Урок. 16 Типы клеток. Прокариотическая клетка (1)

1. Типы клеток. Прокариотическая клетка

10 класс
(углубленный уровень)

2.

Типы клеток: Прокариоты и Эукариоты
Эукариотическая клетка
Прокариотическая клетка
Бактерии, Археи
Нет ядра (нуклеоид)
Нет мембранных органоидов
Кольцевая ДНК
Мелкие рибосомы (70S)
Деление прямое (бинарное)
Грибы, Растения,
Животные
Есть ядро
Есть мембранные органоиды
Линейная ДНК
Крупные рибосомы (80S)
Деление непрямое
(митотическое)

3.

Прокариоты - первые обитатели Земли
Прокариоты — одноклеточные организмы, не имеющие
оформленного ядра и мембранных органоидов.
Возраст: Самые древние ископаемые остатки
имеют возраст около 3,5-4 млрд лет.
Две основные группы:
• Бактерии
• Археи
Распространенность: Повсеместно: почва, вода,
воздух, организмы, экстремальные среды.

4.

Строение прокариотической клетки
клеточная стенка
цитоплазматическая
мембрана
капсула
рибосомы
жгутик
нуклеоид
цитоплазма
пили

5.

Клеточная стенка
Функции:
• поддержание формы клетки,
• защита от осмотического шока и
механических повреждений,
• определение антигенных свойств.
Клеточная стенка
Пептидогликан
Ключевой компонент клеточной стенки бактерий —
пептидогликан муреин.

6.

Клеточная стенка
Различия в строении клеточной
стенки грамположительных и
грамотрицательных бактерий
Метод Грама: Важнейший метод
окраски, разделяющий бактерии на
две группы:
• Грам(+): толстый слой
пептидогликана, окрашиваются в Цитоплазматическая
Пептидогликан
фиолетовый цвет (например,
мембрана
стафилококки).
• Грам(-): тонкий слой
пептидогликана + внешняя
мембрана, окрашиваются в
розовый/красный цвет (например,
Наружная мембрана
кишечная палочка).

7.

Дополнительные структуры
Капсула, жгутики, пили
Капсула — толстый полисахаридный слой вне клеточной
стенки.
Функции:
• защита от фагоцитоза,
• прикрепление к поверхностям,
• запас питательных веществ.
Жгутики — органеллы движения, состоящие из белка
флагеллина и работающие по принципу вращающегося
пропеллера.
Пили — тонкие белковые нити на поверхности клетки.
Функции:
• для прикрепления,
• для конъюгации и передачи ДНК (плазмид).
жгутики
капсула
пили

8.

Цитоплазматическая мембрана
цитоплазматическая
мембрана
Строение: липидная бислой с белками (жидко-мозаичная модель).
Функции:
• Барьерная и транспортная.
• Энергетическая: на цитоплазматической мембране
расположены дыхательные цепи (аналогично внутренней
мембране митохондрий у эукариот) происходит синтез АТФ.
• Синтетическая: участвует в синтезе компонентов клеточной
стенки.
• Восприятие сигналов для обеспечения хемотаксиса.

9.

Геном прокариот
нуклеоид
Нуклеоид — единственная кольцевая
двухцепочечная молекула ДНК — бактериальную
хромосому.
Особенности:
• ДНК не связана с белками гистонами,
• содержит основную генетическую информацию.
Плазмиды — небольшие дополнительные
кольцевые молекулы ДНК.
Особенности:
• несут гены устойчивости к антибиотикам,
• используются в генной инженерии в качестве
векторов.
плазмиды

10.

Рибосомы и включения
50S
30S
Рибосомы 70S
• Состоят из двух субъединиц: 30S и 50S.
• Функция — синтез белка.
Важно: Именно на рибосомные 70S субъединицы действуют
многие антибиотики (например, тетрациклин, стрептомицин), что
позволяет избирательно подавлять синтез белка у бактерий, не
затрагивая эукариотические клетки (у которых рибосомы 80S).
Включения (запасные вещества) — гранулы в цитоплазме.
Примеры: гликоген, крахмал, полифосфаты, капельки серы.

11.

Особенности архей
Сходства с бактериями: размеры, отсутствие ядра и мембранных
органоидов.
Принципиальное отличие - более устойчивые к экстремальным условиям.
Примеры:
• Метаногены — группа архей, способных образовывать метан (CH₄) в
качестве конечного продукта метаболизма в строго анаэробных
(бескислородных) условиях.
• Галофилы — археи, которые требуют для своего роста очень высоких
концентраций хлорида натрия (соли), обычно в 3-4 раза выше, чем в
морской воде.
• Термоацидофилы — археи, которые оптимально растут в условиях
одновременно экстремально высоких температур и крайне низких
значений pH (кислой среде).

12.

Размножение
Бесполое размножение
Бинарное деление — простое деление надвое после
репликации ДНК, не приводящее к увеличению
генетического разнообразия.
Способы генетической рекомбинации
(горизонтальный перенос генов)
• Трансформация — поглощение ДНК из окружающей
среды.
• Трансдукция — перенос ДНК с помощью
бактериофага (вируса).
• Конъюгация — прямой перенос плазмид (иногда
частей хромосомы)через пили от донорской клетки.

13.

Многообразие и экологическая роль
Роль в круговоротах веществ:
• Редуценты — разлагают органику до неорганических соединений.
• Азотфиксаторы — усваивают атмосферный азот.
• Фотосинтетики (цианобактерии) — основные продуценты в океане.
Симбиоз:
• Кишечная микрофлора (синтез витаминов, защита).
• Клубеньковые бактерии у бобовых.
цианобактерии
клубеньковые бактерии
кишечная палочка

14.

Бактерии — возбудители болезней человека
Патогенность — способность микроорганизма
вызывать заболевание.
Вирулентность — степень патогенности.
Механизмы патогенности:
• Производство токсинов: сильные яды, выделяемые живой
бактерией (столбняк, ботулизм, дифтерия) или при их
разрушении (сальмонеллез, холера).
• Инвазивность — способность проникать и
распространяться в тканях хозяина.
• Подавление иммунитета.

15.

Заболевание
Основной путь
передачи
Ключевые симптомы и
особенности
Туберкулёз
Воздушно-капельный,
Поражение лёгких
Чума
Трансмиссивный (укус
блох)
Высокая летальность, воспаление
лимфоузлов, сепсис.
Холера
Фекально-оральный
(вода, пища)
Диарея, обезвоживание, эпидемический
характер.
Сибирская язва
Контактный (с
животными, шкурами),
воздушно-пылевой
Кожная (язва), легочная, кишечная
формы. Споры высокоустойчивы во
внешней среде.
Столбняк
Контактный
(через раны, порезы)
Поражение нервной системы, судороги.
Пневмония
(бактериальная)
Воздушно-капельный
Воспаление лёгких (лихорадка, кашель,
боль в груди).

16.

Пищевые отравления и порча продуктов
Механизмы порчи:
• разложение белков (гниение) с образованием
токсичных и дурно пахнущих соединений,
• разложение жиров (прогоркание),
• разложение углеводов (брожение, ослизнение).
Пищевые токсикоинфекции - заболевания, вызванные
употреблением пищи, содержащей массивные количества живых
бактерий (бактериальная дизентерия, сальмонеллёз).
Пищевые интоксикации - заболевания, вызванные употреблением
пищи, содержащей готовый бактериальный токсин (стафилококковый
гастроэнтерит, ботулизм).

17.

Положительная роль для человека
• Биотехнологии: Производство
антибиотиков, витаминов, ферментов,
гормонов (инсулин).
• Пищевая промышленность: Производство
йогуртов, сыров.
• Сельское хозяйство: Силосование,
производство кормового белка.
• Очистка сточных вод (биоочистка).

18.

Выводы
• Прокариоты — древнейшие безъядерные организмы с
простым строением, но сложной биохимией.
• Их клетка высокофункциональна, несмотря на
отсутствие мембранных органоидов.
• Основные отличия от эукариот: нуклеоид, 70S рибосомы,
пептидогликановая стенка (у бактерий).
• Делятся на два домена: Бактерии и Археи, имеющие
фундаментальные биохимические различия.
• Играют колоссальную роль в биосфере и жизни человека.