В каких клетках содержится прокариоты
Клетки прокариот не имеют ядерной оболочки (греч. «про» — до, «карион» — ядро), отличаются мелкими размерами (обычно 1 — 5 мкм) и простотой строения.
поверхностный аппарат
Все клетки, в том числе и клетки прокариот, окружены цитоплазматической мембраной. Она изолирует содержимое клетки от окружающей среды, осуществляет транспорт веществ из клетки и в клетку, воспринимает сигналы из окружающей среды. Таким образом, мембрана обеспечивает поддержание постоянства внутриклеточной среды.
Поверх мембраны у прокариот (за исключением некоторых паразитических групп) находится клеточная стенка. Она выполняет функцию механической защиты клетки от внешних повреждений и давления воды изнутри клетки (в результате осмоса). У настоящих бактерий в основе клеточной стенки лежит муреин. Муреин — пептидогликан, который представляет собой длинные полисахаридные цепи, сшитые короткими пептидными мостиками. В результате формируется непрерывная молекулярная сетка, окружающая всю бактериальную клетку.
По строению поверхностного аппарата бактерии делятся на две большие группы — грамположительные (грам+) и грамотрицательные (грам–). Эти названия даны из-за разной способности таких клеток окрашиваться по Граму (определенный метод окрашивания).
У грамположительных бактерий муреиновый слой достаточно толстый. Также в их клеточной стенке содержатся особые соединения — тейхоевые кислоты.
У грамотрицательных бактерий тонкий муреиновый слой сверху покрыт второй мембраной. Между мембранами имеется периплазматическое пространство.
Рис. 1. Строение поверхности грам+ и грам– бактерий
У некоторых видов бактерий поверх клеточной стенки имеется дополнительный внешний слой, называемый капсулой. В отличие от стенки, он неплотный, прозрачный. Он состоит из непрочно связанных между собой полисахаридов и защищает клетку от механических повреждений, а в случае болезнетворных бактерий — от защитных систем организма-хозяина.
Рис. 2. Капсула бактерии. Раскрашенная электронная микрофотография
Рис. 3. Строение бактериальной клетки
внутреннее строение
На электронной микрофотографии внутри бактериальной клетки в электронный микроскоп можно увидеть области разной плотности.
Рис. 4
Более прозрачная для электронов (светлая) часть содержит ДНК и называется нуклеоидом (греч. «нуклеус» — ядро, «ойдес» — подобный). Она не отделена от остальной части клетки, называемой цитоплазмой, и имеет примерно такой же состав. ДНК у прокариот представлена, как правило, одной кольцевой молекулой, в определенной точке прикрепленной к цитоплазматической мембране.
По всему внутреннему пространству клетки бактерий разбросаны рибосомы, количество которых может достигать 10 000 на клетку. Из-за этого цитоплазма выглядит на электронной микрофотографии более темной, гранулярной. Кроме этого, внутри клетки имеются немногочисленные впячивания цитоплазматической мембраны, называемые мезосомами. Ранее считалось, что они являются местом синтеза АТФ; согласно новым данным, скорее всего, это артефакты фиксации, и дыхание происходит и в других участках мембраны.
Иногда в клетках некоторых бактерий наблюдаются гранулы каких-либо веществ. Они могут содержать запасные питательные вещества (полисахариды, капли жира, полифосфаты) или отходы обмена веществ, которые клетки не могут вывести наружу (сера, окислы железа и др.). Такие гранулы называются включениями (см. рис. 5).
Рис. 5
Снаружи от оболочки бактериальной клетки могут располагаться длинные нитевидные структуры двух типов. Первые из них — жгутики — представляют собой белковые спирали, способные вращаться относительно мембраны бактериальной клетки и обеспечивать движение бактерий за счет «ввинчивания» бактерии в среду. Жгутики есть не у всех бактерий. Вторая группа нитей — пили — не способна к движению, но обеспечивает прикрепление бактерий к другим клеткам.
Клеточная стенка придает бактериям постоянную форму. По форме клеток бактерии делятся на:
Палочковидные (бациллы), к которым относятся бактерии, вызывающие гниение продуктов, возбудители туберкулеза (палочка Коха), чумы (чумная палочка), гангрены (клостридии), а также кишечная палочка (обычный симбионт кишечника человека).
Шаровидные (кокки), например: золотистый стафилококк, вызывающий нагноение ран, и стрептококки, вызывающие ангины.
Имеющие форму запятой (вибрионы), например, возбудитель холеры — холерный вибрион.
Спиральные — спириллы, например: азоспириллы, обеспечивающие фиксацию атмосферного азота на рисовых полях, и спирохеты, например трепонема бледная — возбудитель сифилиса.
Рис. 6
спорообразование
Некоторые бактерии способны образовывать споры. Споры у бактерий служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий. Спора образуется внутри клетки (одна в каждой клетке). В ее состав обязательно входит генетический материал бактерии. Спора одевается плотной оболочкой, после чего все оставшиеся внешние части клетки отмирают.
Рис. 7. Споры в клетках возбудителя сибирской язвы
Споры бактерий, как правило, выдерживают кипячение. Уничтожить их можно только путем автоклавирования (обработка паром под давлением, обычно при температуре 120о С), прокаливания. Уничтожение всех бактерий и их спор называется стерилизацией.
ЭКОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ
Бактерии способны существовать в самых разнообразных условиях. Их находят в атмосфере на высоте нескольких километров и на дне океанов. Некоторые виды бактерий живут даже на глубине нескольких километров под землей в нефтяных и угольных пластах.
Бактерии, несмотря на свои малые размеры, осуществляют крупномасштабные процессы в биосфере.
1. Бактерии являются одной из важнейших групп редуцентов — организмов, осуществляющих разложение мертвого органического вещества.
2. Многие бактерии способны осуществлять образование органических веществ из неорганических, то есть являются автотрофами. Они могут делать это за счет фотосинтеза с использованием энергии света (фотоавтотрофы, прежде всего цианобактерии — зеленые, содержат хлорофилл, являются предками хлоропластов) или хемосинтеза — окисления неорганических веществ (хемоавтотрофы).
Рис. 8. Цианобактерии (фотосинтетики)
Таким образом, прокариоты могут являться производителями биомассы — продуцентами, в некоторых биоценозах важнейшими или единственными. Так, бактерии-хемосинтетики, прежде всего, окисляющие сероводород, являются единственными продуцентами в глубоководных экосистемах черных и белых курильщиков — океанических геотермальных источников.
Рис. 9
3. Только бактерии способны превращать молекулярный азот атмосферы в азот органических соединений, т. е. осуществлять азотфиксацию. Фиксируют азот, например, клубеньковые бактерии — симбионты бобовых растений, а также цианобактерии.
БАКТЕРИИ И ЧЕЛОВЕК
Бактерии играют важную роль в жизни человека.
Прежде всего надо сказать о болезнетворных бактериях, вызывающих различные заболевания человека, домашних животных и культурных растений (см. тему «Бактериальные и вирусные заболевания человека»).
Кроме того, бактерии вызывают порчу продуктов питания и разрушение различных материалов.
Ряд бактерий используется человеком в его хозяйственной деятельности. Бактерии используются в пищевой промышленности для получения йогуртов, простокваши, сыров и ряда других молочнокислых продуктов. Благодаря бактериям осуществляются процессы квашения капусты, засолки огурцов, силосования кормов.
Осуществляемые бактериями процессы брожения являются промышленным источником ряда веществ, таких как ацетон, молочная и масляная кислота.
Некоторые бактерии и близкие к ним актиномицеты вырабатывают антибиотики, используемые в медицине. Бактерии являются источником для получения ряда ферментов, используемых в пищевой промышленности, медицине и других отраслях.
АРХЕИ
Безъядерные, то есть прокариотные, клетки, имеет и совершенно особая группа живых организмов, отличающаяся и от бактерий, и от эукариот, — археи (см. тему «Основные царства живых организмов»). По размерам и строению клетки архей очень похожи на клетки бактерий, но сильно отличаются по биохимическим и молекулярно-биологическим признакам. Например, у части архей мембрана совершенно не похожа на мембраны всех остальных организмов — она состоит не из фосфолипидов, а из простых эфиров полиизопреноидных спиртов (то есть спиртов, образованных единицами изопрена, как, например, натуральный каучук). Клеточная стенка архей состоит либо из псевдомуреина, напоминающего муреин, либо из белков, что также не встречается у других организмов. Археи, в отличие от других бактерий, никогда не образуют спор.
Рис. 10. Клетки метаногенных архей (раскрашенная электронная микрофотография)
Рис. 11. Редвуд-Сити, Калифорния. Вид с воздуха. В соленых водоемах живут пурпурные археи
Изначально считалось, что все археи — экстремофилы, то есть обитают в экстремальных условиях. Археи живут в насыщенных солью озерах, таких как Мертвое море. Также они обитают в горячих источниках, где температура может превышать 100о С. Однако впоследствии археи были обнаружены и в других местообитаниях, включая почву, океаны, болота и толстую кишку человека. Многочисленны археи среди океанического планктона. Археи играют важную роль в круговоротах углерода и азота. Ни один из известных представителей архей не является паразитом или болезнетворным организмом, однако для них часто характерен симбиоз или комменсализм. Метанообразующие археи обитают в пищеварительном тракте человека и жвачных, где многочисленны и участвуют в процессах пищеварения. Метаногенные археи используются в производстве биогаза и очистке канализационных сточных вод. Ферменты архей-экстремофилов, сохраняющие активность при высоких температурах и в контакте с органическими растворителями, находят свое применение в биотехнологии.
Источник
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.
Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра.
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.
В цитоплазме прокариотических клеток нет мембранных органоидов: митохондрий, пластид, ЭПС, комплекса Гольджи, лизосом. Их функции выполняют складки и впячивания наружной мембраны — мезосомы.
Поверх плазматической мембраны клетки прокариот покрыты оболочкой, напоминающей клеточную стенку растительных клеток (эта стенка образована не клетчаткой, как у растений, а другими полисахаридами — пектином и муреином).
Прокариоты часто имеют органоиды движения — жгутики и реснички.
Обрати внимание!
Бактериальные (прокариотические, прокариотные) клетки имеют следующие, характерные для них, структуры — плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеоид), рибосомы.
Многие прокариоты — анаэробы, т. е. им не нужен кислород воздуха.
Многие прокариоты способны захватывать и использовать азот воздуха (азотфиксирующие клубеньковые бактерии, развивающиеся на корнях бобовых растений), чего не могут эукариотические организмы.
Те виды прокариот, которые получают энергию благодаря фотосинтезу, содержат особую разновидность хлорофилла, который может располагаться на мезосомах.
Многие прокариоты, например бактерии, в неблагоприятных условиях способны образовывать споры (при этом содержимое бактериальной клетки сжимается, и вокруг него выделяется плотная оболочка).
Прокариоты чаще размножаются бесполым путём (делением клетки надвое).
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.
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.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
https://dok.opredelim.com/docs/index-32755.html
Источник
Прокариотическое определение клеток
Прокариотические клетки – это клетки, которые не имеют настоящего ядра или мембраносвязанных органелл. Организмы внутри доменов бактерии и археи имеют прокариотические клетки, в то время как другие формы жизни являются эукариотическими. Однако организмов с прокариотическими клетками в изобилии и составляют большую часть биомассы Земли.
Прокариотические клетки Обзор
Организмы, которые имеют прокариотические клетки одноклеточный и называются прокариотами. Прокариотические клетки могут контрастировать с эукариотическими клетками, которые являются более сложными. эукариот клетки имеют ядро, окруженное ядерная мембрана а также имеют другие органеллы, которые выполняют определенные функции в клетка, Прокариотическая клетка содержит только одиночная мембрана, которая окружает клетку как внешнюю мембрану.
Все реакции в пределах прокариот следовательно, имеют место в рамках цитоплазма клетки. Хотя это делает клетки немного менее эффективными, прокариотические клетки все еще обладают замечательной репродуктивной способностью. Прокариот размножается через двойное деление процесс, который просто расщепляет дублированную ДНК на отдельные клетки. Без каких-либо органелл или сложных хромосом для размножения большинство прокариотических клеток могут делиться каждые 24 часа или даже быстрее при достаточном запасе пищи.
Хотя многие прокариотические клетки адаптировались к свободному существованию в окружающей среде, многие другие приспособились жить в кишечнике других организмов. Эти комменсальные организмы выжить, разрушая молекулы внутри кишечника и позволяя организм они живут в способности переваривать более широкий спектр продуктов. Например, кишечник человека содержит 2-3 фунта бактерий, которые эволюционировали, чтобы помочь нам переваривать сложные углеводы, белки и жиры.
Примеры прокариотических клеток
Бактериальные клетки
Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы, которые встречаются почти повсюду на Земле, и они очень разнообразны по своей форме и структуре. На Земле живет около 5 × 1030 бактерий, в том числе и в наших телах; в кишечнике человека бактерии превосходят численность клеток человека 10: 1.
клеточные стенки бактерии содержат пептидогликана, молекула из сахара и аминокислоты это дает клеточная стенка его структура и толще у некоторых бактерий, чем у других. Бактерии содержат определенные структуры, уникальные для них, как упоминалось ранее, такие как капсула, жгутики и пили. У большинства бактерий есть только один хромосома это круговое число, которое может варьироваться от около 160 000 пар оснований (п.н.) до 12 200 000 п.н. Они также содержат плазмиды, которые представляют собой небольшие круглые кусочки ДНК, которые реплицируются независимо от хромосомы.
Некоторые бактерии могут образовывать эндоспоры. Это жесткие, бездействующие структуры, к которым бактерии могут довести себя в условиях голода, когда недостаточно питательных веществ. Они не нуждаются в питательных веществах и устойчивы к экстремальным температурам, УФ-лучам и химическим веществам. Когда условия окружающей среды снова становятся благоприятными, эндоспора может снова активироваться.
Археальные клетки
Археи похожи по размеру и форме на бактерии, и они также одноклеточные. Поскольку бактерии и археи являются двумя типами прокариот, это означает, что все прокариоты одноклеточные. Некоторые археи встречаются в экстремальных условиях, таких как горячие источники, но их можно найти в самых разных местах, таких как почвы, океаны, болота и другие организмы, включая людей.
Как бактерии, археи могут иметь клеточную стенку и жгутики. Однако структура этих органелл различна. Например, клеточные стенки архей не содержат пептидогликана. Кроме того, жгутики архей работают так же, как жгутики бактерий, но они развивались из разных структур. Мембраны архей очень отличаются от мембран всех других форм жизни; они содержат разные липиды, которые имеют разную стереохимию. Археи обычно имеют одну круговую хромосому, как бактерии. Археальная хромосома может варьироваться от менее чем 491 000 до около 5 700 000 пар оснований. Они также могут содержать плазмиды. Об архее известно меньше, чем о бактериях; они не были классифицированы как отдельная группа прокариот до 1977 года.
Прокариотическая клеточная структура
Прокариотические клетки не имеют истинного ядра, которое содержит их генетический материал, как у эукариотических клеток. Вместо этого прокариотические клетки имеют нуклеоидная область, который является областью неправильной формы, которая содержит ДНК клетки и не окружена ядерной оболочкой. Некоторые другие части прокариотических клеток сходны с таковыми в эукариотических клетках, таких как клеточная стенка, окружающая клетку (которая также обнаружена в растение клетки, хотя и имеет другой состав).
Подобно эукариотическим клеткам, прокариотические клетки имеют цитоплазму, гелеобразное вещество, которое составляет «наполнение» клетки, и цитоскелет который удерживает компоненты клетки на месте. Как прокариотические клетки, так и эукариотические клетки имеют рибосомы, которые представляют собой органеллы, которые продуцируют белки, и вакуоли, небольшие пространства в клетках, которые хранят питательные вещества и помогают устранить потери.
У некоторых прокариотических клеток есть жгутики, которые представляют собой структуры в виде хвоста, которые позволяют организму перемещаться. Они также могут иметь пили, маленькие волосоподобные структуры, которые помогают бактериям прилипать к поверхностям и могут позволять переносить ДНК между двумя прокариотическими клетками в процессе, известном как конъюгация. Другая часть, которая найдена в некоторых бактериях, является капсулой. Капсула представляет собой липкий слой углеводов, который помогает бактериям прилипать к поверхностям вокруг себя.
Прокариотическая клеточная диаграмма
Следующее изображение представляет собой диаграмму прокариотической клетки; в этом случае бактерия.
Характеристики прокариотических клеток
Все прокариотические клетки имеют нуклеоиде область, ДНК и РНК как их генетический материал, рибосомы, которые производят белки, и цитоплазма, которая содержит цитоскелет, который организует и поддерживает части клетки. Прокариотические клетки проще, чем эукариотические, а организм, который является прокариотом, одноклеточный; он состоит только из одной прокариотической клетки.
Длина прокариотических клеток обычно составляет от 0,1 до 5 микрометров (от 0,00001 до 0,005 см). Эукариотические клетки, как правило, намного больше, от 10 до 100 микрометров. Прокариотические клетки имеют более высокое отношение площади поверхности к объему, потому что они меньше, что позволяет им получать большее количество питательных веществ через их плазматическая мембрана.
Прокариотические клетки
В отличие от эукариотических клеток, прокариотические клетки не имеют четко выраженных органелл, связанных мембранами. Вместо этого многие реакции, которые проводит клетка, происходят внутри цитоплазмы клетки. На самом деле, есть 2 основных компонента, которые присутствуют во всех прокариотических клетках.
Первый клеточная мембрана, Это слой фосфолипид молекулы, которые отделяют внутреннюю часть клетки от внешней. Хотя они не присутствуют у всех прокариот, многие секретируют клеточную стенку, используемую для защиты и размещения клетки в дополнительном слое белков и структурных молекул.
Вторая часть, обнаруженная во всех прокариотических клетках, – это ДНК. ДНК является основным планом всей жизни и находится во всех клетках. У прокариот ДНК часто принимает форму большого кольцевого генома. Это можно сравнить с организованными хромосомами, которые обычно находятся в эукариотах. Этот большой круг ДНК определяет, какие белки создает клетка, и регулирует действия клетки.
Другие прокариотические клетки могут иметь большое количество разных частей, такие как реснички и жгутики, чтобы помочь им передвигаться. Хотя эти структуры похожи по функциям на те, которые обнаруживаются у эукариот, они часто имеют другую структуру. Это говорит о том, что два типа клеток подверглись очень различным процессам отбора и независимо включали структуры.
Как прокариотические клетки делятся?
Прокариотические клетки делятся через процесс двойное деление, В отличие от митоз этот процесс не включает конденсация ДНК или дублирование органелл. Прокариотические клетки имеют только небольшое количество ДНК, которая не сохраняется в сложных хромосомах. Кроме того, нет никаких органелл, так что нечего делить.
Когда прокариот растет до больших размеров, процесс двойное деление происходит. Этот процесс дублирует ДНК, а затем разделяет каждую новую цепь ДНК на отдельные клетки. Этот процесс проще, чем митоз, и как таковые бактерии могут размножаться гораздо быстрее.
викторина
Источник