Кишечная палочка прокариот или эукариот
Прокариоты и эукариоты образуют надцарства в системе классификации живых организмов. Они составляют таксоны более низкого ранга – царства. Прокариоты создают царство бактерий, одноклеточных организмов. Эукариоты образуют 3 царства: грибы, растения и животные. Эти группы включают многоклеточные и одноклеточные организмы.
Прокариоты и эукариоты – основные понятия
Прокариоты – это доядерные одноклеточные организмы.
Именно они стояли у истоков эволюции, дали впоследствии ядерные организмы. Это бактерии.
Эукариоты – это ядерные клетки.
Они образуют живые организмы, состоящие из одной или множества клеток. Структура, содержащая ядро, дала все многообразие жизни.
Строение прокариотической клетки
Прокариоты устроены довольно просто. Размеры их очень малы – от 1 до 15 мкм. Следует отметить, что 1 мкм равен 0,001 мм. Отсюда становится понятным, насколько малы прокариоты.
Бактерии имеют разную форму:
кокки – шаровидные клетки;
бациллы – вытянутые палочки;
спириллы – извитые;
вибрионы – изогнутые.
В зависимости от того, к какой группе относятся бактерии, они могут существовать по отдельности, или образовывать скопления. Например, стрептококки образуют цепь из нескольких кокков. Стафилококки образуют скопление, которое напоминает гроздь винограда.
Характерная особенность прокариот – отсутствие оформленного ядра. Также отсутствуют мембранные органоиды.
Генетический материал находится в одной хромосоме. В её состав входит одна ДНК, которая не соединяется с белками. Кольцевая ДНК размещена прямо в цитоплазме.
Цитоплазма заполняет внутреннее пространство. Все немногочисленные органоиды находятся в ней.
Ферменты, обеспечивающие жизнедеятельность, распределены во внутреннем пространстве, или находятся на внутренней стенке мембраны.
Внутри клетки откладываются запасные вещества: жиры, полисахариды, полифосфаты. Они могут расходоваться клеткой по мере необходимости.
Снаружи бактерия покрыта цитоплазматической мембраной. Сверху расположена клеточная стенка, состоящая из муреина. Это смесь полисахаридов и белковых молекул. Клеточная стенка прикрыта слизистой капсулой.
Цитоплазматическая мембрана образует впячивания – мезосомы. Они выполняют функции недостающих органоидов.
Бактерия может иметь жгутики и пили – органоиды движения в жидкой среде.
Плюсы и минусы прокариот
Прокариоты играют и положительную и отрицательную роль. В качестве примера негативного влияния, можно отметить заболевания, возбудителем которых являются бактерии: туберкулёз, холера, тиф и другие.
Характеризуя положительное значение бактерий, можно отметить:
приготовление кисломолочной продукции с помощью бродильных прокариот;
бактерии-симбионты, обитающие в других организмах, приносящие пользу;
бактерии-разрушители органического опада и другие.
Строение эукариот
Эукариотическая клетка, образуя одноклеточный организм, существует самостоятельно. Также она может с другими клетками образовывать многоклеточные организмы.
В соответствии с организмом, образованным клеткой, существуют некоторые различия в её строении. Эти различия не так велики. Больше можно отметить черт сходства.
Эукариотическая клетка покрыта цитоплазматической мембраной. Она имеет многочисленные поры, образует складки, впячивания и выпячивания, что позволяет осуществлять поступление веществ с помощью пиноцитоза и фагоцитоза.
Пиноцитоз – это поступление капель жидкости. Фагоцитоз – это поступление твёрдых частичек через мембрану.
Растительная клетка имеет ещё прочную целлюлозную оболочку.
Ядерная клетка имеет множество мембранных органоидов:
Прежде всего, это оформленное ядро. Оно хранит и воспроизводит наследственную информацию. Также ядро регулирует жизнедеятельность клетки.
Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой – это среда, в которой идут все реакции и процессы. По цитоплазме перемещаются органоиды и вещества.
Эндоплазматическая сеть. Она бывает шероховатой, на ней идёт биосинтез белка. Жиры и углеводы синтезируются на гладкой сети.
Аппарат Гольджи – это совокупность уплощённых полостей, мешочков, цистерн. В нём упаковываются и хранятся вещества, которые клетка синтезирует.
Рибосомы – участвуют в образовании белка.
Митохондрии – накапливают энергию в виде АТФ.
Пластиды – есть только в клетках растений. Они обеспечивают процесс фотосинтеза, окраску цветов и плодов, а также способствуют накоплению органических веществ.
Вакуоли – присутствуют, как правило, в растительной клетке. Содержат клеточный сок, обеспечивает тургор клетки.
Лизосомы – отвечают за внутриклеточное пищеварение.
Клеточный центр или центриоли – присутствуют в клетке животных. Органоид принимает участие в делении клетки.
Цитоскелет – микротрубочки из белковых волокон. Они связаны с цитоплазматической мембраной, поддерживают определённую форму клетки.
Митохондрии и хлоропласты – это органоиды, состоящие из двух мембран. Поверхностная мембрана гладкая, внутренняя – формирует многочисленные выросты. Эти два органоида содержат свою ДНК.
Сходства и отличие прокариот и эукариот
Для прокариотов и эукариот характерны черты сходства и различия.
Их сравнение представлено в таблице.
Признаки сравнения | Прокариоты | Эукариоты |
Наличие ядра | Нет. Есть ДНК, расположенная в цитоплазме. Цитоплазма с ДНК носит название нуклеоид. | Присутствует оформленное ядро. |
Наличие мембранных органоидов | Нет | Есть |
Размножение | Отсутствует митоз и мейоз. Клетка делится просто надвое. | Митоз / мейоз |
Питание | Гетеротрофное (организмы не могут образовывать органические молекулы), автотрофное (организмы могут образовывать органические вещества). | Автотрофное (растения), гетеротрофное (животные). |
Рибосомы | Присутствуют, мелкие. | Присутствуют, более крупные. |
Клеточная стенка | Есть | Есть только у растительной клетки. |
Цитоплазма | Есть | Есть |
Строение прокариотической и эукариотической клеток представлено в виде схем на рисунке. Подписи помогают иметь наглядное представление о разнице в строении клеток.
Заключение
Значение клеток ядерных и неядерных организмов очень велико. С одноклеточных организмов начиналась эволюция. В настоящее время прокариоты и эукариотические организмы образуют все многообразие органического мира. Живые организмы участвуют в биологическом круговороте веществ. Имеют большое значение в жизнедеятельности человека.
Источник
У эукариотов в клетках есть ядро, у прокариотов нет ядра.
144
Автор: Алексей Морозов
Дата: 11.01.2021
Прокариоты – это такие живые организмы, в клетках которых нет ядра. У эукариотов, наоборот, все клетки с ядрами внутри. Это самое главное отличие, но есть и ряд других, более мелких. Давайте разбираться.
Какие организмы относятся к прокариотам, а какие – к эукариотам
Смотрите, есть организмы одноклеточные и многоклеточные. У одноклеточных весь организм – это всего лишь одна клетка. У многоклеточных (например, у дождевого червя, свиньи, человека) клеток много.
Если организм одноклеточный и он прокариотический (то есть у него нет ядра в этой одной клетке) – это бактерия.
Если он одноклеточный, но с ядром – это простейшее. К простейшим относятся, например, амебы, инфузории, эвглены и другие.
Если он многоклеточный, то он однозначно эукариот, потому что многоклеточных прокариот не бывает. Какой именно эукариот – надо уже смотреть, это может быть и растение, и гриб, и животное.
Получается вот такая схема:
Все организмы были поделены на прокариотов и эукариотов французским биологом Эдуардом Шаттоном в первой половине 20 века. А точнее в 1925 году.
Блесните знаниями
В школе достаточно описывать всех существующих организмов по моей схеме. Но вы можете еще добавить, что кроме бактерий к прокариотам относятся так называемые археи. Это почти те же бактерии, но у них есть некоторые различия в генетическом аппарате, в процессе синтеза белков и пр.
Да и по образу жизни они не очень совпадают – археи могут жить в среде, кислотность которой в 8 раз превышает кислотность желудочного сока. Некоторые из них способны размножаться только при температуре больше 100 градусов по Цельсию.
Что общего у клеток эукариот и прокариот
У них у всех есть цитоплазматическая мембрана. Это как бы оболочка, которая отделяет клетку от окружающей среды, защищает ее.
Внутри клетки у прокариот и эукариот есть цитоплазма – жидкость, которая связывает между собой все компоненты клетки, обеспечивает питание каждого органоида.
Чтобы любые клетки могли делиться (то есть размножаться), нужны ДНК (или РНК) и рибосомы. Рибосомы – это органоид в клетке, который, как фабрика, выпускает разные белковые соединения.
Итак, общее: цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, рибосомы, ДНК (или РНК).
Как они питаются
Большинство прокариот – гетеротрофы. Они не умеют из неорганических веществ делать органические, поэтому потребляют их в готовом виде. Так поступает, например, кишечная палочка, которая «кормится» в нашем организме и в благодарность создает для нас витамин К.
Так питаются и возбудители многих заболеваний, которые могут полностью уничтожить организм человека и животного, если вовремя их не вылечить.
Есть среди прокариотических организмов и небольшое количество автотрофов. Например, есть цианобактерии, которые могут на свету создавать органические вещества. Еще есть бактерии, которые умеют разлагать сероводород и использовать эту энергию для синтеза органики. Они тоже автотрофы.
Среди эукариот соотношения другие. Почти все растения – автотрофы, все грибы и все животные – гетеротрофы.
Какую роль они играют в круговороте органики
Большая часть прокариотов являются редуцентами – то есть они разлагают мертвую органику. Причем разлагают ее так, что от органики вообще ничего не остается. Органическое вещество полностью превращается в неорганическое.
Среди эукариотов есть как продуценты (растения), которые производят органику, так и консументы – которые едят органику, но не съедают ее полностью. Редуценты среди эукариотов – только грибы. Остальные организмы не умеют превращать органику в полностью неорганические вещества.
Чем различаются клетки эукариот и прокариот
У эукариот ДНК находится в ядре. У прокариот ядра нет, поэтому ДНК (или РНК) находится прямо в цитоплазме. Ее принято называть «нуклеоидом».
ДНК прокариот имеет кольцевую форму, а у эукариот ДНК линейные и собраны в хромосомы.
Рибосомы прокариот меньше по размерам, чем таковые у эукариот.
Эукариотическая клетка содержит еще кучу всяких органоидов, которых нет у доядерных организмов. Например, в клетке есть аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть (сокращенно – ЭПС), митохондрии, у растений еще есть хлоропласты, вакуоли с клеточным соком и так далее.
Как видите, строение клеток ядерных организмов намного более сложное.
Бывают ли у эукариот клетки без ядра
Да. Например, у человека есть три типа клеток крови: лейкоциты (которые обеспечивают иммунитет), эритроциты (переносят кислород) и тромбоциты (обеспечивают свертывание крови). Так вот, ядро есть только у лейкоцитов, остальные клетки его не содержат.
Но. Обратите внимание, клетки крови – это ведь не самостоятельный организм, это часть нашего организма, все остальные клетки которого – ядерные.
То есть эритроциты и тромбоциты – это не как бактерии, которые живут сами по себе, поодиночке.
К кому относятся вирусы
Ни к кому. Это вообще особая форма жизни. Вирусы в отличие от прокариот и эукариот – неклеточные существа, у них есть белковая оболочка, но клетки как таковой нет.
Как появились вирусы – никто не знает. Первыми организмами в эволюционной цепочке они быть не могли, прокариоты упроститься до вирусов тоже вряд ли могли.
Вопросы есть, ответов нет.
Кто лучше приспособлен к жизни
Считается, что прокариоты – самые низкоорганизованные живые существа. Они появились на земле первыми и были самыми простыми. От них впоследствии произошли эукариоты – более приспособленные, более развитые.
Но возникает вопрос. Если эволюция действительно есть, то эукариоты должны были вытеснить прокариотов. Бактерии в принципе должны были перестать существовать. Однако сегодня суммарная масса всех бактерий превышает массу растений и животных взятых вместе.
Вам это не кажется странным?
Споры бактерий ученые обнаруживают в воздухе на высоте 15 километров. Их достают из вечной мерзлоты, которой больше 3 миллионов лет, помещают в питательную среду и бактбакерии (которые 3 миллиона лет пролежали подо льдом!) оживают.
У меня складывается впечатление, что бактерии – самые приспособленные к жизни существа. И если произойдет атомный взрыв или если Солнце погаснет и Земля превратится в ледяной шарик, первыми умрут все эукариоты. А последними будут умирать именно прокариоты. Если они вообще будут умирать.
Такие выводы заставляют меня задумываться еще кое о чем. Была ли вообще эволюция? Правдивы ли гипотезы о том, что из одноклеточных прокариотов появились эукариоты, которые потом стали многоклеточными и развивались, развивались, развивались так, что доразвились в итоге до человека?
ЕЖЕНЕДЕЛЬНАЯ РАССЫЛКА
Получайте самые интересные статьи по почте и подписывайтесь на наши социальные сети
ПОДПИСАТЬСЯ
Источник
Клетки прокариот не имеют ядерной оболочки (греч. «про» — до, «карион» — ядро), отличаются мелкими размерами (обычно 1 — 5 мкм) и простотой строения.
поверхностный аппарат
Все клетки, в том числе и клетки прокариот, окружены цитоплазматической мембраной. Она изолирует содержимое клетки от окружающей среды, осуществляет транспорт веществ из клетки и в клетку, воспринимает сигналы из окружающей среды. Таким образом, мембрана обеспечивает поддержание постоянства внутриклеточной среды.
Поверх мембраны у прокариот (за исключением некоторых паразитических групп) находится клеточная стенка. Она выполняет функцию механической защиты клетки от внешних повреждений и давления воды изнутри клетки (в результате осмоса). У настоящих бактерий в основе клеточной стенки лежит муреин. Муреин — пептидогликан, который представляет собой длинные полисахаридные цепи, сшитые короткими пептидными мостиками. В результате формируется непрерывная молекулярная сетка, окружающая всю бактериальную клетку.
По строению поверхностного аппарата бактерии делятся на две большие группы — грамположительные (грам+) и грамотрицательные (грам–). Эти названия даны из-за разной способности таких клеток окрашиваться по Граму (определенный метод окрашивания).
У грамположительных бактерий муреиновый слой достаточно толстый. Также в их клеточной стенке содержатся особые соединения — тейхоевые кислоты.
У грамотрицательных бактерий тонкий муреиновый слой сверху покрыт второй мембраной. Между мембранами имеется периплазматическое пространство.
Рис. 1. Строение поверхности грам+ и грам– бактерий
У некоторых видов бактерий поверх клеточной стенки имеется дополнительный внешний слой, называемый капсулой. В отличие от стенки, он неплотный, прозрачный. Он состоит из непрочно связанных между собой полисахаридов и защищает клетку от механических повреждений, а в случае болезнетворных бактерий — от защитных систем организма-хозяина.
Рис. 2. Капсула бактерии. Раскрашенная электронная микрофотография
Рис. 3. Строение бактериальной клетки
внутреннее строение
На электронной микрофотографии внутри бактериальной клетки в электронный микроскоп можно увидеть области разной плотности.
Рис. 4
Более прозрачная для электронов (светлая) часть содержит ДНК и называется нуклеоидом (греч. «нуклеус» — ядро, «ойдес» — подобный). Она не отделена от остальной части клетки, называемой цитоплазмой, и имеет примерно такой же состав. ДНК у прокариот представлена, как правило, одной кольцевой молекулой, в определенной точке прикрепленной к цитоплазматической мембране.
По всему внутреннему пространству клетки бактерий разбросаны рибосомы, количество которых может достигать 10 000 на клетку. Из-за этого цитоплазма выглядит на электронной микрофотографии более темной, гранулярной. Кроме этого, внутри клетки имеются немногочисленные впячивания цитоплазматической мембраны, называемые мезосомами. Ранее считалось, что они являются местом синтеза АТФ; согласно новым данным, скорее всего, это артефакты фиксации, и дыхание происходит и в других участках мембраны.
Иногда в клетках некоторых бактерий наблюдаются гранулы каких-либо веществ. Они могут содержать запасные питательные вещества (полисахариды, капли жира, полифосфаты) или отходы обмена веществ, которые клетки не могут вывести наружу (сера, окислы железа и др.). Такие гранулы называются включениями (см. рис. 5).
Рис. 5
Снаружи от оболочки бактериальной клетки могут располагаться длинные нитевидные структуры двух типов. Первые из них — жгутики — представляют собой белковые спирали, способные вращаться относительно мембраны бактериальной клетки и обеспечивать движение бактерий за счет «ввинчивания» бактерии в среду. Жгутики есть не у всех бактерий. Вторая группа нитей — пили — не способна к движению, но обеспечивает прикрепление бактерий к другим клеткам.
Клеточная стенка придает бактериям постоянную форму. По форме клеток бактерии делятся на:
Палочковидные (бациллы), к которым относятся бактерии, вызывающие гниение продуктов, возбудители туберкулеза (палочка Коха), чумы (чумная палочка), гангрены (клостридии), а также кишечная палочка (обычный симбионт кишечника человека).
Шаровидные (кокки), например: золотистый стафилококк, вызывающий нагноение ран, и стрептококки, вызывающие ангины.
Имеющие форму запятой (вибрионы), например, возбудитель холеры — холерный вибрион.
Спиральные — спириллы, например: азоспириллы, обеспечивающие фиксацию атмосферного азота на рисовых полях, и спирохеты, например трепонема бледная — возбудитель сифилиса.
Рис. 6
спорообразование
Некоторые бактерии способны образовывать споры. Споры у бактерий служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий. Спора образуется внутри клетки (одна в каждой клетке). В ее состав обязательно входит генетический материал бактерии. Спора одевается плотной оболочкой, после чего все оставшиеся внешние части клетки отмирают.
Рис. 7. Споры в клетках возбудителя сибирской язвы
Споры бактерий, как правило, выдерживают кипячение. Уничтожить их можно только путем автоклавирования (обработка паром под давлением, обычно при температуре 120о С), прокаливания. Уничтожение всех бактерий и их спор называется стерилизацией.
ЭКОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ
Бактерии способны существовать в самых разнообразных условиях. Их находят в атмосфере на высоте нескольких километров и на дне океанов. Некоторые виды бактерий живут даже на глубине нескольких километров под землей в нефтяных и угольных пластах.
Бактерии, несмотря на свои малые размеры, осуществляют крупномасштабные процессы в биосфере.
1. Бактерии являются одной из важнейших групп редуцентов — организмов, осуществляющих разложение мертвого органического вещества.
2. Многие бактерии способны осуществлять образование органических веществ из неорганических, то есть являются автотрофами. Они могут делать это за счет фотосинтеза с использованием энергии света (фотоавтотрофы, прежде всего цианобактерии — зеленые, содержат хлорофилл, являются предками хлоропластов) или хемосинтеза — окисления неорганических веществ (хемоавтотрофы).
Рис. 8. Цианобактерии (фотосинтетики)
Таким образом, прокариоты могут являться производителями биомассы — продуцентами, в некоторых биоценозах важнейшими или единственными. Так, бактерии-хемосинтетики, прежде всего, окисляющие сероводород, являются единственными продуцентами в глубоководных экосистемах черных и белых курильщиков — океанических геотермальных источников.
Рис. 9
3. Только бактерии способны превращать молекулярный азот атмосферы в азот органических соединений, т. е. осуществлять азотфиксацию. Фиксируют азот, например, клубеньковые бактерии — симбионты бобовых растений, а также цианобактерии.
БАКТЕРИИ И ЧЕЛОВЕК
Бактерии играют важную роль в жизни человека.
Прежде всего надо сказать о болезнетворных бактериях, вызывающих различные заболевания человека, домашних животных и культурных растений (см. тему «Бактериальные и вирусные заболевания человека»).
Кроме того, бактерии вызывают порчу продуктов питания и разрушение различных материалов.
Ряд бактерий используется человеком в его хозяйственной деятельности. Бактерии используются в пищевой промышленности для получения йогуртов, простокваши, сыров и ряда других молочнокислых продуктов. Благодаря бактериям осуществляются процессы квашения капусты, засолки огурцов, силосования кормов.
Осуществляемые бактериями процессы брожения являются промышленным источником ряда веществ, таких как ацетон, молочная и масляная кислота.
Некоторые бактерии и близкие к ним актиномицеты вырабатывают антибиотики, используемые в медицине. Бактерии являются источником для получения ряда ферментов, используемых в пищевой промышленности, медицине и других отраслях.
АРХЕИ
Безъядерные, то есть прокариотные, клетки, имеет и совершенно особая группа живых организмов, отличающаяся и от бактерий, и от эукариот, — археи (см. тему «Основные царства живых организмов»). По размерам и строению клетки архей очень похожи на клетки бактерий, но сильно отличаются по биохимическим и молекулярно-биологическим признакам. Например, у части архей мембрана совершенно не похожа на мембраны всех остальных организмов — она состоит не из фосфолипидов, а из простых эфиров полиизопреноидных спиртов (то есть спиртов, образованных единицами изопрена, как, например, натуральный каучук). Клеточная стенка архей состоит либо из псевдомуреина, напоминающего муреин, либо из белков, что также не встречается у других организмов. Археи, в отличие от других бактерий, никогда не образуют спор.
Рис. 10. Клетки метаногенных архей (раскрашенная электронная микрофотография)
Рис. 11. Редвуд-Сити, Калифорния. Вид с воздуха. В соленых водоемах живут пурпурные археи
Изначально считалось, что все археи — экстремофилы, то есть обитают в экстремальных условиях. Археи живут в насыщенных солью озерах, таких как Мертвое море. Также они обитают в горячих источниках, где температура может превышать 100о С. Однако впоследствии археи были обнаружены и в других местообитаниях, включая почву, океаны, болота и толстую кишку человека. Многочисленны археи среди океанического планктона. Археи играют важную роль в круговоротах углерода и азота. Ни один из известных представителей архей не является паразитом или болезнетворным организмом, однако для них часто характерен симбиоз или комменсализм. Метанообразующие археи обитают в пищеварительном тракте человека и жвачных, где многочисленны и участвуют в процессах пищеварения. Метаногенные археи используются в производстве биогаза и очистке канализационных сточных вод. Ферменты архей-экстремофилов, сохраняющие активность при высоких температурах и в контакте с органическими растворителями, находят свое применение в биотехнологии.
Источник