Краткое содержание: Параграф § 20 / Биология 10 класс

Сравнение прокариотических и эукариотических клеток

Параграф §20 посвящен фундаментальному различию между двумя основными типами клеток, которые составляют все живое на Земле: прокариотами и эукариотами. К прокариотам относятся одноклеточные организмы, не имеющие оформленного ядра и мембранных органоидов. Это представители двух доменов: архей и бактерий (включая цианобактерий). Эукариоты, напротив, имеют ядро, ограниченное оболочкой, и мембранные органоиды. К царствам эукариот относятся животные, растения и грибы.

Ключевые различия

Одним из главных отличий является ядро: у прокариотов его нет, и генетический материал (кольцевая молекула ДНК, называемая бактериальной хромосомой) свободно находится в цитоплазме. У эукариотов ДНК содержится в ядре, которое окружено двойной мембраной. Генетический материал прокариотов представляет собой кольцевую молекулу ДНК и часто дополнительные мелкие кольцевые молекулы ДНК — плазмиды. У эукариотов ДНК организована в линейные молекулы, формирующие хромосомы. Мембранные органоиды (митохондрии, пластиды, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи и лизосомы) полностью отсутствуют у прокариотов, тогда как являются неотъемлемой частью эукариотической клетки. Ранее считавшиеся органоидами прокариотов мезосомы, оказались артефактами, возникающими при фиксации цитоплазматической мембраны. Рибосомы у прокариотов есть, но они мелкие, в отличие от более крупных рибосом эукариотов, которые также находятся в митохондриях и пластидах. У прокариотов нет цитоскелета, пищеварительных вакуолей, и они не размножаются с помощью митоза или мейоза. Размножение прокариотов происходит бесполым путем, чаще всего простым делением после удвоения молекулы ДНК. Жгутики у них есть, но они отличаются по строению от эукариотических. Клеточная стенка у бактерий образована пектином и муреином. У эукариот она либо отсутствует (у животных), либо образована целлюлозой (у растений) или хитином (у грибов). Размеры прокариот в среднем составляют 0,3–5,0 мкм, эукариот — до 40 мкм и более.

Жизнь бактерий и их особенности

Бактерии могут образовывать споры — плотные оболочки, которые позволяют им выживать в неблагоприятных условиях (засуха, высокие температуры). При наступлении благоприятных условий споры активируются. Бактерии размножаются бесполым путём и могут обмениваться генетическим материалом в процессе полового процесса, приобретая новые свойства, например, устойчивость к лекарствам. В толстом кишечнике человека обитает огромное количество бактерий (целое «общежитие»). Бактерии обладают механизмом иммунитета против вирусов (бактериофагов). Этот механизм связан с уникальной системой CRISPR-Cas, которая позволяет бактерии запоминать фрагменты ДНК вирусов и использовать их для защиты, разрезая чужеродную ДНК. Это открытие легло в основу современных методов генетической инженерии, позволяющих редактировать геном человека и других организмов.

Археи и их питание

Археи — мелкие, неподвижные клетки, которые часто являются хемосинтетиками и могут жить в экстремальных условиях (соленые водоемы, серные озера). Они считаются единственными живыми существами, способными существовать в местах выбросов метана и сероводорода на дне океана («черные курильщики»).

Цианобактерии

Цианобактерии (ранее синезеленые водоросли) — это микроорганизмы, которые осуществляют фотосинтез, используя особый хлорофилл А. Они могут образовывать симбиоз с высшими растениями.