Биология. Общие закономерности. 9 класс - Сергей Мамонтов

Рис. 7. Строение прокариотической клетки: 1 – клеточная стенка; 2 – наружная цитоплазматическая мембрана; 3 – хромосома (кольцевая молекула ДНК); 4 – впячивание наружной цитоплазматической мембраны; 5 – стопки мембран, в которых осуществляется фотосинтез; 6 – рибосомы; 7 – жгутики. Внизу – бактерия сальмонелла (электронная микрофотография)

Рис. 8. Формы бактерий: 1 – палочковидные бактерии (палочки, или бациллы); 2 – веретеновидные палочки; 3 – шаровидные бактерии (кокки); 4 – диплококки 5 – стрептококки; 6 – стафилококки; 7 – сарцины; 8 – вибрионы; 9 – спириллы; 10 – стебельковые бактерии; 11 – тороиды; 12 – звездообразные бактерии; 13 – шестиугольные клетки

Рис. 9. Созревшая спора в бактериальной клетке

У многих микроорганизмов внутри клетки откладываются запасные вещества – полисахариды, жиры. Эти вещества, включаясь в обменные процессы, могут обеспечивать жизнедеятельность клетки при отсутствии внешних источников энергии.

Обычно бактерии размножаются делением надвое.

Бактериям свойственно спорообразование. Споры возникают, как правило, при неблагоприятных условиях, когда ощущается недостаток в питательных веществах или когда в среде в избытке накапливаются продукты обмена. Спорообразование начинается с того, что клетка теряет часть воды и внутри неё обособляется часть цитоплазмы. Эта часть содержит кольцевую ДНК и окружена мембраной и толстой клеточной стенкой (рис. 9). Споры бактерий очень устойчивы. В сухом состоянии они сохраняют жизнеспособность многие сотни и даже тысячи лет, выдерживая резкие колебания температуры. При наступлении благоприятных условий спора даёт начало новой бактериальной клетке.

Следует помнить, что споры у бактерий, в отличие от грибов и растений, служат не для размножения, а для переживания неблагоприятных условий.

Вопросы для повторения и задания

1. По какому признаку все живые организмы делят на две группы – прокариоты и эукариоты? В чём их принципиальные отличия?

2. Какие организмы относят к прокариотам?

3. Изобразите схематично строение бактериальной клетки.

4. В чём сущность и биологический смысл процесса спорообразования у бактерий? Чем споры бактерий отличаются от спор растений?

5. Назовите известные вам бактериальные заболевания. Как передаются эти заболевания? Какие меры профилактики помогают избежать заражения?

6. Почему бактерии считают самыми древними обитателями Земли? Ответ обоснуйте.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

• Найдите в Интернете сайты, материалы которых могут служить дополнительным источником информации, раскрывающим содержание ключевых понятий параграфа.

• Подготовьтесь к следующему уроку. Используя дополнительные источники информации (книги, статьи, ресурсы сети Интернет и др.), сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

6. Эукариотическая клетка. Цитоплазма

Вспомните!

• Одноклеточные организмы • Многоклеточные организмы

• Клеточная мембрана • Полупроницаемость • Органоиды

• Пиноцитоз • Фагоцитоз

Эукариотические клетки самых разнообразных организмов – от простейших (корненожки, жгутиковые, инфузории и др.) до грибов, высших растений и животных – отличаются формой, размерами и особенностями строения (рис. 10). Типичной клетки в природе не существует, но у тысяч различных типов клеток можно выделить общие черты строения (рис. 11).

В растительной клетке есть все органоиды, свойственные и животной клетке: ядро, эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. Вместе с тем она отличается от животной клетки существенными особенностями строения: 1) прочной клеточной стенкой; 2) особыми органоидами – пластидами, в которых происходит первичный синтез органических веществ за счёт энергии света; 3) развитой системой вакуолей, в значительной мере обусловливающих осмотические свойства клеток.

Каждая клетка состоит из двух важнейших, неразрывно связанных между собой частей – цитоплазмы и ядра, окружённых наружной мембраной.

Цитоплазма. В цитоплазме находится целый ряд структур (органелл, или органоидов), каждая из которых отличается особенностями строения и выполняет определённую функцию. Есть органоиды, свойственные всем клеткам, – митохондрии, клеточный центр, аппарат Гольджи, рибосомы, эндоплазматическая сеть, лизосомы. Другие органоиды встречаются только в клетках определённого типа – миофибриллы, реснички и т. д.

Рис. 10. Форма клеток: А – нервная клетка; Б – Г – эпителиальные клетки; Д – соединительнотканная клетка; Е – яйцеклетка; Ж – мышечная клетка

В цитоплазме откладываются также различные вещества – их называют включениями. Это непостоянные структуры цитоплазмы (а иногда и ядра), которые, в отличие от органоидов, то возникают, то исчезают в процессе жизнедеятельности клетки. Плотные включения называют гранулами. В процессе жизнедеятельности в клетках накапливаются продукты обмена веществ (пигменты, белковые гранулы в секреторных клетках) или запасные питательные вещества (глыбки гликогена, капли жира).

В основе структурной организации клетки лежит мембранный принцип строения. Все мембраны клетки имеют сходное строение. Они образованы двумя рядами фосфолипидов, в которые на разную глубину с наружной и внутренней стороны погружены многочисленные и разнообразные молекулы белков.

Рис. 11. Схема строения животной и растительной клеток

Наружная цитоплазматическая мембрана отграничивает содержимое цитоплазмы от внешней среды. Поверхность живой клетки находится в непрерывном движении: на ней возникают выросты и впячивания, она совершает волнообразные колебательные движения, в ней постоянно перемещаются макромолекулы.

Рис. 12. Схема проникновения веществ в клетку и внутриклеточное пищеварение: 1 – фагоцитоз; 2 – пиноцитоз; 3 – наружная мембрана; 4 – эндоплазматическая сеть; 5 – аппарат Гольджи и лизосомы; 6 – слияние лизосомы с пино– или фагоцитозной вакуолью; 7 – подготовка к перевариванию структур клетки; 8 – пищеварительная вакуоль; 9 – удаление непереваренных остатков

Поверхность клетки обладает высокой прочностью и эластичностью, легко и быстро восстанавливает свою целостность при небольших повреждениях. Однако цитоплазматическая мембрана несплошная: она пронизана многочисленными мельчайшими отверстиями – порами, через которые с помощью ферментов внутрь клетки могут проникать ионы и мелкие молекулы. К тому же они могут попадать в клетку и непосредственно через мембрану, причём это не пассивная диффузия, а активный избирательный процесс, требующий затрат энергии.

Клеточная мембрана легко проницаема для одних веществ и непроницаема для других. Так, концентрация ионов К+ в клетке всегда выше, чем в окружающей среде. Напротив, ионов Na+ всегда больше в межклеточной жидкости. Избирательная проницаемость клеточной мембраны носит название полупроницаемости.

Помимо указанных двух способов, химические соединения и твёрдые частицы могут проникать в клетку путём пино– и фагоцитоза (рис. 12). Мембрана клеток образует выпячивания, края выпячиваний смыкаются, захватывая межклеточную жидкость (пиноцитоз) или твёрдые частицы (фагоцитоз).

Цитоплазматическая мембрана выполняет ещё одну функцию – обеспечивает связь между клетками в тканях многоклеточных организмов: во-первых, путём образования многочисленных складок и выростов, во-вторых, за счёт выделения клетками вещества, заполняющего межклеточное пространство.

У растительной клетки, в отличие от животной, снаружи от цитоплазматической мембраны расположена толстая, состоящая из целлюлозы клеточная стенка.

Клетки грибов, как и растений, окружены клеточной стенкой, но она образована не целлюлозой, а хитиноподобным веществом.

Эндоплазматическая сеть – это сложная система мембран, пронизывающая цитоплазму всех эукариотических клеток; у прокариот её нет.

Различают два вида эндоплазматической сети: гладкую и шероховатую. Одной из функций гладкой эндоплазматической сети является синтез липидов и углеводов. Особенно обильно гладкая эндоплазматическая сеть представлена в клетках сальных желёз (синтез жиров), в клетках печени (синтез гликогена), в клетках, богатых запасными питательными веществами (семена растений).