Ботаника - Андреева И.И.
ISBN 5-9532-0015-3
Скачать (прямая ссылка):
Контрольные вопросы. 1. В чем отличия между искусственными, естественными и генеалогическими сисю мам и? 2. Что такое бинарная номенклатура? 3. Каковы объекты ботаники л современной системе органического мира?
Глава 8
НАДЦАРСТВО ПРЕДЪЯДЕРНЫЕ — РИОСАВЮТА
§ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Предъядерные, прокариоты, — организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра. Прокариоты—самые примитивные клеточные организмы. Они были единственной формой жизни на Земле в течение 2 млрд лет. Насчитывается около 3000 видов прокариот. Эго одноклеточные, колониальные и нитчатые организмы. В отличие от эукариот среди прокариот нет истинно многоклеточных организмов. Нитчатые структуры, как и колонии, образуются в результате неполного разделения клеточных стенок после деления. Плазмодесмы между ними встречаются очень редко (только у нескольких видов цианобактерий). Нити и колонии часто. окружены общей слизистой капсулой.
Прокариотические клетки мельче эукариотических на порядок (0,5...5 мкм). В цитоплазме прокариот еще не прошел процесс ком-партментации — здесь нет внутриклеточных мембранных систем, а следовательно, и оформленных органелл (рис. 102). Нетхлоропла-стов, митохондрий, аппарата Гольджи, эпдоилазматической сети и центриолей, имеющихся у эукариот. Рибосомы располагаются в цитоплазме свободно, они мельче, чем у эукариот, и отличаются по числу белков. Цитоплазма ограничена наружной цитоплазматической мембраной, складчатое виячивание которой (мезосома) выполняет функции митохондрии. Наружная мембрана образует ряд складок внутри цитоплазмы, они увеличивают поверхность при-
крепления ферментов и пространственно разделяют ферментативные реакции. С мембраной связаны также биосинтез клеточной стенки и слизистой капсулы, выделение экзоферментов, деление и спорообразование. Прокариоты не имеют пластид. У фототрофных прокариот фотосинтетический аппарат образован мембранными структурами — тилакоидами, трубочками, пузырьками, которые находятся непосредственно в цитоплазме. На них сосредоточены фо-тосинтетические пигменты: бактериохлорофиллы и каротиноиды, по своему составу отличные от пигментов растений.
Аналог ядра — генофор, или нуклеоид, — структура, состоящая из одной гигантской кольцевой молекулы ДНК, белков и РНК. Молекула ДНК закреплена на цитоплазматической мембране с помощью специфических белков и соответствует примитивной хромосоме (бактериальная хромосома). У прокариот не обнаружены белки-гистоны, входящие в состав иуютеопротеидов. Содержание ДНК намного меньше, чем в эукариотической клетке, а следовательно, меньше и объем закодированной информации. В среднем бактериальная клетка содержит несколько тысяч генов, что примерно в 500 раз меньше, чем в клетке человека. Большинство генов уникальны, повторяются гены, кодирующие тРНК и рРНК. Повторяемость, от которой зависит скорость синтеза, на три-четыре порядка меньше, чему эукариот.
Митоз и мейоз отсутствуют. Половой процесс у прокариот неизвестен. Размножаются они делением клеток надвое в результате образования поперечной перегородки. Этому предшествует удвоение (репликация) ДНК. Две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной, которая выполняет ту же функцию, что и ахроматиновое веретено у эукариот (рис. 103).
Клеточная стенка жесткая, но вместе с тем эластичная и может изгибаться. В составе клеточных стенок нет целлюлозы и хитина, характерных для растений и грибов. Опорный каркас стенок образован гликопептидом муреином, образующим сложную трехмерную структуру. На муреиновом каркасе располагаются молекулы фосфолипидов, липополисахаридов, липопротеидов. Жесткая (ригидная) клеточная стенка позволяет клеткам сохранять постоянную форму. Клетки многих прокариот имеют жгутики, с помощью которых они передвигаются (скользят).
Прокариоты отличаются от эукариот и физиологически. Окислительные процессы ограничены у многих брожением. Некоторые обладают способностью фиксировать атмосферный азот.
Несмотря на четкие отличия и отсутствие переходных форм, прокариоты и эукариоты имеют много общего, что позволяет отнести их к единой клеточной системе организации живого. Клетки тех и других одеты цитоплазматической мембраной, регулирующей благодаря полупроницаем ости транспорт веществ между цитоплазмой и внешней средой; синтез белков происходит на рибосомах, сходны синтез РНК, удвоение ДНК, биоэнергетические процессы.
Прокариоты, по-видимому, первые организмы, появившиеся на Земле. Их древнейшие остатки обнаружены в докембрийских
Рис. 102. Схема бактериальной клетки при электронной микроскопии:
1 — бактериальная ДНК; 2— цитоплазма; J—-мезосома; 4 —рибосомы; 5—газовые вакуоли; 6— парахро-матофор (я — тилакоидк, б — фико-билисомы); 7— цитоплазматическая мембрана; 8 — клеточная стенка; 9— гранулы включений
Рис. 103. Схема прикрепления бактериальной ДНК к наружной плазматической мембране и способ ее распределения между дочерними клетками:
1— клеточная стейка; 2 — плазматическая мембрана; 3 — цитоплазма; 4 — молекула ДНК
