На Земле существует всего два типа организмов: эукариоты и прокариоты. Они сильно различаются по своему строению, происхождению и эволюционному развитию, что будет подробно рассмотрено далее.

  • Признаки прокариотической клетки
  • Бактерии
  • Археи
  • Строение эукариотов
  • Сравнение прокариот и эукариот
  • Вывод

Признаки прокариотической клетки

Прокариоты по-другому называют доядерными. У прокариотической клетки нет ядра и других органоидов, имеющих мембранную оболочку (митохондрий, эндоплазматического ретикулума, комплекса Гольджи).

Также характерными чертами для них являются следующее:

  1. ДНК без оболочки и не образует связей с белками. Информация передаётся и считывается непрерывно.
  2. Все прокариоты – гаплоидные организмы.

  3. Ферменты располагаются в свободном состоянии (диффузно).
  4. Обладают способностью к спорообразованию при неблагоприятных условиях.
  5. Наличие плазмид – мелких внехромосомных молекул ДНК. Их функция — передача генетической информации, повышение устойчивости ко многим агрессивным факторам.
  6. Наличие жгутиков и пилей – внешних белковых образований необходимых для передвижения.
  7. Газовые вакуоли – полости. За счёт них организм способен передвигаться в толще воды.
  8. Клеточная стенка у прокариот (именно бактерий) состоит из муреина.
  9. Основными способами получения энергии у прокариот являются хемо- и фотосинтез.

К ним относятся бактерии и археи. Примеры прокариотов: спирохеты, протеобактерии, цианобактерии, кренархеоты.

Бактерии

Представители этого царства являются одними из самых древних жителей Земли и обладают высокой выживаемостью в экстремальных условия.

Различают грамположительные и грамотрицательные бактерии. Их главное отличие заключается в строении мембраны клеток. Грамположительные имеют более толстую оболочку, до 80% состоит из муреиновой основы, а также полисахаридов и полипептидов. При окрашивании по Граму они дают фиолетовый цвет. Большинство этих бактерий являются возбудителями заболеваний. Грамотрицательные же имеют более тонкую стенку, которая отделена от мембраны периплазматическим пространством. Однако такая оболочка обладает повышенной прочностью и гораздо сильнее противостоит воздействию антител.

Бактерии в природе играют очень большую роль:


  1. Цианобактерии (сине-зелёные водоросли) помогают поддерживать необходимый уровень кислорода в атмосфере. Они образуют больше половины всего О2 на Земле.
  2. Способствуют разложению органических останков, тем самым принимая участие в круговороте всех веществ, участвуют в образовании почвы.
  3. Фиксаторы азота на корнях бобовых.
  4. Очищают воды от отходов, к примеру, металлургической промышленности.
  5. Являются частью микрофлоры живых организмов, помогая максимально усваивать питательные вещества.
  6. Используются в пищевой промышленности для сбраживания Так получают сыры, творог, алкоголь, тесто.

Археи

Ранее их объединяли с бактериями в единое царство Дробянок. Однако со временем выяснилось, что археи имеют свой индивидуальный путь эволюции и сильно отличаются от остальных микроорганизмов своим биохимическим составом и метаболизмом. Выделяют до 5 типов, самыми изученными считаются эвриархеоты и кренархеоты. Особенности архей таковы:

  • большинство из них являются хемоавтотрофами – синтезируют органические вещества из углекислого газа, сахара, аммиака, ионов металлов и водорода;
  • играют ключевую роль в круговороте азота и углерода;
  • участвуют в пищеварении в организмах человека и многих жвачных;
  • обладают более стабильной и прочной мембранной оболочкой за счёт наличия эфирных связей в глицерин-эфирных липидах. Это позволяет археям жить в сильнощелочных или кислых средах, а также при условии высоких температур;
  • клеточная стенка, в отличие от бактерий, не содержит пептидогликана и состоит из псевдомуреина.

Строение эукариотов

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

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

Проведем сравнение клеток эукариотов разных царств.

К надцарству эукариот относятся царства:

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

Таблица: Сравнительная характеристика растительной и животной клетки

Сравнение прокариот и эукариот

Эукариоты и прокариотыОсобенности строения прокариотической и эукариотической клеток значительны, однако одно из главных различий касается хранения генетического материала и способа получения энергии.

Прокариоты и эукариоты фотосинтезируют по-разному. У прокариот этот процесс проходит на выростах мембраны (хроматофорах), уложенных в отдельные стопки. Бактерии не имеют фторой фотосистемы, поэтому не выделяют кислород, в отличие от сине-зелёных водорослей, которые образуют его при фотолизе. Источниками водорода у прокариот служат сероводород, Н2, разные органические вещества и вода. Основными пигментами являются бактериохлорофилл (у бактерий), хлорофилл и фикобилины (у цианобактерий).


К фотосинтезу из всех эукариот способны только растения. У них имеются специальные образования – хлоропласты, содержащие мембраны, уложенные в граны или ламеллы. Наличие фотосистемы II позволяет выделять кислород в атмосферу при процессе фотолиза воды. Источником молекул водорода служит только вода. Главным пигментов является хлорофилл, а фикобилины присутствуют лишь у красных водорослей.

Основные различия и характерные признаки прокариотов и эукариотов представлены в таблице ниже.

Таблица: Сходства и различия прокариотов и эукариотов

Отличия прокариот и эукариот

Сходство и различия прокариотических и эукариотических клеток

Вывод

Сравнение прокариотического и эукариотического организма достаточно трудоёмкий процесс, требующий рассмотрения множества нюансов. Они имеют между собой много общего в плане строения, протекающих процессов и свойств всего живого. Различия же кроются в выполняемых функциях, способах питания и внутренней организации. Тот, кто интересуется данной темой, может воспользоваться данной информацией.

Источник: uchim.guru

Описание слайда:

>

Строение бактериальной клетки Клеточная стенка Плазматическая мембрана нить ДНК Рибосома Мезосомы Жгутики Капсула Цитоплазма Включения Бактериальная клетка ограничена оболочкой. Внутренний слой оболочки представлен цитоплазматической мембраной, над которой находится клеточная стенка , над клеточной стенкой у многих бактерий — слизистая капсула. Строение и функции цитоплазматической мембраны эукариотической и прокариотической клеток не отличаются. Мембрана может образовывать складки, называемые мезосомами. Они могут иметь разную форму (мешковидные, трубчатые, пластинчатые и др.). На поверхности мезосом располагаются ферменты. Клеточная стенка толстая, плотная, жесткая, состоит из муреина и других органических веществ. Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой. Генетический материал представлен кольцевыми молекулами ДНК. Эти ДНК можно условно разделить на «хромосомные» и плазмидные. «Хромосомная» ДНК — одна, прикреплена к мембране, содержит несколько тысяч генов, в отличие от хромосомных ДНК эукариот она не линейная, не связана с белками. Зона, в которой расположена эта ДНК, называется нуклеоидом. Плазмиды — внехромосомные генетические элементы. Представляют собой небольшие кольцевые ДНК, не связаны с белками, не прикреплены к мембране, содержат небольшое число генов, принимающие участие в половом процессе (F-фактор). Плазмида, способная объединяться с хромосомой, называется эписомой. В бактериальной клетке отсутствуют все мембранные органоиды, характерные для эукариотической клетки (митохондрии, пластиды, ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы).


цитоплазме бактерий находятся рибосомы 70S-типа и включения. Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки. У многих бактерий имеются жгутики и пили. Жгутики не ограничены мембраной, имеют волнистую форму и состоят из сферических субъединиц белка флагеллина. Эти субъединицы расположены по спирали и образуют полый цилиндр диаметром 10–20 нм. Жгутик прокариот по своей структуре напоминает одну из микротрубочек эукариотического жгутика. Пили — прямые нитевидные структуры на поверхности бактерий. Представляют собой короткие полые цилиндры из белка пилина. Пили служат для прикрепления бактерий к субстрату и друг к другу. Во время конъюгации образуются особые F-пили, по которым осуществляется передача генетического материала от одной бактериальной клетки к другой.

Источник: infourok.ru

Строение прокариотической клетки

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

Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

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).


Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

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.


Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

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).


Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

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.

Сравнительная характеристика клеток эукариот и прокариот

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.

Источник: interneturok.ru

ЛИТЕРАТУРА

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Проведите социологический опрос об отношении к медицинским биотехнологиям.

Составьте опросный лист, включив в него вопросы, касающиеся отношения к различным аспектам медицинской биотехнологии. Проведите опрос среди студентов своей группы, друзей и родственников. Сравните полученные результаты. Зависит ли отношение к медицинской биотехнологии от возраста, образования?

Темы рефератов:

1. Успехи органной терапии.

2. Этические проблемы работы со стволовыми клетками.

3. Национальные программы криосохранения биологического материала.

4. Успехи клонирования животных.

5. Этические проблемы клонирования.

6. Успехи генной терапии.

Основная литература:

1. Биология [Текст] / под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – Т. 1,2.

2. Биология: руководство к практическим занятиям [Текст]: учебное пособие для студентов стоматологического факультета / под ред. В.В. Маркиной. – М.: Гэотар-Медиа, 2010. – 448 с.

Дополнительная литература:

1. Сазыкин Ю.О., Орехов С.Н., Чакалева И.И. Биотехнология. [Текст]: учебное пособие для студентов высших фармацевтических учебных заведений – М.: Академия, 2006. – 204 с.

2. Кузьмина Н.А. Основы биотехнологии [Электронный ресурс]: учебное пособие для студентов биологического факультета. — http://www.biotechnolog.ru/

Признак Прокариоты Эукариоты
I..Особенности строения клетки
Наличие ядра Нет четко оформленного ядра. Ядерное вещество – нуклеоид, представленный одной бактериальной хромосомой, состоящей из кольцевой молекулы ДНК, не связанной с белками-гистонами, свободно лежащей в цитоплазме Морфологически обособленное ядро, отделенное от цитоплазмы двойной мембраной Хромосомы линейные, связаны с белками-гистонами, определенное число для каждого вида.
Организация генетического материала Имеют до 1,5 тысячи генов, большинство генов в единственной копии. ДНК находится в нуклеоиде и плазмидах (внехромосомные небольшие добавочные кольца ДНК, гены которых контролируют незначительную часть наследственных признаков бактериальной клетки). Имеют от 5 до 200 тысяч генов, 45 % генов представлены в нескольких копиях. ДНК находится в ядре и некоторых органоидах. Плазмид нет (Имеются у митохондрий и пластид)
Структурная организация клетки Имеет одну внутреннюю полость, образованной элементарной цитоплазматической мембраной. У большинства прокариот ЦПМ – единственная мембрана в клетке. Мембранные органоиды отсутствуют. У сине-зеленых водорослей и других (архебактерии)- внутренние мембраны. Имеются мезосомы — выросты клеточной мембраны, участвуют в делении клетки и в метаболизме Имеет вторичные полости, представляющие собой замкнутые мембранные органоиды, окруженные одной (лизосомы, комплекс Гольджи и др.) или двумя (пластиды, митохондрии) мембранами. Мезосомы отсутствуют
zzРибосомы Мельче, чем у эукариот, — 70S. Распределены по цитоплазме. Обычно свободные, но могут быть связаны с мембранными структурами. Составляют до 40% массы клетки Крупные, 80S. Находятся в цитоплазме в свободном состоянии или связаны с мембранами эндоплазматической сети. В пластидах и митохондриях содержатся рибосомы 70S
Клеточный центр Отсутствует Имеется в клетках животных, грибов; у растений — в клетках водорослей и мхов
Клеточная стенка У бактерий содержит муреин (у архей отсутствуют), у цианобактерий — целлюлозу, пектиновые вещества, немного муреина У растений — целлюлозная, у грибов — хитиновая, у животных клеток клеточной стенки нет
Капсула или слизистый слой Имеется у некоторых бактерий Отсутствует
Жгутики (если есть) Простого строения, не содержат микротрубочек. Диаметр 20 нм Нить жгутика построена из белковых субъединиц, образующих спираль, не содержит микротрубочек Сложного строения, содержат микротрубочки (подобные микротрубочкам центриолей) Диаметр 200 нм. Каждый жгутик содержит набор микротрубочек, собранных в
Размер клеток В среднем 0,1-0,5 мкм Диаметр обычно до 50 мкм. Объем может превышать объем прокариотической клетки более чем в тысячу раз
II. Особенности жизнедеятельности клетки  
Движение цитоплазмы Отсутствует Наблюдается часто
Фотосинтез Хлоропластов нет. Происходит на мембранах, не имеющих специфической формы В хлоропластах, содержащих специальные мембраны, собранные в граны
Фагоцитоз и пиноцитоз Отсутствует (невозможен из-за наличия жесткой клеточной стенки) Свойственен клеткам животных, у грибов и растений отсутствует
Спорообразование Спора – стадия перенесения неблагоприятных условий. Не имеет отношения к размножению Спора – специализированная клетка, предназначенная для размножения и распространения у растений и грибов
Способы деления клетки Отсутствует митоз, мейоз. Не образуют половых клеток, оплодотворение отсутствует Имеется митоз, мейоз и оплодотворение
Способность к азотфиксации хемосинтезу Способны Не способны

Источник: studopedia.ru