Органеллы бактериальных клеток

1. Особенности строения бактериальной клетки. Основные органеллы и их функции

Отличия бактерий от других клеток

1. Бактерии относятся к прокариотам, т. е. не имеют обособленного ядра.

2. В клеточной стенке бактерий содержится особый пептидогликан – муреин.

3. В бактериальной клетке отсутствуют аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии.

4. Роль митохондрий выполняют мезосомы – инвагинации цитоплазматической мембраны.

5. В бактериальной клетке много рибосом.

6. У бактерий могут быть специальные органеллы движения – жгутики.

7. Размеры бактерий колеблются от 0,3–0,5 до 5—10 мкм.

По форме клеток бактерии подразделяются на кокки, палочки и извитые.

В бактериальной клетке различают:

1) основные органеллы:

г) цитоплазматическую мембрану;

д) клеточную стенку;

2) дополнительные органеллы:

Цитоплазма представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из воды (75 %), минеральных соединений, белков, РНК и ДНК, которые входят в состав органелл нуклеоида, рибосом, мезосом, включений.

Нуклеоид – ядерное вещество, распыленное в цитоплазме клетки. Не имеет ядерной мембраны, ядрышек. В нем локализуется ДНК, представленная двухцепочечной спиралью. Обычно замкнута в кольцо и прикреплена к цитоплазматической мембране. Содержит около 60 млн пар оснований. Это чистая ДНК, она не cодержит белков гистонов. Их защитную функцию выполняют метилированные азотистые основания. В нуклеоиде закодирована основная генетическая информация, т. е. геном клетки.

Наряду с нуклеоидом в цитоплазме могут находиться автономные кольцевые молекулы ДНК с меньшей молекулярной массой – плазмиды. В них также закодирована наследственная информация, но она не является жизненно необходимой для бактериальной клетки.

Рибосомы представляют собой рибонуклеопротеиновые частицы размером 20 нм, состоящие из двух субъединиц – 30 S и 50 S. Рибосомы отвечают за синтез белка. Перед началом синтеза белка происходит объединение этих субъединиц в одну – 70 S. В отличие от клеток эукариотов рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть.

Мезосомы являются производными цитоплазматической мембраны. Мезосомы могут быть в виде концентрических мембран, пузырьков, трубочек, в форме петли. Мезосомы связаны с нуклеоидом. Они участвуют в делении клетки и спорообразовании.

Включения являются продуктами метаболизма микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ. К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, полифосфата (волютина) и др.

Здоровье твоей планеты в твоих руках!

органеллы	строение	функции
Бактоплазматическая мембрана	10нм	Метаболическая, рецепторная, транспортная, осмотическая, синтез кл. стенки
Бактоплазма	Белковый коллоид с БАВ	Метаболическая, регуляторная
Нуклеотид	ДНК – белковый комплекс размазан по цитоплазме	Хранение и передача информации, участие в размножении, регуляция метаболизма
Клеточная стенка	Полисахаридный каркас (0-75нм): — липосахариды; — липопротеиды; — нуклеиновый слой.	Защитная, формообразующая, регуляторная
Рибосомы	2 субъединицы: большая и малая	Биосинтез белков
Лизосомы	Вогнутости	Энергетическая, дыхательная
Капсула	3 слой над поверхностью клет. стенки, мягкий полисахарид	Запасающая, св. клетки в сообщества, защитная
Жгутики: монотрихи, алифотрихи, перетрихи	Выросты из клетки: базальная пластина	Орган движения
Реснички	Полые образования, выросты из клеточной стенки	Участие в процессе пищеварения, участие в размножении
эндоспора	Образуется в результате втягивания вн. мембран	Переживание неблагоприятных условий

47. Химический состав м/о. Биогенные хим. элементы и их роль в клетке.

70-85% массы клетки составляет вода. 15-30% клеточной массы – сухое вещество.

Элементарный состав сухого вещества прокариотической клетки

категория	элемент	Содержание,%
Биогенные элементы	Углерод
Кислород
Азот
Водород
Фосфор
Сера
макроэлементы	Калий
Натрий
Кальций	0,5
Магний	0,5
Хлор	0,5
Железо	0,2
микроэлементы	Марганец, кобальт, цинк, медь, молибден

Биогенные элементы – составляют более 95% массы сухого вещества. Они имеют первостепенное значение для развития м/о. С и Н входят в состав всех органических соединений. В состав многих из них входит также кислород, к тому же его молекулярная форма выполняет роль конечного акцептора электронов при аэробном дыхании. Азот – обязательный компонент всех АК, нуклеиновых кислот, многих кофакторов и витаминов. Фосфор в составе остатков фосфорной кислоты – неотъемлемый компонент нуклеиновых кислот, нуклеозидфосфатов, без которых невозможно превращение энергии в клетках, фосфолипидов, из которых формируются биомембраны. Сера участвует в формировании серосодержащих АК, некоторых белков с каталитическими функциями, кофакторов.

Биогенные элементы формируют малые молекулы (АК, моносахариды, ЖК, нуклеотиды), из которых строятся макромолекулы – основные компоненты клеток.

Содержание и функции осн. макромолекул в клетке

Тип веществ	Содержание в сухом в-ве, %	Основные функции
Белки	Каталитическая, транспортная, рецепторная
Полисахариды	Структурная, запасная
Липиды	Структурная, барьерная, запасная
РНК	Посредник в синтезе белка
ДНК	Носитель наследственной информации

Макроэлементы явл. кофакторами и активаторами многих важных ферментных систем, а также принимают участие в транспорте в-в через мембраны, поддержании осмотического давления в клетке на определённом уровне, рецепции сигналов

48.Рост м/о. Параметры роста клеточной популяции.

Когда говорят о росте м/о, то подразумевают увеличение не одной особи, а численности членов популяции, поскольку микробиологи всегда имеют дело с более или менее многочисленными микробными культурами. В то же время онтогенез отдельно взятой микробной клетки обязательно сопряжен с ее ростом, и, таким образом, необходимо разграничить понятие «рост клетки» и «рост популяции».

Рост микробной клетки – скоординированное необратимое увеличение всех химических компонентов, формирующих клеточные структуры. Рост клетки сопровождается увеличением ее массы и размеров. Когда клетка достигает характерного для данного вида размера, она обычно делится или приступает к размножению иным путем.

Рост каждой микробной популяции подчиняется определенным закономерностям и сильно зависит от условий окружающей среды.

Выделяют 4 фазы роста: — лаг-фаза (она начинается сразу после инокуляции среды и продолжается до достижения бактериями максимальной скорости роста. В этой фазе происходит адаптация клеток к новым условиям культивирования: начинается синтез новых ферментов, что связано с увеличением содержания РНК и рибосом);

— логарифмическая (log) фаза (экспоненциальная) – деление клеток здесь происходит с постоянной максимальной скоростью (20-21-22-23-…-2n, где n-число клеточных делений.); сбалансированный рост: величина клеток и их химический состав в течении всей фазы остаются постоянными.

— стационарная фаза. Переход в стац. фазу роста вызван нехваткой одного или нескольких питательных веществ, обычно из числа биогенных элементов.

— фаза отмирания – фаза роста культуры называется одинаково с 3-ей, и основным ее признаком явл. быстрая гибель клеток.

Рост клеточной популяции сопровождается как увеличением числа клеток, так и накоплением биомассы.

Параметры роста:

1. Концентрация клеток. Определяется либо путем прямо подсчета числа клеток в определенном объеме суспензии под микроскопом, либо путем высева суспензий на плотные питательные среды с последующим учетом количества сформировавшихся колоний. В первом случаи подсчитывают концентрацию всех клеток, во 2 – только жизнеспособных. Существуют косвенные методы определения конц. клеток: турбидиметрия (определение степени мутности суспензий), нефелометрия (определения светорассеяния), микрокалориметрия (определение тепловыделения клеток).

2. Константа скорости деления – этот параметр определяется через показатель n, который обозначает число совершившихся клеточных делений и выражается формулой:

где Nt — конц. клеток в логарифмической культуре в определенный момент времени; N0 – исх. конц. клеток; lg 2 = 0,3010.

В таком случае констанат скорости деления клеток в лог-ой фазе роста ν может быть выражена отношением числа клеток к промежутку времени t:

3.Время генерации – это время, необходимое для одного цикла деления g, или показатель, обратный константе скорости деления.

4.Плотность клеточных суспензий (определение массы клеток в единице объема суспензии). Прямое измерение подразумевает извлечение клеток из известного объема культуральной жидкости и измерение их масс. Среди косвенных методов определения плотности суспензий могут использоваться турбидиметрия, нефелометрия и калориметрия, а также определение общего белка, общего азота и углерода.

5.Констаната скорости роста (удельная скорость роста) μ – определяется в лог-ой фазе роста:

, где lgе=0,43429; хt – плотность клеточной суспензии в оредел. момент времени; х0 – исходная плотность суспензии.

6.Время удвоения – время, в течении которого происходит удвоение клеточной массы td определяется по формуле td= ln2/μ.

7.Урожай – это еще один параметр роста клеточной популяции, применяемый во внимание при оценке продуктивности м/о. Под урожаем Х понимают разность между максимальной и исходной массой клеток: Х=Хмакс-Х0. Обычно эту величину выражают в гр.сухого в-ва.

8.Экономический коэффициент У – отношение урожая к количеству потребленного субстрата S, к-ое может быть выражено в гр.: Y=X/S.

Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 268 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.003 с)…

Строение бактериальной клетки

Размеры — от 1 до 15 мкм. Основные формы: 1) кокки (шаровидные), 2) бациллы (палочковидные), 3) вибрионы (изогнутые в виде запятой), 4) спириллы и спирохеты (спирально закрученные).

Формы бактерий:
1 — кокки; 2 — бациллы; 3 — вибрионы; 4—7 — спириллы и спирохеты.

Строение бактериальной клетки:
1 — цитоплазматическая мемб­рана; 2 — клеточ­ная стенка; 3 — слизис­тая кап­сула; 4 — цито­плазма; 5 — хромо­сомная ДНК; 6 — рибосомы; 7 — мезо­сома; 8 — фото­синтети­ческие мемб­раны; 9 — вклю­чения; 10 — жгу­тики; 11 — пили.

Бактериальная клетка ограничена оболочкой.

Внутренний слой оболочки представлен цитоплазматической мембраной (1), над которой находится клеточная стенка (2); над клеточной стенкой у многих бактерий — слизистая капсула (3). Строение и функции цитоплазматической мембраны эукариотической и прокариотической клеток не отличаются. Мембрана может образовывать складки, называемые мезосомами (7).

Они могут иметь разную форму (мешковидные, трубчатые, пластинчатые и др.).

На поверхности мезосом располагаются ферменты. Клеточная стенка толстая, плотная, жесткая, состоит из муреина (главный компонент) и других органических веществ. Муреин представляет собой правильную сеть из параллельных полисахаридных цепей, сшитых друг с другом короткими белковыми цепочками.

В зависимости от особенностей строения клеточной стенки бактерии подразделяются на грамположительные (окрашиваются по Граму) и грамотрицательные (не окрашиваются). У грамотрицательных бактерий стенка тоньше, устроена сложнее и над муреиновым слоем снаружи имеется слой липидов. Внутреннее пространство заполнено цитоплазмой (4).

Генетический материал представлен кольцевыми молекулами ДНК. Эти ДНК можно условно разделить на «хромосомные» и плазмидные.

«Хромосомная» ДНК (5) — одна, прикреплена к мембране, содержит несколько тысяч генов, в отличие от хромосомных ДНК эукариот она не линейная, не связана с белками. Зона, в которой расположена эта ДНК, называется нуклеоидом. Плазмиды — внехромосомные генетические элементы.

Представляют собой небольшие кольцевые ДНК, не связаны с белками, не прикреплены к мембране, содержат небольшое число генов. Количество плазмид может быть различным. Наиболее изучены плазмиды, несущие информацию об устойчивости к лекарственным препаратам (R-фактор), принимающие участие в половом процессе (F-фактор). Плазмида, способная объединяться с хромосомой, называется эписомой.

В бактериальной клетке отсутствуют все мембранные органоиды, характерные для эукариотической клетки (митохондрии, пластиды, ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы).

В цитоплазме бактерий находятся рибосомы 70S-типа (6) и включения (9).

Как правило, рибосомы собраны в полисомы. Каждая рибосома состоит из малой (30S) и большой субъединиц (50S). Функция рибосом: сборка полипептидной цепочки. Включения могут быть представлены глыбками крахмала, гликогена, волютина, липидными каплями.

У многих бактерий имеются жгутики (10) и пили (фимбрии) (11).

Жгутики не ограничены мембраной, имеют волнистую форму и состоят из сферических субъединиц белка флагеллина. Эти субъединицы расположены по спирали и образуют полый цилиндр диаметром 10–20 нм. Жгутик прокариот по своей структуре напоминает одну из микротрубочек эукариотического жгутика. Количество и расположение жгутиков может быть различным. Пили — прямые нитевидные структуры на поверхности бактерий. Они тоньше и короче жгутиков. Представляют собой короткие полые цилиндры из белка пилина.

Характеристика и значение основных органелл клетки

Пили служат для прикрепления бактерий к субстрату и друг к другу. Во время конъюгации образуются особые F-пили, по которым осуществляется передача генетического материала от одной бактериальной клетки к другой.

Спорообразование у бактерий — способ переживания неблагоприятных условий. Споры формируются обычно по одной внутри «материнской клетки» и называются эндоспорами.

Споры обладают высокой устойчивостью к радиации, экстремальным температурам, высушиванию и другим факторам, вызывающим гибель вегетативных клеток.

Размножение. Бактерии размножаются бесполым способом — делением «материнской клетки» надвое. Перед делением происходит репликация ДНК.

Редко у бактерий наблюдается половой процесс, при котором происходит рекомбинация генетического материала.

Следует подчеркнуть, что у бактерий никогда не образуются гаметы, не происходит слияние содержимого клеток, а имеет место передача ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту. Различают три способа передачи ДНК: конъюгация, трансформация, трансдукция.

Конъюгация — однонаправленный перенос F-плазмиды от клетки-донора в клетку-реципиента, контактирующих друг с другом.

При этом бактерии соединяются друг с другом особыми F-пилями (F-фимбриями), по каналам которых фрагменты ДНК и переносятся.

Конъюгацию можно разбить на следующие этапы: 1) раскручивание F-плазмиды, 2) проникновение одной из цепей F-плазмиды в клетку-реципиента через F-пилю, 3) синтез комплементарной цепи на матрице одноцепочечной ДНК (происходит как в клетке-доноре (F+), так и в клетке-реципиенте (F-)).

Трансформация — однонаправленный перенос фрагментов ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту, не контактирующих друг с другом.

При этом клетка-донор или «выделяет» из себя небольшой фрагмент ДНК, или ДНК попадает в окружающую среду после гибели этой клетки. В любом случае ДНК активно поглощается клеткой-реципиентом и встраивается в собственную «хромосому».

Трансдукция — перенос фрагмента ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту с помощью бактериофагов.

Вирусы

Вирусы открыты в 1892 г. Д.И. Ивановским при изучении мозаичной болезни табака (пятнистость листьев).

Вирусы — неклеточные формы жизни. Проявляют признаки, характерные для живых организмов, только во время паразитирования в клетках других организмов. Вирусы являются внутриклеточными паразитами, но, в отличие от других паразитов, они паразитируют на генетическом уровне (ультрапаразиты). Существует несколько точек зрения на происхождение вирусов: 1) вирусы возникли в результате дегенерации клеточных организмов; 2) вирусы можно рассматривать как группу «потерявшихся», вышедших из-под контроля клетки генов («осколок генома»); 3) вирусы произошли от клеточных органоидов и др.

Вирусы состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белков, образующих оболочку вокруг этой нуклеиновой кислоты, т.е.

представляют собой нуклеопротеидный комплекс. В состав некоторых вирусов входят липиды и углеводы. Вирусы содержат всегда один тип нуклеиновой кислоты — либо ДНК, либо РНК. Причем каждая из нуклеиновых кислот может быть как одноцепочечной, так и двухцепочечной, как линейной, так и кольцевой.

Размеры вирусов — 10–300 нм. Форма вирусов: шаровидная, палочковидная, нитевидная, цилиндрическая и др.

Капсид — оболочка вируса, образована белковыми субъединицами, уложенными определенным образом.

Капсид защищает нуклеиновую кислоту вируса от различных воздействий, обеспечивает осаждение вируса на поверхности клетки-хозяина. Суперкапсид характерен для сложноорганизованных вирусов (ВИЧ, вирусы гриппа, герпеса).

Возникает во время выхода вируса из клетки-хозяина и представляет собой модифицированный участок ядерной или наружной цитоплазматической мембраны клетки-хозяина.

Если вирус находится внутри клетки-хозяина, то он существует в форме нуклеиновой кислоты.

Если вирус находится вне клетки-хозяина, то он представляет собой нуклеопротеидный комплекс, и эта свободная форма существования называется вирионом. Вирусы обладают высокой специфичностью, т.е.

они могут использовать для своей жизнедеятельности строго определенный круг хозяев.

Вирусы, паразитирующие в бактериальных клетках, называются бактериофагами.

Бактериофаг состоит из головки, хвостика и хвостовых отростков, с помощью которых он осаждается на оболочке бактерий.

В головке содержится ДНК или РНК. Фаг частично растворяет клеточную стенку и мембрану бактерии и за счет сократительной реакции хвостика «впрыскивает» свою нуклеиновую кислоту в ее клетку.

Только паразитируя в клетке-хозяине, вирус может репродуцироваться, воспроизводить себе подобных.

Дата добавления: 2016-05-30; просмотров: 5191;

1. Органеллы бактериальных клеток – это:

а) ядро, митохондрии, пластиды; б) хлоропласты, рибосомы.

в) комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть, рибосомы; г) рибосомы

• Попроси больше объяснений
• Следить
• Отметить нарушение

Рамип 21.12.2015

1. Бактерии относятся к прокариотам, т. е. не имеют обособленного ядра.
2. В клеточной стенке бактерий содержится особый пептидогликан – муреин.
3. В бактериальной клетке отсутствуют аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, митохондрии.
4. Роль митохондрий выполняют мезосомы – инвагинации цитоплазматической мембраны.
5. В бактериальной клетке много рибосом.
6. У бактерий могут быть специальные органеллы движения – жгутики.
7. Размеры бактерий колеблются от 0,3-0,5 до 5-10 мкм.