Цели урока: изучить специфические особенности клеток растений, животных и грибов; выявить общие структуры в их строении; продолжить формирование представлений о двух уровнях клеточной организации – прокариотической и эукариотической; познакомить обучающихся с особенностями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток.

Маттиас Якоб Шлейден (), немецкий ботаник, один из создателей теории клеточного строения. Теодор Шванн (), немецкий гистолог и физиолог, один из создателей клеточной теории

Сходства в строении растительной, животной и грибной клеток Все ядерные клетки покрыты тончайшей мембраной, которая защищает внутреннее содержимое клеток, связывает их между собой и с внешней средой. Важнейший органоид всех клеток растений, животных и грибов ядро. Обычно оно находится в центре клетки и содержит одно или несколько ядрышек. В ядре имеются хромосомы специальные тельца, которые становятся видимыми только во время деления ядра. Они хранят наследственную информацию.

Сходства в строении растительной, животной и грибной клеток Обязательная часть клеток растений, животных и грибов бесцветная полужидкая цитоплазма. Она заполняет пространство между мембраной и ядром. В цитоплазме, кроме ядра, находятся и другие органоиды, а также запасные питательные вещества. Выводы: Общие черты в строении ядерных клеток говорят о родстве и единстве их происхождения.

Цитоплазма оболочка вакуоль ядро комплекс Гольджи рибосомы пластиды митохондрии 8 Размести цифры, согласно указанным терминам эндоплазматическая сеть 9
Задание: изучите текс учебника п. 2.7., составьте таблицу «Сходство и различия между прокариотами и эукариотами» Структура Эукариотическая клетка Прокариотическа я клетка Клеточная стенка Клеточная мембрана Ядро Хромосомы ЭПС Рибосомы Комплекс Гольджи Лизосомы Митохондрии Вакуоли Пластиды

Особенности строения прокариот -Прокариотическим клеткам присущи все важнейшие жизненные функции, но у них нет окруженных мембраной органелл, имеющихся в эукариотических клетках. -Самая важная особенность прокариотов в том, что у них нет окруженного мембраной ядра. Именно этот признак является решающим при делении клеток на прокариотические и эукариотические.

Задание на дом: - Изучите § 2.7., записи в тетради; - повторите; - подготовьтесь к тестированному опросу «Клеточное строение организмов»

рассмотреть особенности строения и функции немембранных и двумембранных органоидов.

Характеристика бактерий

Распространены повсеместно: в воде, почве, воздухе, живых организмах. Они обнаруживаются как в самых глубоких океанических впадинах, так и на высочайшей горной вершине Земли - Эвересте, как во льдах Арктики и Антарктиды, так и в горячих источниках. В почве они проникают на глубину 4 и более км, споры бактерий в атмосфере встречаются на высоте до 20 км, гидросфера вообще не имеет границ обитания этих организмов.

Бактерии способны поселяться практически на любом как органическом, так и неорганическом субстрате.

Несмотря на простоту строения, они обладают высокой степенью приспособленности к самым разнообразным условиям среды. Это возможно благодаря способности бактерий к быстрой смене поколений. При резкой смене условий существования среди бактерий быстро появляются мутантные формы, способные существовать в новых условиях среды.

Размеры от 1 до 15 мкм. По форме клеток различают: Шаровидные - кокки:

микрококки - делятся в разных плоскостях, лежат одиночно;

диплококки

тетракокки

стрептококки -

стафилококки -

сарцины -

• диплококки - делятся в одной плоскости, образуют пары; тетракокки - делятся в двух плоскостях, образуют тетрады; стрептококки - делятся в одной плоскости, образуют цепочки; стафилококки - делятся в разных плоскостях, образуют скопления, напопоминающие грозди винограда; сарцины - делятся в трех плоскостях, образуют пакеты по 8 особей.

Вытянутые - бациллы (палочковидные) - делятся в разных плоскостях, лежат одиночно;

Извитые – вибрионы (в виде запятой); спириллы - имеют от 4 до 6 витков; спирохеты - длинные и тонкие извитые формы с числом витков от 6 до 15.

Помимо основных, в природе встречаются и другие, весьма разнообразные, формы бактериальных клеток.

Клеточная стенка

Бактериальная клетка заключена в плотную, жесткую клеточную стенку, на долю которой приходится от 5 до 50% сухой массы клетки.

Клеточная стенка выполняет роль наружного барьера клетки, устанавливающего контакт микроорганизма со средой.

Основным компонентом клеточной стенки бактерий является полисахарида - муреин. По содержанию муреина все бактерии подразделяются на две группы: грамположительные и грамотрицательные.

У многих бактерий поверх клеточной стенки располагается слизистый матрикс - капсула. Капсулы образованы полисахаридами. Иногда в состав капсулы входят полипептиды. Как правило, капсула выполняет защитную функцию, предохраняя клетку от действия неблагоприятных факторов среды. Кроме того, она может способствовать прикреплению к субстрату и участвовать в передвижении.

Цитоплазматическая мембрана регулирует поступление питательных веществ в клетку и выход продуктов метаболизма наружу.

Обычно темпы роста цитоплазматической мембраны опережают темпы роста клеточной стенки. Это приводит к тому, что мембрана часто образует многочисленные инвагинации (впячивания) различной формы - мезосомы .

Мезосомы, связанные с нуклеоидом, играют определенную роль в репликации ДНК и последующем расхождении хромосом.

Возможно, мезосомы обеспечивают разделение клетки на отдельные обособленные отсеки, создавая тем самым благоприятные условия для протекания ферментативных процессов.

В клетках фотосинтезирующих бактерий имеются внутрицитоплазматические мембранные образования - хроматофоры , обеспечивающие протекание бактериального фотосинтеза.

Для бактерий характерны 70 S -рибосомы, образованные двумя субъединицами: 30 S и 50 S . Рибосомы бактериальных клеток собраны в полисомы, образованные десятками рибосом.

Бактериальные клетки могут иметь разнообразные цитоплазматические включения - газовые вакуоли, пузырьки, содержащие бактериохлорофилл, полисахариды, отложения серы и другие.

Нуклеоид. Бактерии не имеют структурно оформленного ядра. Генетический аппарат бактерий называют нуклеоидом . Он представляет собой молекулу ДНК, сосредоточенную в ограниченном пространстве цитоплазмы.

Молекула ДНК имеет типичное строение. Она состоит из двух полинуклеотидных цепей, образующих двойную спираль. В отличие от эукариот, ДНК имеет кольцевую структуру, а не линейную.

Молекулу ДНК бактерий отождествляют с одной хромосомой эукариот. Но если у эукариот в хромосомах ДНК связана с белками, то у бактерий ДНК комплексов с белками не образует.

ДНК бактерий закреплена на цитоплазматической мембране в области мезосомы.

Клетки многих бактерий имеют нехромосомные генетические элементы - плазмиды . Они представляют собой небольшие кольцевые молекулы ДНК, способные реплицироваться независимо от хромосомной ДНК. Среди них различают F -фактор - плазмиду, контролирующую половой процесс.

Жгутики. Среди бактерий имеется много подвижных форм. Основную роль в передвижении играют жгутики.

Жгутики бактерий только внешне похожи на жгутики эукариот, строение же их иное. Они имеют меньший диаметр и не окружены цитоплазматической мембраной. Нить жгутика состоит из 3-11 винтообразно скрученных фибрилл, образованных белком флагеллином.

У основания располагается крюк и парные диски, соединяющие нить с цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой. Движутся жгутики, вращаясь в мембране. Число и расположение жгутиков на поверхности клетки может быть различно.

Фимбрии - это тонкие нитевидные структуры на поверхности бактериальных клеток, представляющие собой короткие прямые полые цилиндры, образованные белком пилином. Благодаря фимбриям, бактерии могут прикрепляться к субстрату или сцепляться друг с другом. Особые фимбрии - половые фимбрии , или F -пили - обеспечивают обмен генетического материала между клетками.

Физиология бактерий. Питание

Способы питания

Гетеротрофы

Автотрофы

Сапротрофы

Фотоавтотрофы

Хемоавтотрофы

Симбионты

Физиология бактерий. Питание

Питание бактерий.

Вместе с пищей бактерии, как и другие организмы, получают энергию для процессов жизнедеятельности и строительный материал для синтеза клеточных структур.

Среди бактерий различают:

гетеротрофов, потребляющих готовое органическое вещество. Они могут быть:

сапротрофами , то есть питаться мертвым органическом веществом;

Физиология бактерий. Питание

Другая группа, автотрофы , способна синтезировать органические вещества из неорганических. Среди них различают:

фотоавтотрофов, хемоавтотрофов

• фотоавтотрофов, синтезирующих органические вещества за счет энергии света, и хемоавтотрофов , синтезирующих органические вещества за счет химической энергии окисления неорганических веществ: серы, сероводорода, аммиака и т.д. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии, водородные бактерии и т.д.

Фотоавтотрофы:

Фотосинтезирующие серобактерии (зеленые и пурпурные) Имеют фотосистему-1 и при фотосинтезе не выделяют кислород, донор водорода – Н 2 S:

6СО 2 + 12Н 2 S → С 6 Н 12 О 6 + 12 S + 6Н 2 О

У цианобактерий (синезеленых) появилась фотосистема-2 и при фотосинтезе кислород выделяется, донором водорода для синтеза органики является Н 2 О:

6СО 2 + 12Н 2 О → С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 + 6Н 2 О

Физиология бактерий

Хемоавтотрофы :

Хемосинтетики окисляют аммиак (нитрифицирующие бактерии) сероводород, серу, водород и соединения железа. Источником водорода для восстановления углекислого газа является вода. Открыт в 1887 году С.Н.Виноградским.

Важнейшая группа хемосинтетиков – нитрифицирующие бактерии , способные окислять аммиак, образующийся при гниении органических остатков, сначала до азотистой, а затем до азотной кислоты:

2 NH 3 + 3O 2 = 2HNO 2 + 2H 2 O + 663 кДж

2Н N О 2 + O 2 = 2HNO 3 + 142 кДж

Азотная кислота, реагируя с минеральными соединениями почвы, образует нитраты, которые хорошо усваиваются растениями.

Физиология бактерий

Хемоавтотрофы:

Бесцветные серобактерии окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу:

2Н 2 S + О 2 = 2Н 2 О + 2 S + 272 кДж

При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее окисление серы до серной кислоты:

2 S + 3О 2 + 2Н 2 О = 2Н 2 S О 4 + 636 кДж

Железобактерии окисляют двувалентное железо до трехвалентного:

4 FeCO 3 + O 2 + H 2 O = 4Fe(OH) 3 + 4CO 2 + 324 кДж

Водородные бактерии используют энергию, выделяющуюся при окислении молекулярного водорода:

2Н 2 + О 2 = 2Н 2 О + 235 кДж

Физиология бактерий. Размножение

Бактерии способны к интенсивному размножению. Половое размножение у бактерий отсутствует, известно только бесполое размножение. Некоторые бактерии при благоприятных условиях способны делиться каждые 20 минут.

Бесполое размножение

Бесполое размножение является основным способом размножения бактерий. Оно может осуществляться путем бинарного деления и почкования.

Большинство бактерий размножается путем бинарного равновеликого поперечного деления клеток. При этом образуются две одинаковые дочерние клетки. Перед делением происходит репликация ДНК.

Почкование. Некоторые бактерии размножаются путем почкования. При этом на одном из полюсов материнской клетки образуется короткий вырост - гифа , на конце которого формируется почка, в нее переходит один из поделившихся нуклеоидов. Почка разрастается, превращаясь в дочернюю клетку, и отделяется от материнской в результате формирования перегородки между почкой и гифой.

Половой процесс, или генетическая рекомбинация.

Половое размножение отсутствует, но известен половой процесс. Гаметы у бактерий не образуются, слияния клеток нет, но происходит главнейшее событие полового процесса - обмен генетической информацией. Этот процесс называют генетической рекомбинацией . Часть ДНК (реже вся) клеткой-донором передает клетке-реципиенту и замещает часть ДНК клетки-реципиента. Образовавшуюся ДНК называют рекомбинантной . Она содержит гены обеих родительских клеток.

Различают три способа генетической рекомбинации: конъюгация, трансдукция, трансформация;

Конъюгация - это прямая передача участка ДНК от одной клетки другой во время непосредственного контакта клеток друг с другом. Клетка-донор образует называемых F-пилю, ее образование контролируется особой плазмидой - F-плазмидой . Во время конъюгации ДНК передается только в одном направлении (от донора к реципиенту), обратной передачи нет.

Трансдукция – перенос фрагментов ДНК от одной бактерии к другой с помощью бактериофагов.

Значение бактерий

Бактерии играют огромное значение и в биосфере, и в жизни человека. Бактерии принимают участие во многих биологических процессах, особенно в круговороте веществ в природе. Значение для биосферы:

Гнилостные бактерии разрушают азотсодержащие органические соединения неживых организмов, превращая их в перегной.

Минерализующие бактерии разлагают сложные органические соединения перегноя до простых неорганических веществ, делая их доступными для растений.

Многие бактерии могут фиксировать атмосферный азот. Причем, азотобактер , свободноживущий в почве, фиксирует азот независимо от растений, а клубеньковые бактерии проявляют свою активность только в симбиозе с корнями высших растений (преимущественно бобовых), благодаря этим бактериям почва обогащается азотом и повышается урожайность растений.

Значение бактерий

Симбиотические бактерии кишечника животных (прежде всего, травоядных) и человека обеспечивают усвоение клетчатки, образуют витамины (В 12 , К).

Существенную роль играют бактерии и в процессах почвообразования (разрушение минералов почвообразующих пород, образование гумуса).

Значение бактерий

Значение для человека:

• Получение молочнокислых продуктов, для квашения капусты, силосования кормов;
• Для получения органических кислот, спиртов, ацетона, ферментативных препаратов;

Значение бактерий

• Активно используются в качестве продуцентов многих биологически активных веществ (антибиотиков, аминокислот, витаминов и др.), используемых в медицине, ветеринарии и животноводстве;
• Благодаря методам генетической инженерии, с помощью бактерий получают такие необходимые вещества, как человеческий инсулин и интерферон;

Значение бактерий

• Человек использует бактерии и для очистки сточных вод.
• Отрицательную роль играют патогенные бактерии, вызывающие заболевания растений, животных и человека.
• Многие бактерии вызывают порчу продуктов, выделяя при этом токсичные вещества.

Повторение:

Продолжите предложения:

• Генетический материал у прокариот представлен (_).
• Рибосомы прокариот отличаются от эукариотических (_).
• Из одномембранных органоидов у прокариот отсутствуют: ЭПС? Комплекс Гольджи? Лизосомы? Вакуоли?
• Из двумембранных органоидов у прокариот отсутствуют: Ядро? Митохондрии? Пластиды?
• Размножаются прокариоты (_).
• По отношению к кислороду бактерии делятся на (_).
• Гетеротрофные организмы - (_).
• Автотрофные организмы - (_).

«Строение и функции клетки» - Ядра клетки. Оболочка. Микроскоп. Клеточный центр. Оболочка ядра. Строение клетки. Ученый. Цитоплазма. Лизосомы. Хромосомы. Ядро. Митохондрия. Органоид. Типы клеток. Как увидеть и изучить клетку. Рибосома. Комплекс Гольджи. Электронный микроскоп. Ядерный сок. Цитоскелет. Эндоплазматическая сеть.

«Состав живой клетки» - Строение и ядра клетки. Лизосомы. Методы изучения клетки. История развития учения о клетке. Аппарат Гольджи. Функции ядра. Рибосомы. Хромосомы. Пластиды. Наружная цитоплазматическая мембрана. Органоиды движения. Виды эндоплазматической сети. Органоидами называют постоянно присутствующие в клетке структуры. Митохондрии. Эндоплазматическая сеть ЭПС. Эукариотическая клетка. Цитоскелет. Ядерный сок. Кариолемма.

«Немембранные органоиды» - Немембранные органоиды. Структура клеточного центра. Схема сборки рибосомы. Клеточный центр. Разные виды эвглен. Ультрамикроскопическое строение жгутика. Рибосомы. Строение жгутиков и ресничек. Организация клеточного центра. Центриоли. Органоиды движения. Строение центриоли.

«Строение клетки организма» - Клеточное ядро. Митохондрия. Деление клетки. Значение АТФ в обмене веществ. Рибосома. Энергетический обмен в клетке. Строение клетки. Клеточный центр. Ядрышко. Эндоплазматическая сеть. Аппарат Гольджи. Лизосома. Обмен веществ. Пластиды. Клеточная теория. Значение органоидов клетки. Превращение энергии в клетке.

«Мембрана» - Лабораторное исследование. Закрепление. Структура. Различия. Модель строения мембраны. Функции мембраны. Заряженные молекулы. Гликопротеид. Экзоцитоз. Сходство. Сравните прокариотические клетки с эукариотическими. Эукариотическая клетка. Плазмолиз в листе элодеи. Органоиды клетки. Работа макрофага. Диффузия. Поработаем в лаборатории. Микроскопическое строение клеток. Терминология урока. Облегченная диффузия.

«Строение эукариот и прокариот» - Значение бактерий. Цитоплазма. Среда обитания. Прокариоты. Сравните эукариотическую и прокариотическую клетки. Бактерии. Способность к активному передвижению. Выживаемость прокариот. Гетеротрофы. История открытия. Количество бактерий. Строение клеток. Органоид. Разнообразные способы питания. Роль бактерий в природе. Простота строения. Митохондрии. Генетический материал. Различия в строении клеток эукариот и прокариот.

Прокариоты и эукариоты Подготовили: ученик 8Б класса Персов Роман ОУ "Лицей-интернат для одаренных детей им. академика П.А. Кирпичникова с углубленным изучением химии " ФГБОУ ВПО «КНИТУ»

Предесловие Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты). Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.

Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эукариотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хло-ропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки.

Сравнительная характеристика клеток эукариот Сравнительная характеристика клеток эукариот. По строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Они касаются как структурных, так и биохимических особенностей.

Для растительной клетки характерно наличие различных пластид, крупной центральной вакуоли, которая иногда отодвигает ядро к периферии, а также расположенной снаружи плазматической мембраны клеточной стенки, состоящей из целлюлозы. В клетках высших растений в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей. Резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал.

В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина - вещества, из которого построен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген.

Источник... Учебник: "Общая биология" для кл. общеобразовательных учреждений."Общая биология" для кл. общеобразовательных учреждений. html %2Fimg%2F2cb6hwn_vgsnp2rn%2Fjpeg%2F100x100%2FFunctional- classification.jpeg&pos=16&rpt=simage&_=