какая часть клетки бактерии придает ей форму

ГДЗ биология 5 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: 8 Строение клетки

Стр. 32. Вспомните

№ 1. Почему для изучения клеток необходимо использовать увеличительные приборы?

Потому что клетка является самой маленькой структурной единицей, которую рассмотреть невооруженным глазом невозможно. А чтобы досконально изучить ее строение, необходимо увеличить клетку в несколько десятков, а иногда и в несколько сотен раз. Для этого и используются увеличительные приборы.

№ 2. Почему микроскоп, с которым вы работаете, называют световым?

В своей работе мы используем световой микроскоп. Такое название у него потому, что для получения увеличенного изображения изучаемого объекта на предметном столике в нем используются лучи, которые проходят через него и попадают на систему линз объектива и окуляра. Таким образом, они освещают предмет и подают увеличенное изображение.

Стр. 33. Вопросы после параграфа

№ 1. Какую функцию выполняет клеточная мембрана?

Главная функция клеточной мембраны или плазматической мембраны состоит в постоянном поддержании целостности клетки, защите ее от факторов внешней среды и осуществлении взаимосвязи ее внутренней среды с внешней. Таким образом, она выполняет барьерную (отделяет содержимое клетки от внешней среды), контактную (способствует соединению клеток друг с другом), ферментативную (участвует в ферментативных реакциях), рецепторную (распознает внешние стимулы) и транспортную (регулирует обмен веществ) функции.

№ 2. Для каких клеток характерна клеточная стенка (оболочка)? Какова её роль?

Клеточная стенка (оболочка) есть у клеток бактерий, грибов и растений. В строении их клеток клеточная стенка служит своеобразным наружным скелетом, который поддерживает ее форму и обеспечивает ей постоянство. Несмотря на то, что сквозь клеточную стенку могут проникать вода, соли и многие минеральные вещества, она ограничивает рост и препятствует разрыву клетки, блокируя поступление чрезмерного количества воды внутрь клетки.

№3. Какую роль выполняет генетический аппарат клетки?

Генетический аппарат является важной составной частью клетки, которая не только контролирует все процессы жизнедеятельности в ней, но и определяет способность клетки к самовоспроизведению. Он представляет собой совокупность генов – носителей информации о синтезе белка в какой-то определенный момент, расположенных в основном ядре в растительной или животной клетке.

№ 4. В чём принципиальное отличие в строении клеток бактерий от клеток растений, животных и грибов?

Клетки бактерий имеют наиболее простое строение. В них нет ядра и митохондрий, аппарата Гольджи, пластид, лизосом и центриолей. Таким образом, бактерии являются прокариотами. Клетки грибов имеют уже усложненное строение, однако, по сравнению с клетками животных и растений, в них содержится много ядер. Они относятся к эукариотам.

Схожесть в строении клеток растений, грибов и растений в том, что в их составе, в отличие от бактерий, содержится практически одинаковый набор органоидов.

Стр. 33. Подумайте

О чём свидетельствует сходство химического состава и строения всех клеток?

Сходство в строении и химическом составе всех клеток как основных структурных и функциональных единиц живых организмов свидетельствует о родстве всего живого на нашей планете, то есть, об их едином происхождении.

Стр. 34. Моя лаборатория. Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом.

Рассматриваем изображённую на рисунке 16 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.

Подготавливаем предметное стекло, тщательно протирая его марлей.

Пипеткой наносим 1 – 2 капли воды на предметное стекло.

При помощи пинцета осторожно снимаем маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Кладем кусочек кожицы в каплю воды и расправляем кончиком препаровальной иглы.

Накрываем кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке. Фильтровальной бумагой оттягиваем лишнюю воду.

Рассматриваем приготовленный препарат при малом увеличении. Отмечаем, какие части клетки видим.

Окрашиваем препарат раствором йода. Фильтровальной бумагой с противоположной стороны оттягиваем лишний раствор.

Рассматриваем окрашенный препарат. Благодаря реакции с раствором йода стали хорошо видны и различимы в строении клетки кожицы лука оболочка, ядро, цитоплазма и даже поры.

При большем увеличении можно легко рассмотреть плотную, но почти прозрачную оболочку. В ней есть более тонкие участки – поры. Внутри клетки можно увидеть вязкое бесцветное вещество – цитоплазму, в которой находится небольшое плотное ядро с ядрышком. Практически во всех клетках, а особенно в старых, хорошо различимы полости. Это вакуоли.

Зарисовываем 2 – 3 клетки кожицы чешуи лука. Обозначаем оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком (рис. 17).

Подумаем, зачем препарат кожицы чешуи лука окрашивали раствором йода.

Мы знаем, что кожица чешуи лука бесцветная и прозрачная. Чтобы рассмотреть ее строение через микроскоп и увидеть клетки, которые ее образуют, необходимо окрашивать изучаемый препарат раствором йода.

Вывод

Растительный организм состоит из клеток, содержимое каждой из которых представлено полужидкой прозрачной цитоплазмой. Чтобы более детально рассмотреть строение клеток через микроскоп, нужно окрасить препарат раствором йода. Таким образом, можно увидеть, что в цитоплазме располагается ядро с ядрышком. Также становятся видны и более тонкие участи на оболочке – поры, через которые происходит связь между соседними клетками.

Стр. 36. Моя лаборатория. Пластиды в клетках листа элодеи

Приготовим препарат клеток листа водного растения элодеи. Для этого отделяем лист от стебля, кладем его в каплю воды на предметное стекло и накрываем покровным стеклом.

Рассматриваем препарат под микроскопом. Находим в клетках пластиды, отмечаем их окраску.

Под микроскопом мы можем увидеть пластиды, которые окрашены в зеленый цвет. Они содержат хлорофилл – зеленое вещество, благодаря которому листья растений имеют соответствующую зеленую окраску. Также в хлоропластах происходит процесс фотосинтеза.

Сравниваем увиденное под микроскопом с рисунком 18.

Зарисовываем строение клетки листа элодеи.

Вывод

Все растения имеют зеленый цвет. Это обеспечивается благодаря содержанию в их клетках особых пластид – хлоропластов. Ярким подтверждением тому являются клетки листа элодеи, которые мы рассмотрели под микроскопом и сравнили с рисунком, поданным в учебнике. Как видим, в клетках листа элодеи содержится большое количество хлоропластов, которые участвуют в процессе фотосинтеза и содержат хлорофилл – зеленый пигмент.

Стр. 36. Моя лаборатория. Пластиды в клетках плодов томатов, рябины, шиповника

Приготовим препараты клеток плодов томатов, рябины, шиповника. Для этого в каплю воды на предметном стекле иглой переносим частицы мякоти плода. Кончиком иглы разделяем мякоть на клетки и накрываем покровным стеклом.

Рассматриваем препарат под микроскопом. Находим в клетках пластиды, отмечаем их окраску.

Все клетки плодов томата, рябины и шиповника имеют пластиды, которые имеют разную форму и цвет. Зеленые пластиды – это хлоропласты. Другого оттенка – хромопласты, которые и придают плодам определенный цвет – желтый, оранжевый, красный.

Зарисовываем строение клеток.

Сравниваем форму и особенности пластид изученных клеток с изображёнными на рисунке 18. Определяем, под каким номером изображены клетки плодов рябины, томата, шиповника, соотносим их с рисунками плодов.

№ 1 – это клетки плодов томата (хромопласты сложной формы);

№ 2 – это клетки плодов рябины (хромопласты вытянутой, заостренной и слегка изогнутой формы);

№ 3 – это клетки плодов шиповника (хромопласты овальной формы).

Сравниваем клетки мякоти плодов с клетками листа элодеи и кожицы чешуи лука.

7. Выводы

Для всех клеток растений характерно наличие мембраны, цитоплазмы, ядра, вакуолей и пластид. Пластиды имеют разную форму и окраску, как это можно увидеть в результате лабораторных исследований. Например, в клетках чешуи лука пластиды бесцветные – лейкопласты. В клетках листа элодеи пластиды зеленого цвета – хлоропласты, которые содержат зеленый пигмент – хлорофилл. А вот в клетках томата, шиповника и рябины они красного цвета – хромопласты.

© 2021Copyright. Все права защищены. Правообладатель SIA Ksenokss.
Адрес: 1069, Курземес проспект 106/45, Рига, Латвия.
Тел.: +371 29-851-888 E-mail: [email protected]

Источник

Тот случай, когда встречают и провожают по одежке

Разнообразие форм клеток прокариот не является (по крайней мере не всегда) случайным феноменом эволюции этих организмов. Исследования показали, что форма бактерий может быть обусловлена физическими законами среды обитания: в вязкой среде эффективнее перемещаются микрообитатели спиральные формы, а следовать направлению лучше могут изогнутые вибрионы и т.д. Согласно расчетам наиболее удобна для микроскопических одноклеточных прокариот форма палочек, которые благодаря своей форме могут противостоять броуновскому движению в жидкостях, имеют эффективное соотношение поверхности к объему клетки и могут закрепляться на субстрате…Авторы статьи проанализировали исследования эволюции и связи с экологией формы клеток бактерий.

Форма и размер бактериальных клеток, как и свойства их клеточной стенки (что отразилось на широко известном делении бактерий на грамположительных и грамотрицательных) – одни из самых первых признаков, использованных для классификации этих организмов. Разнообразие форм клеток и в то же время постоянство формы клеток на видовом уровне (за некоторым обсуждаемом ниже исключением) позволили довольно подробно и точно определять таксономическую принадлежность бактерий. Однако причины возникновения разнообразия формы и ее стабильность внутри разного уровня таксонов прокариот долго оставались загадкой. Новые методы исследований – электронная микроскопия, методы молекулярной биологии и биохимии, а также исследования физических закономерностей и математическое моделирование помогли установить ряд факторов, определяющих внешнее строение бактерий. В обсуждаемой статье авторы представили анализ исследований связи формы клеток бактерий с их экологией и эволюцией.

Несмотря на то, что основными являются три типа клеток бактерий (заглавная иллюстрация) – сферическая, палочковидная и спиральная – специалисты выделяют довольно большое разнообразие других форм (рис. 1). Известно, что бактерии по строению клеточной стенки можно разделить на два типа (рис. 1, 2). Строение оболочки (клеточной стенки бактерий) в значительной степени связано с ее формой. Среди определяющих форму бактерий факторов на данным момент выделяют несколько основных:
— наличие/отсутствие внешней мембраны (у грамотрицательных бактерий);
— относительная толщина пептидогликанового слоя;
— особенности строения продольных пептидных сшивок между гликановыми нитями, ориентированными перпендикулярно длинной оси клетки: у грамотрицательных образуются напрямую, а у грамположительных через дополнительный мостик.

Ряд авторов отмечают, что морфологическое разнообразие грамотрицательных бактерий выше, чем таковое грамположительных (см. рис. 1). Среди грамположительных бактерий преобладают палочки, часто встречаются кокки и нитевидные формы, а вот изогнутые и спиральные формы очень редки. Палочки также преобладают и среди грамотрицательных бактерий, но второе и третье места по распространенности делят изогнутые и спиральные формы. А вот кокки и одноклеточные нитчатые формы среди грамотрицательных бактерий редки, хотя некоторые палочки и спиральные бактерии в определенных условиях могут приобретать округлую форму, например, в стационарной фазе культивирования и при неблагоприятных условиях.

На настоящий момент превалирует представление, что белки цитоскелета, такие как MreB (Murein cluster B) и FtsZ (Filamenting temperature-sensitive mutant Z) гомологи актина и тубулина эукариот, не являются собственно архитектурными элементами формы клеток, а представляют собой нечто похожее на разметку для активации процессов синтеза/разборки клеточной стенки, являясь сайтами прикрепления соответствующих ферментов и регуляторных белков. Экспериментально было показано, что присутствие белка MreB отвечает за палочкообразную форму клетки, а белок FtsZ отвечает за формирование перегородки и других структур во время деления клетки (так называемое Z-кольцо). Представляется, что белок MreB это основной фактор формирования палочковидной формы: он организует в определенных местах клеточной стенки (там, где будут «стенки палочки») синтез пептидогликана (клеточной стенки) после разделения клетки на дочерние и, таким образом, обеспечивает удлинение клеток. У кокков (сферическая форма) этого белка нет, а наращивание клеточной стенки происходит в кольцевой зоне при делении клетки за счет белка FtsZ и других белков, участвующих в делении клетки. Для объяснения формы клеток прокариот еще одним важным белком считается кресцетин CreS. Его наличие в определенной области затормаживает образование клеточной стенки, что приводит к искривлению клетки в результате неравномерного роста. Так могут получаться изогнутые формы. Есть и другие белки-кандидаты (например, бактофилины), претендующие на роль в процессе формообразования у прокариот, однако их функции пока изучены недостаточно.

Кокки. Можно выделить два типа прокариот, имеющих сферическую форму. Одни кокки («собственно» кокки) в течение всего жизненного цикла остаются сферическими. Другие («производные» кокки) – палочки, вибрионы, и др.- приобретают сферическую форму только в неблагоприятных условиях. Как уже говорилось, у подавляющего большинства «собственно» кокков не обнаружен белок MreB (ответственный за палочковидную форму) и сферическая форма приобретается в ходе процессов роста дочерних клеток в зоне деления материнской клетки. «Производные» кокки получают свою сферическую форму другим путем: за счет, так называемого, «редуктивного» деления, когда многократные деления клеток не перемежаются синтезом клеточной стенки в районе стенок (т.е. удлинением). Очевидно, напрашивается вывод, что кокки произошли от палочковидных бактерий в результате потери основного белка MreB, обеспечивающего удлинение стенок.

Чем же выгодно быть сферическим? У сферической формы наименьшее соотношение площади поверхности к объему, это объясняет их малые размеры, потому кокки являются доминирующей группой в микропорах различных типов почв. Это же свойство выгодно при переживании неблагоприятных условий в случае с «производными» кокками. Поскольку шарообразная форма наименее удобна для управляемого движения, кокки, как правило, лишены «органов движения», например, жгутиков. Показано, что сферическая форма позволяет бактериям быстрее распространяться пассивно с током воды, чем бактериям других форм. Эта закономерность объясняет «любовь» кокков образовывать скопления (диплококки – две клетки, стрептококки – нити клеток, стафилококки – гроздья клеток), которые затормаживают пассивное передвижение, а при необходимости агрегация распадается под действием специальных ферментов, разделяющих склеенные между собой клетки (рис. 3).

Палочки. По-видимому, самая удобная (универсальная) для бактерий форма клеток. Большинство исследователей считает палочки исходной в эволюционном плане формой. Подсчитано, что клетки с соотношением длины к диаметру (l/d) около 3.7 испытывают наименьшее сопротивление среды при активном передвижении в жидких средах, более того выгоднее быть длиннее, чем короче, данного соотношения: чтобы испытывать такое же сопротивление среды, как кокки, палочки должны стать в 130 раз длиннее своего диаметра. При соотношении l/d от 3 до 6 наблюдается наибольшая эффективность поглощения питательных веществ из окружающей среды и их внутриклеточного транспорта. Именно таким формам удобно закрепляться на субстрате. Замечено, что очень успешно палочки «собираются» в (печально известные) биопленки.

Многочисленные нитевидные формы это производные палочек, длина стенок которых во много раз превышает диаметр клетки. Нитевидная форма одна из стратегий избегания хищничества со стороны простейших. Длинные, разветвленные формы получают возможность функционально дифференцировать клетку, что способствует более эффективному питанию в случае дефицита определенных элементов питания.

Извитые (спиральные) формы. Бактерии могут становится извитыми разными способами в разных эволюционных линиях прокариот. Например, Helicobacter pylori, вызывающий язву желудка, особыми ферментами (группы Csd) контролируемо разрезает сшивки между нитями в пептидогликановом слое, благодаря чему правильно организованный цилиндр клеточной стенки скручивается в спираль (рис. 4). Интересно, что грамположительные бактерии не имеют ферментов этой группы, к тому же их сшивки между нитями содержат дополнительные (пентаглициновые) мостики, а не сшиты напрямую, как у грамотрицательных бактерий. Эти обстоятельства в некоторой степени объясняют редкость спиральных форм среди грамположительных бактерий.

По-видимому, другой способ скручиваться изобрели Spirochaetae. Сначала было подозрение, что имеющиеся у спирохет жгутики, расположенные в внутреннем пространстве между мембранами (см. рис. 2, межмембранное пространство), ответственны за скручивание клеток. Действительно, было показано, что извитые формы спирохет в виде плоской волны «используют гены» внутренних жгутиков для образования стяжек в нужных местах для придания волнообразной формы клетке. Однако полученные правильно скрученные спиральные мутантные формы без внутренних жгутиков показали, что спиральные спирохеты используют еще какой-то механизм для скручивания. Представляется, что спиральные формы более эффективны при движении в вязкой среде, чем другие формы бактерий.

Изогнутые формы– вибрионы – можно рассматривать как короткие спиральные формы. Но у вибрионов есть покрайней мере еще один способ изогнуться: при помощи «тормозящего» белка кресцетина CreS (см. выше). Ряд исследований показал, что изогнутая форма вибриона способствует активному движению в жидкости и активному поиску лучшего места (хемотаксису).

Помимо общей формы клетки бактерии также могут иметь дополнительные внешние морфологические элементы – жгутики, мембраны, выросты, ножки – отражающие способности прокариот специфически приспосабливаться к определенным условиям жизни, моделируя для себя субнишевые (в экологическом смысле) пространства (рис. 5). Понятно, что целый ряд факторов, таких как свойства среды, способ питания, хищничество со стороны простейших, взаимодействие с субстратом и др. определяют эволюцию формы клеток бактерий. Интересно, что один и тот же тип клеток, как и дополнительных внешних морфологических приспособлений, может обеспечиваться разными структурными элементами оболочки и молекулярными механизмами в ходе эволюции разных таксонов.

Источник

Бактерии

Строение бактерий

Спешу сообщить, что на данный момент установлено однозначно: мезосомы это складки цитоплазматический мембраны, образующиеся только лишь при подготовке бактерий к электронной микроскопии (это артефакты, в живой бактерии их нет).

В состоянии споры бактерии очень устойчивы к изменениям температуры, механическим и химическим факторам. При изменении условий среды на благоприятные, бактерии покидают спору и приступают к размножению.

Энергетический обмен бактерий

Бактерии получают энергию за счет окисления веществ. Существуют аэробные бактерии, живущие в воздушной среде, и анаэробные бактерии, которые могут жить только в условиях отсутствия кислорода.

Получают энергию бактерии путем хемо- или фотосинтеза. Среди хемосинтезирующих бактерий можно встретить нитрифицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии.

Важно заметить, что клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) не осуществляют хемосинтез: клубеньковые бактерии относятся к гетеротрофам.

Среди фотосинтезирующих бактерий особое место принадлежит цианобактериями (сине-зеленым водорослям). Благодаря им сотни миллионов лет назад возник кислород, а с ним и озоновый слой: появилась жизнь на поверхность земли и аэробный тип дыхания (поглощение кислорода), которым мы сейчас с вами пользуемся 🙂

Биотехнология

Бактерии используются для получения антибиотиков (тетрациклина, стрептомицина, грамицидина), широко применяемых в медицине. Бактерии также применяют в пищевой промышленности, где их используют для получения молочнокислых продуктов, алкогольных напитков.

Классификация бактерий по форме

При микроскопии становятся заметны явные отличия форм бактерий.

Размножение бактерий

В ходе бинарного деления бактерия делится на две дочерние клетки, являющиеся генетическими копиями материнской. Деление в среднем происходит раз в 20 минут, популяция бактерий растет в геометрической прогрессии.

Бактериальные инфекции

Многие патогенные бактерии приводят к развитию тяжелых заболеваний у человека. На настоящий момент при бактериальных инфекциях применяются антибиотики, дающие хороший эффект.

От некоторых болезней: дифтерия, коклюш и т.д. разработаны вакцины, дающие стойкий пожизненный иммунитет. После вакцинации образуются антитела к возбудителю, вследствие чего организм становится защищен от подобных инфекций: при встрече с возбудителем человек не заболевает, или переносит болезнь в легкой форме.

К бактериальным инфекциям относятся: чума, дифтерия, туберкулез, коклюш, гонорея, сифилис, тиф, столбняк, брюшной тиф, сальмонеллез, дизентерия, холера. Ниже вы можете видеть возбудителей данных заболеваний и место их локализации в организме.

При проведении медицинских процедур локального кварцевания (облучения УФ отдельных участков) тела следует надевать защитные очки для избежания ожога сетчатки глаза. При кварцевании помещений следует покинуть их по той же причине.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник