Bakterien ohne Kern. Der Aufbau einer Bakterienzelle. Verbreitung in der Natur

Das Schicksal des Lebens auf der Erde wurde vor etwa 2,6 Milliarden Jahren entschieden. Die größte ökologische Krise fiel mit dem größten Evolutionssprung zusammen. Wenn die Katastrophe etwas stärker gewesen wäre, hätte der Planet für immer leblos bleiben können. Wäre es schwächer, wären Bakterien vielleicht bis heute die einzigen Bewohner der Erde ...

Das Erscheinen von Eukaryoten – lebenden Zellen mit einem Zellkern – ist (nach der Geburt des Lebens selbst) das zweitwichtigste Ereignis der biologischen Evolution. Wann, wie und warum der Zellkern entstand, wird diskutiert.

Das Leben auf der Erde hat von der ersten lebenden Zelle bis hin zu Säugetieren und Menschen einen langen Weg zurückgelegt. Auf diesem Weg gab es viele epochale Ereignisse, viele große Entdeckungen und geniale Erfindungen wurden gemacht. Welches war das Wichtigste? Vielleicht die Formation menschliches Gehirn oder der Ausgang von Tieren an Land? Oder vielleicht die Entstehung mehrzelliger Organismen? Die Wissenschaftler hier sind sich fast einig: Das Erscheinen von Zellen war die größte Errungenschaft der Evolution moderner Typ- mit dem Zellkern, den Chromosomen, Vakuolen und anderen Organen, an deren unaussprechliche Namen wir uns aus der Schule vage erinnern. Dieselben Zellen, aus denen unser Körper besteht.

Und am Anfang waren die Zellen völlig anders. Sie hatten keine Kerne, keine Vakuolen, keine anderen „Organe“ und es gab nur ein Chromosom, und es hatte die Form eines Rings. So sind Bakterienzellen, die ersten Bewohner der Erde, bis heute aufgebaut. Zwischen diesen Primärzellen und modernen, verbesserten Zellen ist der Abgrund viel größer als zwischen einer Qualle und einem Menschen. Wie hat die Natur es geschafft, es zu überwinden?

Bakterienwelt

Eine Milliarde Jahre lang oder länger war die Erde das Reich der Bakterien. Bereits in den ältesten Sedimentgesteinen der Erdkruste (ihr Alter beträgt 3,5 Milliarden Jahre) wurden Überreste von Blaualgen oder Cyanobakterien gefunden. Diese mikroskopisch kleinen Organismen gedeihen bis heute. Sie haben sich in Milliarden von Jahren kaum verändert. Sie sind es, die das Wasser in Seen und Teichen in einer leuchtend bläulich-grünen Farbe färben, und dann sagen sie: „Das Wasser blüht“. Blaualgen sind keineswegs die primitivsten Bakterien. Von der Entstehung des Lebens bis zum Auftreten der Cyanobakterien sind höchstwahrscheinlich viele Millionen Jahre der Evolution vergangen. Leider sind in der Erdkruste keine Spuren dieser alten Epochen erhalten geblieben: Gnadenlose Zeit und geologische Kataklysmen zerstörten alle Sedimentgesteine, die in den ersten Hunderten Millionen Jahren der Existenz der Erde entstanden waren, und schmolzen in heißen Eingeweiden.

Cyanobakterien sind nicht nur uralte, sondern auch wohlverdiente Organismen. Sie waren es, die Chlorophyll und die Photosynthese „erfunden“ haben. Durch ihre unauffällige Arbeit über viele Millionen Jahre hinweg reicherten sie den Ozean und die Atmosphäre nach und nach mit Sauerstoff an, was die Entstehung echter Pflanzen und Tiere ermöglichte. Zunächst wurde der gesamte Sauerstoff zur Oxidation des im Ozean gelösten Eisens verwendet. Es fiel oxidiertes Eisen aus: So entstanden die größten Eisenerzvorkommen. Erst als das Eisen „fertig“ war, begann sich Sauerstoff im Wasser anzureichern und in die Atmosphäre zu gelangen.

Seit mindestens einer Milliarde Jahren sind Cyanobakterien die ungeteilten Herren der Erde und fast ihre einzigen Bewohner. Der Grund des Weltozeans war mit bläulich-grünen Teppichen bedeckt. In diesen Teppichen, Cyanobakterienmatten, lebten neben den Blaugrünen auch andere Bakterien. Sie alle waren perfekt aneinander und an die rauen Bedingungen des Urmeeres angepasst. Zu dieser Zeit – der Archäischen Ära (archaisch) – war es sehr heiß auf der Erde. Die kohlendioxidreiche Atmosphäre erzeugte einen starken Treibhauseffekt. Aus diesem Grund erwärmte sich der Weltozean am Ende des Archäikums auf 50–60 °C. Beim Auflösen in Wasser verwandelte sich Kohlendioxid in Säure; heißes saures Wasser wurde mit hartem Ultraviolett bestrahlt (schließlich verfügte die Erde noch nicht über eine moderne Atmosphäre mit einem schützenden Ozonschild). Außerdem wurde es in Wasser gelöst große Menge giftige Salze von Schwermetallen. Ständige Vulkanausbrüche, Asche- und Gasemissionen, starke Schwankungen der Umweltbedingungen – all das machte das Leben der ersten Bewohner des Planeten keineswegs einfacher.

Die Bakteriengemeinschaften, die sich in solch einer unwirtlichen Umgebung entwickelten, waren unglaublich robust und widerstandsfähig. Aus diesem Grund verlief ihre Entwicklung sehr langsam. Sie waren bereits an fast alles angepasst und es bestand kein Bedarf, sie zu verbessern. Damit sich das Leben auf der Erde entwickeln und komplexer werden konnte, war eine Katastrophe erforderlich. Es war notwendig, diese ultrastabile Bakterienwelt, die ewig und unzerstörbar schien, zu zerstören, um Lebensraum für etwas Neues zu schaffen.

Planetenkatastrophe - Bildung des Erdkerns

Die lang erwartete Revolution, die der langwierigen Stagnation ein Ende setzte und Leben aus der bakteriellen „Sackgasse“ brachte, ereignete sich vor 2,7 bis 2,5 Milliarden Jahren, ganz am Ende der archaischen Ära. Die russischen Geologen O. G. Sorokhtin und S. A. Ushakov, die Autoren der neuesten physikalischen Theorie der Entwicklung der Erde, berechneten, dass unser Planet zu dieser Zeit die größte und katastrophalste Transformation in seiner gesamten Geschichte erlebte.

Ihrer Hypothese zufolge war die Ursache der Katastrophe das Auftauchen eines Eisenkerns in der Nähe unseres Planeten. Von der Entstehung der Erde bis zum Ende des Archaikums sammelte sich in den oberen Schichten des Erdmantels eine geschmolzene Mischung aus Eisen und seinem zweiwertigen Oxid (FeO). Vor etwa 2,7 Milliarden Jahren überschritt die Masse dieser Schmelze eine bestimmte Schwelle, woraufhin die schwere, viskose, heiße Flüssigkeit buchstäblich in den Mittelpunkt der Erde „fiel“ und ihren primären, leichteren Kern von dort verdrängte. Diese grandiosen Bewegungen riesiger Materiemassen im Inneren des Planeten rissen und zerquetschten seine dünne Oberflächenhülle – die Erdkruste. Überall brachen Vulkane aus. Die alten Kontinente näherten sich, kollidierten und verschmolzen zu einem einzigen Superkontinent Monogea – direkt über der Stelle, an der flüssiges Eisen in die Tiefen des Planeten floss. Die tiefen Gesteine, die an die Oberfläche gelangten, gingen eine chemische Reaktion mit atmosphärischem Kohlendioxid ein, und sehr bald war fast kein Kohlendioxid mehr in der Atmosphäre vorhanden. Der Treibhauseffekt wurde deutlich schwächer, was zu einer starken Abkühlung führte: Die Meerestemperatur sank von +60°C auf +6°C. Ebenso plötzlich und stark nahm der Säuregehalt des Meerwassers ab.

Es war die größte Katastrophe überhaupt. Aber selbst sie konnte die Cyanobakterien nicht zerstören. Sie überlebten, obwohl es für sie sehr schwer war. Das Verschwinden der Kohlendioxidatmosphäre bedeutete für sie großen Hunger, denn Cyanobakterien nutzen wie höhere Pflanzen Kohlendioxid als Rohstoff für die Synthese organischer Stoffe. Es gibt weniger Bakterienmatten. Es gab Fragmente fester blauer Teppiche, die den Meeresboden säumten. Die Bakterienwelt starb nicht, sondern wurde schwer beschädigt, es entstanden „Löcher“ und „Lücken“ in ihr. In diesen „Lücken“ und „Löchern“ der Antike wurden in dieser Antike die ersten Organismen mit einer grundlegend anderen Struktur geboren – komplexere und perfektere einzellige Kreaturen, die die neuen Herren des Planeten werden sollten.

Das Aussehen des Zellkerns

Eine Bakterienzelle ist eine komplexe lebende Struktur. Aber die Zellen höherer Organismen – Pflanzen, Tiere, Pilze und sogar die sogenannten Protozoen (Amöben, Ciliaten) – sind viel komplizierter. Eine Bakterienzelle hat weder einen Zellkern noch andere innere „Organe“, die von einer Membran umgeben sind. Daher werden Bakterien „Prokaryoten“ genannt (was auf Griechisch „vornuklear“ bedeutet). Bei höheren Organismen hat die Zelle einen Kern, der von einer Doppelmembran umgeben ist (daher der Name „Eukaryoten“, also mit einem ausgeprägten Kern), sowie „ innere Organe„Die wichtigsten davon sind Mitochondrien (eigentümliche Energiestationen). Mitochondrien zerlegen organisches Material in Kohlendioxid und Wasser, wobei Sauerstoff als Oxidationsmittel verwendet wird. Wir atmen ausschließlich, um die Mitochondrien unserer Zellen mit Sauerstoff zu versorgen. Die wichtigsten Organe einer eukaryotischen Zelle sind neben den Mitochondrien die Plastiden (Chloroplasten), die der Photosynthese dienen und nur in Pflanzen vorkommen.

Aber das Wichtigste in einer eukaryotischen Zelle ist natürlich ihr Zellkern. Der Kern speichert Erbinformationen, die in der Vier-Buchstaben-Sprache des genetischen Codes in DNA-Molekülen geschrieben sind. Bakterien verfügen natürlich auch über DNA, ein einzelnes ringförmiges Molekül, das alle Gene einer bestimmten Bakterienart enthält. Aber bakterielle DNA liegt direkt in der inneren Umgebung der Zelle – in ihrem Zytoplasma, wo ein aktiver Stoffwechsel stattfindet. Das bedeutet, dass die unmittelbare Umgebung des kostbaren Moleküls einer Chemiefabrik oder dem Labor eines Alchemisten ähnelt, in der jede Sekunde Hunderttausende verschiedener Substanzen auftauchen und verschwinden. Jeder von ihnen kann möglicherweise die Erbinformationen sowie die molekularen Mechanismen beeinflussen, die diese Informationen lesen und „zum Leben erwecken“. Unter solch „unhygienischen“ Bedingungen ist es nicht einfach, ein effizientes und zuverlässiges „Wartungssystem“ zu schaffen – das Speichern, Lesen, Reproduzieren und Reparieren von DNA. Noch schwieriger ist es, einen molekularen Mechanismus zu schaffen, der den Betrieb eines solchen Systems „intelligent“ (je nach Situation) steuern könnte.

Darin lag die große Bedeutung der Isolierung des Zellkerns. Die Gene wurden zuverlässig aus dem Zytoplasma mit seiner brodelnden Chemie isoliert. Nun sei es möglich, sich in einer „ruhigen Umgebung“ zu etablieren effektives System deren Regelung. Und dann stellte sich heraus, dass sich eine Zelle mit demselben Gensatz unter verschiedenen Bedingungen völlig unterschiedlich verhalten kann.

Bekanntlich kann das gleiche Buch auf unterschiedliche Weise gelesen werden (vor allem, wenn das Buch gut ist). Je nach Vorbereitung, Stimmung und Lebenssituation wird der Leser beim ersten Mal etwas in dem Buch finden, beim erneuten Lesen ein Jahr später etwas ganz anderes. Das Gleiche gilt für das eukaryontische Genom. Je nach den Bedingungen wird es auf unterschiedliche Weise „abgelesen“ und auch die Zellen, die sich durch dieses „Ablesen“ entwickeln, fallen unterschiedlich aus. So entstand der Mechanismus der nichterblichen adaptiven Variabilität – eine „Erfindung“, die die Stabilität und Lebensfähigkeit von Organismen erheblich erhöhte.

Ohne dieses System der Genregulation wären mehrzellige Tiere und Pflanzen nie entstanden. Denn das ganze Wesen eines vielzelligen Organismus liegt darin, dass genetisch identische Zellen je nach Bedingungen unterschiedlich werden – sie übernehmen unterschiedliche Funktionen, bilden unterschiedliche Gewebe und Organe. Prokaryoten (Bakterien) sind dazu grundsätzlich nicht in der Lage.

Wie passen sich Bakterien an veränderte Bedingungen an? Sie mutieren schnell und tauschen Gene untereinander aus. Die überwiegende Mehrheit von ihnen stirbt, aber da es viele Bakterien gibt, besteht immer die Chance, dass einer der Mutanten unter neuen Bedingungen lebensfähig ist. Die Methode ist zuverlässig, aber ungeheuer verschwenderisch. Und vor allem - eine Sackgasse. Bei einer solchen Strategie gibt es keinen Grund, sie zu verkomplizieren oder zu verbessern. Bakterien können sich nicht weiterentwickeln. Deshalb sind moderne Bakterien kaum von archaischen Bakterien zu unterscheiden.

Die ältesten Spuren der Anwesenheit von Eukaryoten finden sich in etwa 2,7 Milliarden Jahre alten Sedimentgesteinen. Genau zu diesem Zeitpunkt bildete die Erde einen Eisenkern. Offenbar zwang die Katastrophe, die die Bakterienwelt fast zerstört hätte, das irdische Leben dazu, ernsthaft über die Suche nach neuen, bessere Wege Anpassung an eine sich verändernde Umgebung. Das Leben kann nicht stillstehen, es ist zur ewigen Verbesserung verdammt. Also Aussehen Erdkern, könnte die Entstehung des Zellkerns verursacht haben.

Wunder der Integration oder kann ein Kollektiv ein einziger Organismus werden?

Schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts stellten Wissenschaftler fest, dass Plastiden und Mitochondrien in ihrer Struktur überraschenderweise Bakterien ähneln. Es hat fast ein Jahrhundert gedauert, Fakten und Beweise zu sammeln, aber jetzt kann es als gesichert gelten, dass die eukaryontische Zelle als Ergebnis des Zusammenlebens (Symbiose) mehrerer verschiedener Bakterienzellen entstanden ist.

Ehrlich gesagt war bei Plastiden und Mitochondrien lange Zeit alles klar. Diese „Organe“ der eukaryotischen Zelle verfügen über eine eigene zirkuläre DNA – genau wie bei Bakterien. Sie vermehren sich innerhalb der Wirtszelle selbst, indem sie sich einfach in zwei Hälften teilen, wie es bei Prokaryoten üblich ist. Sie entstehen nie neu, „aus dem Nichts“. Alle Anzeichen deuten darauf hin, dass es sich um echte Bakterien handelt. Darüber hinaus kann man sogar genau sagen, welche: Mitochondrien ähneln den sogenannten Alpha-Proteobakterien und Plastiden sind uns bereits bekannte Cyanobakterien. Diese berühmten „Erfinder“ des Chlorophylls und der Photosynthese haben ihre „Entdeckung“ nie mit irgendjemandem „geteilt“: Da sie zu einem wichtigen inneren Teil der Pflanzenzellen geworden sind, behalten sie bis heute fast die gesamte Photosynthese auf dem Planeten (und damit fast die gesamte Produktion organischer Substanzen und Sauerstoff!) unter ihrer „Kontrolle“.

Aber woher kam die Wirtszelle selbst? Welche Mikrobe war ihr „Vorfahre“? Unter lebenden Bakterien konnte lange Zeit kein Kandidat für diese Rolle gefunden werden. Tatsache ist, dass sich eukaryotische Gene, die im Zellkern eingeschlossen sind, in ihrer Struktur stark von den Genen der meisten Bakterien unterscheiden: Sie bestehen aus vielen separaten „Sinn“-Teilen, die durch lange „bedeutungslose“ DNA-Abschnitte getrennt sind. Um ein solches Gen zu „lesen“, müssen alle seine Teile sorgfältig „geschnitten“ und „geklebt“ werden. Bei gewöhnlichen Bakterien wird nichts dergleichen beobachtet.

Zur Überraschung der Wissenschaftler wurden die „eukaryotische“ Struktur des Genoms sowie viele andere einzigartige Merkmale von Eukaryoten in der seltsamsten und mysteriösesten Gruppe prokaryotischer Organismen – Archaebakterien – gefunden. Diese Lebewesen sind unglaublich widerstandsfähig: Sie können sogar im kochenden Wasser geothermischer Quellen leben. Für einige Archaebakterien liegt die optimale Lebenstemperatur im Bereich von +90–110 °C, bei +80 °C beginnen sie bereits zu gefrieren.

Die meisten Wissenschaftler glauben heute, dass die eukaryontische Zelle aus der Tatsache entstanden ist, dass eine Art Archaebakterium (vielleicht an das Leben in saurem und heißem Wasser angepasst) intrazelluläre Symbionten-Mitbewohner unter gewöhnlichen Bakterien erwarb.

Der Erwerb intrazellulärer Mitbewohner führte dazu, dass in einer Zelle mehrere unterschiedliche Genome auftraten. Sie mussten irgendwie kontrolliert werden. Die Schaffung eines solchen Leitzentrums der Zelle – des Zellkerns – ist zu einer lebenswichtigen Notwendigkeit geworden. Einer Hypothese zufolge könnte die Kernhülle so entstanden sein zufälliges Ergebnis inkonsistente Arbeit mehrerer Gengruppen, die für die Bildung von Zellmembranen in neu vereinten Bakterien verantwortlich sind.

Die verschiedenen Mikroben, aus denen die eukaryontische Zelle entstand, verschmolzen nicht sofort zu einem einzigen Organismus. Zunächst lebten sie einfach in derselben Bakteriengemeinschaft zusammen, passten sich nach und nach aneinander an und lernten, von diesem Zusammenleben zu profitieren. Der von Cyanobakterien freigesetzte Sauerstoff war für sie giftig. Im Laufe der Evolution haben sie viele „erfunden“. verschiedene Wege bekämpfe es Nebenprodukt seiner Lebenstätigkeit. Eine dieser Möglichkeiten war ... das Atmen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass der Protein-Enzym-Komplex, der für die Sauerstoffatmung der Mitochondrien verantwortlich ist, durch eine kleine Veränderung der Photosyntheseenzyme entstanden ist. Aus chemischer Sicht sind Photosynthese und Sauerstoffatmung tatsächlich ein und dasselbe chemische Reaktion, nur in entgegengesetzte Richtungen:

CO 2 + H 2 O + Energie ↔ organische Substanz.

Das dritte Mitglied der Gemeinschaft sind Archaebakterien. Sie könnten den Cyanobakterien überschüssige organische Stoffe entziehen, sie fermentieren und sie dadurch in eine für atmende Bakterien „verdaulichere“ Form umwandeln.

Ähnliche mikrobielle Gemeinschaften gibt es auch heute noch. Das Leben der Bakterien in solchen Gemeinschaften verläuft überraschend freundschaftlich und harmonisch. Mikroben haben sogar „gelernt“, spezielle chemische Signale auszutauschen, um ihre Aktionen besser zu koordinieren. Darüber hinaus tauschen sie aktiv Gene aus. Übrigens ist es diese Fähigkeit, die den Kampf gegen sie so sehr beeinträchtigt Infektionskrankheiten: Es lohnt sich, dass jedes Bakterium durch eine zufällige Mutation ein Resistenzgen gegen ein neues Antibiotikum erhält, und sehr bald können andere Bakterienarten dieses Gen durch Austausch erwerben. All dies lässt die Bakteriengemeinschaft wie einen einzigen Organismus aussehen.

Offenbar zwangen die katastrophalen Ereignisse am Ende des Archaikums mikrobielle Gemeinschaften dazu, den Weg der Integration noch weiter zu gehen. Zellen verschiedene Typen Bakterien, die schon lange „eingemahlen“ und aneinander angepasst waren, begannen sich unter einer gemeinsamen Hülle zu vereinen. Dies war für eine möglichst koordinierte und zentralisierte Regulierung der Lebensprozesse in einer Krise notwendig.

Die Gemeinschaft ist zu einem Organismus geworden. Individuen haben sich zu einem Ganzen zusammengeschlossen und auf ihre Unabhängigkeit verzichtet, um eine neue Individualität höherer Ordnung zu schaffen.

Ziegel

Ein beliebtes Argument von Gegnern der Evolutionstheorie ist die Unmöglichkeit, durch Aufzählung zufälliger Varianten (Mutationen) eine neue komplexe Struktur (z. B. ein neues Gen) zu schaffen. Anti-Evolutionisten argumentieren, dass ein Tornado, der über eine städtische Mülldeponie fegt, mit der gleichen Wahrscheinlichkeit Müll und Trümmer ansammeln kann Raumschiff. Und sie haben absolut Recht!

Aber nur große evolutionäre Transformationen erfordern offenbar nicht die Aufzählung unzähliger kleiner, zufälliger Mutationen. Am Beispiel der Entstehung der eukaryontischen Zelle – und dies ist, wie bereits erwähnt, das größte evolutionäre Ereignis seit der Entstehung des Lebens – wird deutlich, wie die Natur, die etwas grundlegend Neues, Komplexes, Fortschrittliches schafft, vorgefertigte, getestete „Bausteine“ gekonnt einsetzt und daraus wie von einem Designer einen neuen Organismus sammelt. Offenbar durchdringt dieses „Block“-Prinzip des Aufbaus neuer lebender Systeme die gesamte biologische Evolution und bestimmt maßgeblich deren Tempo und Merkmale. Nach diesem Prinzip werden (aus großen, vorbereiteten und getesteten Blöcken) neue Gene, Proteine ​​und neue Organismengruppen aufgebaut. (Übrigens wurden die Gene von Archaebakterien und Eukaryoten in einzelne Teile geteilt, höchstwahrscheinlich zu genau diesem Zweck: Es ist sehr praktisch, solche Blöcke neu zu kombinieren.)

Die Wissenschaft nähert sich stetig einer neuen Vision der Natur. Allmählich beginnen wir zu verstehen, dass alle Lebewesen um uns herum keineswegs eine zufällige Ansammlung von Arten und Formen sind, sondern ein komplexer und einheitlicher Organismus, der sich nach seinen eigenen unveränderlichen Gesetzen entwickelt. Jeder lebende Organismus, jeder lebende Zelle, und wir selbst sind Bausteine ​​des großen „Konstrukteurs“ der Natur. Und jeder dieser Steine ​​kann unverzichtbar sein.

Basierend auf einem Artikel für das Magazin „Paradox“

Der Begriff „Zytoplasma“ ist komplex und bedeutet aus dem Griechischen übersetzt „der Inhalt der Zelle“. moderne Wissenschaft versteht das Zytoplasma als ein komplexes dynamisches physikalisch-chemisches System, das in der Plasmamembran eingeschlossen ist. Das heißt, der gesamte intrazelluläre Inhalt von Prokaryoten, mit Ausnahme des Chromosoms, wird als Zytoplasma einer Bakterienzelle betrachtet.

Das Zytoplasma einer prokaryotischen Zelle weist zwei Begrenzungsschichten auf:

• Zytoplasmatische Membran (CPM);
• Zellenwand.

Die das Zytoplasma begrenzenden Schichten von Bakterien haben unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften.

Bakterienzellwand

Die äußere Deckschicht der Prokaryoten, die Zellwand, ist eine dichte Hülle und erfüllt eine Reihe von Funktionen:

• Schutz vor äußeren Einflüssen;
• dem Mikroorganismus eine charakteristische Form geben.

Tatsächlich ist die Zellwand von Mikroorganismen eine Art äußeres Skelett. Eine solche Struktur hat ihre Berechtigung – schließlich kann der intrazelluläre osmotische Druck zehnmal höher sein als der äußere Druck, und ohne den Schutz einer dichten Zellwand wird das Bakterium einfach auseinandergerissen.

Eine dichte Zellwand ist nur für Bakterien- und Pflanzenzellen charakteristisch – eine tierische Zelle hat eine weiche Hülle.

Die Zellwand von Bakterien, die den Zellinhalt begrenzt, hat eine Dicke von 0,01 bis 0,04 μm und die Wanddicke nimmt im Laufe des Lebens des Mikroorganismus zu. Trotz der Dichte der Zellmembran ist sie durchlässig. Nährstoffe gelangen ungehindert ins Innere und Abfallprodukte werden daraus entfernt.

Zytoplasmamembran

Zwischen dem Zytoplasma und der Zellwand befindet sich das CPM – die Zytoplasmamembran. In einer Bakterienzelle erfüllt es eine Reihe von Funktionen:

• reguliert die Aufnahme von Nährstoffen und die Ausscheidung von Abfallprodukten;
• synthetisiert Verbindungen für die Zellwand;
• steuert die Aktivität einer Reihe darauf befindlicher Enzyme.

Die Membran des Zytoplasmas ist so stark, dass eine Bakterienzelle auch ohne Zellwand einige Zeit existieren kann.

Intrazelluläre Zusammensetzung eines Mikroorganismus

Durch Untersuchungen mit einem Elektronenmikroskop konnte eine sehr komplexe Struktur der intrazellulären Substanz festgestellt werden.

Das Zytoplasma jeder Bakterienzelle enthält eine große Menge Wasser, es enthält verschiedene organische und anorganische Verbindungen – lebenswichtige Strukturen und Organellen. Im Zytosol (der Matrix des Zytoplasmas), der intrazellulären Flüssigkeit, befinden sich also Ribosomen, Plastiden und ein Nährstoffvorrat.

Alle intrazellulären Inhalte werden in drei Gruppen eingeteilt:

• Hyaloplasma (Zytosol oder zytoplasmatische Matrix);
• Organellen sind wesentliche Teile einer Bakterienzelle;
• Einschlüsse sind optionale Teile.

Die zytoplasmatische Matrix ist keine wässrige Lösung, sondern ein Gel mit variabler Viskosität. Der Aggregatzustand des Hyaloplasmas – Gel-Sol (höherer oder niedrigerer Viskositätsgrad) befindet sich im dynamischen Gleichgewicht und hängt von den äußeren Bedingungen ab.

Das Hyaloplasma eines Bakterienorganismus umfasst die folgenden Strukturen:

• anorganische Substanzen;
• Metaboliten organischen Ursprungs;
• Biopolymere (Proteine, Polysaccharide).

Der Hauptzweck des Hyaloplasmas besteht darin, alle verfügbaren Einschlüsse zu vereinen und eine stabile chemische Wechselwirkung zwischen ihnen sicherzustellen.

Intrazelluläre Organellen von Prokaryoten sind mikrostrukturelle Plasmaverbindungen, die für lebenserhaltende Funktionen verantwortlich sind und in fast allen Bakterienzellen vorhanden sind. Organellen werden in zwei große Gruppen eingeteilt:

• obligatorisch – sind für das Funktionieren des Körpers von entscheidender Bedeutung;
• optional – nicht wichtig für die Funktion; Mikroorganismen sogar eines Stammes können sich im Satz dieser Organellen unterscheiden.

Obligatorische Organellen

Zu den für das Zellleben wesentlichen Organellen gehören:

• Nukleoid (bakterielles Chromosom) – ist ein zirkuläres doppelsträngiges DNA-Molekül;
• Ribosomen (verantwortlich für die Proteinsynthese) – ähnlich den Ribosomen von Zellen, die einen Zellkern haben; kann sich frei im Zytoplasma bewegen oder mit dem CPM assoziiert sein;
• Zytoplasmatische Membran (CPM);
• Mesosomen – sind für den Energiestoffwechsel verantwortlich und am Prozess der Zellteilung beteiligt; sind das Ergebnis einer Invagination der Zytoplasmamembran.

Im zentralen Teil des Raums eines Bakteriums befindet sich ein Analogon des eukaryotischen Kerns – ein Nukleoid (DNA eines Mikroorganismus). Bei Eukaryoten befindet sich die DNA nur im Zellkern, während sie im Körper eines Bakteriums an einer Stelle konzentriert oder an mehreren Stellen verteilt sein kann (Plasmide).

Weitere Unterschiede zwischen dem Bakterienchromosom und eukaryotischen Kernen sind:

• lockerere Verpackung;
• das Fehlen von für den Kern charakteristischen Organellen – Nukleolen, Membranen und anderen;
• haben keine Verbindung zu Histonen – den Hauptproteinen.

Als Analogon zum eukaryotischen Kern ist das Bakterienchromosom eine primitive Form im Hinblick auf die Organisation der Kernmaterie.

Optionale Organellen von Prokaryoten

Die optionalen Bakterienorganellen haben keinen wesentlichen Einfluss auf die funktionellen Fähigkeiten des Bakterienorganismus. Ein charakteristisches Merkmal von Prokaryoten ist die Manifestation der Dissoziation, wodurch Morphotypen (Morphovare) gebildet werden – Stämme von Mikroorganismen derselben Art, die morphologische Unterschiede aufweisen.

Infolgedessen gibt es in einer Bakterienkolonie nicht nur Unterschiede in den morphologischen Merkmalen, sondern auch in physiologischen, biochemischen und genetischen Merkmalen. Die Hauptunterschiede zwischen Morphovaren liegen genau in der Zusammensetzung optionaler Organellen.

Zu den optionalen Organellen gehören:

• Plasmide - Träger genetische Information, ähnlich dem Bakterienchromosom, aber viel kleiner und mit der Möglichkeit des Vorhandenseins mehrerer Kopien im Körper;
• nährstoffhaltige Einschlüsse (z. B. Volutin); Vielleicht charakteristisches Merkmal spezifische Art von Mikroorganismus.

Die optionalen Bakterienorganellen sind kein dauerhaftes Merkmal dieser Art – viele Einschlüsse sind Kohlenstoff- oder Energiequellen. Unter günstigen Bedingungen bildet der Mikroorganismus eine ähnliche Reserve im intrazellulären Raum, die er bei ungünstigen Bedingungen verbraucht.

Nährstoffhaltige Einschlüsse gehören zu den körnigen Verbindungen. Nach ihrer Zusammensetzung lassen sie sich einteilen in:

• Polysaccharide – Granulose (Stärke), Glykogen;
• Volutin (Metachromatin-Granulat) – enthält Polymetaphosphat;
• Fetttropfen;
• Tropfen Schwefel.

Es sind die Einschlüsse niedermolekularer Formationen, die zum Auftreten führen unterschiedliche Bedeutungen osmotischer Druck des bakteriellen Zytoplasmas und der äußeren Umgebung.

Die Substanz des intrazellulären Raums eines lebenden Bakteriums ist in ständiger Bewegung (dies wird als Zyklose bezeichnet) und bewegt dadurch die darin enthaltenen Substanzen und Organellen.

Alle lebenden Organismen auf der Erde bestehen aus Zellen. Es kann sowohl eine eigenständige Lebenseinheit als auch ein Bestandteil komplexer organisierter Organismen sein. Vieles von dem, was die Zellen höherer Organismen haben, haben die Zellen von Bakterien (Prokaryoten) nicht.

Der Hauptunterschied besteht im Fehlen eines formalisierten Kerns

Der Hauptunterschied zwischen Bakterienzellen und eukaryotischen Zellen (Pflanzen, Tiere und Pilze) besteht darin, dass sie keinen klar definierten Zellkern haben. Die gesamte genetische Information in Bakterien befindet sich in einem speziellen Proteinkomplex, dem sogenannten Nukleoid. Trotz seiner primitiven Struktur ist das Nukleoid in der Lage, genetische Daten genau und klar von einer Generation zur nächsten zu übertragen. Die DNA von Mikroorganismen ist eine hochpolymere Verbindung, die aus einer bestimmten Anzahl von Nukleoiden besteht, die in exakter Reihenfolge zueinander stehen. Wenn diese Sequenz verletzt wird, kommt es zu einer Mutation der Art, die entweder zur Bildung einer neuen Form oder zum Erwerb oder Verlust jeglicher Eigenschaften führt.

Merkmale bei der Übertragung erblicher Informationen

Tiere und Pflanzen jeder Art haben einen klar definierten Kern und eine bestimmte Anzahl von Chromosomen, die für die Übertragung erblicher Informationen verantwortlich sind. Bakterien, die keinen klar definierten Kern haben und nur ein Chromosom haben, weisen keine Anzeichen eines Phänomens wie Dominanz auf. Das Chromosom hat die Form einer ringförmig aufgerollten Spirale und ist an einer Stelle mit der Zytoplasmamembran verbunden. Es gibt Arten mit 2 oder 4 Chromosomen, aber sie sind gleich. Der Genotyp von Mikroorganismen umfasst neben Chromosomen folgende Funktionseinheiten:

• Plasmide (enthalten eine kleine Anzahl von Genen, ihre Zusammensetzung ist nicht konstant);
• IS-Sequenzen tragen keine für Informationen verantwortlichen Gene, sie können sich entlang des Chromosoms bewegen und sich in jedem Teil davon festsetzen;
• Transposons (enthalten ein Strukturgen, das für ein bestimmtes Erbmerkmal verantwortlich ist).

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Welche Organellen haben keine Mikroorganismen?

Im Gegensatz zu Tier-, Pflanzen- und Pilzzellen verfügen Bakterienzellen (Prokaryoten) nicht über die folgenden Organellen:

• Lysosomen;
• Plastiden;
• Mitochondrien;
• Golgi-Komplex;
• endoplasmatisches Retikulum.

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Mitochondrien

Das Vorhandensein dieser Organellen in den Zellen von Pflanzen und Tieren ermöglicht es, durch Redoxprozesse die notwendige Energie bereitzustellen. Sie sind auch in der Lage, genetische Informationen zu übertragen.

Golgi-Komplex

Die Funktion dieser Organellen besteht darin, Substanzen in den Zellen von Pflanzen und Tieren anzusammeln, zu verändern und anschließend zu entfernen.

Endoplasmatisches Retikulum

Es ist ein Zellorganell, das aus einem System von Tubuli und Vesikeln besteht. Es befindet sich im Zytoplasma und wird durch eine Membran begrenzt. Es ist an Stoffwechselprozessen beteiligt und sorgt für den Transport von Substanzen von außen zum Zytoplasma.

Bei Mikroorganismen werden viele Funktionen dieser Organellen vom Mesosom übernommen. Diese Struktur entsteht durch das Zurückziehen innerhalb der Zellmembran. Es ist an der DNA-Replikation, am Aufbau von Zellwänden und an vielen anderen Lebensprozessen beteiligt.

Unterschiede in der Vitalaktivität prokaryotischer und eukaryotischer Zellen

Die Zellen von Mikroorganismen unterscheiden sich von den Zellen von Tieren, Pflanzen und Pilzen nicht nur in ihrer Struktur, sie haben auch eigene Eigenschaften im Leben.

Bewegung des Zytoplasmas

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Photosyntheseprozess

Blaugrüne Mikroorganismen sind wie Pflanzen in der Lage, Sonnenenergie zu speichern und Sauerstoff zu produzieren, der für das Leben anderer Organismen notwendig ist. Der Unterschied besteht darin, dass der Prozess der Photosynthese bei Bakterien auf Membranen stattfindet, während er bei Pflanzen in Chloroplasten stattfindet.

Phagozytose und Pinozytose

Bakterien haben keine dichte Zellwand, daher fehlen physiologische Prozesse wie Phagozytose und Pinozytose vollständig. Unter Phagozytose versteht man die Fähigkeit, feste Partikel durch Ansaugen einzufangen. Pinozytose ist ein ähnlicher Prozess, bei dem nur flüssige Substanzen in die Zelle gelangen.

Sporulation

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Reproduktion

Die Methode zur Vermehrung von Bakterien ist recht einfach: Zellteilung in zwei Teile. Eine erwachsene Zelle teilt sich in zwei junge Zellen, die wachsen, sich ernähren und sich bei Erreichen der Reife ebenfalls teilen. Unter günstigen Bedingungen ist eine Bakterienzelle in der Lage, 72 Generationen pro Tag zu produzieren.

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Biologieunterricht zum Thema „Prokaryotische Zelle. Bakterien"

Präsentation für den Unterricht

Aufmerksamkeit! Die Folienvorschau dient nur zu Informationszwecken und spiegelt möglicherweise nicht den gesamten Umfang der Präsentation wider. Wenn Sie an dieser Arbeit interessiert sind, laden Sie bitte die Vollversion herunter.

Ziele:

Kenntnisse über Prokaryoten festigen, die Merkmale der Struktur und Funktionsweise einer prokaryotischen Zelle sowie die Vielfalt der Bakterien aufzeigen;

die Rolle von Bakterien im menschlichen Leben und in der Natur aufdecken;

Fortsetzung der Ausbildung von Fähigkeiten zum Vergleichen, Analysieren und Ziehen von Schlussfolgerungen.

Unterrichtsart: Studium des Stoffes, primäre Festigung von Wissen und Tätigkeitsmethoden.

Methoden: reproduktiv und teilweise explorativ.

Ausrüstung: Tische, Fragebögen, interaktive Ausrüstung.

1. Organisatorischer Moment.

2. Festlegung des Unterrichtsthemas.

3. Organismen: Prokaryoten, Eukaryoten.

4. Entdeckungsgeschichte.

5. Merkmale der Struktur einer Bakterienzelle, Fortpflanzung, Sporulation.

6. Die Verwendung von Bakterien.

7. Festigung des Wissens, Bewertung.

8. Hausaufgaben.

1. Organisatorischer Moment: Begrüßung, Anwesenheit der Schüler, Vorbereitung auf den Unterricht.

2. Festlegung des Unterrichtsthemas. (Folie Nummer 1, 2)

Der Text der Folie wird Zeile für Zeile geöffnet. Die Schüler müssen bestimmen, über welche Organismen sie sprechen.

3. Arbeiten mit dem Informationsblatt, Analyse der Inhalte, Vergleich prokaryotischer Organismen mit eukaryotischen Organismen.

(Informationsblätter werden vorab an jeden Studierenden verteilt)

Wissen Sie: Bakterien sind Einzeller, Prokaryoten, meist Heterotrophe. Die Struktur, Lebensaktivität, Vermehrung und Verteilung von Bakterien. Vielfalt der Bakterien in Struktur, Ernährungsweise, Lebensraum. Der Platz der Bakterien im System der organischen Welt. Pathogene Bakterien und ihre Bekämpfung. Menschliche Nutzung von Bakterien. Die Rolle von Bakterien als Organismen – Zerstörer in der Natur. (Informationsblätter werden vorab an jeden Studierenden verteilt).

Auf unserem Planeten lebt eine große Vielfalt sehr unterschiedlicher Organismen, und diese erstaunliche Vielfalt kann entweder Prokaryoten oder Eukaryoten zugeschrieben werden, deren Strukturmerkmale bekannt sein müssen. Der deutsche Wissenschaftler E. Haeckel war der erste, der sich ernsthaft mit den signifikanten Unterschieden zwischen Mikroorganismen und Pflanzen, Pilzen und Tieren beschäftigte. Er schlug vor, sie in ein eigenes Königreich aufzuteilen.

4. Der Beitrag von A. Leeuwenhoek, R. Koch, L. Pasteur zur Geschichte der Entdeckung von Bakterien. (Lehrergeschichte).

5. Die Geschichte des Lehrers über die Besonderheiten des Aufbaus und der Funktionsweise einer prokaryotischen Zelle am Beispiel einer Bakterienzelle.

(optional – Escherichia coli).

(Arbeiten mit den Folien Nr. 3–7)

Vergleich der Größe von Bakterien mit der Dicke eines menschlichen Haares.

Der Aufbau einer Bakterienzelle.

6. Die Rolle von Bakterien in der Natur.

Es gibt viele verschiedene Bakterien
Schädlich und nützlich.
Wie können Sie sie nutzen?
Das ist interessant.

Geschichten von Schülern, Lehrern unter Verwendung zusätzlicher Informationen, Präsentationen (Folien 8-13).

Bedeutung von Bakterien für den Menschen.

- beim Menschen: Pest, Cholera, Tuberkulose, Ruhr, Meningitis, Typhus usw.;

- bei Tieren: Bakteriosen.

Führt zum Verderben von Lebensmitteln.

Die Rolle von Bakterien in der Natur:

• Durch die Aktivität fäulniserregender Bakterien wird die Erde von abgestorbenen Pflanzen und Tieren befreit.
• Viele Bakterien sind an den geochemischen Prozessen der Bildung von Schwefel, Phosphor, Öl und am Stickstoffkreislauf beteiligt.

Fortschritte in der Mikrobiologie ermöglichen es, viele Operationen, die früher technisch durchgeführt wurden, den „fragilen Schultern“ von Bakterien zuzuordnen. Eine neue Technologie zum Verlegen von Straßen sieht die Verwendung von Bakterienkolonien anstelle von Pflastersteinen vor. Eine Bakterienkolonie frisst langsam aber sicher die Nährlösung und bildet an ihrer Stelle eine Pflasterschicht.

Es wird eine Methode zum Schutz der Zähne vor Zerstörung vorgeschlagen. Die Zähne sind mit einer Schicht aus bestimmten Proteinen bedeckt, die mit speziellen Bakterienarten besiedelt sind. Die Autoren der Erfindung glauben, dass dadurch sogar die Zahnwurzeln vor der Zerstörung geschützt werden.

Einige Bakterien ernähren sich von löslichen Kalziumsalzen und setzen dabei Calcit frei, ein wasserunlösliches Mineral, das ein wesentlicher Bestandteil von Marmor ist. Indem man die beschädigte Oberfläche von Marmordenkmälern mit einer Nährlösung bedeckt und dort eine Kultur der entsprechenden Bakterien einbringt, kann eine gleichmäßige Wiederherstellung der Oberfläche des Denkmals erreicht werden.

„Ich schärfe Damastmesser“

Aufgabe des Zentrums für Augenmikrochirurgie S. N. Fedorov. Nachdem die Netzhaut mit einem Skalpell geschnitten wurde, wird dieses um das Skalpell gewickelt und macht aus 30 Mikrometern einen Schärfradius von 300 Mikrometern ... (1 Mikrometer entspricht 0,001 Millimetern). Wie schärft man das Skalpell für die nächste Operation? Ingenieure schlugen eine spezielle Schleifmaschine vor, Physiker - einen Platz ... Biologen schlugen ihre eigene vor: Ein Skalpell mit einer Mikroschicht der Netzhaut wird in eine Bakterienkultur gelegt, die organisches Material frisst.

Einer der wichtigsten Hinweise ist, dass auf diese Weise Fingerabdrücke genommen werden. Die Oberfläche von Gegenständen wird mit Talk bedeckt und anschließend abgeblasen. Wo Talk zurückbleibt, entsteht ein Abdruck der Papillarlinie. Wenn der Abdruck klar ist, ist es später recht einfach, den Bösewicht zu identifizieren. Und wenn die Linie – also ein kleiner Fettabdruck der Haut – undeutlich ist und der Talk nicht darauf zurückgeblieben ist? Wie kann man die Position aller, auch der kleinsten Fingerabdrucklinien herausfinden? Zur eindeutigen Fixierung subtiler Fingerabdrücke werden Bakterien eingesetzt. Sie werden zusammen mit einem speziellen Gel auf die Abdrücke aufgetragen – sie vermehren sich nur dort, wo der Abdruck der Papillarlinie liegt. Nach 24 Stunden wiederholen Bakterienkolonien exakt die Hautmuster. Sie nutzen Bakterien, die auf dem menschlichen Körper leben.

In letzter Zeit sind in der Presse zahlreiche Berichte über den Einsatz von Bakterien zur Gewinnung und/oder Anreicherung von Erzen erschienen. Den ersten Platz (gemessen an der Anzahl der Veröffentlichungen) nehmen Eisenbakterien ein, die Eisen in ihrem Stoffwechsel nutzen. In den USA erhalten Bakterien mit Hilfe lithotropher Bakterien (die sich von anorganischen Stoffen ernähren) etwa 10 % der gesamten geförderten Kupfermenge.

7. Festigung des Wissens, Bewertung. Den Studierenden werden Aufgaben zur individuellen Bearbeitung erteilt.

1. Eine Zelle, die keinen gebildeten Kern hat, gehört zu:

A. - Bakterien B. - Pilz

V. - Pflanze G. - Tier.

2. Träger der Erbinformation in einer Zelle sind:

A. - Chromosomen B. - Chloroplasten

V. - Zytoplasma G. - Ribosomen.

3. Organismen, deren Körper aus einer einzelnen Zelle ohne gebildeten Kern besteht und die sich hauptsächlich von organischen Substanzen ernähren – das sind:

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Der Aufbau einer Bakterienzelle

Zellmembranen

Die meisten Bakterien haben drei Schalen:

• Zellmembran;
• Zellenwand;
• Schleimkapsel.

Die Zellmembran steht in direktem Kontakt mit dem Zellinhalt – dem Zytoplasma. Sie ist dünn und weich.

Die Zellwand ist eine dichte, dickere Hülle. Seine Funktion besteht darin, die Zelle zu schützen und zu unterstützen. Zellwand und Membran verfügen über Poren, durch die die notwendigen Stoffe in die Zelle gelangen.

Viele Bakterien verfügen über eine Schleimkapsel, die eine Schutzfunktion übernimmt und dafür sorgt, dass sie an unterschiedlichen Oberflächen haften bleiben.

Dank der Schleimhaut haften Streptokokken (eine Bakterienart) an den Zähnen und verursachen Karies.

Zytoplasma

Das Zytoplasma ist das Innere der Zelle. 75 % bestehen aus Wasser. Im Zytoplasma befinden sich Einschlüsse – Fett- und Glykogentropfen. Sie sind die Reservenährstoffe der Zelle.

Reis. 1. Schema des Aufbaus einer Bakterienzelle.

Nukleoid bedeutet „wie ein Kern“. Bakterien haben keinen echten oder, wie man sagt, geformten Kern. Das bedeutet, dass sie keine Kernhülle und keinen Kernraum haben, wie die Zellen von Pilzen, Pflanzen und Tieren. DNA befindet sich direkt im Zytoplasma.

• bewahrt erbliche Informationen;
• setzt diese Informationen um, indem es die Synthese von Proteinmolekülen steuert, die für diese Art von Bakterien charakteristisch sind.

Das Fehlen eines echten Zellkerns ist das wichtigste Merkmal einer Bakterienzelle.

Im Gegensatz zu pflanzlichen und tierischen Zellen verfügen Bakterien nicht über aus Membranen aufgebaute Organellen.

Aber die Zellmembran von Bakterien dringt an manchen Stellen in das Zytoplasma ein und bildet Falten, die als Mesosomen bezeichnet werden. Das Mesosom ist an der Zellreproduktion und dem Energieaustausch beteiligt und ersetzt sozusagen Membranorganellen.

Das einzige in Bakterien vorkommende Organell ist das Ribosom. Dabei handelt es sich um kleine Körper, die sich im Zytoplasma befinden und Proteine ​​synthetisieren.

Viele Bakterien besitzen ein Flagellum, mit dem sie sich in einem flüssigen Medium fortbewegen.

Formen von Bakterienzellen

Die Form von Bakterienzellen ist unterschiedlich. Bakterien in Form einer Kugel werden Kokken genannt. In Form eines Kommas - Vibrios. Stäbchenbakterien sind Bazillen. Spirilla sieht aus wie eine Wellenlinie.

Reis. 2. Formen von Bakterienzellen.

Bakterien sind nur unter dem Mikroskop sichtbar. Die durchschnittliche Zellgröße beträgt 1–10 Mikrometer. Es gibt Bakterien mit einer Länge von bis zu 100 Mikrometern. (1 µm = 0,001 mm).

Sporulation

Wenn ungünstige Bedingungen eintreten, geht die Bakterienzelle in einen Ruhezustand über, der als Spore bezeichnet wird. Die Gründe für den Streit können sein:

• niedrige und hohe Temperaturen;
• Trockenheit;
• Mangel an Nahrung;
• lebensgefährliche Substanzen.

Der Übergang erfolgt schnell, innerhalb von 18 bis 20 Stunden, und die Zelle kann sich über Hunderte von Jahren im Sporenzustand befinden. Wenn die normalen Bedingungen wiederhergestellt sind, keimt das Bakterium innerhalb von 4 bis 5 Stunden aus der Spore und geht in die normale Lebensweise über.

Reis. 3. Das Schema der Sporenbildung.

Reproduktion

Bakterien vermehren sich durch Teilung. Der Zeitraum von der Geburt einer Zelle bis zu ihrer Teilung beträgt 20 bis 30 Minuten. Daher sind Bakterien auf der Erde weit verbreitet.

Was haben wir gelernt?

Wir haben gelernt, dass Bakterienzellen im Allgemeinen wie Pflanzen- und Tierzellen sind und eine Membran, ein Zytoplasma und eine DNA haben. Der Hauptunterschied zwischen Bakterienzellen ist das Fehlen eines gebildeten Zellkerns. Daher werden Bakterien als pränukleäre Organismen (Prokaryoten) bezeichnet.

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• Bakterienzellen haben keinen wohlgeformten Kern

Bakterienzellen haben keinen wohlgeformten Kern

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. In welcher Umgebung stirbt das AIDS-Virus normalerweise ab?
1) in der Lymphe
2) in der Muttermilch
3) im Speichel
4) in der Luft

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. Viren haben die Eigenschaften eines Lebewesens, wie z
1) Essen
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Das AIDS-Virus ist sehr instabil und kann in der Luft leicht zerstört werden. Eine Ansteckung kann nur durch sexuellen Kontakt ohne Kondom und durch eine Transfusion infizierten Blutes erfolgen.

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. Das AIDS-Virus infiziert menschliches Blut
1) Erythrozyten
2) Blutplättchen
3) Lymphozyten
4) Blutplättchen

Der Aufbau einer Bakterienzelle

Im Zytoplasma von Bakterien wurden verschiedene Arten von Einschlüssen gefunden, die fest, flüssig und gasförmig sind. Sie sind Reservenährstoffe (Polysaccharide, Lipide, Schwefeleinlagerungen etc.) und Stoffwechselprodukte.

Kapsel – eine schleimige Struktur mit einer Dicke von mehr als 0,2 Mikrometern, die mit der Zellwand verbunden und klar von der Umgebung abgegrenzt ist. Der lichtmikroskopische Nachweis erfolgt bei der Bakterienfärbung mit speziellen Methoden (nach Olt, Mikhin, Burri-Gins). Viele Bakterien bilden Mikrokapseln – eine Schleimbildung von weniger als 0,2 Mikrometern, die nur durch Elektronenmikroskopie oder durch chemische und immunchemische Methoden nachgewiesen werden kann. Die Kapsel ist keine obligatorische Struktur der Zelle; ihr Verlust führt nicht zum Absterben des Bakteriums. Es ist notwendig, Schleim von der Kapsel zu unterscheiden – schleimige Exopolysaccharide. Auf der Oberfläche der Zelle lagern sich Schleimstoffe ab, die oft deren Durchmesser überschreiten und keine klaren Grenzen aufweisen.

Die Struktur und Zusammensetzung gramnegativer Mikroorganismen zeichnet sich durch einige Merkmale aus. Die Zellwand bei gramnegativen Bakterien ist dünner als bei grampositiven und beträgt 14–17 nm. Es besteht aus zwei Schichten: außen und innen. Die innere Schicht wird durch Peptidoglycan dargestellt, das die Zelle in Form eines dünnen (2 nm) durchgehenden Netzes umgibt. Peptidoglycan beträgt bei gramnegativen Bakterien 1-10 %, seine Mikrofibrillen sind weniger eng vernetzt als bei grampositiven Bakterien, die Poren sind breiter und daher wird der Komplex aus Enzianviolett und Jod mit Ethanol aus der Wand ausgewaschen, die Mikroorganismen werden rot (die Farbe des zusätzlichen Farbstoffs ist Magenta). Die äußere Schicht enthält Phospholipide, Monopolysaccharide, Lipoproteine ​​und Proteine. Das für Tiere giftige Lipopolysaccharid (LPS) der Zellwände gramnegativer Bakterien wird Endotoxin genannt. Teicinsäuren wurden in gramnegativen Bakterien nicht gefunden. Der Spalt zwischen der Zellwand und der Zytoplasmamembran wird periplasmatischer Raum genannt und enthält Enzyme.

Das Zytoplasma bildet die innere Umgebung der Zelle, die alle intrazellulären Strukturen vereint und deren Interaktion untereinander gewährleistet.

Die Substanz prokaryontischer Kapseln besteht hauptsächlich aus Homo- oder Heteropolysacchariden. Bei einigen Bakterien (zum Beispiel Leuconostoc) sind mehrere mikrobielle Zellen in einer Kapsel eingeschlossen. Eingekapselte Bakterien sind Cluster, sogenannte Zoogele.

Eine solche Gram-Färbung von Prokaryoten wird durch die spezifische chemische Zusammensetzung und Struktur ihrer Zellwand erklärt. Die Zellwand grampositiver Bakterien ist massiv, dick (20–100 nm) und haftet fest an der Zytoplasmamembran. Der größte Teil ihrer chemischen Zusammensetzung besteht aus Peptidoglycan (40–90 %), das mit Teichonsäuren assoziiert ist. Die Wand grampositiver Mikroorganismen enthält eine kleine Menge Polysaccharide, Lipide und Proteine. Strukturelle Mikrofibrillen aus Peptidoglycan sind fest und kompakt vernetzt, die Poren darin sind eng und daher wird der violette Komplex nicht ausgewaschen, die Bakterien werden blauviolett gefärbt.

Das Zytoplasma der Zelle ist eine halbflüssige Masse, die das Hauptvolumen des Bakteriums einnimmt und bis zu 90 % Wasser enthält. Es besteht aus einer homogenen Fraktion namens Zytosol, die Strukturelemente enthält – Ribosomen, intrazytoplasmatische Membranen, verschiedene Arten von Formationen, Nukleoide. Darüber hinaus sind im Zytoplasma lösliche RNA-Bestandteile, Substratstoffe, Enzyme und Stoffwechselprodukte vorhanden.

Bücherregal

Glykolyse- der Prozess der Spaltung von Glukose ohne Beteiligung von Sauerstoff (anaerob). Ein Molekül mit 6 Kohlenstoffatomen wird in 2 Brenztraubensäuremoleküle mit drei Kohlenstoffatomen gespalten – PVC, 2 ATP-Moleküle, Wasser, 2 NAD-H-Moleküle.
Die Atmung ist ein aerober Prozess, der Prozess der vollständigen Oxidation von Glukose. Die sequentielle Oxidation von PVC-Molekülen zu CO2 erfolgt unter Bildung eines weiteren ATP-Moleküls und vier Elektronenakzeptoren.
Elektronentransportkette – Wasserstoffatome werden auf NAD+ übertragen, um NAD-H zu bilden. Das NAD-H-Molekül liefert Wasserstoffatome an die Atmungskette und wandelt sich dort wieder in NAD+ um. Die Elektronen von Wasserstoffatomen werden entlang der Kette transportiert, gehen Redoxreaktionen ein und geben gleichzeitig Energie für die ATP-Synthese ab. Am Ende der Kette entsteht ein Wassermolekül.
55 % der Energie werden in Form hochenergetischer Bindungen von ATP-Molekülen gespeichert. 45 % werden als Wärme abgegeben.

Sicht- eine Gruppe von Individuen mit morphologischen und physiologischen Ähnlichkeiten, die sich frei miteinander kreuzen und fruchtbare Nachkommen hervorbringen, ein bestimmtes Gebiet besetzen und unter ähnlichen ökologischen Bedingungen leben.
Kriterien anzeigen: morphologisch, physiologisch, biochemisch, genetisch, geografisch, ökologisch.
Bevölkerung- eine Gruppe morphologisch ähnlicher Individuen derselben Art, die sich frei kreuzen und einen bestimmten Lebensraum im Verbreitungsgebiet der Art besetzen.
Vererbung- die Fähigkeit, Struktur- und Funktionsmerkmale zu bewahren und von den Eltern auf die Nachkommen zu übertragen. Die im Genotyp festgehaltenen Merkmale werden vererbt.
Variabilität- die Eigenschaft, innerhalb der Art neue Merkmale zu verändern und zu erwerben.
Natürliche Auslese- der Hauptfaktor, der die Richtung der Evolution bestimmt. Die Rolle des Auswahlfaktors spielen die Umgebungsbedingungen.
Durch die treibende natürliche Selektion bleiben Individuen mit Veränderungen überwiegend erhalten und stabilisierende Individuen mit stabilen Eigenschaften, die dem Lebensraum entsprechen.

Gregor Mendel- Begründer der Genetik.
Genetik- die Wissenschaft der Vererbung und Variabilität. In der Genetik verwendete Forschungsmethoden: genetisch, zytogenetisch, biochemisch, genealogisch, Zwilling.
Genotyp ist die Gesamtheit aller Gene eines Organismus.
Phänotyp- die Gesamtheit aller äußeren und inneren Merkmale.
Verschiedene Genotypen können denselben Phänotyp bestimmen.
Hybrid- eine Person, die von Eltern stammt, die sich in bestimmten Merkmalen unterscheiden.
Es werden verschiedene Formen desselben Gens bezeichnet, die eine unterschiedliche Ausprägung desselben Merkmals bedingen Allele. Sie werden mit Buchstaben bezeichnet, zum Beispiel: A – Gen für dunkles Haar, a – Licht.
Ein Merkmal, das bei Nachkommen auftritt und die Manifestation eines anderen Merkmals unterdrückt, wird genannt Dominant.
Ein Merkmal, das bei Nachkommen äußerlich nicht in Erscheinung tritt, wird genannt rezessiv.
Hybridorganismen sind Organismen, die durch Kreuzung genetisch heterogener Elternformen entstehen.
Variabilität- nicht erblich (Modifikation) und erblich (genotypisch).
Die Grenzen der Modifikationsvariabilität eines Merkmals werden genannt Reaktionsrate. Der Phänotyp eines Organismus wird durch die Wechselwirkung des Genotyps mit Umweltfaktoren bestimmt.
Erbliche Variabilität – kombinativ und mutationsbedingt.
Mutationen- plötzliche Veränderungen in Genen oder Chromosomen. In diesem Fall ändert sich die Menge oder Struktur der DNA eines bestimmten Organismus.
Es gibt Gen-(Punkt-) und Chromosomenmutationen. Genmutationen sind mit Veränderungen einzelner Gene verbunden, Chromosomenmutationen sind auf Veränderungen in der Anzahl oder Struktur der Chromosomen zurückzuführen.
Die Genetik ist die wissenschaftliche Grundlage der Zucht. Auswahl- eine Wissenschaft, die sich mit der Verbesserung bestehender und der Schaffung neuer Sorten von Pflanzen und Tierrassen beschäftigt.
Grundlegende Auswahlmethoden - Hybridisierung Und Auswahl. Neue Methoden: Get Heterosis, Polyploide, experimentell Mutagenese. Es gibt spontane und methodische, Massen- und individuelle künstliche Selektion, eng verwandte und nicht verwandte Kreuzungen, intraspezifische und entfernte Hybridisierung.
Biotechnologie- gezielte Veränderung und Nutzung biologischer Objekte in der Lebensmittelindustrie, Medizin, Naturschutz etc. Richtungen: mikrobiologische Produktion, Zelltechnik, Gentechnik.

Phasen der Mitose:
Prophase- Spiralisierung der Chromosomen, Auflösung der Kernmembran, die Teilungsspindel beginnt sich von einem Zentriol zum anderen zu bilden.
Metaphase- Chromosomen in der Äquatorebene der Zelle.
Anaphase- Chromatiden von Chromosomen divergieren zu den Polen der Zelle und werden zu neuen Chromosomen.
Telophase- Despiralisierung der Chromosomen, Bildung der Kernhülle, Zellseptum, Bildung von 2 Tochterzellen.
Bei der Mitose werden die Chromatiden gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt, sodass jede von ihnen den gleichen Chromosomensatz wie in der Mutterzelle erhält.

Energieaustausch
3 Stufen:
1) Vorbereitend (in Lysosomen): Die Stoffmoleküle zerfallen unter Freisetzung von Energie (Wärme).
2) Anoxisch (im Zytoplasma): Organische Stoffe werden in noch einfachere Stoffe zerlegt, ein Teil der freigesetzten Energie fließt in die ATP-Synthese.
3) Sauerstoff (in Mitochondrien): PVC-Moleküle werden zu CO2 und H2O oxidiert, die freigesetzte Energie wird in 36 ATP-Molekülen gespeichert.
In den Zellen von Anaerobiern – Mikroorganismen, die in einer sauerstofffreien Umgebung leben – finden nur zwei Stufen des Energiestoffwechsels statt: vorbereitende und sauerstofffreie.

Plastikaustausch
Für den plastischen Stoffwechsel sind Reaktionen der Synthese organischer Stoffe charakteristisch, die mit Energiekosten verbunden sind. Sowohl der Zellkern als auch das Zytoplasma sind an der Biosynthese von Proteinen beteiligt. Die Chromosomen des Zellkerns speichern Informationen über die Reihenfolge der Aminosäuren in einem Proteinmolekül. Diese Informationen werden mithilfe des genetischen Codes verschlüsselt.
Der genetische Code ist eine Nukleotidsequenz in einem DNA-Molekül, die die Aminosäuresequenz in einem Proteinmolekül bestimmt.
Der genetische Code ist ein Triplett (jede Aminosäure entspricht einer Sequenz von drei Nukleotiden), nicht überlappend (dasselbe Nukleotid kann nicht Teil von zwei benachbarten Code-Tripletts sein), universell (in allen Organismen werden dieselben Aminosäuren von denselben Tripletts kodiert).
Die Proteinbiosynthese ist ein komplexer Prozess, der zur Realisierung genetischer Informationen führt.
Transkription- Informationen über die Struktur des Proteins werden von der DNA in die mRNA kopiert.
Übertragen- Aminosäuren werden in einer bestimmten Reihenfolge durch Pegtidiumbindungen zu einer Polypeptidkette verbunden.

3 Hauptteile: Plasma Membran, Zytoplasma, Kern.
Die Plasmamembran trennt die Zelle und ihren Inhalt von der Umgebung. Besteht aus Lipiden und Proteinmolekülen (äußerlich, eingetaucht, durchdringend). Sorgt für die Nährstoffversorgung der Zelle und den Abtransport von Stoffwechselprodukten aus ihr: Diffusion, durch die Poren, Phagozytose (Proteine ​​und Polysaccharide dringen ein), Pinozytose (Flüssigkeit). Besitzt selektive Durchlässigkeit.
In den Zellen von Pflanzen, Pilzen und den meisten Bakterien befindet sich oberhalb der Plasmamembran eine Zellmembran, die eine Schutzfunktion übernimmt und die Rolle eines Skeletts spielt. In Pflanzen besteht es aus Zellulose, die mit Polysacchariden bedeckt ist, die den Kontakt zwischen Zellen desselben Gewebes ermöglichen. Bei Pilzen - aus einer chitinähnlichen Substanz.
Die Zusammensetzung des Zytoplasmas umfasst Wasser, Aminosäuren, Proteine, Kohlenhydrate, ATP (Adenosintriphosphorsäure) und anorganische Substanzen. Das Zytoplasma enthält den Zellkern und die Organellen der Zelle. Das Zytoplasma ist mit Protein-Mikrotubuli durchdrungen, die das Zytoskelett der Zelle bilden, wodurch die Zelle ihre konstante Form behält.
Lysosomen- „Verdauungsstationen“ der Zelle, zerlegen komplexe organische Stoffe in einfachere Moleküle.
Mitochondrien- „Kraftwerke“ der Zelle, ATP-Synthese, Energiequelle.
In Plastiden (Pflanzenzellen) findet die Synthese organischer Substanzen statt. Leukoplasten- Farblose Plastiden reichern Stärke an. Chromoplasten- Synthese von Carotinoiden (gelbe, orange, rote Farbe von Früchten, Blüten). Chloroplasten sind grüne Plastiden, die Chlorophyll enthalten. Chromoplasten und Chloroplasten sind an der Photosynthese beteiligt.
Vakuolen reichern Nährstoffe und Zerfallsprodukte im Vakuolensaft an. Permanente Vakuolen – in einer Pflanzenzelle bis zu 90 % des Volumens. Temporäre Vakuolen – in einer tierischen Zelle nicht mehr als 5 % des Zellvolumens.
EPS ( endoplasmatisches Retikulum) - die Synthese von Lipiden und Kohlenhydraten. ER ist glatt und rau (es gibt Ribosomen, sie sind an der Proteinsynthese beteiligt).
Zellzentrum(2 Zentriolen) ist an der Zellteilung beteiligt, bildet eine Teilungsspindel. Golgi-Komplex- Transportakkumulationsfunktion, Bildung von Lysosomen, Zellmembran.

Bakterienzellen haben keinen wohlgeformten Kern

Das Studium der Struktur und Lebensaktivität von Mikroorganismen ist die Wissenschaft der Mikrobiologie.

Es ist bekannt, dass räuberische Bakterien Vertreter anderer Arten von Prokaryoten fressen.

So entsteht im Inneren der Zelle eine neue Sporenzelle, umgeben von zwei Membranen. Dann wird zwischen den Membranen eine kortikale Schicht oder Kortex gebildet, die aus speziellen Peptidoglycan-Molekülen besteht.

Bakteriensporen können über einen langen Zeitraum (Zehner, Hunderte und sogar Tausende von Jahren) in einem Ruhezustand verbleiben.

Bei E. coli wurde eine Reihe von Mutanten erhalten, bei denen das Zellseptum entweder an einer ungewöhnlichen Stelle oder zusammen mit dem Septum mit normaler Lokalisierung, einem zusätzlichen Septum in der Nähe des Zellpols und kleinen Zellen (Minizellen) mit einer Größe von 0,3 bis 0,5 μm gebildet wird. Minizellen wird in der Regel die DNA entzogen, da bei der Teilung der Elternzelle das Nukleoid nicht in sie gelangt. Aufgrund des Mangels an DNA werden Minizellen in der Bakteriengenetik verwendet, um den Ausdruck der Genfunktion in extrachromosomalen Vererbungsfaktoren und anderen Fragestellungen zu untersuchen. Nach der Aussaat der Zellen in einem frischen Nährmedium vermehren sich die Bakterien einige Zeit lang nicht – diese Phase wird als anfängliche stationäre oder Lag-Phase bezeichnet. Die Verzögerungsphase geht in die Phase der positiven Beschleunigung über. In dieser Phase beginnt die Teilung des Bakteriums. Wenn die Wachstumsrate der Zellen der Gesamtpopulation einen konstanten Wert erreicht, beginnt die logarithmische Phase der Reproduktion. Die logarithmische Phase wird durch die Phase negativer Beschleunigung ersetzt, dann setzt die stationäre Phase ein. Die Anzahl lebensfähiger Zellen ist in dieser Phase konstant. Darauf folgt die Phase des Aussterbens der Population. Einfluss: Art der Bakterienkultur, Alterszusammensetzung der Kultur, Zusammensetzung des Nährmediums, Wachstumstemperatur, Belüftung usw.

Heterotrophe Bakterien assimilieren Kohlenstoff, assimilieren Kohlenstoff aus organischen Verbindungen unterschiedlicher chemischer Natur und assimilieren leicht Substanzen, die ungesättigte Bindungen oder Kohlenstoffatome mit teilweise oxidierten Valenzen enthalten. In dieser Hinsicht sind Zucker, mehrwertige Alkohole usw. die am besten zugänglichen Kohlenstoffquellen. Einige Heterotrophe können neben der Assimilation von organischem Kohlenstoff auch anorganischen Kohlenstoff assimilieren.

Die Zytoplasmamembran eines Bakteriums haftet an der Innenfläche der Zellwand, trennt diese vom Zytoplasma und ist ein funktionell sehr wichtiger Bestandteil der Zelle. Redoxenzyme sind in der Membran lokalisiert, mit dem Membransystem sind so wichtige Zellfunktionen wie Zellteilung, Biosynthese einer Reihe von Komponenten, Chemo- und Photosynthese usw. verbunden. Die Membrandicke beträgt in den meisten Zellen 7-10 nm. Mithilfe elektronenmikroskopischer Methoden wurde festgestellt, dass es aus drei Schichten besteht: zwei elektronendichten und einer intermediär elektronentransparenten. Die Membran enthält Proteine, Phospholipide, Mikroproteine, eine kleine Menge Kohlenhydrate und einige andere Verbindungen. Viele Zellmembranproteine ​​sind Enzyme, die an Atmungsprozessen sowie an der Biosynthese von Zellwand- und Kapselbestandteilen beteiligt sind. Die Membran enthält außerdem Permeasen, die für den Transfer löslicher Stoffe in die Zelle sorgen. Die Membran dient als astronomische Barriere, sie verfügt über eine selektive Semipermeabilität und ist für den Eintritt von Nährstoffen in die Zelle und Abfallprodukten des Stoffwechsels aus ihr verantwortlich.

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Alle lebenden Organismen auf der Erde werden in zwei Gruppen eingeteilt: Prokaryoten und Eukaryoten.

• Eukaryoten sind Pflanzen, Tiere und Pilze.
• Prokaryoten sind Bakterien (einschließlich Cyanobakterien, sie sind auch „Blaualgen“).

Hauptunterschied

Prokaryoten haben keinen Kern, zirkuläre DNA (zirkuläres Chromosom) befindet sich direkt im Zytoplasma (dieser Abschnitt des Zytoplasmas wird Nukleoid genannt).

Eukaryoten haben einen wohlgeformten Kern(Erbinformationen [DNA] sind durch die Kernhülle vom Zytoplasma getrennt).

Zusätzliche Unterschiede

1) Da Prokaryoten keinen Kern haben, gibt es keine Mitose/Meiose. Bakterien vermehren sich durch Zweiteilung („direkte“ Teilung im Gegensatz zur „indirekten“ Teilung – Mitose).

2) Bei Prokaryoten sind die Ribosomen klein (70S), während sie bei Eukaryoten groß sind (80S).

3) Eukaryoten haben viele Organellen: Mitochondrien, endoplasmatisches Retikulum, Zellzentrum usw. Anstelle von Membranorganellen haben Prokaryoten Mesosomen – Auswüchse der Plasmamembran, ähnlich den mitochondrialen Cristae.

4) Eine prokaryotische Zelle ist viel kleiner als eine eukaryotische Zelle: 10-mal im Durchmesser, 1000-mal im Volumen.

Ähnlichkeit

Die Zellen aller lebenden Organismen (alle Reiche der lebenden Natur) enthalten eine Plasmamembran, Zytoplasma und Ribosomen.

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Tierische Zellen und Bakterien ähneln sich darin
1) Ribosomen
2) Zytoplasma
3) Glykokalyx
4) Mitochondrien
5) verzierter Kern
6) Zytoplasmamembran

Antworten

1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Merkmal eines Organismus und dem Königreich her, für das es charakteristisch ist: 1) Pilze, 2) Bakterien
A) DNA ist ringförmig geschlossen
B) je nach Ernährungsmethode - Autotrophe oder Heterotrophe
C) Zellen haben einen wohlgeformten Kern
D) DNA hat eine lineare Struktur
D) In ​​der Zellwand befindet sich Chitin
E) Die Kernsubstanz befindet sich im Zytoplasma

Antworten

2. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Eigenschaften von Organismen und den Königreichen her, für die sie charakteristisch sind: 1) Pilze, 2) Bakterien. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) die Bildung von Mykorrhiza mit den Wurzeln höherer Pflanzen
B) die Bildung einer Zellwand aus Chitin
B) ein Körper in Form eines Myzels
D) Fortpflanzung durch Sporen
D) die Fähigkeit zur Chemosynthese
E) die Position der zirkulären DNA im Nukleoid

Antworten

Wählen Sie drei Optionen. Wie unterscheiden sich Pilze von Bakterien?
1) bilden eine Gruppe von Kernorganismen (Eukaryoten)
2) gehören zu heterotrophen Organismen
3) Vermehrung durch Sporen
4) einzellige und mehrzellige Organismen
5) Verwenden Sie beim Atmen Sauerstoff aus der Luft
6) am Stoffkreislauf des Ökosystems teilnehmen

Antworten

1. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Eigenschaften einer Zelle und der Art der Organisation dieser Zelle her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch
A) Das Zellzentrum ist an der Bildung der Teilungsspindel beteiligt
B) Es gibt Lysosomen im Zytoplasma
B) Das Chromosom wird durch zirkuläre DNA gebildet
D) es gibt keine Membranorganellen
D) Die Zelle teilt sich durch Mitose
E) Die Membran bildet Mesosomen

Antworten

2. Stellen Sie eine Übereinstimmung zwischen den Eigenschaften der Zelle und ihrem Typ her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch
A) Es gibt keine Membranorganellen
B) Es gibt eine Zellwand aus Murein
C) Erbmaterial wird durch ein Nukleoid dargestellt
D) enthält nur kleine Ribosomen
D) Erbmaterial wird durch lineare DNA repräsentiert
E) Die Zellatmung findet in Mitochondrien statt

Antworten

3. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Merkmal und der Gruppe der Organismen her: 1) Prokaryoten, 2) Eukaryoten. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) kein Kern
B) das Vorhandensein von Mitochondrien
C) Mangel an EPS
D) das Vorhandensein des Golgi-Apparats
D) das Vorhandensein von Lysosomen
E) lineare Chromosomen, bestehend aus DNA und Protein

Antworten

4. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Organellen und Zellen her, in denen sie vorhanden sind: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Golgi-Apparat
B) Lysosomen
B) Mesosomen
D) Mitochondrien
D) Nukleoid
E) EPS

Antworten

5. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Zellen und ihren Merkmalen her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Das DNA-Molekül ist kreisförmig
B) Aufnahme von Stoffen durch Phago- und Pinozytose
B) Gameten bilden
D) kleine Ribosomen
D) es gibt Membranorganellen
E) Charakteristisch ist die direkte Teilung

Antworten

6. Stellen Sie eine Entsprechung zwischen Zellen und ihren Eigenschaften her: 1) prokaryotisch, 2) eukaryotisch. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
1) das Vorhandensein eines separaten Kerns
2) die Bildung von Sporen, um widrigen Umweltbedingungen standzuhalten

3) die Lage von Erbmaterial nur in geschlossener DNA

4) Division durch Meiose
5) die Fähigkeit zur Phagozytose

Wählen Sie drei Optionen. Im Gegensatz zu Hutpilzen sind Bakterien
1) einzellige Organismen
2) mehrzellige Organismen
3) Ribosomen in Zellen haben
4) keine Mitochondrien haben
5) pränukleare Organismen
6) kein Zytoplasma haben

Antworten

1. Wählen Sie drei Optionen. Prokaryotische Zellen unterscheiden sich von eukaryotischen Zellen
1) das Vorhandensein eines Nukleoids im Zytoplasma
2) das Vorhandensein von Ribosomen im Zytoplasma
3) ATP-Synthese in Mitochondrien
4) das Vorhandensein des endoplasmatischen Retikulums
5) das Fehlen eines morphologisch unterschiedlichen Kerns
6) das Vorhandensein von Einstülpungen der Plasmamembran, die die Funktion von Membranorganellen erfüllen

Antworten

2. Wählen Sie drei Optionen. Die Bakterienzelle wird deshalb als prokaryotische Zelle klassifiziert
1) hat keinen Kern, der mit einer Hülle bedeckt ist
2) hat ein Zytoplasma
3) hat ein DNA-Molekül im Zytoplasma
4) hat eine äußere Plasmamembran
5) hat keine Mitochondrien
6) verfügt über Ribosomen, in denen die Proteinbiosynthese stattfindet

Antworten

3. Wählen Sie drei Optionen. Warum werden Bakterien als Prokaryoten klassifiziert?
1) enthalten einen Zellkern, der vom Zytoplasma isoliert ist
2) bestehen aus vielen differenzierten Zellen
3) ein Ringchromosom haben
4) haben kein Zellzentrum, keinen Golgi-Komplex und keine Mitochondrien
5) haben keinen vom Zytoplasma isolierten Kern
6) haben Zytoplasma und Plasmamembran

Antworten

4. Wählen Sie drei Optionen. Prokaryotische Zellen unterscheiden sich von eukaryotischen Zellen
1) das Vorhandensein von Ribosomen
2) Mangel an Mitochondrien
3) das Fehlen eines formalisierten Kerns
4) das Vorhandensein einer Plasmamembran
5) Mangel an Bewegungsorganellen
6) das Vorhandensein eines Ringchromosoms

Antworten

5. Wählen Sie drei Optionen. Eine prokaryotische Zelle zeichnet sich durch die Anwesenheit aus
1) Ribosom
2) Mitochondrien
3) verzierter Kern
4) Plasmamembran
5) endoplasmatisches Retikulum
6) eine zirkuläre DNA

Antworten

SAMMLE 6:

A) das Fehlen von Membranorganellen

B) das Fehlen von Ribosomen im Zytoplasma

C) die Bildung von zwei oder mehr Chromosomen einer linearen Struktur

Wählen Sie drei Optionen. Eukaryontische Zellen haben im Gegensatz zu Prokaryonten
1) Zytoplasma
2) beschichteter Kern
3) DNA-Moleküle
4) Mitochondrien
5) dichte Schale
6) endoplasmatisches Retikulum

Antworten

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. WÄHLEN SIE DIE FALSCHE AUSSAGEN. Bakterien haben keine
1) Geschlechtszellen
2) Meiose und Befruchtung
3) Mitochondrien und Zellzentrum
4) Zytoplasma und Kernsubstanz

Antworten

Analysieren Sie die Tabelle. Füllen Sie die leeren Zellen der Tabelle mit den in der Liste aufgeführten Konzepten und Begriffen aus.
1) Mitose, Meiose
2) Übertragung widriger Umweltbedingungen
3) Übertragung von Informationen über die Primärstruktur des Proteins
4) Zweimembranorganellen
5) raues endoplasmatisches Retikulum
6) kleine Ribosomen

Antworten

Antworten

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Im Laufe der Evolution entstanden Organismen verschiedener Reiche. Welche Zeichen sind charakteristisch für das Königreich, dessen Vertreter in der Abbildung dargestellt ist?
1) Die Zellwand besteht hauptsächlich aus Murein
2) Chromatin ist im Nukleolus enthalten
3) gut entwickeltes endoplasmatisches Retikulum
4) Es gibt keine Mitochondrien
5) Erbinformationen sind im zirkulären DNA-Molekül enthalten
6) Die Verdauung erfolgt in Lysosomen

Antworten

1. Alle unten aufgeführten Zeichen, bis auf zwei, werden NICHT zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie in der Tabelle aufgeführt sind.
1) Das Vorhandensein von Mitochondrien
2) Vorhandensein zirkulärer DNA
3) Das Vorhandensein von Ribosomen
4) Das Vorhandensein des Kerns
5) Das Vorhandensein eines hellen Auges

Antworten

2. Alle folgenden Begriffe, bis auf zwei, werden zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) ein geschlossenes DNA-Molekül
2) Mesosom
3) Membranorganellen
4) Zellzentrum
5) Nukleoid

Antworten

3. Alle unten aufgeführten Zeichen, bis auf zwei, werden zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Teilung durch Mitose
2) das Vorhandensein einer Zellwand aus Murein
3) das Vorhandensein eines Nukleoids
4) Mangel an Membranorganellen
5) Aufnahme von Stoffen durch Phago- und Pinozytose

Antworten

4. Alle folgenden Begriffe, bis auf zwei, werden zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) geschlossene DNA
2) Mitose
3) Gameten
4) Ribosomen
5) Nukleoid

Antworten

5. Alle unten aufgeführten Zeichen, bis auf zwei, können zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Es gibt eine Zellmembran
2) Es gibt einen Golgi-Apparat
3) Es gibt mehrere lineare Chromosomen
4) Ribosomen haben
5) Es gibt eine Zellwand

Antworten

6 Sa. Alle unten aufgeführten Merkmale, bis auf zwei, können zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“ und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) haben lineare Chromosomen
2) Binärspaltung ist charakteristisch
3) hat ein endoplasmatisches Retikulum
4) bildet eine Spore
5) enthält kleine Ribosomen

Antworten

SAMMELN 7:
1) Plasmid
2) Atmung in Mitochondrien
3) Zweiteilung

1. Alle aufgeführten Merkmale bis auf zwei werden zur Beschreibung einer prokaryotischen Zelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Das Fehlen eines formalisierten Kerns darin
2) Vorhandensein von Zytoplasma
3) Das Vorhandensein einer Zellmembran
4) Das Vorhandensein von Mitochondrien
5) Das Vorhandensein des endoplasmatischen Retikulums

Antworten

2. Alle unten aufgeführten Zeichen, bis auf zwei, charakterisieren die Struktur einer Bakterienzelle. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Fehlen eines formalisierten Kerns
2) das Vorhandensein von Lysosomen
3) das Vorhandensein einer dichten Schale
4) Mangel an Mitochondrien
5) Mangel an Ribosomen

Antworten

3. Die unten aufgeführten Konzepte, bis auf zwei, werden zur Charakterisierung von Prokaryoten verwendet. Identifizieren Sie zwei Konzepte, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) Mitose
2) Streit
3) Gamete
4) Nukleoid
5) Mesosom

Antworten

4. Alle folgenden Begriffe, bis auf zwei, werden zur Beschreibung der Struktur einer Bakterienzelle verwendet. Identifizieren Sie zwei Begriffe, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) unbewegliches Zytoplasma
2) zirkuläres DNA-Molekül
3) kleine (70S) Ribosomen
4) die Fähigkeit zur Phagozytose
5) das Vorhandensein von EPS

Antworten

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen dem Merkmal und dem Königreich her: 1) Bakterien, 2) Pflanzen. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der richtigen Reihenfolge.
A) alle Vertreter der Prokaryoten
B) alle Eukaryoten
B) kann in zwei Hälften geteilt werden
D) Gewebe und Organe haben
E) Es gibt Fotos und Chemosynthesen
E) Chemosynthetika werden nicht gefunden

Antworten

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den Zeichen von Organismen und ihrem Reich her: 1) Bakterien, 2) Pflanzen. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der richtigen Reihenfolge.
A) Verschiedene Vertreter sind zur Photosynthese und Chemosynthese fähig
B) In terrestrischen Ökosystemen übertreffen sie alle anderen Gruppen hinsichtlich der Biomasse
C) Zellen teilen sich durch Mitose und Meiose
D) Plastiden haben
D) Zellwände enthalten normalerweise keine Zellulose
E) es fehlen Mitochondrien

Antworten

Wählen Sie eine, die am besten geeignete Option. In prokaryotischen Zellen treten Oxidationsreaktionen auf
1) Ribosomen im Zytoplasma
2) Invaginationen der Plasmamembran
3) Zellmembranen
4) ein zirkuläres DNA-Molekül

Antworten

Alle unten aufgeführten Merkmale, bis auf zwei, können zur Beschreibung der in der Abbildung gezeigten Zelle verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die aus der allgemeinen Liste „herausfallen“, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) hat einen Kern, in dem sich DNA-Moleküle befinden
2) Der Ort der DNA im Zytoplasma wird als Nukleoid bezeichnet
3) DNA-Moleküle sind kreisförmig
4) DNA-Moleküle sind mit Proteinen verbunden
5) Im Zytoplasma befinden sich verschiedene Membranorganellen

Antworten

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Bakterien und Pflanzen sind darin ähnlich
1) prokaryotische Organismen
2) unter widrigen Bedingungen Sporen bilden
3) einen Zellkörper haben
4) Unter ihnen gibt es Autotrophen
5) Reizbarkeit haben
6) zur vegetativen Vermehrung fähig

Antworten

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie in der Tabelle angegeben sind. Bakterien- und Pflanzenzellen ähneln sich darin
1) Ribosomen
2) Plasmamembran
3) verzierter Kern
4) Zellwand
5) Vakuolen mit Zellsaft
6) Mitochondrien

Antworten

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Bakterien, wie Pilze,
1) ein besonderes Königreich bilden
2) sind nur einzellige Organismen
3) sich mit Sporen vermehren
4) sind Zersetzer im Ökosystem
5) können eine Symbiose eingehen
6) nehmen mit Hilfe von Hyphen Stoffe aus dem Boden auf

Antworten

Wählen Sie aus sechs richtigen Antworten drei aus und notieren Sie die Zahlen, unter denen sie angegeben sind. Bakterien sind im Gegensatz zu niederen Pflanzen
1) Je nach Art der Ernährung handelt es sich um Chemotrophe
2) Bei der Fortpflanzung bilden sie Zoosporen
3) haben keine Membranorganellen
4) einen Thallus haben (Thallus)
5) unter widrigen Bedingungen Sporen bilden
6) Polypeptide an Ribosomen synthetisieren

Antworten

Stellen Sie eine Entsprechung zwischen den in der Abbildung gezeigten Merkmalen und Zelltypen her. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Mesosomen haben
B) osmotrophe Ernährungsweise
B) durch Mitose teilen
D) über ein entwickeltes EPS verfügen
D) unter widrigen Bedingungen Sporen bilden
E) haben eine Schale aus Murein

Antworten

Alle bis auf zwei der folgenden Merkmale können zur Beschreibung prokaryotischer DNA verwendet werden. Identifizieren Sie zwei Zeichen, die nicht in der allgemeinen Liste aufgeführt sind, und notieren Sie die Nummern, unter denen sie angegeben sind.
1) enthält Adenin, Guanin, Uracil und Cytosin
2) besteht aus zwei Kreisläufen
3) hat eine lineare Struktur
4) nicht mit Strukturproteinen assoziiert
5) liegt im Zytoplasma

Antworten

Stellen Sie eine Übereinstimmung zwischen den Merkmalen und Organismen her: 1) Hefe, 2) E. coli. Schreiben Sie die Zahlen 1 und 2 in der Reihenfolge auf, in der sie den Buchstaben entsprechen.
A) Das Genom wird durch ein einzelnes zirkuläres DNA-Molekül repräsentiert
B) Die Zelle ist mit einer Mureinmembran bedeckt
B) teilt sich durch Mitose
D) produziert unter anaeroben Bedingungen Ethanol
D) hat Flagellen
E) besitzt keine Membranorganellen

Antworten

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Bakterien sind mikroskopisch kleine einzellige Organismen. Die Struktur einer Bakterienzelle weist Merkmale auf, die der Grund für die Trennung von Bakterien in ein separates Königreich der Lebewelt sind.

Zellmembranen

Die meisten Bakterien haben drei Schalen:

• Zellmembran;
• Zellenwand;
• Schleimkapsel.

Die Zellmembran steht in direktem Kontakt mit dem Zellinhalt – dem Zytoplasma. Sie ist dünn und weich.

Die Zellwand ist eine dichte, dickere Hülle. Seine Funktion besteht darin, die Zelle zu schützen und zu unterstützen. Zellwand und Membran verfügen über Poren, durch die die notwendigen Stoffe in die Zelle gelangen.

Viele Bakterien verfügen über eine Schleimkapsel, die eine Schutzfunktion übernimmt und dafür sorgt, dass sie an unterschiedlichen Oberflächen haften bleiben.

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Dank der Schleimhaut haften Streptokokken (eine Bakterienart) an den Zähnen und verursachen Karies.

Zytoplasma

Das Zytoplasma ist das Innere der Zelle. 75 % bestehen aus Wasser. Im Zytoplasma befinden sich Einschlüsse – Fett- und Glykogentropfen. Sie sind die Reservenährstoffe der Zelle.

Reis. 1. Schema des Aufbaus einer Bakterienzelle.

Nukleoid

Nukleoid bedeutet „wie ein Kern“. Bakterien haben keinen echten oder, wie man sagt, geformten Kern. Das bedeutet, dass sie keine Kernhülle und keinen Kernraum haben, wie die Zellen von Pilzen, Pflanzen und Tieren. DNA befindet sich direkt im Zytoplasma.

DNA-Funktionen:

• bewahrt erbliche Informationen;
• setzt diese Informationen um, indem es die Synthese von Proteinmolekülen steuert, die für diese Art von Bakterien charakteristisch sind.

Das Fehlen eines echten Zellkerns ist das wichtigste Merkmal einer Bakterienzelle.

Organellen

Im Gegensatz zu pflanzlichen und tierischen Zellen verfügen Bakterien nicht über aus Membranen aufgebaute Organellen.

Aber die Zellmembran von Bakterien dringt an manchen Stellen in das Zytoplasma ein und bildet Falten, die als Mesosomen bezeichnet werden. Das Mesosom ist an der Zellreproduktion und dem Energieaustausch beteiligt und ersetzt sozusagen Membranorganellen.

Das einzige in Bakterien vorkommende Organell ist das Ribosom. Dabei handelt es sich um kleine Körper, die sich im Zytoplasma befinden und Proteine ​​synthetisieren.

Viele Bakterien besitzen ein Flagellum, mit dem sie sich in einem flüssigen Medium fortbewegen.

Formen von Bakterienzellen

Die Form von Bakterienzellen ist unterschiedlich. Bakterien in Form einer Kugel werden Kokken genannt. In Form eines Kommas - Vibrios. Stäbchenbakterien sind Bazillen. Spirilla sieht aus wie eine Wellenlinie.

Reis. 2. Formen von Bakterienzellen.

Bakterien sind nur unter dem Mikroskop sichtbar. Die durchschnittliche Zellgröße beträgt 1–10 Mikrometer. Es gibt Bakterien mit einer Länge von bis zu 100 Mikrometern. (1 µm = 0,001 mm).

Sporulation

Wenn ungünstige Bedingungen eintreten, geht die Bakterienzelle in einen Ruhezustand über, der als Spore bezeichnet wird. Die Gründe für den Streit können sein:

• niedrige und hohe Temperaturen;
• Trockenheit;
• Mangel an Nahrung;
• lebensgefährliche Substanzen.

Der Übergang erfolgt schnell, innerhalb von 18 bis 20 Stunden, und die Zelle kann sich über Hunderte von Jahren im Sporenzustand befinden. Bei der Genesung normale Bedingungen Das Bakterium keimt innerhalb von 4 bis 5 Stunden aus der Spore und geht in die normale Lebensweise über.

Reis. 3. Das Schema der Sporenbildung.

Reproduktion

Bakterien vermehren sich durch Teilung. Der Zeitraum von der Geburt einer Zelle bis zu ihrer Teilung beträgt 20 bis 30 Minuten. Daher sind Bakterien auf der Erde weit verbreitet.

Was haben wir gelernt?

Wir haben gelernt, dass Bakterienzellen im Allgemeinen wie Pflanzen- und Tierzellen sind und eine Membran, ein Zytoplasma und eine DNA haben. Der Hauptunterschied zwischen Bakterienzellen ist das Fehlen eines gebildeten Zellkerns. Daher werden Bakterien als pränukleäre Organismen (Prokaryoten) bezeichnet.

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