Отличие эукариотической клетки от прокариотической

Основная статья Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных. Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо и экзоцитоз как предполагается, именно благодаря эндоцитозу эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, том числе митохондрии и пластиды Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот обеспечение деления ядра митоз и мейоз и тела цитотомия эукариотной клетки деление прокариотических клеток организовано проще Различия строении цитоскелета объясняют и другие отличия про и эукариот например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних Так, размеры прокариотических клеток составляют среднем 0, 5 5мкм, размеры эукариотических среднем от 10 до 50 мкм Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов птичьем яйце весь желток это одна огромная яйцеклетка, нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров длину. Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные структуры органоиды органеллы, отсутствующие прокариотической клетке.

Прокариоты это живые организмы, клетках которых ядро отсутствует Характерными представителями прокариот являются бактерии и цианобактерии. Эукариоты и прокариоты сильно отличаются по размеру друг от друга Так диаметр эукариотической клетки 0, 010, 1 мм, а прокариотической 0, 00050, 01 мм Объем эукариота порядка 10000 раз больше, чем объем прокариота. В прокариотических клетках также встречаются органеллы, но меньшем количестве и не ограниченные мембраной. Эукариоты основном многоклеточные организмы, размножающиеся посредством митоза и мейоза Прокариоты одноклеточные, размножаются делением надвое. Размеры эукариотической клетки значительно превышают размеры прокариотической, при этом эукариоты характеризуются наличием фагоцитоза, который способствует достаточному питанию клетки. В жизненном цикле эукариот обычно присутствуют две ядерные фазы гаплофаза и диплофаза Первая фаза характеризуется гаплоидным одинарным набором хромосом, далее, сливаясь, две гаплоидные клетки или два ядра образуют диплоидную клетку ядро, содержащую двойной диплоидный набор хромосом Иногда при следующем делении, а чаще спустя несколько делений клетка вновь становится гаплоидной Такой жизненный цикл и целом диплоидность для прокариот не характерны.

Ещё одно важное различие между прокариотами и эукариотами наличие у эукариот эндоцитоза, том числе у многих групп фагоцитоза Фагоцитозом называют способность эукариотических клеток захватывать, заключая мембранный пузырёк, и переваривать самые разные твёрдые частиц Размеры прокариотических клеток несоизмеримо меньше, и поэтому процессе эволюционного развития эукариот у них возникла проблема снабжения организма большим количеством пищи Как следствие среди эукариот появляются первые настоящие, подвижные хищники.

Большинство бактерий имеет клеточную стенку, отличную от эукариотической Строение муреина таково, что каждая клетка окружена особым сетчатым мешком, являющимся одной огромной молекулой Среди эукариот клеточную стенку имеют многие протисты, грибы и растения У грибов она состоит из хитина и глюканов, у низших растений из целлюлозы и гликопротеинов, диатомовые водоросли синтезируют клеточную стенку из кремниевых кислот, у высших растений она состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина Видимо, для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать клеточную стенку из одной молекулы высокую по прочности Это обстоятельство могло заставить эукариот использовать иной материал для клеточной стенки Другое объяснение состоит том, что общий предок эукариот связи с переходом к хищничеству утратил клеточную стенку, а затем были утрачены и гены, отвечающие за синтез муреина При возврате части эукариот к осмотрофному питанию клеточная стенка появилась вновь, но уже на другой биохимической основе. Ещё одно отличие строение жгутиков У бактерий жгутиками являются полые нити диаметром 15 20 нм из белка флагеллина Строение жгутиков эукариот гораздо сложнее Они представляют собой вырост клетки, окруженный мембраной, и содержат цитоскелет аксонему из девяти пар периферических микротрубочек и двух микротрубочек центре В отличие от вращающихся прокариотическох жгутиков жгутики эукариот изгибаются или извиваются.

Две группы рассматриваемых нами организмов, как уже было сказано, сильно отличаются и по своим средним размерам Диаметр прокариотической клетки составляет обычно 0, 5 10 мкм, когда тот же показатель у эукариот составляет 10 100 мкм Объём такой клетки 1000 10000 раз больше, чем прокариотической. Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы предъядерные прокариоты и ядерные эукариоты Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, отличие от эукариот, имеют относительно простое строение В прокариотической клетке нет организованного ядра, ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно цитоплазме Однако ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки. Эукариотическая клетка, ее внутренняя архитектура и пропасть между прокариотической и эукариотической клеточной организацией.

В этой книге нам нет никакой необходимости вдаваться бесчисленные тонкие детали биологических структур Однако для того, чтобы обсуждать происхождение эукариот далее эукариогенез предметно, мы должны полностью оценивать природу и глубину пропасти, разделяющей эукариотические и прокариотические клетки Действительно, существует резкое различие по сложности организации клетки между эукариотами и прокариотами типичная эукариотическая клетка примерно тысячу раз больше по объему, чем обычная бактерия или архея, и обладает исключительно сложной внутриклеточной компартментализацией, которой нет даже у самых продвинутых прокариот Ниже этой главе мы кратко обсудим некоторые интересные исключения, такие как гигантские прокариотические клетки и прокариотические клетки, содержащие внутриклеточные компартменты Тем не менее тщательное рассмотрение этих случаев подтверждает фундаментальную дихотомию эукариот и прокариот по клеточной организации. У современных и ископаемых организмов известны два типа клеток прокариотическая и эукариотическая рис 4, 5 Они столь резко различаются по особенностям строения, что это послужило для выделения двух надцарств живого мира прокариот доядерных и эукариот настоящих, ядерных организмов Промежуточные формы между этими крупнейшими таксонами живого пока неизвестны.

Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз вращательное движение цитоплазмы у прокариот не обнаружен Прокариотической клетке процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота, но эукариотические не могут без нее обходиться. Установите соответствие между строением клеток и их типом 1 прокариотные, 2 эукариотные А не имеют оформленного ядра Б имеют ядерную мембрану В диплоидны или гаплоидны Г всегда гаплоидны Д не имеют митохондрий, комплекса Гольджи Е содержат митохондрии, комплекс Гольджи. Выберите три варианта Почему бактерии относят к прокариотам 1 содержат клетке ядро, обособленное от цитоплазмы 2 состоят из множества дифференцированных клеток 3 имеют одну кольцевую хромосому 4 не имеют клеточного центра, комплекса Гольджи и митохондрий 5 не имеют обособленного от цитоплазмы ядра 6 имеют цитоплазму и плазматическую мембрану. Выберите три варианта Бактерии, отличие от шляпочных грибов, 1 одноклеточные организмы 2 многоклеточные организмы 3 имеют клетках рибосомы 4 не имеют митохондрий 5 доядерные организмы 6 не имеют цитоплазмы. Выберите три варианта Чем отличаются грибы от бактерий 1 составляют группу ядерных организмов эукариот 2 относятся к гетеротрофным организмам 3 размножаются спорами 4 одноклеточные и многоклеточные организмы 5 при дыхании используют кислород воздуха 6 участвуют круговороте веществ экосистеме.

Диаграма типичной клетки животного Отмеченные органоиды органеллы 1 Ядрышко 2 Ядро 3 Рибосома 4 Везикула 5 Шероховатый гранулярный эндоплазматический ретикулум 6 Аппарат Гольджи 7 Клеточная стенка 8 Гладкий агранулярный эндоплазматический ретикулум 9 Митохондрия 10 Вакуоль 11 Гиалоплазма 12 Лизосома 13 Центросома Центриоль. Существует несколько вариантов деления надцарства эукариот на царства Первыми были выделены царства растений и животных Затем было выделено царство грибов которые изза биохимических особенностей, по мнению большинства биологов, не могут быть причислены ни к одному из этих царств Также некоторые авторы выделяют царства простейших миксомицетов хромистов Некоторые системы насчитывают до 20 царств.

Третье, пожалуй, самое интересное отличие, это наличие у эукариотических клеток особых органелл, имеющих свой генетический аппарат, размножающихся делением и окруженных мембраной Эти органеллы митохондрии и пластиды По своему строению и жизнедеятельности они поразительно похожи на бактерий Это обстоятельство натолкнуло современных ученых на мысль, что подобные организмы являются потомками бактерий, вступившими симбиотические отношения с эукариотами Прокариоты характеризуются малым количеством органелл, и ни одна из них не окружена двойной мембраной В клетках прокариот нет эндоплазматического ретикулума, аппарата Гольджи, лизосом Не мене важно, описывая различия между прокариотами и эукариотами, сказать о таком явлении у эукариотических клеток, как фагоцитоз Фагоцитозом дословно поедание называют способность эукариотических клеток захватывать и переваривать самые разные твердые частицы Этот процесс обеспечивает организме важную защитную функцию Впервые он был открыт И И Мечниковым у морских звезд Появление фагоцитоза у эукариот скорее всего связано со средними размерами далее о размерных различиях написано подробнее Размеры прокариотических клеток несоизмеримо меньше и поэтому прцессе эволюционного развития перед эукариотами возникла проблема снбжения организма большим количеством пищи, как следствие группе эукариот появляются первые хищники Большинство бактерий имеет клеточную стенку, отличную от эукариотической далеко не все эукариоты имеют ее У прокариот это прочная структура, состоящая главным образом из муреина Строение муреина таково, что каждая клетка окружена особым сетчатым мешком, являющимся одной огромной молекулой Среди эукариот клеточную стенку имеют грибы и растения У грибов она состоит из хитина и глюканов, у низших растений из целлюлозы и гликопротеинов, диатомовые водоросли синтезируют клеточную стенку из кремниевых кислот, у высших растений из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина Видимо для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать клеточную стенку из одной молекулы высокую по прочности Это обстоятельство могло заставить эукариот использовать иной материал для клеточной стенки Разнообразен и обмен веществ у бактерий Вообще всего выделяют четыре типа питания, и среди бактерий встречаются все Это фотоавтотрофные, фотогетеротрофные, хемоавтотрофные, хемогетеротрофные фототрофные используют энергию солнечного света, хемотрофные используют химическую энергию Эукариоты же либо сами синтезируют энергию из солнечного света, либо используют готовую энергию такого происхождения Это может быть связано с появлением среди эукариотов хищников, необходимость синтезировать энергию, для которых отпала.

Видимо, различается и время возникновения этих групп Первые прокариоты возникли процессе эволюции около 3, 5 млрд лет назад, от них около 1, 2 млрд лет назад произошли эукариотические организмы. Биологический энциклопедический словарь под редакцией М С Гилярова. Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, фагоцитоз, пиноцитоз и циклоз вращательное движение цитоплазмы у прокариот не обнаружен Прокариотической клетке процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота, но эукариотические не могут без нее обходиться. Внутренняя полость канальцев заполнена продуктами жизнедеятельности клетки Внутриклеточные канальцы, образуя сложную ветвящуюся систему, регулируют перемещение и концентрацию веществ, разделяют различные молекулы органических веществ и этапы их, синтеза На внутренней и внешней поверхности мембран, богатых ферментами, осуществляется синтез белков, жиров и углеводов, которые либо используются обмене веществ, либо накапливаются цитоплазме качестве включений, либо выводятся наружу.

Лизосомы мелкие овальные образования, ограниченные мембраной и рассеянные по всей цитоплазме Встречаются во всех клетках животных и растений Они возникают расширениях эндоплазматической сети и комплексе Гольджи, здесь заполняются гидролитическими ферментами, а затем обособляются и поступают цитоплазму В обычных условиях лизосомы переваривают частицы, попадающие клетку путем фагоцитоза, и органоиды отмирающих клеток Продукты лизиса выводятся через мембрану лизосомы цитоплазму, где они включаются состав новых молекул При разрыве лизоеомной мембраны ферменты поступают цитоплазму и переваривают ее содержимое, вызывая гибель клетки Пластиды есть только растительных клетках и встречаются, у большинства зеленых растений В пластидах синтезируются и накапливаются органические вещества Различают пластиды трех видов хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Хлоропласты зеленые пластиды, содержащие зеленый пигмент хлорофилл Они находятся листьях, молодых стеблях, незрелых плодах Хлоропласты окружены двойной мембраной У высших растений внутренняя часть хлоропластов заполнена полужидким веществом, котором параллельно друг другу уложены пластинки Парные мембраны пластинок, сливаясь, образуют стопки, содержащие хлорофилл В каждой стопке хлоропластов высших растений чередуются слои молекул белка и молекул липидов, а между ними располагаются молекулы хлорофилла Такая слоистая структура обеспечивает максимум свободных поверхностей и облегчает захват и перенос энергии процессе фотосинтеза Хромопласты пластиды, которых содержатся растительные пигменты красный или бурый, желтый, оранжевый Они сосредоточены цитоплазме клеток цветков, стеблей, плодов, листьев растений и придают им соответствующую окраску Хромопласты образуются из лейкопластов или хлоропластов результате накопления пигментов каротиноидов.

Таким образом, клетка обладает тонкой и весьма сложной организацией Обширная сеть цитоплазматических мембран и мембранный принцип строения органоидов позволяют разграничить множество одновременно протекающих клетке химических реакций Каждое из внутриклеточных образований имеет свою структуру и специфическую функцию, но только при их взаимодействии возможна гармоничная жизнедеятельность клетки На основе такого взаимодействия вещества из окружающей среды поступают клетку, а отработанные продукты выводятся из нее во внешнюю среду так совершается обмен веществ Совершенство структурной организации клетки могло возникнуть только результате длительной биологической эволюции, процессе которой выполняемые ею функции постепенно усложнялись Простейшие одноклеточные формы представляют собой и клетку, и организм со всеми его жизненными проявлениями В многоклеточных организмах клетки образуют однородные группы ткани В свою очередь ткани формируют органы, системы, и их функции определяются общей жизнедеятельностью целостного организма.

При сравнении бактерий с эукариотами можно выделить единственное сходство наличие клеточной стенки, а вот сходства и различия эукариотических организмов заслуживают более пристального внимания Следует начать сравнение с компонентов, которые свойственны и растениям, и животным, и грибам Это ядро, митохондрии, Аппарат комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум или эндоплазматическая сеть и лизосомы Они характерны для всех организмов, имеют сходное строение и выполняют одинаковые функции Теперь следует акцентировать внимание на различиях Растительная клетка, отличие от животной, имеет клеточную стенку, состоящую из целлюлозы Кроме того, существую органеллы свойственные растительным клеткам пластиды и вакуоли Наличие этих компонентов обусловлено необходимостью растений поддерживать форму, при отсутствии скелета Есть отличия и особенностях роста У растений он происходит основном за счет увеличения размера вакуолей и растяжения клеток, то время как у животных происходит увеличение объема цитоплазмы, а вакуоль вовсе отсутствует Пластиды хлоропласты, лейкопласты, хромопласты характерны преимущественно для растений, поскольку их основная задача это обеспечить автотрофный способ питания У животных противовес растениям существуют пищеварительные вакуоли, которые обеспечивают гетеротрофный способ питания Грибы занимают особое положение и для их клеток характерны признаки свойственные и для растений, и для животных Подобно животным грибам присущ гетеротрофный тип питания, содержащая хитин клеточная оболочка, а основным запасающим веществом является гликоген В то же время для них, как для растений, характерен неограниченный рост, неспособность к передвижению и питание путем всасывания.

Все живые существа состоят из клеток маленьких, окруженных мембраной полостей, заполненных концентрированным водным раствором химических веществ Простейшие формы жизни это одиночные клетки, размножающиеся делением Более высокоразвитые организмы, такие как мы сами, можно сравнить с клеточными городами, которых специализированные функции осуществляют группы клеток, свою очередь связанные между собой сложными системами коммуникаций В известном смысле клетки находятся на полпути между молекулами и человеком Мы изучаем клетки, чтобы понять, каково их молекулярное строение, с одной стороны, и чтобы выяснить, как они взаимодействуют для образования столь сложного организма, как человек с другой. Эволюционная теория является центральным принципом биологии, позволяющим нам осмыслить ошеломляющее разнообразие живого мира. Но, что еще более важно, каждый современный организм содержит информацию о признаках живых организмов прошлом В частности, существующие ныне биологические молекулы позволяют судить об эволюционном пути, демонстрируя фундаментальное сходство между наиболее далекими живыми организмами и клетками и выявляя некоторые различия между ними.

Цитоплазматическая мембрана У всех клеток растений, многоклеточных животных, у простейших и бактерий клеточная мембрана трехслойна наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, средний из молекул липидов Она ограничивает цитоплазму от внешней среды, окружает все органоиды клетки и представляет собой универсальную биологическую структуру В некоторых клетках наружная оболочка образована несколькими мембранами, плотно прилегающими друг к другу В таких случаях клеточная оболочка становится плотной и упругой и позволяет сохранить форму клетки, как, например, у эвглены и инфузории туфельки У большинства растительных клеток, помимо мембраны, снаружи имеется еще толстая целлюлозная оболочка клеточная стенка Она хорошо различима обычном световом микроскопе и выполняет опорную функцию за счет жесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты микроворсинки, складки, впячивания и выпячивания, что во много раз увеличивает всасывающую или выделительную поверхность С помощью мембранных выростов клетки соединяются друг с другом тканях и органах многоклеточных организмов, на складках мембран располагаются разнообразные ферменты, участвующие обмене веществ Отграничивая клетку от окружающей среды, мембрана регулирует направление диффузии веществ и одновременно осуществляет активный перенос их внутрь клетки накопление или наружу выделение За счет этих свойств мембраны концентрация ионов калия, кальция, магния, фосфора цитоплазме выше, а концентрация натрия и хлора ниже, чем окружающей среде Через поры наружной мембраны из внешней среды внутрь клетки проникают ионы, вода и мелкие молекулы других веществ Проникновение клетку относительно крупных твердых частиц осуществляется путем фагоцитоза от греч фаго пожираю, питое клетка 3 При этом наружная мембрана месте контакта с частицей прогибается внутрь клетки, увлекая частицу глубь цитоплазмы, где она подвергается ферментативному расщеплению Аналогичным путем клетку попадают и капли жидких веществ их поглощение называетсяпиноцитозом от греч пино пью, цитос клетка Наружная клеточная мембрана выполняет и другие важные биологические функции Цитоплазма на 85 состоит из воды, на 10 из белков, остальной объем приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений все эти вещества образуют коллоидный раствор, близкий по консистенции глицерину Коллоидное вещество клетки зависимости от ее физиологического состояния и характера воздействия внешней среды имеет свойства и жидкости, и упругого, более плотного тела Цитоплазма пронизана каналами различной формы и величины, которые получили название эндоплазматической сети Их стенки представляют собой мембраны, тесно контактирующие со всеми органоидами клетки и составляющие вместе с ними единую функциональноструктурную систему для осуществления обмена веществ и энергии и перемещения веществ внутри клетки.

Клеточный центр, или центросома, играет важную роль при делении, клетки и состоит из двух центриолей Он встречается у всех клеток животных и растений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших Центриоли делящихся клетках принимают участие формировании веретена деления и располагаются на его полюсах В делящейся клетке первым делится клеточный центр, одновременно образуется ахроматиновое веретено, ориентирующее хромосомы при расхождении их к полюсам В дочерние клетки отходит по одной центриоле У многих растительных и животных клеток имеются органоиды специального назначения реснички, выполняющие функцию движения инфузории, клетки дыхательных путей, жгутики простейшие одноклеточные, мужские половые клетки у животных и растений. Включения временные элемеаты, возникающие клетке на определенной стадии ее жизнедеятельности результате синтетической функции Они либо используются, либо выводятся из клетки Включениями являются также запасные питательные вещества растительных клетках крахмал, капельки жира, блки, эфирные масла, многие органические кислоты, соли органических и неорганических кислот животных клетках гликоген клетках печени и мышцах, капли жира подкожной клетчатке Некоторые включения накапливаются клетках как отбросы виде кристаллов, пигментов.

Две группы рассматриваемых нами организмов, как уже было сказано, сильно отличаются и по своим средним размерам Диаметр прокариотической клетки составляет обычно 0, 5 10 мкм, когда тот же показатель у эукариот составляет 10 100 мкм Объём такой клетки 1000 10 000 раз больше, чем прокариотической. Самое очевидное отличие прокариот от эукариот заключается наличии у последних ядра что отражено названии этих групп карио с древнегреческого переводится как ядро, про до, эу хорошо Отсюда прокариоты это доядерные организмы, эукариоты ядерные. Однако это далеко не единственное и возможно не главное отличие прокариотических организмов от эукариот В клетках прокариот вообще нет мембранных органоидов за редким исключением митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи, эндоплазматической сети, лизосом Их функции выполняют выросты впячивания клеточной мембраны, на которых располагаются различные пигменты и ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности. Прокариоты отличаются обычно более сложным строением своих оболочек Кроме цитоплазматической мембраны и клеточной стенки у них также имеется капсула и другие образования, зависимости от типа прокариотического организма Клеточная стенка выполняет опорную функцию и препятствует проникновению вредных веществ В состав клеточной стенки бактерий входит муреин гликопептид Среди эукариот клеточная стенка есть у растений ее основной компонент целлюлоза, у грибов хитин.

Питательные вещества клетки прокариот поступают только с помощью осмоса У эукариотических клеток кроме этого может также наблюдаться фаго и пиноцитоз захват пищи и жидкости с помощью цитоплазматической мембраны. В целом отличие прокариот от эукариот заключается однозначно более сложном строении последних Считается, что клетки прокариотического типа возникли путем абиогенеза длительной химической эволюции условиях ранней Земли Эукариоты появились позже от прокариотов, путем их объединения симбиотическая, а также химерная гипотезы или эволюции отдельно взятых представителей инвагинационная гипотеза Сложность клеток эукариот позволила им организовать многоклеточный организм, процессе эволюции обеспечить все основное разнообразие жизни на Земле. У современных и ископаемых организмов известны два типа клеток прокариотическая и эукариотическая Эти клетки так сильно различаются по особенностям строения, что было выделено два надцарства прокариот доядерных и эукариот настоящих ядерных Промежуточные формы между этими крупнейшими таксонами живого пока неизвестны. Прокариотические клетки имеют двигательные приспособления виде жгутиков или ресничек, состоящих из белка флагеллина Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев, закрепляющихся клетке с помощью особых телец кинетосом На центральную площадь.

Ещё одно важное различие между прокариотами и эукариотами наличие у эукариот эндоцитоза, том числе у многих групп фагоцитоза Фагоцитозом называют способность эукариотических клеток захватывать, заключая мембранный пузырёк, и переваривать самые разные твёрдые частицы Этот процесс обеспечивает организме важную защитную функцию Впервые он был открыт И И Мечниковым у морских звёзд Появление фагоцитоза у эукариот скорее всего связано со средними размерами Размеры прокариотических клеток несоизмеримо меньше, и поэтому процессе эволюционного развития эукариот у них возникла проблема снабжения организма большим количеством пищи Как следствие среди эукариот появляются первые настоящие, подвижные хищники. Клетки прокариот имеют относительно простое строение В них нет организованного ядра, а единственная хромосома не отделена мембраной от остальной части клетки, а лежит непосредственно цитоплазме Тем не менее, этой хромосоме записана вся наследственная информация клетки К прокариотам относятся бактерии, цианобактерии и архебактерии. Цтоплазма прокариот очень бедна по составу структур В ней находятся многочисленные мелкие рибосомы Функциональную роль хлоропластов и митохондрий выполняют специальные мембранные складки. Эукариоты, отличие от прокариот, могут переваривать твердые частицы путем их заключения мембранный пузырек Считается, что следствием данного процесса фагоцитоза у эукариот стало появление первых хищников.

Считается, что первыми около 3, 5 млрд лет назад появились прокариоты, которые через 2, 4 млрд лет положили начало возникновению эукариотических клеток. У эукариот любого царства ядро есть Именно ядре находится генетический аппарат эукариотов, защищенный специальной оболочкой У прокариот ядра. С точки зрения непросвещенного кошатника, который не планирует заниматься разведением, отличий шотландской кошки от британской практически нет Схожий внешний вид, одинаковые правила ухаживания, близкая по составу диета Однако, для тех, кто вместе со своим питомцем посещает различные выставки и уделяет особое внимание родословной животного, ситуация будет совсем иная. Даже визуально ель и сосну легко отличить Ель имеет конусообразную крону, ветки которой опущены вниз, закрывая ствол Шишки также висят вниз Вырастает ель до 50 метров и имеет мелкую до 2 см, острую и густую хвою, которая состоит из одиночных иголок На ветках еловые хвоинки держатся 5 7. Очень часто ласточку путают со стрижом изза их внешней схожести Тем не менее, эти птицы не являются даже родственниками и относятся к разным отрядам Ласточки относятся к отряду воробьиных, стрижи длиннокрылых или стрижеобразных. Неопытному человеку хаски и лайки кажутся очень похожими В первую очередь тем, что с первого взгляда ясно, что это северные собаки В России больше привыкли к лайкам и потому иногда так называют и хаски, появившихся довольно недавно Однако эти собаки даже не родственники и между ними есть ряд существенных отличий.

Цитология как наука Методы изучения клетки Цитология наука о клетке Ее предметом являются клетки прокариотических бактерий и синезеленых водорослей и эукариотических протистов, грибов, растений и животных организмов. Химические элементы Макроэлементыорганогены Макроэлементы Микроэлементы Ультрамикро элементы Кислород О 65, Углерод С 20, Водоро. Ферменты как биологические катализаторы Ферменты это биологические катализаторы По химическому строению они бывают простые и сложные Простые ферменты состоят только из аминокислот Сложные имеют своем составе. Органоиды, имеющие мембранное строение Пластиды это двумембранные органоиды клеток растений Они классифицируются по окраске хлоропласты имеют зеленый цвет, обусловленный присутствием пигмента. Особенности строения растительной и животной клеток Признак Растительная клетка Животная клетка Клеточная стенка Клеточная стенка, построенная из целлюлозы. Обмен веществ и энергии клетке основа жизнедеятельности клетки Взаимосвязь процессов ассимиляции и диссимиляции Обмен веществ метаболизм это совокупность протекающих живых организмах химических превращений, обеспечивающих рост организмов, процессы их жизнедеятельности, воспроизведение, постоянны. Закономерности наследственности и изменчивости Генетика как наука Наследственность Изменчивость Генетика наука о закономерностях наследственности и изменчивости Наследственность это свойство живых организмов передавать из поколения поколение сходные признаки.

Мутации как материал для искусственного и естественного отбора Мутации постоянно происходят популяциях под действием мутагенных факторов внешней среды и, вызывая изменения генофонда популяций, дают материал для отбора По причинам возникнове. Селекция ее основные направления и методы Основные направления биотехнологии Селекция наука о создании новых и улучшении существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, используемых человеком Сортами, породам. Цитоплазма предъядерных клеток имеет намного меньше клеточных структур Из них известны рибосомы, более мелкие по сравнению с рибосомами эукариоидных клеток Роль митохондрий прокариотах принадлежит простым мембранным структурам Отсутствует них и хлоропласт Прокариоты имеют плазматическую мембрану, над которой находится клеточная оболочка Они отличаются от эукариот значительно меньшими размерами В некоторых случаях прокариотах могут быть так называемые плазмиды небольшие, виде кольца, молекулы. В ядре клеток находятся ядрышки, которых образуются рибосомы Бесструктурная масса, кариоплазма, окружает хромосомы и ядрышки Каждому виду животных и растений свойственен свой, строго определенный набор хромосом При делении клеток они удваиваются и затем распределяются по дочерним клеткам. У клеток грибов центриоль бывает не всегда Стенка клеток состоит из хитина, цитоплазме пластидов нет, но центре клетки центральная вакуоль имеется Резерв углеводов у них тоже гликоген.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен Интересно, что первоначально он был местом для. Топ10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как случае с этими знаменитостями. Остановимся подробнее на вопросе для чего возникла эта смена фаз Во время совместного существования диплофазе генетические аппараты обмениваются генами, вследствие чего новое поколение будет иметь изменённую наследственность Этот процесс генератор разнообразия, позволяющий эукариотическим клеткам выживать изменяющемся мире Он называется половым процессом Чаще употребляют не совсем правильное выражение половое размножение, к он часто но не всегда по времени совпадает с размножением.

У примитивных организмов сливаются, образуя диплофазу, обычные клетки Вывод Но уже на самых ранних стадиях развития жизни появляются специальные половые клетки гаметы Обычно ядра исходной клетки делятся несколько раз, вокруг каждого обособляется кусочек цитоплазмы, снабжённых жгутиками гамет, которые расплываются подальше друг от друга При встрече гаметы сливаются, образуя диплоидную клетку зиготу Тут возникает противоречие Больше шансов выжить у крупной гаметы макрогаметы с большим запасом питательных веществ, которые она принесёт зиготе А больше шансов расселиться у мелких, быстро плавающих гамет микрогамет Поэтому возникло разделение труда От одинаковых гамет изогамии стадии одинаковых половых клеток эукариоты перешли к анизогамии когда они различаются по величине и микрогаметы сливаются только с макрогаметами Завершающая стадия оогамия когда макрогамета становится неподвижной, теряет жгутики Здесь можно говорить о настоящих женских половых клетках яйцеклетках и мужских половых клетках сперматозоидах спермиях.

И митохондрии, и хлоропласты похожи на бактерий первые на какихто аэробных, дышащих кислородом, вторые на синезелёных цианобактерий, хотя и утративших синий пигмент Эти органоиды размножаются самостоятеьно, к имеют свой генетический аппарат, очень похожий на бактериальный Поэтому сейчас распространено мнение, что это потомки прокариот, которые стали размножаться цитоплазме других клеток, поставляя им энергию и органику как плату за приют Такие отношения называют симбиозом Вообще цитоплазме крупных эукариотических клеток часто попадаются другие одноклеточные организмы, но обычно это нахлебники или даже опасные паразиты Предки органелл, как бы заключив с хозяйскими клетками договор о сотрудничестве, выиграли сами и дали мощный толчок развитию эукариот. Ч ё признак, по которому отличаются эукариоты от прокариот, строение клеточных жгутиков Бактериальные жгутики имеют простое строение это тонкие 1520 нм полые нити, сложенные молекулами белка флагеллина вращаются они с помощью мотроа базального тельца мембране Это тельце получает энергию из разности потенциалов на поверхности мембраны. На рисунках представлены обобщённые клетки животная и растительная с теми структурами, которые можно увидеть с помощью светового микроскопа при максимальном увеличении в1500. Ксилема это сложная ткань, состоящая из трахеид, сосудов, трахей и прочных клеток механической ткани древесных волокон.

Древесные и лубяные волокна либриформ это особые клетки, выполняющие роль арматуры железобетоне Они стягивают стебель, поднимающийся порой на десятки метров. По длине этих волокон рекордсмен китайская крапива рами 420 мм, у льна они достигают 60 мм, у конопли. Соотношение и расположение ксилемы и флоэмы стеблях разных растений разное. Кора Комплекс наружных тканей корней и побегов, служащий для защиты растений от внешних воздействий Кора травянистых и молодых древесных растений первичная кора состоит из эпидермы, паренхимы и колленхимы опорной ткани, образованной удлинёнными толстостенными клетками У подрастающих древесных растений развивается вторичная кора перидерма Она состоит из трёх слоёв феллодермы внутреннего слоя, феллогена и феллемы. Феллодерма Слой живых клеток, возникающий результате деления клеток феллогена и обеспечивающий его питание. Ассимиляционная паренхима развита листьях и поверхностных слоях молодых стеблей и зелёных плодов В её клетках содержится большое количество хлоропластов В запасающей паренхиме накапливаются белки, жиры, углеводы и витамины Она особенно хорошо развита плодах, эндосперме, корнеплодах.

Феллема Слой ткани, расположенный кнаружи от феллогена и образованный результате деления его клеток Клетки феллемы пропитываются восковым веществом суберином, что делает её водонепроницаемой Клетки феллемы медленно отмирают и постепенно сменяют предшествующий наружный покров стебля эпидерму и корня экзодерму Слой отмерших клеток на поверхности ствола или корня называется коркой. Крошечные разрывы пробкового слоя феллемы, через которые растение обменивается кислородом и углекислым газом с внешней средой называются чечевичками. Вставочные меристемы встречаются у однодольных растений, преимущественно у злаков и расположены основаниях междоузлий стеблей Они являются остатками верхушечных меристем, обеспечивают рост каждого отдельного междоузлия. Хитро устроены волоски эпидермиса крапивы на многоклеточном основании возвышается одна заострённая клетка с хрупкими стенками, пропитанными кремнизёмом Клетка содержит основном муравьиную кислоту Это и ампула и одноразовый шприц сразу, а для чего какие волоски крапиве нетрудно догадаться. Найдите и запишите свой словарик следующие термины тилы, колленхима, мезофилл, эпидерма, перицикл, трансфузионная ткань, адвентивные почки.

Клетки прокариот имеют простое строение, а единственная хромосома со всей наследственной информацией лежит просто цитоплазме, отличие от клетки эукариот, которая гораздо сложнее и многообразнее Цитоплазма прокариот бедна по составу и имеет много мелких рибосом Эукариоты основном размножаются посредством митоза и мейоза или сочетанием обоих способов, а прокариоты размножаются делением клетки надвое. Как набрать вес 1015 килограмм за месяц Или 2 10 хз, я за месяц набрал 5 при этом начал меньше курить, не пить правильнее питаться, ну и есественно. Эукариотическая и прокариотическая клетки, строение, сходства и различия.

У большинства растительных клеток, помимо мембраны, снаружи имеется еще толстая целлюлозная оболочка клеточная стенка Она хорошо различима обычном световом микроскопе и выполняет опорную функцию за счет жесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты микроворсинки, складки, впячивания и выпячивания, что во много раз увеличивает всасывающую или выделительную поверхность С помощью мембранных выростов клетки соединяются друг с другом тканях и органах многоклеточных организмов, на складках мембран располагаются разнообразные ферменты, участвующие обмене веществ Отграничивая клетку от окружающей среды, мембрана регулирует направление диффузии веществ и одновременно осуществляет активный перенос их внутрь клетки накопление или наружу выделение За счет этих свойств мембраны концентрация ионов калия, кальция, магния, фосфора цитоплазме выше, а концентрация натрия и хлора ниже, чем окружающей среде Через поры наружной мембраны из внешней среды внутрь клетки проникают ионы, вода и мелкие молекулы других веществ Проникновение клетку относительно крупных твердых частиц осуществляется путем фагоцитоза от греч фаго пожираю, питое клетка. Характеристика схожести и отличия прокариотических и эукариотических клеток. Рис 3 Сопоставление некоторых черт прокариотной и эукариотной клеточной организации.

Согласно наиболее распространённым гипотезам, эукариоты появились 1, 5 2 млрд лет назад среднем или раннем протерозое Важную роль эволюции эукариот сыграл симбиогенез симбиоз между эукариотической клеткой, видимо, уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу поеданию, и проглоченными этой клеткой бактериями предшественниками митохондрий и пластидов. Повидимому, была проглочена и осимбионена и цианобактерия так у протопротист появились хлоропласты и они изначально были вернее, стали гриборастениеживотными 1 могли двигаться и проглатывать, как животные, 2 всасывать как грибы и 3 производить углеводы как растения К слову сказать, возможно, что симбионты поначалу просто паразитировали теле археобактерий. Короче, принципиальный мотив происхождения и источник отличий эукариот от прокариот хищный образ жизни Одноклеточные эукариоты это гениальные акулы среди микроорганизмов Сначала у них появились мускулы актиновомиозиновая система Они стали активно двигаться и поедать бедных бактерий Какието из них были пощажены и использованы как инструмент Особо полезными оказались цианобактерии со своим фотосинтезирующим аппаратом Фотосинтезирующие пластиды стали аккумулятором энергии, который давал возможность двигаться поисках пищи до тех пор, пока она не будет найдена Вопрос не появилась ли связи с таким активным образом жизни и особая система чувствительности А раз так, то и растения тоже чувствуют.

Перечислим основные отличия между эукариотическими ядерными и прокариотическими доядерными организмами. Видимо, для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать прочную клеточную стенку всего из одной молекулы Это могло заставить эукариот использовать иной материал По другому объяснению, общий предок эукариот связи с переходом к хищничеству вот причина происхождения и структуры эукариот утратил клеточную стенку, а затем и гены, отвечающие за синтез муреина При возврате части эукариот к осмотрофному питанию всасывание как у грибов клеточная стенка появилась вновь, но уже на другой биохимической основе. Кроме того, у бактерий обмен веществ разнообразнее, к среди них встречаются все 4 типа питания фотоавтотрофное фотогетеротрофное хемоавтотрофное хемогетеротрофное Эукариоты же или сами синтезируют энергию из солнечного света, или берут готовую энергию такого происхождения Это может быть связано с появлением у эукариот хищников, необходимость синтезировать энергию у которых отпала. Повидимому, предком эукариот было сообщество прокариот включавшее как минимум 3 компонента. По новейшим данным шведсконорвежских генетиков, эукариоты делятся не на 5, а на 4 царства похоже на оксфордскую классификацию. Опистоконты Opisthokonts, или заднежгутиковые амёбы, грибы и животные с человеком.

Одной общей чертой всех Opisthokonta является то, что жгутиконосные клетки, такие как сперматозоиды большинства животных и споры хитридиомицет передвигаются при помощи одного заднего жгутика Это дало группе своё название В отличие от них, другие эукариоты перемещаются при помощи одного или нескольких передних жгутиков. Непосредственный предок многоклеточных животных пока не известен По какимто признакам, он мог быть ближе к мезомицетозоям Mesomycetozoea, чем к воротничковым жгутиконосцам Choanoflagellata Последние хоть и близки к животным Metazoa, но далеко не во всем на них похожи, они явно успели пройти собственную длинную эволюцию нет сомнений том, что группа Metazoa Choanoflagellata Mesomycetozoea целом является тесной и единой Она характеризуется, например, несколькими общими уникальными генами В современных работах эту группу называют Holozoa все животные. Phylogenomics Reshuffles the Eukaryotic Supergroups перегруппировка эукариотических организмов свете последних генетических исследований.

Большинство бактерий имеет клеточную стенку, отличную от эукариотической далеко не все эукариоты имеют её У прокариот это прочная структура, состоящая главным образом из муреина у архей из псевдомуреина Строение муреина таково, что каждая клетка окружена особым сетчатым мешком, являющимся одной огромной молекулой Среди эукариот клеточную стенку имеют многие протисты, грибы и растения У грибов она состоит из хитина и глюканов, у низших растений из целлюлозы и гликопротеинов, диатомовые водоросли синтезируют клеточную стенку из кремниевых кислот, у высших растений она состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина Видимо, для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать клеточную стенку из одной молекулы высокую по прочности Это обстоятельство могло заставить эукариот использовать иной материал для клеточной стенки Другое объяснение состоит том, что общий предок эукариот связи с переходом к хищничеству утратил клеточную стенку, а затем были утрачены и гены, отвечающие за синтез муреина При возврате части эукариот к осмотрофному питанию клеточная стенка появилась вновь, но уже на другой биохимической основе. Эукарио́ты или Я́дерные лат Eukaryota от греч εύ хорошо и κάρυον ядро домен надцарство живых организмов, клетки которых содержат ядра Все организмы, кроме бактерий и архей, являются ядерными вирусы и вироиды также не являются эукариотами, но не все биологи считают их живыми организмами.

Морфология хромосом лучше всего видна клетке на стадии метафазы Хромосома состоит из двух палочкообразных телец хроматид Обе хроматиды каждой хромосомы идентичны друг другу по генному составу. У некоторых акроцентрических хромосом есть спутники участки, соединенные с остальной частью хромосомы тонкой нитью хроматина Форма и размеры спутника постоянны для данной хромосомы У человека спутники имеются у пяти пар хромосом. Концевые участки хромосом, богатые структурным гетерохроматином, называются теломерами Теломеры препятствуют слипанию концов хромосом после редупликации и тем самым способствуют сохранению их целостности Следовательно, теломеры ответственны за существование хромосом как индивидуальных образований. Длительное время полагали, что кариотип человека состоит из 48 хромосом Однако начале 1956 было опубликовано сообщение, согласно которому число хромосом кариотипе человека равно. Непрерывность между триплетами нет знаков препинания, то есть информация считывается непрерывно. Однозначность специфичность определённый кодон соответствует только одной аминокислоте однако, кодон UGA у Euplotes crassus кодирует две аминокислоты цистеин и селеноцистеин. Вырожденность избыточность одной и той же аминокислоте может соответствовать несколько кодонов.

Мутации делятся на спонтанные и индуцированные Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей жизни организма нормальных для него условиях окружающей среды с частотой около 10 9 10 12 на нуклеотид за клеточную генерацию. Схематическое изображение животной клетки При нажатии на какоелибо из названий составных частей клетки, будет осуществлён переход на соответствующую статью. У бактерий экономный геном отсутствуют интроны и большие некодирующие участки 7 Гены объединены опероны 5 У архей имеются интронные участки особой структуры. Если перевести этот термин с греческого языка, то он переводится, как владеющий ядром Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, отличие от эукариот, имеют относительно простое строение Клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной, поверх которой располагается клеточная оболочка или слизистая капсула Как вы уже знаете, организмы, клетки которых не имеют ядра называются прокариотами При этом содержимое бактериальной клетки сжимается, и вокруг него выделяется плотная оболочка Клетки прокариот, как правило, значительно меньше, чем у эукариот их размеры редко превышают 10 мкм, а бывают клетки размером даже 0, 3 0, 2 Снаружи клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной Клеточная мембрана прокариот образует многочисленные впячивания внутрь клетки мезосомы На них располагаются ферменты, обеспечивающие реакции обмена веществ прокариотической клетке.

Однако эта стенка образована не клетчаткой, как у растений, а другими полисахаридами пектином и муреином Напротив, многие прокариоты являются анаэробами, и кислород для них вреден Некоторые бактерии, называемые азотфиксирующими, способны усваивать азот воздуха, чего эукариоты делать не могут К счастью, таких условий принципе быть не может Основные различия между прокариотической и эукариотической клетками приведены таблице При этом они преодолевают за секунду расстояние 100 мкм, тогда длина их не превышает 2 В переводе с греческого языка эукариот обозначает владеющий ядром Соответственно эти организмы своем составе имеют ядро, котором закодирована вся генетическая информация Первыми приблизительно 3, 5 миллиарда лет тому назад возникли прокариоты, которые через 2, 4 миллиарда лет положили начало развитию эукариотических клеток В прокариотических клетках также встречаются органеллы, но меньшем количестве и не ограниченные мембраной.

Наружная мембрана, как правило, имеет волнистую форму, поэтому их клеточной стенке наблюдаются промежутки между гликопептидным слоем и наружной мембраной и между клеточной стенкой и цитоплазматической мембраной Большинство клеток бактерий не содержит гистонов, высокоспирализованную организацию участков хромосомы них обеспечивают молекулы При неблагоприятных условиях некоторые виды бактерий образуют внутри клетки споры Жгутики обеспечивают движение прокариотической клетки жидкой среде У бактерии кишечной палочки обнаружены ворсинки общего типа и половые Ворсинки общего типа придают бактериям свойство гидрофобности несмачиваемости, обеспечивают их прикрепление к клеткам растений, грибов и неорганическим частицам, участвуют транспорте метаболитов По разнообразию своей физиологии бактерии превосходят все остальные живые формы Тип питания эукариотов хемогетеротрофный, фотоавтотрофный, хемоавтотрофный или фотогетеротрофный Камилла, ссылка на файлролик должна быть конкретной, у тебя просто переход.

Внутренняя полость канальцев заполнена продуктами жизнедеятельности клетки На внутренней и внешней поверхности мембран, богатых ферментами, осуществляется синтез белков, жиров и углеводов, которые либо используются обмене веществ, либо накапливаются цитоплазме качестве включений, либо выводятся наружу Митохондрии небольшие тельца палочковидной формы, ограниченные двумя мембранами Лизосомы мелкие овальные образования, ограниченные мембраной и рассеянные по всей цитоплазме Пластиды есть только растительных клетках и встречаются, у большинства зеленых растений Он встречается у всех клеток животных и растений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших.

Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо и экзоцитоз как предполагается, именно благодаря эндоцитозу эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, том числе митохондрии и пластиды Урок для 9 класса по теме Различия строении клеток эукариот и прокариот познакомить учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток Шванном на основании сходства клеток Она доказывает взаимосвязь и единство происхождения живых организмов Результатом их научного исследования явилось создание клеточной теории, огромная значимость которой не вызывает сомнения Каждый учащийся по ходу выступлений постепенно заполняет сравнительную таблицу таблица прилагается Многие прокариоты способны фиксировать молекулярный азот, эукариоты этим свойством не обладают Жгутики нитевидные подвижные цитоплазматические выросты клетки, свойственные многим бактериям, всем жгутиковым, зооспорам и сперматозоидам животных и растений Хлоропласты внутриклеточные органоиды растительной клетки, которых осуществляется фотосинтез окрашены зеленый цвет них присутствует хлорофилл Сегодня мы с вами постараемся найти ответ на непростой вопрос Как малое видится большом Ядро является важным звеном управлении процессами, происходящими клетке Раскрытие общих свойств живых организмов и объяснение причин их многообразия, выявление связей между строением и условиями окружающей среды основные задачи биологии.

Биологические мембраны построены по общему принципу, но химический состав мембран разных органоидов различен При эндоцитозе определенные вещества сорбируются на поверхности мембраны за счет взаимодействия с белками мембраны Кроме функций разделения пространства и обеспечения избирательной проницаемости мембраны способны воспринимать сигналы Отдельные белки мембраны являются ферментами, осуществляющими определенные химические реакции В зоне комплекса Гольджи находится большое количество мембранных пузырьков Клетки высших растений не имеют центриолей, но у них есть аналогичный центр организации микротрубочек В стенках канальцев располагаются мельчайшие зернышки гранулы, называемые рибосомами.

Кроме того, некоторые особые виды соединений между клетками, такие как химические синапсы нервной системы и иммунологические синапсы между лимфоцитами и антигенпредставляющими клетками, объединяют по функциональному признаку отдельную группу контакты, которые передают сигналы, англ Однако межклеточном сигнализировании могут участвовать и якорные, щелевые и плотные контакты Мейоз может происходить и нечётных полиплоидах три, пентаплоидных Определённые ограничения на конъюгацию хромосом накладывают и хромосомные мутации масштабные делеции, дупликации, инверсии или транслокации В связи с тем, что подавляющем большинстве случаев прокариотические клетки имеют клеточную стенку Процесс деления прокариотической клетки подробно изучен на примере Из тотипотентных клеток, к которым относится, частности зигота, может образоваться целостный организм Наиболее распространенным, однако не единственным, путем клеточного самоуничтожения является апоптоз О существовании жизни раннем архее свидетельствуют также строматолиты того же периода Наиболее вероятным кандидатом на роль саморепликативных молекул является Жирные кислоты были синтезированы во многих экспериментах по воспроизведению пребиотических условий, также они были найдены метеоритах Одни и те же аминокислоты шифруются у про и эукариот одинаковыми кодонами Значительные отличия имеются молекулярной организации генов эукариотической клетки.

Она располагается особом участке цитоплазмы, нуклеоиде, не отделенном от остальной клетки мембраной Основное, чем отличаются прокариоты и эукариоты друг от друга, это то, что клетках первого типа настоящее ядро отсутствует Цитоплазма предъядерных клеток имеет намного меньше клеточных структур В целом прокариоты и эукариоты выражают законы эволюции, для которой характерно движение от более простых форм к более сложным Лет 300 назад Австрии жил простой крестьянин по имени Иоганн Шубарт Предварительный просмотр слайдов используется исключительно ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации Оборудование Мультимедийное оборудование, учебники биологии, схематическое изображение частей клетки растений, животных и прокариот, справочный текст, презентация Сравнение клеток растений, животных и прокариот Ведущая дидактическая цель цель урока и заключается том, чтобы научить обучающихся выявлять различия строении клеток эукариот и прокариот.

Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиев эукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот Почему бактерии относят к организмам прокариотам А состоят из одной клетки Б имеют мелкие размеры В не имеют оформленного ядра Г являются гетеротрофными Грибы по сравнению с бактериями имеют более высокий уровень организации, так как А по способу питания они являются гетеротрофными организмами Б их можно встретить разных средах обитания В их клетки содержат органические вещества Г их клетки имеют оформленное ядро Грибы, клетки которых имеют оболочку, ядро, цитоплазму с органоидами, относят к группе организмов А эукариот Б хемотрофов В автотрофов Г прокариот Что свидетельствует о более высокой организации грибов по сравнению с бактериями Прокариотические клетки, отличие от эукариотических, имеют А рибосомы и жгутики Б ядро и цитоплазму В клеточную оболочку Г нуклеоид Бактерии, отличие от грибов, являются А доядерными организмами Б гетеротрофными организмами В участниками круговорота веществ природе Г возбудителями заболеваний у человека Отсутствие клетке митохондрий, комплекса Гольджи, ядра указывает на ее принадлежность к А вирусам Б прокариотам В эукариотам Г бактериофагам Грибы, отличие от бактерий, А являются гетеротрофами Б относят к ядерным организмам В участвуют почвообразовании Г участвуют круговороте веществ Совокупность всех клеток, объединенных плазмодесмами, называется симпластом, между ними возможен регулируемый транспорт веществ Шванн известный специалист по строению клеток животных 1838 году, опираясь на данные работ Клетки всех живых существ на земле можно поделить на два принципиально разных типа ядерные эукариотические и безъядерные прокариотические.

Из эукариотических клеток образованы организмы растений, грибов и животных В разных местах клеточной мембраны встроены особые крупные молекулы белков, которые занимают всю ее толщину Многие мембраны, не покрытые плотными оболочками, способны образовывать временные выросты, называемые ложноножками псевдоподиями Благодаря своим свойствам избирательному поглощению веществ и активному транспорту мембрана обеспечивает клетке постоянство своего состава Эта информация может передаваться как при помощи электрических импульсов, так и при помощи химических веществ гормонов, медиаторов Клетка может существовать как отдельный организм бактерии, простейшие, некоторые водоросли и грибы или составе тканей многоклеточных животных, растений, грибов Живому свойственен ряд совокупных признаков, таких, как способность к воспроизведению репродукции, росту, использование и трансформация энергии, метаболизм ассимиляция и диссимиляция, возбудимость, раздражимость, изменчивость Термин гомологичность обозначает сходство по коренным свойствам и отличие по второстепенным Время, необходимое для образования двух дочерних клеток из материнской, сравнительно мало и исчисляется десятками минут Молекулы биополимеров состоят из повторяющихся низкомолекулярных соединений мономеров, ковалентно связанных между собой Важнейшая роль гиалоплазмы заключается том, что эта среда объединяет все клеточные структуры и обеспечивает химическое взаимодействие их друг с другом Характерными представителями липидов, встречающихся клеточных мембранах, являются фосфолипиды, сфингомиелины и холестерин растительных клетках не обнаружен Гликопротеины и гликолипиды важны для осуществления межклеточных контактов.

Прокариотная клетка отличается тем, что имеет одну внутреннюю полость, образуемую элементарной мембраной, называемой клеточной, или цитоплазматической Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы предъядерные прокариоты и ядерные эукариоты К этому времени изменились представления о строении клеток главным организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а собственно ее содержимое, протоплазма В популярной литературе клетку часто называют атомом жизни, квантом жизни, подчеркивая тем самым, что клетка это наименьшая единица живого, вне которой нет жизни Можно ли считать живым актомиозиновый комплекс Поэтому мы должны находить общность живых объектов не их внешней форме, а общности их внутренней организации Содержимое прокариотической клетки одето плазматической мембраной, играющей роль активного барьера между собственно цитоплазмой клетки и внешней средой В основном веществе цитоплазмы прокариотических клеток располагаются многочисленные рибосомы, цитоплазматические же мембраны обычно выражены не так сильно, как у эукариотических клеток, хотя некоторые виды бактерий богаты внутриклеточными мембранными системами Обычно все внутриклеточные мембранные системы прокариот развиваются за счет плазматической мембраны У клеток высшего типа кроме ядра цитоплазме существует целый набор специальных обязательных структур, органелл, выполняющих отдельные специфические функции Кроме того, для эукариотических клеток характерно наличие мембранных структур, таких как микротрубочки, микрофиламенты, центриоли.

Так, палочковидные бактерии имеют длину до 5 мкм, а толщину около 1 мкм, то время как эукариотические клетки поперечнике могут достигать десятков Несмотря на четкие морфологические отличия, и прокариотические и эукариотические клетки имеют много общего, что и позволяет отнести их к одной, клеточной системе организации живого Это определение дает описание основных свойств живого воспроизведение подобного себе из неподобного себе Другие возражения касались того, что часто у животных кроме отдельных клеток встречаются так называемые симпласты и синцитии, а у растительных клеток плазмодии Однако если проследить за развитием таких неклеточных форм, то легко убедиться том, что они возникают вторично за счет слияния отдельных клеток или же результате деления одних ядер без разделения цитоплазмы В начале нашего изложения согласии с клеточной теорией мы обсуждали первый ее постулат клетка наименьшая единица живого Так, например, нарушение функций ядра сразу сказывается на синтезе клеточных белков, нарушение работы митохондрий прекращает все синтетические и обменные процессы клетке, разрушение элементов цитоскелета прекращает внутриклеточный транспорт Вирхов как противник идеи о самозарождении жизни настаивал на преемственном размножении клеток У эукариотических клеток единственно полноценным способом деления является митоз Часто появление дву или многоядерных клеток также считали результатом амитотического деления ядер Роль отдельных клеток во многоклеточном организме подвергалась неоднократному обсуждению и критике и претерпела наибольшие изменения.

Эндоспора, как правило, всегда одна на клетку и обладает уникальной устойчивостью к разным неблагоприятным воздействиям Капсулы имеют разную толщину и легко выявляются под микроскопом при негативном кон трастировании черной тушью У клубеньковых бактерий они определяют изби рательное прикрепление к корневым волоскам растений разных видов Слизистые слои создают вокруг клеток особую среду, обеспечивающую определенный водный режим Прокариотам свойственны некоторые уникальные метаболические процессы, которые не встречаются царстве эукариот Основными отличиями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток от таковых эукариотических клеток являются следующие В цитоплазме прокариотической клетки отсутствуют мембранные органоиды митохондрии, пластиды, эндоплазматическая сеть, пластинчатый комплекс, лизосомы, пероксисомы, а ограниченное количество мембран представляет собой впячивания плазмолеммы внутрь цитоплазмы В связи с этим одной из черт клеток части простейших является наличие цитоплазме миниатюрных образований, выполняющих на клеточном уровне функции жизненно важных органов, аппаратов и систем органов многоклеточного организма, таких, например, как цитостом, цитофаринкс и порошица аналогичные органам пищеварительной системы, сократительные вакуоли аналогичные выделительной системе.

Вопервых, это деление, при котором образуются новые клетки, во всем подобные материнской Ответ ученика Потому что комплексе Гольджи накапливаются и хранятся вещества, которые клетка синтезирует для нужд всего организма и которые выводятся из клетки наружу Поэтому они также способны самостоятельно размножаться, независимо от деления клетки Приготовьте микропрепарат прокариотической клетки и рассмолтрите его под микроскопом Клетка теряет воду, сморщивается и остается состоянии покоя до тех пор, пока снова не появится вода Прочитать отрывок о спорообразовании Какой вывод можно сделать из рисунка и прочитанного материала При попадании благоприятную среду из спор быстро образуются бактерии Организмы, которые существуют за счет энергии, выделяемой при реакциях брожения, и обитают бескислородных условиях Простейшие, микроводоросли и низшие грибы относятся к эукариотам, а бактерии и археи являются прокариотами Они меньше рибосом эукариотической клетки, но сходны с рибосомами ее органелл В некоторых клетках содержатся сигарообразные газовые вакуоли аэросомы, окруженные белковой оболочкой и выполняющие у водных организмов роль регуляторов плавучей плотности При контрастировании тяжелыми металлами все клеточные мембраны, просматриваемые просвечивающем электронном микроскопе, похожи друг на друга и имеют вид трехслойных образований с двумя внешними темными электронноплотными слоями, показывающими положение полярных головных групп липидов, и светлым средним слоем гидрофобного внутреннего пространства.

Схема типичной клетки животного 1 Ядрышко 2 Ядро 3 Рибосома 4 Везикула 5 Шероховатый гранулярный эндоплазматический ретикулум 6 Аппарат Гольджи 7 Клеточная стенка 8 Гладкий агранулярный эндоплазматический ретикулум 9 Митохондрия 10 Вакуоль11 Гиалоплазма 12 Лизосома 13 Центросома Центриоль Согласно наиболее распространённым гипотезам, эукариоты появились 1, 5 2 млрд лет назад Важную роль эволюции эукариот сыграл симбиогенез симбиоз между эукариотической клеткой, видимо, уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу, и поглощёнными этой клеткой бактериями предшественниками митохондрий и пластид.

Систематика и общая характеристика водорослей Во́доросли лат Algae гетерогенная экологическая группа преимущественно фотоавтотрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, водной среде, систематическом отношении представляющая собой совокупность многих отделов Вступая симбиоз с грибами, эти организмы ходе эволюции образовали совершенно новые организмы лишайники На основании различий наборе пигментов, структуре хроматофора, особенностей морфологии и биохимии состав клеточных оболочек, типы запасных питательных веществ большинством отечественных систематиков выделяется 11 отделов водорослей Прокариоты, или Доядерные Царство Бактерии Подцарство Цианобактерии Отдел Синезелёные водоросли Эукариоты, или Ядерные Царство Растения Подцарство Водоросли Отдел Зелёные водоросли Отдел Эвгленовые водоросли Отдел Золотистые водоросли Отдел Жёлтозелёные водоросли Отдел Диатомовые водоросли Отдел Динофитовые водоросли Отдел Криптофитовые водоросли Отдел Бурые водоросли Подцарство Багрянки Отдел Красные водоросли. Рис 3 35 Обобщенная схема процесса экспрессии генетической информации. I палиндром, котором имеется последовательность, одинаковая при чтении противоположных направлениях. II палиндром, котором заштрихованный инвертированный повтор находится на расстоянии от оси симметрии.

Сплайсинг представляет собой механизм, который должен обеспечивать удаление из первичного транскрипта строго определенных интронных участков Нарушение этого процесса может привести к сдвигу рамки считывания при трансляции и невозможности синтеза нормального пептида Закономерность вырезания интронов, очевидно, обеспечивается благодаря наличию на их концах специфических нуклеотидных последовательностей, служащих сигналами для сплайсинга. Среди всего многообразия ныне существующих на Земле организмов выделяют две группы вирусы и фаги, не имеющие клеточного строения все остальные организмы представлены разнообразными клеточными формами жизни Различают два типа клеточной организации прокариотический и эукариотический. Для растительных клеток характерно наличие толстой целлюлозной клеточной стенки, различных пластид, крупной центральной вакуоли, смещающей ядро к периферии Клеточный центр высших растений не содержит центриоли В качестве резервного питательного углевода клетки растений запасают крахмал.

Гиалоплазма матрикс это водных раствор неорганических и органических веществ, способный изменять свою вязкость и находящийся постоянном движении Способность к движению, или течение гиалоплазмы, называют циклозом В процессе циклоза происходит перемещение находящихся цитоплазме веществ и структур Матрикс это активная среда, которой протекают многие химические и физиологические процессы и которая объединяет все компоненты клетки единую систему В процессе жизнедеятельности клетки цитоплазме откладываются различные вещества, образуя непостоянные структуры включения глыбки гликогена, капли жира, пигментные гранулы. Различают первичные и вторичные лизосомы Первичные лизосомы это отшнуровывающиеся от полостей аппарата Гольджи микропузырьки, окруженные одиночной мембраной и содержащие набор ферментов После слияния первичных лизосом с какимнибудь субстратом, подлежащим расщеплению, образуются различные вторичные лизосомы Примером вторичных лизосом являются пищеварительные вакуоли простейших Если содержимое лизосомы высвобождается внутри самой клетки, то наступает саморазрушение клетки автолиз. Пластиды органеллы, характерные только для клеток фотосинтезирующих эукариотических организмов В зависимости от окраски различают три основных типа хлоропласты, хромопласты и лейкопласты.

Лейкопласты почти лишены тилакоидов, пигменты них находятся неактивной форме протохлорофиллы Лейкопласты бесцветны, содержатся клетках подземных или неокрашенных частях растений корень, корневище, клубни Способны накапливать запасные питательные вещества, первую очередь крахмал, липиды и белки На свету могут превращаться хлоропласты позеленение клубней картофеля. Каждое клеточное ядро окружено ядерной оболочкой, содержит ядерный сок кариоплазма, нуклеоплазма, хроматин и одно или несколько ядрышек. Хромосомы плотные, интенсивно окрашивающиеся структуры, которые являются единицами морфологической организации генетического материала и обеспечивают его точное распределение при делении клетки Хромосомы лучше всего различимы на стадии метафазы митоза Каждая метафазная хромосома состоит из двух хроматид. Бактерии обитают повсюду почве, воздухе, на поверхности и внутри других организмов, пищевых продуктах Некоторые бактерии поселяются горячих источниках, где температура воды достигает 78ºС и выше Число бактерий на планете огромно, например 1г плодородной почвы содержится около 2, 5 млрд бактериальных клеток.

Бактерии играю огромную роль существовании современной биосферы Многие из них вызывают процессы гниения и брожения Существуют прокариоты, живущие симбиозе с другими организмами, например клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений К группе бактерийпаразитов относятся микроорганизмы, способные вызывать заболевания растений и животных Пневмония, ангина, тиф, холера, чума, туберкулез, сибирская язва и многие другие тяжелые заболевания человека вызываются патогенными бактериями. А транспорт веществ и синтез белков Б переваривание органических веществ. А диффузии Б осмоса В активного переноса Г облегченного транспорта.

Цитоплазматическая мембрана У всех клеток растений, многоклеточных животных, у простейших и бактерий клеточная мембрана трехслойна наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, средний из молекул липидов Она ограничивает цитоплазму от внешней среды, окружает все органоиды клетки и представляет собой универсальную биологическую структуру В некоторых клетках наружная оболочка образована несколькими мембранами, плотно прилегающими друг к другу В таких случаях клеточная оболочка становится плотной и упругой и позволяет сохранить форму клетки, как, например, у эвглены и инфузории туфельки У большинства растительных клеток, помимо мембраны, снаружи имеется еще толстая целлюлозная оболочка клеточная стенка Она хорошо различима обычном световом микроскопе и выполняет опорную функцию за счет жесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты микроворсинки, складки, впячивания и выпячивания, что во много раз увеличивает всасывающую или выделительную поверхность С помощью мембранных выростов клетки соединяются друг с другом тканях и органах многоклеточных организмов, на складках мембран располагаются разнообразные ферменты, участвующие обмене веществ Отграничивая клетку от окружающей среды, мембрана регулирует направление диффузии веществ и одновременно осуществляет активный перенос их внутрь клетки накопление или наружу выделение За счет этих свойств мембраны концентрация ионов калия, кальция, магния, фосфора цитоплазме выше, а концентрация натрия и хлора ниже, чем окружающей среде Через поры наружной мембраны из внешней среды внутрь клетки проникают ионы, вода и мелкие молекулы других веществ Проникновение клетку относительно крупных твердых частиц осуществляется путем фагоцитоза от греч фаго пожираю, питое клетка 1 При этом наружная мембрана месте контакта с частицей прогибается внутрь клетки, увлекая частицу глубь цитоплазмы, где она подвергается ферментативному расщеплению Аналогичным путем клетку попадают и капли жидких веществ их поглощение называется пиноцитозом от греч пино пью, цитос клетка Наружная клеточная мембрана выполняет и другие важные биологические функции Цитоплазма на 85 состоит из воды, на 10 из белков, остальной объем приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений все эти вещества образуют коллоидный раствор, близкий по консистенции глицерину Коллоидное вещество клетки зависимости от ее физиологического состояния и характера воздействия внешней среды имеет свойства и жидкости, и упругого, более плотного тела Цитоплазма пронизана каналами различной формы и величины, которые получили название эндоплазматической сети Их стенки представляют собой мембраны, тесно контактирующие со всеми органоидами клетки и составляющие вместе с ними единую функциональноструктурную систему для осуществления обмена веществ и энергии и перемещения веществ внутри клетки.

В лизосомах сосредоточены гидролитические ферменты Здесь происходит расщепление биополимеров белков, жиров, углеводов. Вакуоли отделены от цитоплазмы мембранами В запасных вакуолях содержатся запасные питательные вещества клетки, а шлаковых ненужные продукты обмена и токсические вещества. Размножаются прокариоты обычно путем деления надвое бинарным Делению предшествует очень короткая стадия удвоения, или репликации, хромосом Так что прокариоты гаплоидные организмы. Внутри клетки под плазматической мембраной находятся цитоплазма Основное вещество цитоплазмы гиалоплазма представляет собой концентрированный раствор неорганических и органических соединений, главными компонентами которого являются белки Это коллоидная система, которая может переходить из жидкого гелеобразное состояние и обратно Значительная часть белков цитоплазмы является ферментами, осуществляющими различные химические реакции В гиалоплазме располагаются органоиды, выполняющие клетке различные функции Органоиды могут быть мембранными ядро, аппарат Гольджи, эндоплазматический ретикулум, лизосомы, митохондрии, хлоропласты и немембранными клеточный центр, рибосомы, цитоскелет.

Основным компонентом мембранных органоидов является мембрана Биологические мембраны построены по общему принципу, но химический состав мембран разных органоидов различен Все клеточные мембраны это тонкие пленки толщиной 7 10 нм, основу которых составляет двойной слой липидов бислой, расположенных так, что заряженные гидрофильные части молекул соприкасаются со средой, а гидрофобные остатки жирных кислот каждого монослоя направлены внутрь мембраны и соприкасаются друг с другом рис 3 В бислой липидов встроены молекулы белков интегральные белки мембраны таким образом, что гидрофобные части молекулы белка соприкасаются с жирнокислотными остатками молекул липидов, а гидрофильные части экспонированы окружающую среду Кроме этого часть растворимых немембранных белков соединяется с мембраной основном за счет ионных взаимодействий периферические белки мембраны Ко многим белкам и липидам составе мембран присоединены также углеводные фрагменты Таким образом, биологические мембраны это липидные пленки, которые встроены интегральные белки. Одна из основных функций мембран создание границы между клеткой и окружающей средой и различными отсеками клетки Липидный бислой проницаем основном для жирорастворимых соединений и газов, гидрофильные вещества переносятся через мембраны с помощью специальных механизмов низкомолекулярные с помощью разнообразных переносчиков каналов, насосов и др, а высокомолекулярные с помощью процессов экзо и эндоцитоза рис.

При эндоцитозе определенные вещества сорбируются на поверхности мембраны за счет взаимодействия с белками мембраны В этом месте образуется впячивание мембраны внутрь цитоплазмы Затем от мембраны отделяется пузырек, внутри которого содержится переносимое соединение Таким образом, эндоцитоз это перенос клетку высокомолекулярных соединений внешней среды, окруженных участком мембраны Обратный процесс, то есть экзоцитоз это перенос веществ из клетки наружу Он происходит путем слияния с плазматической мембраной пузырька, заполненного транспортируемыми высокомолекулярными соединениями Мембрана пузырька сливается с плазматической мембраной, а его содержимое изливается наружу. Рис 11 Образование и функции лизосом 1 фагосома 2 пиноцитозный пузырек 3 первичная лизосома 4 аппарат Гольджи 5 вторичная лизосома. Предки нынешних организмов возникли более трех миллиардов лет назад из органических соединений образовавшихся на поверхности Земли Привлекательность этой концепции отчасти связана с ее доступностью для проверки. Эволюция фотосинтеза архее была монофилетической у бактерий включая циано и хлорооксибактерий, фотосинтезирующие протисты возникли внезапно когда их гетеротрофные протисты предки вступили симбиоз с фотосинтезирующими прокариотами протопластидами. Животные и большинство водорослей и грибов произошли непосредственно от гетеротрофных протистов.

Прокариоты произошли от ранних прокариотических предков путем ряда одиночных мутационных событий эукариоты тоже произошли от эукариотических предков благодаря одиночным мутационным событиям, эукариотические же предки произошли от прокариот результате серии симбиозов. Эти данные достаточно ясно свидетельствуют пользу большей вероятности эндосимбиотического происхождения эукариотических клеток Явление эндосимбиоза и по сей день чрезвычайно широко распространено природе Известно что на теле некоторых морских рыб часто поселяются светящиеся бактерии которые не только сами получают большие преимущества для своей жизни но и очень полезны для организмов хозяев Все сказанное убедительно свидетельствует пользу эндосимбиотического происхождения эукариотических клеток из гораздо меньщих по объему клеток прокариот Однако главный вопрос заключается установлении природы хозяйской клетки ведь клетки эукариот обладают хорощо сформированным ядром имеющим оболочку а прокариоты такого ядра не имеют Л Маргелис например считает, что роль хозяйских клеток возможно сыграли прокариоты предшественники современных бактерий относящиеся к микоплазмам очень примитивно построенным прокариотам практически лишенным клеточных стенок В последнее время появились и широко обсуждаются работы японского ученого.

Эукариотические клетки представителей различных царств живой природы имеют определенные отличия друг от друга 1 У клеток представителей царства животных клеточной стенки нет, растительные клетки имеют клеточную стенку из целлюлозы, клеточная стенка клеток грибов состоит из хитина 2 Клетки растений содержат пластиды, клетках грибов и животных их нет Пластиды двумембранные органеллы, присущие только растительным клеткам В них происходят процессы фотосинтеза и депонируются питательные вещества 3 Для растительных клеток характерно наличие крупных вакуолей, тогда как клетках животных они встречаются редко 4 В клеточных стенках растений и грибов имеются плазмодесмы поры, выстланные плазматической мембраной и содержащие цитоплазму Посредством плазмодесм клетки сообщаются между собой. Прокариоты простые, микротрубочек нет расположены внеклеточно Диаметр 20 нм Эукариоты Сложные, окружены плазматической мембраной Диаметр 200. Эукариотические клетки отличаются своей сложностью организации Они имеют большое количество образований и структур, а многочисленные биохимические процессы требуют наличия множества специфических ферментов и образований Из чего состоит живая клетка эукариот В ее структуре выделяются следующие элементы.

Мембрана эукариот по строению напоминает таковую у прокариот Однако она отличается более сложной организацией Эукариотическая клетка состоит из частей, которые называются компартментами Такая система организации значительно упрощает протекание всех биохимических процессов, к клетка поделена на различные отсеки. Жгутиконосцы получили свое название изза наличия жгутика на конце тела Он дает возможность таким клеткам быстро передвигаться Это делает жгутиконосцев отличными охотниками Среди них выделяют большое количество паразитов высших многоклеточных организмов Тело таких существ имеет постоянную форму изза потной клеточной оболочки. Наш организм представляет собой многоклеточное образование, котором клетки связаны друг с другом Они передают информацию с помощью синтезируемых сигнальных веществ Образуют ткани, органы и системы, которые отличаются друг от друга функционально и морфологически. Из чего состоит клетка человека Если рассматривать клетки любой ткани организма, то они имеют все признаки эукариот ядро, органеллы, цитоскелет, сложность организации обмена веществ Однако и среди них можно находить исключения, которые придают уникальность той или иной ткани. Паренхима основная ткань Клетки этой ткани имеют по большей части округлую форму, но могут быть и вытянутыми Это живые клетки Клеточные стенки паренхимной ткани состоят из целлюлозы и пектинов Основная ткань часто выполняет вспомогательную роль.

Рис 28 Схема деления прокариот на группы зависимости от отношения к молекулярному кислороду. Бактерии крайне разнообразны по химическому составу и характеру обмена веществ, поэтому разработать их рациональную классификацию очень трудно Для высших организмов понятие виды можно определить как нескрещивающиеся формы Б случае бактерий этот критерий лишен смысла, поэтому подразделение их на виды и роды нередко произвольно Используемая настоящее время схема табл 11 делит царство прокариот на 19 групп В основу деления положены различные признаки включая форму, отношение к красителям и химические свойства В таблицу включены названия родов всех бактерий, упоминаемых тексте книги. Приведенные главе 2 схемы деления клеточных организмов на высшем уровне предусматривают выделение всех прокариот отдельное царство В 70х гг XX обнаружены микроорганизмы, структурно относящиеся к прокариотному типу, но значительно отличающиеся химическим строением важных клеточных макромолекул и способностью осуществлять уникальные биохимические процессы Эти необычные прокариотные организмы были названы архебактериями Типичные прокариоты, или бактерии, получили соответственно название эубактерий истинных бактерий Число известных архебактерий по сравнению с эубактериями чрезвычайно мало.

На проявление мутантных признаков влияет также количество копий хромосомы, содержащихся клетке Все прокариоты гаплоидны, имеют набор генов, локализованных одной хромосоме В определенных условиях клетке можно обнаружить несколько копий одной хромосомы Если такой клетке произошла мутация, приведшая к нарушению синтеза определенного метаболита, то она сразу после одного цикла репликации транскрипции трансляции не проявится, поскольку синтез необходимого клетке метаболита будет осуществляться результате функционирования неповрежденных генов, содержащихся остальных хромосомных копиях Для фенотипического выражения мутантного гена необходимо, чтобы он содержался клетке чистом виде клетка имела одну копию хромосомы с мутантным геном или чтобы все копии хромосомы клетке имели одинаковый генотип Это происходит через несколько клеточных делений рис 39. В процессе роста и развития клеток происходят изменения размерах и архитектонике структурных компонентов клеток Для прокариот такие изменения трудно уловимы при их быстром размножении простым делением В случае спорообразования такие изменения можно уловить с большей определенностью Используя цейтраферную киносъемку удается четко зафиксировать происходящие события, например, через интервалы времени, равные нескольким секундам Грибные, растительные и животные клетки этом смысле оказываются более удобными объектами для наблюдения Можно проследить их рост по размерам, равно как и формирование дифференциальных структур течение часов и суток.

Сложный митотический процесс высших организмовэто результат постепенного совершенствования механизма деления прокариот 43. Существует предположение, что все ныне живущие организмы произошли из единственной, возникшей несколько миллиардов лет назад первобытной клетки Пережив своих конкурентов, эта клетка положила начало процессу клеточного деления и эволюции, который конце концов создал зеленый покров Земли, изменил состав ее атмосферы и сделал ее родиной разумной жизни Видимо, только так можно объяснить фамильное сходство между всеми организмами Па эволюционном пути имеется важная веха Приблизительно 1, 5 млрд лет назад произошел переход от маленьких клеток со сравнительно простой внутренней структурой так называемых прокариот, к которым относятся различные бактерии к большим по размеру и значительно более сложно устроенным эукариотическим клеткам подобным клеткам высших животных и растений.

В этом же руководстве предложена схема деления царства Prokaryotae на высшие таксоны отделы, классы В основу деления на отделы положено строение клеточной стенки Название и краткая характеристика отделов и классов представлены табл 13 Представленная Определителе бактерий Берги система классификации является строго идентификационной и не решает задачи выявления эволюционных связей между прокариотами В то же время конечной целью является построение такой системы основе которой лежали бы родственные связи между прокариотными организмами Первая попытка этом направлении принадлежит С ОрлаЙенсену, предложившему филогенетическую систему бактерий, основанную на физиологических признаках. К липидам относятся жиры и жироподобные вещества Молекулы жиров построены из глицерина и жирных кислот рис 3 К жироподобным веществам относятся холестерин, некоторые гормоны, лецитин Липиды, являющиеся основным компонентом клеточных мембран, выполняют тем самым строительную функцию Они являются важнейшим источником энергии Так, если при полном окислении 1 белка или углеводов освобождается 17, 6 кДж энергии, то при полном окислении 1 жира 38, 9. Richards TA, CavalierSmith T Myosin domain evolution and the primary divergence of eukaryotes Nature. Yoon HS, Grant J, Tekle YI, Wu M, Chaon BC, et al Broadly sampled multigene trees of eukaryotes BMC Evol Biol. Jarvis P, Soll M Toc, Tic, and chloroplast protein import Biochim Biophys Acta.

Theissen U, Martin W The difference between organelles and endosymbionts Curr Biol. Andersen RA Biology and systematics of heterokont and haptophyte algae Am J Bot. Hopkins J, Fowler R, Krishna S, Wilson I, Mitchell G, et al The plastid in Plasmodium falcipam asexl blood stages a threedimensional ultrastctural analysis Protist. Falkowski PG, Katz ME, Knoll AH, Quigg A, Raven JA, et al The evolution of modern eukaryotic phytoplankton Science. Bucknam J, Boucher Y, Bapteste E Refuting phylogeic relationships Biol Direct. Gupta RS, Golding GB Evolution of HSP70 gene and its implications regarding relationships between archaebacteria, eubacteria, and eukaryotes J Mol Evol. Jorgensen R, Merrill AR, Andersen GR The life and death of translation elongation factor 2 Biochem Soc Trans. Moreira D, Le Guyader H, Philippe H The origin of red algae and the evolution of chloroplasts Nature. Germot a, Philippe H Critical analysis of eukaryotic phylogeny a case study based on the HSP70 family J Eukaryot Microbiol. Philippe H, Delsuc F, Brinkmann H, Lartillot N Phylogenomics Annu Rev Ecol Evol Syst.

Wiens JJ Missing data and the design of phylogeic analyses J Biomed Inform. Hackett JD, Yoon HS, Li S, ReyesPrieto A, mmele SE, et al Phylogenomic analysis supports the monophyly of cryptophytes and haptophytes and the association of Rhizaria with Chromalveolates Mol Biol Evol. Douglas S, Zauner S, Fraunholz M, Beaton M, Penny S, et al The highly reduced genome of an enslaved algal nucleus Nature. McFadden GI, Gilson PR, Hill DRA Goniomonas ribosomal RNA sequences indicate that this phagotrophic flagellate is a close relative of the host ponent of cryptomonads Eur J Phycol. Burger G, SaintLouis D, Gray MW, Lang BF plete sequence of the mitochondrial DNA of the red alga Porphyra purpurea cyanobacterial introns and shared ancestry of red and green algae Plant Cell. Secq MPO, Goer SL, Stam WT, Olsen JL plete mitochondrial genomes of the three brown algae Heterokonta Phaeophyceae Dictyota dichotoma, Fucus vesiculosus and Desmarestia viridis Curr Ge. Moriya M, Nakayama T, Inouye I A new class of the stramenopiles, Placididea classis nova description of Placidia cafeteriopsis gen et sp nov Protist. Takishita K, Ishida KI, Mayama T Phylogeny of nuclearencoded plastidtargeted GAPDH gene supports separate origins for the peridinin and the fucoxanthin derivativecontaining plastids of dinoflagellates Protist.

Takishita K, Kawachi M, Noel MH, Matsumoto T, Kakizoe N, et al Origins of plastids and glyceraldehyde3phosphate dehydrogenase genes in the greencolored dinoflagellate Lepidodinium chlorophom Gene. Martin W, jan T, Richly E, Hansen A, Cornelsen S, et al Evolutionary analysis of Arabidopsis, cyanobacterial, and chloroplast genomes reveals plastid phylogeny and thousands of cyanobacterial genes in the nucleus Proc Natl Acad Sci U S. Lee RE, Kugrens P Katablepharis ovalis, a colorless flagellate with interesting cytological characteristics J Phycol. Maddison DR, Maddison WP MacClade 4 analysis of phylogeny and character evolution Sunderland, MA Sinauer Associates Inc. Schmidt HA, Strimmer K, Vingron M, von Haeseler A TREEPUZZLE maximum likelihood phylogeic analysis using qrtets and parallel puting Bioinformatics. Felsenstein J Seattle Department of Genome Sciences, University of Washington. Клетка целостная система, содержащая большое количество связанных друг с другом элементов органелл.

Клетки различных организмов похожи гомологичны по строению и основным свойствам и имеют общее происхождение. Клетки многоклеточных организмов тотипотентны любая клетка многоклеточного организма обладает одинаковым полным фондом генетического материала этого организма, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, но отличаются по уровню экспрессии работы отдельных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию дифференцировке. Для изучения функций клеток и их частей используют разнообразные биохимические методы как препаративные, например фракционирование методом дифференциального центрифугирования, так и аналитические Для экспериментальных и практических целей используют методы клеточной инженерии Все упомянутые методические подходы могут использоваться сочетании с методами культуры клеток.

В оптическом микроскопе увеличение объекта достигается благодаря серии линз, через которые проходит свет Максимальное увеличение, которое можно достичь благодаря оптическому микроскопу, составляет более 1000 Ещё одной важной характеристикой является разрешение расстояние между двумя точками, которые ещё распознаются отдельно, другими словами, разрешение характеризует чёткость изображения Эта величина ограничивается длиной световой волны, и даже при использовании самого коротковолнового света ультрафиолетового можно достичь разрешения только около 200 нм такое разрешение было получено ещё конце XIX века Таким образом, малейшие структуры, которые можно наблюдать под оптическим микроскопом, это митохондрии и бактерии линейный размер которых составляет примерно 500 нм Однако объекты размером меньше 200 нм видны световом микроскопе только тогда, если они сами излучают свет Эта особенность используется флуоресцентной микроскопии когда клеточные структуры или отдельные белки связываются со специальными флуоресцентными белками или антителами с флуоресцентными метками На качество изображения, полученного с помощью оптического микроскопа, влияет также контрастность её можно увеличить, используя различные методы окраски клеток Для изучения живых клеток используют фазовоконтрастную дифференциальную интерференционноконтрастную и темнопольную микроскопию Конфокальные микроскопы позволяют улучшить качество флуоресцентных изображений.

Клеточная стенка архей не содержит муреина, а построена основном из разнообразных белков и полисахаридов. Пили или ворсинки тонкие волоскоподобные выросты, что присутствуют на поверхности бактериальных клеток Существуют различные типы пилей, из которых наиболее распространенными являются. Плазматическая и внутренние мембраны Общий принцип устройства клеточных мембран не отличается от эукариот, однако химическом составе мембраны есть немало различий, частности, мембранах прокариот отсутствуют молекулы холестерина и некоторых липидов, присущих мембранам эукариот Большинство прокариотических клеток отличие от эукариотических не имеют внутренних мембран, которые разделяют цитоплазму на отдельные компартменты Только у некоторых фотосинтетических и аэробных бактерий плазмалемма образует вгибание внутрь клетки, что выполняет соответствующие метаболические функции. Лизосома небольшое тельце, ограниченное от цитоплазмы одинарной мембраной В ней находятся литические ферменты способные расщепить все биополимеры Основная функция автолиз то есть расщепление отдельных органоидов, участков цитоплазмы клетки. Продолжительность митоза среднем составляет 1 2 часа 9 11 В клетках животных митоз, как правило, длится 30 60 минут, а растительных 2 3 часа 12 Клетки человека за 70 лет суммарно претерпевают порядка 10 14 клеточных делений.

Мейоз от греч meiosis уменьшение или редукционное деление клетки деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом два раза Происходит два этапа редукционный и эквационный этапы мейоза Мейоз не следует смешивать с гаметогенезом образованием специализированных половых клеток или гамет из недифференцированных стволовых Уменьшение числа хромосом результате мейоза жизненном цикле ведёт к переходу от диплоидной фазы к гаплоидной Восстановление плоидности переход от гаплоидной фазы к диплоидной происходит результате полового процесса В связи с тем, что профазе первого, редукционного, этапа происходит попарное слияние конъюгация гомологичных хромосом, правильное протекание мейоза возможно только диплоидных клетках или чётных полиплоидах тетра, гексаплоидных и клетках Мейоз может происходить и нечётных полиплоидах три, пентаплоидных и клетках, но них, изза невозможности обеспечить попарное слияние хромосом профазе I, расхождение хромосом происходит с нарушениями, которые ставят под угрозу жизнеспособность клетки или развивающегося из неё многоклеточного гаплоидного организма Этот же механизм лежит основе стерильности межвидовых гибридов Определённые ограничения на конъюгацию хромосом накладывают и хромосомные мутации масштабные делеции, дупликации, инверсии или транслокации. А Недифференциированные плюрипотентные человеческие эмбриональные стволовые клетки B дифференцированные нервные клетки, которые из них образуются.

Многоклеточные организмы состоят из клеток, которые той или иной степени отличаются по строению и функциям, например у взрослого человека около 230 различных типов клеток 16 Все они являются потомками одной клетки зиготы случае полового размножения и приобретают различия результате процесса дифференцировки Дифференцировка подавляющем большинстве случаев не сопровождается изменением наследственной информации клетки, а обеспечивается лишь путем регуляции активности генов, специфический характер экспрессии генов наследуется во время деления материнской клетки обычно благодаря эпигенетическим механизмам Однако есть исключения например, при образовании клеток специфической иммунной системы позвоночных происходит перестройка некоторых генов, эритроциты млекопитающих полностью теряют всю наследственную информацию, а половые клетки её половину. Одноклеточные организмы некотором смысле можно считать бессмертными, поскольку, за исключением случаев повреждения или голодания, они не умирают, а проходят этап деления, результате которого образуется два новых организма Зато все клетки многоклеточных организмов кроме гамет обречены на гибель, но умирают они не только случае смерти всей особи этот процесс происходит постоянно.

Доподлинно неизвестно, когда на Земле появилась первая клетка и каким путем она возникла Наиболее ранние вероятные ископаемые остатки клеток, приблизительный возраст которых оценен 3, 49 млрд лет, найдены на востоке Пилбары Австралия, хотя биогенность их происхождения было поставлено под сомнение О существовании жизни раннем архее свидетельствуют также строматолиты того же периода. Неизвестно также, из каких веществ были построены мембраны первых клеток, однако, вполне вероятно, это могли быть простые амфифильные соединения, такие как соли жирных кислот способные самоорганизовываться липосомы которые могут проходить циклы роста и деления Жирные кислоты были синтезированы во многих экспериментах по воспроизведению пребиотических условий, также они были найдены метеоритах 21 22 Считается, что первые живые клетки были гетеротрофными. В 1878 году русским учёным И Д Чистяковым открыт митоз растительных клетках 1878 году В Флемминг и П И Перемежко обнаруживают митоз у животных В 1882 году В Флемминг наблюдает мейоз у животных клеток, а 1888 году Э Страсбургер у растительных. Грамотрицательные бактерии например роды Salmonella Escherichia, Azotobacter 4 клеточная стенка содержит меньше пептидогликана и имеет дополнительную внешнюю мембрану, которая состоит из фосфолипидов.

Многоклеточные организмы состоят из клеток, которые той или иной степени отличаются по строению и функциям, например у взрослого человека около 230 различных типов клеток 16 Все они являются потомками одной клетки зиготы случае полового размножения и приобретают различия результате процесса дифференцировки Дифференцировка подавляющем большинстве случаев не сопровождается изменением наследственной информации клетки, а обеспечивается лишь путём регуляции активности генов, специфический характер экспрессии генов наследуется во время деления материнской клетки обычно благодаря эпигенетическим механизмам Однако есть исключения например, при образовании клеток специфической иммунной системы позвоночных происходит перестройка некоторых генов, эритроциты млекопитающих полностью теряют всю наследственную информацию, а половые клетки её половину. Все известные одноклеточные и многоклеточные организмы делятся на две большие группы прокариоты и эукариоты. У эукариот имеется настоящее ядро, у них генетический материал окружён двойной мембраной ядерной оболочкой и образует вполне определённую клеточную структуру. Внутреннее пространство прокариотической клетки занимает цитоплазма В ней отсутствуют обычные для эукариотической клетки органоиды мембранной природы митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы.

Размножаются бактерии бесполым путём простым делением с образованием двух дочерних клеток У самых быстрорастущих клеток деление происходит каждые 20 минут. При получении уксуса бактерии рода Acetobacter окисляют этиловый спирт, содержащийся сидре яблочном вине или других жидкостях, до уксусной кислоты. Некоторые патогены могут быть облигатными паразитами они способны жить только теле организмахозяина При попадании во внешнюю среду они быстро погибают Такая особенность ярко выражена у риккетсий, вызывающих сыпной тиф, пятнистую лихорадку Скалистых гор. Другие виды патогенов могут жить независимо от какихлибо хозяев, но особых условиях становятся паразитами Например, почвенная бактерия Pseudomonas aeginosa, способна иногда инфицировать раны или просто заражать людей с ослабленным здоровьем Часто патогены живут организме хозяев, не причиняя им вреда.

Симптомы заражения бактериями часто объясняют действиями токсичных веществ, вырабатываемых этими микроорганизмами Их подразделяют на две группы Экзотоксины выделяются из бактериальной клетки, например, при дифтерии, столбняке, скарлатине Эндотоксины входят состав бактериальной клеточной стенки и высвобождаются лишь после гибели и разрушении патогена Анаэробная бактерия Clostridium botulinum, обычно живущая почве и иле причина ботулизма Она образует очень устойчивые к нагреванию споры, которые могут прорастать после пастеризации и копчения продуктов В ходе жизнедеятельности эта бактерия образует несколько токсинов, относящимся к сильнейшим из известных ядов Убить человека может меньше 1 10000 мг такого вещества Эта бактерия заражает изредка фабричные консервы, а чаще домашние. Эукариотические клетки самых разнообразных организмов от простейших до высших растений и животных отличаются большим разнообразием и сложностью строения Типичной гипотетической клетки не существует природе, но у тысяч различных типов клеток можно выделить общие черты строения. В растительной клетке есть все органоиды, свойственные и животной клетке ядро, эндоплазматическая сеть, митохондрии, рибосомы, аппарат Гольджи Вместе с тем она отличается от животной клетки существенными особенностями. Следует отметить, что вирусы не способны воспроизводить себя вне клеткихозяина Они находятся на самой границе между живыми и неживыми.

Вирусы это мельчайшие живые организмы, размеры которых варьируют пределах примерно от 20 до 300 нм, среднем, они раз пятьдесят меньше бактерий. В целом можно заключить, что прокариотическая клетка имеет значительно более простое строение, чем эукариотическая Это говорит о древности происхождения прокариот. Самыми характерными признаками эукариот являются наличие оформленного ядра и митохондрии, имеющие сложное строение и обеспечивающие клетку значительным количеством энергии. Вне клетки жизни нет Свободноживущих неклеточных форм жизни не существует, к все вирусы облигатные паразиты. Строение и функции субклеточных структур растительной клетки клеточная стенка и цитоскелет микротрубочки и микрофиламенты.

Состоит из гликокаликса плазмалеммы и расположенного под ней кортикального слоя цитоплазмы Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной Это биологическая мембрана толщиной около 10 нанометров Обеспечивает первую очередь разграничительную функцию по отношению к внешней для клетки среде Кроме этого она выполняет транспортную функцию На сохранение целостности своей мембраны клетка не тратит энергии молекулы удерживаются по тому же принципу, по которому удерживаются вместе молекулы жира гидрофобным частям молекул термодинамически выгоднее располагаться непосредственной близости друг к другу Гликокаликс представляет собой заякоренные плазмалемме молекулы олигосахаридов полисахаридов гликопротеинов и гликолипидов Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции Плазматическая мембрана животных клеток основном состоит из фосфолипидов и липопротеидов со вкрапленными неё молекулами белков частности, поверхностных антигенов и рецепторов В кортикальном прилегающем к плазматической мембране слое цитоплазмы находятся специфические элементы цитоскелета упорядоченные определённым образом актиновые микрофиламенты Основной и самой важной функцией кортикального слоя кортекса являются псевдоподиальные реакции выбрасывание, прикрепление и сокращение псевдоподий При этом микрофиламенты перестраиваются, удлиняются или укорачиваются От структуры цитоскелета кортикального слоя зависит также форма клетки например, наличие микроворсинок.

Продолжительность митоза среднем составляет 1 2 часа В клетках животных митоз, как правило, длится 30 60 минут, а растительных 2 3 часа Клетки человека за 70 лет суммарно претерпевают порядка 10 14 клеточных делений. Подвергаясь дифференцировке, клетки теряют свои потенции, то есть способность давать начало клеткам других типов Из тотипотентных клеток, к которым относится, частности зигота, может образоваться целостный организм Плюрипотентные клетки например, клетки бластоцисты имеют возможность дифференцироваться любой тип клеток организма, но из них не могут развиться внезародышевые ткани, а значит и новая особь Клетки, которые способны дать начало только ограниченному количеству других тканей, называются мультипотентными стволовые клетки взрослого человека, а те, которые могут воспроизводить только себе подобных унипотентными Многие из окончательно дифференцированных клеток например нейроны эритроциты полностью теряют способность к делению и выходят из клеточного цикла. Физическое или химическое повреждение клеток, а также недостаток источников энергии и кислорода, может привести к другой смерти некротической Некроз отличие от апоптоза, пассивный процесс, он часто сопровождается разрывом плазмалеммы и утечкой цитоплазмы Некроз почти всегда вызывает воспаление окружающих тканей В последнее время исследуется механизм запрограммированного некроза как возможной противовирусной и противоопухолевой защиты.

Эукариоты имеют много общих генов как с эубактериями, так с археями некоторые ученые считают, что они возникли результате слияния геномов этих двух групп организмов, что могло произойти результате эндосимбиоза Изза этого, вместо дерева жизни, предлагается использовать круг жизни Другие же исследователи, отмечая важность интенсивного горизонтального переноса между предками эукариот, бактерий и археобактерий, предлагают отображать филогенетические связи между ними с помощью сетки жизни. Посттрансляционные преобразования белков Синтезированные ходе трансляции пептидные цепи на основе своей первичной структуры приобретают вторичную и третичную, а многие и четвертичную организацию, образуемую несколькими пептидными цепями В зависимости от функций, выполняемых белками, их аминокислотные последовательности могут претерпевать различные преобразования, формируя функционально активные молекулы белка. Долгое время ген рассматривали как минимальную часть наследственного материала генома, обеспечивающую развитие определенного признака у организмов данного вида Однако каким образом функционирует ген, оставалось неясным В 1945 Дж Бидлом и Э Татумом была сформулирована гипотеза, которую можно выразить формулой Один ген один фермент Согласно этой гипотезе, каждая стадия метаболического процесса, приводящая к образованию организме клетке какогото продукта, катализируется белкомферментом, за синтез которого отвечает один.

Открытия экзонинтронной организации эукариотических генов и возможности альтернативного сплайсинга показали, что одна и та же нуклеотидная последовательность первичного транскрипта может обеспечить синтез нескольких полипептидных цепей с разными функциями или их модифицированных аналогов Например, митохондриях дрожжей имеется ген box или cob, кодирующий дыхательный фермент цитохром b Он может существовать двух формах рис 3 42 Длинный ген, состоящий из 6400 имеет 6 экзонов общей протяженностью 1155 и 5 интронов Короткая форма гена состоит из 3300 и имеет 2 интрона Она фактически представляет собой лишенный первых трех интронов длинный ген Обе формы гена одинаково хорошо экспрессируются. Реальное существование генного уровня организации наследственного материала дало возможность исследователям при анализе характера наследования отдельных признаков открыть главные закономерности, которые легли основу наших представлений об организации материального носителя наследственности и изменчивости. Отчет о самооценке образовательной деятельности биологического факультета Специальности 102 04 0501 География Биология 131 02 0102 География научнопедагогическая деятельность 131 01 0102 Биология. Раскрытие общих свойств живых организмов и объяснение причин их многообразия, выявление связей между строением и условиями окружающей среды основные задачи биологии Важное место биологии занимают вопросы возникновения и законы развития жизни на Земле эволюционное учение.

В результате взаимополезного сожительства симбиоза различных прокариотических клеток среди обитателей планеты около 1, 5 млрд лет назад возникли ядерные, или эукариотические организмы Отличаясь от прокариот более сложной организацией, они используют своей жизнедеятельности больший объем наслед ственной информации. На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты микроворсинки, складки, впячивания и выпячивания, что во много раз увеличивает всасывающую или выделительную поверхность С помощью мембранных выростов клетки соединяются друг с другом тканях и органах многоклеточных организмов, на складках мембран располагаются разнообразные ферменты, участвующие обмене веществ Отграничивая клетку от окружающей среды, мембрана регулирует направление диффузии веществ и одновременно осуществляет активный перенос их внутрь клетки накопление или наружу выделение. Митохондрии небольшие тельца палочковидной формы, ограниченные двумя мембранами От внутренней мембраны митохондрии отходят многочисленные складки кристы, на их стенках располагаются разнообразные ферменты, с помощью которых осуществляется синтез высокоэнергетического вещества аденозинтрифосфорной кислоты.

Клеточный центр, или центросома, играет важную роль при делении клетки и состоит из двух центриолей Он встречается у всех клеток животных и растений, кроме цветковых, низших грибов и некоторых, простейших Центриоли делящихся клетках принимают участие формировании веретена деления и располагаются на его полюсах В делящейся клетке первым делится клеточный центр, одновременно образуется ахроматиновое веретено, ориентирующее хромосомы при расхождении их к полюсам В дочерние клетки отходит по одной центриоле. Включения временные элементы, возникающие клетке на определенной стадии ее жизнедеятельности результате синтетической функции Они либо используются, либо выводятся из клетки.

Большинство бактерий имеет клеточную стенку, отличную от эукариотической далеко не все эукариоты имеют её У прокариот это прочная структура, состоящая главным образом из муреина Строение муреина таково, что каждая клетка окружена особым сетчатым мешком, являющимся одной огромной молекулой Среди эукариот клеточную стенку имеют многие протисты грибы и растения У грибов она состоит из хитина и глюканов у низших растений из целлюлозы и гликопротеинов диатомовые водоросли синтезируют клеточную стенку из кремниевых кислот, у высших растений она состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина Видимо, для более крупных эукариотических клеток стало невозможно создавать клеточную стенку из одной молекулы высокую по прочности Это обстоятельство могло заставить эукариот использовать иной материал для клеточной стенки Другое объяснение состоит том, что общий предок эукариот связи с переходом к хищничеству утратил клеточную стенку, а затем были утрачены и гены, отвечающие за синтез муреина При возврате части эукариот к осмотрофному питанию клеточная стенка появилась вновь, но уже на другой биохимической основе. Ядро обязательная часть клетки у многих одноклеточных и всех многоклеточных организмов. Цитоплазма внеядерная часть клетки, которой содержатся органоиды Ограничена от окружающей среды плазматической мембраной. Разработал 1873 метод приготовления препаратов нервной ткани Установил два типа нервных клеток Описал Гольджи аппарат и др Нобелевская премия 1906, совместно с С РамониКахалем.

Жгутики нитевидные подвижные цитоплазматические выросты клетки, свойственные многим бактериям, всем жгутиковым, зооспорам и сперматозоидам животных и растений Служат для передвижения жидкой среде. Все живые организмы на Земле обычно делят на прокариот и эукариот Главной особенностью прокариот отличие от эукариот является отсутствие у них полноценного клеточного ядра покрытого мембраной Клетки прокариот имеют очень небольшие размеры порядка 1 мкм Объем эукариотических клеток, содержащих полноценное ядро, 800 1000 раз больше объема клеток прокариот В связи с этим клеткам эукариотам необходим для выполнения жизненных функций гораздо больший мембранный аппарат Действительно эукариотической клетке выявлены субклеточные структуры окруженные независимыми от плазмалеммы и друг от друга мембранами Эти структуры называются органеллами Каждой органелле митохондрии хлоропласту ядру лизосомам аппарату Гольджи и присущи свои специфические функции жизни клетки.

Симбиотическая теория происхождения и эволюции клеток основана на двух концепциях новых для биологии Согласно первой из этих концепций, самое фундаментальное разграничение живой природе это разграничение между прокариотами и эукариотами, между бактериями и организмами, состоящими из клеток с истинными ядрами протистами животными грибами и растениями Вторая концепция состоит том что источником некоторых частей эукариотических клеток была эволюция симбиозов формирование постоянных ассоциаций между организмами разных видов Предполагается что три класса органелл митохондрии реснички и фотосинтезирующие пластиды произошли от свободно живущих бактерий которые результате симбиоза были определенной последовательности включены состав клеток прокариот хозяев Эта теория большой мере опирается на неодарвинистские представления развитые генетиками, экологами цитологами и другими учеными которые связали Менделевскую генетику с дарвиновской идеей естественного отбора Она опирается также на совершенно новые или недавно возрожденные научные направления на молекулярную биологию, особенно на данные о структуре белков и последовательности аминокислот на микро палеонтологию изучающую наиболее ранние следы жизни на Земле и даже на физику и химию атмосферы поскольку эти науки имеют отношение к газам биологического происхсждения Все организмы, состоящие из клеток, могут быть сгруппированы пять царств царство прокариот Monera, куда относятся бактерии и четыре царства эукариот Protoctista, Animalia, Fungi Plantae Протоктисты это эукариотические организмы, не относящиеся к животным, грибам или растениям В царство протоктистов входят водоросли протозои, слизевики и другие эукариотические организмы неясной принадлежности Протисты определены более ограничительно как одноклеточные эукариоты Таким образом царство Protoctista включает не только протистов одноклеточных эукариот но и их ближайших многоклеточных потомков, таких как красные и бурые водоросли, а также многие микроорганизмы, сходные с грибами, например хитридиевые Согласно традиционному представлению о прямой филиации такие клеточные органеллы как митохондрии и пластиды возникли путем компартментализации самой клетки.

У праводорослей внутриклеточно дифференцировались ундолиподии митотический аппарат и все прочие эукариотические органеллы.

С хема строения эукариотической клетки А клетка животного происхождения Б растительная клетка ядро с хроматином и ядрышком, 2 цитоплазматическая мембрана, 3 клеточная стенка, 4 поры клеточной стенке, через которые сообщается цитоплазма соседних клеток, 5 шероховатая эндоплазматическая сеть, гладкая эндоплазматическая сеть, 7 пиноцитозная вакуоль, 8 аппарат комплекс Гольджи, 9 лизосома, 10 жировые включения каналах гладкой эндоплазматической сети, 11 клеточный центр, 12 митохондрия, 13 свободные рибосомы и полирибосомы, 14 вакуоль, 15 хлоропласт 1 Цитоплазматическая мембрана У всех клеток растений, многоклеточных животных, у простейших и бактерий клеточная мембрана трехслойна наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, средний из молекул липидов Она ограничивает цитоплазму от внешней среды, окружает все органоиды клетки и представляет собой универсальную биологическую структуру В некоторых клетках наружная оболочка образована несколькими мембранами, плотно прилегающими друг к другу В таких случаях клеточная оболочка становится плотной и упругой и позволяет сохранить форму клетки, как, например, у эвглены и инфузории туфельки У большинства растительных клеток, помимо мембраны, снаружи имеется еще толстая целлюлозная оболочка клеточная стенка Она хорошо различима обычном световом микроскопе и выполняет опорную функцию за счет жесткого наружного слоя, придающего клеткам четкую форму На поверхности клеток мембрана образует удлиненные выросты микроворсинки, складки, впячивания и выпячивания, что во много раз увеличивает всасывающую или выделительную поверхность С помощью мембранных выростов клетки соединяются друг с другом тканях и органах многоклеточных организмов, на складках мембран располагаются разнообразные ферменты, участвующие обмене веществ Отграничивая клетку от окружающей среды, мембрана регулирует направление диффузии веществ и одновременно осуществляет активный перенос их внутрь клетки накопление или наружу выделение За счет этих свойств мембраны концентрация ионов калия, кальция, магния, фосфора цитоплазме выше, а концентрация натрия и хлора ниже, чем окружающей среде Через поры наружной мембраны из внешней среды внутрь клетки проникают ионы, вода и мелкие молекулы других веществ Проникновение клетку относительно крупных твердых частиц осуществляется путем фагоцитоза от греч фаго пожираю, питое клетка 1 При этом наружная мембрана месте контакта с частицей прогибается внутрь клетки, увлекая частицу глубь цитоплазмы, где она подвергается ферментативному расщеплению Аналогичным путем клетку попадают и капли жидких веществ их поглощение называется пиноцитозом от греч пино пью, цитос клетка Наружная клеточная мембрана выполняет и другие важные биологические функции Цитоплазма на 85 состоит из воды, на 10 из белков, остальной объем приходится на долю липидов, углеводов, нуклеиновых кислот и минеральных соединений все эти вещества образуют коллоидный раствор, близкий по консистенции глицерину Коллоидное вещество клетки зависимости от ее физиологического состояния и характера воздействия внешней среды имеет свойства и жидкости, и упругого, более плотного тела Цитоплазма пронизана каналами различной формы и величины, которые получили название эндоплазматической сети Их стенки представляют собой мембраны, тесно контактирующие со всеми органоидами клетки и составляющие вместе с ними единую функциональноструктурную систему для осуществления обмена веществ и энергии и перемещения веществ внутри клетки.

Б Албертс, Д Брей, Дж Льюис, М Рэфф, К Робертс, Дж Уотсон Молекулярная биология клетки, 2е издание, Мир. С Бейкер Камень преткновения Верна ли теория эволюции М Протестант. История развития, предмет цитологии Основные положения современной клеточной теории Клеточное строение живых организмов Жизненный цикл клетки Сравнение процессов митоза и мейоза Единство и многообразие клеточных типов Значение клеточной теории. Прокариоты и эукариоты, строение и функции клетки Наружная клеточная мембрана, эндоплазматическая сеть, их основные функции Обмен веществ и превращения энергии клетке Энергетический и пластический обмен Фотосинтез, биосинтез белка и его этапы. Цитология наука о клетке Наука о клетке называется цитологией греч цитос клетка, логос наука Предмет цитологии клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии. Изучение физикохимических свойств цитоплазмы и ее составных частей органоидов клетки ядро, пластиды, митохондрии, рыбосомы, аппарата Гольджи, эндоплазматической сети Ознакомление с видами электронных микроскопов и основными принципами их работы. История исследований клетки, самые известные работы всех времен, написанные по данной теме и современные знания Элементарное строение клетки, ее основные составные части и их функции Цитоплазма и ее органоиды, назначение комплекса Гольджи и включений.

Какие утверждения верны 1 Органы, объединенные общей работой, составляют систему органов 2 Сердце, почки, легкие это внутренние органы 3 Выделительная система обеспечивает газообмен организме. Эукариот или является организмом клетки которого содержат сложные структуры, приложенные пределах мембран Эукариоты могут более формально упоминаться как таксон Eukarya или Eukaryota Определяющая направляющаяся мембраной структура, которая устанавливает эукариотические клетки кроме прокариотических клеток, является ядром или ядерным конвертом пределах которого несут генетический материал Присутствие ядра дает эукариотам их имя, которое прибывает из грека eu хороший и karyon орех или ядро Большинство эукариотических клеток также содержит другие направляющиеся мембраной органоиды такие как митохондрии хлоропласты и аппарат Golgi Все разновидности больших сложных организмов эукариоты, включая животных растения и грибы хотя большинство видов эукариота protist микроорганизмы. Эукариоты, кажется, монофилетические и тем самым составляют одну из трех областей жизни Две других области, Bacteria и Archaea являются прокариотами и не имеют ни одной из вышеупомянутых особенностей Эукариоты представляют крошечное меньшинство всех живых существ даже человеческом теле есть 10 раз больше микробов, чем клетки человека Однако, изза их намного большего размера их коллективная международная биомасса оценена приблизительно равном тому из прокариотов.

Клетки эукариота включают множество направляющихся мембраной структур, коллективно называемых endomembrane системой Простые отделения, названные пузырьками или вакуолями могут сформироваться, отпочковывая другие мембраны Много клеток глотают еду и другие материалы посредством процесса endocytosis где внешняя мембрана вставляет и затем зажимает прочь, чтобы сформировать пузырек Вероятно, что большинство других направляющихся мембраной органоидов конечном счете получено из таких пузырьков. Пузырьки могут быть специализированы различных целях Например, лизосомы содержат ферменты, которые ломают содержание продовольственных вакуолей, и peroxisomes используются, чтобы сломать пероксид который ядовит иначе У многих protozoa есть сжимающиеся вакуоли, которые собирают и удаляют избыток воды, и extsomes которые удаляют материал, раньше отклоняли добыча захвата или хищники В многоклеточных организмах гормоны часто производятся пузырьках На более высоких заводах большая часть объема клетки поднята центральной вакуолью, которая прежде всего поддерживает ее осмотическое давление. Структуры Microfilamental, составленные actin и actin связывающими белками, например, αactinin fimbrin filamin присутствуют submembraneous корковых слоях и связках, также Моторные белки микроканальцев, например, dynein или kinesin и actin, например, миозины обеспечивают динамический характер сети.

Plastids особенно хлоропласты которые содержат хлорофилл пигмент, который дает заводам их зеленый цвет и позволяет им выполнять фотосинтез. Биомаркеры предлагают, чтобы, по крайней мере, произошли эукариоты возникли еще ранее Присутствие steranes австралийских сланцах указывает, что эукариоты присутствовали этих скалах, датированных 2 7 миллиардах. Даже назад к Старине два clades животных и растений были признаны Им дал таксономический разряд Королевства биология Linnaeus Хотя он включал грибы с заводами с некоторым резервированием, было позже понято, что они довольно отличны и гарантируют отдельное королевство, состав которого не был полностью ясен до 1980ых Различные единственные эукариоты клетки были первоначально размещены с заводами или животными, когда они стали известными Немецкий биолог Георг А Голдфусс выдумал слово protozoa 1830, чтобы относиться к организмам, таким как ciliates и кораллы и эта группа была расширена, пока это не охватило все единственные эукариоты клетки, и данный их собственное королевство, Protista Эрнстом Хекелем 1866 Эукариоты таким образом стали составленными из четырех королевств. Подразделению эукариотов два основных clades, unikonts и bikonts, полученный из наследственного uniflagellar организма и наследственного biflagellar организма, соответственно, предложили ранее. Эукариоты следовали из полного сплава двух или больше клеток, чем цитоплазма, сформированная из eubacterium и ядра от archaeon, от вируса или от предварительной клетки.

Таким образом происхождение эукариотов процессами endosymbiotic было широко признано и до сих пор принималось Митохондрии и plastids, как было известно, произошли от бактериального предка во время параллельной адаптации к анаэробиозу Однако, там все еще остается большей потребностью оценке вопроса того, сколько эукариотической сложности порождается через внедрение этих symbiogeic теорий. Рисунок 2 Клеточная стенка грамположительных А и грамотрицательных Б бактерий 1 цитоплазматическая мембрана 2 пептидогликан 3 периплазматическое пространство 4 наружная мембрана 5 цитоплазма, центре которой расположена. Слизь, выделяемая бактериями может частично диффундировать окружающую среду Выделение слизи у отдельных видов бактерий бывает настолько сильным, что капсулы отдельных клеток сливаются, образуя зооглеи скопления слизистой массы с вкрапленными нее клетками Образование слизи характерно и для многих видов цианобактерий. К числу поверхностных структур клеток многих бактерий относятся жгутики органы движения, представляющие собой длинные очень тонкие нити, спиральные, волнистые или изогнутые рис.

Рисунок 3 Клеточная стенка грамотрицательных бактерий А и строение молекулы липополисахарида Б А Клеточная стенка грамотрицательных бактерий 1 цитоплазматическая мембрана 2 пептидогликановый слой 3 периплазматическое пространство 4 молекулы белков 5 фосфолипид 6 липополисахарид Б Строение молекулы липополисахарида 1 липид А 2 внутреннее полисахаридное ядро 3 наружное полисахаридное ядро 4 Оантиген. Длина жгутиков может во много раз превышать длину тела бактерии Количество и расположение жгутиков являются характерным видовым признаком Некоторые виды бактерий имеют один жгутик монотрихи, у других жгутики располагаются пучками на одном или обоих концах клетки лофотрихи, у третьих имеется по одному жгутику на обоих концах клетки амфитрихи, у четвертых они покрывают всю поверхность клетки перитрихи.

К оболочке вплотную прилегает цитоплазматическая мембрана Она обладает избирательной проницаемостью пропускает внутрь клетки и отводит из нее определенные вещества Благодаря такой способности, мембрана играет роль органеллы, концентрирующей питательные вещества внутри клетки и способствующей выведению наружу продуктов жизнедеятельности Внутри клетки всегда наблюдается повышенное по сравнению с окружающей средой осмотическое давление Цитоплазматическая мембрана обеспечивает его постоянство Кроме того, она является местом локализации ряда ферментных систем, частности окислительновосстановительных ферментов связанных с получением энергии у эукариотов они находятся митохондриях В отличие от клеток эукариотов, прокариотической клетке отсутствует деление ее на отсеки Клетки прокариотов не имеют ни комплекса Гольджи ни митохондрий не наблюдается у них и направленного движения цитоплазмы Явления пиноцитоза и фагоцитоза прокариотам не свойственны Из органелл только рибосомы аналогичны рибосомам эукариотов.

В цитоплазме прокариотов часто обнаруживаются твердые, жидкие или газообразные включения Одни из них имеют приспособительные назначения например, газовые вакуоли цианобактерий позволяющие им регулировать плавучесть вертикальной плоскости Другие включения играют роль запасных веществ и откладываются клеткой условиях обильного питания В качестве запасных веществ клетках могут откладываться полисахариды гликоген крахмал гранулеза, липиды виде гранул и капелек жира, полифосфаты такие, как волютин, вещества белкового характера цианофициновые гранулы у цианобактерий У многих серных бактерий клетках откладывается молекулярная сера. Клетки микроорганизмов по принципу клеточной организации могут быть двух типов прокариотические и эукариотические Простейшие, микроводоросли и низшие грибы относятся к эукариотам, а бактерии и археи являются прокариотами. Многие микроорганизмы откладывают внутриклеточно различные запасные вещества полисахариды, поли гидроксибутират, полифосфаты, сера и др Все запасные вещества присутствуют клетке химически инертной форме.

Химический состав и строение клеточной стенки важный систематический признак, по которому все прокариоты подразделяются на следующие группы грамположительные, грамотрицательные и не имеющие клеточной стенки В отличии от бактерий археи не синтезируют пептидогликан, но некоторые из них образуют псевдомуреин Грамположительные бактерии содержат клеточной стенке до 40 раз больше муреина пептидогликана по сравнению с грамотрицательными, однако у них отсутствует внешняя мембрана Клеточная стенка это высокоорганизованная клеточная структура, выполняющая множество функций Она противостоит высокому осмотическому давлению и определяет форму клетки У бактерий основным опорным элементом клеточной стенки является пептидогликан муреин, формирующий замкнутый мешок Этот сетчатый гетерополисахарид состоит из цепей двух чередующихся аминосахаров Nацетилглюкозамина и Nацетилмурамовой кислоты, сшитых между собой 1, 4гликозидными связями Полисахаридные цепи связаны поперечными пептидными мостиками Некоторые археи содержат аналогичный по архитектуре биополимер псевдомуреин, состоящий из других исходных материалов. Изза разницы структуре клеточных стенок микроорганизмы поразному выглядят на препаратах при способе окраски, предложенном датским микробиологом Хансом Грамом грамположительные удерживают генцианвиолет при обработке спиртом, а грамотрицательные обесцвечиваются.

Между цитоплазматической и внешней мембранами возникает уникальное образование, называемое периплазматическим пространством периплазмой Муреиновый мешок встроен периплазму и состоит всего лишь из одного слоя. Размер пилей варьирует от 0, 1 до 20 мкм длину и от 2 до 11 нм диаметре Встречаются пили различной архитектуры от тонких нитевидных до толстых прочных палочкообразных с осевыми отверстиями Пили могут располагаться перитрихиально или только на конце клетки Одна клетка может иметь фимбрии разных типов. Соросовский образовательный журнал Биология Химия Науки о земле Физика Математика N 5. Сходство и различия строении клеток растений животных и грибов биология презентация сходство и различия строении клеток биология презентация сходство и различия строении клеток биология презентация сходство и различия строении клеток Особенности. Она содержит качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген Докажите, что клеточная теория обобщила ряд биологических открытий и предсказала новые открытия Прокариоты возникли на Земле несколько миллиардов лет назад и представлены исключительно одноклеточными организмами.

У всех клеток растений, многоклеточных животных, у простейших и бактерий клеточная мембрана трехслойна наружный и внутренний слои состоят из молекул белков, средний из молекул липидов Она ограничивает цитоплазму от внешней среды, окружает все органоиды клетки и представляет собой универсальную биологическую структуру. К истокам русского языка В этой рубрике мы рассмотрим всё связанное с Русским языком, а так же с языками родственных народов Рассмотрим разные гипотезы происхождения. В 1835, прежде, чем заключительная теория клетки была развита, Джан Эванджелиста Перкин наблюдал маленькие гранулы, смотря на ткань образца через микроскоп Теория ячейки, сначала развитая 1839 Маттиасом Джакобом Шлеиденом и Зэодором Шуонном, заявляет, что все организмы составлены из одной или более клеток, что все клетки происходят от существующих ранее клеток, что жизненные функции организма происходят пределах клеток, и что все клетки содержат наследственную информацию, необходимую для того, чтобы регулировать функции клетки и для того, чтобы передать информацию к следующему поколению клеток. Клетка слово прибывает от латинского cellula, значения, маленькой комнаты Описательный срок для наименьшей живущей биологической структуры был выдуман Робертом Хуком книге, которую он издал 1665, когда он сравнил клетки пробки, которые он видел через его микроскоп как маленькие комнаты, которых живут монахи.

Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чемто вроде жидкой плазмы или золя, котором плавают ядро и другие органоиды На самом деле это не так Внутреннее пространство эукариотической клетки строго упорядочено Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек служащих внутриклеточными дорогами и специальных белков динеинов и кинезинов играющих роль двигателей Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки.

Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо и экзоцитоз как предполагается, именно благодаря эндоцитозу эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, том числе митохондрии и пластиды Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот обеспечение деления ядра митоз и мейоз и тела цитотомия эукариотной клетки деление прокариотических клеткок организовано проще Различия строении цитоскелета объясняют и другие отличия про и эукариот например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних Так, размеры прокариотических клеток составляют среднем 0, 5 5 мкм размеры эукариотических среднем от 10 до 50 мкм Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов птичьем яйце весь желток это одна огромная яйцеклетка, нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров длину. Разрушение клеточной структуры например, при злокачественных опухолях носит название анаплазии.

За указанный период, составляющий примерно 6 всего времени существования жизни на нашей планете, произошли эволюционные преобразования, предопределившие лицо современного органического мира и, следовательно, появление человека Знакомство с важнейшими из них помогает понять стратегию жизни. Из изложенного можно заключить, что эволюция жизни на Земле характеризуется следующими общими чертами Вопервых, возникнув виде простейших одноклеточных форм, жизнь своем развитии закономерно порождала существа со все более сложным типом организации тела, совершенными функциями, повышенной степенью независимости от прямых влияний со стороны окружающей среды на выживаемость Вовторых, любые варианты живых форм, возникавшие на планете, сохраняются столь долго, сколь долго существуют геохимические, климатические, биогеографические условия, удовлетворяющие достаточной мере их жизненным запросам Втретьих, своем развитии отдельные группы организмов проходят стадии подъема и нередко спада Стадия, достигнутая группой на данный исторический момент, определяется по тому месту, которое ей принадлежит на этот момент органическом мире зависимости от численности и распространенности.

Развитию событий или явлений во времени соответствует понятие прогресса С учетом описанных выше общих черт процессе исторического развития жизни наблюдаются три формы прогресса, качественно отличающиеся друг от друга Эти формы поразному характеризуют положение соответствующей группы организмов, достигнутое итоге предшествующих этапов эволюции, экологические и эволюционные перспективы. Биологическим прогрессом называют состояние, когда численность особей группе от поколения к поколению растет, расширяется территория ареал их расселения, нарастает количество подчиненных групп более низкого ранга таксонов Биологический прогресс соответствует понятию процветания Из ныне существующих групп к процветающим относят насекомых, млекопитающих Период процветания, к примеру, пресмыкающихся завершился около 60 70 млн лет назад.

Морфофизиологический прогресс означает состояние, приобретаемое группой процессе эволюции, которое дает возможность части ее представителей выжить и расселиться среде обитания с более разнообразными и сложными условиями Такое становится возможным благодаря появлению существенных изменений строении, физиологии и поведении организмов, расширяющих их приспособительные возможности за рамки обычных для предковой группы Из трех главных сред обитания наземная представляется наиболее сложной Соответственно выход животных на сушу, например группе позвоночных, был связан с рядом радикальных преобразований конечностей, дыхательной и сердечнососудистой систем, процесса размножения. Появление среди земных обитателей человека соответствует качественно новому состоянию жизни Переход к этому состоянию, хотя и был подготовлен ходом эволюционного процесса, означает смену законов, которым следует развитие человечества, с биологических на социальные Вследствие названной смены выживание и неуклонный рост численности людей, их расселение по территории планеты, проникновение глубины океана, недра Земли, воздушное и даже космическое пространство определяются результатами труда и интеллектуальной деятельности, накоплением и преумноженном ряду поколений опыта преобразующих воздействий на природную среду Эти воздействия превращают природу очеловеченную среду жизни людей.

Ряд последовательных крупных эволюционных изменений, таких, как эукариотический тип организации клеток, многоклеточность, возникновение хордовых, позвоночных и, наконец, млекопитающих животных что обусловило конечном итоге появление человека, составляет историческом развитии жизни линию неограниченного прогресса Обращение к трем формам прогресса, названным выше, помогает раскрыть главные стратегические принципы эволюции жизни, от которых зависят ее сохранение во времени и распространение по разным средам обитания Вопервых, эволюция по своим результатам на любом из этапов носит приспособительный характер Вовторых, процессе исторического развития закономерно повышается уровень организации живых форм, что соответствует прогрессивному характеру эволюции. Чем выше уровень морфофизиологической организации, тем большее количество энергии требуется для ее поддержания В силу этого еще один стратегический принцип эволюции заключается освоении новых источников и эффективных механизмов энергообеспечения жизненных процессов. Клеточная теория Особенности строения прокариотических и эукариотических клеток Основные положения современной клеточной теории 9 окт 2006 Табл Сравнительная характеристика эукариотических клеток существенное отличие это и наличие пластид у растительных Мезосомы мембранные структуры прокариотической клетки, которые В эукариотических клетках, отличие от клеток прокариот, имеются.

Ход холодной войны Самыми кульминационными моментами противостояния были 194950 годы, когда осуществилос. Начать обзор проблемы уместно с рассмотрения тех главных особенностей эукариот, которые обеспечили их эволюционноэкологический успех. Огромные преимущества, несомненно, должно было дать эукариотам и биоте целом возникновение полового процесса, что привело к целому комплексу весьма важных последствий появлению репродуктивной изоляции, эндогамных биологических видов и популяций, ди и полиплоидности и рекомбинационной изменчивости подробнее об этом см последнем разделе статьи Следует, однако, иметь виду, что у первых эукариот, по всей вероятности, еще не было полового процесса Многие преимущества эукариот могли проявиться лишь впоследствии, более или менее отдаленной эволюционной перспективе Для самых первых эукариот, повидимому, реальное значение имел лишь рост приспособляемости к нестабильной среде за счет развития модификационной изменчивости.

При образовании симбиотического организма сформировался химерный археобактериально эубактериальный геном, котором многие метаболитические системы оказались сдублированными Gupta, 1997 Избыточные элементы впоследствии редуцировались или меняли функцию Martin, Schnarrenberger, 1997 В частности, из двух механизмов формирования мембран у археобактерий основу мембран составляют эфиры изопреноидов, у эубактерий эфиры жирных кислот был выбран и сохранился только один эубактериальный Согласно одной из гипотез, образование ядерной мембраны могло стать побочным результатом экспрессии эубактериальных генов, ответственных за синтез мембран, археобактериальном генетическом окружении Martin, ssel, 2003 Существует и много других гипотез, вплоть до весьма экстравагантных, как, например, предположение о формировании клеточного ядра у археобактерии результате вирусной инфекции Takemura Серьезную проблему представляет отсутствие у прокариот явных аналогов такого неотъемлемого элемента эукариотической клетки, как цитоскелет, состоящий из микротрубочек митотическое веретено, жгутики и др, и связанной с ним способности к фагоцитозу Привлекательна гипотеза о происхождении микротрубчатых цитоскелетных структур комплексе с ядерной мембраной результате симбиоза археобактерии с подвижной эубактерией Хотя эта гипотеза не является общепризнаной, она продолжает развиваться и находит новых сторонников Dolan et al 2002 Предлагаются и другие гипотезы, например, о существовании прошлом особой группы прокариот хроноцитов, не относившихся ни к бактериям, ни к археям хроноциты имели цитоскелет и были способны к фагоцитозу они заглатывали различных бактерий и архей и дали начало эукариотам Hartman, Fedorov Эукариоты, повидимому, являются монофилетической группой, успешное слияние археобактерий с эубактериями единый организм, давший начало всем эукариотам, произошло только однажды истории Земли Gupta, 1997 Анализ митохондриальных геномов также показал монофилетическое происхождение митохондрий всех современных эукариот Литошенко Симбиотическая природа эукариот заставила некоторых исследователей всерьез задуматься о том, что, возможно, явления симбиогенеза играют эволюции гораздо большую роль, чем это принято считать что возникновение эукариот, лишайников и рифостроящих кораллов с их зооксантеллами отнюдь не курьезы и не исключения, а, возможно, просто наиболее очевидные проявления общего закона, который руководил и многими другими макроэволюционными событиями, пусть и не столь явной форме Margulis, Bermudes Гипотетическое сообщество прокариот коллективный предок эукариотической клетки.

Еще большую устойчивость должны были приобрести микробные сообщества с участием разнообразных настоящих эукариот Возможно, именно появление таких сообществ привело к новой вспышке развития строматолитовых формаций после минимума, наблюдавшегося интервале 2, 52, 3 млрд лет назад, причем сами строматолиты стали более массивными, чем Архее Семихатов и др 1999 Иначе трудно объяснить тот факт, что строматолитов Протерозое стало больше по сравнению с Археем, хотя абиотические условия явно стали менее благоприятными для цианобактерий изза снижения температуры и концентрации углекислого газа.

Раннее развитие систем регуляции, стабилизации и защиты генома у эукариот и отчасти у их археобактериальных предков дает основание полагать, что рассмотренные выше предковые микробные сообщества, так же как и первые смешанные прокариотноэукариотные сообщества, изначально развивались условиях, не вполне благоприятных для обычных архейских цианобактериальных матов Возможно, это происходило сравнительно мелководных местообитаниях, где условия среды были нестабильными, а ультрафиолетовое излучение более интенсивным Эти факторы могли дать микроорганизмам с более эффективной системой защиты и регуляции генома селективное преимущество Такая точка зрения противоречит высказывавшейся ранее гипотезе о глубоководном происхождении эукариот Bernhard et al 2000 эта гипотеза основывалась, по сути дела, просто на том, что условиях жесткого ультрафиолетового излучения жить вообще труднее С предположением о более или менее экстремальных условиях предковом биотопе эукариот согласуется высказанное рядом авторов мнение о том, что археобактерии, ставшие основой симбиотического организма, были ацидотермофильными Dolan et al 2002 В связи с этим следует напомнить, что конце архея, согласно модели Сорохтина и Ушакова 2002, вода океане могла иметь температуру до 60 о С и pH порядка 35 Современные цианобактериальные маты, включающие разнообразных гетеротрофных симбионтов и обитающие основном экстремальных местообитаниях Paerl et al 2000, экологическом и структурном отношении можно рассматривать как аналоги предкового сообщества эукариот.

Впрочем, данная вспышка разнообразия могла быть связана и с определенными эволюционными изменениями а именно с появлением у древних эукариот полового процесса Едва ли удастся точно установить, когда именно произошло это важнейшее эволюционное событие Ясно лишь, что оно должно было стать мощнейшим стимулом для роста биоразнообразия. Появление эукариот можно по праву назвать эталонным ароморфозом В этом событии предельно ярко проявилась общая прогрессивная направленность биологической эволюции Прогресс здесь выразился не только усложнении организации, расширении суммарной адаптивной зоны Жизни, росте биомассы и численности, повышении автономности организмов и но и, прежде всего, повышении устойчивости и приспособляемости живых систем Красилов На примере эукариот отчетливо видно, что появление новых форм жизни, том числе новых крупных таксонов, следует рассматривать не как результат эволюции какихто отдельных филетических линий или клад, а как закономерный и неизбежный эффект развития систем высшего порядка сообществ, биосферы и, возможно, конечном счете всей планеты как единого целого. В основе этой идеи лежит тот факт, что внутри прокариотических клеток нет мембран, способных защитить всю клетку от токсических продуктов, образующихся процессе метаболизма.

 

© Copyright 2017-2018 - articles-study

 
Рекомендуем