположенными жгутиками: 16 – нитчатая цианобактерия. образующая споры (акинеты) и гетероцисты; 8, 15, 17, 18 – бактерии с разными типами жгутикования; 19 – бактерии, образующая капсулу; 20 – нитчатые бактерии группы Sphaeroillus, заключенные в чехол, инкрустированный гидратом окиси железа; 21 – бактерия, образующая шипы; 22 – Galionella

 

Для названия микроорганизмов принята бинарная номенклатура: первое слово обозначает род и пишется с прописной буквы, второе пишется со строчной буквы и определяет вид. Название дается на латинском языке, например, Escherichia coli или сокращенно E. coli (кишечная палочка).

Основной единицей в систематике микроорганизмов является вид. Вид – это совокупность особей одного генотипа, обладающих ярко выраженным фенотипическим (внешним) сходством. В генетике микроорганизмов существует также понятие «штамм» и «клон». Штамм – это генетически однородная культура, поддерживаемая с помощью отбора наследственно однородных клеток. Клон – это генетически однородное потомство одной клетки, имеющей одно ядро (для эукариот) или один нуклеоид (для прокариот).

При классификации микроорганизмов основные единицы распределяют по группам более высокого порядка: виды объединяют в роды, роды – в семейства, семейства – в порядки, порядки – в классы, классы – в отделы.

 

Источник: studopedia.su

 

В настоящее время существует несколько классификаций бактерий. Наиболее известна и широко используетсяклассификация бактерий Берги.Составители «Краткого определителя бактерий Берги», девятое издание которого выпущено в 1980 г., преследовали цель создать руководство, позволяющее быстро идентифицировать бактерии по совокупности определенных признаков.

По этой классификации царство прокариот в зависимости от отношения к свету разделено на 2 отдела: отдел цианобактерий (фотосинтезирующие) и отдел скотобактерий (нефотосинтезирующие). В свою очередь, отдел скотобактерий делится на 19 групп, каждая из которых делится на порядки, семейства, роды и виды в зависимости от формы, строения клеточной стенки, особенностей размножения, подвижности, способности образовывать споры, отношения к кислороду и т.д.

Например, группа 8 имеет название «Грамотрицательные факультативно-анаэробные палочки». Некоторые бактерии этой группы (семейство Enterobacteriacea) являются обычными обитателями кишечника (род Escherichia), другие – возбудителями пищевых инфекций (род Shigella, род Salmonella).

В некоторых группах виды объединены в роды, которые описаны в случайной последовательности, в других роды сгруппированы в семейства и порядки.

В последние годы получила также признаниеклассификация бактерий Мюррея, предложенная в 1978 г. В основу этой классификации положено строение клеточной стенки. Грам+ бактерии отнесены в отдел Firmacutes. Другой отдел – Gracilicutes – объединяет все бактерии, которые имеют клеточную стенку, характерную для Грам- бактерий. Третий отдел объединяет особые формы бактерий, лишенные настоящей клеточной стенки – отдел Mycoplasma.

К отделу Грам+ бактерий относятся четыре группы; в основу деления на группы положена форма клеток и способность образовывать споры. Это кокки, спорообразующие и неспорообразующие палочки, актиномицеты и родственные микроорганизмы. К неспорообразующим Грам+ палочкам относится род Lactobacillus. Это молочнокислые бактерии, которые используются в производстве кисломолочных продуктов, в сыроделии, при квашении овощей, в хлебопечении.

Все представители Грам- бактерий не образуют спор и резко различаются по способности развиваться на свету и без него. В пищевых производствах встречаются Грам- бактерии, которые безразличны к свету. Они различаются по форме клеток и способу движения. По числу представителей и значимости в природе и в жизни человека наибольший интерес из них представляют псевдомонады, энтеробактерии, уксуснокислые бактерии.

Вопросы для самопроверки

 

1. Каковы основные формы клеток у бактерий?

2. Чем отличаются стрептококки от стафилококков?

3. Какое взаимное расположение кокков имеют сарцины?

4. Каким образом дифференцируют палочковидные бактерии?

5. Как осуществляется движение у бактерий?

6. Что такое монотрихи и политрихи?

7. Как протекает процесс спорообразования у бактерий?

8. Какую функцию выполняет спорообразование у бактерий?

9. Какие признаки используются при определении вида бактерий?

10. Каким образом осуществляется размножение бактерий?

11. Какие классификации бактерий Вам известны?

12. Охарактеризуйте следующие группы бактерий: стрептококки, диплобактерии, торроиды, спирохеты, вибрионы, простеки, актиномицеты.

13. Какие признаки положены в основу классификации бактерий по Берги?

14. Какие признаки положены в основу классификации бактерий по Мюррею?

22. Что такое актиномицеты?

20. Что такое «бациллы» и «клостридии» и в чем их различия?

21. Что такое споры?

22. Все ли бактерии способны к спорообразованию?

23. Перечислите основные стадии спорообразования у бактерий.

24. Какие новые формы бактерий Вам известны?

25. Какие взаимные расположения палочковидных бактерий Вам известны?

26. Какие извитые формы бактерий Вы знаете?

 

Литература

1. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987. – 500 с.

2. Мудрецова-Висс К.А., Кудряшова А.А., Дедюхина В.П. Микробиология, санитария и гигиена – Владивосток: Изд-во ДВГАЭУ, 1997. – 312 с.

3. Чурбанова И.Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987. – 240 с.

4. Асонов Н.Р. Микробиология. — 3-е издание, перераб. и доп.– М.: Колос, 1997. – 352 с.

 

 

Источник: helpiks.org

Строение эукариотической клетки.

Эукариотические клетки имеют очень большой размер, особенно, по сравнению с прокариотическими. В эукариотической клетке имеется около десяти органоидов, большинство из которых отделенные мембранами от цитоплазмы, чего нет у прокариотов. Также у эукариотов имеется ядро, о котором мы уже говорили. Это часть клетки, которая отгорожена от цитоплазмы двойной мембраной. Именно в этой части клетки находятся ДНК, содержащиеся в хромосомы. Клетки обычно являются одноядерными, но иногда встречаются многоядерные клетки.

 

Царства эукариотов.

Есть несколько вариантов деления эукариотов. Изначально все живые организмы делили только на растения и животных. Впоследствии выделили царство грибов, которые значительно различаются и от первых, и от вторых. Еще позже начали выделять слизевиков.

 

Слизевики – это полифилетическая группа организмов, которую некоторые относят к простейшим, но конечная классификация этих организмов до конца не классифицирована. На одной из стадий развития эти организмы имеют плазмодическую форму – это слизистое вещество, которое не имеет четких твердых покровов. В целом слизевики выглядят, как одна многоядерная клетка, которая видна невооруженным взглядом.

 

С грибами слизевиков роднит спороношения, которые прорастают зооспорами, из которых впоследствии и развивается плазмодий.

 

Слизевики являются гетеротрофами, способные питаться осмотрофно, то есть всасывать питательные вещества напрямую через мембрану, или эндоцитозом – забирать внутрь пузырьки с питательными веществами. К слизевикам относят акразиевые, миксомицеты, лабиринтуловые и плазмодиофоровые.

 

Различия прокариот и эукариот.

Главным различием прокариот и эукариот является то, что у прокариот нет оформленного ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы. У прокариот кольцевая ДНК находится в цитоплазме, а место, где находится ДНК, называется нуклеоидом.

 

Дополнительные различия эукариотов.

1. Из органоидов прокариоты имеют только рибосомы 70S (мелкие), а у эукариот имеются не только крупные 80S рибосомы, но и много других органоидов.
2. Так как ядра у прокариот нет, то делятся они делением надвое – не с помощью мейоза/митоза.
3. Эукариоты имеют гистоны, которых нет у бактерий. Хромантин эукариот содержит 1/3 ДНК и 2/3 белка, у прокариот все наоборот.
4. Клетка эукариот в 1000 раз больше по объему и в 10 раз больше по диаметру, чем клетка прокариот.

Источник: www.calc.ru