З того моменту, як Земля стала повноцінною планетою, на ній поступово почало зароджуватися життя. Насамперед, з'явилися клітини – будівельний матеріал для всього живого. Розмаїття життєвих форм, що спостерігається зараз, не тільки тішить око, а й змушує задуматися над складністю еволюційних процесів. Незважаючи на несхожість організмів, клітини, з яких вони складаються, схожі одна на одну. Але вчені все ж таки знайшли відмінності і поділили їх на дві великі групи: прокаріоти та еукаріоти. При цьому віруси класифікуються окремо, а наука поки що не може визначитися, чи це живі організми.

Мікросвіт серед нас

Зараз люди живуть у великому світі, знаючи, що поруч знаходиться маленький всесвіт, що кишить різними мікроорганізмами: деякі з них лояльні до людини, інші - становлять небезпеку.

Йдеться про різноманіття бактеріального життя. До прокаріотів належать саме бактерії. Тоді як складніші еукаріоти схематично поділяються на кілька царств: рослини, тварини, гриби та слизовики.

Бактерії (прокаріоти) відрізняються такими ознаками:

• поодинока, без'ядерна клітина (освіта нуклеоїду);
• бінарний поділ;
• відмінність форм, величин;
• наявність чи відсутність органел.

Бактерії-прокаріоти поділяються на звивисті (вібріони), паличкоподібні (бацили), схожі на штопор (спірили) та кулясті (коки). Пересуваються клітини або за допомогою слизу, або використовуючи джгутики.

Флагман еволюції

Доведено, що прокаріоти з'явилися першими. Якщо перекласти слово з грецької мови, то "прокаріоти" - це клітини, у яких відсутнє ядро.

Але до такого категоричного визначення необхідно внести деякі поправки. Прокаріоти містять структури, подібні до ядра, що не мають мембран, які знаходяться в цитоплазматичній рідині. Такі неоформлені ядра отримали назву нуклеоїдів. Саме в них є скромна кількість генетичної інформації клітини.

Виникли найпростіші клітини близько 35 мільйонів століть тому. Наслідуючи цю фантастичну цифру, можна стверджувати, що прокаріоти - це перша жива матерія на тоді ще юній Землі.

Більше. Об'ємніше. Складніше

Звернувшись до знань древніх греків, можна з'ясувати, що "еукаріот" означає "ядро, що володіє", і це твердження повністю відповідає дійсності.

Такі клітини, висловлюючись сучасною мовоюбільш просунуті. Наявність повноцінного ядра грає цьому не останню роль. Повністю оформлене ядро ​​двома шарами мембрани надійно захищає генетичний код, що міститься в ньому. Частково молекули ДНК знаходяться за межами ядра, у хлоропластах та мітохондріях. Крім іншого, еукаріоти значно більше без'ядерних за розміром та обсягом.

З'явилися еукаріоти через два мільярди років, після виникнення елементарних прокаріотів. Можна сказати, що до прокаріотів належать, немов до прабатьків істинно ядерних.

Озброївшись мікроскопом

Клітини прокаріотів не тільки набагато менше, ніж еукаріоти, вони значно відрізняються своїми структурними особливостями.

Прокаріоти та еукаріоти відрізняються неоднаковою складністю будови, де прокаріотична клітина набагато простіше.

1. Слизова капсула. Функції капсули зводяться до захисту клітини: вона захищає від висихання та дії антитіл. Складається переважно з полісахаридів, з поліпептидними включеннями.
2. Стінка клітини. Завдяки муреїну, з якого складається дана оболонка, цей структурний компонентвідрізняється жорсткістю. Виконує потрійну функцію: захисну, транспортну, надійно фіксує форму та цілісність клітини.
3. Клітинний протопласт. Через різницю у зростанні протопласту та зовнішньої клітинної мембрани трапляються інвагінації - внутрішні прогини. Такі процеси дозволяють утворювати органоїди, які називаються мезосомами. Вони виконують необхідні клітинні функції. Тоді як на рибосоми покладено місію синтезування білка.
4. Нуклеоїд. Витягнута, еліпсоїдна структура, яка виконує роль ядра. Вона не відділена від цитоплазми, тому вчені не класифікують її як повноцінне ядро. Додаткову ДНК-інформацію можуть нести дуже дрібні частки - плазміди.
5. Необов'язкові органели. Представлені різними вкрапленнями: сірки, поліфосфатів, олії, глікогену, полісахаридних зерен. Також до органоїдів відносять джгутики, які допомагають клітині рухатися, та пили – білкові включення, що виконують функцію прикріплення.

Якщо можна говорити про простоту будови стосовно такої складної живої конструкції, як клітина, то, безумовно, прокаріоти - це прості структури.

Будова істинно ядерних

Еукаріоти, навпаки, мають складну будову. Виниклі, за припущеннями вченого світу, на основі прокаріотів, вони містять у своєму складі більш досконалі структури.

1. Мембрана. Виконує вибірково-захисну функцію.
2. Клітинна стінка, або гліколікс (у тварин). У грибів і рослин вона відіграє роль, що стабілізує і зберігає форму. Складається з хітину та целюлозних волокон, відповідно. Тварини обходяться без клітинної стінки через вплив інших механізмів.
3. цитоплазма. Складається з розчину неорганічних та органічних речовин під загальною назвою гіалоплазма. Головний компонент, здатний здійснювати хімічні реакції, – це білок.
4. Ядро. Найважливіша складова клітини. Воно зберігає генетичну інформацію у хромосомах. Захищене ядро ​​двома мембранами.
5. Органоїди. Знаходяться на території гіалоплазми та представлені безліччю найменувань. Найважливіші складові: мітохондрії, комплекс Гольджі, хлоропласти, лізосоми, рибосоми.

Ядро еукаріотів може ділитися двома способами: мітозом і мейозом. Це надзвичайно важливо для розвитку та роботи клітини.

Короткий аналіз

Відмінності двох груп можна систематизувати і описати мовою, зрозумілою всім. Тим більше, що клітини прокаріотів і еукаріотів очевидно відрізняються.

Порівняльна таблиця

Ознаки	Прокаріотичні клітини	Еукаріотичні клітини
Хронологічна ніша	3,5 мільярда	півтора мільярда років
Величина	0,01 мм	0,1 мм (більше у 1000 разів)
Геном	знаходиться в нуклеоїді, оформленому у вигляді еліпса	розташований у ядрі, що містить хромосоми; частково ДНК розташована в мітохондріях та хлоропластах.
Органоїди	іноді зустрічаються, але в малій кількості та безмембранні	у множині; пластиди та мітохондрії мають свій геном і здатність до розмноження; кожна органела виконує чітко визначену функцію
Спосіб розподілу	бінарний (наполовину)	мітоз: поділ із збереженням чисельності хромосом; мейоз: дворазове скорочення числа хромосом
Рух	іноді рухатися допомагає слиз, частіше - білкові нитки	за допомогою джгутиків (складних, багатошарових відростків) та вій
Явище фагоцитозу	Відсутнє	імовірно з'явилося задля забезпечення життєдіяльності великої клітини; завдяки цьому явищу з'явилися хижаки

Особливості прокаріотів

Після того, як з'явився електронний мікроскоп, стало можливим диференціювати еукаріоти та прокаріоти, а також вивчити їх докладніше.

Головна відмінність доядерних клітин у тому, що прокаріоти - це бактерії, які є повсюдно: в організмі людини, воді, повітрі, рослинах. Дуже багато бактерій знаходиться у ґрунті. Вони живуть навіть у атомних реакторах!

Незважаючи на дрібні розміри, прокаріоти є зберігачами закодованої генетичної інформації, що впливає на життєдіяльність організмів. Наприклад, у плазмідах, які знаходяться у вільному плаванні серед вод цитоплазматичного коктейлю, може міститися ген, що впливає на стійкість бактерії до медикаментів.

Крім того, простота організації не заважає бактеріям процвітати, активно множачись, поряд з більш складними еукаріотами.

Дилема: користь чи шкода

Значення еукаріотів не ставить під сумнів: завдяки їм з'явилися різноманітні форми життя. А от із бактеріями не все так однозначно. З одного боку, завдяки мікроорганізмам, що знаходяться в кишечнику, люди можуть успішно перетравлювати їжу, синтезувати та засвоювати вітаміни. Також прокаріоти, що покривають шкіру або слизові оболонки людини, виконують захисну функцію.

Деякі бактерії необхідні виробництва сирів, сметани, кислої капусти. Цікаво, що виділили бактерії, які мають дію, подібну до антибіотиків.

З іншого боку, певні види без'ядерних можуть викликати хвороби чи псувати продукти. Вони здатні як виділяти токсини, а й руйнувати клітини окупованого організму.

Тому, напевно, говорити про користь або шкоду прокаріотів не можна: все залежить від їх типів. Але у будь-якому разі цим дрібним клітинам людство завдячує своїм існуванням.

Усі живі організми поділяються на доклітинні та клітинні. До доклітинних відносяться віруси та фаги. Друга група, клітинні, ділиться на прокаріоти та еукаріоти, які є перед'ядерними та ядерними організмами.

Прокаріоти

Перші клітинні, прокаріоти, виникли Землі понад 3 мільярдів років тому. Це було найбільшим стрибком у розвитку життя. Прокаріоти є бактеріями. Будова у них відносно проста. Спадкова інформація, ДНК, знаходиться у них у примітивній, що містить мало білка кільцеподібної хромосоми. Вона розташовується в особливій ділянці цитоплазми, нуклеоїді, не відокремленому від решти клітин мембраною. Основне, чим відрізняються прокаріоти та еукаріоти один від одного, це те, що в клітинах першого типу справжнє ядро ​​відсутнє.

Цитоплазма перед'ядерних клітин має набагато менше клітинних структур. З них відомі рибосоми, дрібніші порівняно з рибосомами еукаріоїдних клітин. Роль мітохондрій у прокаріотах належить простим мембранним структурам. Відсутня у них і хлоропласт. Прокаріоти мають плазматичну мембрану, над якою знаходиться клітинна оболонка. Вони відрізняються від еукаріотів значно меншими розмірами. У деяких випадках у прокаріотах можуть бути так звані плазміди - невеликі, у вигляді кільця,

Еукаріоти

Усі ядерні клітини відрізняються загальним планом будови та загальним походженням. Вони виникли з перед'ядерних клітин 1,2 млрд років тому. Будова їх значно складніша. І прокаріоти, і еукаріоти мають клітинну мембрану. Але в іншому їх структурні та біохімічні особливостібагато в чому відрізняються. Найголовніша відмінність - те, що в ядерних клітинах є справжнє ядро, в якому зберігається їхня генетична інформація.

Ядро відмежовано від цитоплазми спеціальною мембраною, що складається із зовнішнього та внутрішнього шарів. Вона схожа на плазматичну мембрану, але містить пори. Завдяки їм здійснюється обмін між цитоплазмою та ядром. Геном клітини складається з цілого набору хромосом, цим прокаріоти та еукаріоти також відрізняються один від одного. ДНК у хромосомах еукаріотів пов'язана з білками-гістонами.

У них знаходяться ядерця, в яких утворюються рибосоми. Безструктурна маса, каріоплазма, оточує хромосоми та ядерця. Кожному виду тварин і рослин властивий свій, чітко визначений набір хромосом. При розподілі клітин вони подвоюються і потім розподіляються за дочірніми клітинами.

Якщо розглядати прокаріоти та еукаріоти, відмінності у них видно й у цитоплазмі клітин.

Для клітин рослин властива наявність великої центральної вакуолі та пластид. може відсувати ядро ​​до периферії клітини. Поживний резервний вуглевод рослинної клітини – крохмаль. Зовні рослинні клітини покриті целюлозою. У клітинному центрі немає центріолі, яку можна побачити лише у водоростей.

Тварини не мають центральної вакуолі, пластид і щільної клітинної оболонки. У центрі клітини є центріоль. Резервний вуглевод у тваринних клітинах - глікоген.

У клітин грибів центріоль буває який завжди. Стінка клітин складається з хітину, в цитоплазмі пластидів немає, але у центрі клітини центральна вакуоль є. Резерв вуглеводів у них теж глікоген.

У цитоплазмі еукаріотів є мітохондрії, лізосоми, ендоплазматична мережа, органоїди руху. Рибосоми у них значно більші, ніж рибосоми прокаріотів. Цитоплазма клітини розділена окремі відсіки, компартменти, з допомогою спеціальних оболонок, які з ліпідів. У кожному їх протікають свої біохімічні процеси. Це майже не зустрічається у прокаріотів.

В цілому прокаріоти та еукаріоти виражають закони еволюції, для якої характерний рух від більш простих формдо складніших.

Однак перед'ядерним клітинам властива велика пластичність та різноманіття обмінних процесів. Багато бактерій можуть отримувати енергію за рахунок світла або хімічних реакційіснувати в середовищі, позбавленому кисню (анаеробні бактерії). Завдяки цьому вони вписуються у картину сучасного світу.

Як уже згадувалося, весь органічний світділиться на дві частини; прокаріоти та еукаріоти. Розглянемо їх більш детально.

Прокаріотинемає ядра з мембраною, і генетичний матеріал зосереджений у нукліотиді. Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) утворює єдину нитку, замкнуту в кільце (генофор). Статевий процес відсутній, а обмін генетичним матеріалом здійснюється під час інших процесів, які називаються парасексуальними.
Відсутні центріолі та мітотичне веретено, пластиди та мітохондрії. Розподіл клітин амітотичний. Каркасоутворюючим елементом оболонки є глюкопептид. Прошарок його у різних мікроорганізмів неоднакова, що пов'язано з поліморфізмом, фільтруванням і різним ставленням до забарвлення за Грамом. Він відсутній у мікоплазм та галобактерій. Джгутиків немає, або вони дуже прості. Багато представників фіксують молекулярний азот, поживні речовини всмоктуються через клітинну стінку. Харчові вакуолі відсутні, але часто трапляються газові. До прокаріотів належать синьо-зелені водорості, рикетсії, бактерії, актиноміцети та мікоплазми.

Еукаріоти- організми із справжнім ядром, оточеним ядерною мембраною. Генетичний матеріал укладений у хромосомах, що складаються з ниток ДНК та білків. Для еукаріотів характерний типовий статевий процес з злиттям ядер, що чергується, і редукційним розподілом; іноді розмножуються без запліднення, але за наявності статевих органів (партеногенезу). Клітина має центріолі, мітотичне веретено, пластиди, мітохондрії та добре розвинену ендоплазматичну мембранну систему. Розподіл клітин мітотичний. Якщо є джгутики чи вії, то вони дуже складно влаштовані. Атмосферний азот вони не фіксують, як правило, аероби, рідко вторинні анаероби. Харчування абсорбтивне чи автотрофне, коли їжа заковтується та перетравлюється всередині організму. Є харчові вакуолі.

У лабораторії для визначення виду мікроорганізмів встановлюють його основні властивості: морфологію, ріст поживних середовищах, біохімічні властивості, патогенність та інше За отриманими даними проводять ідентифікацію визначення знаходять місце мікроба в класифікаційній таблиці.
Видова назва є бінарною і складається з двох слів; перше означає рід і пишеться з великої літери, друге - вид і пишеться з малі літери. Наприклад, збудник американського гнильця – Bacillus larvae, збудник септицемії –Pseudomonas apisepticum.

Бактеріофаги. Це віруси, що розвиваються у мікроорганізмах. Подібні віруси поширені в природі всюди, де зустрічаються бактерії.

Мікоплазми (спіроплазми). Розміри мікоплазми коливаються від 100 до 700 нм, суперечка вони не утворюють. Зростають на складних живильних середовищах із високим осмотичним тиском. Колонії вростають у щільні середовища. Відсутність істинної клітинної оболонки (її замінює 3-х шарова мембрана зі стеринових лепідів) у мікоплазм веде до вираженого поліморфізму - кулястим, зернистим, кільцеподібним і ниткоподібним формам. Здатність проникати через бактеріальні фільтри, свідчить про їхню морфологічну пластичність. Мікоплазми широко поширені в природі і мають важливе значення у патології тварин, птахів та комах, до яких належать бджоли.

Будова ядра.На відміну від деяких нижчих рослин та найпростіших, клітини яких містять кілька ядер, вищі тварини, рослини та гриби складаються з клітин, в яких знаходиться одне ядро. Воно має форму кулі з діаметром від 3 до 10 мкм (рис. 11, 8). Ядро оточене оболонкою, що складається з двох мембран, кожна з яких подібна до плазматичної мембрани. Через певні інтервали обидві мембрани зливаються одна з одною, утворюючи отвори діаметром 70 нм - ядерні пори. Через них здійснюється активний обмін речовинами між ядром та цитоплазмою. Розміри пір дозволяють проникати з ядра в цитоплазму навіть великим молекул РНК і частинкам рибосом.

В ядрі зберігається спадкова інформація не тільки про всі ознаки та властивості даної клітини, про процеси, які повинні протікати в ній (наприклад, синтез білка), а й про ознаки організму загалом. Інформація записана у молекулах ДНК, які є основною частиною хромосом. Крім того, до складу хромосом входять різні білки. У період між поділами клітини хромосоми є довгими, дуже тонкими нитками, побачити які можна тільки в електронний мікроскоп.

Рис. 17. Схема упаковки ДНК у хромосомі

Середня довжина молекули ДНК, що становить основу кожної з 46 хромосом людини, близько 5 см. Як же ці молекули упаковані в ядрі з діаметром всього близько 5 мкм? Виділяють чотири рівні упаковки ДНК у хромосомі (рис. 17). На першому рівні подвійна спіраль ДНК діаметром 2 нм намотується на білковий комплекс, що містить 8 молекул гістонів – білків з підвищеним вмістом позитивно заряджених амінокислотних залишків лізину та аргініну. Утворюється структура діаметром 11 нм, що нагадує намисто на нитці. Кожна «намистинка» - нуклеосома містить близько 150 пар нуклеотидів. На другому рівні нуклеосоми зближуються за допомогою гістону, який відрізняється від тих, що входять до складу нуклеосоми. Утворюється фібрил діаметром 30 нм. На третьому рівні упаковки формуються петлі, що містять від 20 до 80 000 пар нуклеотидів ДНК. У «гирлі» кожної петлі знаходяться білки, які дізнаються певні нуклеотидні послідовності і при цьому мають спорідненість один до одного. Типова хромосома ссавців може містити до 2500 петель. Перед поділом клітини молекули ДНК подвоюються, петлі укладаються в стоси, хромосома потовщується і стає видимою світловий мікроскоп. На цьому четвертому рівні упаковки кожна хромосома складається з двох ідентичних хроматид, кожна з яких містить одну молекулу ДНК. Ділянка з'єднання хроматид називається центромірами. Загалом «укорочення» ДНК досягає 10 4 . Це відповідає тому, якби нитку завдовжки з Останкінську вежу (500 м) запакували в сірникову коробку (5 см).

У ядрах завжди є одне або кілька ядерців (рис. 11, 9). Ядро формується певними ділянками хромосом; у ньому утворюються рибосоми.

Ядро завдяки наявності в ньому хромосом, що містять спадкову інформацію, виконує функції центру, який керує всією життєдіяльністю та розвитком клітини.

Провідна роль ядра у спадковості.Отже, в ядрі клітин укладено хромосоми, які містять ДНК – сховище спадкової інформації. Цим визначається провідна роль клітинного ядра у спадковості. Дане найважливіше становище сучасної біології непросто випливає з логічних міркувань, воно підтверджено рядом точних дослідів. Наведемо один із них. У Середземному морі мешкає кілька видів одноклітинних зелених водоростей – ацетабулярій. Вони складаються з тонких стеблинок, на верхніх кінцях яких розташовуються капелюшки. За формою капелюшків розрізняють види ацетабулярій.

У нижньому кінці стеблинки ацетабулярії знаходиться ядро. У ацетабулярії одного виду штучно видалили капелюшок і ядро, а до стебла підсадили ядро, витягнуте в ацетабулярії іншого виду. Що ж виявилось? Через деякий час на водорості з підсадженим ядром утворився капелюшок, характерний для того виду, якому належало пересаджене ядро ​​(рис. 18).

Рис. 18. Схема досвіду з ацетобулярією
А та Б - різні види ацетобулярій

Хоча ядру належить провідна роль явищах спадковості, з цього, проте, годі було, що лише ядро ​​відповідає за передачу всіх властивостей з покоління до покоління. У цитоплазмі також існують органоїди (хлоропласти та мітохондрії), що містять ДНК і здатні передавати спадкову інформацію.

Таким чином, саме в ядрі кожної клітини міститься основна спадкова інформація, необхідна для розвитку цілого організму з усією різноманітністю його властивостей та ознак. Саме ядро ​​відіграє центральну роль явищах спадковості.

Яка ж справа у тих організмів, клітини яких не мають ядер?

Прокаріоти та еукаріоти.Усі організми, що мають клітинна будова, діляться на дві групи: доядерні (прокаріоти) та ядерні (еукаріоти).

Клітини прокаріотів, до яких належать бактерії, на відміну від еукаріотів, мають відносно просту будову. У прокаріотичній клітині немає організованого ядра, у ній міститься лише одна хромосома, яка не відокремлена від решти клітини мембраною, а лежить безпосередньо в цитоплазмі. Однак у ній також записано всю спадкову інформацію бактеріальної клітини.

Цитоплазма прокаріотів порівняно з цитоплазмою еукаріотичних клітин значно бідніша за складом структур. Там знаходяться численні, дрібніші, ніж у клітинах еукаріотів, рибосоми. Функціональну роль мітохондрій та хлоропластів у клітинах прокаріотів виконують спеціальні, досить просто організовані мембранні складки.

Клітини прокаріотів, як і еукаріотичні клітини, покриті плазматичної мембраною, поверх якої розташовується клітинна оболонка чи слизова капсула. Незважаючи на відносну простоту, прокаріоти є типовими незалежними клітинами.

Порівняльна характеристикаклітин еукаріотів.За будовою різні клітини еукаріотів подібні. Але поруч із подібністю між клітинами організмів різних царств живої природи є помітні відмінності. Вони стосуються як структурних, і біохімічних особливостей.

Для рослинної клітини характерна наявність різних пластид, великої центральної вакуолі, яка іноді відсуває ядро ​​до периферії, а також зовні розташованої плазматичної мембрани клітинної стінки, що складається з целюлози. У клітинах вищих рослин у клітинному центрі відсутня центріоль, що зустрічається лише у водоростей. Резервним поживним вуглеводом у клітинах рослин є крохмаль.

У клітинах представників царства грибів клітинна стінка зазвичай складається з хітину - полісахариду, з якого також побудовано зовнішній кістяк членистоногих тварин. Є центральна вакуоля, відсутні пластиди. Тільки в деяких грибів у клітинному центрі трапляється центріоль. Запасним вуглеводом у клітинах грибів є глікоген.

У клітинах тварин відсутня щільна клітинна стінка, нема пластид. Немає в тваринній клітині та центральній вакуолі. Центріоль характерна для клітинного центру тварин клітин. Резервним вуглеводом у клітинах тварин також є глікоген.

1. Покажіть зв'язок будови ядра з його функцією у клітині.
2. Як можна довести провідну роль ядра у клітині?
3. Чи є важливі відмінності між прокаріотами та еукаріотами? Поясніть відповідь.

На Землі існує лише два типи організмів: еукаріоти та прокаріоти. Вони сильно відрізняються за своєю будовою, походженням та еволюційному розвитку, Що буде детально розглянуто далі.

Вконтакте

Ознаки прокаріотичної клітини

Прокаріоти інакше називають доядерними. У прокаріотичної клітини немає й інших органоїдів, які мають мембранну оболонку ( , ендоплазматичного ретикулуму, комплексу Гольджі).

Також характерними рисамидля них є наступне:

1. без оболонки та не утворює зв'язків з білками. Інформація передається та зчитується безперервно.
2. Усі прокаріоти – гаплоїдні організми.
3. Ферменти розташовуються у вільному стані (дифузно).
4. Мають здатність до спороутворення за несприятливих умов.
5. Наявність плазмід – дрібних позахромосомних молекул ДНК. Їхня функція — передача генетичної інформації, підвищення стійкості до багатьох агресивних факторів.
6. Наявність джгутиків та пилок – зовнішніх білкових утворень необхідних для пересування.
7. Газові вакуолі – порожнини. За рахунок них організм здатний пересуватися в товщі води.
8. Клітинна стінка у прокаріотів (саме бактерій) складається з муреїну.
9. Основними способами отримання енергії у прокаріотів є хемо-і фотосинтез.

До них відносяться бактерії та археї. Приклади прокаріотів: спірохети, протеобактерії, ціанобактерії, кренархеоти.

Увага!Незважаючи на те, що у прокаріотів немає ядро, вони мають його еквівалент – нуклеоїд (кільцеву молекулу ДНК, позбавлену оболонок), і вільні ДНК у вигляді плазмід.

Будова прокаріотичної клітини

Бактерії

Представники цього царства є одними з найдавніших жителів Землі і мають високу виживання в екстремальних умовах.

Розрізняють грампозитивні та грамнегативні бактерії. Їхня головна відмінність полягає в будові мембрани клітин. Грампозитивні мають більш товсту оболонку, до 80% складається з муреїнової основи, а також полісахаридів та поліпептидів. При фарбуванні за Грамом вони дають Фіолетовий колір. Більшість цих бактерій є збудниками хвороб. Грамнегативні мають більш тонку стінку, яка відокремлена від мембрани периплазматичним простором. Однак така оболонка має підвищену міцність і набагато сильніше протистоїть дії антитіл.

Бактерії у природі грають дуже велику роль:

1. Ціанобактерії (синьо-зелені водорості) допомагають підтримувати необхідний рівень кисню в атмосфері. Вони утворюють більше половини всього О2 Землі.
2. Сприяють розкладанню органічних останків, тим самим беручи участь у кругообігу всіх речовин, беруть участь в утворенні ґрунту.
3. Фіксатори азоту на корінні бобових.
4. Очищають води від відходів, наприклад, металургійної промисловості.
5. Є частиною мікрофлори живих організмів, допомагаючи максимально засвоювати поживні речовини.
6. Використовуються в харчової промисловостідля зброджування Так одержують сири, сир, алкоголь, тісто.

Увага!Крім позитивного значення, бактерії відіграють і негативну роль. Багато хто з них викликає смертельно небезпечні захворювання, такі як холера, черевний тиф, сифіліс, туберкульоз.

Бактерії

Археї

Раніше їх поєднували з бактеріями в єдине царство Дробянок. Однак згодом з'ясувалося, що археї мають свій індивідуальний шлях еволюції і дуже відрізняються від інших мікроорганізмів своїм біохімічним складом та метаболізмом. Виділяють до 5 типів, найбільш вивченими вважаються евріархеоти та кренархеоти. Особливості архей такі:

• більшість із них є хемоавтотрофами – синтезують органічні речовиниз Вуглекислий газ, цукру, аміаку, іонів металів та водню;
• відіграють ключову роль у кругообігу азоту та вуглецю;
• беруть участь у травленні в організмах людини та багатьох жуйних;
• мають більш стабільну і міцну мембранну оболонку за рахунок наявності ефірних зв'язків у гліцерин-ефірних ліпідах. Це дозволяє археям жити в сильнолужних або кислих середовищах, а також за умови високих температур;
• Клітинна стінка, на відміну від бактерій, не містить пептидоглікану і складається з псевдомуреїну.

Будова еукаріотів

Еукаріоти є надцарством організмів, у клітинах яких міститься ядро. Крім архей і бактерій всі живі істоти Землі є еукаріотами (наприклад, рослини, найпростіші, тварини). Клітини можуть сильно відрізнятися за своєю формою, будовою, розмірами та функціями, що виконуються. Незважаючи на це вони подібні за основами життєдіяльності, метаболізму, зростання, розвитку, здатності до подразнення та мінливості.

Еукаріотичні клітини можуть перевищувати прокаріотичні розміри в сотні і тисячі разів. Вони включають ядро ​​і цитоплазму з численними мембранними і немембранними органоїдами.До мембранних відносяться: ендоплазматичний ретикулум, лізосоми, комплекс Гольджі, мітохондрії, . Немембранні: рибосоми, клітинний центр, мікротрубочки, мікрофіламенти.

Будова еукаріотів

Проведемо порівняння клітин еукаріотів різних царств.

До надцарства еукаріотів належать царства:

• найпростіші. Гетеротрофи, деякі здатні до фотосинтезу (водорості). Розмножуються безстатевим, статевим шляхом і простим способомна дві частини. Більшість клітинна стінка відсутня;
• рослини. Є продуцентами, основний спосіб отримання енергії – фотосинтез. Більшість рослин нерухомі, розмножуються безстатевим, статевим і вегетативним шляхом. Клітинна стінка складається із целюлози;
• гриби. Багатоклітинні. Розрізняють нижчі та вищі. Є гетеротрофними організмами, які не можуть самостійно пересуватися. Розмножуються безстатевим, статевим та вегетативним шляхом. Запасають глікоген та мають міцну клітинну стінку з хітину;
• тварини. Розрізняють 10 типів: губки, черв'яки, членистоногі, голкошкірі, хордові та інші. Є гетеротрофними організмами. Здатні до самостійного пересування. Основна запасна речовина - глікоген. Оболонка клітин складається з хітину, як у грибів. Головний спосіброзмноження – статевий.

Таблиця: Порівняльна характеристика рослинної та тваринної клітини

Будова	Клітина рослини	Клітина тварини
Клітинна стінка	Целюлоза	Складається з глікокаліксу – тонкого шару білків, вуглеводів та ліпідів.
Розташування ядра	Розташоване ближче до стінки	Розташоване у центральній частині
Клітинний центр	Тільки у нижчих водоростей	Присутня
Вакуолі	Містять клітинний сік	Скоротливі та травні.
Запасна речовина	Крохмаль	Глікоген
Пластиди	Три види: хлоропласти, хромопласти, лейкопласти	відсутні
живлення	Автотрофне	Гетеротрофне

Порівняння прокаріотів та еукаріотів

Особливості будови прокаріотичної та еукаріотичної клітин значні, проте одна з головних відмінностей стосується зберігання генетичного матеріалу та способу одержання енергії.

Прокаріоти та еукаріоти фотосинтезують по-різному. У прокаріотів цей процес проходить на виростах мембрани (хроматофорах), покладених в окремі стоси. Бактерії не мають фтору фотосистеми, тому не виділяють кисень, на відміну від синьо-зелених водоростейякі утворюють його при фотолізі. Джерелами водню у прокаріотів служать сірководень, Н2, різні органічні речовини та вода. Основними пігментами є бактеріохлорофіл (у бактерій), хлорофіл та фікобіліни (у ціанобактерій).

До фотосинтезу з усіх еукаріотів здатні тільки рослини.У них є спеціальні освіти- хлоропласти, що містять мембрани, покладені в грани або ламели. Наявність фотосистеми II дозволяє виділяти кисень в атмосферу під час фотолізу води. Джерелом молекул водню є лише вода. Головним пігментом є хлорофіл, а фікобіліни присутні лише у червоних водоростей.

Основні відмінності та характерні ознакипрокаріотів та еукаріотів представлені в таблиці нижче.

Таблиця: Подібності та відмінності прокаріотів та еукаріотів

Порівняння	Прокаріоти	Еукаріоти
Час появи	Понад 3,5 млрд. років	Близько 1,2 млрд. років
Розміри клітин	До 10 мкм	Від 10 до 100 мкм
Капсула	Є. Виконує захисну функцію. Пов'язана з клітинною стінкою	Відсутнє
Плазматична мембрана	Є	Є
Клітинна стінка	Складається з пектину або муреїну	Є, крім тварин
Хромосоми	Замість них кільцева ДНК. Трансляція та транскрипція проходять у цитоплазмі.	Лінійні молекули ДНК. Трансляція проходить у цитоплазмі, а транскрипція у ядрі.
Рибосоми	Дрібні 70S-типу. Розташовані у цитоплазмі.	Великі 80S-типу можуть прикріплюватися до ендоплазматичної мережі, перебувати в пластидах і мітохондріях.
Органоїд з мембранною оболонкою	Немає. Є вирости мембрани – мезосоми.	Є: мітохондрії, комплекс Гольджі, клітинний центр, ЕПС
Цитоплазма	Є	Є
	відсутні	Є
Вакуолі	Газові (аеросоми)	Є
Хлоропласти	Немає. Фотосинтез проходить у бактеріохлорофілах	Є тільки у рослин
Плазміди	Є	відсутні
Ядро	Відсутнє	Є
Мікрофіламенти та мікротрубочки.	відсутні	Є
Способи розподілу	Перетяжка, брунькування, кон'югація	Мітоз, мейоз
Взаємодія чи контакти	відсутні	Плазмодесми, десмосоми чи септи
Типи живлення клітин	Фотоавтотрофний, фотогетеротрофний, хемоавтотрофний, хемогетеротрофний	Фототрофний (у рослин) ендоцитоз та фагоцитоз (у решти)

Відмінності прокаріотів та еукаріотів

Подібність та відмінності прокаріотичних та еукаріотичних клітин

Висновок

Порівняння прокаріотичного та еукаріотичного організму досить трудомісткий процес, що вимагає розгляду безлічі нюансів. Вони мають між собою багато спільного в плані будови, протікають процесів та властивостей всього живого. Відмінності ж криються у виконуваних функціях, способах харчування та внутрішньої організації. Той, хто цікавиться цією темою, може скористатися цією інформацією.