Бактерии: структура клетки, виды и строение

Тема: Устройство бактериологической лаборатории. Правила работы. Классификация и систематика микроорганизмов. Прокариоты. Морфология шаровидных, палочковидных и извитых форм бактерий. Микроскопический метод.

Ответ или решение1

Кириллова Алла

Бактериальные клетки относятся к прокариотам. Они очень простые и примитивные. В их структуре мы не обнаружим никаких мембранных органелл. Бактериальная клетка состоит из клеточной оболочки, цитоплазмы и органелл. В цитоплазме в свободной форме находится ДНК. Также, мы сможем обнаружить множество небольших структур — рибосом. Они являются немембранными органеллами, которые состоят из рРНК. Отвечают данные структуры за синтез различных белков, которые нужны клетке. Этот процесс называется процессом трансляции белков. 

ПожаловатьсяСпасибо

Клеточная стенка – строение, состав и основные функции

Жесткий слой, окружающий клетки бактерий, архей, грибов и растений, называется клеточной стенкой. Стенка находится вне пределов цитоплазмической мембраны (клеточной мембраны) и выполняет целый ряд функций. У животных и большинства простейших клеточной стенки не наблюдается. 

В данной статье охарактеризована клеточная стенка (строение и функции), кратко для каждого вида клеток.

Клеточные стенки высших растений

Растительная клеточная оболочка, строение и функции которой здесь рассматриваются, имеет многослойную структуру. 

Клеточная стенка – строение, состав и основные функции

Это внешний слой (средняя пластинка), первичная клеточная стенка и вторичная клеточная стенка. Вторичная клеточная стенка имеется не у всех растений.

  1. Внешний слой, называемый средней пластинкой, содержит полисахариды — пектины, помогающие связывать стенки соседних клеток друг с другом.
  2. Первичная клеточная стенка размещается между средней пластинкой и плазматической мембраной и состоит из целлюлозных микрофибрилл, которые содержатся в матрице. Эта стенка обуславливает прочность, столь нужную при росте клеток.
  3. В некоторых видах растительных клеток между первичной клеточной стенкой и плазматической мембраной образуется еще один слой — вторичная клеточная стенка. Она очень крепкая и поддерживает клетку. Состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина (он усиливает клетки и обеспечивает водопроводимость).

Основная функция клеточной стенки состоит вформировании каркаса клетки ипредотвращении еерасширения. Кроме того, клеточная стенка:

  • обеспечивает механическую прочность структуры клетки;
  • контролирует направление роста клеток;
  • помогает выдерживать силу воздействия протопласта (содержимого клетки) на стенки — в результате растение остается прямостоящим;
  • регулирует рост клеток;
  • регулирует диффузию (клеточная стенка пропускает некоторые необходимые вещества, препятствуя проникновению других);
  • защищает клетку от воздействия опасных веществ и микроорганизмов;
  • предотвращает потерю влаги;
  • способствует взаимодействию клеток между собой;
  • сохраняет углеводы, используемые для роста растения.

Клеточные стенки водорослей

Как и клетки высших растений, клетки водорослей имеют соответствующие стенки. Они содержат целлюлозу и другие гликопротеины.

В клеточных стенках зеленых и некоторых видов красных водорослей встречаются манозиловые микроволокна. А в клеточных стенках бурых водорослей встречается альгиновая кислота. 

Клеточная стенка – строение, состав и основные функции

Агарозы, карагинан, порфиран, фурселеран и фуноран встречаются практически во всех видах водорослей. Группа диатомовых водорослей синтезирует свою клеточную стенку из кремнезема, что в какой-то мере способствует быстрому росту водорослей.

Клеточные стенки грибов

Клеточную стенку имеют невсе грибы. Клеточная стенка грибов состоит из углерода, хитина, глюкозамина. Функции стенки аналогичны функциям стенок растений. 

Грибная клеточная стенка меняет свой состав, свойства и форму по мере роста гриба.

Клеточные стенки бактерий

Бактериальные клеточные стенки, как и у растений, в первую очередь защищают ячейку отвнутреннего тургора. У прокариот клеточная стенка отличается составом основного компонента — он состоит из пептидогликана, размещающегося сразу за цитоплазматической мембраной.

Различают два вида бактериальных клеточных стенок, по этому признаку бактерии делятся на грамотрицательные и грамположительные.

Клеточная стенка – строение, состав и основные функции

Вграмположительных бактериях клеточная стенка имеет толстый слой пептидогликана. Такая стенка имеется у определенного типа организмов, в клетках которых формируется липотейхоевая кислота, благодаря наличию фосфодиестерных связей между мономерами которой клетка получает отрицательный электрический заряд.

Соответственно грамотрицательные бактерии имеют очень тонкий слой пептидогликана клеточной стенки и имеют вторую, внешнюю, мембрану, находящуюся снаружи от клеточной стенки и компонующую фосфолипиды и липополисахариды на своей внешней стороне.

Уважаемые читатели, хотелось бы знать была ли вам полезна информация, описывающая строение и функции клеточной оболочки, кратко, но емко характеризующая разные виды клеток.

Оболочка

Оболочку молодых особей можно охарактеризовать как тонкую, бесцветную и однородную по структуре. Она утолщается по мере созревания, ослизняется и приобретает более темные оттенки за счет отложения пигмента. Наружный слой обычно пропитан небольшим содержанием воска и жира.

Оболочка

Грибы – это эукариоты. А это означает, что их клетки содержат ядро, обособленное и снабженное оболочками. Разные систематические группы имеют разное количество ядер. Форму ядра можно охарактеризовать как круглую, овальную или веретеновидную. Они могут менять ее.

Читайте также:  Прививки после манту: через какое время делают и какие?

Из чего состоит клеточная стенка?

Клеточная стенка растения состоит в основном из углеводов, таких как пектины, целлюлоза и гемицеллюлоза. Она также содержит структурные белки в меньших количествах и некоторые минералы, такие как кремний. Все эти компоненты являются жизненно важными частями клеточной стенки.

Целлюлоза представляет собой сложный углевод и состоит из тысяч мономеров глюкозы, которые образуют длинные цепи. Эти цепи собираются вместе и образуют целлюлозные микрофибриллы диаметром несколько нанометров. Микрофибриллы помогают контролировать рост клетки, ограничивая или допуская ее расширение.

Структура клеточной стенки

Растительные клеточные стенки

Основным компонентом растительная клетка стенка – это целлюлоза, углевод, который образует длинные волокна и придает клеточной стенке жесткость. Волокна целлюлозы объединяются в пучки, называемые микрофибриллами. Другие важные углеводы включают гемицеллюлозу, пектин и лигинин. Эти углеводы образуют сеть вместе со структурными белками для формирования клеточной стенки. Растение клетки, которые находятся в процессе роста, имеют первичные клеточные стенки, которые являются тонкими. Как только клетки полностью выросли, они развивают вторичные клеточные стенки. Вторичная клеточная стенка представляет собой толстый слой, который формируется внутри первичной клеточной стенки. Этот слой – это то, что обычно подразумевается под клеточной стенкой растения. Между растительными клетками есть еще один слой, называемый средней пластинкой; он богат пектином и помогает клеткам растений слипаться.

Клеточные стенки растительных клеток помогают им поддерживать тургор давление, который является давлением клеточной мембраны, прижимающейся к клеточной стенке. В идеале в клетках растений должно быть много воды, что приводит к высокой мутности. В то время как клетка без клеточной стенки, такая как клетка животного, может разбухать и взрываться слишком много воды диффундирует в него, растения должны быть в гипотонический растворы (больше воды внутри, чем снаружи, что приводит к большому количеству воды, поступающей в клетку) для поддержания давления тургора и их структурной формы. Клеточная стенка эффективно удерживает воду, чтобы клетка не лопнула. Когда давление тургора будет потеряно, растение начнет увядать. Тургорское давление – это то, что придает клеткам растений характерную квадратную форму; клетки полны воды, поэтому они заполняют пространство и давят друг на друга.

Эта диаграмма растительной клетки изображает зеленую клеточную стенку, окружающую ее содержимое.

Клеточные стенки водорослей

Водоросли представляют собой разнообразную группу, и разнообразие их клеточных стенок отражает это. Некоторые водоросли, такие как зеленые водоросли, имеют клеточные стенки, которые по структуре похожи на клетки растений. Другие водоросли, такие как бурые водоросли и красные водоросли, содержат целлюлозу наряду с другими полисахаридами или фибриллами. Диатомовые водоросли имеют клеточные стенки, которые сделаны из кремниевой кислоты. Другими важными молекулами в клеточных стенках водорослей являются маннаны, ксиланы и альгиновая кислота.

Грибковые клеточные стенки

Клеточные стенки грибов содержат хитин, который представляет собой производное глюкозы, сходное по структуре с целлюлозой. Слои хитина очень жесткие; хитин такой же молекула встречается в жестких экзоскелетах животных, таких как насекомые и ракообразные. Глюканы, которые являются другими полимерами глюкозы, также обнаруживаются в клеточной стенке гриба вместе с липидами и белками. У грибов есть белки, названные гидрофобинами в их клеточных стенках. Гидрофобины, содержащиеся только в грибах, придают клеткам силу, помогают им прилипать к поверхности и помогают контролировать движение воды в клетки. У грибов клеточная стенка является наиболее внешним слоем и окружает клеточную мембрану.

Клеточные стенки бактерий и архей

Клеточные стенки бактерий обычно содержат полисахарид пептидогликана, который является пористым и пропускает небольшие молекулы. Вместе клеточная мембрана и клеточная стенка называются клеточной оболочкой. Клеточная стенка является важной частью выживания для многих бактерий. Он обеспечивает механическую структуру для одноклеточных бактерий, а также защищает их от внутреннего давления тургора. Бактерии имеют более высокую концентрацию молекул, таких как белки, внутри себя по сравнению с окружающей средой, поэтому клеточная стенка препятствует попаданию воды внутрь клетки. Различия в толщине клеточной стенки также делают возможным окрашивание по Граму. Окрашивание по Граму используется для общей идентификации бактерий; бактерии с толстыми клеточными стенками являются грамположительными, а бактерии с более тонкими клеточными стенками – грамотрицательными.

Читайте также:  Характеристика свиного гриппа

Хотя археи во многом похожи на бактерии, едва ли в стенках архей содержится пептидогликан. Есть несколько различных типов клеточных стенок у архей. Некоторые состоят из псевдопептидогликана, некоторые имеют полисахариды, некоторые имеют гликопротеины, а другие имеют белки поверхностного слоя (так называемый S-слой, который также можно найти в бактериях).

  • Клеточная мембрана – мембрана, обнаруженная снаружи всех клеток, которая отделяет их от внешней среды.
  • Тургорское давление – Давление воды внутри клеток.
  • Хитин – Полисахарид, который является основным компонентом грибковых клеточных стенок, а также экзоскелетов некоторых животных, таких как насекомые.

Клетка животная ее строение, функции и локализация (Таблица)

Справочная таблица содержит особенности строения, локализация и функции животной клетки.

Одномембранные клетки их строение и функции

Двумембранные клетки их строение и функции

Клетка животная ее строение, функции и локализация (Таблица)

Органойд

Особенности строения и локализация клетки

Функции клетки

Митохондрии

1) наружная (гладкая) мембрана имеет выпячивания – кристы

2) кристы – ферменты, участвующие в преобразовании энергии

4) внутреннее пространство – матрикс:

ДНК

рибосомы

белки – ферменты

РНК

синтез АТФ

синтез митохон­дриальных белков

синтез нукл. кислот

синтез углеводов и липидов

образование митохон­дриальных рибосом

Пластиды

Хлоропласты

1) двумембранные органеллы

2) внутри строма,в кт. расположены тиллакойды → граны

3) в строме:

ДНК

рибосомы

белки

углеводы

жиры

4) находятся во всех зеленых участках растений

5) пигменты сосредоточены в мембранах тиллакойдов

В тиллакойдах проходит свет. фаза фотосинтеза:

поглощение света молекулами хлорофилла α и дополнительного пигмента

трансформации энергии света в хим. энергию АТФ и востанавл. НАДФ)

В строме – темн. фаза:

получение орг. веществ с использованием энекргии световой фазы в виде АТФ и НАДФ)

Хромопласты

1) пластиды желтого, оранжевого и красного цвета.

2) отсутствуют граны.

3) Форма:дисковидная, шаровидная, игловидная, палочковидная

4) Пигменты – каротинойды:

желто – красный (каротин)

желтый – ксантофил

5) Локализация:

клетки лепестков цветов

зрелые окрашенные плоды

некоторые корнеплоды

осенние листья

окраска цветка и плода

синтез некоторых витаминов и места синтеза и локализации многих пигментов

Лейкопласты

амилопласты

Содержат крахмал

1) бесцветные пластиды без пигментов

2) Двумембранная пластида с редко расположенными одиночными тиллакойдами.

3) На внутр. мембране – выросты (кармашки),в кт. возникают центра крахмала образования.

4) Форма – округл. ,яйцевидн.,палочкообразная.

5) Локализация – части растений, скрытые от солнечного цвета, где откладываются запас. пит. веществ (клубни, корневища, луковицы, семена)

6) Лейкопласты → хлоропласты.

Хлоропласты → хромопласты.

накопление запаса пит. веществ

протеинопласты

Содержат белки

олеопласты

Содержат жиры

Немембранные клетки их строение и функции

Органойд

Особенности строения и локализация клетки

Функции клетки

Рибосома

1) состоит из рРНК, белка и магния

2) две субъединицы: большая и малая

синтез белка

Центросома (клеточный центр)

1) состоит из 2-х центриолей и лучистой сферы

2) центриоли расположены перпендикулярно друг другу и образованы 9-ю триплетами микротрубочек

3) имеют свою собственную молекулу ДНК

центриоли определяют полюса при делении клетки

центросферы формируют короткие и длинные нити веретена деления

Микрофиламенты

Нитевидные структуры состоящие из белков актина и миозина.

сократительная

образуют  цитоскелет

Микротрубочки

Нитевидные структуры, состоящие из белка тубулина

опорная

Микрофибриллы

Нити, состоящие из белка керотина

опорная

Включения

1) непостоянные компоненты клетки

2) Виды:

минеральные (соли)

витаминные

пигментные

трофические (питательные вещества)

Углеводы (крахмала)

Зерна крахмала находятся в лейкопластах (амилопластах)→цитоплазма→клетки

Белки

Находятся в семенах, кристалоподобных структурах в цитоплазме и ядре.

Чаще накапливаются в вакуолях (в клет. соке.)

Жиры

находятся в гиалоплазме в виде бесцветных капель.

секреторные (гормоны)

экскреторные (продукты обмена):

а) оксалат кальция

б) карбонат кальция или кремнезем

Одиночные кристаллы

Друзы

Рафиды

Цистолиты

Кристаллический песок

Строение и структура клетки бактерии

Несмотря на высокий уровень развития науки, для нее остается еще много неизведанного. В мире существует огромное количество бактерий, но никто точно не может назвать их количество. Часть бактерий остается нераскрытыми и сегодня. Описано чуть больше десяти тысяч разновидностей бактерий.

До сих пор ученые не могут назвать сколько существует в мире древнейших уникальных живых организмов – бактерий

Понятие бактерии

Бактерия – это уникальный живой организм, который имеет свою структуру. Внутри клетки бактерии протекают процессы жизнедеятельности. Клетки бактерий отличаются разнообразием форм. Можно выделить: звездчатую, сферическую, кубическую и палочковидную формы.

Читайте также:  Дифтерия у детей признаки и лечение заболевания

Не меньше влияет на жизнедеятельность бактерий и форма клетки, она бывает согнутой или завивающейся. Это помогает бактерии крепиться к поверхности определенным образом. Размер бактерии может колебаться от 0,5 мкм до 5,0 мкм.

Бактерии являются самыми мелкими живыми организмами, известными научному миру.

Чаще всего бактерии бывают одноклеточными. Они не имеют ядра в своей структуре. Поэтому отнесены к прокариотам. Ядро в клетке бактерии занимают нуклеоиды. Многоклеточность не свойственна бактериям. Тем не менее некоторые из них могут соединяться с другими бактериями, тем самым образуя многоклеточную структуру.

Передвигаются бактерии, как правило, при помощи жгутиков методом скольжения или извиваясь. Есть и неподвижные бактерии, но есть и бактерии которые способны передвигаться не имея жгутиков. Они двигаются по поверхности воды.

Бактерии – относительно просто устроенные живые организмы, которые не имеют ядра

Бактерии могут размножаться при помощи деления, почкования, некоторые используют половые процессы. Редким видом является множественное деление бактерий. При этом используется ряд бинарных делений. Это позволяет бактериям быстро размножаться. При половом процессе не происходит слияния клеток.

Не все бактерии патогенны для человека. Многие из них участвуют в ежедневной жизнедеятельности человека, принося пользу. К ним относятся, например, молочнокислые бактерии, используемые при создании сыров, йогуртов, сметаны и прочего.

Строение и структура клетки бактерии

Бактерии появились на Земле приблизительно четыре миллиарда лет назад. Изучает бактерии микробиология, точнее, ее подраздел – бактериология.

Клеточная структура бактерий

Строение клетки бактерии сильно отличается от остальных клеток, животных или растительных.

Структура бактериальной клетки включает в себя: лизосомы, внутриклеточные мембраны, дифференцированное ядро, митохондрии. Кроме этого клетки бактерий имеют постоянные и непостоянные компоненты. К первым относятся: цитоплазма, плазмолемма, нуклеоид и клеточные стенки. К непостоянным относят такие элементы, как жгутики, пили, капсула, плазмиды, споры, ворсинки, фимбрии.

Плазмолемма

Чаще всего плазмолемму называют цитоплазматическая мембрана. Она окружает любую бактериальную клетку и состоит из трех слоев. Главной функцией плазмолеммы является транспортировка различных субстанций внутрь клетки.

Цитоплазматическая мембрана ответственна за выполнение функций:

  • энергетическая, которая заключается в переносе энергии при помощи нескольких белков;
  • механическая, обеспечивающая функционирование бактерий и всех ее элементов в автономном режиме;
  • рецепторная. При помощи рецепторов, мембрана передает клетке сигналы.

Если плазмолемма функционирует неправильно, то бактерия погибает.

Плазмолемма является постоянным компонентом клетки бактерии и выполняет жизненноважные для клетки функции

Размножение

Размножаются бактерии делением одной клетки на две. Достигнув определённого размера, бактерия делится на две одинаковые бактерии. Затем каждая из них начинает питаться, растёт, делится и так далее.

После удлинения клетки постепенно образуется поперечная перегородка, а затем дочерние клетки расходятся; у многих бактерий в определённых условиях клетки после деления остаются связанными в характерные группы. При этом в зависимости от направления плоскости деления и числа делений возникают разные формы. Размножение почкованием встречается у бактерий как исключение.

При благоприятных условиях деление клеток у многих бактерий происходит через каждые 20-30 минут. При таком быстром размножении потомство одной бактерии за 5 суток способно образовать массу, которой можно заполнить все моря и океаны. Простой подсчёт показывает, что за сутки может образоваться 72 поколения (720 000 000 000 000 000 000 клеток). Если перевести в вес — 4720 тонн. Однако в природе этого не происходит, так как большинство бактерий быстро погибают под действием солнечного света, при высушивании, недостатке пищи, нагревании до 65-100ºС, в результате борьбы между видами и т.д.

Бактерия (1), поглотившая достаточно пищи, увеличивается в размерах (2) и начинает готовиться к размножению (делению клетки). Её ДНК (у бактерии молекула ДНК замкнута в кольцо) удваивается (бактерия производит копию этой молекулы). Обе молекулы ДНК (3,4) оказываются, прикреплены к стенке бактерии и при удлинении бактерии расходятся в стороны (5,6). Сначала делится нуклеотид, затем цитоплазма.

После расхождения двух молекул ДНК на бактерии появляется перетяжка, которая постепенно разделяет тело бактерии на две части, в каждой из которых есть молекула ДНК (7).

Бывает (у сенной палочки), две бактерии слипаются, и между ними образуется перемычка (1,2).

По перемычке ДНК из одной бактерии переправляется в другую (3). Оказавшись в одной бактерии, молекулы ДНК сплетаются, слипаются в некоторых местах (4), после чего обмениваются участками (5).