Докажите что прокариотические клетки способны синтезировать собственные белки
12. Прокариотическая клетка
12. Прокариотическая клетка
Вспомните!
В чём заключаются принципиальные отличия в строении прокариотических и эукариотических клеток?
Какова роль бактерий в природе?
Разнообразие прокариот. Царство прокариот в основном представлено бактериями, наиболее древними организмами нашей планеты. Возникнув более 3,5 млрд лет тому назад, прокариоты фактически создали биосферу Земли, сформировав условия для дальнейшей эволюции организмов.
Впервые бактерии увидел под микроскопом и описал в 1683 г. голландский натуралист А. Левенгук. Размеры бактерий колеблются в пределах от 1 до 15 мкм. Отдельную бактериальную клетку можно увидеть только с помощью достаточно сложного микроскопа, поэтому их и называют микроорганизмами.
Бактерии обитают повсюду: в почве, в воде, в воздухе, на поверхности и внутри других организмов, в пищевых продуктах. Некоторые бактерии поселяются в горячих источниках, где температура воды достигает 78 °С и выше. Число бактерий на планете огромно, например в 1 г плодородной почвы содержится около 2,5 млрд бактериальных клеток.
Форма клеток бактерий чрезвычайно разнообразна (рис. 39). Выделяют палочковидные – бациллы, сферические – кокки, спиралевидные – спириллы, имеющие форму запятой – вибрионы.
Бактерии играют огромную роль в существовании современной биосферы. Многие из них вызывают процессы гниения и брожения. Существуют прокариоты, живущие в симбиозе с другими организмами, например клубеньковые бактерии на корнях бобовых растений. К группе бактерий-паразитов относятся микроорганизмы, способные вызывать заболевания растений и животных. Пневмония, ангина, тиф, холера, чума, туберкулёз, сибирская язва и многие другие тяжёлые заболевания человека вызываются патогенными бактериями.
Рис. 39. Некоторые представители современных бактерий: А – стрептококк (в процессе деления); Б – холерный вибрион; В – палочковидная бактерия клостридиум; Г – палочковидная микобактерия, вызывающая туберкулёз
Рис. 40. Образование спор у бактерий
Таким образом, спорообразование у прокариот является этапом жизненного цикла, обеспечивающим переживание неблагоприятных условий окружающей среды. Кроме этого в состоянии спор микроорганизмы могут легко распространяться при помощи ветра и другими способами.
Споры болезнетворных бактерий, в покоящемся состоянии пролежавшие многие годы в земле, попадая при различных земляных работах в водоёмы, могут служить причиной возникновения вспышек инфекционных заболеваний. Так, например, споры палочки сибирской язвы сохраняют жизнеспособность в течение более 30 лет.
Учёные-микробиологи вырастили колонии микроорганизмов из спор, оказавшихся в образце льда, возраст которого превышал 10 тыс. лет.
Строение прокариотической клетки. Рассмотрим принципиальное строение бактериальной клетки (рис. 41).
Клетка окружена мембраной обычного строения, кнаружи от которой находится клеточная стенка. В центральной части цитоплазмы располагается одна кольцевая молекула ДНК, не отграниченная мембраной от остальной части цитоплазмы. Зона клетки, содержащая генетический материал, носит название нуклеоид (от лат. nucleus – ядро и греч. eidos – вид). Кроме основной кольцевой «хромосомы» бактерии обычно содержат несколько мелких молекул ДНК в форме небольших, свободно расположенных колец, так называемых плазмид, участвующих в обмене генетическим материалом между бактериями.
В бактериальных клетках нет мембранных органоидов, характерных для эукариот (эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, митохондрий, пластид, лизосом). Функции этих органоидов выполняют впячивания клеточной мембраны.
Рис. 41. Строение прокариотической клетки
Обязательными органоидами, которые обеспечивают синтез белка в бактериальных клетках, являются рибосомы.
Поверх клеточной стенки многие бактерии выделяют слизь, образуя своеобразную капсулу, дополнительно защищающую бактерию от внешних воздействий.
Бактерии размножаются простым делением надвое. После редупликации кольцевой ДНК клетка удлиняется и в ней образуется поперечная перегородка. В дальнейшем дочерние клетки расходятся или остаются связанными в группы.
Сравнивая прокариотическую и эукариотическую клетки, можно отметить, что строение двухмембранных органоидов – митохондрий и пластид, имеющих собственную кольцевую ДНК и рибосомы, синтезирующие РНК и белки, – напоминает строение бактериальной клетки. Это сходство послужило основой гипотезы о симбиотическом происхождении эукариот. Несколько миллиардов лет назад древние прокариотические организмы внедрялись друг в друга, в результате чего возникал взаимовыгодный союз (§ 15, учебник 11 класса).
К прокариотическим организмам относят также цианобактерии, часто называемые синезелёными водорослями. Эти древние организмы, возникшие около 3 млрд лет назад, широко распространены по всему миру. Известно около 2 тыс. видов цианобактерий. Большинство из них способны синтезировать все необходимые вещества, используя энергию света.
Таблица 3. Сравнительная характеристика клеток прокариот и эукариот
Вопросы для повторения и задания
1. В чём заключаются значение и экологическая роль прокариот в биоценозах?
2. Каким образом болезнетворные микроорганизмы влияют на состояние макроорганизма (хозяина)?
3. Опишите строение бактериальной клетки. Как вы думаете, почему у бактерий ДНК не образует комплекс с белками?
4. Как размножаются бактерии?
5. В чём сущность процесса спорообразования у бактерий? Сравните споры растений и грибов. В чём их сходство и принципиальные отличия?
Подумайте! Выполните!
1. Предположите, что произойдёт, если исчезнут все бактерии на Земле.
2. Как давно люди используют микроорганизмы?
3. В чём состоит сущность процессов пастеризации и стерилизации как меры борьбы с бактериями?
4. Что такое антибиотики? С какой целью их применяют?
5. Используя знания, полученные при изучении курса «Человек и его здоровье», расскажите об особенностях бактериальных инфекций, путях заражения, мерах профилактики и способах их лечения.
6. Организуйте и проведите исследование микроорганизмов в естественных продуктах (квашеная капуста, кисломолочные продукты, чайный гриб, дрожжевое тесто).
Работа с компьютером
Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните задания.
Для доказательства того, что данный микроорганизм вызывает конкретное заболевание, Роберт Кох сформулировал три правила. Эти правила в дальнейшем получили название «триада Коха».
• Микроб должен всегда встречаться при данной болезни, но его не должно быть у здоровых людей и при других болезнях.
• Микроб нужно выделить в «чистую» культуру – посеять на питательную среду так, чтобы в неё не попали микробы другого вида.
• Если взять микробов из чистой культуры и заразить ими лабораторных животных (мышей, кроликов и др.), то они должны заболеть той же самой болезнью.
Если все три правила выполняются, значит, исследуемый микроорганизм действительно является причиной данного заболевания.
Повторите и вспомните!
Человек
Бактериальные болезни человека. Среди бактерий существует много болезнетворных (патогенных) видов, вызывающих заболевания у человека. Впервые доказать болезнетворную роль бактерий удалось немецкому врачу и исследователю Роберту Коху. Он открыл бактерий-возбудителей многих заболеваний. В 1882 г. Кох выделил и описал возбудителя туберкулёза, которого позже стали называть палочкой Коха.
Одним из самых быстротекущих бактериальных заболеваний является чума. От первых признаков болезни до смерти может пройти всего несколько часов. Очень опасны газовая гангрена и столбняк. Их возбудители – бактерии, живущие в почве. Заражение происходит при попадании земли в глубокие раны. Поверхностные раны и ожоги часто инфицируются стафилококками и стрептококками, вызывающими гнойные воспаления.
Через воздух можно заразиться ангиной, коклюшем, дифтерией, туберкулёзом. Другие болезнетворные микробы могут попасть в организм через сырую воду, немытые овощи и фрукты, грязную посуду и руки. Такие заболевания, как холера, брюшной тиф, дизентерия, сопровождаются расстройством работы кишечника, болями в животе, повышением температуры.
Животные
Бактериальные болезни животных. У животных бактерии вызывают такие болезни, как сап, бруцеллёз, сибирская язва и многие другие. Этими болезнями может заразиться и человек, поэтому, например, в районах, где скот болеет бруцеллёзом, нельзя пить сырое молоко. Споры сибирской язвы легко переносят высыхание и холод, поэтому даже спустя 100 лет захоронения животных, погибших от этого заболевания, представляют опасность.
Растения
Бактериальные болезни растений. Около 10–15 % урожая всех культурных растений в настоящее время теряется из-за бактериальных болезней (бактериозов). Существуют бактерии, поражающие многие виды растений. Например, корневой рак развивается у винограда и разных плодовых деревьев, от мокрой гнили страдают капуста, картофель, лук, томаты. Специализированные бактерии поражают растения только одного вида или рода, вызывая такие заболевания, как бактериоз огурцов, пятнистость фасоли, кольцевую гниль и чёрную ножку картофеля и другие.
Для борьбы с бактериозами семена, саженцы, черенки, почву в парниках и теплицах дезинфицируют; растения обрабатывают специальными препаратами или антибиотиками; заболевшие растения уничтожают, а больные побеги обрезают. Для борьбы с бактериозами важное значение имеет выведение сортов, устойчивых к заражению.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
5.1. Главная ячейка жизни — клетка
5.1. Главная ячейка жизни — клетка Определение жизни с позиций функционального подхода (метаболизм, размножение, расселение в пространстве) можно дать в следующей форме [Печуркин, 1982]: это открытая система, развивающаяся на основе матричного автокатализа под влиянием
Как клетка получает и использует энергию
Как клетка получает и использует энергию Чтобы жить, надо работать. Эта житейская истина вполне приложима к любым живым существам. Все организмы: от одноклеточных микробов до высших животных и человека — непрерывно совершают различные типы работы. Таковы движение, то
Зачем клетка обменивает натрий на калий?
Зачем клетка обменивает натрий на калий? Мысль о двух формах конвертируемой энергии я высказал в 1975 году. Спустя два года эта точка зрения была поддержана Митчелом. А в группе А. Глаголева тем временем начались опыты по проверке одного из предсказаний этой новой
Бактериальная клетка в цифрах
Бактериальная клетка в цифрах Благодаря биофизике — одной из отраслей науки, с которой мы уже познакомились в начале этой главы, — были получены весьма интересные данные. Возьмем, например, шаровидную бактериальную клетку диаметром 0,5 мкм. Поверхность такой клетки
Клетка — элементарная частица жизни
Клетка — элементарная частица жизни Эти беглые замечания о способах выработки энергии в клетках многоклеточного организма и в бактериальных клетках акцентируют весьма существенные различия в важнейших аспектах их жизнедеятельности. Несходны эти два класса клеток и
7.1. Клетка – структурно-функциональная единица жизни
7.1. Клетка – структурно-функциональная единица жизни Клеточная форма организации свойственна всем живым организмам. Если не касаться вопроса о приложимости понятия «живое» к вирусам (тем более что ответ, пожалуй, следует дать отрицательный), то клетку нужно признать
ГРУДНАЯ КЛЕТКА
ГРУДНАЯ КЛЕТКА Форма грудной клетки изменяется в зависимости от конституционального типа собаки, степени ее развития и возраста. Грудная клетка, вмещающая дыхательные органы, сердце и главнейшие кровеносные сосуды, должна быть объемистой. Объем груди обусловлен длиной,
Глава 4. Сложная клетка
Клетка-ловушка
Клетка-ловушка Тебе понадобятся: клетка-ловушка, приманка (зерна, сыр, хлеб, колбаса), доска или черепицаДлительность опыта: 1–2 дня.Время проведения: поздняя осень — ранняя весна. Твои действия:• Купи клетку-ловушку любого типа или сделай ее сам. Для этого возьми
5.2. Кишечная клетка
5.2. Кишечная клетка Схема кишечной клетки представлена на рис. 26. Известно, что численность кишечных клеток составляет 1010, а соматических клеток взрослого человека— 10 15. Следовательно, одна кишечная клетка обеспечивает питание около 100 000 других клеток. Такая
Глава 2. Клетка
Глава 2. Клетка ТЕМЫ• История изучения клетки. Клеточная теория• Химический состав клетки• Строение эукариотической и прокариотической клеток• Реализация наследственной информации в клетке• ВирусыУдивительный и загадочный мир окружает нас, жителей планеты,
10. Эукариотическая клетка. Цитоплазма. Органоиды
10. Эукариотическая клетка. Цитоплазма. Органоиды Вспомните!Каковы основные положения клеточной теории?Какие выделяют типы клеток в зависимости от расположения генетического материала?Назовите известные вам органоиды клетки. Какие функции они выполняют?В § 4 мы уже
Каждая клетка помнит о своем происхождении
Каждая клетка помнит о своем происхождении Конраду Уоддингтону мы обязаны не только метафорой эпигенетического ландшафта. В 1942 году он стал, как принято считать, крестным отцом понятия «эпигенетика». Слово «эпигенотип» он впервые употребил уже в 1939-м — в своем «Введении
Технологическая карта по биологии на тему «Прокариотическая клетка» (9 класс)
Тема: Прокариотическая клетка
Тип урока: комбинированный
Цель: изучить особенности строения прокариотической клетки, используя материалы ФИПИ.
иметь представление о многообразии различных форм бактерий
знать определения «эукариоты», «прокариоты», «органоиды»
уметь объяснять различие живых существ по признаку наличия ядра, строения прокариот на примере бактериальной клетки
Межпредметные связи: химия, экология, география
Задания для учащихся, выполнение которых приведёт к достижению запланированных результатов
I. Мотивация к учебной деятельности
Цели: Подготовка учащихся к работе на занятии.
Обеспечение мотивации и принятия учащимися цели учебно-познавательной деятельности.
Слушают, настраиваются на восприятие материала урока.
Проверить присутствующих. Проверить готовность к занятию.
Личностные: соотносить поступок с моральной нормой; оценивать ситуации с точки зрения правил поведения и этики; мотивировать свои действия.
Работа у доски – индивидуальная,
Индивидуальная работа на рабочем месте
Проверяет домашнее задание, выявляет пробелы и корректирует их.
2) – задание на соотнесение объектов
3) – задание на хронологическую последовательность
1ряд индивидуальная работа (соотнесение понятий и определений) + взаимопроверка в парах
3ряд индивидуальная работа – выбор задания базового, повышенного, высокого (работа сдается учителю)
2ряд – фронтальная работа (каждый ученик получает картинку – фотографию органоида, необходимо определить органоид и назвать его функции)
Знают понятия: эукариоты, органоиды, основные части клетки, митохондрии, рибосомы, ЭПС, комплекс Гольджи, лизосомы, пластиды, клеточный центр.
Дают определение биологическим терминам; устанавливают логическую последовательность, соотносят биологические объекты и их функции, определяют по рисункам объекты.
Познавательные: Структурируют свои знания; устанавливают причинно-следственных связей
Коммуникативные: умение полно и точно выражать свои мысли; владение монологической и диалогической формами речи.
III. Формулирование темы урока, постановка цели
Цели: Актуализация опорных знаний и умений.
Запись темы урока в рабочую тетрадь по биологии. Предположения по поводу изучаемой темы. Отвечают на заданные вопросы.
Записывает тему урока на доске. Задает вопросы, для выявления опорных знаний и умений.
Создать условия для самостоятельного определения темы и цели урока.
Этот организм рекордсмен, попадает в биологическую книгу рекордов:
-Самый маленький (в одной эукариотической клетке может поместится 10тыс этих организмов)
-Самый древний (возраст 4,5млрд лет)
-Самый плодовитый (при благоприятных условиях размножается каждые 20 мин)
Как называют этих организмов?
(картинка прикрепляется на доску, вместе с растительной, животной клеткой)
Знают особенности строения клеток.
Умеет планировать свои действия.
Личностные: действие смыслообразования – мотивация учебной деятельности.
Познавательные: самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; воспроизводить по памяти информацию, необходимую для решения учебной задачи; установление причинно-следственных связей.
Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками; умение полно и точно выражать свои мысли; отвечать на поставленный вопрос, аргументировать.
IV. Изучение нового
Цели: Обеспечение восприятия, осмысления и первичного запоминания знаний и способов действий, связей и отношений в объекте изучения.
— Изучают информационный текст, переводят в табличную форму, сравнивают объекты.
Поиск ответа на вопрос.
Организует учебную деятельность. Координируются действия учащихся
Внешний портрет рекордсмена
-стафилоккок (стафило –виноград)
Используя текст, выполните задания (задание ГИА)
Задание 1. Заполнить таблицу
Сравнительная характеристика эукариотической и прокариотической клетки
(Таблица заполняется индивидуально)
Задание 2. В каких клетках в большей степени решена проблема «разделения труда» в про –или – эукариотических клетках? Ответ обоснуйте.
(в эукариотических, каждый органоид выполняет определенные функции, особенности эукариот позволили им дифференцироваться на клетки раст, животных,грибов)
(в прокариотических клетках есть рибосомы, на них синтезируется белок, есть ДНК, которая кодирует структуру синтезируемых белков).
(работа в четверках)
? У многих хозяек иногда взрываются банки с домашними консервами. Отчего это происходит?
(составление схемы в парах, двое учащихся у доски Никифорова П + Евстафьев В: ОСТАЛЬНЫЕ В ПАРЕ)
Даны понятия: дыхание, питание, гетеротрофы, автотрофы, хемосинтетики, фотосинтетики, аэробы, анаэробы.
Споры как приспособление к выживанию.
Причина, по которой бактерии самые древние организмы – это умение образовывать споры.
-образуются при неблагоприятных условиях (недостатке пищи, влаги, резких изменениях температур).
Заболевания, вызываемые бактериями
-чума, холера, туберкулез, дизентерия и т.д
Активные действия учащихся с содержанием обучения, максимальное использование самостоятельности в добывании знаний и овладении способами действий.
Знают основные особенности строения эукариотической клетки,
понятия дыхание, питание, гетеротрофы, автотрофы, хемосинтетики, фотосинтетики, аэробы, анаэробы.
Умеют сравнивать эукариотические клетки (растений, животных, грибов), и эукариотические с прокариотическими клетками; составлять схему – опору используя термины.
умение полно и точно выражать свои мысли; отвечать на поставленный вопрос, аргументировать; формирование;
составлять устно небольшое монологическое высказывание по заданному вопросу
Познавательные: поиск и выделение необходимой информации; применение методов информационного поиска; воспроизводить по памяти информацию, необходимую для решения учебной задачи; анализ компонентов с целью выделения особенностей; выбор оснований и критериев для сравнивания и классификации объектов.
V. Закрепление нового (5 мин)
Цели: Обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в измененной ситуации.
Выявление качества и уровня овладения знаниями и способами действий, обеспечение их коррекций.
Самостоятельная работа с заданиями базового, повышенного и высокого уровней.
1.Выберите один вариант ответа из четырех предложенных.
1.Фотосинтезирующими органеллами могут быть
1) лейкопласты и хромопласты 2) митохондрии и рибосомы 3) хлоропласты и хроматофоры 4) лизосомы м центриоли
2.Какая из перечисленных клеточных структур участвует в формировании рибосом?
1) ядро 2) ядрышко 3) лизосома 4) ЭПС
3.Какая из перечисленных клеточных структур представляет собой разветвтленную сеть каналов и полостей и выполняет транспортную функцию?
1) наружняя цитоплазматическая мембрана 2) митохондрия 3) аппарат Гольжи 4) ЭПС
4. На рисунке изображена растительная клетка. Какую функцию выполняет часть клетки, обозначенная буквой А?
1) производит питательные вещества 2) контролирует жизнедеятельность3) запасает воду4) поглощает энергию солнца
5. Чем отличается клетка, показанная на рисунке, от клеток грибов, растений и животных?
1) наличием клеточной стенки 2) отсутствием рибосом 3) наличием цитоплазмы 4) отсутствием оформленного ядра
6.Какой из перечисленных организмов не содержит в клетке органоида изображенного на рисунке?
1) мукор 2) папоротник 3) туберкулёзная палочка 4) спирогира
7. Выберите три варианта ответов из шести предложенных.
Какие части клетки являются основными?
1) ядро 2) цитоплазма 3) цитоплазматическая мембрана 4) ядрышко 5) митохондрии 6) рибосомы
8.Установите соответствие между особенностями и клетками, которые их имеют.
А) оформленное ядро отсутствует Б) имеет определенное для каждого вида число хромосом В) рибосомы крупные Г) клеточный центр отсутствует Д) имеет двухмембранные органоиды
9.Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они допущены, запишите предложения без ошибок.
1.К прокариотам относятся бактерии, наследственная информация которых отделена мембраной от цитоплазмы. 2 ДНК представлена двумя молекулами кольцевой формы. 3.В состав клеточной стенки входит муреин. 4. В бактериальных клетках отсутствуют митохондрии, эпс, комплекс Гольджи. 5.При наступлении неблагоприятных условий бактерии размножаются с помощью спор.
Активные действия учащихся с содержанием обучения, максимальное использование самостоятельности в добывании знаний.
Знают формы, особенности строения, жизнедеятельности клеток эукариот и прокариот.
Умеют различать по строению и особенностям жизнедеятельности виды клеток
Коммуникативные: умения работать с текстом; ставить и отвечать на вопросы; умение выражать свои мысли.
Личностные: мотивировать свои действия.
Регулятивные: прогнозирование – предвосхищение результата и уровня усвоения; оценка – выделение и осознание учащимся того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению.
VI. Рефлексия учебной деятельности на уроке (1 мин)
Цели: Мобилизация учащихся на рефлексию своего поведения (мотиваций, способов деятельности). Усвоение принципов саморегуляции и сотрудничества.
Высказываются по поводу изученного материала – что понятно, а что следует разобрать повторно.
Анализ и оценка успешности достижения цели, поставленной в начале урока.
выполнял задания и понял, что …
Открытость учащихся в осмыслении своих действий и самооценке. Прогнозирование и способов саморегуляции и сотрудничества.
понимать возможность существования различных точек зрения, не совпадающих с собственной.
Выделять моменты своей и чужой деятельности как единое целого.
умение рассуждать, анализировать и делать выводы.
VIII. Информация о домашнем задании (1 мин)
Фиксируют домашнее задание.
Объясняет, что следует выучить дома. Дает краткие рекомендации.
Роль бактерий в природе и в деятельности человека.