Клеточные формы жизни

Бактерии существовали с самого начала истории жизни на земле. Как и вирусы, они наши вечные спутники. Они повсюду. Есть гипотезы, что бактерии впервые появились на земле примерно 4 миллиарда лет назад, и они были первыми формами жизни. Считается, что клетки, из которых состоит все живое на земле, также содержат то, что когда-то было бактериями. В этой статье описано: что такое бактерия, кратко — общие понятия о бактериях, их роль в жизни человека и экосистемы планеты в целом.

Основы микробиологии

Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, условия жизни и развития мельчайших организмов, называемых микробами, или микроорганизмами.

Похожее по теме… Антони ван Левенгук — учёный, натурфилософ и наблюдательАнтони ван Левенгук вошел в историю в качестве основателя множества научных дисциплин и направлений, самая важная из которых – микробиология.

«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский. Действительно, микробы есть везде: в воздухе, в воде и в почве, в организме человека и животных. Они могут быть полезны, и их используют в производстве многих пищевых продуктов. Они могут быть вредны, вызывать заболевания людей, порчу продуктов и др.

Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах.

Основы микробиологии

Он положил начало описательному характеру новой науки. Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных.

Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы. Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.

Определение бактерии кратко

Бактерии — это одноклеточные микроорганизмы, которые представляют собой одиночные клетки, не имеющие органелл или истинного ядра.

Бактерии чрезвычайно многочисленны, их общая биомасса на Земле больше, чем всех растений и животных вместе взятых. Они живут в огромных количествах почти в любой среде на Земле, от глубоководных впадин мирового океана до пищеварительного тракта человека.

Бактерии причислены к одноклеточным формам жизни, и называются прокариотами.

Прокариоты являются доминирующими живыми существами на земле, присутствуя, возможно, на протяжении трех четвертей земной истории и адаптировавшись почти ко всем доступным экологическим средам обитания.

Как группа, они демонстрируют чрезвычайно разнообразные метаболические возможности и могут использовать в качестве источника пищи почти любое органические и некоторые неорганические соединения.

Некоторые бактерии могут вызывать заболевания у людей, животных или растений, но большинство из них безвредны и являются полезными экологическими агентами, чья метаболическая деятельность поддерживает высшие формы жизни.

Без прокариотов почва не была бы плодородной, а мертвый органический материал разлагался бы гораздо медленнее.

Некоторые бактерии широко используются в приготовлении пищевых продуктов, химических веществ и медикаментозных препаратов. Исследования взаимоотношений между различными группами бактерий продолжают давать новые представления о происхождении жизни на земле и механизмах эволюции.

Организмы клеточного строения

Организмы, имеющие клеточное строение, — это основная и прогрессивная форма жизни на Земле.

Являясь элементарной живой системой клетка лежит в основе развития и строения животных и растительных организмов на планете. Это мельчайшая структура организма, являющаяся границей его делимости и имеющая все основные признаки целого живого организма.

Определение 2

Клетка – это элементарная (простейшая) живая система, способная к самовоспроизведению, самообновлению и саморегуляции.

Клетки, образующие живой организм, не тождественны и не идентичны, но все имеют единый принцип строения и общие признаки. Это свидетельствует о единстве происхождения всех живых организмов Земли, о единообразии всего органического мира планеты.

Для клеток характерно наличие двух систем, которые обеспечивают их жизнедеятельность:

  • система, отвечающая за размножение, рост и развитие клетки и включающая структуры, осуществляющие редупликацию ДНК, синтез РНК и белков;
  • система, обеспечивающая энергообеспечение процессов синтеза веществ в клетке и других видов физиологической деятельности.

Эти системы тесно взаимодействуют. Живые клетки поглощают из окружающей среды воду и питательные вещества, реагируют на внешние раздражители адаптивно изменениями свои структуры и процессы жизнедеятельности. Кроме того, элементы, из которых построены клетки разного по происхождению, сходны так же и на разных уровнях – атомарном ($C$, $H$, $O$, $N$ и др.), молекулярном (белки, нуклеиновые кислоты и др.), надмолекулярном (органоиды, надмембранные структуры).

Ты эксперт в этой предметной области? Предлагаем стать автором Справочника Условия работы

Клеткам характерны и другие общие свойства, где на первый план выступает единство жизненных химических процессов: дыхания, использования и превращения энергии, синтез макромолекул (нуклеиновые кислоты, белки, АТФ, ферменты и др.).

Все химические реакции клетки происходят упорядоченно и согласовано в неразрывной связи с молекулярными структурами клетки.

В состав типичной клетки входит плазматическая мембрана, цитоплазма с разнообразными органоидами, ядра. В клетках растений имеется ещё и вакуоль, хорошо оформленную целлюлозную оболочку и разного типа пластиды.

Клеточные формы жизни.

Клеточные формы жизни представлены прокариотами и эукариотами.

Прокариоты (доядерные организмы) имеют размеры от 1 до 5 мкм, наиболее простой тип строения клетки:

— нет оформленного ядра;

— одна кольцевая молекула ДНК;

— слабо развита система внутренних мембран, отсутствуют органоиды мембранного строения (эндоплазматическая сеть, митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, центриоли);

— есть рибосомы;

— функции мембранных органоидов выполняют мезосомы.

— деление клеток осуществляется путем перетяжки, без образования веретена деления;

— клеточная стенка состоит из гликопротеида – муреина.

Прокариоты представлены бактериями и цианеями. Это наиболее древняя группа представителей органического мира: возраст пород, в которых обнаружены их споры, составляет 3,5 млрд. лет.

Эукариоты – это группа одно- и многоклеточных организмов, клетки которых, несмотря на многообразие форм и выполняемых функций имеют единый план строения: ядро, отграниченное от цитоплазмы ядерной мембраной: хорошо развитая сеть внутриклеточных мембран ( в наличии все органоиды мембранного строения); деление клеток митоз, мейоз, амитоз; у растений и грибов есть клеточная стенка. Размеры от 13 мкм до 10-20 см и более. Включают три группы организмов: растения, грибы, животные.

Признак Растения Грибы Животные
Тип питания Первичные автотрофы, но могут быть вторичными гетеротрофами (росянка, венерина мухоловка) Гетеротрофы (сапрофиты) гетеротрофы
Запасание углеводов крахмал Гликоген гликоген
Образ жизни Как правило прикрепленный, но могут быть подвижными Прикрепленный Как правило свободноживущие, но могут быть прикрепленные (взрослые асцидии, коралловые полипы).
Клеточная стенка В основном из целлюлозы, реже из хитина В основном из хитина, реже из целлюлозы Нет
Ответ на раздражение Тропизмы и настии Таксисы, рефлекс
Рост Неограничен Неограничен Ограничен генотипом

Общие признаки строения

  1. Все ядерные структуры покрыты очень тонкой мембранной оболочкой, которая ограждает их от взаимодействия с внешней средой. С помощью специальных наростов, называемых складкам, они очень близко прилегают друг к другу. Обмен веществ осуществляется через специальные отверстия — поры, которые пронизывают мембрану.
  2. Главным органоидом всех типов клеток растений и животных является ядро. Чаще всего оно находится в центре и может содержать одно или несколько ядрышек, которые, в свою очередь, синтезируют белок и структуры РНК.
  3. В обеих структурах содержится бесцветная полужидкая цитоплазма, которая заполняет пространство между ядром и мембраной. В ней находятся органоиды и запасные питательные вещества.
  4. Важным является генетический код, который наследуется одинаково.
  5. Обмен веществ и энергии происходит по одинаковому принципу.
  6. Одинаковый процесс деления, т.к. и животная, и растительная могут делиться путем митоза.
  7. Имеют одинаковую химическую составляющую.
  8. Сходный состав органоидов (ЭПС, Аппарат Гольджи, рибосомы, лизосомы, митохондрии).

Капсула

Представляет собой связанную со стенкой клетки слизистую структуру. Границы капсулы четко видны при изучении световым микроскопом. Заметно, как капсула окружает клетку.

Капсула более чем на 95% состоит из обычной воды.

Функции капсулы:

  1. Основная функция капсулы – защитная. Она способна предотвращать проникновение фагов в клетку. Бактерии могут создавать капсулу самостоятельно при воздействии негативных факторов среды, окружающий их. Таких как ядовитые вещества, уровень облучения, повышение содержания кислорода в воздухе.
  2. Капсула отвечает за способность бактерии прикрепляться к поверхностям, как жидким, так и твердым. Так, стрептококковая бактерия способна прикрепляться к зубной эмали и в комплексе с другими бактериями вызывать кариес.
  3. Капсула ответственна за водный обмен. Эта функция призвана защитить клетки от высыхания.
  4. Создание осмотического барьера. Осмос – это специфическое движение сквозь клеточную мембрану.

Поверхность бактериальной клетки защищена слизистым образованием – капсулой, которая не дает клетке засохнуть.

Капсула

Капсула состоит из двух слоев: внутреннего и наружного. Первый является составляющей частью мембраны, а второй – это своеобразный продукт выделительной функции самой бактерии.

По своему строению капсулу можно разделить на следующие виды:

  • нормального строения (при таком строении капсула окружает равномерно стенку клетки бактерии);
  • прерывистая (это вид капсулы, при котором она неравномерно окружает клетку бактерии);
  • капсулы, которые сдержат поперечно-полосатые фибриллы (фибриллы представляют собой целлюлозные нити);
  • сложные (такие капсулы состоят из нескольких участков полипептидов и полисахаридов).

Капсулы можно различать и по их толщине:

  • микрокапсула. Толщина такой капсулы может быть менее 0,2 мкм. Ее можно рассмотреть только при помощи электрического микроскопа;
  • макрокапсула. Ее толщина колеблется от 0,2 мкм до 10,0 мкм. Такая капсула видна даже под световым микроскопом;
  • слизистый слой. Его толщина значительно превышает толщину самой клетки.

Комплекс Гольджи

Он присутствует только в клетках эукариотов. Данная органелла состоит из диктосом, количество которых обычно составляет приблизительно 20, но может доходить и до нескольких сотен. Аппарат Гольджи входит в строение клетки только эукариотических организмов. Он расположен около ядра и выполняет функцию синтеза и хранения определенных веществ, к примеру, полисахаридов. В нем образуются лизосомы, о которых пойдет речь ниже. Также эта органелла является частью выделительной системы клетки. Диктосомы представлены в виде стопок из сплющенных цистерн дискообразной формы. На краях этих структур образуются пузырьки, где находятся вещества, которые необходимо вывести из клетки.

Витязь Руденко
Оцените автора
( Пока оценок нет )