Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

Составьте и заполните в тетради таблицу «Органоиды клетки: особенности строения и функции».

§ 21 Прокариотические клетки. Вирусы

Фаг – всего лишь ДНКВ оболочке из белка,Но, уж коль напали фаги,Быть микробу в саркофаге.Фаг бактерию словил,Ножку к стенке прикрепил,Оболочку скинул вмиг

И в бактерию проник.Глянул: «Ишь ты – нуклеоид!Поработать, право, стоит.Уж заставлю я тебяПотрудиться на себя!»Фаг размножился на славу,Огляделся, крикнул «Браво!»,Клетку в клочья разорвалИ со всей семьёй удрал.

Прокариоты

Самые древние организмы нашей планеты не имеют клеточного ядра и мембранных органоидов. Поэтому их называют прокариотами, т. е. доядерными или предъядерными. К прокариотам относят представителей царства дробянок, куда входят бактерии и цианобактерии (синезелёные водоросли). Наследственный материал прокариот представлен кольцевой молекулой ДНК, расположенной в цитоплазме (рис. 51). Эта молекула не образует комплекса с белками, её называют нуклеоидом.

Размеры прокариотических клеток обычно значительно меньше, чем эукариотических. В то время как величина первых обычно составляет десятки или сотни микрометров, а иногда достигает нескольких сантиметров, размеры прокариотических клеток редко превышают 10 мкм, а часто составляют всего около 0,2–0,3 мкм[8].

В клетках прокариот отсутствуют митохондрии и пластиды, ЭПС, лизосомы и аппарат Гольджи. Для тех процессов, в которых необходимо участие мембран, существуют мембранные складки непостоянной формы, называемые мезосомами. Синтез белка обеспечивают мелкие рибосомы. Прокариотическая клетка, так же как и эукариотическая, окружена плазматической мембраной, поверх которой находится плотная оболочка, построенная из полисахарида муреина.

Рис. 51. Строение прокариотической клетки

Над этой оболочкой часто располагается слизистая капсула. Многие прокариоты имеют жгутики, с помощью которых они передвигаются.

Рис. 52. Образование спор у бактерий

В неблагоприятных условиях многие бактерии способны образовывать споры (рис. 52). При этом они покрываются очень плотной оболочкой и прекращают свою жизнедеятельность. Когда же наступают благоприятные условия (а это может произойти через десятки, сотни, а иногда и через миллионы лет), спора вновь становится активно живущей бактерией.

Внешний вид прокариотических клеток не отличается большим разнообразием. В большинстве случаев это палочки, прямые или изогнутые, или шарики (рис. 53). Бактерии в виде палочек называют бациллами, а бактерии круглой формы – кокками. Существуют ещё вибрионы – короткие загнутые клетки, а также спиралевидные бактерии – спириллы и спирохеты.

Многие прокариоты являются аэробами,

т. е. им для жизнедеятельности необходим кислород. Однако существуют и анаэробные бактерии, для которых кислород губителен. Это возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма. Обычно споры этих бактерий находятся в почве, где не проявляют признаков жизни. Попадая в благоприятные условия, споры активизируются, и бактерии начинают размножаться, выделяя при этом чрезвычайно опасные для человека токсины. Сильнейшим из известных ядов для человека является токсин ботулизма: его смертельная доза составляет менее 0,000001 г.

Рис. 53. Формы прокариотических клеток: А – цепочки кокков (стрептококки); Б – бациллы; В – спириллы

Отравление ботулизмом обычно происходит при употреблении недостаточно хорошо отмытых от почвы продуктов (огурцов, грибов), законсервированных в домашних условиях. Кипячение не убивает споры этого микроорганизма, а его последующее размножение в закупоренных без доступа воздуха сосудах приводит к образованию смертельного для человека токсина. Почти так же опасно отравление столбнячным токсином, возбудитель которого поступает в организм через загрязнённые раны.

По типу питания бактерии подразделяют на сапрофитов и паразитов. Первые – это в основном бактерии гниения. Они выполняют очень важную роль в биосфере, минерализуя органические остатки, т. е. превращая мёртвую органику в минеральные соли. Эти соли впоследствии используются растениями. Огромная роль в биосфере принадлежит также азотфиксирующим бактериям, способным улавливать из атмосферы газообразный азот и превращать его в соединения, которые тоже усваиваются растениями.