Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 10 клас. Задорожний - Нова програма

§ 7. Прокаріотичні організми

Які організми належать до прокаріотів? Які характерні риси мають їхні клітини? Що таке метаболізм? Що відбувається під час процесів бродіння, азотфіксації, фотосинтезу, хемосинтезу? Як розмножуються прокаріоти?

Будова клітини прокаріотів

Прокаріоти є найпростішими клітинними організмами. Ядер у клітинах вони не мають. У клітині обов’язково присутні рибосоми та нуклеоїд (молекула ДНК) (мал. 7.1). Рибосоми вільно плавають у цитоплазмі, а нуклеоїд зазвичай прикріплений в одній точці до клітинної мембрани. У деяких прокаріотів можуть утворюватися інші внутрішньоклітинні структури (хлоросоми, тилакоїди тощо).

Ззовні більшість прокаріотичних клітин вкриті клітинною стінкою. Деякі прокаріоти мають джгутики.

Морфологічні форми прокаріотів

Зовнішня будова прокаріотів не є надто різноманітною. Більшість їх представлена клітинами, які мають вигляд кулі (коки), коми (вібріони) або палички. Трапляються спіральні (спірили та спірохети), ниткоподібні, дископодібні, зірчасті та інші форми (мал. 7.2).

Клітини прокаріотів можуть об’єднуватися в колонії. Часто кількість клітин, які об’єдналися, є характерною для певного виду прокаріотів. Згідно з кількістю об’єднаних клітин та їхньою формою розрізняють диплококи (дві клітини коків), тетракоки (чотири клітини), сарцини (вісім клітин і більше) та інші. Якщо клітини коків об’єднуються у ланцюжки, то їх називають стрептококами. У випадку, коли об’єднання клітин нагадує гроно винограду, це стафілокок.

Мал. 7.1. Будова прокаріотичної клітини

Мал. 7.2. Форми прокаріотичних клітин

Зрідка, але трапляється у прокаріотів і багатоклітинна будова (деякі ціанобактерії). Тіло у таких видів утворене ланцюжками клітин, цитоплазми яких пов’язані між собою. В окремих випадках спостерігається навіть спеціалізація клітин у складі багатоклітинного організму.

Джгутики на поверхні клітин прокаріотів можуть розташовуватися у різний спосіб — на одному кінці клітини, на двох протилежних або по всій її поверхні. Різною може бути і їхня кількість — від однієї до кількох сотень.

Особливості життєдіяльності прокаріотів

За відносно незначної різноманітності морфологічної, тобто зовнішньої, будови прокаріоти мають багато варіантів метаболізму. Вони можуть здійснювати процеси бродіння, азотфіксації, фотосинтезу, хемосинтезу та інші.

Важливою ознакою прокаріотів є те, що вони належать до осмотрофів. Осмотрофи — це організми, які отримують потрібні їм речовини з навколишнього середовища через клітинну мембрану, використовуючи явище осмосу, тобто всисають те, що їм потрібно для їхньої життєдіяльності, всією своєю поверхнею.

Способи розмноження

Прокаріоти розмножуються переважно шляхом простого поділу, коли клітина доростає до певного розміру, а потім ділиться навпіл. При цьому всередині клітини відбувається подвоєння нуклеоїду.

Але цей спосіб не є єдиним. У деяких прокаріотів може відбуватися брунькування. У процесі брунькування на поверхні клітини утворюється невелике випинання, яке збільшується, а потім відокремлюється від материнської клітини, утворюючи новий організм.

У деяких видів живий вміст материнської клітини поділяється на декілька частин, кожна з яких перетворюється на нову клітину {множинний поділ).

Статеве розмноження у прокаріотів відсутнє. Але вони можуть обмінюватися генетичною інформацією іншими способами.

Способи обміну спадковою інформацією

Кон'югація

Безпосередній контакт між двома бактеріальними клітинами за допомогою спеціальних порожнистих трубочок, F-пілей, під час якого генетичний матеріал з однієї клітини переноситься в іншу

Трансформація

Перенесення ДНК, яка була вилучена з клітини (частіше за все під час руйнування клітини), з одних бактеріальних клітин в інші бактеріальні клітини

Трансдукція

Перенос бактеріальних генів з однієї клітини в іншу за допомогою бактеріофага

Отже, тепер ви знаєте

1. Хто такі прокаріоти? 2. Які особливості будови мають прокаріотичні клітини? 3. Якими є особливості морфологічної будови прокаріотів? 4. Які особливості має життєдіяльність прокаріотів? 5. Як розмножуються прокаріоти? 6. Як прокаріоти обмінюються генетичною інформацією? 7*. Яку користь дає прокаріотам обмін генетичною інформацією?

Запитання та завдання

8. Бактеріофаги можуть проникати у прокаріотичні клітини і вбивати їх. А чи можуть бактеріофаги приносити прокаріотам якусь користь? 9*. На малюнку 7.3 показано наслідки введення в організм миші бактерій одного виду. У варіанті А вводили бактерії, що не мають капсули, у варіанті Б — бактерії, які мають капсули, у варіанті В — вбитих бактерій, які мають капсулу, у варіанті Г — суміш убитих бактерій, які мають капсулу, і живих бактерій, які не мають капсули. За формування капсули у бактерій відповідає певний ген. Якщо він у бактерії є, капсула формується. Якщо його немає — капсула відсутня. Чому загинули миші у варіанті Г?

Мал. 7.3. Експеримент з уведення в організм миші різних форм бактерій одного виду