Трефилова Раиса Поликарповна

Учебно-методический материал «Особенности строения и жизнедеятельности прокариотической и эукариотической клетки»

Материал опубликован 5 July 2018 в группе

Биология: подготовка к ГИА

1524

МБОУ «Карагайская СОШ № 2»

с. Карагай, Пермский край

Особенности строения и жизнедеятельности

прокариотической и эукариотической клетки

Систематизация материала

по теме «Цитология»

10-11 класс, УМК любой

Подготовила:

Трефилова Раиса Поликарповна,

учитель биологии,

МБОУ «Карагайская СОШ № 2»,

Карагай – 2018

Задание для учащихся:

Обобщите материал по теме «Прокариотические и эукариотические клетки», заполните таблицу.

Особенности строения и жизнедеятельности

прокариотической и эукариотической клетки

Признак	Прокариоты	Эукариоты
Особенности строения клетки
Наличие ядра
Наличие ядрышек
Число хромосом и их строение
Организация генома
Размер клеток
Плазмиды
Капсула или слизистый слой
Клеточная стенка
Мезосома
Одномембранные органоиды
Двумембранные органоиды
Немембранные органоиды
Жгутики
Включения
Особенности жизнедеятельности
16. Движение цитоплазмы
17. Фагоцитоз и пиноцитоз
18. Спорообразование
19. Аэробное клеточное дыхание
20. Фотосинтез
21. Способы деления клетки
22. Открытие клеток

Эталон для проверки выполненного задания

Особенности строения и жизнедеятельности

прокариотической и эукариотической клетки

(* - определения терминов даны в словарике)

Признак	Прокариоты	Эукариоты
Особенности строения клетки
Наличие ядра В 1937 году Э. Чаттон предложил делить все организмы по типу клеточного строения на прокариот и эукариот, и в 1961 году Стейниер и Ван Ниль окончательно оформили это разделение.	Обособленного ядра нет.	Морфологически обособленное ядро, отделённое от цитоплазмы двойной мембраной. Ядро состоит из двухмембранной ядерной оболочки и немембранных структур: хромосом, ядрышка, ядерного сока - или кариоплазмы (нуклеоплазма) -это полужидкая бесструктурная жидкость, которая заполняет полость между хроматином и ядрышками.
Наличие ядрышек	Отсутствуют	Имеются. В клетке может быть от одного до 7 ядрышек.
Число хромосом и их строение	У бактерий ОДНА кольцевая хромосома – двухцепочечная ДНК, не связанная с белками-гистонами. ДНК прикреплена к мезосоме*. У цианобактерий – несколько хромосом в центре цитоплазмы.	У каждого вида определённое число хромосом (например, у дрозофилы – 8 хромосом, у человека - 46). Хромосомы линейные, ДНК связана с белками-гистонами*
Организация генома	Имеется до 1,5 тыс. генов. Большинство генов представлены в единственной копии (за исключением нескольких генов, кодирующих синтез РНК)	В зависимости от вида от 5 до 200 тыс. генов (у человека около 40 тыс. генов). Гены, представленные в нескольких копиях, - до 45 %. При этом число копий одного гена может достигать нескольких тысяч). Это повышает надёжность работы генома.
Размер клеток	Диаметр – 0, 5 – 5 мкм*	Диаметр обычно до 50 мкм. Объём клетки эукариотов может превышать объём прокариотической клетки более, чем в 1000 раз.
Плазмиды*	Имеются.	Имеются у митохондрий и пластид.
Капсула или слизистый слой	Имеется у некоторых бактерий.	Отсутствует.
Клеточная стенка, её состав	Имеется, содержит муреин*. У цианобактерий в составе клеточной стенки – немного муреина, целлюлоза, пектиновые вещества.	У растений – целлюлоза. У грибов – хитин. У животных клеток - клеточной стенки НЕТ!
Мезосома*	Имеется. Участвует в делении и метаболизме (аналогично энергетическому обмену в митохондриях эукариотов)	Отсутствует
Одномембранные органоиды*	Отсутствуют. Их функции выполняют выросты клеточной мембраны.	Имеются. К ним относятся: эндоплазматический ретикулюм (ЭПС- эндоплазматическая сеть), вакуоли, лизосомы, аппарат Гольджи, плазмалемма, тонопласт, сферосомы*.
Двухмембранные органоиды	Отсутствуют.	Митохондрии - у всех эукариотов, пластиды – у растений.
Немембранные органоиды	Рибосомы.	Рибосомы. Центросома* - клеточный центр в клетках животных, их НЕТ у высших растений, низших грибов и некоторых простейших. Гиалоплазма* - матрикс цитоплазмы, её основная часть, (бесцветная коллоидная система в клетке).
Рибосомы	Мельче, чем у эукариотов –70 S, распространены по цитоплазме, могут быть связаны с мембранными структурами. Составляют до 40 % массы клетки, синтезируют белки.	Крупные – 80 S, располагаются свободно или на мембранах ЭПС, образуя гранулярную (шероховатую) ЭПС. В пластидах и митохондриях – рибосомы по размеру схожи с бактериальными – 70 S. Синтез белка.
Жгутики	Простое строение, не содержат микротрубочек, размер 20 нм*.	Сложное строение с микротрубочками, размер – 200 нм.
Включения	Жировые капли, зерна белка, кристаллы солей и т.д.	Непостоянные клеточные структуры, представляют собой отложения веществ, временно не участвующих в обмене веществ. Минеральные (например, кристаллы солей), трофические (гранулы белков, полисахаридов, капли липидов), витаминные, пигментные ( гранулы пигмента в клетках сетчатки глаза) и др. Запасное вещество у растений – крахмал, у грибов и животных - гликоген.
Особенности жизнедеятельности
16. Движение цитоплазмы	Отсутствует.	Часто наблюдается, например, в клетках листа растений.
17. Фагоцитоз и пиноцитоз	Отсутствует из-за жёсткой клеточной стенки	Есть у клеток животных. Отсутствует у клеток грибов и растений, препятствует клеточная стенка.
18. Спорообразование	Некоторые бактерии образуют споры как приспособление для перенесения неблагоприятных условий.	Спорообразование характерно при бесполом размножении. Спорообразование встречается у простейших (споровики -малярийный плазмодий), грибов, водорослей, мхов, плаунов, хвощей и папоротников.
19. Аэробное клеточное дыхание	У бактерий – в мезосомах, у цианобактерий - на цитоплазматических мембранах.	В митохондриях.
20. Фотосинтез	Хлоропластов нет. Происходит на мембранах, называемых фотосинтетическими.	В хлоропластах, содержащих специальные мембраны, собранные в граны*.
21. Способы деления клетки	Поперечное деление на две клетки, редко – почкование (почкующиеся бактерии). Митоза и мейоза нет.	Митоз. Мейоз. Амитоз.
22. Открытие клеток	Впервые бактерии увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук. Название «бактерии» ввёл в употребление в 1828 году Христиан Эренберг, в 1850-х годах Луи Пастер изучал физиологию бактерий. Далее в изучение прокариотов внесли вклад Роберт Кох, Бейеринк Мартинус Виллем и Виноградский Сергей Николаевич.*	1665 г. – английский учёный Р.Гук. 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук описал простейших животных. В 1838 г. М.Шлейден и Т.Шванн в 1839 г. сформулировали положения клеточной теории. Ядро растительной клетки открыл Р.Броун. К.М.Бэр открыл яйцеклетку млекопитающих. 1858 г. – Р.Вирхов – все клетки возникают из клеток путём деления.

Словарик

Белки-гистоны - обширный класс ядерных белков, выполняющих две основные функции: они участвуют в упаковке нитей ДНК в ядре и в эпигенетической регуляции таких ядерных процессов, как транскрипция, репликация и репарация.

Мезосомы - мембранные структуры прокариот, впячивания плазматической мембраны клетки прокариотов, выполняющие функцию аэробного дыхания, аналоги митохондрий эукариот.

Мкм - микрометр – микрон - это одна миллионная метра или одна тысячная миллиметра. 1 мкм = 0,001 мм.; 10 мкм = 0,01 мм.

Плазми́ды — небольшие молекулы ДНК, физически отдельные от геномных хромосом и способные реплицироваться автономно. Как правило, плазмиды встречаются у бактерий и представляют собой двухцепочечные кольцевые молекулы ДНК. У низших эукариот (например, дрожжей) встречаются также небольшие автономные, преимущественно кольцевые молекулы ДНК. К плазмидам часто относят генетический материал митохондрий и пластид, представленный кольцевой молекулой ДНК.

Муреин (пептидогликан)- полисахарид, выполняющий опорную функцию в оболочках бактериальных клеток, имеет сетчатую структуру.

Кле́точная мембра́на (также цитолемма, плазмалемма, или плазматическая мембрана) — эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов. Отделяет содержимое любой клетки от внешней среды, обеспечивая её целостность; регулирует обмен между клеткой и средой; внутриклеточные мембраны разделяют клетку на специализированные замкнутые отсеки — компартменты или органеллы (органоиды).

Органоиды (органеллы) - постоянные клеточные структуры, клеточные органы, обеспечивающие выполнение специфических функций в процессе жизнедеятельности клетки.

Тонопласт - белково-липидная избирательно проницаемая мембрана, окружающая вакуоль растительной клетки и сходная по структуре с плазмалеммой и мембранами эндоплазматической сети.

Сферосомы (олеосомы) - одномембранные органеллы растительных клеток, выполняющие функцию накопления липидов.

Центросома - клеточный центр - немембранный органоид в клетках эукариот, состоит из двух центриолей, обязательны для клеток животных, их НЕТ у высших растений, низших грибов и некоторых простейших.

Гиалоплазма - матрикс цитоплазмы - составляет внутреннюю среду клетки. Она состоит из воды (90 %) и различных биополимеров(7 %) белков, заполняет все пространство между плазматической мембраной, оболочкой ядра и другими органоидами.

Нанометр - дольная единица измерения длины в Международной системе единиц (СИ), равная одной миллиардной части метра (10-9 или 1/1.000.000.000 м).

Хлоропласт - оболочка состоит из двух мембран — внешней и внутренней, между которыми находится межмембранное пространство. Внутри хлоропласта, путем отшнуровывания от внутренней мембраны, образуется сложная тилакоидная структура. Гелеобразное содержимое хлоропласта называется стромой.

Каждый тилакоид отделен от стромы одинарной мембраной. Внутреннее пространство тилакоида называется люмен. Тилакоиды в хлоропласте объединяются в стопки — граны. Количество гран различно. Между собой они связаны особыми удлиненными тилакоидами — ламеллами. Обычный же тилакоид похож на округлый диск.

В строме содержатся собственное ДНК хлоропластов в виде кольцевой молекулы, РНК и рибосомы прокариотического типа. Таким образом, это полуавтономный органоид, способный самостоятельно синтезировать часть своих белков. Считается, что в процессе эволюции хлоропласты произошли от цианобактерий, начавших жить внутри другой клетки.

Изучение прокариотов - Впервые бактерии увидел в оптический микроскоп и описал в 1676 году голландский натуралист Антони ван Левенгук.

Название «бактерии» ввёл в употребление в 1828 году Христиан Эренберг.

В 1850-х годах Луи Пастер положил начало изучению физиологии и метаболизма бактерий, а также открыл их болезнетворные свойства.

Дальнейшее развитие медицинская микробиология получила в трудах Роберта Коха, которым были сформулированы общие принципы определения возбудителя болезни (постулаты Коха). В 1905 году он был удостоен Нобелевской премии за исследования туберкулёза.

Основы общей микробиологии и изучения роли бактерий в природе заложили Бейеринк Мартинус Виллем и Виноградский Сергей Николаевич.

Изучение строения бактериальной клетки началось с изобретением электронного микроскопа в 1930-е годы. В 1937 году Э. Чаттон предложил делить все организмы по типу клеточного строения на прокариот и эукариот, и в 1961 году Стейниер и Ван Ниль окончательно оформили это разделение. Развитие молекулярной биологии привело к открытию в 1977 году К. Вёзе коренных различий и среди самих прокариот: между бактериями и археями.

Изучение эукариотов - 1665 г. - Роберт Гук при помощи примитивного светового микроскопа увидел на срезе пробки крошечные «ячейки», которые он назвал клетками.

1671 г. - Мальпиги, Грю, Фонтана подтвердили исследования Гука на других биологических объектах. Ученые указывают на наличие клеточных стенок.

1670-е годы — итальянский медик и натуралист М. Мальпиги и английский натуралист Н. Грю описали в разных органах растений «мешочки, или пузырьки» и показали широкое распространение у растений клеточного строения. Грю рассматривал стенки клеток как волокна, поэтому он ввёл термин «ткань».

1677 г. - Левенгук усовершенствовал микроскоп. Отшлифованные вручную линзы давали увеличение в 275 раз. С помощью своего микроскопа Левенгук открыл одноклеточных животных.

В 19 веке были созданы микроскопы с увеличением в 1200 раз, с хорошим, четким изображением без искажения. Были открыты протоплазма и ядро. Знания накапливались, совершенствовалась техника микроскопирования. Опираясь на имеющиеся данные и собственные исследования, немецкий ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн в 1839 году почти одновременно, независимо друг от друга, пришли к выводу, что клетка является элементарной единицей строения всех растительных и животных организмов. М.Шлейден и Т.Шванн сформулировали основные положения клеточной теории, которая впоследствии развивалась многими учеными.

Рудольф Вирхов позднее (1855 г.) дополнил её важнейшим положением (всякая клетка происходит от другой клетки).

Источники информации

Биологический энциклопедический словарь. https://gufo.me/dict/biology

Богданова Т.Л., Солодова Е.А. Биология: справочник для старшеклассников и поступающих в ВУЗы/ Т.Л.Богданова, Е.А.Солодова. – 3-е изд.-М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2008.

Кириленко А.А., Колесников С.И. Биология. Подготовка к ЕГЭ-2013: учебно-методическое пособие/А.А.Кириленко, С.И.Колесников. – Ростов-на-Дону: Легион, 2012.

Учебник по биологии, УМК любой.