Краткий ответ
Прокариоты (бактерии) — клетки без оформленного ядра и мембранных органелл. Их наследственный материал — одна кольцевая молекула ДНК прямо в цитоплазме. Размножаются делением надвое, а спора — это не способ размножения, а «капсула выживания» в плохих условиях.
Ниже — конспект по всем четырём страницам параграфа 5.1: 6 смысловых блоков + логика темы + самопроверка.
Конспект: «Прокариотическая клетка»
1. Кто это и где живут
- Бактерии — типичные прокариотические клетки.
- Обитают повсюду: вода, почва, пищевые продукты, донные котловины океана, вершина Эвереста, льды Арктики и Антарктиды, подземные горячие источники, верхние слои атмосферы.
- Вывод из этого перечня: простое строение ≠ слабая приспособленность. Наоборот, бактерии очень пластичны.
- Бактерии — древнейшие (примитивные) формы жизни; вероятно, появились на самых ранних этапах развития жизни на Земле, сначала — в морях.
- Человек узнал микробы только в XVII в., после изобретения линз с достаточным увеличением; детальное изучение стало возможным позже, с развитием техники.
2. Размеры и форма
Размеры: от $1$ до $10\text{–}15$ мкм.
| Форма | Название |
|---|---|
| шаровидные | кокки |
| вытянутые (палочковидные) | бациллы (палочки) |
| извитые | спириллы |
Скопления — важный видовой признак:
- стрептококк — цепочки клеток (вызывает воспалительные заболевания);
- стафилококк — скопления в виде грозди винограда (поражает дыхательные пути у детей).
По характеру скоплений и особенностям жизнедеятельности микробиологи определяют вид микроорганизма.
3. Строение клетки (главный блок)
Ключевая особенность — нет ядра, ограниченного оболочкой.
- Наследственный аппарат: одна кольцевая молекула ДНК (бактериальная хромосома), погружена в цитоплазму. ДНК не образует комплексов с белками, поэтому почти все гены «работают» непрерывно — информация считывается постоянно.
- Клеточная стенка — из сложного гетерополимерного вещества; снаружи.
- Цитоплазматическая мембрана — отделяет цитоплазму от клеточной стенки.
- Цитоплазма: мембран мало, мембранных органелл нет.
- Рибосомы — обеспечивают синтез белков.
- Ферменты — диффузно рассеяны по цитоплазме или прикреплены к внутренней поверхности мембраны.
- Запасные вещества — полисахариды, жиры, полифосфаты; при необходимости включаются в обмен и продлевают жизнь клетки без внешних источников энергии.
Чего нет: оформленного ядра, митохондрий, пластид, ЭПС, аппарата Гольджи. Пояснение для понимания: у эукариот ДНК упакована с белками в ядре, а реакции «разнесены» по органеллам. У прокариот всё происходит в одном объёме цитоплазмы — отсюда простота и высокая скорость обмена.
4. Физиология (обмен веществ)
Бактерии физиологически очень разнообразны:
- по кислороду: аэробы / анаэробы / могут жить в обоих условиях;
- энергия: дыхание, брожение, фотосинтез;
- у ряда видов есть пигменты;
- многие паразитируют на животных и растениях, вызывая заболевания;
- недавно открыты бактерии, паразитирующие на других бактериях.
5. Размножение
Деление надвое:
- Репликация кольцевой хромосомы;
- удлинение клетки;
- образование поперечной перегородки;
- дочерние клетки расходятся или остаются связанными — цепочки, пакеты и т. п.
Иногда делению предшествует половой процесс: его суть — появление новых комбинаций генов в бактериальной хромосоме.
6. Спорообразование
Когда: при недостатке питательных веществ или избытке продуктов обмена.
Как:
- от материнской клетки отшнуровывается часть цитоплазмы;
- в ней находится хромосома, она окружена мембраной;
- спора покрывается клеточной стенкой, нередко многослойной;
- процессы жизнедеятельности внутри практически прекращаются.
Свойства спор:
- устойчивы к высыханию и резким колебаниям температуры;
- сохраняют жизнеспособность сотни и тысячи лет;
- в благоприятных условиях превращаются в активную клетку.
Примеры:
- споры из древних захоронений (мумии египтян, запасы продуктов в пещерах);
- споры в образцах льда возрастом 10–12 тыс. лет — из них вырастили колонии;
- возбудитель сибирской язвы сохраняется в почве в виде спор более 30 лет и вызывает вспышки при попадании в воду (ирригационные мероприятия).
Значение: спорообразование — этап жизненного цикла, обеспечивающий переживание неблагоприятных условий; кроме того, в виде спор бактерии распространяются ветром и другими способами.
Логика темы: что здесь главное
- Нет ядра → ДНК в цитоплазме → гены работают непрерывно → быстрый обмен веществ и быстрое размножение.
- Простота строения компенсируется разнообразием обмена веществ и устойчивостью спор.
- Спора ≠ размножение. У бактерий спора — форма переживания, а размножаются они делением надвое. (У растений и грибов спора служит для размножения — не путай.)
Проверь себя
- Почему у бактерий почти все гены работают постоянно?
- Чем спора бактерии отличается по смыслу от споры растения?
- Как по внешнему виду колонии можно определить вид бактерии?
Ответы: 1) ДНК не связана с белками и не отделена ядром, поэтому с неё идёт непрерывное считывание. 2) У бактерии спора — для переживания неблагоприятных условий, у растений — для размножения и расселения. 3) По форме и характеру скоплений клеток (цепочки, гроздья и т. п.) вместе с особенностями жизнедеятельности.
