Прокариоты и эукариоты сходства и различия таблица. Сравнительная характеристика прокариот и эукариот
| Признаки | Эукариоты | Прокариоты |
| Ядерная оболочка | Присутствует | Отсутствует |
| ДНК | Находится в форме линейных хромосом, где ДНК связана с белками гисто-нами, причем на долю белков приходится до 65 % массы хромосомы | Обычно одна кольцевая хромосома, всегда связанная с плазматической мембраной. Суперспирали-зованная «голая» (без белков) ДНК собрана в петли (около 120), отходящие от центральной области, в которой они связаны небольшим количеством белковых молекул |
| Комплекс Гольджи | Присутствует | Отсутствует |
| ЭПС | Присутствует | Отсутствует |
| Лизосомы | Присутствуют | Отсутствуют |
| **Жгутики | Покрыты мембраной, в середине две центральные микротрубочки, по периферии - девять двойных микротрубочек, в основании - базальные тельца | Принципиально отличны от жгутиков эукариот. В основании базальное тельце с 2 или 4 дисками и крючок. Сам жгутик - микротрубочка из белка флагеллина |
| Рибосомы | Состоят из двух субъединиц, коэффициент седиментации 80, содержат молекулы белка и четыре молекулы рРНК | Состоят из двух субъединиц, коэффициент седиментации 70, содержат молекулы белка и три молекулы рРНК |
| Клеточный центр | Присутствует | Отсутствует |
| **Цито-скелет | Присутствует | Отсутствует |
| Признаки | Эукариоты | Прокариоты |
| Митохондрии | Присутствуют | Отсутствуют |
| Пластиды у автотрофов | Присутствуют | Отсутствуют |
| Способ поглощения нищи | За счет осмоса; путем фагоцитоза и пиноцитоза. Захват пищи ртом у многоклеточных животных | За счет осмоса |
| Пищевари-гсльные вакуоли | Присутствуют | Отсутствуют |
Задание 2.21. Заполните таблицу
Таблица 15
Сравнительная характеристика клеток эукариот
| Признаки | Царство Животные | Царство Растения | Царство Грибы |
| Клеточная стенка | Отсутствует, на поверхности мембраны находится гликока-ликс | Образована целлюлозой (клетчаткой) | Образована хитином |
| Резервное питательное вещество | Гликоген | Крахмал | Гликоген |
| Наличие пластид | Как правило, отсутствуют | Присутствуют | Отсутствуют |
| Пишите митохондрий | Присутствуют | Присутствуют | Присутствуют |
| Центриоли в клеточном центре | Присутствуют | Отсутствуют у высших растений | Отсутствуют |
| Способ поглащения пищи | Захват пищи | За счет осмоса | За счет осмоса |
ДЗ№14
Задание 2.22. Тест «Ядро. Эукариоты, прокариоты»
1. Оболочка ядра образована:
1. Мембраной, имеющей 3. Одной мембраной, поры
поры. отсутствуют.
2. Двумя мембранами, 4. Двумя мембранами, поры
имеет поры. отсутствуют.
2. Ядрышки в ядре обеспечивают:
1. Синтез белков. 3. Образование субъединиц
2. Удвоение ДНК. рибосом.
4. Образование центриолей клеточного центра.
3. Наследственную информацию клетки хранят:
1.ДНК. З.Липиды.
2. Белки хромосом. 4. Углеводы.
*4. К прокариотам относятся:
1. Вирусы. 4. Синезеленые.
2. Грибы. 5. Животные.
3.
Растения. 6. Бактерии.
*5. К эукариотам относятся:
1. Вирусы. 4. Синезеленые.
2. Грибы. 5. Животные.
3. Растения. 6. Бактерии.
*6. Симбионтами эукариотической клетки считаются:
1. Рибосомы. 3. Митохондрии.
2.
Комплекс Гольджи. 4. Пластиды.
*7. У прокариот отсутствуют:
1. Митохондрии. 5. Комплекс Гольджи.
2. Пластиды. 6. ЭПС.
3. Ядро. 7. Лизосомы.
4. Рибосомы. 8. Клеточный центр.
8. Вещество, характерное для клеточной стенки грибов:
1. Целлюлоза (клетчатка). 3. Муреин.
2. Хитин. 4. Такого вещества нет.
9. Запасное питательное вещество, характерное для грибов:
1. Крахмал. 3. Гликоген.
2. Глюкоза. 4. Такого вещества нет.
10. В клеточном центре не имеют центриолей:
1. Низшие растения. 3. Многоклеточные животные.
2. Высшие растения. 4. Простейшие.
Задание 2.23. Определите правильность суждений,
относящихся к теме «Органоиды клетки.
Прокариоты, эукариоты»
1. Лизосомы образуются в комплексе Гольджи.
2. Рибосомы отвечают за синтез белка.
3. Кмембранам шероховатой ЭПС прикреплены рибосомы.
4. Комплекс Гольджи отвечает за выведение продуктов биосинтеза из клетки.
5. Митохондрии присутствуют в растительных и животных клетках.
6. Хромопласты имеют зеленую окраску.
7. Лейкопласты могут превращаться вхлоропласты.
8. Длярастительных клеток характерна центральная вакуоль.
9. В ядрышках синтезируются субъединицы рибосом.
10. Ядро - одномембранный органоид.
11. В ядре происходит синтез рибосомальных белков.
**12. Высшиерастения не имеют центриолей.
13. В клетках грибов встречаются хлоропласты.
14. У растений нет митохондрий.
** 15. У водорослей в клеточном центре есть центриоли.
16. Грибы относятся к эукариотам.
17. Грибы относятся к царству Растения.
18. В состав клеточной стенки грибов входит хитин.
19. Основное запасное вещество грибов - крахмал.
20. В клетках грибов хлоропласты отсутствуют.
21. Прокариоты имеют кольцевую ДНК.
22. Прокариоты имеют одну линейную хромосому.
**23. Бактерии имеют 70S рибосомы.
**24. Бактерии имеют 80S рибосомы.
ЗАЧЕТ 2
Задание 2.24. Вопросы к зачету по теме «Структура и функции клетки»
I. Когда и кем были созданы первые два положения клеточной и теории?
2. Кто доказал, что новые клетки образуются путем деления материнской клетки?
3. Кто показал, что клетка является единицей развития?
4. Чем образована плазмалемма?
5. Из каких слоев состоят оболочки животной и растительной клеток?
6. Перечислите функции клеточной оболочки.
7. Назовите виды транспорта через клеточную мембрану.
8. Что такое фагоцитоз и пиноцитоз?
9. В каком участке клетки образуются субъединицы рибосом?
10. Каковы функции рибосом?
11. ** 11. Каков коэффициент седиментации прокариотических рибосом и эукариотических?
12. Какие виды эндоплазматической сети вам известны и каковы их функции?
13. Какие функции выполняет комплекс Гольджи?
14. Какие функции выполняют лизосомы?
15. Какие органоиды клетки называют органоидами дыхания?
16. Как происходят взаимопревращения пластид?
17. Как называется внутренняя среда у митохондрий и пластид?
18. Чем образованы центриоли клеточного центра?
19. Какие эукариоты не имеют центриолей?
20. Каковы функции клеточного центра?
21. Перечислите органоиды движения клетки.
22. Перечислите одномембранные органоиды клетки.
23. Перечислите двумембранные органоиды клетки.
24. Перечислите немембранные органоиды клетки.
25. В каких клеточных органоидах имеется ДНК?
26. Каковы функции ядра?
27.Какие органоиды отсутствуют в растительной клетке высших растений?
28. Какое вещество характерно для стенок растительных клеток?
29.Какие органоиды отсутствуют в клетках многоклеточных животных?
30. Какие органоиды эукариотической клетки возникли в резульгате симбиоза?
31. Какие клеточные органоиды способны к самоудвоению?
32. Приведите классификацию эукариот.
33. Какое вещество характерно для стенок клеток грибов?
34. Какое запасное вещество характерно для клеток грибов?
35.Приведите классификацию прокариот
36. Какие органоиды отсутствуют у прокариот?
37. Какое вещество характерно для стенок бактериальных клеток?
38. Как происходит размножение прокариот?
39. В какой форме находится генетический материал у эукариотческой клетки?
40.В какой форме находится генетический материал у прокариотической клетки?
ДЗ№15
Задание 3.1. Заполните таблицу
Таблица 16 Различия в обмене веществ между гетеротрофами и автотрофами
Задание 3.2. Определите правильность суждений, относящихся к теме «Обмен веществ и энергии»
1. Гетеротрофные организмы используют для синтеза органических соединений неорганический источник углерода - СО 2 .
2. Гетеротрофные организмы, которые в качестве источника энергии используют энергию химических связей органических веществ, относятся к хемогетеротрофам.
3. Первые гетеротрофные организмы Земли были анаэробными организмами.
4. В настоящее время все гетеротрофы используют кислород для дыхания, для окисления органических веществ.
5. Автотрофные организмы способны использовать углеродуглекислого газа для синтеза органических соединений.
6. Хемоавтотрофные организмы в качестве основного источника энергии используют энергию химических связей молекул органичесих веществ.
7. Фотоавтотрофные организмы в качестве источника энергии используют энергию света, в качестве источника углерода – СО 2
8. Наиболее древние фотосинтезирующие организмы Земли (зеленые и пурпурные бактерии) при фотосинтезе выделяют О 2 .
9. Синезеленые (цианобактерии) при фотосинтезе впервые стали выделять кислород в атмосферу.
10. В результате симбиоза бактерий-окислителей с анаэробной клеткой бактерии преобразовались в митохондрии.
11. В результате симбиоза синезеленых с древней эукариотической клеткой появились растения, при этом синезеленые трансформировались в хлоропласты.
12. Ассимиляция - совокупность реакций обмена веществ в клетке.
13. Диссимиляция - совокупность реакций распада и окисления, протекающих в клетке.
14. Реакции пластического обмена идут с потреблением энергии.
15. Реакции энергетического обмена идут с выделением энергии.
Задание 3.3. Заполните таблицу
Таблица 17 Реакции ассимиляции и диссимиляции
ДЗ№16
Таблица 18 Фотосинтез
| Фазы фотосинтеза | Процессы, происходящие в данной фазе | Результаты процессов |
| Световая фаза | За счет световой энергии происходит окисление хлорофилла. Восстановление его происходит за счет электронов, отбираемых у водорода воды. Создается разность потенциалов между внутренней и наружной сторонами мембраны тилакоида, и с помощью АТФ-синтетазы образуется АТФ, при этом происходит восстановление НАДФ+ доНАДФ Н 2 | Происходит фотолиз воды, при котором выделяется О 2 , энергия света превращается в энергию химических связей АТФ иНАДФН 2 |
| Темновая фаза | Происходит фиксация СО?. В реакциях цикла Кальвинапревращается СОг в глюкозу за счет АТФ и восстановительной силы НАДФ Н^ образованных в световую фазу | Образование моносахаридов |
Задание 3.8. Тест «Фотосинтез»
*1. Максимально используются в световую фазу фотосинтеза:
1. Красные лучи. 3. Зеленые лучи.
2. Желтые лучи. 4. Синие лучи.
2. Фотосинтетические пигменты располагаются:
3. В строме. пласта.
3. Протоны в световую фазу фотосинтеза накапливаются:
1. В мембранах тилакоидов. 4. В межмембранном
2. В полости тилакоидов. пространстве хлоро-
3. В строме. пласта.
4. Реакции темновой фазы фотосинтеза происходят:
1. В мембранах тилакоидов. 4. В межмембранном
2. В полости тилакоидов. пространстве хлоро-
3.
В строме. пласта.
*5. В световую фазу фотосинтеза происходит:
1. Образование АТФ. 3. Выделение О 2
2. Образование НАДФ ■ Н. 4. Образование углеводов.
6. В темновую фазу фотосинтеза происходит:
1. Образование АТФ. 3. Выделение О г
2. Образование НАДФ Н 2 . 4. Образование углеводов.
7. При фотосинтезе происходит выделение О 2 , который образуется при разложении:
1.СО 2 . З.СО 2 иН 2 О.
2. (Я 2 О.) 4. С 6 Н, 2 О 6 .
8. Реакции цикла Кальвина происходят:
1. В мембранах тилакоидов. 3. В полостях тилакоидов.
2. В строме. 4. И в тилакоидах, и в строме.
*9. Синтезировать органические вещества, используя неорганический источник углерода, способны:
10. Синтезировать органические вещества, используя только органический источник углерода, способны:
1. Хемоавтотрофы. 3. Фотоавтотрофы.
2. Хемогетеротрофы. 4. Все вышеперечисленные.
ДЗ№17
Тема: Энергетический обмен
Задание 3.9. Тест «Гликолиз»
*1. На подготовительном этапе энергетического обмена происходит:
1. Гидролиз белков до 2. Гидролиз жиров
аминокислот до глицерина и жирных кислот.
3. Гидролиз углеводов 4. Гидролиз нуклеиновых
до моносахаридов. кислот до нукяеотидов.
2. Обеспечивают гликолиз:
1. Ферменты пищеваритель- 3. Ферменты цикла Кребса.
ного тракта и лизосом.
2. Ферменты цитоплазмы. 4. Ферменты дыхательной цепи.
3. В результате бескислородного окисления в клетках у животных при недостатке О 2 образуется:
1.ПВК. 3. Этиловый спирт.
4. В результате бескислородного окисления в клетках у растений при недостатке О 2 образуется:
1. ПВК. 3. Этиловый спирт
2. Молочная кислота. 4. Ацетил-КоА.
5. Энергия, образующаяся при гликолизе одного моля глюкозы, равна:
1.200кДж. 3. бООкДж.
2. 400 кДж. 4. 800 кДж.
6. Три моля глюкозы подверглось гликолизу в животных клетках при недостатке кислорода. При этом углекислого газа выделилось:
1. 3 моль. 4. Углекислый газ в животных
2. 6 моль. клетках при гликолизе
3.12 моль. не выделяется.
**7. К биологическому окислению относятся:
1. Окисление вещества А в реакции: А + О 2 -» AO 2
2. Дегидрирование вещества А в реакции: АН 2 + В -> А + ВН,.
3. Потеря электронов (например, Fe 2+ в реакции: Fe 2+ -^Fe 3+ + e).
4. Приобретение электронов (например, Fe 3+ в реакции: Fe 2+ ->
-> Fe 3+ + e~).
*8. Реакции подготовительного этапа энергетического обмена происходят:
1. В пищеварительном 3. В цитоплазме.
тракте. 4. В лизосомах.
2. В митохондриях.
9. Энергия, которая выделяется в реакциях подготовительного этапа энергетического обмена:
2. Запасается в форме АТФ.
3. Большая часть рассеивается в форме тепла, меньшая - запасается в форме АТФ.
4. Меньшая часть рассеивается в форме тепла, большая - запасается в форме АТФ.
10. Энергия, которая выделяется в реакциях гликолиза:
1. Рассеивается в форме тепла.
2. Запасается в форме АТФ.
3. 120 кДж рассеивается в форме тепла, 80 кДж запасается в форме АТФ.
4. 80 кДж рассеивается в форме тепла, 120 кДж запасается в форме АТФ.
Задание 3.11. Тест «Кислородное окисление»
1. Реакции кислородного окисления происходят:
1. В цитоплазме клетки. 3. Во всех органоидах и цитоплазме.
2. В ядре клетки. 4. В митохондриях.
2. В результате гликолиза образуется и поступает в митохондрию:
1. Глюкоза. 3. Пировиноградная кислота.
2. Молочная кислота. 4. Ацетил-КоА.
3. В цикл Кребса включается:
1.ПВК. 3. Этиловый спирт.
2. Молочная кислота. 4. Ацетильная группа.
*4. В реакциях цикла Кребса происходит:
1. Дегидрирование ацетильной группы.
3. Образуется одна молекула АТФ при разрушении каждой ацетильной группы.
4. В результате работы АТФ-синтетазы образуется 34 моля АТФ.
5. Реакции цикла Кребса происходят:
1. В матриксе митохондрий.
2. В цитоплазме клеток.
3. На внутренней мембране митохондрий на ферментах дыхательной цепи.
4. В межмембранном пространстве митохондрий.
6. При полном разрушении в митохондрии одной молекулы ПВК образуется:
1.12 пар атомов водорода. 3. 6 пар атомов водорода.
7. При полном разрушении одной молекулы глюкозы в дыхательную цепь транспортируется:
1. 12 пар атомов водорода. 3. 6 пар атомов водорода.
2. 10 пар атомов водорода. 4. 5 пар атомов водорода.
8. Протонный резервуар митохондрий находится:
1. В межмембранном пространстве.
2. В матриксе.
3.На внутренней стороне внутренней мембраны
4. В матриксе и на внутренней стороне внутренней мембраны.
9. АТФ-синтетазой при восстановлении 12 пар атомов водорода образуется:
1. 38 молекулы АТФ. 3. 34.молекулы АТФ.
2. 36 молекулы АТФ. 4. 42 молекулы АТФ.
10. При полном окислении одного моля глюкозы образуется:
1. 38 моля АТФ. 3. 34 моля АТФ.
2. 36 молей АТФ. 4. 42 моля АТФ.
ДЗ№18
Задание 3.15. Тест «Код ДНК. Транскрипция»
1. Триплетность генетического кода проявляется в том, что:
1.Одну аминокислоту кодируют не один, не два, а три нуклеотида.
2. Вырожденность генетического кода проявляется в том, что:
3.Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов.
4.Рамка считывания всегда равна трем нуклеотидам, один нуклеотид не может входить в состав двух кодонов.
5.У всех организмов Земли генетический код одинаков.
3. Однозначность генетического кода проявляется в том, что:
1. Одну аминокислоту кодируют не один, не два, а три нуклеотида.
2.Один кодон всегда кодирует одну аминокислоту.
3.Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов.
4.Рамка считывания всегда равна трем нуклеотидам, один нуклеотид не может входить в состав двух кодонов.
5.У всех организмов Земли генетический код одинаков.
4. Универсальность генетического кода проявляется в том, что:
2. Один кодон всегда кодирует одну аминокислоту.
5. Неперекрываемость генетического кода проявляется в том, что:
1. Одну аминокислоту кодируют не один, не два, а три нуклеотида.
2. Один кодон всегда кодирует одну аминокислоту.
3. Одну аминокислоту могут кодировать до 6 кодонов.
4. Рамка считывания всегда равна трем нуклеотидам, один нуклеотид не может входить в состав двух кодонов.
5. У всех организмов Земли генетический код одинаков.
6.Транскрипция - это:
1. Удвоение ДНК.
2. Синтез иРНК на ДНК.
3. Синтез полипептидной цепочки на иРНК.
4.
Синтез иРНК, затем синтез на ней полипептидной цепочки.
*7. ДНК содержится:
1. В ядре. 5. В комплексе Гольджи.
2. В митохондриях.
3. В пластидах..
4. В лизосомах. 8.
*8. В ДНК может быть зашифрована структура:
1. Полипептидов. 5. рРНК.
2. Полисахаридов. 6. Олигосахаридов.
3. Жиров. 7. Моносахаридов.
4. тРНК. 8. Жирных кислот.
9. Кодовые триплеты ДНК кодируют :
1.10 аминокислот. 3. 26 аминокислот.
2.20 аминокислот. 4. 170 аминокислот.
10. Все многообразие аминокислот, входящих в состав белков, кодируют:
1. 20 кодовых триплетов. 3. 61 кодовый триплет.
2. 64 кодовых триплета. 4. 26 кодовых триплетов.
11. Матрицей при транскрипции являются:
1. Кодирующая цепь ДНК. 3. иРНК.
2. Обе цепи. 4. Цепь ДНК, комплементарная
кодогенной.
*12. Для транскрипции необходимы:
1. АТФ. 5.ТТФ.
2. УТФ. 6. Кодирующая цепь ДНК.
3. ГТФ. 7. Рибосомы.
4. ЦТФ. 8. РНК-полимераза.
13. Участок молекулы ДНК, с которого происходит транскрипция,
содержит 30 000 нуклеотидов. Для транскрипции потребуется:
1. 30 000 нуклеотидов. 3. 60 000 нуклеотидов.
2. 15 000 нуклеотидов. 4. 90 000 нуклеотидов.
14. РНК-полимераза при транскрипции движется:
15. РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид:
1. От 5"-конца к З"-концу. 3. Начиная с любого конца.
2.От З"-конца к 5"-концу. 4. В зависимости от фермента.
ДЗ№19
Задание 3.18. Заполните таблицу
Таблица 20 Биосинтез белка
| Что происходит на данном этапе | Что необходимо | |
| Транскрипция: образование иРНК | /. Кодирующая цепь ДНК | /. Кодирует последовательность аминокислот |
| 2. Фермент РНК-полимераза | 2. Образует иРНК | |
| 3. АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ | 3. Материал и энергия для синтеза и РНК | |
| Трансляция: синтез па иРНК молипептид-иой цепочки | 1. иРНК | 1. Переносит информацию о строении белка из ядра в цитоплазму |
| 2. Рибосомы | 2. Органоиды, отвечающие за синтез полипептидов | |
| Что происходит на данном этапе | Что необходимо | Функции структур, веществ и органоидов, принимающих участие в процессе |
| Трансляция: синтез на иРНК полипептидной цепочки | 3. тРНК | 3. Молекулы, транспортирующие аминокислоты в рибосомы |
| 4. Аминокислоты | 4. Строительный материал | |
| 5. Ферменты ами-ноацил-тРНК-синтетазы | 5. Присоединяют аминокислоты к соответствующей тРНК за счет энергии АТФ | |
| 6. Энергия в форме AT Ф, ГТФ | 6. Энергия для присоединения аминокислот к 3 "-концу тРНК, для сканирования, образования пептидных связей, движения рибосомы |
Задание 3.19. Тест «Трансляция»
*1. К реакциям матричного синтеза относятся:
1. Репликация ДНК. 3. Трансляция.
2. Транскрипция. 4. Образование нуклеотидов.
2. Если информационная РНК состоит из 156 нуклеотидов (вместе с терминальным триплетом), то на ней закодировано:
1. 156 аминокислот. 3. 52 аминокислоты.
2.
155 аминокислот. 4. 51 аминокислота.
**3. Сколько известно различных видов тРНК?
1. 20 различных видов, столько же, сколько и аминокислот.
2.Один вид, который транспортирует все 20 видов аминокислот.
3.61 вид тРНК, столько же, сколько кодовых триплетов.
4.Более 30, так как с одним кодоном могут соединяться неколько антикодоновразных тРНК, последний нуклеотид в антикодоне не всегда важен.
4. Аминокислота соединяется со своей тРНК:
1.С помощью фермента аминоацил-тРНК-синтетазы без затраты АТФ.
2.С помощью фермента аминоацил-тРНК-синтетазы с затратой АТФ.
3.С помощью фермента РНК-полимеразы без затраты АТФ.
4. С помощью фермента РНК-полимеразы с затратой АТФ.
**5. Как происходит инициация трансляции?
1. Рибосома присоединяется к 5"-концу иРНК, в П-участок заходит метиониновая тРНК с метионином.
2. Малая субъединица рибосомы присоединяется к иРНК и сканирует ее до инициирующего кодона, затем присоединяется большая субъединица рибосомы и в П-участок заходит метиониновая тРНК с метионином.
3. (Малая субъединица рибосомы присоединяется к иРНК, в П-участок заходит тРНК с метионином, инициаторный комплекс сканирует иРНК до инициирующего кодона, затем присоединяется большая субъединица рибосомы.)
6. Каждая следующая тРНК со своей аминокислотой попадают:
1. В любой, или А-, или Р-участок рибосомы.
2. Только в А-участокрибосомы.
3. Только в Р-участок рибосомы.
4. В зависимости от вида тРНК, некоторые - в А-участок, другие - в Р-участок.
7. В функциональном центре рибосомы имеется:
1.3 нуклеотида. 3.9 нуклеотидов.
2. 6 нуклеотидов. 4. 12 нуклеотидов.
*8. Для трансляции необходимы:
1.Кодирующая цепь ДНК.
2.ДНК-полимераза.
3.РНК-полимераза.
4.Аминоацил-тРНК-синтетазы.
5.Нуклеотиды.
9. Синтез полипептидной цепи на матрице иРНК - это:
1. Репликация. 3. Транскрипция.
2.Трансляция. 4. Процессинг.
10. Рибосома по иРНК может двигаться:
1. От 5"- к 3"-концу. 3. В обоих направлениях.
2. От 3"- к 5"-концу. 4. В зависимости от син-
тезируемого белка.
ЗАЧЕТ 3
Задание 3.2O. Вопросы к зачету по теме «Обмен веществ»
1. Что такое ассимиляция?
2. Что такое диссимиляция?
3. Какие организмы называются автотрофами?
4. На какие группы делятся автотрофы?
5. Какие организмы называются гетеротрофами?
6. Какие три этапа энергетического обмена вам известны?
7. Каковы продукты гидролиза белков, жиров, углеводов, нукле
иновых кислот на подготовительном этапе?
8. Что происходит с энергией, выделяющейся на подготовитель
ном этапе энергообмена?
9. Где расположены ферменты бескислородного этапа энергооб
мена?
10. Какие продукты и сколько энергии образуется при гликолизе?
11. Как называются реакции, связанные с дегидрированием и декарбоксилированием, которые протекают в матриксе митохондрий?
12. Сколько молекул АТФ образуется при дегидрировании и декарбоксилировании ацетильной группы в цикле Кребса?
13. Сколько пар атомов водорода транспортируется на дыхательную цепь при полном дегидрировании 2 молекул ПВК?
14. Какие ферменты перекачивают протоны в протонный резервуар митохондрий?
15. . Напишите общую формулу энергетического обмена.
16. Что может быть закодировано в ДНК?
17. Что означает триплетность генетического кода?
18. Что означает однозначность генетического кода? Сколько триплетов кодируют 20 видов аминокислот?
19. В чем заключается вырожденность генетического кода?
20. Что означает универсальность генетического кода?
21. Что означает неперекрываемость генетического кода?
22. Что такое транскрипция?
23. Что необходимо для транскрипции?
24. Участок ДНК содержит 300 000 нуклеотидов. Сколько нуклеотидов нужно для репликации и для транскрипции?
25. В каком направлении движется РНК-полимераза по кодирующей цепи?
26. иРНК вместе с терминальным триплетом состоит из 156 нуклеотидов. Сколько аминокислот закодировано в этой иРНК?
27. Что такое трансляция?
28. Что необходимо для трансляции?
29. Сколько нуклеотидов в ФЦР рибосомы?
30. В какой участок ФЦР поступает тРНК с новой аминокислотой?
31. Напишите общую формулу фотосинтеза.
33. Где происходят световые реакции фотосинтеза?
34. Что происходит в световую фазу фотосинтеза?
35. Где находятся протонные резервуары в хлоропласте?
36. Где происходят темновые реакции фотосинтеза?
37. Что происходит в темновую фазу фотосинтеза?
**38. Какая (какие) фотосистема (фотосистемы) есть у фотосинтезирующих серобактерий?
**39. Какая (какие) фотосистема (фотосистемы) есть у синезеле-ных?
40. Кто открыл процесс хемосинтеза?
Похожая информация.
2.4. Строение про– и эукариотной клеток. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности
Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: аппарат
Голъджи, вакуоль, клеточная мембрана, клеточная теория, лейкопласты, митохондрии, органоиды клетки, пластиды, прокариоты, рибосомы, хлоропласты, хромопласты, хромосомы, эукариоты, ядро.
Любая клетка представляет собой систему. Это означает, что все ее компоненты взаимосвязаны, взаимозависимы и взаимодействуют друг с другом. Это также означает, что нарушение деятельности одного из элементов данной системы ведет к изменениям и нарушениям работы всей системы. Совокупность клеток образует ткани, различные ткани образуют органы, а органы, взаимодействуя и выполняя общую функцию, образуют системы органов. Эту цепочку можно продолжить дальше, и вы можете сделать это самостоятельно. Главное, что нужно понять, – любая система обладает определенной структурой, уровнем сложности и основана на взаимодействии элементов, которые ее составляют. Ниже даются справочные таблицы, в которых сравнивается строение и функции прокариотических и эукариотических клеток, а также разбирается их строение и функции. Внимательно проанализируйте эти таблицы, ибо в экзаменационных работах достаточно часто задаются вопросы, требующие знания этого материала.
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
А2. Клеточная мембрана выполняет функцию
1) синтеза белка
2) передачи наследственной информации
3) фотосинтеза
4) фагоцитоза и пиноцитоза
А3. Укажите пункт, в котором строение названной клетки совпадает с ее функцией
1) нейрон – сокращение
2) лейкоцит – проведение импульса
3) эритроцит – транспорт газов
4) остеоцит – фагоцитоз
А4. Клеточная энергия вырабатывается в
1) рибосомах 3) ядре
2) митохондриях 4) аппарате Гольджи
А5. Исключите из предложенного списка лишнее понятие
1) лямблия 3) инфузория
2) плазмодий 4) хламидомонада
А6. Исключите из предложенного списка лишнее понятие
1) рибосомы 3) хлоропласты
2) митохондрии 4) крахмальные зерна
А7. Хромосомы клетки выполняют функцию
1) биосинтеза белка
2) хранения наследственной информации
3) формирования лизосом
4) регуляции обмена веществ
В1. Выберите из предложенного списка функции хлоропластов
1) образование лизосом 4) синтез АТФ
2) синтез глюкозы 5) выделение кислорода
3) синтез РНК 6) клеточное дыхание
В2. Выберите особенности строения митохондрий
1) окружены двойной мембраной
2) содержат хлорофилл
3) есть кристы
4) наружная мембрана складчатая
5) окружены одинарной мембраной
6) внутренняя мембрана богата ферментами ВЗ. Соотнесите органоид с его функцией
В4. Заполните таблицу, отметив знаками « + » или «- » наличие указанных структур в про– и эукариотических клетках
С1. Докажите, что клетка является целостной биологической, открытой системой.
2.5. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле
Термины, проверяемые в экзаменационной работе: автотрофные организмы,
анаболизм, анаэробный гликолиз, ассимиляция, аэробный гликолиз, биологическое окисление, брожение, диссимиляция, биосинтез, гетеротрофные организмы, дыхание, катаболизм, кислородный этап, метаболизм, пластический обмен, подготовительный этап, световая фаза фотосинтеза, темновая фаза фотосинтеза, фотолиз воды, фотосинтез, энергетический обмен.
2.5.1. Энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь
Обмен веществ (метаболизм) – это совокупность взаимосвязанных процессов синтеза и расщепления химических веществ, происходящих в организме. Биологи разделяют его на пластический (анаболизм ) и энергетический обмены (катаболизм ), которые связаны между собой. Все синтетические процессы нуждаются в веществах и энергии, поставляемых процессами расщепления. Процессы расщепления катализируются ферментами, синтезирующимися в ходе пластического обмена, с использованием продуктов и энергии энергетического обмена.
Для отдельных процессов, происходящих в организмах, используются следующие термины:
Анаболизм (ассимиляция ) – синтез более сложных мономеров из более простых с поглощением и накоплением энергии в виде химических связей в синтезированных веществах.
Катаболизм (диссимиляция ) – распад более сложных мономеров на более простые с освобождением энергии и ее запасанием в виде макроэргических связей АТФ.
Живые существа для своей жизнедеятельности используют световую и химическую энергию. Зеленые растения – автотрофы , – синтезируют органические соединения в процессе фотосинтеза, используя энергию солнечного света. Источником углерода для них является углекислый газ. Многие автотрофные прокариоты добывают энергию в процессе хемосинтеза – окисления неорганических соединений. Для них источником энергии могут быть соединения серы, азота, углерода. Гетеротрофы используют органические источники углерода, т.е. питаются готовыми органическими веществами. Среди растений могут встречаться те, которые питаются смешанным способом (миксотрофно ) – росянка, венерина мухоловка или даже гетеротроф– но – раффлезия. Из представителей одноклеточных животных миксотрофами считаются эвглены зеленые.
Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме . Ферменты – это всегда специфические белки – катализаторы. Термин «специфические» означает, что объект, по отношению к которому этот термин употребляется, имеет неповторимые особенности, свойства, характеристики. Каждый фермент обладает такими особенностями, потому что, как правило, катализирует определенный вид реакций. Ни одна биохимическая реакция в организме не происходит без участия ферментов. Особенности специфичности молекулы фермента объясняются ее строением и свойствами. В молекуле фермента есть активный центр, пространственная конфигурация которого соответствует пространственной конфигурации веществ, с которыми фермент взаимодействует. Узнав свой субстрат, фермент взаимодействует с ним и ускоряет его превращение.
Ферментами катализируются все биохимические реакции. Без их участия скорость этих реакций уменьшилась бы в сотни тысяч раз. В качестве примеров можно привести такие реакции, как участие РНК – полимеразы в синтезе – и-РНК на ДНК, действие уреазы на мочевину, роль АТФ – синтетазы в синтезе АТФ и другие. Обратите внимание на то, что названия многих ферментов оканчиваются на «аза».
Активность ферментов зависит от температуры, кислотности среды, количества субстрата, с которым он взаимодействует. При повышении температуры активность ферментов увеличивается. Однако происходит это до определенных пределов, т.к. при достаточно высоких температурах белок денатурируется. Среда, в которой могут функционировать ферменты, для каждой группы различна. Есть ферменты, которые активны в кислой или слабокислой среде или в щелочной или слабощелочной среде. В кислой среде активны ферменты желудочного сока у млекопитающих. В слабощелочной среде активны ферменты кишечного сока. Пищеварительный фермент поджелудочной железы активен в щелочной среде. Большинство же ферментов активны в нейтральной среде.
2.5.2. Энергетический обмен в клетке (диссимиляция)
Энергетический обмен – это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ. Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа, каждый из которых сопровождается
многоклеточных организмов он осуществляется пищеварительными ферментами. У одноклеточных – ферментами лизосом. На первом этапе происходит расщепление белков
до аминокислот, жиров до глицерина и жирных кислот, полисахаридов до моносахаридов,
нуклеиновых кислот до нуклеотидов. Этот процесс называется пищеварением.
Второй этап – бескислородный (гликолиз ). Его биологический смысл заключается в начале постепенного расщепления и окисления глюкозы с накоплением энергии в виде 2 молекул АТФ. Гликолиз происходит в цитоплазме клеток. Он состоит из нескольких последовательных реакций превращения молекулы глюкозы в две молекулы пировиноградной кислоты (пирувата) и две молекулы АТФ, в виде которой запасается часть энергии, выделившейся при гликолизе: С6Н12O6 + 2АДФ + 2Ф → 2С3Н4O3 + 2АТФ. Остальная энергия рассеивается в виде тепла.
В клетках дрожжей и растений (при недостатке кислорода ) пируват распадается на этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс называется спиртовым брожением .
Энергии, накопленной при гликолизе, слишком мало для организмов, использующих кислород для своего дыхания. Вот почему в мышцах животных, в том числе и у человека, при больших нагрузках и нехватке кислорода образуется молочная кислота (С3Н6O3), которая накапливается в виде лактата. Появляется боль в мышцах. У нетренированных людей это происходит быстрее, чем у людей тренированных.
Третий этап – кислородный , состоящий из двух последовательных процессов – цикла Кребса, названного по имени Нобелевского лауреата Ганса Кребса, и окислительного фосфорилирования. Его смысл заключается в том, что при кислородном дыхании пируват окисляется до окончательных продуктов – углекислого газа и воды, а энергия, выделяющаяся при окислении, запасается в виде 36 молекул АТФ. (34 молекулы в цикле Кребса и 2 молекулы в ходе окислительного фосфорилирования). Эта энергия распада органических соединений обеспечивает реакции их синтеза в пластическом обмене. Кислородный этап возник после накопления в атмосфере достаточного количества молекулярного кислорода и появления аэробных организмов.
Окислительное фосфорилирование или клеточное дыхание происходит, на
внутренних мембранах митохондрий, в которые встроены молекулы-переносчики электронов. В ходе этой стадии освобождается большая часть метаболической энергии. Молекулы-переносчики транспортируют электроны к молекулярному кислороду. Часть энергии рассеивается в виде тепла, а часть расходуется на образование АТФ.
Суммарная реакция энергетического обмена:
С6Н12O6 + 6O2 → 6СO2 + 6Н2O + 38АТФ.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А
А1. Способ питания хищных животных называется
1) автотрофным 3) гетеротрофным
2) миксотрофным 4) хемотрофным
А2. Совокупность реакций обмена веществ называется:
1) анаболизм 3) диссимиляция
2) ассимиляция 4) метаболизм
А3. На подготовительном этапе энергетического обмена происходит образование:
1) 2 молекул АТФ и глюкозы
2) 36 молекул АТФ и молочной кислоты
3) аминокислот, глюкозы, жирных кислот
4) уксусной кислоты и спирта
А4. Вещества, катализирующие биохимические реакции в организме, – это:
1) белки 3) липиды
2) нуклеиновые кислоты 4) углеводы
А5. Процесс синтеза АТФ в ходе окислительного фосфорилирования происходит в:
1) цитоплазме 3) митохондриях
2) рибосомах 4) аппарате Гольджи
А6. Энергия АТФ, запасенная в процессе энергетического обмена, частично используется для реакций:
1) подготовительного этапа
2) гликолиза
3) кислородного этапа
4) синтеза органических соединений А7. Продуктами гликолиза являются:
1) глюкоза и АТФ
2) углекислый газ и вода
3) пировиноградная кислота и АТФ
4) белки, жиры, углеводы
В1. Выберите события, происходящие на подготовительном этапе энергетического обмена у человека
1) белки распадаются до аминокислот
2) глюкоза расщепляется до углекислого газа и воды
3) синтезируются 2 молекулы АТФ
4) гликоген расщепляется до глюкозы
5) образуется молочная кислота
6) липиды расщепляются до глицерина и жирных кислот
В2. Соотнесите процессы, происходящие при энергетическом обмене с этапами, на которых они происходят
ВЗ. Определите последовательность превращений куска сырого картофеля в процессе энергетического обмена в организме свиньи:
А) образование пирувата Б) образование глюкозы
В) всасывание глюкозы в кровь Г) образование углекислого газа и воды
Д) окислительное фосфорилирование и образование Н2О Е) цикл Кребса и образование СО2
С1. Объясните причины утомляемости спортсменов-марафонцев на дистанциях, и как она преодолевается?
2.5.3. Фотосинтез и хемосинтез
Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. Питаясь, они используют энергию, запасенную, прежде всего, в органических соединениях – белках, жирах, углеводах. Гетеротрофные организмы, как уже говорилось, используют пищу растительного и животного происхождения, уже содержащую органические соединения. Растения же создают органические вещества в процессе фотосинтеза. Исследования в области фотосинтеза начались в 1630 г. экспериментами голландца ван Гельмонта. Он доказал, что растения получают органические вещества не из почвы, а создают их самостоятельно. Джозеф Пристли в 1771 г. доказал «исправление» воздуха растениями. Помещенные под стеклянный колпак они поглощали углекислый газ, выделяемый тлеющей лучиной. Исследования продолжались, и в настоящее время установлено, что фотосинтез – это процесс образования органических соединений из диоксида углерода (СО2) и воды с использованием энергии света и проходящий в хлоропластах зеленых растений и зеленых пигментах некоторых фотосинтезирующих бактерий.
Хлоропласты и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зеленый пигмент – хлорофилл . Молекула хлорофилла способна возбуждаться под действием солнечного света и отдавать свои электроны и перемещать их на более высокие энергетические уровни. Этот процесс можно сравнить с подброшенным вверх мячом. Поднимаясь, мяч запасается потенциальной энергией; падая, он теряет ее. Электроны не падают обратно, а подхватываются переносчиками электронов (НАДФ+ – никотинамиддифосфат ). При этом энергия, накопленная ими ранее, частично расходуется на образование АТФ. Продолжая сравнение с подброшенным мячом, можно сказать, что мяч, падая, нагревает окружающее пространство, а часть энергии падающих электронов запасается в виде АТФ. Процесс фотосинтеза подразделяется на реакции, вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода. Их называют световой
и темновой фазами.
Одной из важных классификаций в биологии клеток является их деление на прокариоты и эукариоты.
Говоря об эволюции микробиологии, стоит отметить существенный вклад ученого Пастера, который был его основоположником. Именно благодаря этому человеку начали развиваться области иммунологии и биотехнологии.
Он дал основное определение главным понятиям, относящимся к клетке, обосновал принципы и работу механизма по актуальности роли микроорганизмов во всех сферах жизнедеятельности организмов. Его деятельность продолжил Кох.
Попытаемся разобраться, какие организмы относятся к каждому из этих двух основных классов клеток. Какое строение имеют клетки и в чем их отличие? Какова классификация каждого из этих видов.
Чем же они полезны для человека и биосферы, и каково их значение в целом? На все эти вопросы ответы читатель найдет ниже.
Что такое прокариоты и эукариоты
Известно, что все живые организмы по своей природе делятся на клеточные и неклеточные (вирусы). Причем первые тоже подразделяются на 2 категории: прокариоты (надцарство «Доядерные») и эукариоты (надцарство «Ядерные»).
К прокариотам относятся:
К эукариотам:
- грибы;
- растения;
- животные.
Чем же они отличаются? Рассмотрим ниже.
Признаки эукариотической клетки
Считается, что ядерные клеточные организмы появились около 1,5 миллиардов лет назад. Хотя в прошлые времена ученые слабо понимали суть явлений на клеточном уровне, но в своих трудах у них часто стали появляться приблизительные рисунки этой единицы организма.
Подписи в каждом утверждают об одной отличительной особенности клеток данного типа – наличие ядра, покрытого двойным слоем мембраны.
Именно в ядре хранится основной генетический материал этих организмов. Кроме того в нем есть несколько ядрышек с большей частью объема всех типов РНК.
Также в такой клетке есть другие образования – органеллы, которые находятся в ее цитоплазме. К ним относят:
- митохондрии – напоминают своей структурой белки, также содержат ДНК;
- лизосомы – являются пузырьками, помогающими общему метаболизму этой клетки;
- хлоропласты.
Эти соединения также разделены мембранами, основная роль которых является связь различных элементов единицы организма с внешней средой. Чтобы все элементы состава хорошо функционировали, для полного «скелета» в этой клетке есть нити и микротрубочки.
Процесс дыхания более распространен среди живых организмов, образованных этими клетками.
Строение клеток прокариотов
В отличие от предыдущего надцарства, у простейших отсутствует ядро в клетке.
В ней вместо ядра находится одна хромосома в цитоплазме, передающая генетический материал.
Размножаются просто – делением клетки. В клеточной жидкости очень мало различных видов структур. Они также покрыты мембраной. В их состав входят рибосомы.
Рассмотрим основных представителей этого надцарства.
Бактерии и циано-бактерии
Под первыми понимают одноклеточные микроорганизмы. С помощью жгутиков они очень подвижны.
Обитают во всех сферах жизни. От внешней среды они защищены муреином и особой оболочкой.
Второй вид представлен простейшими клетками с маленькими рибосомами и одной наследственной хромосомой.
Водоросли
Обитают в основном в водной среде и на почве. У них автотрофное питание. Их плавучесть обуславливают вакуоли. Кроме того, для них, как и для представителей царства растений, характерен фотосинтез .
Примеры представлены зелеными водорослями. Размножаются также простым делением. При очень неблагоприятных условиях для движения могут использовать споры.
Сходства и различия прокариот и эукариот
Сравнительная таблица «Характеристика надцарств» показывает признаки, по которым нетрудно выявить основные отличия.
| Признаки | Надцарство Прокариоты | Надцарство Эукариоты |
| Размер | D = 0,5 – 5 мкм | D = 40 мкм |
| Наследственность | ДНК в цитоплазме | ДНК в ядре |
| Структура | Мало образований, мембран практически нет. | Есть внешние и внутренние мембраны, различные структуры, позволяющие проводить реакции пищеварения, дыхания и размножения. |
| Оболочка | В состав входят полисахариды, аминокислоты и муреин. | Основой оболочки растений является целлюлоза, а у грибов – хитин. |
| Фотосинтез | Нет хлоропластов, но он протекает в мембранах. | Протекает в специальных образованиях – пластидах. |
| Обмен азота | У некоторых он есть. | Он не происходит. |
Заключение
Итак, без представителей этих двух надцарств невозможно представить жизнь на земле. Какова же их роль в природе? Все просто: простейшие являются организмами, без которых невозможны практически все биохимические процессы в биосистеме. Кроме того, многие участвуют в процессе фотосинтеза, служат источником питания и дыхания растений.
Эукариоты не только являются для других питанием, но и являются основной регулирующей силой популяции разных видов, т. е одним из механизмов естественного отбора.
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 70 0 и выше), моря и соленые озера (галобактерии живут при солености около 30 %).
Рис. 2. Места обитания прокариот ()
Форма бактерий чрезвычайно разнообразна: шаровидная, палочковидная и изогнутая (Рис. 3).
Рис. 3. Формы бактерий ()
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.
По сравнению с эукариотической, клетка прокариот выглядит гораздо проще (Рис. 4).
Рис. 4. Клетка прокариот и эукариот ()
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 ()
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 ()
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 ()
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 ()
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.
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.
Список литературы
- Беляев Д.К. Общая биология. Базовый уровень. - 11 издание, стереотипное. - М.: Просвещение, 2012.
- Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Общая биология, 10-11 класс. - М.: Дрофа, 2005.
- Агафонова И.Б., Захарова Е.Т., Сивоглазов В.И. Биология 10-11 класс. Общая биология. Базовый уровень. - 6-е изд., доп. - Дрофа, 2010.
- Biobib.ru ().
- Cat.convdocs.org ().
- Bio-faq.ru ().
Домашнее задание
- Каково основное различие между прокариотическими и эукариотическими клетками?
- Что такое бактериальная хромосома?
- Как происходит половое размножение прокариот?
Прочитаем информацию .
Клетка - сложная система, состоящая из трех структурно-функциональных подсистем поверхностного аппарата, цитоплазмы с органоидами и ядра.
Прокариоты (доядерные) - клетки, не обладающие, в отличие от эукариотов, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами.
Эукариоты (ядерные) - клетки, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, ограниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой.
Сравнительная характеристика строения клеток прокариот и эукариот
|
Структура |
Эукариотические клетки |
Прокариотические клетки |
|
Есть у растений, грибов; отсутствует у животных у животных. Состоит из целлюлозы (у растений) или хитина (у грибов) |
Есть. Состоит из полимерных белковоуглеводных молекул |
|
|
Есть и окружено мембраной |
Нуклеарная область; ядерной мембраны нет |
|
|
Кольцевые; белка практически не содержат. Транскрипция и трансляция происходят в цитоплазме |
||
|
Есть, но они меньше по размеру |
||
|
Есть у большинства клеток | ||
|
Есть у всех организмов, кроме высших растений |
Есть у некоторых бактерий |
|
|
Есть у растительных клеток |
Нет. Фотосинтез зеленых и пурпурных протекает в бактриохлорофиллах (пигментах) |
|
|
Изображение |
Эукариотическая клетка |
Прокариотическая клетка
|
Клеточная стенка - жёсткая оболочка клетки, расположенная снаружи от цитоплазматической мембраны и выполняющая структурные, защитные и транспортные функции. Обнаруживается у большинства бактерий, архей, грибов и растений. Клетки животных и многих простейших не имеют клеточной стенки.
Плазматическая (клеточная) мембрана - поверхностная, периферическая структура, окружающая протоплазму растительных и животных клеток.
Ядро - обязательная часть клетки у многих одноклеточных и всех многоклеточных организмов.
Термин «ядро» (лат. nucleus) впервые применил Р. Броун в 1833 году, когда описывал шарообразные структуры, наблюдаемые им в клетках растений.
Цитоплазма - внеядерная часть клетки, в которой содержатся органоиды. Ограничена от окружающей среды плазматической мембраной.
Хромосомы - структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма.
Эндоплазматический ретикулум (ЭПС) - клеточный органоид; система канальцев, пузырьков и «цистерн», отграниченных мембранами.
Расположена в цитоплазме клетки. Участвует в обменных процессах, обеспечивая транспорт веществ из окружающей среды в цитоплазму и между отдельными внутриклеточными структурами.
Рибосомы - внутриклеточные частицы, состоящие из рибосомной РНК и белков. Присутствуют в клетках всех живых организмов.
Комплекс Гольджи (аппарат Гольджи) - органоид клетки, участвующий в формировании продуктов ее жизнедеятельности (различных секретов, коллагена, гликогена, липидов и др.), в синтезе гликопротеидов.
Гольджи Камилло (1844 — 1926) - итальянский гистолог.
Разработал (1873) метод приготовления препаратов нервной ткани. Установил два типа нервных клеток. Описал т. н. Гольджи аппарат и др. Нобелевская премия (1906, совместно с С. Рамон-и-Кахалем).
Лизосомы - структуры в клетках животных и растительных организмов, содержащие ферменты, способные расщеплять (т. е лизировать — отсюда и название) белки, полисахариды, пептиды, нуклеиновые кислоты.
Митохондрии - органеллы животных и растительных клеток. В митохондрии протекают окислительно-восстановительные реакции, обеспечивающие клетки энергией. Число митохондрий в одной клетке от единиц до нескольких тысяч. У прокариот отсутствуют (их функцию выполняет клеточная мембрана).
Вакуоли - полости, заполненные жидкостью (клеточным соком), в цитоплазме растительных и животных клеток.
Реснички - тонкие нитевидные и щетинковидные выросты клеток, способные совершать движения. Характерны для инфузорий, ресничных червей, у позвоночных и человека — для эпителиальных клеток дыхательных путей, яйцеводов, матки.
Жгутики - нитевидные подвижные цитоплазматические выросты клетки, свойственные многим бактериям, всем жгутиковым, зооспорам и сперматозоидам животных и растений. Служат для передвижения в жидкой среде.Хлоропласты - внутриклеточные органоиды растительной клетки, в которых осуществляется фотосинтез; окрашены в зеленый цвет (в них присутствует хлорофилл).
Микротрубочки - белковые внутриклеточные структур, входящие в состав цитоскелета.
Представляют собой полые внутри цилиндры диаметром 25 нм.
В клетках микротрубочки играют роль структурных компонентов и участвуют во многих клеточных процессах, включая митоз, цитокенез и везикулярный транспорт.
Микрофиламенты (МФ) - нити, состоящие из молекул белка и присутствующие в цитоплазме всех эукариотический клеток.
Имеют диаметр около 6-8 нм.
Органоиды (органеллы) - постоянные клеточные компоненты, выполняющие определенные функции в жизни клетки.
Используемая литература:
1.Биология: полный справочник для подготовки к ЕГЭ. / Г.И.Лернер. - М.: АСТ: Астрель; Владимир; ВКТ, 2009
2.Биология: учеб. для учащихся 11 класса общеобразоват. Учреждений: Базовый уровень / Под ред. проф. И.Н.Пономаревой. - 2-е изд., перераб. - М.: Вентана-Граф, 2008.
3.Биология для поступающих в вузы. Интенсивный курс / Г.Л.Билич, В.А.Крыжановский. - М.: Издательство Оникс, 2006.
4.Общая биология: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / В.Б.Захаров, С.Г.Сонин. - 2-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2006.
5.Биология. Общая биология. 10-11 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений: базовый уровень / Д.К.Беляев, П.М.Бородин, Н.Н.Воронцов и др. под ред. Д.К.Беляева, Г.М.Дымшица; Рос. акад. наук, Рос. акад. образования, изд-во «Просвещение». - 9-е изд. - М.: Просвещение, 2010.
6.Биология: учеб.-справ.пособие / А.Г.Лебедев. М.: АСТ: Астрель. 2009.
7.Биология. Полный курс общеобразовательной средней школы: учебное пособие для школьников и абитуриентов / М.А.Валовая, Н.А.Соколова, А.А. Каменский. - М.: Экзамен, 2002.
Используемые Интернет-ресурсы.