Struktura a funkce prokaryotické buňky. Buněčné organely. Jejich stavba a funkce Struktura typické prokaryotické buňky

Prokaryotické buňky- jedná se o nejprimitivnější, velmi jednoduše strukturované organismy, které si zachovávají rysy hlubokého starověku. NA prokaryotické(nebo prenukleární) organismy zahrnují bakterie a modrozelené řasy (sinice). Na základě podobnosti struktury a ostrých rozdílů od ostatních buněk jsou prokaryota klasifikována do nezávislé říše rozdrcených buněk.

Podívejme se na strukturu prokaryotická buňka jako příklad použijeme bakterie. Genetický aparát prokaryotické buňky je reprezentován DNA jednoho kruhového chromozomu, nachází se v cytoplazmě a není od ní ohraničen membránou. Tento analog jádra se nazývá nukleoid. DNA netvoří komplexy s proteiny a proto „fungují“ všechny geny, které jsou součástí chromozomu, tzn. jsou z nich průběžně čteny informace.

Prokaryotická buňka obklopená membránou oddělující cytoplazmu od buněčné stěny, tvořená komplexní, vysoce polymerní látkou. V cytoplazmě je málo organel, ale jsou přítomny četné malé ribozomy (bakteriální buňky obsahují 5 000 až 50 000 ribozomů).

Struktura prokaryotické buňky

Cytoplazma prokaryotické buňky je prostoupena membránami, které tvoří endoplazmatické retikulum, obsahuje ribozomy, které provádějí syntézu proteinů.

Vnitřní část buněčné stěny prokaryotické buňky je představována plazmatickou membránou, jejíž výběžky do cytoplazmy tvoří mesozomy, které se podílejí na stavbě buněčných stěn, reprodukci a jsou místem uchycení DNA. K dýchání u bakterií dochází v mezozomech a u modrozelených řas v cytoplazmatických membránách.

Mnoho bakterií ukládá do buňky rezervní látky: polysacharidy, tuky, polyfosfáty. Rezervní látky, jsou-li zahrnuty do metabolismu, mohou prodloužit životnost buňky v nepřítomnosti externí zdroje energie.

(1-buněčná stěna, 2-vnější cytoplazmatická membrána, 3-chromozom (kruhová molekula DNA), 4-ribozom, 5-mezosom, 6-invaginace vnější cytoplazmatické membrány, 7-vakuoly, 8-bičíky, 9-vrstvy membrány, ve kterých probíhá fotosyntéza)

Bakterie se zpravidla rozmnožují dělením na dvě části. Po protažení buněk se postupně vytvoří příčná přepážka, která se pokládá ve směru zvenčí dovnitř, poté se dceřiné buňky rozptýlí nebo zůstanou spojeny v charakteristických skupinách - řetízky, pakety atd. Bakterie E. coli zdvojnásobí svůj počet každých 20 minut.

Bakterie se vyznačují tvorbou spór. Začíná oddělením části cytoplazmy od mateřské buňky. Oddělená část obsahuje jeden genom a je obklopena cytoplazmatickou membránou. Kolem spory pak vyroste buněčná stěna, často vícevrstevná. U bakterií dochází k sexuálnímu procesu ve formě výměny genetické informace mezi dvěma buňkami. Sexuální proces zvyšuje dědičnou variabilitu mikroorganismů.

Většina živých organismů je sjednocena v superříši eukaryot, která zahrnuje říši rostlin, hub a zvířat. Eukaryotické buňky jsou větší prokaryotické buňky, sestávají z povrchového aparátu, jádra a cytoplazmy.

Eukaryotická buňka

Eukaryotické(eukaryotické)buňky obsahují jádro koordinující životně důležitou činnost buňky, ve které se nachází dědičný aparát těla, a četné organoidy, vykonávající různé funkce. Většina eukaryot jsou aerobní, to znamená, že pro energetický metabolismus využívají vzdušný kyslík.

V našem článku se podíváme na strukturu prokaryot a eukaryot. Tyto organismy se výrazně liší svou úrovní organizace. A důvodem jsou zvláštnosti struktury genetické informace.

Vlastnosti struktury prokaryotických buněk

Prokaryota jsou všechny živé organismy, jejichž buňky neobsahují jádro. Z pěti novodobých zástupců k nim patří pouze jeden – Bakterie. Mezi prokaryota, o jejichž struktuře uvažujeme, patří také zástupci modrozelených řas a archaea.

Navzdory absenci vytvořeného jádra v jejich buňkách obsahují genetický materiál. To umožňuje ukládání a přenos dědičných informací, ale omezuje rozmanitost způsobů reprodukce. Všechna prokaryota se rozmnožují rozdělením svých buněk na dvě. Nejsou schopny mitózy a meiózy.

Struktura prokaryot a eukaryot

Strukturní rysy prokaryot a eukaryot, které je odlišují, jsou poměrně významné. Kromě struktury genetického materiálu to platí i pro mnohé organely. Eukaryota, která zahrnují rostliny, houby a zvířata, obsahují ve své cytoplazmě mitochondrie, Golgiho komplex, endoplazmatické retikulum a mnoho plastidů. Prokaryota je nemají. Buněčná stěna, kterou mají oba, je odlišná chemické složení. U bakterií obsahuje komplexní sacharidy pektin nebo murein, zatímco u rostlin je na bázi celulózy a u hub je to chitin.

Historie objevů

Strukturní rysy a fungování prokaryot se vědcům dozvěděli až v 17. století. A to přesto, že tito tvorové existují na planetě od jejího vzniku. V roce 1676 je poprvé prozkoumal optickým mikroskopem jeho tvůrce Antonie van Leeuwenhoek. Stejně jako všechny mikroskopické organismy je vědec nazval „zvířata“. Pojem „bakterie“ se objevil až na počátku 19. století. Navrhl to slavný německý přírodovědec Christian Ehrenberg. Pojem „prokaryota“ vznikl později, během éry vytvoření elektronového mikroskopu. Kromě toho vědci nejprve zjistili skutečnost, že existují rozdíly ve struktuře genetického aparátu buněk různých tvorů. E. Chatton v roce 1937 navrhl sjednotit organismy na tomto základě do dvou skupin: pro- a eukaryota. Toto rozdělení existuje dodnes. Ve druhé polovině 20. století byl objeven rozdíl mezi samotnými prokaryoty: archaea a bakterie.

Vlastnosti povrchového aparátu

Povrchový aparát prokaryot se skládá z membrány a buněčné stěny. Každá z těchto částí má své vlastní vlastnosti. Jejich membrána je tvořena dvojitou vrstvou lipidů a bílkovin. Prokaryota, jejichž struktura je dosti primitivní, mají dva typy struktury buněčné stěny. U grampozitivních bakterií se tedy skládá převážně z peptidoglykanu, má tloušťku až 80 nm a těsně přiléhá k membráně. Charakteristickým znakem této struktury je přítomnost pórů v ní, kterými proniká řada molekul. Buněčná stěna gramnegativních bakterií je velmi tenká – maximálně do 3 nm. Nepřiléhá těsně k membráně. Někteří zástupci prokaryot mají slizniční pouzdro i na vnější straně. Chrání organismy před vysycháním, mechanickým poškozením a vytváří dodatečnou osmotickou bariéru.

Organely prokaryot

Buněčná struktura prokaryot a eukaryot má své vlastní významné rozdíly, které primárně spočívají v přítomnosti určitých organel. Tyto trvalé struktury určují úroveň vývoje organismů jako celku. Prokaryota jich většinu postrádají. Syntéza bílkovin v těchto buňkách probíhá v ribozomech. Vodní prokaryota obsahují aerosomy. Jedná se o plynové dutiny, které zajišťují vztlak a regulují stupeň ponoření organismů. Pouze prokaryotické buňky obsahují mesozomy. K těmto záhybům cytoplazmatické membrány dochází pouze při použití chemické metody fixace během přípravy na mikroskopii. Organely pohybu bakterií a archeí jsou řasinky nebo bičíky. A připevnění k substrátu se provádí pili. Tyto struktury tvořené proteinovými válci se také nazývají klky a fimbrie.

Co je nukleoid

Nejvýraznější rozdíl je ale ve struktuře genu prokaryot a eukaryot. všechny tyto organismy mají. U eukaryot se nachází uvnitř vytvořeného jádra. Tato dvoumembránová organela má svou vlastní matrici zvanou nukleoplazma, obal a chromatin. Zde se provádí nejen ukládání genetické informace, ale také syntéza molekul RNA. V jadérkách z nich následně vznikají podjednotky ribozomů – organely odpovědné za syntézu bílkovin.

Struktura prokaryotických genů je jednodušší. Jejich dědičný materiál je reprezentován nukleoidní nebo jadernou oblastí. DNA u prokaryot není zabalena do chromozomů, ale má uzavřenou kruhovou strukturu. Nukleoid také zahrnuje RNA a proteinové molekuly. Posledně jmenované funkce připomínají eukaryotické histony. Podílejí se na duplikaci DNA, syntéze RNA, obnově chemické struktury a zlomech nukleových kyselin.

Rysy života

Prokaryota, jejichž struktura není příliš složitá, provádějí poměrně složité životní procesy. Jedná se o výživu, dýchání, rozmnožování vlastního druhu, pohyb, metabolismus... A toho všeho je schopna pouze jedna mikroskopická buňka, jejíž velikost se pohybuje až do 250 mikronů! O primitivnosti se tedy můžeme bavit jen relativně.

Strukturní rysy prokaryot také určují mechanismy jejich fyziologie. Energii jsou například schopni získávat třemi způsoby. První je fermentace. Provádějí ji některé bakterie. Tento proces je založen na redoxních reakcích, při kterých dochází k syntéze molekul ATP. Jedná se o chemickou sloučeninu, která při rozkladu uvolňuje energii v několika fázích. Ne nadarmo se jí proto říká „mobilní baterie“. Další metodou je dýchání. Podstatou tohoto procesu je oxidace organických látek. Některá prokaryota jsou schopna fotosyntézy. Příkladem jsou modrozelené řasy a řasy, které ve svých buňkách obsahují plastidy. Ale archaea jsou schopné fotosyntézy bez chlorofylu. Během tohoto procesu se oxid uhličitý nefixuje, ale přímo se tvoří molekuly ATP. Takže v podstatě jde o skutečnou fotofosforylaci.

Typ napájení

Formy reprodukce

Prokaryota, jejichž struktura je reprezentována jednou buňkou, se rozmnožují jejím rozdělením na dvě části nebo pučením. Tato vlastnost je dána i jejich strukturou. Procesu binárního štěpení předchází zdvojení neboli replikace DNA. V tomto případě se molekula nukleové kyseliny nejprve rozvine, poté se každé vlákno zduplikuje a výsledné chromozomy se rozcházejí k pólům. Buňky se zvětší, vytvoří se mezi nimi zúžení a pak dojde k jejich konečnému oddělení. Některé bakterie jsou také schopny tvořit buňky nepohlavního rozmnožování – spory.

Bakterie a Archaea: Charakteristické rysy

Po dlouhou dobu byly archaea spolu s bakteriemi zástupci království Drobyanka. Ve skutečnosti mají mnoho podobných strukturních rysů. Jde především o velikost a tvar jejich buněk. Biochemické studie však ukázaly, že mají řadu podobností s eukaryoty. To je povaha enzymů, pod jejichž vlivem dochází k procesům syntézy molekul RNA a proteinů.

Archaea ovládla téměř všechna stanoviště. Jsou zvláště rozmanité ve složení planktonu. Zpočátku byly všechny archaea klasifikovány jako extremofily, protože jsou schopny žít v horkých pramenech, v nádržích s vysokou slaností a v hloubkách se značným tlakem.

Význam prokaryot v přírodě a lidském životě

Role prokaryot v přírodě je významná. Především jsou to první živé organismy, které na planetě vznikly. Vědci zjistili, že bakterie a archaea vznikly asi před 3,5 miliardami let. Teorie symbiogeneze naznačuje, že z nich vznikly i některé organely eukaryotické buňky. Zejména mluvíme o plastidech a mitochondriích.

Mnoho prokaryot najde své uplatnění v biotechnologii získat léky, antibiotika, enzymy, hormony, hnojiva, herbicidy. Člověk již dlouho používá prospěšné vlastnosti bakterie mléčného kvašení pro výrobu sýrů, kefírů, jogurtů a fermentovaných produktů. Pomocí těchto organismů se čistí vodní plochy a půdy a obohacují se rudy různých kovů. Bakterie tvoří střevní mikroflóru lidí a mnoha zvířat. Spolu s archaea provádějí koloběh mnoha látek: dusík, železo, síra, vodík.

Na druhé straně je původcem mnoho bakterií nebezpečné nemoci, regulující počty mnoha druhů rostlin a živočichů. Patří mezi ně mor, syfilis, cholera, antrax, záškrt.

Prokaryota jsou tedy organismy, jejichž buňky nemají vytvořené jádro. Jejich genetický materiál je reprezentován nukleoidem, který se skládá z kruhové molekuly DNA. Mezi moderní organismy patří prokaryota bakterie a archaea.

Všechny živé organismy lze zařadit do jedné ze dvou skupin (prokaryota nebo eukaryota) v závislosti na základní struktuře jejich buněk. Prokaryota jsou živé organismy skládající se z buněk, které nemají buněčné jádro a membránové organely. Eukaryota jsou živé organismy, které obsahují jádro a membránové organely.

Buňka je základní součástí naší moderní definice života a živých věcí. Buňky jsou považovány za základní stavební kameny života a používají se při definování toho, co znamená být „naživu“.

Podívejme se na jednu definici života: „Živé věci jsou chemické organizace složené z buněk a schopné reprodukce“ (Keaton, 1986). Tato definice je založena na dvou teoriích – buněčné teorii a teorii biogeneze. byl poprvé navržen koncem 30. let 19. století německými vědci Matthiasem Jakobem Schleidenem a Theodorem Schwannem. Tvrdili, že všechno živé se skládá z buněk. Teorie biogeneze, navržená Rudolfem Virchowem v roce 1858, uvádí, že všechny živé buňky pocházejí z existujících (živých) buněk a nemohou vznikat spontánně z neživé hmoty.

Složky buněk jsou uzavřeny v membráně, která slouží jako bariéra mezi vnějším světem a vnitřními složkami buňky. Buněčná membrána je selektivní bariéra, což znamená, že umožňuje určitým chemickým látkám procházet a udržovat rovnováhu nezbytnou pro buněčnou funkci.

Buněčná membrána reguluje pohyb chemické substance z buňky do buňky následujícími způsoby:

• difúze (tendence molekul látky minimalizovat koncentraci, to znamená pohyb molekul z oblasti s vyšší koncentrací do oblasti s nižší, dokud se koncentrace nevyrovná);
• osmóza (pohyb molekul rozpouštědla přes částečně propustnou membránu za účelem vyrovnání koncentrace rozpuštěné látky, která se membránou nemůže pohybovat);
• selektivní transport (pomocí membránových kanálů a čerpadel).

Prokaryota jsou organismy sestávající z buněk, které nemají buněčné jádro ani žádné organely vázané na membránu. To znamená, že genetický materiál DNA u prokaryot není vázán v jádře. DNA prokaryot je navíc méně strukturovaná než u eukaryot. U prokaryot je DNA jednookruhová. Eukaryotická DNA je organizována do chromozomů. Většina prokaryot se skládá pouze z jedné buňky (jednobuněčné), ale existuje několik mnohobuněčných. Vědci rozdělují prokaryota do dvou skupin: a.

Typická prokaryotická buňka zahrnuje:

• plazmatická (buněčná) membrána;
• cytoplazma;
• ribozomy;
• bičíky a pili;
• nukleoid;
• plazmidy;

Eukaryota

Eukaryota jsou živé organismy, jejichž buňky obsahují jádro a membránové organely. U eukaryot je genetický materiál umístěn v jádře a DNA je organizována do chromozomů. Eukaryotické organismy mohou být jednobuněčné nebo mnohobuněčné. jsou eukaryota. Mezi eukaryota patří také rostliny, houby a prvoci.

Typická eukaryotická buňka zahrnuje:

• jadérko;

Typ lekce: kombinované.

Metody: verbální, vizuální, praktický, hledání problémů.

Cíle lekce

Vzdělávací: prohloubit znalosti studentů o stavbě eukaryotických buněk, naučit je je aplikovat v praktických hodinách.

Rozvojové: zlepšit schopnosti žáků pracovat s didaktickým materiálem; rozvíjet myšlení studentů nabídkou úkolů pro srovnávání prokaryotických a eukaryotických buněk, rostlinných buněk a živočišných buněk, identifikace podobných a charakteristických znaků.

Zařízení: plakát „Struktura cytoplazmatické membrány“; karty úkolů; handout (struktura prokaryotické buňky, typická rostlinná buňka, struktura živočišné buňky).

Mezioborové vazby: botanika, zoologie, anatomie a fyziologie člověka.

Plán lekce

I. Organizační moment

Kontrola připravenosti na lekci.
Kontrola seznamu studentů.
Sdělte téma a cíle lekce.

II. Učení nového materiálu

Rozdělení organismů na pro- a eukaryota

Buňky mají extrémně rozmanitý tvar: některé jsou kulatého tvaru, jiné vypadají jako hvězdy s mnoha paprsky, jiné jsou protáhlé atd. Buňky se také liší velikostí – od nejmenších, těžko rozlišitelných ve světelném mikroskopu, až po dokonale viditelné pouhým okem (například vajíčka ryb a žab).

Jakékoli neoplozené vejce, včetně obřích zkamenělých dinosauřích vajec, které se uchovávají v paleontologických muzeích, bylo také kdysi živými buňkami. Pokud však mluvíme o hlavních prvcích vnitřní struktura, všechny buňky jsou si navzájem podobné.

Prokaryota (z lat. pro- dříve, dříve, místo a řečtina. karyon– jádro) jsou organismy, jejichž buňky nemají jádro vázané na membránu, tzn. všechny bakterie, včetně archaebakterií a sinic. Celkový počet Druhů prokaryot je asi 6000. Veškerá genetická informace prokaryotické buňky (genoforu) je obsažena v jediné kruhové molekule DNA. Chybí mitochondrie a chloroplasty a funkce dýchání či fotosyntézy, které buňce dodávají energii, plní plazmatická membrána (obr. 1). Prokaryota se množí bez výrazného sexuálního procesu rozdělením na dvě části. Prokaryota jsou schopna provádět řadu specifických fyziologických procesů: fixují molekulární dusík, provádějí mléčné kvašení, rozkládají dřevo a oxidují síru a železo.

Po úvodní konverzaci si studenti zopakují strukturu prokaryotické buňky a porovnají hlavní strukturní znaky s typy eukaryotických buněk (obr. 1).

Eukaryota - jedná se o vyšší organismy, které mají jasně definované jádro, které je od cytoplazmy odděleno membránou (karyomembránou). Eukaryota zahrnují všechna vyšší zvířata a rostliny, stejně jako jednobuněčné a mnohobuněčné řasy, houby a prvoky. Jaderná DNA u eukaryot je obsažena v chromozomech. Eukaryota mají buněčné organely ohraničené membránami.

Rozdíly mezi eukaryoty a prokaryoty

– Eukaryota mají skutečné jádro: genetický aparát eukaryotické buňky je chráněn membránou podobnou membráně samotné buňky.
– Organely obsažené v cytoplazmě jsou obklopeny membránou.

Stavba rostlinných a živočišných buněk

Buňka každého organismu je systém. Skládá se ze tří vzájemně propojených částí: skořápky, jádra a cytoplazmy.

Při studiu botaniky, zoologie a lidské anatomie jste se již seznámili se stavbou různých typů buněk. Pojďme si tento materiál krátce zopakovat.

Cvičení 1. Na základě obrázku 2 určete, kterým organismům a typům tkání odpovídají buňky očíslované 1–12. Co určuje jejich tvar?

Struktura a funkce organel rostlinných a živočišných buněk

Pomocí obrázků 3 a 4 a Biologického slovníku a učebnice studenti doplní tabulku porovnávající živočišné a rostlinné buňky.

Stůl. Struktura a funkce organel rostlinných a živočišných buněk

Buněčné organely	Struktura organel	Funkce	Přítomnost organel v buňkách
			rostliny	zvířat
chloroplast	Je to druh plastidu	Barví rostliny v zelená barva, probíhá v něm fotosyntéza
Leukoplast	Skořápka se skládá ze dvou elementárních membrán; vnitřní, prorůstající do stromatu, tvoří pár thylakoidů	Syntetizuje a akumuluje škrob, oleje, bílkoviny
Chromoplast	Plastidy se žlutou, oranžovou a červenou barvou, barvu mají na svědomí pigmenty - karotenoidy	Červená, žlutá barva podzimního listí, šťavnaté ovoce atd.
	Zaujímá až 90 % objemu zralé buňky, naplněné buněčnou mízou	Udržování turgoru, akumulace rezervních látek a metabolických produktů, regulace osmotického tlaku atd.
Mikrotubuly	Skládá se z proteinu tubulin, který se nachází v blízkosti plazmatické membrány	Podílejí se na ukládání celulózy na buněčných stěnách a pohybu různých organel v cytoplazmě. Při buněčném dělení tvoří mikrotubuly základ struktury vřeténka
Plazmová membrána (PMM)	Skládá se z lipidové dvojvrstvy prostoupené proteiny ponořenými v různých hloubkách	Bariéra, transport látek, komunikace mezi buňkami
Hladký EPR	Systém plochých a odbočných trubek	Provádí syntézu a uvolňování lipidů
Hrubý EPR	Své jméno získal díky mnoha ribozomům umístěným na jeho povrchu.	Syntéza, akumulace a transformace bílkovin pro uvolnění z buňky ven
	Obklopen dvojitou jadernou membránou s póry. Vnější jaderná membrána tvoří s ER membránou spojitou strukturu. Obsahuje jedno nebo více jadérek	Nosič dědičné informace, centrum pro regulaci buněčné aktivity
Buněčná stěna	Skládá se z dlouhých molekul celulózy uspořádaných do svazků nazývaných mikrofibrily	Vnější rám, ochranný plášť
Plasmodesmata	Drobné cytoplazmatické kanály, které pronikají buněčnými stěnami	Spojte protoplasty sousedních buněk
Mitochondrie		Syntéza ATP (akumulace energie)
Golgiho aparát	Skládá se z hromady plochých vaků nazývaných cisterny nebo diktyozomy	Syntéza polysacharidů, tvorba CPM a lysozomů
Lysozomy		Intracelulární trávení
Ribozomy	Skládají se ze dvou nestejných podjednotek - velké a malé, do kterých se mohou disociovat	Místo biosyntézy bílkovin
Cytoplazma	Skládá se z vody s velkým množstvím rozpuštěných látek obsahujících glukózu, bílkoviny a ionty	Ukrývá další buněčné organely a provádí všechny procesy buněčného metabolismu.
Mikrovlákna	Vlákna vyrobená z proteinu aktinu, obvykle uspořádaná ve svazcích blízko povrchu buněk	Podílet se na hybnosti buněk a změně tvaru
Centrioly	Může být součástí mitotického aparátu buňky. Diploidní buňka obsahuje dva páry centriol	Podílet se na procesu buněčného dělení u zvířat; v zoosporách řas, mechů a prvoků tvoří bazální tělíska řasinek
Microvilli	Výčnělky plazmatické membrány	Zvýšit vnější povrch buňky, mikroklky spolu tvoří hranici buňky

závěry

1. Buněčná stěna, plastidy a centrální vakuola jsou jedinečné pro rostlinné buňky.
2. Lysozomy, centrioly, mikroklky jsou přítomny především pouze v buňkách živočišných organismů.
3. Všechny ostatní organely jsou charakteristické pro rostlinné i živočišné buňky.

Struktura buněčné membrány

Buněčná membrána se nachází vně buňky a odděluje ji od vnějšího nebo vnitřního prostředí těla. Jejím základem je plasmalema (buněčná membrána) a sacharidovo-proteinová složka.

Funkce buněčné membrány:

– udržuje tvar buňky a dodává mechanickou pevnost buňce a tělu jako celku;
- chrání buňku před mechanickým poškozením a vstupem škodlivých látek do ní;
– provádí rozpoznávání molekulárních signálů;
– reguluje metabolismus mezi buňkou a prostředím;
– provádí mezibuněčnou interakci v mnohobuněčném organismu.

Funkce buněčné stěny:

– představuje vnější rám – ochranný plášť;
– zajišťuje transport látek (buněčnou stěnou prochází voda, soli a molekuly mnoha organických látek).

Vnější vrstva živočišných buněk je na rozdíl od buněčných stěn rostlin velmi tenká a elastická. Není viditelný pod světelným mikroskopem a skládá se z různých polysacharidů a proteinů. Povrchová vrstva živočišných buněk se nazývá glykokalyx, plní funkci přímého spojení živočišných buněk s vnějším prostředím, se všemi látkami, které jej obklopují, neplní však roli podpůrnou.

Pod glykokalyxou živočišné buňky a buněčnou stěnou rostlinné buňky se nachází plazmatická membrána hraničící přímo s cytoplazmou. Plazmatická membrána se skládá z proteinů a lipidů. Jsou uspořádány uspořádaně v důsledku různých chemických interakcí mezi sebou. Molekuly lipidů v plazmatické membráně jsou uspořádány ve dvou řadách a tvoří souvislou lipidovou dvojvrstvu. Molekuly bílkovin netvoří souvislou vrstvu, jsou umístěny v lipidové vrstvě a noří se do ní do různých hloubek. Molekuly proteinů a lipidů jsou mobilní.

Funkce plazmatické membrány:

– tvoří bariéru, která odděluje vnitřní obsah buňky od vnější prostředí;
– zajišťuje transport látek;
– zajišťuje komunikaci mezi buňkami v tkáních mnohobuněčných organismů.

Vstup látek do buňky

Povrch buňky není souvislý. V cytoplazmatické membráně jsou četné drobné dírky - póry, kterými mohou s pomocí speciálních proteinů nebo bez nich pronikat do buňky ionty a malé molekuly. Některé ionty a malé molekuly se navíc mohou dostat do buňky přímo přes membránu. Vstupem nejdůležitějších iontů a molekul do buňky není pasivní difúze, ale aktivní transport, vyžadující energetický výdej. Transport látek je selektivní. Selektivní permeabilita buněčné membrány se nazývá polopropustnost.

Podle fagocytóza Do buňky vstupují velké molekuly organických látek, jako jsou proteiny, polysacharidy, částice potravy a bakterie. Fagocytóza se vyskytuje za účasti plazmatické membrány. V místě, kde se povrch buňky dostane do kontaktu s částicí jakékoli husté látky, se membrána ohne, vytvoří prohlubeň a obklopí částici, která je ponořena uvnitř buňky v „membránovém pouzdru“. Vzniká trávicí vakuola a v ní se tráví organické látky vstupující do buňky.

Améby, nálevníky a leukocyty zvířat a lidí se živí fagocytózou. Leukocyty absorbují bakterie a také různé pevné částice, které se náhodně dostanou do těla, a tím ho chrání před patogenními bakteriemi. Buněčná stěna rostlin, bakterií a modrozelených řas brání fagocytóze, a proto u nich tato cesta vstupu látek do buňky není realizována.

Přes plazmatickou membránu pronikají do buňky také kapky kapaliny obsahující různé látky v rozpuštěném a suspendovaném stavu.Tento jev byl tzv. pinocytóza. Proces absorpce tekutin je podobný fagocytóze. Kapka kapaliny je ponořena do cytoplazmy v „membránovém obalu“. Organické látky, které vstupují do buňky spolu s vodou, začínají být tráveny pod vlivem enzymů obsažených v cytoplazmě. Pinocytóza je v přírodě rozšířená a provádějí ji buňky všech zvířat.

III. Posílení naučeného materiálu

Na jaké dvě velké skupiny jsou všechny organismy rozděleny podle struktury jejich jádra?
Které organely jsou charakteristické pouze pro rostlinné buňky?
Které organely jsou jedinečné pro živočišné buňky?
Jak se liší struktura buněčné membrány rostlin a živočichů?
Jaké jsou dva způsoby vstupu látek do buňky?
Jaký význam má fagocytóza pro zvířata?

Prokaryotické buňky byly prvními živými organismy, které se objevily na Zemi, mají nejjednodušší strukturu. Dnes mezi prokaryota (prenukleární) patří bakterie a archaea, všechno jsou to jednobuněčné organismy (zřídka tvoří kolonie). Sinice (aka modrozelené řasy) jsou klasifikovány jako bakterie v řadě kmenů.

Prokaryota jsou netaxonomická skupina organismů, která spojuje bakterie a archaea kvůli jejich nedostatku jádra. Bakterie a archaea jsou klasifikovány do různých superříší (domén), liší se od sebe v mnoha biochemických procesech a předpokládá se, že mají různé evoluční cesty. Kromě nich jsou třetí superříší eukaryota.

Prokaryotické buňky jsou menší než eukaryotické buňky.

Nemají jádro, skutečné membránové organely ani buněčné centrum. Řada skupin bakterií má invaginace cytoplazmatické membrány, které plní různé funkce v důsledku lokalizace určitých enzymů na nich. Sinice mají fotosyntetické membrány (vezikuly, tylakoidy, chromatofory) vytvořené z buněčné membrány. Mohou s ní zůstat v kontaktu, nebo mohou být izolováni.

Genetický materiál prokaryot se nachází v cytoplazmě. Jeho hlavní objem je soustředěn v nukleoidu - kruhové molekule DNA, na jednom místě připojeném k cytoplazmatické membráně. Není spojen s histonovými proteiny jako u eukaryot. V prokaryotických buňkách je implementace genetické informace regulována odlišně. Kromě nukleoidu existují také plazmidy (malé kruhové molekuly DNA). Téměř veškerá DNA je transkribována (zatímco u eukaryot obvykle méně než polovina).

Prokaryota jsou téměř vždy haploidní. Nové buňky vznikají binárním štěpením, před kterým se nukleoid zdvojnásobí. Prokaryota nemají procesy mitózy a meiózy.

Jejich ribozomy jsou menší než eukaryota.

Cytoplazma prokaryot je téměř nehybná. Améboidní pohyb není typický.

Látky vstupují do prokaryotické buňky osmózou.

Existují autotrofy a heterotrofy. Autotrofní způsob výživy se provádí nejen fotosyntézou, ale také chemosyntézou (energie nepochází ze slunečního záření, ale ze chemické reakce oxidace různých látek).

Podle symbiotické hypotézy se v procesu evoluce mitochondrie a plastidy vyvinuly z určitých skupin prokaryotických buněk, které napadly jinou buňku.

Bakteriální buňky mají různé tvary (tyčovité, kulaté, svinuté atd.). Mají složitou buněčnou membránu (skládající se z buněčné stěny, pouzdra, slizničního obalu), bičíků a klků.