Vznik jednobunkových. Najjednoduchšie jednobunkové. Metódy a metodologické techniky

1. Úvod………………………………………………………………………………..2

2. Evolúcia života na Zemi………………………………………………………………3

2.1. Evolúcia jednobunkových organizmov………………………………………3

2.2. Evolúcia mnohobunkových organizmov………………………………..6

2.3. Evolúcia sveta rastlín……………………………………………….8

2.4. Evolúcia sveta zvierat………………………………………………...10

2.5 Vývoj biosféry………………………………………..……….…….12

3. Záver……………………………………………………………………………….18

4. Referencie……………………………………………………………………….19

Úvod.

Často sa zdá, že organizmy sú úplne vydané na milosť a nemilosť životnému prostrediu: prostredie im stanovuje limity a v rámci týchto limitov musia buď uspieť, alebo zahynúť. Ale samotné organizmy ovplyvňujú životné prostredie. Menia ho priamo počas svojej krátkej existencie a počas dlhých období evolúcie. Je známe, že heterotrofy absorbovali živiny z primárneho „bujónu“ a že autotrofy prispeli k vzniku oxidačnej atmosféry, čím pripravili podmienky pre vznik a vývoj dýchacieho procesu.

Prítomnosť kyslíka v atmosfére spôsobila tvorbu ozónovej vrstvy. Ozón vzniká z kyslíka pod vplyvom ultrafialového žiarenia zo Slnka a funguje ako filter, ktorý zachytáva ultrafialové žiarenie škodlivé pre bielkoviny a nukleové kyseliny a bráni mu dostať sa na zemský povrch.

Prvé organizmy žili vo vode a voda ich chránila absorbovaním energie ultrafialového žiarenia. Prví osadníci zeme tu nachádzali dostatok slnečného svetla a minerálov, takže na začiatku boli prakticky bez konkurencie. Stromy a trávy, ktoré čoskoro pokryli vegetatívnu časť zemského povrchu, doplnili zásoby kyslíka v atmosfére, navyše zmenili charakter prúdenia vody na Zemi a urýchlili tvorbu pôd z hornín. Obrovský krok k evolúcii života bol spojený so vznikom hlavných biochemických metabolických procesov - fotosyntézy a dýchania, ako aj s vytvorením eukaryotickej bunkovej organizácie obsahujúcej jadrový aparát.

Evolúcia života na Zemi.

2.1 Evolúcia jednobunkových organizmov.

Najstaršie baktérie (prokaryoty) existovali už asi pred 3,5 miliardami rokov. Doteraz prežili dve rodiny baktérií: staroveké alebo archaebaktérie (halofilné, metánové, termofilné) a eubaktérie (všetky ostatné). Jedinými živými bytosťami na Zemi boli teda 3 miliardy rokov primitívne mikroorganizmy. Možno to boli jednobunkové tvory podobné moderným baktériám, ako je Clostridium, žijúce na báze fermentácie a využívania energeticky bohatých organických zlúčenín, ktoré vznikajú abiogénne pod vplyvom elektrických výbojov a ultrafialových lúčov. V dôsledku toho boli v tejto dobe živé bytosti konzumentmi organických látok, nie ich výrobcami.

Obrovský krok k evolúcii života bol spojený so vznikom hlavných biochemických metabolických procesov - fotosyntézy a dýchania a s vytvorením bunkovej organizácie obsahujúcej jadrový aparát (eukaryoty). Tieto „vynálezy“, uskutočnené v raných štádiách biologickej evolúcie, vo veľkej miere prežili v moderných organizmoch. Metódy molekulárnej biológie vytvorili pozoruhodnú uniformitu biochemických základov života s obrovským rozdielom v iných organizmoch. Bielkoviny takmer všetkých živých vecí sa skladajú z 20 aminokyselín. Nukleové kyseliny kódujúce proteíny sú zostavené zo štyroch nukleotidov. Biosyntéza bielkovín prebieha podľa jednotnej schémy, miestom ich syntézy sú ribozómy, zahŕňa i-RNA a t-RNA. Prevažná väčšina organizmov využíva energiu oxidácie, dýchania a glykolýzy, ktorá je uložená v ATP.

Rozdiel medzi prokaryotmi a eukaryotmi spočíva aj v tom, že tie prvé môžu žiť ako v anoxickom prostredí, tak aj v prostredí s rôznym obsahom kyslíka, kým eukaryoty až na výnimky kyslík vyžadujú. Všetky tieto rozdiely boli významné pre pochopenie raných štádií biologickej evolúcie.

Porovnanie prokaryotov a eukaryotov z hľadiska potreby kyslíka vedie k záveru, že prokaryoty vznikli v období, keď sa menil obsah kyslíka v prostredí. V čase, keď sa objavili eukaryoty, bola koncentrácia kyslíka vysoká a relatívne konštantná.

Prvé fotosyntetické organizmy sa objavili asi pred 3 miliardami rokov. Títo boli anaeróbne baktérie, prekurzory moderných fotosyntetických baktérií. Predpokladá sa, že tvorili najstaršie prostredia známych stromatolitov. Kombinácia prostredia s dusíkatými organickými zlúčeninami spôsobila objavenie sa živých bytostí schopných využívať vzdušný dusík. Takéto organizmy, ktoré môžu existovať v prostredí úplne bez organického uhlíka a zlúčenín dusíka, sú fotosyntetické modrozelené riasy viažuce dusík. Tieto organizmy vykonávajú aeróbnu fotosyntézu. Sú odolné voči kyslíku, ktorý produkujú a dokážu ho využiť na vlastný metabolizmus. Keďže modrozelené riasy vznikli v období kolísania koncentrácie kyslíka v atmosfére, je dosť možné, že ide o prechodné organizmy medzi anaeróbmi a aeróbmi.

Fotosyntetická aktivita primárnych jednobunkových organizmov mala tri dôsledky, ktoré mali rozhodujúci vplyv na celý ďalší vývoj živých organizmov. Po prvé, fotosyntéza oslobodila organizmy od konkurencie o prirodzené zásoby abiogénnych organických zlúčenín, ktorých počet v prostredí sa výrazne znížil. Autotrofná výživa, ktorá sa vyvinula fotosyntézou, a skladovanie hotových živín v rastlinných tkanivách potom vytvorili podmienky pre vznik obrovskej rozmanitosti autotrofných a heterotrofných organizmov. Po druhé, fotosyntéza zabezpečila nasýtenie atmosféry dostatočným množstvom kyslíka pre vznik a vývoj organizmov, ktorých energetický metabolizmus je založený na procesoch dýchania. Po tretie, v dôsledku fotosyntézy sa v hornej časti atmosféry vytvorila ozónová clona, ​​ktorá chránila pozemský život pred ničivým ultrafialovým žiarením vesmíru.

Ďalším významným rozdielom medzi prokaryotmi a eukaryotmi je, že u eukaryotov je ústredným mechanizmom metabolizmu dýchanie, zatiaľ čo u väčšiny prokaryotov sa energetický metabolizmus uskutočňuje vo fermentačných procesoch. Porovnanie metabolizmu prokaryotov a eukaryotov vedie k záveru o evolučnom vzťahu medzi nimi. Pravdepodobne sa anaeróbna fermentácia objavila v skoršom štádiu vývoja. Po objavení sa dostatočného množstva voľného kyslíka v atmosfére sa aeróbny metabolizmus ukázal ako oveľa výnosnejší, pretože oxidácia uhlíka zvyšuje výťažok biologicky užitočnej energie 18-krát v porovnaní s fermentáciou. K anaeróbnemu metabolizmu sa tak pripojil aeróbny spôsob získavania energie jednobunkovými organizmami.

Nie je presne známe, kedy sa eukaryotické bunky objavili, podľa výskumov môžeme povedať, že ich vek je asi pred 1,5 miliardou rokov.

Vo vývoji jednobunkovej organizácie sa rozlišujú medzistupne spojené s komplikáciou štruktúry organizmu, zlepšením genetického aparátu a metódami reprodukcie.

Najprimitívnejšie štádium - agamickú arakaryoginaya - predstavuje kyanid a baktérie. Morfológia týchto organizmov je v porovnaní s inými jednobunkovými organizmami najjednoduchšia. Už v tomto štádiu sa však objavuje diferenciácia na cytoplazmu, jadrové elementy, bazálne zrná a cytoplazmatickú membránu. U baktérií je známa výmena genetického materiálu prostredníctvom konjugácie. Široká škála bakteriálnych druhov, schopnosť existovať vo väčšine rozdielne podmienky prostredia svedčia o vysokej prispôsobivosti ich organizácie.

Ďalšie štádium – agamické eukaryogické – je charakterizované ďalšou diferenciáciou vnútornej štruktúry s tvorbou vysoko špecializovaných organel (membrány, jadro, cytoplazma, ribozómy, mitochondrie atď.). Zvlášť významný tu bol vývoj jadrového aparátu - tvorba pravých chromozómov v porovnaní s prokaryotmi, v ktorých je dedičná látka difúzne distribuovaná po celej bunke. Toto štádium je typické pre prvoky, ktorých progresívny vývoj sa uberal cestou zvyšovania počtu identických organel (polymerizácia), zvyšovania počtu chromozómov v jadre (polyploidizácia), objavovania sa generatívnych a vegetatívnych jadier - makronuklea (jadrové dualizmus). Medzi jednobunkovými eukaryotickými organizmami existuje veľa druhov s agamickým rozmnožovaním (améba holá, pakorene semenníkov, bičíkovce).

Progresívnym javom vo fylogenéze prvokov bol vznik pohlavného rozmnožovania (gamogónie), ktorý sa líši od bežnej konjugácie. Protozoá majú meiózu s dvoma deleniami a prekrížením na úrovni chromatíd a tvoria sa gaméty s haploidnou sadou chromozómov. U niektorých bičíkovcov sú gaméty takmer na nerozoznanie od nepohlavných jedincov a stále nedochádza k deleniu na samčie a samičie gaméty, t.j. pozoruje sa izogamia. Postupne v priebehu progresívnej evolúcie dochádza k prechodu od izogamie k anizogamii, čiže deleniu generatívnych buniek na ženské a mužské a k anizogamnej kopulácii. Fúzia gamét vytvára diploidnú zygotu. V dôsledku toho u prvokov došlo k prechodu z agamického eukaritického štádia do zygotického štádia - počiatočného štádia xenogamie (rozmnožovanie krížovým oplodnením). Následný vývoj už mnohobunkových organizmov šiel cestou zdokonaľovania metód xenogamnej reprodukcie.

Poučenie

Pred viac ako 3,5 miliardami rokov sa v hlbinách mora objavili prvé živé organizmy pozostávajúce z jedinej bunky. Niektorí veria, že spóry jednobunkových organizmov mohli skončiť na Zemi pomocou meteoritov, ktoré prišli z vesmíru. Väčšina vedcov spája vznik života s tým, čo sa deje v atmosfére a oceánoch. chemické reakcie.

Telo pozostávajúce len z jednej bunky je holistický organizmus s mikroskopickými rozmermi, no v triedach prvokov sa vyskytujú druhy, ktoré dosahujú dĺžky niekoľko milimetrov až centimetrov. Medzi týmito organizmami sa rozlišujú samostatné triedy, ktoré sa vyznačujú určitými vlastnosťami.

Améba je bezfarebná hrudka, ktorá neustále mení tvar a žije v sladkej vode. Prolegy pomáhajú tomuto organizmu, ktorý žije v bahne a na listoch hnijúcich rastlín, ticho prúdiť na iné miesto. Améby sa živia riasami a baktériami a rozmnožujú sa rozdelením na dve časti.

Štruktúra ostatných zástupcov najjednoduchších - nálevníkov je komplikovanejšia. Bunka týchto organizmov obsahuje dve jadrá, ktoré vykonávajú rôzne funkcie a mihalnice, ktoré majú, sú dopravným prostriedkom.

Pripomína elegantné dámske topánky, má nemenný tvar tela a žije v plytkej stojatej vode. Početné riasy usporiadané v pravidelných radoch sa pohybujú vo vlnách a topánka sa pohybuje. Infusoria sa živí baktériami, jednobunkovými riasami, odumretou organickou hmotou (detritus). Riasinky pomáhajú potrave dostať sa do úst, ktoré sa potom presúva do hltana. Papuča je nenásytná, ak žije v priaznivých podmienkach. o asexuálne rozmnožovanie telo nálevníkov je v priečnom smere rozdelené na polovicu a dcérske jedince sa začínajú vyvíjať nanovo. Ale po niekoľkých generáciách bude takéto rozmnožovanie nahradené sexuálnym procesom nazývaným konjugácia.

Telo zástupcov triedy bičíkovcov, pokryté elastickou membránou, určuje jeho tvar. Tieto prvoky majú jeden alebo viac bičíkov a jadier. Reprodukcia závisí od typu jednobunkového organizmu.

Euglena zelená žije v stojatej sladkej vode. Vďaka aerodynamickému tvaru tela pláva rýchlo. Jediný bičík umiestnený vpredu, zaskrutkovaný do vody, prispieva k pohybu. Tento najjednoduchší organizmus sa živí špeciálnym spôsobom, čo mu pomáha prežiť v rôznych podmienkach existencie. Najviac osvetlené oblasti, kde je telo orla s obsahom chlorofylu usporiadané pre priaznivú fotosyntézu, nájde pomocou svetlocitlivého červeného oka. Ak euglena zostane dlho v tme, chlorofyl sa zničí. V takýchto prípadoch slúži organická hmota ako prostriedok výživy. Rozmnožuje sa delením buniek v pozdĺžnom smere na dve časti. Ak sú podmienky priaznivé, tento jednobunkový tvor sa dokáže rozmnožovať každý deň.

Záhadná skupina mikroskopických jednobunkových organizmov, považovaná za podkráľovstvo živočíšnej ríše a niekedy oddelená do samostatnej ríše.

Najjednoduchšie jednobunkové

Prvýkrát sa o existencii prvokov dozvedeli ľudia v 7. storočí z objavu holandského prírodovedca, práve jemu sa ako prvému dostalo pocty pozorovať ich v kvapke vody, v ním vynájdenom mikroskope.

Počas mnohých rokov vývoja biológie, s príchodom elektrónovej mikroskopie a genetiky, bola táto skupina organizmov stále viac skúmaná a jej taxonómia prešla významnými zmenami.

Dnes sú čoraz viac definované v samostatnom kráľovstve, pretože medzi najjednoduchšími jednobunkovými organizmami sú organizmy, ktoré majú vlastnosti odlišné od vlastností zvierat. Napríklad Euglena zelená má schopnosť fotosyntézy, ktorá je charakteristická pre rastliny. Alebo napríklad druh Labyrinthula – kedysi sa pripisoval hubám.

Bunka najjednoduchšieho jednobunkového organizmu má organizáciu spoločnú pre eukaryotické bunky. Ale aj väčšina prvokov má špecifické organely:

• kontraktilné vakuoly, ktoré slúžia na odstránenie prebytočnej tekutiny a udržiavanie požadovaného osmotického tlaku;
• rôzne organely pohybu: bičíky, riasinky a pseudopódia (pseudopódie). Prolegy, ako už názov napovedá, nie sú skutočné organely, sú to len výbežky bunky.

Podkráľovstvo (alebo ríša) Najjednoduchšie jednobunkové zastúpené 7 hlavnými typmi:

Pozrime sa na typy podrobnejšie.

Typ Sarcomastigophora

Delí sa na tri podtypy: Flagella, Opalina, Sarcod.

Flagella- skupina organizmov, ako už z názvu vyplýva, vyznačujú sa spoločnými organoidmi pohybu - bičíkmi.

Biotopy: sladké vody, moria, pôdy. Existujú bičíky, ktoré žijú v mnohobunkových organizmoch. Bičíky sa vyznačujú zachovaním stáleho tvaru tela vďaka pelikule, čiže škrupine.

Rozmnožujú sa hlavne nepohlavne: pozdĺžnym delením na dve časti.

Druhy výživy heterotrofné, autotrofné, mixotrofné.

Pozrime sa na štruktúru s príkladom Euglena zelená.

• Vyznačuje sa mixotrofným (zmiešaným) typom výživy.
• Existujú špeciálne organely – chromatofóry obsahujúce chlorofyl, v ktorých prebieha proces fotosyntézy podobne ako pri fotosyntéze rastlín.
• V súvislosti so schopnosťou fotosyntézy má Euglena zelená svetlocitlivú organelu - stigmu, niekedy sa jej hovorí aj svetlocitlivé oko.
• Odstránenie prebytočnej tekutiny nastáva v dôsledku práce kontraktilnej vakuoly.

Niektoré typy trypanozómov spôsobujú spavá choroba. Nosičom africkej trypanozomiázy (ako sa toto ochorenie vedecky nazýva) je mucha tse-tse. Toto je krv sajúci hmyz.

trypanozómy. Plávajú a spôsobujú nebezpečnú chorobu.

Giardia. Vyzerá ako hruška. Mnemotechnické pravidlo: giardia je vo forme hrušky, preto, aby ste sa nenakazili, je potrebné hrušku umyť.

Sarkódy sú prvoky, ktoré nemajú stály tvar tela.

Organely pohybu sú pseudopodia (pseudopódia). Predtým boli sarkódy a bičíkovce klasifikované ako dva odlišné typy, kontrastujúc s organelami pohybu: pseudopódia a bičíky. Ukázalo sa však, že v niektorých štádiách vývoja majú sarkódy bičíky a niektoré organizmy majú znaky bičíkov aj sarkódov.

Podtyp Sarcode zahŕňa triedy: Rhizomes, Radiolarians (Raybeams), Solnechniki.

Rhizomes. Táto trieda zahŕňa rady: Améba, testate améba, foraminifera.

• Améby sa živia fagocytózou. Okolo zachyteného kúska potravy sa vytvorí tráviaca vakuola.
• Rozmnožujú sa delením na dve časti.
• Ak sa Euglena zelená pohybuje smerom k svetlu (keďže ho potrebuje na fotosyntézu), Amoeba vulgaris sa naopak vzďaľuje od svetla. Améba sa vyhýba aj iným podnetom.

Zvyčajne sa uvažuje o takomto experimente: kryštál soli sa umiestni do kvapky vody s amébou na jednej strane a možno pozorovať pohyb améby v opačnom smere.

testate améba. Majú podobnú štruktúru ako améba, len majú škrupinu s otvorom (ústami), z ktorých „vyzerajú pseudopódia“. Všetky testate améby sú voľne žijúce v sladkých vodách. Keďže škrupina sa nemôže rozdeliť na dve časti, k deleniu dochádza zvláštnym spôsobom: vzniká dcérsky jedinec, ktorý sa však neoddelí hneď od matky. Okolo dcéry sa vytvorí nová škrupina. Potom sa améba oddelí.

Foraminifera sú jedným z najpočetnejších rádov najjednoduchších jednobunkovcov – rhizopodov. Sú súčasťou morského planktónu. Foraminifera, podobne ako testate améby, majú schránku.

rádiolariáni veľmi zaujímavé mikroorganizmy, ktoré sú súčasťou morského planktónu. Vyznačujú sa prítomnosťou vnútornej kostry. Radiolariáni majú najväčší počet chromozómov zo všetkých živých vecí.

Radiolarians, Foraminifera a testate améby zanechávajú schránky a vnútorné kostry, keď zomrú. Nahromadenie všetkého tohto dobra tvorí nánosy vápenca, kriedy, kremeňa a iných vecí.

slnečnice - malá skupina prvokov. Svoje meno dostali kvôli podobnosti vzhľad pseudopodia s lúčmi slnka. Takéto pseudopódie sa nazývajú axopódia.

Typ infuzória

Charakteristika:

• trvalý tvar tela v dôsledku prítomnosti pelikuly;
• niektoré nálevníky sa vyznačujú špecifickými ochrannými organelami;
• jadrový dualizmus, t. j. prítomnosť dvoch jadier: polyploidného makronuklea ( vegetatívne jadro) a diploidné mikronukleus (generatívne jadro). Takáto situácia s jadrami je nevyhnutná pre realizáciu sexuálneho procesu: . A priame rozmnožovanie je len asexuálne: pozdĺžnym delením na dve časti.
• Pohybové organely sú riasinky. Štruktúra mihalníc je rovnaká ako štruktúra bičíkov.

Štruktúru zvážime na príklade ciliátových topánok. Toto je klasika, toto musíte vedieť.

Infusoria-shoe je dravec. Živí sa baktériami. Korisť je zachytená špecializovanými riasinkami a nasmerovaná do bunkových úst, za ktorými nasleduje bunkový hltan a potom tráviaca vakuola. Nestrávené zvyšky sú cez prášok vyvrhnuté do vonkajšieho prostredia.

IN zažívacie ústrojenstvo prežúvavce obývajú symbiotické nálevníky, ktoré pomáhajú tráviť vlákninu:

Infusoria-trubkár

Suvoyki - ciliates vedie pripútaný životný štýl.

Typ Apikomplexy

Napríklad prvoky rodu Plasmodium spôsobujú nebezpečná choroba- malária.

Typ labyrintu

Prvoky sú jednobunkové voľne žijúce koloniálne prvoky, ktoré žijú na morských riasach. Predtým označované ako huby. Tento názov dostal preto, lebo kolónia skutočne pripomína labyrint.

Typ Ascetosporidia

Typ Myxosporidium

Typ mikrosporídie

Preskúmali sme teda typy kráľovstva (podkráľovstva) najjednoduchších jednobunkových organizmov. Aby sme upevnili všetky vedomosti, pozrime sa na systematiku:

Napriek svojej malej veľkosti majú najjednoduchšie jednobunkovce veľký význam:

• prvoky vstupujú do potravinových reťazcov;
• tvoria planktón;
• vykonávať úlohu saprofytov, absorbovať rozkladajúce sa zvyšky;
• prvoky čistia vodné útvary nielen od rozkladajúcich sa zvyškov, ale aj od baktérií;
• podieľajú sa na tvorbe pôd a nánosov kriedy a vápenca.
• sú dobré ukazovatele čistoty vody.
• autotrofné a mixotrofné prvoky plnia spolu s rastlinami veľmi dôležité poslanie – dopĺňanie atmosféry kyslíkom.

Téma 2. JEDNOBUNKOVÉ ORGANIZMY. PRECHOD K BOHATTU

§15. JEDNOBUNKOVÉ EUKARYOTY

Hovoríme o mikroorganizmoch, ktorých telo je len jedna bunka, no táto bunka má na rozdiel od baktérií jadro.

Euglena zelená - je to zviera alebo rastlina? Aké drobné organizmy a riasy sú dôležité pre náš život?

K ey car io t zahŕňa väčšinu druhov, ktoré obývajú našu planétu a líšia sa od baktérií tým, že ich bunky majú jadro.

Eukaryotické jadro obsahuje molekuly DNA usporiadané do chromozómov. charakteristický znak eukaryot je prítomnosť mitochondrií. Eukaryoty, ktoré sú schopné fotosyntézy, sú chloroplasty. Cytoplazma eukaryotických buniek obsahuje väčšinu ostatných organel, vrátane lyzozómov a rôznych vakuol.

Eukaryoty môžu byť buď jednobunkové alebo bohatobunkové. Príklady eukaryotov sú všetky tie živočíchy, huby, rastliny, ktoré vidíte bez použitia zväčšovacích zariadení.

Jednobunkové eukaryoty sú organizmy pozostávajúce z jednej eukaryotickej bunky, ktorá často vôbec nevyzerá ako bunky mnohobunkových rastlín, živočíchov alebo húb. Hoci všetky mnohobunkové eukaryoty A pochádza z jednobunkových organizmov.

Niekedy sa mnohobunkové eukaryoty, ktoré sa prispôsobili špeciálnym podmienkam prostredia, "vrátili" do jednobunkovej štruktúry. Príkladom takýchto organizmov sú jednobunkové huby známe každej gazdinke - obyčajné pekárske droždie ( ryža. 39, f, g). V súčasnosti je známych viac ako 100 tisíc druhov jednobunkových eukaryotov.

Jednobunkové eukaryotické organizmy sa výrazne líšia vo svojich stravovacích návykoch. Časť jednobunkových eukaryotov sa živí heterotrofne, druhá časť - autotrofne. V heterotrofných jednobunkových eukaryotoch sa rozlišujú živočíšne a hubové spôsoby absorpcie organických látok. So zvieracím obrazom bunka zachytáva pevné častice potravy a následne ich trávi v cytoplazme, často v špeciálnych organelách – tráviacich vakuolách. Pri hubovej metóde môžu bunky absorbovať iba rozpustené organické látky a absorbovať ich celým svojim povrchom. Autotrofná výživa v jednobunkových eukaryotoch sa vyskytuje výlučne v dôsledku fotosyntézy.

Jednobunkové eukaryoty podobné tvorom a rastu. Jednobunkové eukaryoty so živočíšnym spôsobom výživy sa nazývajú jednobunkové organizmy podobné živočíchom. jednobunkové eukaryoty s zeleninová metóda výživa je jedna bunkové riasy. Okrem toho mnohé jednobunkové eukaryoty (ako tvorom, tak aj rosou) sú schopné absorbovať živiny hubová metóda - absorpciou celým povrchom bunky.

JEDNOBUNKOVÉ EUKARYOTY

Mol. 39. Príklady jednobunkových aukaryotov; a-améba; b - A nfusoria; v - golier flagella; g-rozsievky; d - riasa eugleno; jesť - jednobunkové zelené riasy; e, g-jednobunkové huby – kvasinky

Napríklad jednobunková riasa Euglena (obr. 39, e), ktorá sa niekedy mylne nazýva "na pіvtvarinoyu-napіvroslinoy", má zelené chloroplasty a v prítomnosti svetla sa kŕmi v dôsledku fotosyntézy. Ak je vo vode veľa rozpustených organických látok, ale chýba svetlo, euglena prechádza na heterotrofný (hubový) typ výživy a môže sa stať aj bezfarebnou. Euglena absorbuje iba rozpustené organické látky a absorbuje ich celým povrchom bunky. Pred zachytením a trávením pevných častíc potravy, teda pred výživou zvierat, euglena nie je schopná. Na druhej strane améba a niektoré nálevníky(ryža. 39, a, b), ktoré patria medzi živočíchy podobné jednobunkovým organizmom, ktoré absorbujú organickú hmotu živočíšnym aj hubovým spôsobom, ale kvôli absencii chloroplastov nemôžu jesť ako rastliny.

V prírode slúžia jednobunkové organizmy a riasy ako potrava pre mnohé živočíchy, najmä tie, ktoré žijú vo vode. Moderní predstavitelia sveta jednobunkových eukaryotov zohrávajú dôležitú úlohu v procesoch samočistenia vodných útvarov a zvyšky fosílnych jednobunkových organizmov podobných tvorom a rias využívajú geológovia na určenie veku sedimentárnych hornín a pri hľadaní. pre ložiská nerastov, najmä ropy.

ZÁVERY

1. Eukaryotické bunky majú oveľa zložitejšiu štruktúru ako prokaryoty. Hlavnou črtou eukaryotov je prítomnosť jadra.

2. Eukaryotické organizmy môžu byť jednobunkové aj bohatobunkové.

3. Jednobunkové eukaryoty sa vyznačujú tým rôzne cesty výživa - živočíšna, hubová, zeleninová a ich rôzne kombinácie.

4. Jednobunkové eukaryoty so živočíšnym spôsobom výživy sa nazývajú jednobunkové tvorom podobné organizmy, s rastlinou - jednobunkové riasy.

PODMIENKY A POJMY, KTORÉ SA MUSÍTE NAUČIŤ

Eukaryoty, jednobunkové eukaryoty, jednobunkové organizmy podobné tvorom, jednobunkové riasy.

TESTOVACIE OTÁZKY

1. Ako sa jednobunkové eukaryoty líšia od baktérií a kyanoprokaryotov?

2. Aké spôsoby výživy sú vlastné jednobunkovým eukaryotom?

3. Aký je rozdiel medzi jednobunkovými organizmami podobnými tvorom a jednobunkovými riasami?

4. V literatúre často nájdete tvrdenie, že euglena v tme žerie ako zviera. Je toto tvrdenie úplne správne?

NA DOPYT

Prečo sú jednobunkové eukaryoty známe?

(Odpoveď na otázku školákov: Prečo more žiari? Čo nám dávajú a potrebujeme riasy a jednobunkovce podobné organizmom?)

Chov v vo veľkom počte jednobunkové eukaryoty sú schopné spôsobiť niektoré javy, človeku známy od pradávna a sú opísané v legendách. Patria sem „krvavé dažde“ a „krvavý sneh“ spôsobené jednobunkovými riasami hematokokom, nebezpečným toxickým „kvetom“ vody v moriach a oceánoch, známym ako „červené prílivy“ – spôsobujú ho vzdialení príbuzní nálevníkov – dinoflageláty, zelené a červené „kvitnutie“ kôry stromov – javy v dôsledku masívneho rozvoja zelených rias súvisiacich s chlorellou. V lete v noci môžete sledovať, ako sa v mori za člnom alebo plutvou tiahne striebristo-modrý pruh svetla; zvyčajne svietia jednobunkové nočné svetlá.

V čistiarňach armáda príbuzných nálevníkov, améb a euglena neúnavne odstraňuje organické látky z vody a ukladá do svojich buniek podiely organických látok, čím zabezpečuje proces samočistenia znečistených vôd.

Zvyšky mŕtvych jednobunkových eukaryotov, ktoré žili v oceáne pred desiatimi miliónmi rokov, tvorili mnoho rôznych sedimentárnych hornín, ktoré ľudia využívajú. Napríklad obyčajná školská krieda sú zvyšky schránok foraminifera a šupín cokolitoforidov.(obr. 40).

Ryža. 40. Horniny tvorené fosílnymi jednobunkovými eukaryotmi. Krieda (a) a jej zloženie (zvyšky foraminifer a cokolitoforidov (b); moderný cocokolitoforid s vápencovými cokolitmi (c), z ktorých vznikla krieda)

Téma: "JEDNOBUŇKOVÉ ORGANIZMY: PROKARYOTY A EUKARYOTY"

Lekcia 1 : Štruktúra eukaryotických buniek.

Účel lekcie: poskytnúť študentom všeobecnú predstavu o štruktúre eukaryotických buniek, vlastnostiach ich funkcií v súvislosti so štruktúrou.

Vybavenie a materiály: schéma štruktúry eukaryotickej bunky; fotografie organel urobené pod svetelným a elektrónovým mikroskopom.

Základné pojmy A T podmienky:

Koncept lekcie: znázorňujú štruktúru eukaryotických buniek (neskôr v porovnaní uveďte informácie o jednoduchších prokaryotických bunkách). Pri rozprávaní o eukaryotoch využite poznatky, ktoré už majú školáci k dispozícii.Na základe poznatkov o eukaryotických bunkách uveďte (na porovnanie) informácie o jednoduchších prokaryotických bunkách. Podrobnejšie povedať o prokaryotoch vzhľadom na skutočnosť, že školáci stále nemajú veľa informácií o týchto organizmoch.

ŠTRUKTÚRA A OBSAH LEKCIE:

ja Aktualizovať základné znalosti a motivácia výchovno-vzdelávacej činnosti:

Aké organely sú charakteristické pre rastlinné bunky?

Aké organely sú charakteristické pre živočíšne bunky?

Aké sú funkcie chloroplastov?

Čo viete o mitochondriách?

Na čo slúži bunková stena? Aké bunky to majú?

II. ŠTUDUJTE NOVÝ MATERIÁL

Úvod učiteľa.

PROKARYOTY.

V závislosti od úrovne organizácie bunky sa organizmy delia na prokaryoty a eukaryoty.

Prokaryoty (z lat. pro- predtým, namiesto a gréčtina. karyon - jadro) - superkráľovstvo organizmov, ktoré zahŕňa kráľovstvá baktérií a cyanobaktérií (zastaraný názov je „modrozelené riasy“).

Prokaryotické bunky sa vyznačujú jednoduchou stavbou: nemajú jadro a veľa organel (mitochondrie, plastidy, endoplazmatické retikulum, Golgiho komplex, lyzozómy, bunkové centrum). Iba niektoré baktérie - obyvatelia nádrží alebo pôdnych kapilár naplnených vodou - majú špeciálne plynové vakuoly. Zmenou objemu plynov v nich sa tieto baktérie môžu pohybovať vo vodnom prostredí s minimálnou spotrebou energie. Zloženie povrchového aparátu prokaryotických buniek zahŕňa plazmatická membrána, bunková stena, niekedy - hlienová kapsula.

(obr. 1).

V cytoplazme prokaryotov sú ribozómy, rôzne inklúzie, jedna alebo viac jadrových zón (nukleoidov) obsahujúcich dedičný materiál. dedičný materiál Prokaryot je kruhová molekula DNA pripojená na špecifickom mieste k vnútornému povrchu plazmatickej membrány. (obr. 1).

Ribozómy prokaryoty sú štruktúrou podobné ribozómom lokalizovaným v cytoplazme a na membránach endoplazmatického retikula eukaryotických buniek, líšia sa však menšou veľkosťou. plazmatická membrána prokaryotické bunky môžu vytvárať hladké alebo zložené výbežky smerujúce do cytoplazmy. Enzýmy, ribozómy môžu byť umiestnené na zložených membránových formáciách a fotosyntetické pigmenty môžu byť umiestnené na hladkých. V bunkách cyanobaktérií boli nájdené zaoblené uzavreté membránové štruktúry - chromatofóry, kde sa nachádzajú fotosyntetické pigmenty.

Bunky niektorých baktérií majú organely pohybu jeden, niekoľko alebo veľa bičíkov. Bičíky prokaryotov pozostávajú z jedinej molekuly špecifického proteínu, ktorý má tubulárnu štruktúru. Bičíky môžu byť niekoľkonásobne dlhšie ako samotná bunka, ale ich priemer je nepatrný (10-25 nm), takže nie sú viditeľné vo svetelnom mikroskope. Okrem bičíkov má povrch bakteriálnych buniek často vláknité a tubulárne útvary pozostávajúce z proteínov alebo polysacharidov. Poskytujú pripojenie bunky k substrátu alebo sa podieľajú na prenose dedičnej informácie počas sexuálneho procesu.

Prokaryotické bunky sú malé (nepresahujú 30 mikrónov, ale existujú druhy, ktorých priemer buniek je asi 0,2 mikrónu). Väčšina prokaryotov je jednobunkové organizmy sú medzi nimi aj koloniálne formy. Nahromadenie prokaryotických buniek môže vyzerať ako vlákna, zhluky atď.; niekedy sú obklopené: spoločnou sliznicou - kapsule. V niektorých koloniálnych cyanobaktériách sa susedné bunky navzájom dotýkajú cez mikroskopické tubuly naplnené cytoplazmou.

Tvar prokaryotických buniek je rôznorodý: guľovitý (koky), tyčinkovitý (bacily), v tvare zakrivených (vibrios) alebo špirálovito stočených (spirilla) tyčiniek atď. (obr.2)

(obr.2)

***

(správa študenta - úryvok z abstraktu - do 5 minút)

Objav vírusov a ich miesto v živom systéme. Existenciu vírusov prvýkrát dokázal ruský vedec D.I.Ivanovskij v roku 1892. Pri štúdiu choroby tabaku - takzvanej listovej mozaiky sa pokúsil pomocou mikrobiologických filtrov izolovať pôvodcu tejto choroby. Ale ani filtre s najmenším priemerom pórov nedokázali zachytiť tento patogén a prefiltrovaná šťava z chorej rastliny spôsobila ochorenie u zdravých. Vedec naznačil existenciu nejakého neznámeho organizmu, oveľa menšieho ako baktérie. Neskôr sa dokázala existencia podobných častíc spôsobujúcich choroby u zvierat. Všetky tieto častice neviditeľné vo svetelnom mikroskope sa súhrnne nazývajú vírusy (z lat. vírus - ja). Skutočné štúdium vírusov sa však stalo možným až v 30. rokoch 20. storočia. ročníky XIXčl. po vynáleze elektrónového mikroskopu. Veda, ktorá skúma vírusy, sa nazýva virológia.

Vlastnosti štruktúry a fungovania vírusov. Výmena vírusových častíc sa pohybuje od 15 do niekoľkých stoviek, niekedy až do 2 tisíc (niektoré rastlinné vírusy) nanometrov. (obr.3)

(obr.3)

Životný cyklus Vírusy pozostávajú z dvoch fáz: extracelulárnej a intracelulárnej.

Každá vírusová častica pozostáva z molekuly DNA alebo špeciálnej molekuly RNA pokrytej proteínovým obalom (v tomto poradí sa nazývajú: vírusy obsahujúce DNA alebo RNA). (obr.4)

(obr.4)

Obe tieto nukleové kyseliny nesú dedičnú informáciu o vírusových časticiach.

Vírusové nukleové kyseliny majú formu jedno- alebo dvojreťazcových špirál, ktoré sú zase lineárne, prstencové alebo sekundárne skrútené.

V závislosti od štruktúry a chemické zloženie shell vírusy sa delia na jednoduché a zložité.

Jednoduché vírusy majú obal pozostávajúci z rovnakého typu proteínových útvarov (podjednotiek) vo forme špirálových alebo mnohostranných štruktúr (napríklad vírus tabakovej mozaiky) (obr. 28). Oni majú iný tvar- tyčinkovitý, vláknitý, guľovitý atď.

Komplexné vírusy dodatočne pokrytý lipoproteínovou membránou. Je súčasťou plazmatickej membrány hostiteľskej bunky a obsahuje glykoproteíny (vírus kiahní, hepatitídu B atď.). Tieto slúžia na rozpoznanie špecifických receptorov na membráne hostiteľskej bunky a pripojenie vírusovej častice k nej. Niekedy membrána vírusu obsahuje enzýmy, ktoré zabezpečujú syntézu vírusových nukleových kyselín v hostiteľskej bunke a niektoré ďalšie reakcie.

V extracelulárnej fáze sú vírusy schopné existovať dlhú dobu a odolávať expozícii slnečné lúče, nízka resp vysoké teploty(a čiastočky vírusu hepatitídy B 1 - aj krátkodobé vrenie). Vírus detskej obrny 2 vo vonkajšom prostredí si zachováva schopnosť infikovať hostiteľa niekoľko dní a kiahne - po mnoho mesiacov.

Mechanizmy vstupu vírusu do hostiteľskej bunky. Väčšina vírusov konkrétne: ovplyvňujú len určité typy hostiteľských buniek v mnohobunkových organizmoch (cieľové bunky) alebo určité typy jednobunkové organizmy. Prienik do hostiteľskej bunky začína interakciou vírusovej častice s bunkovou membránou, na ktorej sú umiestnené špeciálne receptorové miesta. Škrupina vírusovej častice obsahuje špeciálne proteíny (pripojené), ktoré „rozpoznávajú“ tieto oblasti, čo zaisťuje špecifickosť vírusu. Ak sa vírusová častica pripojí k bunke, ktorej membrána nemá na ňu citlivé receptory, infekcia nenastane. o jednoduché vírusy pripájacie proteíny sa nachádzajú v proteínovom obale, v komplexných proteínoch - na ihličkovitých alebo šidlovitých výrastkoch povrchovej membrány.

Vírusové častice vstupujú do hostiteľskej bunky rôznymi spôsobmi. Mnoho komplexných vírusov - kvôli tomu, že ich obal sa spája s membránou hostiteľskej bunky (napr. ako vírus chrípky). Často sa vírusová častica dostane do bunky pinocytózou (napr. vírus detskej obrny). Väčšina rastlinných vírusov preniká do hostiteľských buniek v miestach poškodenia bunkových stien.

Pozostáva z rozšírených hlavy, proteínový obal obsahujúci DNA proces, vo forme krytu pripomínajúceho natiahnutú pružinu, vo vnútri ktorej je dutá tyč a chvostové nite. Pomocou týchto nití sa vírus spojí s receptorovými miestami hostiteľskej bunky a prichytí sa na jej povrch. Potom sa obal prudko stiahne, v dôsledku čoho tyčinka prejde cez obal baktérie a vstrekne do nej vírusovú DNA. Prázdny obal bakteriofága zostáva na povrchu hostiteľskej bunky.

(zhrnutie pre učiteľa - do 1 min.)

EUKARYOTY.

(správa študenta - úryvok z abstraktu - do 5 minút)

Je známe, že bunky sú veľmi rôznorodé. Ich rozmanitosť je taká veľká, že spočiatku pri skúmaní buniek cez mikroskop vedci u nich podobné znaky a vlastnosti nezaznamenali. Neskôr sa však zistilo, že za všetkou rôznorodosťou buniek sa skrýva ich základná jednota, spoločné prejavy života, ktoré sú pre ne charakteristické.

Prečo sú bunky rovnaké?

Obsah každej bunky je oddelený od vonkajšieho prostredia špeciálnou štruktúrou - plazmatická membrána(plazmalema). Toto oddelenie vám umožňuje vytvoriť vo vnútri bunky veľmi špeciálne prostredie, nie podobné tomu, ktoré ju obklopuje. Preto môžu v bunke prebiehať tie procesy, ktoré sa nikde inde nevyskytujú. Volajú sa životné procesy.

Všetok obsah bunky, s výnimkou jadra, sa nazýva cytoplazme. Keďže bunka musí vykonávať mnoho funkcií, v cytoplazme sa nachádzajú rôzne štruktúry, ktoré zabezpečujú výkon týchto funkcií. Takéto štruktúry sú tzv organely(alebo organoidy sú synonymá, ale organely je modernejší pojem).

Aké sú hlavné organely bunky?

Najväčšia bunková organela je jadro, v ktorej je uložená dedičná informácia a z ktorej sa dedičná informácia kopíruje. Toto je metabolické riadiace centrum bunky, riadi činnosť všetkých ostatných organel.

Jadro má jadierko- to je miesto, kde sa tvoria ďalšie dôležité organely podieľajúce sa na syntéze bielkovín. Volajú sa ribozómy. Ale ribozómy sa tvoria iba v jadre a fungujú (t. j. syntetizujú proteín) v cytoplazme. Niektoré z nich sú voľné v cytoplazme a niektoré sú pripojené k membránam, ktoré tvoria sieť nazývanú endoplazmatická. Endoplazmatické retikulum je sieť tubulov ohraničených membránami. Existujú dva typy endoplazmatického retikula: hladké a drsné. Ribozómy sú umiestnené na membránach hrubého endoplazmatického retikula, preto v ňom prebieha syntéza a transport bielkovín. A hladké endoplazmatické retikulum je miestom syntézy a transportu sacharidov a lipidov.

Na syntézu bielkovín, sacharidov a tukov je potrebná energia, ktorú produkujú energetické stanice bunky – mitochondrie. Mitochondrie- dvojmembránové organely, v ktorých prebieha proces bunkového dýchania. oxiduje na mitochondriálnych membránach produkty na jedenie a akumuluje chemickú energiu vo forme špeciálnych energetických molekúl.

V bunke je tiež miesto, kde sa organické zlúčeniny môžu hromadiť a odkiaľ môžu byť transportované. Toto Golgiho aparát- systém plochých membránových vreciek. Podieľa sa na transporte bielkovín, lipidov, uhľohydrátov, obnove plazmatickej membrány. V Golgiho aparáte sa tvoria aj organely vnútrobunkového trávenia – lyzozómy.

lyzozómy- jednomembránové organely, charakteristické pre živočíšne bunky, obsahujúce enzýmy, ktoré dokážu ničiť bielkoviny, sacharidy, nukleové kyseliny, lipidy.

Všetky bunkové organely spolupracujú a podieľajú sa na procesoch metabolizmu a energie.

V bunke môžu byť organely, ktoré nemajú membránovú štruktúru.

cytoskelet- toto je muskuloskeletálny systém bunky, ktorý zahŕňa mikrovlákna, riasinky, bičíky, bunkové centrum,

produkujúce mikrotubuly a centrioly.

Existujú organely, ktoré sú jedinečné pre rastlinné bunky. plastidy.

Plastidy sú troch typov: chloroplasty, chromoplasty a leukoplasty. V chloroplastoch, ako už viete, prebieha proces fotosyntézy. V rastlinách existujú aj vakuoly – to sú odpadové produkty bunky, ktoré sú zásobárňami vody a zlúčenín v nej rozpustených. (pozri obr.6,7,8)

obr.6

obr.7

obr.8

(zhrnutie pre učiteľa - do 1 min.)

(Pracujte vo dvojiciach s didaktickými kartami a kresby )

Výsledky štúdia eukaryotických buniek možno zhrnúť do tabuľky.

organely eukaryotických buniek

III. Zovšeobecňovanie, systematizácia a kontrola vedomostí a zručností žiakov.

uviesť na VZDELÁVACÍCH KARTÁCH hlavné konštrukčné prvky(organely) rastlinných a živočíšnych buniek.

(práca vo dvojiciach s didaktickými kartami)

(Vzory didaktických kariet:

v. Domáca úloha :

§ 25, 26 učebnice (s. 100-107), - štúdium; výkresy na zváženie.

§ 9, - opakovať. Pripravte sa na prácu v laboratóriu.

LEKCIA 2 : "Štruktúra prokaryotickej bunky".

Laboratórne práce : "Štruktúra buniek prokaryotov a eukaryotov".

Účel lekcie: pokračovať vo vytváraní všeobecnej predstavy medzi študentmi o štruktúre prokaryotických buniek (v porovnaní s eukaryotmi), o vlastnostiach ich funkcií v súvislosti so štruktúrou.

Vybavenie a materiály: schéma štruktúry prokaryotických a eukaryotických buniek; trvalé prípravky cibuľových epidermálnych buniek, epiteliálneho tkaniva. Na laboratórne práce: svetelný mikroskop, krycie sklíčka, pinzeta, pitevné ihly.

Základné pojmy a T podmienky: organely, eukaryoty, prokaryoty, jadro, ribozómy, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, mitochondrie, chloroplasty, plazmatická membrána, membránové organely, nemembránové organely, bunkové centrum.

Koncept lekcie: na základe poznatkov o eukaryotických bunkách uviesť (v porovnaní) informácie o jednoduchších prokaryotických bunkách. Podrobnejšie povedať o prokaryotoch vzhľadom na skutočnosť, že školáci stále nemajú veľa informácií o týchto organizmoch.

ŠTRUKTÚRA A OBSAH LEKCIE:

ja Aktualizácia základných vedomostí a motivácia vzdelávacích aktivít:

Aké organely sú v ktorejkoľvek bunke?

Majú všetky bunky jadro?

Akú funkciu má jadro v bunke?

Môžu tam byť jadrové bunky?

II. Učenie sa nového materiálu:

Práca so stolom.

Prokaryoty sú jednobunkové organizmy, ktoré nemajú dobre vytvorené jadro a mnoho ďalších organel. Ale keďže ide o živé organizmy, musia vykonávať všetky funkcie živého tvora. ako? S použitím čoho? Ak nemajú tie organely, ktoré sú charakteristické pre eukaryoty, ako sa potom bez nich zaobídu? Rozdiely v charakteristikách prokaryotov a eukaryotov sú viditeľné v nasledujúcej tabuľke:

(Práca vo dvojiciach so stolmi)

Laboratórna práca: "Znaky štruktúry prokaryotických a eukaryotických buniek."

PRACOVNÝ POSTUP:

Pripravte mikroskop na prácu.

Pri malom zväčšení zvážte neustálu prípravu buniek (rastliny, huby, zvieratá). Potom otočte mikroskop na veľké zväčšenie a skúmajte preparáty podrobnejšie.

Porovnajte drogy medzi sebou. Nakreslite, čo vidíte.

4. Urobte záver.

III. Zovšeobecňovanie, systematizácia a kontrola vedomostí a zručností žiakov:

Aké sú hlavné rozdiely medzi eukaryotickými a prokaryotickými bunkami?

Aké sú ich podobnosti?

Ktoré bunky sú najstaršie?

Aké sú funkcie bunky: jadro, mitochondrie, chloroplasty?

IV. Samostatná prácaštudentov:

Vymenuj časti, ktorými prokaryotické bunky vykonávajú svoje životné funkcie.

v. Domáca úloha:

§ 26, - učebnica (s. 104-108), - opakovať. Výkres č.28 - zvážte a načrtnite.