§ 15. Особенности строения клеток прокариот и эукариот

1. Какие из перечисленных структур имеются в бактериальной клетке? Цитоплазматическая мембрана, ядро, цитоплазма, мембранные органоиды, немембранные органоиды.

Цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, немембранные органоиды.

2. Каково строение поверхностного аппарата клеток прокариот? Какие функции выполняют слизистые капсулы? Ворсинки? Жгутики?

В состав поверхностного аппарата клеток прокариот входят цитоплазматическая мембрана (плазмалемма) и клеточная стенка, иногда — слизистая капсула. У некоторых прокариот поверхностный аппарат помимо плазмалеммы и клеточной стенки включает наружную мембрану, похожую по строению на плазмалемму.

Слизистые капсулы защищают клетку от механических повреждений и высыхания, а у болезнетворных бактерий — еще и от действия иммунной системы организма-хозяина.

Ворсинки служат для прикрепления к разным субстратам или другим клеткам.

Жгутик представляет собой длинную белковую нить, вращение которой обеспечивает движение клетки.

3. Что представляет собой бактериальная хромосома? Плазмиды?

В цитоплазме прокариотической клетки расположена кольцевая молекула ДНК — бактериальная хромосома. В клетках большинства бактерий, кроме бактериальной хромосомы, содержатся небольшие кольцевые молекулы ДНК — плазмиды. Плазмиды не являются обязательными компонентами бактериальной клетки. Однако они могут содержать наследственную информацию, которая обеспечивает проявление у клетки свойств, помогающих ей выжить в определенных условиях окружающей среды.

4. Каково строение клеточной стенки растений? Чем отличаются животная и растительная клетки?

Основным структурным компонентом, обеспечивающим прочность клеточной стенки растений, являются волокна (фибриллы), состоящие из молекул целлюлозы. Они погружены в пластичный желеобразный матрикс, образованный различными полисахаридами и некоторыми другими веществами. Целлюлозные фибриллы образуют многослойный жесткий каркас, причем в каждом слое клеточной стенки они располагаются параллельно друг другу.

Для клеток растений характерно наличие пластид, крупных вакуолей, клеточной стенки. В большинстве растительных клеток отсутствуют центриоли. Резервным углеводом у растений является крахмал.

В клетках животных отсутствуют пластиды и клеточная стенка. Для животных клеток не характерно наличие вакуолей. В этих клетках содержатся центриоли, в качестве резервного углевода откладывается гликоген.

5. Каковы особенности строения клеток протистов?

Для одноклеточных пресноводных протистов характерно наличие сократительных вакуолей. Подвижные протисты могут перемещаться с помощью жгутиков (хламидомонада), благодаря ресничкам (инфузории) или ложноножкам (амебы). Для разных видов протистов характерны различные запасные углеводы.

6. Сравните клетки бактерий, протистов, грибов, растений и животных по различным критериям. Укажите черты сходства и различия между ними.

7. Сравните строение двумембранных органоидов (митохондрий, хлоропластов) и бактериальных клеток. Какие черты сходства обнаруживаются? Чем они могут объясняться?

Обнаруживаются черты сходства:

1. Генетический аппарат митохондрий, хлоропластов и бактериальных клеток представлен кольцевой молекулой ДНК, которая находится не в ядре, а непосредственно во внутренней среде этих органоидов и клеток (в матриксе митохондрии, в строме хлоропласта, в цитоплазме бактериальной клетки).

2. Содержат все типы РНК, имеют собственные рибосомы (меньшего размера, чем "стандартные" рибосомы эукариотической клетки), синтезируют белки.

3. Цитоплазматическая мембрана бактериальных клеток и внутренняя мембрана митохондрий и хлоропластов образуют многочисленные впячивания (мезосомы, кристы и тилакоиды соответственно), которые служат для увеличения площади поверхности.

Согласно теории симбиогенеза (эндосимбиоза) митохондрии и пластиды являются видоизменёнными прокариотическими организмами, которые 2,5 - 1,5 млрд лет назад поселились в более крупных гетеротрофных клетках-хозяевах, постепенно утратили свою автономность и стали органоидами.

8. В клетках прокариот отсутствуют мембранные органоиды, например митохондрии, пластиды, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть. Как вы думаете, как прокариотические клетки могут функционировать без этих органоидов? Почему прокариоты не могут «обойтись» без рибосом?

У прокариот функции мембранных органоидов выполняет цитоплазматическая мембрана и её производные. Например, в клетках цианобактерий содержатся округлые замкнутые мембранные структуры – хроматофоры, в которых расположены фотосинтетические пигменты, т.е. хроматофоры выполняют функции хлоропластов.

Белки в клетках живых организмов выполняют очень важные биологические функции, многие из которых не способны выполнять другие вещества. Биосинтез белков осуществляется только на рибосомах. Поэтому прокариоты (как и другие живые организмы) не могут "обойтись" без рибосом.