Сделай конспект
Кратко: клетки растений, животных и грибов — эукариотические; их главные различия — клеточная стенка, пластиды, крупная вакуоль и способ питания. Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных частей — ассимиляции и диссимиляции, а ферменты ускоряют реакции.
Конспект по §§11–13
1. Прокариоты и эукариоты
- Прокариоты — организмы без оформленного ядра. Их генетический материал — кольцевая ДНК в нуклеоиде, есть также плазмиды.
- Бактериальная клетка: цитоплазматическая мембрана, клеточная стенка из муреина, цитоплазма, рибосомы, нуклеоид; у некоторых — капсула, жгутики, пили, включения запасных веществ. Мембранных органелл — митохондрий, пластид, ЭПС, комплекса Гольджи — нет.
- Размножение — в основном бинарное деление надвое. Обмен генетическим материалом может происходить при конъюгации.
- Спорообразование — способ переживания неблагоприятных условий, а не размножение: клетка обезвоживается, ДНК уплотняется, образуется плотная оболочка; при благоприятных условиях спора прорастает.
- Роль прокариот в биоценозах: разрушение органики (редуценты), азотфиксация, фотосинтез у цианобактерий, симбиоз, участие в круговороте веществ; некоторые — возбудители болезней.
- Главное отличие прокариот от эукариот — организация генетического материала: у эукариот есть ядро с линейными хромосомами и мембранные органеллы.
2. Сравнение клеток растений, животных и грибов
Все они имеют общего предка, о чём говорят сходство химического состава, клеточное строение, единый генетический код и общие реакции обмена. Но способы питания разошлись: растения — автотрофы, животные и грибы — гетеротрофы.
| Признак | Растения | Животные | Грибы |
|---|---|---|---|
| Клеточная стенка | целлюлозная | отсутствует | хитиновая |
| Пластиды | есть | нет | нет |
| Питание | автотрофное | гетеротрофное | гетеротрофное |
| Основной запасной углевод | крахмал | гликоген | гликоген |
Растительная клетка:
- есть пластиды: хлоропласты — фотосинтез, хромопласты — окраска, лейкопласты — запас;
- толстая клеточная стенка из целлюлозы;
- плазмодесмы — цитоплазматические тяжи, соединяющие соседние клетки;
- крупная вакуоль с клеточным соком регулирует тургор — внутриклеточное давление и водный обмен;
- у высших растений нет центриолей, но есть центры образования микротрубочек.
Животная клетка: нет клеточной стенки и пластид, есть центриоли; гетеротрофное питание.
Грибная клетка: клеточная стенка из хитина, пластид нет, питание гетеротрофное.
Принцип связи строения и питания: автотрофу нужны хлоропласты, а клеточная стенка и вакуоль поддерживают форму; животным важно двигаться и захватывать пищу, поэтому клеточной стенки нет.
3. Обмен веществ и энергии
Гомеостаз — относительное постоянство внутренней среды организма. Например, у человека температура около $+37,^\circ\text{C}$ и $pH \approx 7{,}2$, хотя снаружи может быть $-40,^\circ\text{C}$ или $+40,^\circ\text{C}$.
Метаболизм — совокупность всех реакций обмена веществ и энергии. Он включает:
- Ассимиляцию (анаболизм, пластический обмен) — синтез сложных веществ из простых. Энергия тратится. Примеры: синтез белков, полисахаридов. Интенсивнее идёт в растущем организме.
- Диссимиляцию (катаболизм, энергетический обмен) — распад сложных органических веществ. Энергия выделяется; часть запасается в макроэргических связях АТФ, часть рассеивается в виде тепла.
Ассимиляция и диссимиляция — две стороны единого процесса. Они должны быть сбалансированы: без веществ невозможен распад, без энергии невозможен синтез. Преобладание одного процесса приводит к нарушению обмена и может вызвать заболевание или гибель клетки.
Автотрофы сами синтезируют органические вещества из неорганических, используя энергию света. Гетеротрофы используют готовые органические вещества как источник энергии и строительного материала.
4. Ферменты
- Ферменты — биологические катализаторы, ускоряющие химические реакции в тысячи и миллионы раз. По химической природе это в основном белки.
- Некоторые ферменты состоят только из белка, другие — из белка и кофермента. Кофермент — небелковая часть; это могут быть витамины, ионы металлов.
- В молекуле фермента есть активный центр — участок, который связывает определённое вещество — субстрат. Образуется комплекс «фермент — субстрат», затем он распадается на продукты и свободный фермент. Фермент не расходуется и может работать снова.
- Ферменты специфичны: ускоряют только определённые реакции и работают при определённой температуре и кислотности. Их активность регулируется активаторами и ингибиторами.
- Пример: каталаза разлагает пероксид водорода $H_2O_2$; одна молекула каталазы за 1 мин может расщепить до 5 млн молекул.
- Ферменты находятся в разных частях клетки: ДНК- и РНК-полимеразы — в ядре, ферменты энергетического обмена — в митохондриях, пищеварительные — в лизосомах.
- Изменение активности ферментов вызывает болезни. Пример: при галактоземии не хватает фермента превращения галактозы в глюкозу.
- Ферменты используют в диагностике, пищевой и фармацевтической промышленности.
5. Коротко о вирусах
- Вирусы — неклеточная форма жизни; имеют нуклеиновую кислоту и белковую оболочку — капсид.
- Собственного обмена веществ нет, поэтому вирусы — облигатные внутриклеточные паразиты.
- Бактериофаг: прикрепление к бактерии → введение нуклеиновой кислоты → синтез вирусных белков → сборка → выход из клетки.
- Профилактика вирусных инфекций: вакцинация, гигиена, ограничение контактов.
Как понять и проверить
- Сравнивай клетки по цепочке: есть ли клеточная стенка → из чего она → есть ли пластиды → как питается клетка.
- В обмене веществ задавай вопрос: синтез или распад? Синтез — ассимиляция, энергия тратится; распад — диссимиляция, энергия запасается в АТФ.
- Действие фермента представляй как «ключ — замок»: активный центр подходит только к своему субстрату.
Проверка: у растения есть целлюлозная стенка и пластиды, у животного их нет, у гриба есть хитиновая стенка, но нет пластид. Синтез белка — ассимиляция; окисление глюкозы — диссимиляция.
