Прокариотическая и эукариотическая клетки. Прокариотические и эукариотические клетки: строение, отличия Отсутствие чего характерно для прокариотической клетки

Прокариоты и эукариоты: главные отличия одноклеточных или многоклеточных организмов, их генетический материал и таблица об этом

Прокариотическая и эукариотическая клетки. Прокариотические и эукариотические клетки: строение, отличия Отсутствие чего характерно для прокариотической клетки

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:

  1. Прежде всего, это оформленное ядро. Оно хранит и воспроизводит наследственную информацию. Также ядро регулирует жизнедеятельность клетки.
  2. Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой – это среда, в которой идут все реакции и процессы. По цитоплазме перемещаются органоиды и вещества.
  3. Эндоплазматическая сеть. Она бывает шероховатой, на ней идёт биосинтез белка. Жиры и углеводы синтезируются на гладкой сети.
  4. Аппарат Гольджи – это совокупность уплощённых полостей, мешочков, цистерн. В нём упаковываются и хранятся вещества, которые клетка синтезирует.
  5. Рибосомы — участвуют в образовании белка.
  6. Митохондрии — накапливают энергию в виде АТФ.
  7. Пластиды — есть только в клетках растений. Они обеспечивают процесс фотосинтеза, окраску цветов и плодов, а также способствуют накоплению органических веществ.
  8. Вакуоли — присутствуют, как правило, в растительной клетке. Содержат клеточный сок, обеспечивает тургор клетки.
  9. Лизосомы — отвечают за внутриклеточное пищеварение.
  10. Клеточный центр или центриоли — присутствуют в клетке животных. Органоид принимает участие в делении клетки.
  11. Цитоскелет – микротрубочки из белковых волокон. Они связаны с цитоплазматической мембраной, поддерживают определённую форму клетки.

Источник: https://obraz-ola.ru/prochee/chem-otlichayutsya-prokarioty-i-eukarioty.html

Отличия прокариот от эукариот

Прокариотическая и эукариотическая клетки. Прокариотические и эукариотические клетки: строение, отличия Отсутствие чего характерно для прокариотической клетки

Самое очевидное отличие прокариот от эукариот заключается в наличии у последних ядра, что отражено в названии этих групп: «карио» с древнегреческого переводится как ядро, «про» – до, «эу» – хорошо. Отсюда прокариоты — это доядерные организмы, эукариоты — ядерные.

Однако это далеко не единственное и возможно не главное отличие прокариотических организмов от эукариот.

В клетках прокариот вообще нет мембранных органоидов (за редким исключением) — митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи, эндоплазматической сети, лизосом.

Их функции выполняют выросты (впячивания) клеточной мембраны, на которых располагаются различные пигменты и ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности.

У прокариот нет характерных для эукариот хромосом. Их основной генетический материал — это нуклеоид, обычно имеющий форму кольца. В эукариотических клетках хромосомы представляют собой комплексы ДНК и белков-гистонов (играют важную роль в упаковке ДНК). Эти химические комплексы называются хроматином. Нуклеоид прокариот не содержит гистонов, а форму ему придают связанные с ним молекулы РНК.

Хромосомы эукариот находятся в ядре. У прокариот нуклеоид находится в цитоплазме и обычно крепится в одном месте к мембране клетки.

Кроме нуклеоида в прокариотических клетках бывает разное количество плазмид — нуклеоидов существенно меньшего размера, чем основной.

Количество генов в нуклеоиде прокариот на порядок меньше, чем в хромосомах. У эукариот есть множество генов, выполняющих регуляторную функцию по отношению к другим генам.

Это дает возможность эукариотическим клеткам многоклеточного организма, содержащим одну и ту же генетическую информацию, специализироваться; изменяя свой метаболизм, более гибко реагировать на изменения внешней и внутренней среды. Отличается и структура генов.

У прокариот гены в ДНК располагаются группами — оперонами. Каждый оперон транскрибируется как единое целое.

Отличия прокариот от эукариот есть и в процессах транскрипции и трансляции.

Самое главное заключается в том, что в прокариотических клетках эти процессы могут протекать одновременно на одной молекуле матричной (информационной) РНК: в то время как она еще синтезируется на ДНК, на готовом ее конце уже «сидят» рибосомы и синтезируют белок. В эукариотических клетках мРНК после транскрипции претерпевает так называемое созревание. И только после этого на ней может синтезироваться белок.

Рибосомы прокариот меньше (коэффициент седиментации 70S), чем у эукариот (80S). Отличается количество белков и молекул РНК в составе субъединиц рибосом. Следует отметить, что рибосомы (а также генетический материал) митохондрий и хлоропластов схожи с прокариотами, что может говорить об их происхождении от древних прокариотических организмов, оказавшихся внутри клетки-хозяина.

Прокариоты отличаются обычно более сложным строением своих оболочек. Кроме цитоплазматической мембраны и клеточной стенки у них также имеется капсула и другие образования, в зависимости от типа прокариотического организма.

Клеточная стенка выполняет опорную функцию и препятствует проникновению вредных веществ. В состав клеточной стенки бактерий входит муреин (гликопептид).

Среди эукариот клеточная стенка есть у растений (ее основной компонент — целлюлоза), у грибов — хитин.

Прокариотические клетки делятся бинарным делением. У них нет сложных процессов клеточного деления (митоза и мейоза), характерных для эукариот.

Хотя перед делением нуклеоид удваивается, так же как хроматин в хромосомах. В жизненном цикле эукариот наблюдается чередование диплоидной и гаплоидной фаз. При этом обычно преобладает диплоидная фаза.

В отличие от них у прокариот такого нет.

Для всего многообразия прокариотических организмов характерно большее, по сравнению с эукариотами, количество способов метаболизма.

Среди прокариот есть не только фотосинтетики, но и хемосинтетики (синтез органики без участия солнечной энергии, а за счет энергии, выделяемой при различных химических реакциях).

Кроме аэробного дыхания нередко встречается анаэробное (когда кислород не участвует в окислении органики). Анаэробные эукариоты — огромная редкость (например, у некоторых паразитических червей нет кислородного дыхания).

Клетки эукариот различны по размерам, но в любом случае существенно крупнее прокариотических (в десятки раз).

Питательные вещества в клетки прокариот поступают только с помощью осмоса. У эукариотических клеток кроме этого может также наблюдаться фаго- и пиноцитоз («захват» пищи и жидкости с помощью цитоплазматической мембраны).

В целом отличие прокариот от эукариот заключается в однозначно более сложном строении последних. Считается, что клетки прокариотического типа возникли путем абиогенеза (длительной химической эволюции в условиях ранней Земли).

Эукариоты появились позже от прокариотов, путем их объединения (симбиотическая, а также химерная гипотезы) или эволюции отдельно взятых представителей (инвагинационная гипотеза).

Сложность клеток эукариот позволила им организовать многоклеточный организм, в процессе эволюции обеспечить все основное разнообразие жизни на Земле.

Таблица отличий прокариот от эукариот

Признак Прокариоты Эукариоты Клеточное ядро

Мембранные органоиды

Оболочки клетки

Генетический материал

Деление

Многоклеточность

Рибосомы

Обмен веществ

Происхождение

НетЕсть
Нет. Их функции выполняют впячивания клеточной мембраны, на которых располагаются пигменты и ферменты.Митохондрии, пластиды, лизосомы, ЭПС, комплекс Гольджи
Более сложные, бывают различные капсулы. Клеточная стенка состоит из муреина.Основной компонент клеточной стенки целлюлоза (у растений) или хитин (у грибов). У клеток животных клеточной стенки нет.
Существенно меньше. Представлен нуклеоидом и плазмидами, которые меют кольцевую форму и находятся в цитоплазме.Объем наследственной информации значительный. Хромосомы (состоят из ДНК и белков). Характерна диплоидность.
Бинарное деление клетки.Есть митоз и мейоз.
Для прокариот не характерна.Представлены как одноклеточными, так и многоклеточными формами.
МельчеКрупнее
Более разнообразный (гетеротрофы, фотосинтезирующие и хемосинтезирующие различными способами автотрофы; анаэробное и аэробное дыхание).Автотрофность только у растений за счет фотосинтеза. Почти все эукариоты аэробы.
Из неживой природы в процессе химической и предбиологической эволюции.От прокариот в процессе их биологической эволюции.

plustilino © 2019. All Rights Reserved

Источник: https://scienceland.info/biology10/prokaryote-eukaryote

Сходства и различия в строении прокариотической и эукариотической клетки

Прокариотическая и эукариотическая клетки. Прокариотические и эукариотические клетки: строение, отличия Отсутствие чего характерно для прокариотической клетки

Эукариотические клетки содержат ядро. В ядре локализуется генетическая информация (молекулы ДНК). Ядро осуществляет хранение, передачу и реализацию наследственной информации с обеспечением синтеза белка.

Однако есть и такие клетки которые в своём составе ядра не имеют. Каким же образом тогда осуществляется их жизнедеятельность и деление?

Роль в природе прокариотических организмов, которые не имеют ядра достаточно велика.

Это сейчас в 21 веке никто не сомневается, что бактерии являются причинами многих заболеваний. Но в 19 веке многие считали, что причины лихорадок — это плохой воздух. И лишь только после работ великого учёного Луи Пастера становиться ясна роль бактерий, начинаются серии прививок от различных заболеваний.

Микроскопические маленькие, но именно они были в начале жизни нашей планеты. Именно они легли в основу образования почвы. И если они дошли до наших дней, значит они отлично приспособлены к окружающей среде.

И само их открытие в 17 веке Антонио Левенгуком, стало по настоящему научной сенсацией. Было открыто новое царство в органическом мире.

Клетки прокариот значительно меньше чем клетки эукариот. Их размеры редко превышают 10 мкм. Это в 10-100 раз меньше средних размеров клеток растений или животных.

Миниатюрность даёт бактериям немало преимуществ. Они способны быстро поглощать вещества всей поверхностью клетки, быстро делиться. Некоторые виды прокариот, при благоприятных условиях, могут делиться каждые 20 минут.

Бактерии способны быстро распространяться (например, животными или даже ветром), а также способны легко проникать в тела других организмов.

Правда есть и достаточно большие бактерии. В 1997 году во время исследовательского плавания на российском судне «Петр Котцов» в донных осадках материкового шельфа близ побережья Намибии немецким биологом Хайде Шульц и её коллегами из Института морской микробиологии имени Макса Планка в Бремене была открыта морская грам-отрицательная бактерия «серая жемчужина».

Название связано с внешним видом клеток: они содержат микроскопические гранулы серы, которые преломляют свет и заставляют клетку сиять подобно жемчужине. Серая жемчужина в поперечнике составляет 0,75 мм.

Клетки бактерий различаются не только по размерам, но и по форме. Одни могут быть шаровидными (их называют коки), палочковидными (бациллы или спиралевидными (спириллы). Изогнутые в виде запятой – вибрионы и многие другие формы.

Рассмотрим строение прокариотической клетки.

В отличие от эукариотической клетки у прокариот нет мембранных органоидов: ядра, эндоплазматической сети, комплакса Гольжди, митохондрий, пластид и лизосом.

Снаружи клетки прокариот, имеют клеточную стенку. Прочность клеточной стенки придаёт – муреин это сложный полимер, который имеет сетчатую структуру и образует жёсткий наружный каркас. Он состоит из углеводов и белков.

Муреин важнейший компонент клеточной стенки бактерий, который выполняет опорную и защитную функции клетки.

Сверху клеточную стенку многих прокариот окружает слизистая структура – капсула бактерий. Она делает оболочку клетки более плотной.

Под клеточной стенкой располагается цитоплазматическая мембрана, которая, отделяет цитоплазму от клеточной стенки.

Клеточная мембрана прокариот выпячивается внутрь клетки, и образует складки ─ мезосомы. На мембранах мезосом располагаются ферменты, которые осуществляют различные химические реакции и выполняют функции мембранных органоидов.

Как мы уже сказали прокариоты не имеют ядра.

Поэтому их наследственный материал располагается прямо в цитоплазме и представлен одной хромосомой – кольцевой молекулой ДНК, не связанной с белками.

Из всех органоидов, свойственных эукариотам, в клетках прокариот имеются только многочисленные и более мелкие по размерам рибосомы. Они ответственны за синтез белков.

Прокариоты представлены одноклеточными организмами и для передвижения они используют реснички и жгутики. Которые дают возможность бактериям перемещаться в жидкой среде в поисках более благоприятных условий.

Бактерии также подразделяют по типу питания.

По используемому источнику энергии выделяют: фототрофы ихемотрофы.

По типу соединения, служащего донором электронов: органотрофы илитотрофы.

По источнику углерода: автотрофы игетеротрофы

К фототрофам относятся бактерии, использующие для синтеза органики энергию света, которая преобразуется с помощью фотосинтетических пигментов (например, хлорофилла).

Хемотрофы − это наиболее многочисленная группа бактерий, к которой относится большинство микроорганизмов.

Они окисляют органические или неорганические вещества, что сопровождается выделением энергии.

Аэробы окисляют вещества в присутствии кислорода. Процесс окисления органических веществ в присутствии кислорода называется дыханием.

Анаэробы растут и размножаться без доступа свободного кислорода.

Они разлагают сложные органические соединения (например, сахара) при полном отсутствии кислорода. Такой процесс называется брожением.

Хемотрофы являются единственными живыми организмами Земли, которые не зависят от энергии света Солнца.

Питание позволяет бактериям восполнить запас электронов, необходимых им для многих клеточных процессов.

Органотрофы окисляют органику. Донорами электронов в данном случае выступают молекулы аминокислот, жиров, сахаров. К органотрофам, в частности, относятся бактерии гниения.

Донорами электронов для литотрофов выступают неорганические соединения. Так, в процессе питания литотрофы могут окислять аммиак до нитритов или азота, нитриты – до нитратов, сульфид – до серы и так далее.

Важнейшим химическим элементом, необходимым клетке, является углерод. В зависимости от источника его получения бактерии делятся на два типа – автотрофы и гетеротрофы.

К автотрофным бактериям относятся многие почвенные микробы и цианобактерии, которые способны усваивать углерод из углекислого газа.

Автотрофы – это первичные производители органики, и они являются начальным звеном многих цепочек питания.

Среди гетеротрофных организмов выделяют паразитов (паратрофов) и сапрофитов (сапротрофов). Они питаются органическими веществами, произведёнными другими живыми существами.

Одним из самых важных и обязательных свойств всех живых организмов является способность к размножению.

Так как прокариоты не имеют ядра, делятся они простым бинарным делением. Где материнская клетка делиться на две примерно одинаковые по размерам дочерние клетки. Перед делением клетки происходит репликация и образуются две одинаковые молекулы ДНК, каждая из них прикреплена к цитоплазматической мембране.

Во время деления плазмалемма врастает между двумя молекулами ДНК таким образом, что в итоге разделяет клетку надвое.

В каждой образовавшейся клетке оказывается по одной идентичной молекуле ДНК. Каждая разделённая клетка при таком способе размножения представляет собой сформированный и самостоятельный организм.

Так же прокариоты способны делиться почкованием. При этом виде размножения клетка, которая отделяется от материнской, намного меньше по размерам.

Клетки, которые уже разделились, очень часто остаются вместе, таким образом, образовывая нити и даже сложные структуры.

Прокариоты способны расти в геометрической прогрессии, если условия для этого благоприятные. Популяция того или иного вида останавливает свой рост тогда, когда все ресурсы будут захвачены. Затем, из-за того, что они отравляются продуктами своего же обмена, численность их снижается.

Если среда обитания бактерий проточная, скорость их роста будет постоянной и зависеть она будет от количества пищи и от температуры. Поэтому, к примеру, в ключевой воде бактерий нет, так как они в ней просто не успевают размножаться.

Если условия для размножения неблагоприятны, бактерии начинают образовывать споры — это особый тип клеток с плотной оболочкой.

Прежде чем образуется зрелая спора, в бактериальной клетке изменяется метаболизм уменьшается количество воды, уплотняется цитоплазма и удваивается ДНК.

Затем наступает стадия проспоры. Появляется проспоровая перегородка, которая делит клетку на маленькую проспору и большую материнскую клетку. В результате чего образуется проспора, окружённая двумя мембранами;

На следующем этапе происходит образование оболочек. Внутри мембранной структуры проспоры образуется плотная споровая оболочка – кортекс, на поверхности которой происходит сгущение белков.

Затем наступает стадия созревания споры. Образуются все структуры споры, она становится устойчивой к высоким и низким температурам.

Спора приобретает характерную форму и занимает определённое положение в клетке. После этого бактериальная клетка разрушается, а спора выходит наружу.

Строение зрелой споры сложное и одинаковое у разных видов бактерий.

Центр споры называется спороплазмой. В состав которой входят нуклеиновые кислоты, белки, рибосомы и нечётко выраженные мембранные структуры.

Спороплазма окружена цитоплазматической мембраной, к ней прилегает зачаточный пептидогликановый слой, затем располагается массивный слой кортекса, или коры. На поверхности кортекса имеется внешняя мембрана. Снаружи спора одета многослойной оболочкой.

Благодаря многослойности бактерии становятся очень устойчивыми к высоким и низким температурам. Споры жизнеспособны многие годы.

В благоприятных условиях споры прорастают. То есть приобретают вид характерный бактериальной клетке.  

Сначала спора начинает поглощать воду. Затем она набухает и увеличивается в размере. Из оболочки на одном из её полюсов появляется отросток, из которого вытягивается палочка. Внутри которой начинает формироваться бактериальная клетка.

Затем спора лопается в произвольном месте и из неё выходит вегетативная клетка.

Прокариотические клетки очень живучи и многочисленны. Несмотря, на то что в отличие от эукариотических клеток они не имеют многих органелл.

Бактерии участвуют в процессах гниения. Образовавшиеся при фотосинтезе вещества разрушаются бактериями до минеральных солей. Тем самым бактерии осуществляют замыкание круговорота веществ в природе.  

Источник: https://videouroki.net/video/18-skhodstva-i-razlichiya-v-stroenii-prokarioticheskoj-i-ehukarioticheskoj-kletki.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.