Читать книгу Биология: путь к пониманию жизни – от клеточных механизмов до эволюции видов. Цикл: учебники и учебные пособия по биологии, сельскому хозяйству, зоологии, анатомии и агрономии - - Страница 6

Параграф 1.2 «Прокариотические и эукариотические клетки» в рамках главы «Клеточная биология» посвящен сравнению двух основных типов клеток, которые существуют в природе: прокариотических и эукариотических.

Прокариотические клетки – это организмы, которые не имеют ядра и мембраносвязанных органелл. К прокариотам относятся бактерии и археи.

Особенности прокариотических клеток:

* очень мелкие (1—5 мкм);

* не содержат ядра и почти не имеют внутренних мембранных структур – органелл;

* обычно покрыты клеточной стенкой, а иногда дополнительно – слизистой капсулой;

* в цитоплазме находится ДНК, которая образует структуру, называемую нуклеоид;

* ДНК у прокариот имеет кольцевую форму;

* в цитоплазме присутствует множество рибосом – органелл, похожих на гранулы, которые осуществляют биосинтез белка.

Эукариотические клетки – это организмы, клетки которых содержат ядро и мембраносвязанные органеллы, такие как митохондрии и эндоплазматический ретикулум.

Особенности эукариотических клеток:

Клетки эукариот значительно больше (10—100 мкм) и имеют более сложное строение, чем клетки прокариот. В их цитоплазме содержится множество различных органелл, в том числе и мембранных.

Ядро эукариот окружено двухмембранной ядерной оболочкой. Внутри ядра располагаются молекулы ДНК, которые имеют линейную форму, а не кольцевую, как у прокариот. Обычно их несколько или много (не менее двух).

Структура крупной и сложной клетки эукариот поддерживается системой белковых волокон – цитоскелетом, который у прокариот практически отсутствует.

Основные различия между прокариотическими и эукариотическими клетками:

Прокариоты (прокариотические клетки):

– Определение: Это одноклеточные организмы, у которых отсутствует ядро с мембраной, а генетический материал (ДНК) находится прямо в цитоплазме клетки. Примеры прокариотов включают бактерии и археи.

Основные характеристики:

– Отсутствие ядра;

– Генетическая информация хранится в виде кольцевой молекулы ДНК без ядерной оболочки;

– Отсутствуют органеллы с мембранами (например, митохондрии, хлоропласты);

– Обладают рибосомами меньшего размера по сравнению с эукариотами;

– Имеют более простую структуру.

Эукариоты (эукариотические клетки):

– Определение: Это клетки, содержащие ядро с мембраной, где находится большая часть их генетического материала. Эукариоты могут быть как одноклеточными (например, дрожжи), так и многоклеточными организмами (растения, животные). Основные характеристики:

– Наличие ядра с двойной мембраной, внутри которого заключена основная масса ДНК;

– Присутствие сложных органелл с мембранами, таких как митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.;

– Рибосомы большего размера по сравнению с прокариотами;

– Более сложная структура и функции.

Важные биологические термины:

– Цитоплазма: Жидкая среда внутри клетки, окружающая все её структуры и включающая различные органеллы.

– Мембрана: Тонкий слой липидов и белков, который окружает клетку или отдельные органеллы, обеспечивая барьер для контроля входа и выхода веществ.

– Рибосома: Органелла, которая синтезирует белки на основе информации, закодированной в мРНК.

– Аппарат Гольджи: Органелла, участвующая в модификации, сортировке и упаковке белков перед их транспортировкой к месту назначения.

– Эндоплазматическая сеть (ЭПР): Система мембран, обеспечивающих синтез и транспортировку белков и липидов.

– Митохондрия: Органелла, производящая энергию для клетки через процесс дыхания.

– Хлоропласт: Органелла растительных клеток, ответственная за фотосинтез.

**Основные структурные различия между прокариотическими и эукариотическими клетками**

Прокариотические клетки – это микроскопические организмы размером от 1 до 5 мкм, не имеющие ядра и почти не содержащие внутренних мембранных структур – органелл. Они окружены клеточной стенкой и иногда имеют дополнительную слизистую капсулу. В цитоплазме этих клеток располагается кольцевая ДНК (нуклеоид), а также множество рибосом – гранулярных органелл, ответственных за биосинтез белка. Некоторые прокариоты могут иметь жгутики.

Эукариотические клетки, напротив, значительно крупнее прокариотических (10—100 мкм) и обладают более сложным строением. В их цитоплазме расположено множество сложно устроенных органелл, включая мембранные структуры: эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, митохондрии и иногда пластиды. Ядро эукариотической клетки окружено двухмембранной ядерной оболочкой, внутри которой располагаются линейные молекулы ДНК (обычно их несколько, не менее двух).

Примеры организмов, относящихся к каждому из этих типов:

Прокариотические организмы включают бактерии и археи. Среди них можно выделить такие известные бактерии, как кишечная палочка (Escherichia coli) и стрептококк.

Эукариотические организмы включают животных (например, кошек и собак), растения (например, деревья и цветы), грибы (например, грибы и дрожжи) и протисты (например, амебы и водоросли).

Вывод

Таким образом, параграф 1.2 подробно описывает эти два типа клеток, объясняя их основные структурные и функциональные отличия, а также приводя примеры организмов, относящихся к каждому типу.

Упражнение №2.: Тест на закрепление знаний по теме «Параграф 1.2 Прокариотические и эукариотические клетки»

Лёгкие вопросы

– 1. Что такое прокариотические клетки?

а) Клетки с ядром

б) Клетки без ядра

в) Клетки с мембраносвязанными органеллами

г) Все вышеуказанные

– 2. Назовите основной структурный элемент, который отсутствует у прокариотических клеток.

а) Цитоплазма

б) Ядро

в) Рибосомы

г) Мембрана

– 3. К какому типу клеток относятся бактерии?

а) Прокариотические

б) Эукариотические

Средние вопросы

– 4. Какая из перечисленных структур присутствует как в прокариотах, так и в эукариотах?

а) Митохондрии

б) Рибосомы

в) Эндоплазматическая сеть

г) Ядро

– 5. Как называется область клетки у прокариот, в которой находится ДНК?

а) Ядро

б) Нуклеоид

в) Митохондрия

г) Хроматин

– 6. Что является основным признаком, отличающим эукариотическую клетку от прокариотической?

а) Наличие клеточной стенки

б) Наличие мембраносвязанных органелл

в) Наличие рибосом

г) Отсутствие ДНК

Сложные вопросы

– 7. Какая из следующих функций рибосом одинакова у прокариот и эукариот?

а) Синтез липидов

б) Синтез белков

в) Репликация ДНК

г) Производство энергии

– 8. Какая из следующих органелл присутствует только у эукариот?

а) Плазматическая мембрана

б) Хлоропласт

в) Рибосомы

г) Нуклеоид

– 9. Какая структура позволяет прокариотам адаптироваться к экстремальным условиям окружающей среды?

а) Жгутики

б) Капсула

в) Цитоскелет

г) Гликолипидный слой

Очень сложные (сверхсложные) вопросы

– 10. Сравните процессы репликации ДНК в прокариотах и эукариотах: в чем основные различия, связанные с организацией генома?

(Ответ напишите самостоятельно; ключевые моменты: кольцевая ДНК у прокариот, линейная ДНК у эукариот, наличие хроматина у эукариот и скорость репликации.)

– 11. Опишите, как структурные особенности прокариотических клеток позволяют им размножаться быстрее, чем эукариотическим клеткам.

(Ключевые моменты: бинарное деление, отсутствие сложных мембраносвязанных органелл, меньшие размеры генома.)

– 12. Какие методы микробиологических исследований помогают определить наличие мембраносвязанных органелл в клетке? Приведите примеры их применения.

(Ключевые методы: электронная микроскопия, флуоресцентная микроскопия.)

Инструкции по выполнению

На тестовые вопросы с вариантами ответов выберите один правильный.

На вопросы с открытым ответом дайте развёрнутый ответ, опираясь на полученные знания.

После выполнения теста сравните свои ответы с материалом учебника и проанализируйте ошибки.