Citiți informațiile .

Celulă- un sistem complex format din trei subsisteme structurale si functionale ale aparatului de suprafata, citoplasma cu organele si nucleul.

procariote(pre-nucleare) - celule care, spre deosebire de eucariote, nu au un nucleu celular formalizat și alte organite membranare interne.

eucariote(nucleare) - celule care, spre deosebire de procariote, au un nucleu celular format, limitat de citoplasmă de membrana nucleară.

Caracteristici comparative ale structurii celulelor procariote și eucariote

Structura	Celulele eucariote	celule procariote
	Sunt plante, ciuperci; absent la animale la animale. Compus din celuloză (în plante) sau chitină (în ciuperci)	Mânca. Compus din molecule polimerice proteine-carbohidrat
	Este și este înconjurat de o membrană	Zona nucleară; fără membrană nucleară
		Inel; practic nu conține proteine. Transcripția și translația au loc în citoplasmă
		Da, dar sunt mai mici
	Majoritatea celulelor au
	Toate organismele, cu excepția plantelor superioare, au	Unele bacterii au
	găsite în celulele vegetale	Nu. Fotosinteza verde și violet are loc în bactrioclorofile (pigmenti)
Imagine	Celulă eucariotă	celula procariota

perete celular- un înveliș rigid al celulei, situat în afara membranei citoplasmatice și care îndeplinește funcții structurale, de protecție și de transport. Se găsește în majoritatea bacteriilor, arheilor, ciupercilor și plantelor. Celulele animale și multe protozoare nu au perete celular.

Plasma(celular) membrană- structura superficiala, periferica care inconjoara protoplasma celulelor vegetale si animale.

Miez- o parte obligatorie a celulei în multe organisme unicelulare și multicelulare.

Termenul „nucleu” (lat. Nucleu) a fost folosit pentru prima dată de R. Brown în 1833, când a descris structurile sferice pe care le-a observat în celulele vegetale.

Citoplasma- partea extranucleara a celulei care contine organele. Este limitat de mediu prin membrana plasmatică.

Cromozomii- Elemente structurale ale nucleului celular care conțin ADN, care conține informațiile ereditare ale organismului.

Reticulul endoplasmatic(EPS) - organoid celular; un sistem de tubuli, vezicule si „cisterne” delimitate de membrane.

Situat în citoplasma celulei. Participa la procesele metabolice, asigurand transportul substantelor din mediu catre citoplasma si intre structurile intracelulare individuale.

Ribozomi- particule intracelulare formate din ARN ribozomal si proteine. Prezent în celulele tuturor organismelor vii.

Complexul Golgi(aparatul Golgi) - un organoid celular implicat în formarea produselor sale metabolice (diverse secrete, colagen, glicogen, lipide etc.), în sinteza glicoproteinelor.

Golgi Camillo(1844 - 1926) - histolog italian.

A dezvoltat (1873) o metodă de preparare a preparatelor de țesut nervos. S-au stabilit două tipuri de celule nervoase. Descris așa-numitul. Aparatul Golgi si altele.Premiul Nobel (1906, impreuna cu S. Ramon y Cajal).

Lizozomi- structuri din celulele organismelor animale și vegetale care conțin enzime care pot descompune (adică, liza - de unde și numele) proteine, polizaharide, peptide, acizi nucleici.

Mitocondriile- organitele celulelor animale și vegetale. Reacțiile redox apar în mitocondrii, oferind celulelor energie. Numărul de mitocondrii dintr-o celulă variază de la câteva la câteva mii. Ele sunt absente la procariote (funcția lor este îndeplinită de membrana celulară).

Vacuole- cavități umplute cu lichid (sevă celulară) în citoplasma celulelor vegetale și animale.

Cilia- excrescențe filamentoase subțiri și asemănătoare perilor de celule capabile să se miște. Caracteristic pentru ciliați, viermi ciliari, la vertebrate și oameni - pentru celulele epiteliale ale tractului respirator, oviducte, uter.

Flagelii- excrescențe citoplasmatice mobile filamentoase ale celulei, caracteristice multor bacterii, tuturor flagelatelor, zoosporilor și spermatozoizilor animalelor și plantelor. Acestea servesc la deplasarea într-un mediu lichid.

Cloroplaste- organele intracelulare ale unei celule vegetale în care are loc fotosinteza; sunt colorate în verde (conțin clorofilă).

microtubuli- structurile intracelulare proteice care alcătuiesc citoscheletul.

Sunt cilindri tubulari cu un diametru de 25 nm.

În celule, microtubulii joacă rolul componentelor structurale și sunt implicați în multe procese celulare, inclusiv mitoză, citokineza și transportul vezicular.

Microfilamente(MF) - fire formate din molecule proteice și prezente în citoplasma tuturor celulelor eucariote.

Au un diametru de aproximativ 6-8 nm.

Organele(organele) - componente celulare permanente care îndeplinesc anumite funcții în viața celulei.

Cărți folosite:

1. Biologie: un ghid complet pentru pregătirea pentru examen. / G.I. Lerner. - M.: AST: Astrel; Vladimir; VKT, 2009

2. Biologie: manual. pentru elevii din învățământul general de clasa a 11-a. Instituții: Nivel de bază / Ed. prof. I.N. Ponomareva. - Ed. a II-a, revizuită. - M.: Ventana-Graf, 2008.

3. Biologie pentru solicitanții la universități. Curs intensiv / G.L. Bilich, V.A. Kryzhanovsky. - M.: Editura Onyx, 2006.

4. Biologie generală: manual. pentru 11 celule. educatie generala instituții / V.B. Zaharov, S.G. Sonin. - Ed. a II-a, stereotip. - M.: Dropia, 2006.

5. Biologie. Biologie generală. Clasele 10-11: manual. pentru învăţământul general instituții: nivel de bază / D.K. Belyaev, P.M. Borodin, N.N. Vorontsov și alții, ed. D.K.Belyaeva, G.M.Dymshits; Ros. acad. Științe, Ros. acad. învăţământ, editura „Iluminismul”. - Ed. a 9-a. - M.: Educație, 2010.

6. Biologie: ghid de studiu / A.G.Lebedev. M.: AST: Astrel. 2009.

7. Biologie. Curs complet de liceu: manual pentru școlari și solicitanți / M.A.Valovaya, N.A.Sokolova, A.A. Kamensky. - M.: Examen, 2002.

Resurse de internet utilizate.

Procariotele sau celulele prenucleare sunt primele organisme vii de pe Pământ. În ciuda structurii primitive a celulei procariote, bacteriile, arheile și cianobacteriile au putut supraviețui până în zilele noastre.

Componente

Procariotele sunt formate din trei componente:

• scoici;
• citoplasmă;
• material genetic.

Învelișul procariotelor este format din trei straturi:

• plasmalema - o membrană subțire care acoperă citoplasma;
• peretele celular - un înveliș exterior rigid care conține proteina mureină;
• capsulă - o structură de protecție formată din polizaharide sau proteine.

Capsula (stratul mucos, învelișul) este o componentă opțională a celulei. Este format pentru a proteja împotriva condițiilor adverse, cum ar fi uscarea sau înghețul. Aceasta este o barieră suplimentară care poate proteja celula de viruși (bacteriofagi). La unele bacterii, capsula servește ca o sursă suplimentară de aprovizionare cu substanțe.

Orez. 1. Învelișul procariotelor.

Citoplasma procariotelor este o substanță asemănătoare gelului care conține:

TOP 2 articolecare citesc împreună cu asta

• substanțe anorganice;
• proteine;
• polizaharide;
• metaboliți (produse ale metabolismului).

Caracteristica principală a structurii unei celule procariote este absența unui nucleu. Informația genetică sub formă de ADN circular este stocată direct în citoplasmă și formează o structură necaracteristică eucariotelor - nucleoidul.
Pe lângă nucleoid, citoplasma procariotelor conține în mod constant:

• ribozomi - structuri formate din două subunități care realizează biosinteza proteinelor;
• mezosom - un pliu de plasmălemă care realizează replicarea ADN-ului și respirația celulară (analog mitocondriilor);
• organele de mișcare - flageli lungi, formați din flagelina proteică și pili scurti, formați din proteina pilin.

În citoplasmă, pe lângă organele, pot exista rezerve de substanțe - incluziuni:

• glicogen;
• amidon;
• volutină (metacromatină) - granule de acid polifosforic;
• picături de grăsime;
• sulf.

Plasmidele sunt structuri nepermanente ale procariotelor. Constă din molecule individuale mici de ADN pe care bacteriile le pot schimba în timpul transferului orizontal al genelor.

Orez. 2. Organelele celulei prenucleare.

Divizia

Procariotele se reproduc prin fisiune directă sau binară – amitoză. Celula nu este pregătită pentru acest proces. Diviziunea începe cu duplicarea ADN-ului circular pe mezozom fără formarea de cromozomi.
Procesul poate fi împărțit condiționat în două etape:

• mitoză - replicarea și divergența ADN-ului;
• citokineza - separarea prin constricție a întregului conținut al celulei.

Fiecare celulă fiică primește un inel de ADN. Cu toate acestea, restul structurilor sunt distribuite neuniform.

Orez. 3. Diviziunea bacteriilor.

ADN-ul bacterian, care formează un nucleoid, poate include câteva milioane de nucleotide. Cu toate acestea, bacteriile se adaptează rapid la condițiile nefavorabile datorită schimbului constant de gene situate în plasmide scurte de ADN.

Ce am învățat?

Din lecția de clasa a X-a, am aflat despre structura și scopul funcțional al organelelor unei celule procariote. Procariotele includ bacteriile, cianobacteriile și arheile. Nu au nucleu, informația genetică este localizată direct în citoplasmă sub forma unei structuri încurcate - nucleoid. Pe lângă un ADN circular, celulele pot conține molecule mici de ADN sub formă de plasmide. Procariotele se reproduc prin amitoză și sunt capabile să facă schimb de gene.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 3.9. Evaluări totale primite: 227.

Celula este unitatea elementară a structurii și vieții tuturor în viaţă organisme(cu exceptia virusuri, care sunt adesea denumite forme de viață non-celulare), care are propriul metabolism, este capabil de existență independentă, auto-reproducere și dezvoltare. Toate organismele vii fie ca multicelulare animalelor, plantelorȘi ciuperci, constau din mai multe celule, sau, tot atâtea protozoareȘi bacterii, sunt organisme unicelulare. Ramura biologiei care se ocupă cu structura și funcția celulelor se numește citologie. Recent, a devenit, de asemenea, obișnuit să se vorbească despre biologia celulară, sau biologia celulară.

Diferențele dintre celulele vegetale și cele animale

semne	celula plantei	celulă animală
plastide	Cloroplaste, cromoplaste, leucoplaste	Dispărut
Metoda de hrănire	Autotrof (fototrof, chimiotrof)
sinteza ATP	În cloroplaste, mitocondrii	în mitocondrii
Defalcarea ATP	În cloroplaste și în toate părțile celulei unde este nevoie de energie	În toate părțile celulei unde este nevoie de energie
Centrul de celule	În plantele inferioare	În toate celulele
Peretele celular de celuloză	Situat în afara membranei celulare	Absent
Incluziuni	Rezervă nutrienții sub formă de boabe de amidon, proteine, picături de ulei; vacuole cu seva celulară; cristale de sare	Rezervă nutrienții sub formă de cereale și picături (proteine, grăsimi, carbohidrați, glicogen); produse finite metabolice, cristale de sare, pigmenți
	Cavități mari umplute cu seva celulară - o soluție apoasă de diferite substanțe (rezervă sau produse finite). Rezervoare osmotice ale celulei.	Vacuole contractile, digestive, excretoare. De obicei mici.

Caracteristici generale 1. Unitatea sistemelor structurale - citoplasmă și nucleu. 2. Asemănarea proceselor de metabolism și energie. 3. Unitatea principiului codului ereditar. 4. Structura membranei universale. 5. Unitatea compoziției chimice. 6. Asemănarea procesului de diviziune celulară.

structura celulară

Toate formele de viață celulară de pe Pământ pot fi împărțite în două regate, în funcție de structura celulelor lor constitutive:

procariote (prenucleare) - mai simple ca structură și au apărut mai devreme în procesul de evoluție;

eucariote (nucleare) - mai complexe, au apărut mai târziu. Celulele care alcătuiesc corpul uman sunt eucariote.

În ciuda varietății formelor, organizarea celulelor tuturor organismelor vii este supusă unor principii structurale uniforme.

Conținutul celulei este separat de mediu printr-o membrană plasmatică sau plasmalemă. În interiorul celulei este umplut cu citoplasmă, care conține diverse organite și incluziuni celulare, precum și material genetic sub forma unei molecule de ADN. Fiecare dintre organelele celulei îndeplinește propria sa funcție specială și, împreună, toate determină activitatea vitală a celulei în ansamblu.

celula procariota

Structura unei celule procariote tipice: capsulă, perete celular, plasmalema, citoplasmă,ribozomi, plasmidă, băut, flagel,nucleoid.

procariote (din lat. pro- înainte, înainte și greacă κάρῠον - miez, nuc) - organisme care, spre deosebire de eucariote, nu au un nucleu celular format și alte organite membranare interne (cu excepția rezervoarelor plate la speciile fotosintetice, de exemplu, în cianobacteriile). Singura moleculă circulară mare (la unele specii - liniară) dublu catenară ADN, care conține cea mai mare parte a materialului genetic al celulei (așa-numitul nucleoid) nu formează un complex cu proteine- histonele(asa numitul cromatina). Procariotele sunt bacterii, inclusiv cianobacteriile(alge albastre-verzi) și arheea. Descendenții celulelor procariote sunt organele Celulele eucariote - mitocondriileȘi plastide. Conținutul principal al celulei, care își umple întregul volum, este o citoplasmă granulară vâscoasă.

Celulă eucariotă

Eucariotele sunt organisme care, spre deosebire de procariote, au o structură celulară. miez separate de citoplasmă prin învelișul nuclear. Materialul genetic este închis în mai multe molecule lineare de ADN dublu catenar (în funcție de tipul de organisme, numărul acestora pe nucleu poate varia de la două la câteva sute), atașate din interior de membrana nucleului celular și formându-se în vastul nucleu. majoritar (cu exceptia dinoflagelate) complex cu proteine- histonele, numit cromatina. Celulele eucariote au un sistem de membrane interne care formează, pe lângă nucleu, o serie de alte organele (reticulul endoplasmatic, aparate Golgi si etc.). În plus, marea majoritate au intracelulare permanente simbionti- procariote - mitocondriile, și în alge și plante - de asemenea plastide.

Structura unei celule eucariote

Reprezentarea schematică a unei celule animale. (Când faceți clic pe oricare dintre numele componentelor celulei, veți fi direcționat la articolul corespunzător.)

Complex de suprafață celulară animală

Constă din glicocalix, plasmalemă și stratul cortical subiacent citoplasmă. Membrana plasmatică se mai numește și plasmalemă, membrana celulară exterioară. Aceasta este o membrană biologică, de aproximativ 10 nanometri grosime. Oferă în primul rând o funcție de delimitare în raport cu mediul extern celulei. În plus, ea face spectacol functia de transport. Celula nu irosește energie pentru a menține integritatea membranei sale: moleculele sunt ținute conform aceluiași principiu prin care moleculele de grăsime sunt ținute împreună - hidrofob Este mai avantajos din punct de vedere termodinamic ca părțile moleculelor să fie situate în imediata apropiere unele de altele. Glicocalixul este o moleculă de oligozaharidă, polizaharidă, glicoproteină și glicolipidă ancorată la plasmalemă. Glicocalixul îndeplinește funcții de receptor și marker. membrană plasmatică animalelor celulele constă în principal din fosfolipide și lipoproteine ​​intercalate cu molecule de proteine, în special, antigeni de suprafață și receptori. În stratul cortical (adiacent membranei plasmatice) al citoplasmei există elemente specifice citoscheletului - microfilamente de actină ordonate într-un anumit fel. Funcția principală și cea mai importantă a stratului cortical (cortex) este reacțiile pseudopodiale: ejecția, atașarea și contracția pseudopodiilor. În același timp, microfilamentele sunt rearanjate, prelungite sau scurtate. Forma celulei (de exemplu, prezența microvilozităților) depinde și de structura citoscheletului stratului cortical.

Structuri celulare	Celulă eucariotă	celula procariota
membrana citoplasmatica	Mânca	Mânca; invaginările membranei formează mezosomi
Miez	Are o membrană cu două membrane, conține unul sau mai mulți nucleoli	Nu; există un echivalent nucleu - nucleoid - o parte a citoplasmei care conține ADN care nu este înconjurat de o membrană
material genetic	Molecule de ADN liniare asociate cu spatele	Molecule de ADN circulare care nu sunt asociate cu proteine
Reticulul endoplasmatic	Mânca	Nu
Complexul Golgi	Mânca	Nu
Lizozomi	Mânca	Nu
Mitocondriile	Mânca	Nu
plastide	Mânca	Nu
Centrioli, microtubuli, microfilamente	Mânca	Nu
Flagelii	Dacă sunt prezente, ele constau din microtubuli înconjurați de o membrană citoplasmatică	Dacă sunt prezente, nu conțin microtubuli și nu sunt înconjurate de o membrană citoplasmatică
perete celular	Există plante (tăria, dă celuloză) și ciuperci (tăria dă chitină)	Da (tăria dă peptidoglican)
capsulă sau stratul mucoasei	Nu	Unele bacterii au
Ribozomi	Da, mare (80S)	Da, mic (70S)

Teste:

1. Suportul vital la orice nivel este asociat cu fenomenul de reproducere. La ce nivel de organizare, reproducerea se realizează pe baza sintezei matriceale

A. Molecular

B. subcelular

V. Celular

G. Tkanev

D. La nivelul organismului

2. S-a stabilit că în celulele organismelor nu există organele membranare și materialul lor ereditar nu are o organizare nucleozomală. Care sunt aceste organisme?

A. Protozoare

B. Viruși

B. Ascomicete

G. Eucariote

D. Procariote

3. La o lecție de biologie, profesorul a cerut să indice în lucrul de laborator gradul de mărire al microscopului, care a fost folosit în studiul micropreparatelor. Unul dintre elevi nu a putut face față singur sarcinii. Cum se calculează corect acest indicator?

A. Înmulțiți indicatorii indicați pe toate obiectivele microscopului

B. Împărțiți valoarea unui obiectiv cu o mărire mai mică la valoarea unui obiectiv cu o mărire mai mare

B. Înmulțiți mărirea obiectivului și a ocularului

D. Împărțiți mărirea obiectivului la ocular

E. Scădeți valorile indicate pe toate obiectivele microscopului din valoarea măririi ocularului

4. La studierea micropreparatului, studentul, după ce a fixat-o pe masa obiectului și a obținut iluminarea optimă a câmpului vizual, a instalat lentila „x40” și a privit în lentilă. Profesorul l-a oprit pe elev și a spus că s-a făcut o greșeală fundamentală în timpul lucrului. Ce greșeală a fost făcută?

A. Nu a meritat repararea micropreparatului

B. Studiul micropreparatului ar fi trebuit început cu un obiectiv de mărire scăzută

B. Iluminarea este reglată ultima

D. Fixarea medicamentului se efectuează înainte de finalizarea studiului

D. Toate manipulările trebuie efectuate în ordine inversă.

5. Existența vieții la toate nivelurile este determinată de structura nivelului inferior. Ce nivel de organizare precede și asigură existența vieții la nivel celular:

A. Populație-specie

B. Tkaneva

B. Molecular

G. Organismic

D. Biocenotic

Sarcini pentru controlul cunoștințelor:

1. Când a încercat să studieze un micropreparat folosind un microscop cu lumină, cercetătorul a constatat că întreg câmpul vizual era întunecat. Care ar putea fi cauza acestui fenomen? Cum se rezolvă această problemă?

2. Când a încercat să studieze un micropreparat folosind un microscop cu lumină, cercetătorul a descoperit că doar jumătate din câmpul vizual era iluminat. Care ar putea fi cauza acestui fenomen? Cum se rezolvă această problemă?

3. Ce manipulări ar trebui efectuate dacă obiectul observat nu este clar vizibil când se folosește un microscop cu lumină?

A) dacă ocularul are denumirea „x15”, iar pe lentilă „x8”

B) dacă mărirea lentilei ocularului este „x10”, iar obiectivul este „x40”

6. Materiale pentru analiză cu profesorul și controlul asimilării acestuia:

6.1. Analiza cu profesorul a problemelor cheie pentru stăpânirea temei lecției.

6.2. Demonstrarea de către profesor a metodelor practic trucuri pe subiect.

6.3. Material pentru Control stăpânirea materialului:

Întrebări pentru discuții cu profesorul:

1. Biologia medicală ca știință despre bazele vieții umane, studiind modelele de ereditate, variabilitate, dezvoltare individuală și evolutivă, precum și problemele de adaptare morfofiziologică și socială a unei persoane la condițiile de mediu în legătură cu esența sa biosocială.

2. Etapa actuală de dezvoltare a biologiei generale și medicale. Locul biologiei în sistemul de educație medicală.

3. Esența vieții. proprietățile celor vii. Formele de viață, proprietățile și atributele sale fundamentale. Definirea conceptului de viață la nivelul actual de dezvoltare a științei biologice.

4. Niveluri structurale de organizare a vieții condiționate evolutiv; structuri elementare de niveluri şi fenomene biologice de bază care le caracterizează.

5. Semnificația ideilor despre nivelurile de organizare a celor vii pentru medicină.

6. Locul special al omului în sistemul lumii organice.

7. Raportul dintre fenomenele fizico-chimice, biologice și sociale din viața umană.

8. Sisteme optice în cercetarea biologică. Structura microscopului luminos și regulile de lucru cu acesta.

9. Tehnica de realizare a micropreparatelor temporare, studiul si descrierea acestora. Metode pentru studiul structurii celulare

Partea practică

1. Folosind instrucțiunile, studiați structura microscopului și regulile de lucru cu acesta.

2. Deprindeți abilitățile de a lucra cu un microscop și de a face preparate temporare din fibre de vată, solzi de aripi de fluture. Examinați micropreparatele: piele de bulb, frunza de elodea, frotiu de sânge de broaște, studiați fontul tipografic.

3. Introduceți graficul structurii logice „Structura microscopului” în protocol.

4. Introduceți în protocolul „Reguli pentru lucrul cu microscopul”

5. Completați tabelul „Niveluri de organizare și cercetare a unui organism multicelular”.

Informații conexe:

Cautare site:

Celulele procariote sunt mai mici și mai simple decât celulele eucariote. Printre ele nu există organisme multicelulare, doar că uneori formează o aparență de colonii. Procariotelor le lipsește nu numai un nucleu celular, ci și toate organelele membranare (mitocondrii, cloroplaste, ER, complex Golgi, centrioli etc.).

Procariotele includ bacterii, alge albastre-verzi (cianobacterii), arhee etc. Procariotele au fost primele organisme vii de pe Pământ.

Funcțiile structurilor membranare sunt îndeplinite de excrescențe (invaginări) ale membranei celulare în interiorul citoplasmei. Sunt tubulare, lamelare, de altă formă. Unii dintre ei se numesc mezosomi. Pigmenții fotosintetici, enzimele respiratorii și alte enzime sunt localizate pe astfel de formațiuni diverse și astfel își îndeplinesc funcțiile.

La procariote, există un singur cromozom mare în partea centrală a celulei ( nucleoid), care are o structură inelară. Conține ADN. În loc de proteine ​​care dau formă cromozomului ca eucariotele, aici există ARN. Cromozomul nu este separat de citoplasmă printr-o membrană, așa că ei spun că procariotele sunt organisme fără nucleu. Cu toate acestea, într-un singur loc, cromozomul este atașat de membrana celulară.

Pe lângă nucleoid, structura celulelor procariote conține plasmide (cromozomii mici au și o structură inelar).

Spre deosebire de eucariote, citoplasma procariotelor este imobilă.

Procariotele au ribozomi, dar sunt mai mici decât ribozomii eucarioți.

Celulele procariote se disting prin structura complexă a membranelor lor. Pe lângă membrana citoplasmatică (plasmalemma), au un perete celular, precum și o capsulă și alte formațiuni, în funcție de tipul de organism procariot. Peretele celular îndeplinește o funcție de susținere și împiedică pătrunderea substanțelor nocive. Peretele celular bacterian conține mureină (o glicopeptidă).

Pe suprafața procariotelor există adesea flageli (unul sau mai mulți) și diferite vilozități.

Cu ajutorul flagelilor, celulele se deplasează într-un mediu lichid. Vilozitățile îndeplinesc diferite funcții (furnizează neumezire, atașare, transferă substanțe, participă la procesul sexual, formând o punte de conjugare).

Celulele procariote se divid prin fisiune binară. Nu au mitoză sau meioză. Înainte de divizare, nucleoidul se dublează.

Procariotele formează adesea spori, care sunt o modalitate de a supraviețui condițiilor nefavorabile. Sporii unui număr de bacterii rămân viabile la temperaturi ridicate și extrem de scăzute. Când se formează un spor, celula procariotă este acoperită cu o membrană groasă și densă. Structura sa internă se schimbă oarecum.

Structura unei celule eucariote

Peretele celular al unei celule eucariote, spre deosebire de peretele celular al procariotelor, este format în principal din polizaharide. La ciuperci, principala polizaharidă care conține azot este chitina. În drojdie, 60-70% dintre polizaharide sunt glucan și manan, care sunt asociate cu proteine ​​și lipide. Funcțiile peretelui celular al eucariotelor sunt aceleași cu cele ale procariotelor.

Membrana citoplasmatică (CPM) are, de asemenea, o structură cu trei straturi. Suprafața membranei are proeminențe apropiate de mezosomii procarioți. CMP reglează procesele metabolismului celular.

La eucariote, CPM este capabil să capteze picături mari care conțin carbohidrați, lipide și proteine ​​din mediu. Acest fenomen se numește pinocitoză. CPM-ul unei celule eucariote este, de asemenea, capabil să capteze particule solide din mediu (fenomenul de fagocitoză). În plus, CPM este responsabil pentru eliberarea produselor metabolice în mediu.

Orez. 2.2 Schema structurii unei celule eucariote:

1 perete celular; 2 membrana citoplasmatică;

3 citoplasmă; 4 miez; 5 reticul endoplasmatic;

6 mitocondrii; 7 complexul Golgi; 8 ribozomi;

9 lizozomi; 10 vacuole

Nucleul este separat de citoplasmă prin două membrane cu pori. Porii celulelor tinere sunt deschiși, servesc pentru migrarea precursorilor ribozomilor, mesager și transfer ARN din nucleu în citoplasmă. În nucleul din nucleoplasmă există cromozomi, alcătuiți din două molecule de ADN cu lanț asemănător unui fir conectate la proteine. Nucleul mai conține un nucleol bogat în ARN mesager și asociat cu un cromozom specific, organizatorul nucleolar.

Funcția principală a nucleului este participarea la reproducerea celulară. Este purtătorul de informații ereditare.

Într-o celulă eucariotă, nucleul este cel mai important, dar nu singurul purtător de informații ereditare. Unele dintre aceste informații sunt conținute în ADN-ul mitocondriilor și cloroplastelor.

Structura membranei mitocondriale care conține două membrane exterioară și interioară, foarte pliate. Enzimele redox sunt concentrate pe membrana interioară. Funcția principală a mitocondriilor este de a furniza energie celulei (formarea de ATP). Mitocondriile sunt un sistem de auto-reproducere, deoarece are propriul său ADN circular cromozom și alte componente care fac parte dintr-o celulă procariotă normală.

Reticulul endoplasmatic (RE) este o structură membranară formată din tubuli care pătrund pe toată suprafața interioară a celulei. Este netedă și aspră. Pe suprafața ES aspru sunt ribozomi mai mari decât cei ai procariotelor. Membranele ES conțin, de asemenea, enzime care sintetizează lipide, carbohidrați și sunt responsabile pentru transportul de substanțe în celulă.

Complexul Golgi are rezervoare de vezicule cu membrană turtită în care se realizează ambalarea și transportul proteinelor în interiorul celulei. În complexul Golgi are loc și sinteza enzimelor hidrolitice (locul de formare a lizozomilor).

Lizozomii conțin enzime hidrolitice. Aici are loc o scindare a biopolimerilor (proteine, grăsimi, carbohidrați).

Vacuolele sunt separate de citoplasmă prin membrane. Vacuolele de rezervă conțin nutrienți pentru celule de rezervă, în timp ce vacuolele de zgură conțin produse metabolice inutile și substanțe toxice.

Cel mai evident diferența dintre procariote și eucariote este că acestea din urmă au un nucleu, care se reflectă în numele acestor grupuri: „karyo” este tradus din greaca veche ca nucleu, „pro” - înainte, „eu” - bun. Prin urmare, procariotele sunt organisme pre-nucleare, eucariotele sunt nucleare.

Cu toate acestea, aceasta este departe de a fi singura și poate nu principala diferență dintre organismele procariote și eucariote. Nu există deloc organele membranare în celulele procariote.(cu rare excepții) - mitocondrii, cloroplaste, complex Golgi, reticul endoplasmatic, lizozomi.

Funcțiile lor sunt îndeplinite de excrescențe (invaginări) ale membranei celulare, pe care se află diferiți pigmenți și enzime care asigură procese vitale.

Procariotele nu au cromozomi eucarioți. Principalul lor material genetic este nucleoidul, de obicei în formă de inel. În celulele eucariote, cromozomii sunt complexe de proteine ​​ADN și histonă (au un rol important în ambalarea ADN-ului). Aceste complexe chimice se numesc cromatina. Nucleoidul procariotelor nu conține histone, iar moleculele de ARN asociate îi dau forma.

Cromozomii eucarioți sunt localizați în nucleu. La procariote, nucleoidul este localizat în citoplasmă și este de obicei atașat într-un singur loc de membrana celulară.

Pe lângă nucleoid, celulele procariote au un număr diferit de plasmide - nucleoizi cu o dimensiune semnificativ mai mică decât cea principală.

Numărul de gene din nucleoidul procariotelor este cu un ordin de mărime mai mic decât în ​​cromozomi. Eucariotele au multe gene care îndeplinesc o funcție de reglare în raport cu alte gene. Acest lucru face posibil ca celulele eucariote ale unui organism multicelular, care conțin aceeași informație genetică, să se specializeze; modificându-vă metabolismul, răspundeți mai flexibil la schimbările din mediul extern și intern. Structura genelor este, de asemenea, diferită. La procariote, genele din ADN sunt aranjate în grupuri - operoni. Fiecare operon este transcris ca o singură unitate.

Există, de asemenea, diferențe între procariote și eucariote în procesele de transcripție și traducere. Cel mai important lucru este că în celulele procariote aceste procese pot avea loc simultan pe o moleculă de matrice (informații) ARN: în timp ce acesta este încă sintetizat pe ADN, ribozomii sunt deja „stau” la capătul său final și sintetizează proteine. În celulele eucariote, ARNm suferă așa-numita maturare după transcripție. Și numai după aceea, proteinele pot fi sintetizate pe ea.

Ribozomii procariotelor sunt mai mici (coeficient de sedimentare 70S) decât cei ai eucariotelor (80S). Numărul de proteine ​​și molecule de ARN din compoziția subunităților ribozomului diferă. Trebuie remarcat faptul că ribozomii (precum și materialul genetic) mitocondriilor și cloroplastelor sunt similare cu procariotele, ceea ce poate indica originea lor din organisme procariote antice care se aflau în interiorul celulei gazdă.

Procariotele diferă de obicei prin structura mai complexă a cochiliilor lor. Pe lângă membrana citoplasmatică și peretele celular, au și o capsulă și alte formațiuni, în funcție de tipul de organism procariot. Peretele celular îndeplinește o funcție de susținere și împiedică pătrunderea substanțelor nocive. Peretele celular bacterian conține mureină (o glicopeptidă). Printre eucariote, plantele au un perete celular (componenta sa principală este celuloza), ciupercile au chitină.

Celulele procariote se divid prin fisiune binară. Ei au nu există procese complexe de diviziune celulară (mitoză și meioză) caracteristice eucariotelor. Deși înainte de divizare, nucleoidul se dublează, la fel ca cromatina din cromozomi. În ciclul de viață al eucariotelor se observă o alternanță de faze diploide și haploide. În acest caz, de obicei predomină faza diploidă. Spre deosebire de ei, procariotele nu au acest lucru.

Celulele eucariote variază în dimensiune, dar în orice caz, ele sunt semnificativ mai mari decât celulele procariote (de zeci de ori).

Nutrienții pătrund în celulele procariotelor numai cu ajutorul osmozei. În celulele eucariote, în plus, poate fi observată și fago- și pinocitoză („captură” de alimente și lichide folosind membrana citoplasmatică).

În general, diferența dintre procariote și eucariote constă în structura clar mai complexă a acestora din urmă. Se crede că celulele de tip procariot au apărut prin abiogeneză (evoluție chimică pe termen lung în condițiile Pământului timpuriu). Eucariotele au apărut ulterior din procariote, prin combinarea lor (ipoteze simbiotice, precum și himerice) sau prin evoluția reprezentanților individuali (ipoteza invaginării). Complexitatea celulelor eucariote le-a permis să organizeze un organism multicelular, în proces de evoluție pentru a oferi toată diversitatea principală a vieții de pe Pământ.

Tabel cu diferențele dintre procariote și eucariote

TrăsăturăProcarioteEucariotenucleul celular Organele membranare membranele celulare material genetic Divizia multicelularitate Ribozomi Metabolism Origine

Nu	Mânca
Nu. Funcțiile lor sunt îndeplinite prin invaginări ale membranei celulare, pe care se află pigmenții și enzimele.	Mitocondrii, plastide, lizozomi, RE, complex Golgi
Mai complexe, există diverse capsule. Peretele celular este format din mureină.	Componenta principală a peretelui celular este celuloza (la plante) sau chitina (la ciuperci). Celulele animale nu au perete celular.
Semnificativ mai puțin. Este reprezentat de un nucleoid și plasmide, care au formă de inel și sunt situate în citoplasmă.	Cantitatea de informații ereditare este semnificativă. Cromozomi (formați din ADN și proteine). caracterizat prin diploidie.
Diviziunea celulară binară.	Există mitoză și meioză.
Nu este tipic pentru procariote.	Ele sunt reprezentate atât de forme unicelulare, cât și de forme pluricelulare.
mai mic	Mai mare
Mai diverse (heterotrofe, autotrofe care fotosintetizează și chemosintetizează în diverse moduri; respirație anaerobă și aerobă).	Autotrofiază numai la plante prin fotosinteză. Aproape toate eucariotele sunt aerobe.
Din natura neînsuflețită în procesul de evoluție chimică și prebiologică.	Din procariote în cursul evoluției lor biologice.

Celulele eucariote

Cea mai complexă organizare este inerentă celulelor eucariote ale animalelor și plantelor. Structura celulelor animale și vegetale se caracterizează prin asemănări fundamentale, dar forma, dimensiunea și masa lor sunt extrem de diverse și depind de faptul dacă organismul este unicelular sau multicelular. De exemplu, diatomeele, euglenoidele, drojdiile, mixomicetele și protozoarele sunt eucariote unicelulare, în timp ce marea majoritate a altor tipuri de organisme sunt eucariote multicelulare, numărul de celule în care variază de la câteva (de exemplu, la unii helminți) la miliarde. (la mamifere) pe organism. Corpul uman este format din aproximativ 10 celule diferite, care diferă prin funcțiile lor.

În cazul oamenilor, există peste 200 de tipuri de celule diferite. Cele mai numeroase celule din corpul uman sunt celulele epiteliale, printre care se numără celulele keratinizante (păr și unghii), celulele cu funcții de absorbție și barieră (în tractul gastro-intestinal, tractul urinar, cornee, vagin și alte sisteme de organe), celule de căptușeală. organele interne și cavitățile (pneumocite, celule seroase și multe altele). Există celule care asigură metabolismul și acumularea de substanțe de rezervă (hepatocite, celule adipoase). Un grup mare este format din celule epiteliale și ale țesutului conjunctiv care secretă matrice extracelulară (amiloblaste, fibroblaste, osteoblaste și altele) și hormoni, precum și celule contractile (mușchii scheletici și cardiaci, iris și alte structuri), celule sanguine și sistemul imunitar ( eritrocite, neutrofile, eozinofile, bazofile, limfocite T și altele). Există și celule care acționează ca traductoare senzoriale (fotoreceptori, receptori tactili, auditivi, olfactivi, gustativi și alți receptori). Un număr semnificativ de celule sunt reprezentate de neuroni și celule gliale ale sistemului nervos central. Există, de asemenea, celule specializate ale cristalinului ochiului, celule pigmentare și celule hrănitoare, denumite în continuare celulele inferioare. Sunt cunoscute și multe alte tipuri de celule umane.

În natură, nu există o celulă tipică, deoarece toate sunt caracterizate de o diversitate extremă. Cu toate acestea, toate celulele eucariote diferă semnificativ de celulele procariote într-un număr de proprietăți, în primul rând în volum, formă și dimensiune. Volumul majorității celulelor eucariote depășește volumul procariotelor de 1000-10.000 de ori. Un astfel de volum de celule procariote este asociat cu conținutul din ele al diferitelor organite care îndeplinesc diferite funcții celulare. Celulele eucariote se caracterizează și prin prezența unei cantități mari de material genetic, concentrat în principal într-un număr relativ mare de cromozomi, ceea ce le oferă mari oportunități de diferențiere și specializare.

O caracteristică la fel de importantă a celulelor eucariote este că ele se caracterizează prin compartimentare asigurată de prezența sistemelor membranare interne. Ca urmare, multe enzime sunt localizate în anumite compartimente. De exemplu, aproape toate enzimele care catalizează sinteza proteinelor în celulele animale sunt localizate în ribozomi, în timp ce enzimele care catalizează sinteza fosfolipidelor sunt concentrate în principal pe membrana citoplasmatică a celulei. Spre deosebire de celulele procariote, celulele eucariote au un nucleol.

Celulele eucariote, în comparație cu celulele procariote, au un sistem mai complex de percepere a substanțelor din mediu, fără de care viața lor este imposibilă. Există și alte diferențe între celulele eucariote și cele procariote.

Forma celulelor este cea mai diversă și adesea depinde și de funcțiile pe care le îndeplinesc. De exemplu, multe protozoare sunt ovale, în timp ce celulele roșii din sânge sunt discuri ovale, iar celulele musculare de la mamifere sunt alungite. Dimensiunile celulelor eucariote sunt microscopice (Tabelul 3).

Unele tipuri de celule se caracterizează prin dimensiuni semnificative. De exemplu, dimensiunea celulelor nervoase la animalele mari ajunge la câțiva metri lungime, iar la om - până la 1 metru. Celulele țesuturilor individuale ale plantelor ajung la câțiva milimetri în lungime.

Se crede că, cu cât este mai mare un organism dintr-o specie, cu atât celulele sale sunt mai mari. Cu toate acestea, pentru speciile înrudite de animale care diferă ca mărime, celulele similare ca mărime sunt, de asemenea, caracteristice. De exemplu, eritrocitele au dimensiuni similare la toate mamiferele.

Celulele diferă și ca masă. De exemplu, o singură celulă hepatică umană (hepatocit) cântărește 19-9 g.

O celulă somatică umană (o celulă eucariotă tipică) este o formațiune formată din multe componente structurale de dimensiuni microscopice și submicroscopice (Fig. 46).

Utilizarea microscopiei electronice și a altor metode au făcut posibilă stabilirea unei diversități extraordinare în structura atât a învelișului și a citoplasmei, cât și a nucleului. În special, a fost stabilit principiul membranei structurii structurilor intracelulare, pe baza căruia se disting o serie de componente structurale ale celulei, și anume.

1. Care dintre următoarele structuri sunt prezente într-o celulă bacteriană?

Membrană citoplasmatică, nucleu, citoplasmă, diverse organite membranare, organite non-membranare.

Într-o celulă bacteriană există: membrană citoplasmatică, citoplasmă, organele nemembranare (ribozomi).

2. Care sunt caracteristicile structurale ale aparatului de suprafață al celulelor bacteriene?

Aparatul de suprafață al celulelor bacteriene include membrana citoplasmatică și peretele celular. În plus, în unele grupuri de bacterii, compoziția aparatului de suprafață poate include o membrană exterioară suplimentară sau capsulă mucoasă.

Structura și funcțiile plasmalemei bacteriene sunt similare cu cele ale eucariotelor, iar peretele celular diferă semnificativ ca structură de membranele celulare ale plantelor și ciupercilor - se bazează pe o rețea rigidă de polizaharidă mureină.

3. Ce este un cromozom bacterian? Plasmide? Ce sunt mezosomii?

Cromozomul bacterian este o moleculă circulară de ADN care se află direct în citoplasma celulei bacteriene. În plus, citoplasma poate conține molecule circulare mici de ADN care se pot duplica în mod autonom și pot fi transferate la celulele fiice în timpul diviziunii. Astfel de structuri extracromozomiale sunt numite plasmide.

Mezozomii sunt structuri membranare ale unei celule procariote, care sunt formate prin invaginarea plasmalemei în citoplasmă. Adesea au forma unor formațiuni răsucite într-o spirală sau o minge. Se crede că mezosomii pot lua parte la formarea partițiilor transversale în timpul diviziunii celulare și, de asemenea, pot servi ca loc pentru atașarea cromozomilor bacterieni.

4. Ce organisme se numesc aerobe? Anaerobi?

Aerobii sunt organisme care folosesc oxigenul pentru respirația celulară.

Anaerobii sunt organisme care sunt capabile să trăiască într-un mediu fără oxigen (oxigenul acționează asupra celulelor unor anaerobi și este complet dăunător).

5. Celulelor procariote le lipsesc organele precum mitocondriile, plastidele, complexul Golgi și reticulul endoplasmatic. Cum pot funcționa celulele lor fără aceste organite? De ce procariotele nu se pot „face” fără ribozomi?

La procariote, funcțiile organelelor membranare sunt îndeplinite de membrana citoplasmatică și derivații acesteia. De exemplu, celulele de cianobacterie conțin structuri membranare închise rotunjite - cromatofori, în care se află pigmenții fotosintetici, adică. Cromatoforii acționează ca cloroplaste.

Proteinele din celulele tuturor organismelor vii îndeplinesc funcții biologice extrem de importante, dintre care multe nu sunt capabile să îndeplinească alte substanțe. Biosinteza proteinelor se realizează exclusiv pe ribozomi. Prin urmare, procariotele, ca și alte organisme vii, nu se pot „face” fără ribozomi.

6. Comparați celulele procariote și eucariote după diverse caracteristici, identificați asemănările și diferențele.

Similitudine:

● Au un aparat de suprafață, incluzând o membrană citoplasmatică și un complex epimembranar. Structura și funcțiile similare ale membranei citoplasmatice.

● Există un aparat genetic reprezentat de ADN, precum și un sistem de biosinteză a proteinelor (toate tipurile de ARN, ribozomi).

● Celulele unor procariote și eucariote pot avea flageli.

Diferențe:

● Aparatul genetic al eucariotelor este reprezentat de molecule liniare de ADN situate în nucleul celulei. În celulele procariote, nu există nucleu; aparatul lor genetic este reprezentat de o moleculă circulară de ADN (cromozom bacterian) situată direct în citoplasma celulei.

● În celulele eucariote, spre deosebire de celulele procariote, există organele cu o singură membrană și cu două membrane. Prezența mezosomilor este caracteristică doar celulelor procariote.

● De regulă, celulele eucariote sunt mult mai mari decât celulele procariote.

● Peretele celular la procariote este construit din mureină, iar la eucariote - din celuloză sau chitină, sau este absent.

● Ribozomii procarioți sunt mai mici decât ribozomii eucarioți.

7*. Comparați structura organelelor cu două membrane (mitocondrii, cloroplaste) și a celulelor bacteriene. Ce asemănări se găsesc? Ghici care ar putea fi.

Similitudine:

● Aparatul genetic al mitocondriilor, cloroplastelor și bacteriilor este reprezentat de o moleculă circulară de ADN situată nu în nucleu, ci direct în mediul intern al acestor organite și celule (în matricea mitocondrială, în stroma cloroplastică, în citoplasma unui celula bacteriană).

● Membrana citoplasmatică a bacteriilor și membrana interioară a mitocondriilor și a cloroplastelor formează numeroase invaginări (mezozomi, criste și, respectiv, tilacoizi) care servesc la creșterea suprafeței.

● Dimensiuni comparabile. Dimensiunea medie a bacteriilor este de 0,25-10 microni, cloroplastele - 4-10 microni, mitocondriile au o lățime de 0,25-1 microni și o lungime de 1-60 microni.

Și (sau) alte caracteristici semnificative.

Conform teoriei simbiogenezei (endosimbiozei), mitocondriile și plastidele sunt organisme procariote modificate, care în vremurile străvechi (acum 2,5 - 1,5 miliarde de ani) s-au instalat în celule gazdă heterotrofe mai mari, și-au pierdut treptat autonomia și au devenit organele.

* Sarcinile marcate cu un asterisc impun elevilor să prezinte diverse ipoteze. Prin urmare, atunci când stabilește o notă, profesorul ar trebui să se concentreze nu numai pe răspunsul dat aici, ci să țină cont de fiecare ipoteză, evaluând gândirea biologică a elevilor, logica raționamentului lor, originalitatea ideilor etc. După aceea, este se recomandă familiarizarea elevilor cu răspunsul dat.