Virus, procarioti, eucarioti, somiglianze e differenze. Somiglianze e differenze nella struttura delle cellule procariotiche ed eucariotiche - Ipermercato della conoscenza
La giustificazione che i tipi di organizzazione cellulare procariotica ed eucariotica siano il confine più significativo che separa tutte le forme di vita cellulari è associata ai lavori di R. Stanier (1916-1982) e K. van Niel risalenti agli anni '60. Spieghiamo la differenza tra procarioti ed eucarioti. Una cellula è un pezzo di citoplasma delimitato da una membrana. L'ultimo sotto microscopio elettronico ha un'ultrastruttura caratteristica: due strati densi di elettroni, ciascuno spesso 2,5-3,0 nm, separati da uno spazio trasparente agli elettroni. Tali membrane sono chiamate elementari. Obbligatorio componenti chimici ogni cella ha due tipi acidi nucleici(DNA e RNA), proteine, lipidi, carboidrati. Il citoplasma e la membrana elementare che lo circonda sono indispensabili e obbligatori elementi strutturali cellule. Questo è ciò che sta alla base della struttura di tutte le cellule, senza eccezioni. Lo studio della struttura fine ha rivelato differenze significative nella struttura delle cellule dei procarioti (batteri e cianobatteri) e degli eucarioti (altri macro e microrganismi).
Una cellula procariotica si distingue per averne uno cavità interna, formato da una membrana elementare detta membrana cellulare o citoplasmatica (CPM). Nella stragrande maggioranza dei procarioti, il CPM è l'unica membrana presente nella cellula. Le cellule eucariotiche, a differenza delle cellule procariotiche, hanno cavità secondarie. La membrana nucleare, delimitando il DNA dal resto del citoplasma, forma una cavità secondaria. Le membrane esterne dei cloroplasti e dei mitocondri, che circondano le membrane funzionalmente specializzate racchiuse al loro interno, svolgono un ruolo simile. Strutture cellulari, limitato dalle membrane elementari e performante nella cellula determinate funzioni, sono chiamati organelli. Il nucleo, i mitocondri e i cloroplasti sono organelli cellulari. Nelle cellule eucariotiche, oltre a quelli sopra elencati, sono presenti altri organelli.
Nelle cellule procariotiche sono assenti gli organelli tipici degli eucarioti. Il loro DNA nucleare non è separato dal citoplasma da una membrana. Il citoplasma contiene strutture funzionalmente specializzate, ma non sono isolate dal citoplasma tramite membrane e, pertanto, non formano cavità chiuse. Queste strutture possono essere formate anche da membrane, ma queste ultime non sono chiuse e, di regola, mostrano una stretta connessione con il CPM, essendo il risultato della sua proliferazione intracellulare locale. Nelle cellule procariotiche esistono anche formazioni circondate da una speciale membrana, che ha struttura e composizione chimica diversa rispetto a quella elementare.
Pertanto, la principale differenza tra i due tipi di cellule è l'esistenza nella cellula eucariotica di cavità secondarie formate con la partecipazione di membrane elementari. Un confronto di alcune caratteristiche dell'organizzazione cellulare degli organismi procariotici ed eucariotici è presentato nella Tabella 1. Un confronto di alcune caratteristiche dell'organizzazione cellulare procariotica ed eucariotica:
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Cellula procariota |
Cellula eucariotica |
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Organizzazione del materiale genetico |
nucleoide (il DNA non è separato dal citoplasma da una membrana), costituito da un cromosoma; nessuna mitosi |
nucleo (il DNA è separato dal citoplasma dall'involucro nucleare), contenente più di un cromosoma; divisione nucleare per mitosi |
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Localizzazione del DNA |
nel nucleoide e nei plasmidi non limitati dalla membrana elementare |
nel nucleo e in alcuni organelli |
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Organelli citoplasmatici |
nessuno |
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Ribosomi nel citoplasma |
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Organelli citoplasmatici |
nessuno |
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Movimento del citoplasma |
assente |
spesso trovato |
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Parete cellulare (dove presente) |
nella maggior parte dei casi contiene peptidoglicano |
niente peptidoglicano |
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il filamento flagellare è costituito da subunità proteiche che formano un'elica |
ciascun flagello contiene un insieme di microtubuli, raccolti in gruppi: 2 9-2 |
A causa del fatto che l'organizzazione delle cellule procariotiche ed eucariotiche è fondamentalmente diversa, è stato proposto di classificare tutti i procarioti in un regno speciale solo sulla base di questa caratteristica. R. Murray nel 1968 propose di dividere tutti gli organismi cellulari in due gruppi in base al TIPO della loro organizzazione cellulare: il regno Prokaryotae, che comprendeva tutti gli organismi con una struttura cellulare procariotica, e il regno Eukaryotae, che comprendeva tutti i protisti superiori, piante e animali .
R. Whittaker ha proposto uno schema secondo il quale tutti gli organismi viventi con struttura cellulare sono rappresentati divisi in cinque regni (Fig. 2). Questo sistema di classificazione del mondo vivente riflette tre livelli principali della sua organizzazione cellulare: Monera comprende organismi procarioti, che si trovano al livello più primitivo di organizzazione cellulare; I protisti sono forme di vita microscopiche, per lo più unicellulari, indifferenziate, formatesi a seguito di un salto di qualità nel processo di evoluzione che ha portato alla nascita delle cellule eucariotiche; Gli eucarioti multicellulari sono a loro volta rappresentati dai tre regni Plantae, Fungi e Animalia.
Gli ultimi tre gruppi tassonomici differiscono per la modalità di nutrizione: la nutrizione di tipo fototrofico dovuta al processo di fotosintesi è caratteristica delle piante (Plantae): i funghi (Fungi) sono caratterizzati principalmente da una nutrizione di tipo osmotrofica, cioè si nutrono di sostanze organiche disciolte sostanze; gli animali (Animalia) effettuano la nutrizione olozoica, che consiste nel catturare e digerire il cibo solido. Metodi di alimentazione specifici per piante e funghi sono nati nel processo di evoluzione a livello di Monera. Al livello Protista hanno ottenuto il loro ulteriori sviluppi; Qui si formò il terzo tipo di nutrizione: olozoico.
Senza tentare di giudicare l'opportunità di dividere la natura vivente in cinque o sei regni, possiamo dire con certezza che la separazione dei microrganismi procarioti in un regno separato Prokaryotae è legittima, poiché si basa su differenze fondamentali nella struttura delle cellule procariotiche ed eucariotiche , cioè quelle unità da cui sono costruite tutte le forme di vita cellulari.
2.4. La struttura delle cellule pro ed eucariotiche. La relazione tra la struttura e le funzioni delle parti e degli organelli di una cellula è alla base della sua integrità
Termini e concetti di base testati nella prova d'esame: apparato
Golgi, vacuolo, membrana cellulare, teoria cellulare, leucoplasti, mitocondri, organelli cellulari, plastidi, procarioti, ribosomi, cloroplasti, cromoplasti, cromosomi, eucarioti, nucleo.
Ogni cellula è un sistema. Ciò significa che tutti i suoi componenti sono interconnessi, interdipendenti e interagiscono tra loro. Ciò significa anche che l’interruzione di uno degli elementi di un dato sistema porta a cambiamenti e interruzioni nel funzionamento dell’intero sistema. Un insieme di cellule forma i tessuti vari tessuti formano organi, e organi, che interagiscono e si esibiscono funzione generale, formano sistemi di organi. Questa catena può essere continuata ulteriormente e puoi farlo da solo. La cosa principale da capire è che qualsiasi sistema ha una certa struttura, livello di complessità e si basa sull'interazione degli elementi che lo compongono. Di seguito sono riportate le tabelle di riferimento che confrontano la struttura e le funzioni delle cellule procariotiche ed eucariotiche e ne comprendono anche la struttura e le funzioni. Analizza attentamente queste tabelle, perché le prove d'esame spesso pongono domande che richiedono la conoscenza di questo materiale.
2.4.1. Caratteristiche della struttura delle cellule eucariotiche e procariotiche. Dati comparativi
Caratteristiche comparative delle cellule eucariotiche e procariotiche.
La struttura delle cellule eucariotiche.
Funzioni delle cellule eucariotiche. Le cellule degli organismi unicellulari svolgono tutte le funzioni caratteristiche degli organismi viventi: metabolismo, crescita, sviluppo, riproduzione; capace di adattamento.
Le cellule degli organismi multicellulari si differenziano per struttura, a seconda delle funzioni che svolgono. Epiteliale, muscolare, nervoso, tessuti connettivi sono formati da cellule specializzate.
ESEMPI DI COMPITI Parte A
A1. Gli organismi procarioti includono 1) bacillo 2) idra 3) ameba 4) volvox
A2. Membrana cellulare svolge una funzione
1) sintesi proteica
2) trasmissione di informazioni ereditarie
3) fotosintesi
4) fagocitosi e pinocitosi
A3. Indicare il punto in cui la struttura della cella nominata coincide con la sua funzione
1) neurone - abbreviazione
2) leucociti – conduzione degli impulsi
3) eritrociti – trasporto di gas
4) osteociti - fagocitosi
A4. L'energia cellulare viene prodotta in
1) ribosomi 3) nucleo
2) mitocondri 4) Apparato del Golgi
A5. Eliminare un concetto non necessario dall'elenco proposto
1) lamblia 3) ciliati
2) plasmodio 4) chlamydomonas
A6. Eliminare un concetto non necessario dall'elenco proposto
1) ribosomi 3) cloroplasti
2) mitocondri 4) granuli di amido
A7. I cromosomi cellulari svolgono la funzione
1) biosintesi delle proteine
2) memorizzazione delle informazioni ereditarie
3) formazione di lisosomi
4) regolazione del metabolismo
IN 1. Selezionare le funzioni dei cloroplasti dall'elenco fornito
1) formazione di lisosomi 4) Sintesi di ATP
2) sintesi del glucosio 5) rilascio di ossigeno
3) Sintesi dell'RNA 6) respirazione cellulare
ALLE 2. Selezionare le caratteristiche strutturali dei mitocondri
1) circondato da una doppia membrana
2) contengono clorofilla
3) ci sono creste
4) membrana esterna ripiegata
5) circondato da un'unica membrana
6) la membrana interna è ricca di enzimi V3. Abbina l'organello alla sua funzione
ALLE 4. Compila la tabella, contrassegnando con i segni “+” o “-” la presenza delle strutture indicate nelle cellule pro- ed eucariotiche
C1. Dimostrare che la cellula è un sistema biologico integrale e aperto.
2.5. Metabolismo: metabolismo energetico e plastico, loro relazione. Enzimi, loro natura chimica, ruolo nel metabolismo. Fasi del metabolismo energetico. Fermentazione e respirazione. La fotosintesi, il suo significato, ruolo cosmico. Fasi della fotosintesi. Reazioni luce e buio della fotosintesi, loro relazione. Chemiosintesi. Il ruolo dei batteri chemiosintetici sulla Terra
Termini testati nella prova d'esame: organismi autotrofi,
anabolismo, glicolisi anaerobica, assimilazione, glicolisi aerobica, ossidazione biologica, fermentazione, dissimilazione, biosintesi, organismi eterotrofi, respirazione, catabolismo, stadio dell'ossigeno, metabolismo, metabolismo plastico, stadio preparatorio, fase luminosa della fotosintesi, fase oscura della fotosintesi, fotolisi dell'acqua , fotosintesi, metabolismo energetico.
2.5.1. Metabolismo energetico e plastico, loro relazione
Metabolismo (metabolismo)è un insieme di processi interconnessi di sintesi e scissione sostanze chimiche che si verificano nel corpo. I biologi lo dividono in metabolismo plastico (anabolismo) ed energetico (catabolismo), che sono interconnessi. Tutti i processi sintetici richiedono sostanze ed energia fornite dai processi di fissione. I processi di decomposizione sono catalizzati da enzimi sintetizzati durante il metabolismo plastico, utilizzando i prodotti e l'energia del metabolismo energetico.
Per i singoli processi che si verificano negli organismi, vengono utilizzati i seguenti termini:
Anabolismo (assimilazione) - sintesi di monomeri più complessi da quelli più semplici con assorbimento e accumulo di energia nella forma legami chimici nelle sostanze sintetizzate.
Il catabolismo (dissimilazione) è la scomposizione di monomeri più complessi in monomeri più semplici con il rilascio di energia e il suo accumulo sotto forma di legami ad alta energia di ATP.
Gli esseri viventi utilizzano la luce e l'energia chimica per funzionare. Le piante verdi - autotrofi - sintetizzano i composti organici durante la fotosintesi utilizzando energia luce del sole. La loro fonte di carbonio è diossido di carbonio. Molti procarioti autotrofi ottengono energia attraverso il processo di chemiosintesi - ossidazione Non composti organici. Per loro, la fonte di energia può essere costituita da composti di zolfo, azoto e carbonio. Gli eterotrofi utilizzano fonti organiche di carbonio, ad es. nutrirsi di materia organica già pronta. Tra le piante possono esserci quelle che si nutrono metodo misto(mixotrofico) - drosera, Venere acchiappamosche o anche eterotrofo - rafflesia. Tra i rappresentanti degli animali unicellulari, le euglena verdi sono considerate mixotrofi.
Gli enzimi, la loro natura chimica, ruolo nel metabolismo . Gli enzimi sono sempre proteine specifiche: catalizzatori. Il termine “specifico” significa che l'oggetto in relazione al quale viene utilizzato questo termine ha caratteristiche, proprietà e caratteristiche uniche. Ogni enzima ha tali caratteristiche perché, di regola, catalizza un certo tipo di reazione. Non si verifica una singola reazione biochimica nel corpo senza la partecipazione di enzimi. La specificità della molecola enzimatica è spiegata dalla sua struttura e proprietà. Una molecola di enzima ha un centro attivo, la cui configurazione spaziale corrisponde alla configurazione spaziale delle sostanze con cui interagisce l'enzima. Riconosciuto il suo substrato, l'enzima interagisce con esso e ne accelera la trasformazione.
Gli enzimi catalizzano tutte le reazioni biochimiche. Senza la loro partecipazione, la velocità di queste reazioni diminuirebbe di centinaia di migliaia di volte. Gli esempi includono reazioni come la partecipazione dell'RNA polimerasi nella sintesi dell'mRNA sul DNA, l'effetto dell'ureasi sull'urea, il ruolo dell'ATP sintetasi nella sintesi dell'ATP e altri. Tieni presente che molti enzimi hanno nomi che terminano con "aza".
L'attività degli enzimi dipende dalla temperatura, dall'acidità dell'ambiente e dalla quantità di substrato con cui interagisce. All’aumentare della temperatura aumenta l’attività enzimatica. Tuttavia, ciò accade fino a certi limiti, perché con abbastanza alte temperature la proteina è denaturata. L'ambiente in cui gli enzimi possono funzionare è diverso per ciascun gruppo. Ci sono enzimi che sono attivi in modo acido o debolmente ambiente acido o in un ambiente alcalino o leggermente alcalino. In un ambiente acido, gli enzimi del succo gastrico sono attivi nei mammiferi. Gli enzimi sono attivi in un ambiente leggermente alcalino succo intestinale. L'enzima digestivo pancreatico è attivo in un ambiente alcalino. La maggior parte degli enzimi sono attivi in un ambiente neutro.
2.5.2. Metabolismo energetico nella cellula (dissimilazione)
Scambio energeticoè una raccolta reazioni chimiche la graduale scomposizione dei composti organici, accompagnata dal rilascio di energia, parte della quale viene spesa per la sintesi dell'ATP. I processi di degradazione dei composti organici negli organismi aerobici si verificano in tre fasi, ciascuna delle quali è accompagnata da
organismi multicellulari viene effettuato enzimi digestivi. Negli organismi unicellulari - dagli enzimi lisosomiali. Nella prima fase si verifica la disgregazione delle proteine
agli aminoacidi, i grassi al glicerolo e acidi grassi, polisaccaridi in monosaccaridi,
acidi nucleici ai nucleotidi. Questo processo è chiamato digestione.
La seconda fase è priva di ossigeno (glicolisi). Il suo significato biologico risiede nell'inizio della graduale degradazione e ossidazione del glucosio con accumulo di energia sotto forma di 2 molecole di ATP. La glicolisi avviene nel citoplasma delle cellule. Consiste in diverse reazioni sequenziali che convertono una molecola di glucosio in due molecole acido piruvico(piruvato) e due molecole di ATP, nella forma in cui viene immagazzinata parte dell'energia rilasciata durante la glicolisi: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP. Il resto dell'energia viene dissipata sotto forma di calore.
Nel lievito e nelle cellule vegetali ( con mancanza di ossigeno) il piruvato si scompone in etanolo e anidride carbonica. Questo processo si chiama fermentazione alcolica.
L'energia accumulata durante la glicolisi è troppo poca per gli organismi che utilizzano l'ossigeno per la respirazione. Ecco perché nei muscoli degli animali, compreso l'uomo, quando carichi pesanti e mancanza di ossigeno si forma acido lattico (C3H6O3) che si accumula sotto forma di lattato. Appare dolore muscolare. Ciò avviene più velocemente nelle persone non addestrate che in quelle addestrate.
Il terzo stadio è l'ossigeno, costituito da due processi sequenziali: il ciclo di Krebs, dal nome del premio Nobel Hans Krebs, e la fosforilazione ossidativa. Il suo significato è quello quando respirazione di ossigeno il piruvato viene ossidato nei prodotti finali: anidride carbonica e acqua, e l'energia rilasciata durante l'ossidazione viene immagazzinata sotto forma di 36 molecole di ATP. (34 molecole nel ciclo di Krebs e 2 molecole durante la fosforilazione ossidativa). Questa energia di decomposizione dei composti organici fornisce le reazioni della loro sintesi nello scambio plastico. Lo stadio dell'ossigeno è sorto dopo l'accumulo nell'atmosfera quantità sufficiente ossigeno molecolare e la comparsa di organismi aerobici.
La fosforilazione ossidativa o la respirazione cellulare si verifica quando
le membrane interne dei mitocondri, in cui sono costruite le molecole di trasporto degli elettroni. Durante questa fase viene rilasciata la maggior parte dell’energia metabolica. Le molecole portatrici trasportano gli elettroni all'ossigeno molecolare. Parte dell'energia viene dissipata sotto forma di calore e parte viene spesa per la formazione di ATP.
Reazione totale del metabolismo energetico:
С6Н12O6 + 6O2 → 6СО2 + 6Н2O + 38ATP.
ESEMPI DI COMPITI Parte A
A1. Si chiama il metodo di alimentazione degli animali carnivori
1) autotrofi 3) eterotrofi
2) mixotrofico 4) chemiotrofico
A2. L’insieme delle reazioni metaboliche si chiama:
1) anabolismo 3) dissimilazione
2) assimilazione 4) metabolismo
A3. SU fase preparatoria avviene la formazione dello scambio energetico:
1) 2 molecole di ATP e glucosio
2) 36 molecole di ATP e acido lattico
3) aminoacidi, glucosio, acidi grassi
4) acido acetico e alcool
A4. Le sostanze che catalizzano le reazioni biochimiche nel corpo sono:
1) proteine 3) lipidi
2) acidi nucleici 4) carboidrati
A5. Il processo di sintesi dell'ATP durante la fosforilazione ossidativa avviene in:
1) citoplasma 3) mitocondri
2) ribosomi 4) Apparato del Golgi
A6. L'energia ATP immagazzinata durante il metabolismo energetico viene parzialmente utilizzata per le reazioni:
1) fase preparatoria
2) glicolisi
3) stadio dell'ossigeno
4) sintesi di composti organici A7. I prodotti della glicolisi sono:
1) glucosio e ATP
2) anidride carbonica e acqua
3) acido piruvico e ATP
4) proteine grassi carboidrati
IN 1. Selezionare gli eventi che si verificano durante la fase preparatoria del metabolismo energetico nell'uomo
1) le proteine vengono scomposte in amminoacidi
2) il glucosio viene scomposto in anidride carbonica e acqua
3) Vengono sintetizzate 2 molecole di ATP
4) il glicogeno viene scomposto in glucosio
5) si forma acido lattico
6) i lipidi vengono scomposti in glicerolo e acidi grassi
ALLE 2. Correlare i processi che si verificano durante il metabolismo energetico con le fasi in cui si verificano
VZ. Determinare la sequenza delle trasformazioni del pezzo patate crude nel processo del metabolismo energetico nel corpo del maiale:
A) formazione di piruvato B) formazione di glucosio
C) assorbimento del glucosio nel sangue D) formazione di anidride carbonica e acqua
E) Fosforilazione ossidativa e formazione di H2O. E) Ciclo di Krebs e formazione di CO2
C1. Spiegare le ragioni dell'affaticamento degli atleti maratoneti sulle distanze e come viene superato?
2.5.3. Fotosintesi e chemiosintesi
Tutti gli esseri viventi hanno bisogno di cibo e nutrienti. Durante l'alimentazione utilizzano l'energia immagazzinata principalmente nei composti organici: proteine, grassi, carboidrati. Gli organismi eterotrofi, come già accennato, utilizzano alimenti di origine vegetale e animale, già contenenti composti organici. Le piante creano materia organica durante il processo di fotosintesi. La ricerca sulla fotosintesi iniziò nel 1630 con gli esperimenti dell'olandese van Helmont. Ha dimostrato che le piante non ottengono la materia organica dal suolo, ma la creano da sole. Joseph Priestley nel 1771 dimostrò la “correzione” dell’aria con le piante. Posti sotto una copertura di vetro, assorbivano l'anidride carbonica rilasciata dalla scheggia fumante. La ricerca è continuata e ora è stato stabilito che la fotosintesi è il processo di formazione di composti organici da anidride carbonica (CO2) e acqua utilizzando l'energia luminosa e avviene nei cloroplasti delle piante verdi e nei pigmenti verdi di alcuni batteri fotosintetici.
I cloroplasti e le pieghe della membrana citoplasmatica dei procarioti contengono un pigmento verde: la clorofilla. La molecola di clorofilla può essere eccitata sotto l'influenza della luce solare e cedere i suoi elettroni spostandoli verso livelli più alti. livelli di energia. Questo processo può essere paragonato al lancio di una palla. Quando la palla si alza, immagazzina energia potenziale; cadendo, la perde. Gli elettroni non ricadono, ma vengono raccolti dai trasportatori di elettroni (NADP+ - nicotinammide difosfato). In questo caso, l'energia precedentemente accumulata viene parzialmente spesa per la formazione di ATP. Continuando il paragone con una palla lanciata, possiamo dire che la palla, cadendo, riscalda lo spazio circostante, e parte dell'energia degli elettroni in caduta viene immagazzinata sotto forma di ATP. Il processo di fotosintesi è suddiviso in reazioni causate dalla luce e reazioni associate alla fissazione del carbonio. Si chiamano luce
e fasi oscure.
Leggiamo le informazioni .
Cellula- un sistema complesso costituito da tre sottosistemi strutturali e funzionali dell'apparato superficiale, del citoplasma con organelli e del nucleo.
Procarioti(prenucleare) - cellule che, a differenza degli eucarioti, non hanno un nucleo cellulare formato e altri organelli della membrana interna.
Eucarioti(nucleare) - cellule che, a differenza dei procarioti, hanno un nucleo cellulare formato, limitato dal citoplasma da una membrana nucleare.
Caratteristiche comparative della struttura cellulare di procarioti ed eucarioti
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Struttura |
Cellule eucariotiche |
Cellule procariotiche |
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Le piante e i funghi li hanno; assente negli animali negli animali. Composto da cellulosa (nelle piante) o chitina (nei funghi) |
Mangiare. È costituito da molecole polimeriche di proteine-carboidrati |
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Sì e circondato da una membrana |
Regione nucleare; nessuna membrana nucleare |
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Squillo; non contengono praticamente proteine. La trascrizione e la traduzione avvengono nel citoplasma |
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Sì, ma sono di dimensioni più piccole |
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La maggior parte delle cellule lo ha | ||
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Tutti gli organismi ce l'hanno tranne piante superiori |
Alcuni batteri ce l'hanno |
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Avere cellule vegetali |
NO. La fotosintesi del verde e del viola avviene nelle batterioclorofille (pigmenti) |
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Immagine |
Cellula eucariotica |
Cellula procariota
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Parete cellulare- una membrana cellulare rigida situata all'esterno della membrana citoplasmatica e con funzioni strutturali, protettive e funzioni di trasporto. Trovato nella maggior parte dei batteri, archaea, funghi e piante. Le cellule animali e molti protozoi non hanno una parete cellulare.
Plasmatico(cellulare) membrana- superficiale, struttura periferica, che circonda il protoplasma delle cellule vegetali e animali.
Nucleo- una parte obbligatoria della cellula in molti organismi unicellulari e in tutti gli organismi multicellulari.
Il termine “nucleo” (lat. nucleo) fu usato per la prima volta da R. Brown nel 1833, quando descrisse le strutture sferiche che osservò nelle cellule vegetali.
Citoplasma- la parte extranucleare della cellula che contiene gli organelli. Limitato da ambiente membrana plasmatica.
Cromosomi- elementi strutturali del nucleo cellulare contenenti DNA, che contiene le informazioni ereditarie dell'organismo.
Reticolo endoplasmatico(EPS) - organello cellulare; un sistema di tubuli, vescicole e “cisterne” delimitate da membrane.
Situato nel citoplasma della cellula. Partecipa ai processi metabolici, garantendo il trasporto di sostanze dall'ambiente al citoplasma e tra le singole strutture intracellulari.
Ribosomi- particelle intracellulari costituite da RNA ribosomiale e proteine. Presente nelle cellule di tutti gli organismi viventi.
Complesso di Golgi(Apparato del Golgi) - un organello cellulare coinvolto nella formazione dei suoi prodotti metabolici ( vari segreti, collagene, glicogeno, lipidi, ecc.), nella sintesi delle glicoproteine.
Golgi Camillo(1844-1926) - Istologo italiano.
Sviluppato (1873) un metodo per preparare i farmaci tessuto nervoso. Installati due tipi cellule nervose. Descritto il cosiddetto Apparato di Golgi e altri Premio Nobel (1906, insieme a S. Ramon y Cajal).
Lisosomi- strutture nelle cellule animali e organismi vegetali, contenente enzimi capaci di scomporre (cioè di lisare - da qui il nome) proteine, polisaccaridi, peptidi, acidi nucleici.
Mitocondri- organelli di cellule animali e vegetali. Le reazioni redox hanno luogo nei mitocondri, fornendo energia alle cellule. Il numero di mitocondri in una cellula varia da poche a diverse migliaia. I procarioti non li hanno (la loro funzione è svolta dalla membrana cellulare).
Vacuoli- cavità piene di liquido (linfa cellulare) nel citoplasma delle cellule vegetali e animali.
Ciglia- sottili escrescenze cellulari filiformi e setole capaci di movimento. Caratteristico dei ciliati, dei vermi ciliati e nei vertebrati e nell'uomo - per le cellule epiteliali vie respiratorie, ovidotti, utero.
Flagelli- escrescenze cellulari citoplasmatiche mobili filiformi, caratteristiche di molti batteri, tutti i flagellati, zoospore e sperma di animali e piante. Utilizzato per il movimento in un ambiente liquido.Cloroplasti- organelli intracellulari di una cellula vegetale in cui avviene la fotosintesi; dipinto dentro colore verde(contengono clorofilla).
Microtubuli- strutture intracellulari proteiche che compongono il citoscheletro.
Sono cilindri cavi con un diametro di 25 nm.
Nelle cellule, i microtubuli fungono da componenti strutturali e sono coinvolti in molti processi cellulari, tra cui la mitosi, la citocinesi e il trasporto vescicolare.
Microfilamenti(MF) - fili costituiti da molecole proteiche e presenti nel citoplasma di tutte le cellule eucariotiche.
Hanno un diametro di circa 6-8 nm.
Organidi(organelli) sono componenti cellulari permanenti che svolgono funzioni specifiche nella vita della cellula.
Libri usati:
1.Biologia: guida completa per prepararsi all'Esame di Stato Unificato. / GI Lerner. - M.: AST: Astrel; Vladimir; VKT, 2009
2.Biologia: libro di testo. per gli studenti dell'11° grado dell'istruzione generale. Istituzioni: livello base / Ed. prof. Ponomareva. - 2a ed., rivista. - M.: Ventana-Graf, 2008.
3.Biologia per chi entra nelle università. Corso intensivo / G.L.Bilich, V.A.Kryzhanovsky. - M.: Casa editrice Onyx, 2006.
4. Biologia generale: libro di testo. per l'11° grado educazione generale istituzioni / V.B.Zakharov, S.G.Sonin. - 2a ed., stereotipo. - M.: Otarda, 2006.
5.Biologia. Biologia generale. Classi 10-11: libro di testo. per l'istruzione generale istituzioni: un livello base di/ D.K. Belyaev, P.M. Borodin, N.N. Vorontsov e altri, ed. D.K. Belyaeva, G.M. Ross. acad. Scienze, Ross. acad. educazione, casa editrice "Illuminismo". - 9a ed. - M.: Educazione, 2010.
6.Biologia: libro di testo / manuale di riferimento / A.G. Lebedev. M.: AST: Astrel. 2009.
7.Biologia. Corso completo educazione generale Scuola superiore: tutorial per scolari e candidati / M.A. Valovaya, N.A. Sokolova, A.A. Kamensky. - M.: Esame, 2002.
Risorse Internet utilizzate.
Differenze tra cellule procariotiche ed eucariotiche
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Parametri principali |
Procarioti |
Eucarioti |
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In media 0,5-5,0 micron. |
In media 40-60 micron. |
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Rotondo, allungato, filamentoso. |
Vari, possono avere germogli. |
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Materiale genetico |
Nucleoide. DNA circolare nel citoplasma. Nessun nucleo o cromosomi. |
DNA lineare associato a proteine e RNA. Cromatina e cromosomi nel nucleo. |
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Sintesi proteica |
70S – ribosomi e più piccoli. Non esiste un reticolo EP. I ribosomi sono nel citoplasma. |
80S – ribosomi e più grandi. Ribosomi nel citoplasma e nel reticolo ER. |
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Organelli |
Ci sono pochi organelli e non hanno membrane (ribosomi). |
Ci sono molti organelli, alcuni di membrana (mitocondri, plastidi, lisosomi). |
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Pareti cellulari |
Duro, composto da polisaccaridi. La componente di forza è la mureina. |
Pareti rigide delle cellule vegetali e fungine (componente di resistenza - cellulosa). Le cellule animali hanno un plasmalemma ricoperto di glicocalice. |
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Fotosintesi |
Non ci sono cloroplasti. Si verifica in membrane che non hanno un imballaggio specifico. |
I cloroplasti si trovano nelle cellule vegetali. In essi avvengono i processi di fotosintesi. |
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Fissazione dell'azoto |
Alcune celle sono fisse. |
Le cellule non sono in grado di fissarsi. |
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Semplice (diretto) |
Mitosi (indiretta). |
Riso. 2. Schema moderno struttura cellulare secondo la microscopia elettronica:
1 - matrice citoplasmatica; 2 - Complesso del Golgi; 3 - centro della cella; 4 - reticolo endoplasmatico; 5 - mitocondri; 6 - nucleo; 7 - nucleolo; 8 - carioplasma; 9 - cromatina; 10 – lisosoma; 11 – esocitosi attraverso la membrana citoplasmatica, 12 – microvilli
I principali componenti strutturali delle cellule eucariotiche sono membrane cellulari, nucleo, citoplasma con citoscheletro, organelli e inclusioni (Fig. 2).
1. Membrana cellulare o plasmalemma,rappresenta una sottile pellicola biologica che limitacellula. si formano tutte le membrane biologiche conosciute spazi confinati -scomparti . Pertanto, la funzione principale della membrana cellulare è garantire l'ingresso di sostanze nella cellula e mantenere la costanza della sua composizione, cioè l'omeostasi cellulare.
La base del plasmalemma è doppio strato lipidico , situato perpendicolare alla superficie (Fig. 3). Il doppio strato lipidico del plasmalemma contiene proteine divise in due classi. Primo grado - proteine transmembrana . Una certa parte della loro molecola è incorporata nel doppio strato lipidico e lo penetra. Seconda classe - proteine recettoriali periferiche situato all'esterno della membrana cellulare. Sono ricoperti da uno strato di carboidrati che forma un sottile rivestimento della cellula - glicocalice .
Il trasporto di membrana di particelle di varia forma nella cellula avviene tramite endocitosi ed esocitosi .
Nell'endocitosi, le cellule ingeriscono macromolecole e particelle, circondandole con una piccola area della membrana cellulare. Quest'ultimo sporge nella cellula formando vescicole (bolle). Se le vescicole sono piccole e contengono liquido extracellulare, il processo viene chiamatopinocitosi .
Se contengono particelle di grandi dimensioni, si formano i fagosomi e il fenomeno è noto comefagocitosi .
E 
xocitosi
- è il rilascio di sostanze dalla cellula sotto forma di granuli o vacuoli di secrezione con fluido cellulare.
2. Nucleo -l'apparato centrale della cellula, che è associato all'immagazzinamento e alla trasmissione delle informazioni genetiche, al metabolismo, al movimento e alla riproduzione.
F
Riso. 3. Modello chimico del plasmalemma: 1 - doppio strato di lipidi; 2 - proteine transmembrana; 3, 4 - proteine periferiche; 5 – polisaccaridi del glicocalice.
Un complesso di DNA nucleare in cui sono contenute proteine strutturali, istoni e proteine non istoniche grandi quantità, chiamatocromatina . Sui preparati citologici la cromatina si presenta sotto forma di grumi di varie dimensioni e forme. Durante il periodo di divisione cellulare, vengono rivelate le cellule nel nucleo cromosomi mitotici. Appaiono come corpi corti a forma di bastoncino che hanno una personalità e una funzione distinte.
Un componente essenziale del kernel è uno o più nucleoli. Questi sono piccoli corpi rotondi con alto contenuto RNA e proteine. L'RNA nucleolare è coinvolto nella regolazione dei processi sintetici nel citoplasma cellulare.
3. Citoplasma mette tutto insieme materia vivente cellule, escluso il nucleo e le membrane che limitano le cellule. La massa omogenea e senza struttura del citoplasma è chiamataialoplasma . Contiene in sospensione organelli e inclusioni . Lo stato aggregato del citoplasma è liquido - sol e viscoso - gel. La base del citoplasma è formata dal citoscheletro della cellula.
Citoscheletro - rete complessa di microtubuli e proteine filamenti (fili). I microtubuli svolgono il ruolo di guide. Queste sono una specie di binari lungo i quali si muovono gli organelli. I filamenti svolgono una funzione contrattile.
Il citoplasma e alcune strutture in esso situate possono muoversi. Questo fenomeno è noto come corrente citoplasmatica . È particolarmente intenso nelle cellule vegetali a causa delle loro grandi dimensioni e delle pareti rigide.
4. Organelli e inclusioni si trovano nel citoplasma. Organelli -si tratta di formazioni intracellulari permanenti, altamente differenziate, che svolgono funzioni specifiche. Lo spazio interno di qualsiasi organello intracellulare, il suo compartimento, è limitato da membrane specializzate. Esistono due grandi gruppi di organelli.
1. Organelli significato generale - sono necessari per la vita di tutte le cellule.
2. Organelli speciali - svolgere funzioni mirate in cellule con una ristretta specializzazione (cilia e flagelli, miofibrille e neurofibrille).
Sulla base del principio di organizzazione, i componenti intracellulari sono divisi in membrana singola e doppia membrana.
Membrana singola i componenti hanno la forma di canali, serbatoi, bolle limitate da una membrana e strettamente interconnesse. Questi includono: a) reticolo endoplasmatico; b) Complesso del Golgi; c) lisosomi; d) vacuoli nelle cellule vegetali e in alcuni protozoi.
Componenti a doppia membrana Questi sono mitocondri e plastidi. La loro membrana esterna è sempre liscia, quella interna forma escrescenze che hanno un importante significato funzionale. Anche il nucleo, l'apparato centrale della cellula, è dotato di un sistema di doppie membrane. Le membrane nucleari contengono pori.
Strutture non-membrana le cellule sono poche e sono più o meno collegate al sistema delle membrane. Questi includono: a) ribosomi, costituiti da due subunità; b) centrosoma, localizzato vicino al nucleo; c) organelli del movimento cellulare: flagelli, ciglia e miofibrille; d) varie inclusioni cellulari.
Tutti gli organismi viventi possono essere classificati in due gruppi (procarioti o eucarioti) a seconda della struttura di base delle loro cellule. I procarioti sono organismi viventi costituiti da cellule che non hanno un nucleo cellulare e organelli di membrana. Gli eucarioti sono organismi viventi che contengono un nucleo e organelli di membrana.
La cellula è la componente fondamentale del nostro definizione moderna la vita e gli esseri viventi. Le cellule sono viste come gli elementi costitutivi fondamentali della vita e vengono utilizzate per definire cosa significa essere "vivi".
Diamo un'occhiata a una definizione di vita: "Gli esseri viventi sono organizzazioni chimiche composte da cellule e capaci di riprodursi" (Keaton, 1986). Questa definizione si basa su due teorie: la teoria cellulare e la teoria della biogenesi. fu proposto per la prima volta alla fine degli anni '30 dell'Ottocento dagli scienziati tedeschi Matthias Jakob Schleiden e Theodor Schwann. Sostenevano che tutti gli esseri viventi sono fatti di cellule. La teoria della biogenesi, proposta da Rudolf Virchow nel 1858, afferma che tutte le cellule viventi derivano da cellule esistenti (viventi) e non possono derivare spontaneamente dalla materia non vivente.
I componenti cellulari sono racchiusi in una membrana che funge da barriera tra loro mondo esterno e componenti interni della cellula. La membrana cellulare è una barriera selettiva, nel senso che consente il passaggio di alcune sostanze chimiche per mantenere l'equilibrio necessario per la funzione cellulare.
La membrana cellulare regola il movimento delle sostanze chimiche da cellula a cellula nei seguenti modi:
- diffusione (la tendenza delle molecole di una sostanza a minimizzare la concentrazione, cioè il movimento delle molecole da un'area con più alta concentrazione verso un'area con una concentrazione inferiore fino a quando la concentrazione non si stabilizza);
- osmosi (il movimento delle molecole di solvente attraverso una membrana parzialmente permeabile per equalizzare la concentrazione di un soluto che non è in grado di muoversi attraverso la membrana);
- trasporto selettivo (usando canali e pompe di membrana).
I procarioti sono organismi costituiti da cellule che non hanno un nucleo cellulare o alcun organello legato alla membrana. Ciò significa che il materiale genetico del DNA nei procarioti non è legato al nucleo. Inoltre, il DNA dei procarioti è meno strutturato di quello degli eucarioti. Nei procarioti il DNA è a circuito singolo. Il DNA eucariotico è organizzato in cromosomi. La maggior parte dei procarioti è costituita da una sola cellula (unicellulare), ma ce ne sono alcuni che sono multicellulari. Gli scienziati dividono i procarioti in due gruppi: e.
Una tipica cellula procariotica comprende:
- membrana plasmatica (cellulare);
- citoplasma;
- ribosomi;
- flagelli e pili;
- nucleoide;
- plasmidi;
Eucarioti
Gli eucarioti sono organismi viventi le cui cellule contengono un nucleo e organelli di membrana. Negli eucarioti il materiale genetico si trova nel nucleo e il DNA è organizzato in cromosomi. Gli organismi eucarioti possono essere unicellulari o multicellulari. sono eucarioti. Gli eucarioti comprendono anche piante, funghi e protozoi.
Una tipica cellula eucariotica comprende:
- nucleolo;