Еволюція клітин

Размещено на http://allbest.ru

Харківська державна академія фізичної культури

Реферат

З біології

Тема: “Еукаріотичні та прокаріотичні клітини”

Виконала: Палій Катерина Андріївна

студентка факультету заочної освіти

Харків - 2017

Зміст

Введення

1. Загальна характеристика клітини

2. Будова клітин еукаріотів

3. Будова клітин прокаріотів

Висновок

Введення

Всі живі істоти складаються з клітин - маленьких, оточених мембраною порожнин, заповнених концентрованим водним розчином хімічних речовин. Клітина - елементарна одиниця будови і життєдіяльності всіх живих організмів (крім вірусів, про які нерідко говорять як про неклітинних формах життя), що володіє власним обміном речовин, здатна до самостійного існування, самовідтворення і розвитку.

Всі живі організми або, як багатоклітинні тварини, рослини і гриби, складаються з багатьох клітин, або, як багато найпростіші і бактерії, є одноклітинними організмами.

Розділ біології, що займається вивченням будови і життєдіяльності клітин, отримав назву цитології. Вважається, що всі організми і всі складові їх клітини відбулися еволюційним шляхом від загальної преДНКової клітини. Два основних процеси еволюції - це:

випадкові зміни генетичної інформації, що передається від організму до його нащадків;

відбір генетичної інформації, що сприяє виживанню і розмноженню своїх носіїв.

1. Загальна характеристика клітини

Клітина як елементарна жива система, що лежить в основі будови і розвитку живих організмів. Нам відомо, що вона - найменша одиниця організму, межа його подільності, що наділена життям і всіма головними властивостями цілого організму.

Клітини відрізняються одна від одної розміром, формою, походженням, особливостями організації і функціями. За формою розрізняють циліндричні, призматичні, кубічні (в епітеліальних тканинах), кулясті, видовжені, веретено- і дисковидні, зірчасті. За розміром найчастіше трапляються клітини 10-100 мкм, рідше - 1-10 мм (клітини м'якуша кавуна, цитрусових, залозисті клітини деяких молюсків) і дуже рідко - до 10-20 см (гігантські яйцеклітини птахів - гусей, гаг, пінгвінів, страусів).

Кількість клітин у різних багатоклітинних організмів неоднакова. Так, у примітивних безхребетних вона дорівнює 102-104, у високоорганізованих хребетних - 1015-1017, у крові людини нараховується 1012-2012 еритроцитів.

Середня маса клітини становить 10-8-10-9г.

Незважаючи на різноманітність, усі клітини характеризуються багатьма спільними ознаками. Для них характерна наявність двох систем, що забезпечують життєдіяльність клітини:

- система, зв'язана з розмноженням, ростом і розвитком клітини, що включає структури, які забезпечують редуплікацію ДНК, синтез РНК і білка;

- система енергозабезпечення процесів синтезу речовин та інших видів фізіологічної роботи клітини.

Обидві ці системи знаходяться в тісній взаємодії. Живі клітини мають здатність поглинати з оточуючого середовища воду, поживні речовини і реагувати на зовнішні подразники адаптивними змінами своїх структур і процесів життєдіяльності. Крім того, елементи, з яких побудовані клітини різного походження, характеризуються також подібністю на різних рівнях - атомарному (вуглець, водень, кисень, азот та ін.), молекулярному (нуклеїнові кислоти, білки тощо), надмолекулярному ) (мембранні структури, органоїди клітини). Клітини характеризуються й іншими спільними функціональними особливостями, серед яких на перший план виступає єдність хімічних процесів: дихання, використання та перетворення енергії, синтез специфічних молекул (нуклеїнові кислоти, білки, ферменти та ін.).

Клітина складається з плазматичної мембрани, цитоплазми з різноманітними органоїдами, ядра (еукаріоти). Рослинні клітини мають це й вакуолі, добре сформовану целюлозну оболонку і різного типу пластиди.

2. Будова клітини еукаріотів

За основним положенням клітинної теорії, план будови клітин різних організмів подібний. Будь-яка клітина складається з поверхневого апарату, цитоплазми та ядра. Лише клітини бактерій і ціанобактерій не мають ядра. А як же еритроцити ссавців чи ситоподібні трубки вищих рослин? Адже вони теж ядра не мають. Річ у тім, що в цих клітинах на початкових етапах розвитку ядро руйнується. А в бактерій і ціанобактерій ядра немає на будь-яких етапах розвитку клітин.

Ціанобактерія

генетичний інформація білок клітина

Внутрішній вміст клітини оточує поверхневий апарат. До його складу входять плазматична мембрана, надмембранні та підмембранні структури. Поверхневий апарат клітини захищає внутрішній вміст від несприятливих впливів довкілля, забезпечує обмін речовин між клітиною і навколишнім середовищем. Клітини різних груп організмів мають відміни у будові поверхневого апарату. Ви пригадуєте, що клітини бактерій, грибів і рослин оточує клітинна стінка, тоді як клітини тварин її не мають.

Схема будови тваринної (А) і рослинної (Б) клітини

Цитоплазма (від грец. китос та плазма - виліплене) - це внутрішнє середовище клітини, розташоване між плазматичною мембраною і ядром. Вона становить собою колоїдний розчин органічних і мінеральних сполук, характеризується відносною сталістю будови, хімічного складу та фізичних властивостей. Основа цитоплазми (її матрикс) - це гіалоплазма (від грец. хіалос - скло) - безбарвна колоїдна система клітини. До її складу входять розчинні білки, РНК, полісахариди, ліпіди і певним чином розташовані клітинні структури: мембрани, органели, включення.

Клітинні мембрани обмежують різноманітні органели і ділять, таким чином, цитоплазму на окремі функціональні ділянки. Така система внутрішньоклітинних мембран забезпечує одночасний перебіг багатьох несумісних біохімічних процесів.Система білкових утворів - мікротрубочок та мікро-ниток - утворює внутрішньоклітинний скелет, або цитоскелет, який виконує в клітині опорну функцію. Крім того, ці утвори беруть участь у зміні форми клітин та їхньому русі, забезпечують певне розташування ферментів, які зумовлюють перебіг біохімічних процесів.

Цитоскелет

Органели (від грец. органон - орган, інструмент) - постійні клітинні структури (мал. 31). Кожна з органел виконує певні функції, забезпечуючи ті чи інші процеси життєдіяльності клітини (живлення, рух, зберігання й передачу спадкової інформації тощо). Одні з них обмежені однією (вакуолі, комплекс Гольджі, ендоплазматична сітка, лізосоми) чи двома (хлоропласти, мітохондрії, ядро) мембранами або ж взагалі не мають мембран (клітинний центр, рибосоми, мікро-трубочки, мікронитки). Особливості будови тієї чи іншої органели тісно пов'язані з виконуваними нею функціями.

На відміну від органел, включення -- непостійні структури, тобто можуть з'являтись у процесі життєдіяльності клітини, зникати і знову утворюватись. Це здебільшого запасні сполуки чи кінцеві продукти обміну речовин у вигляді краплин (жири), зерен (крохмаль, глікоген), кристалів (солі) тощо. Залежно від рівня організації клітин організми ділять на прокаріотів та еукаріотів.

Включення кристалів щавлевокислого калію в клітинах бегонії

Що собою становлять клітини еукаріотів? Еукаріоти (від грец. еу - повністю, добре) - організми, клітини яких мають ядро, принаймні на певних етапах їхнього клітинного циклу. Цитоплазма еукаріотичних клітин поділена мембранами на окремі функціональні ділянки; вона містить різноманітні органели (пластиди, мітохондрії, комплекс Гольджі, ендоплазматичну сітку, лізосоми, клітинний центр, вакуолі та ін.). Процес поділу еукаріотичних клітин досить складний. Він супроводжується, зазвичай, утворенням особливого веретена поділу, що забезпечує розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами.

До надцарства Еукаріоти належать царства Рослини, Гриби, Тварини. Серед еукаріотів трапляються як одноклітинні чи колоніальні, так і багатоклітинні форми.

3. Будова клітин прокаріотів

Дрокаріоти (від лат. про - перед, замість та грец. каріон - ядро) - надцарство організмів, до складу якого входять царства Бактерії та Ціанобактерії (колишня назва -- «синьо-зелені водорості»).

Клітини прокаріотів характеризуються простою будовою: вони не мають ядра і багатьох органел (міто-хондрій, пластид, ендоплазматичної сітки, комплексу Гольджі, лізосом, клітинного центру).

Ще однією характерною рисою клітин цих організмів є відсутність системи внутрішньоклітинних мембран. Лише у деяких бактерій -- мешканців водойм або капілярів ґрунту, заповнених водою, є особливі газові вакуолі. Змінюючи об'єм газів у цих вакуолях, бактерії можуть пересуватись у водному середовищі з мінімальними витратами енергії.

Таким чином, клітинам прокаріотів притаманна простота будови.

У цитоплазмі прокаріотів містяться рибосоми та різноманітні включення. Але розміри рибосом дрібніші, ніж у еукаріотів.

До складу поверхневого апарату клітин прокаріотів входить плазматична мембрана, клітинна стінка, іноді слизова капсула. Плазматична мембрана може утворювати гладенькі або складчасті впинання в цитоплазму. На складчастих мембранних впинаннях можуть розташовуватись ферменти, рибосоми, а на гладеньких - фотосинтезуючі пігменти.

Схема будови клітини бактерії:

1 - цитоплазма;

2 - фотосинтетичні мембрани;

3 - капсула;

4 -джгутик;

5 - клітинна стінка;

6 - рибосоми;

7 - запасні поживні речовини;

8 - кільцева ДНК;

9 - плазматична мембрана;

10- складчасті впинання мембрани

В клітинах деяких бактерій (наприклад, пурпурних) фотосинтезуючі пігменти можуть міститись у кулястих замкнених структурах, утворених випинаннями плазматичної мембрани. їх називають хроматофорами (від грец. хрома - фарба та форос - той, що несе).

Замість ядра, в клітинах прокаріотів є одна чи кілька ядерних зон зі спадковим матеріалом. Але на відміну від ядра еукаріотів, ядерні зони прокаріотів мембранами від цитоплазми не відокремлені. Спадковий матеріал прокаріотів представлений кільцевою молекулою ДНК, прикріпленою в певному місці до внутрішньої поверхні плазматичної мембрани. Отже, типові хромосоми, які в клітинах еукаріотів розташовані в ядрі, у прокаріотів відсутні.

Клітини деяких бактерій мають органели руху -один, декілька або багато джгутиків. Джгутики можуть бути довші за саму клітину, проте їхній діаметр незначний (10-25 нм), тому у світловий мікроскоп вони не помітні. Крім джгутиків, поверхня клітин бактерій має нитчасті та трубчасті утвори, які складаються з білків чи полісахаридів. Вони забезпечують прикріплення до субстрату або беруть участь у передаванні спадкової інформації під час статевого процесу.

Прокаріоти - мікроскопічні організми. Розміри їхніх клітин не перевищують ЗО мкм, а в деяких видів діаметр клітин становить лише 0,2 мкм. Більшість прокаріотів - одноклітинні організми, серед них є і колоніальні форми.

Різні форми бактерій:

1 - коки;

2 - бацили;

3 - спірили;

4 - вібріони

Скупчення клітин прокаріотів можуть мати вигляд ниток, грон тощо. Іноді вони оточені спільною слизовою оболонкою - капсулою. При цьому контакти між сусідніми клітинами, що мають вигляд мікроскопічних канальців, заповнених цитоплазмою, відомі лише для деяких колоніальних ціанобактерій.

Форма клітин прокаріотів різноманітна: куляста (коки), паличкоподібна (бацили), у вигляді вигнутої (вібріони) або спірально закрученої (спірили) палички тощо.

Прокаріоти розмножуються нестатевим способом -- поділом навпіл. Перед поділом клітина збільшується в розмірах, її спадковий матеріал (молекула ДНК) подвоюється. Таким чином, кожна з дочірніх клітин, які утворилися внаслідок поділу материнської, отримує подібну спадкову інформацію .

Поділ бактеріальної клітини

У прокаріотів спостерігається і статевий процес -кон'югація (від лат. конюгатіо - сполучення). Під час кон'югації дві клітини обмінюються спадковою інформацією (у вигляді фрагментів молекули ДНК) через цитоплазматичний місток, що на певний час утворився між ними.

За несприятливих умов у деяких прокаріотів утворюються спори. В одних видів спори утворюються всередині материнської клітини: цитоплазма майбутньої спори вкривається багатошаровою оболонкою. Такі спори дуже стійкі до дії високої температури (в деяких випадках вони можуть витримувати кип'ятіння протягом кількох годин), іонізуючого опромінення, хімічних сполук тощо. Потрапивши у сприятливі умови, спори проростають. У вигляді спор бактерії можуть тривалий час зберігати життєздатність у несприятливих умовах .

Утворення спори і цисти

У ґрунті, що прилип до коренів засушених рослин з одного гербарію у Великобританії, було виявлено життєздатні спори, вік яких перевищував 300 років. Учені припускають, що життєздатність спор може зберігатися до 1000 років.

У деяких бактерій спори можуть утворюватись не всередині материнської клітини, а в результаті брунькування.

Деякі прокаріоти здатні до інцистування (від лат. ін - в, всередині та грец. кистіс - міхур). При цьому щільною оболонкою вкривається вся клітина. Цисти прокаріотів стійкі до дії радіації, висушування, але нездатні витримувати високі температури.

Висновок

Таким чином, можна провести порівняння уявлень про еукаріотичну і прокаріотичну клітину.

Хотілося б зазначити, що в матриксі цитоплазми прокаріотичних клітин міститься велика кількість рибосом (полірибосоми), а цитоплазматичні мембрани зазвичай виражені не так сильно, як у еукаріотичних клітин, хоч деякі види бактерій (наприклад, фототрофні пурпурні бактерії) багаті внутрішньоклітинними мембранними системами. Дуже сильно цитоплазматичні мембрани розвинуті у синьо-зелених водоростей. Зазвичай всі внутрішньоклітинні мембранні системи прокаріот розвиваються за рахунок плазматичної мембрани.

Таким чином, можна зробити висновок, що всі клітини складаються з поверхневого апарату і цитоплазми, в якій розташовані певні органели та включення. Залежно від особливостей будови клітин всі організми поділяють на два надцарства - Еукаріоти і Прокаріоти. Всі типи прокаріотів (як видно з таблиці) не мають ядра і багатьох органел, притаманних клітинам еукаріотів.

Література

1. Прокариотические и эукариотические клетки (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000).

2. Б.Албертс, Д.Брей, Дж.Льюис, М.Рэфф, К.Робертс, Дж.Уотсон. "Молекулярная биология клетки", 2-е издание, "Мир", 1994.

3. С.Бейкер. Камень преткновения.Верна ли теория эволюции? - М., «Протестант», 1992.

4. Гилберт С. Биология развития 3 томам., "Мир", 1993г.

5. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д., Биология 3 тома, М, "Мир", 1990г.

6. Дубинин Н.П. Новое в современной генетики М, "Наука", 1989г.

Размещено на Allbest.ru