Различия между прокариотическими и эукариотическими клетками:

№№ п/п	Основные параметры	Прокариоты	Эукариоты
1	Размеры	В среднем 0,5-5,0 мкм.	В среднем 40-60 мкм.
2	Форма	Круглые, вытянутые, нитчатые.	Разнообразная, могут иметь отростки.
3	Генетический материал	Нуклеоид. Кольцевая ДНК в цитоплазме. Нет ядра и хромосом.	Линейная ДНК, связанная с белками и РНК. Хроматин и хромосомы в ядре.
4	Синтез белка	70S – рибосомы и мельче. ЭП ретикулума нет. Рибосомы - в цитоплазме.	80S – рибосомы и крупнее. Рибосомы в цитоплазме и в ЭП ретикулуме.
5	Органеллы	Органелл мало и они не имеют мембран (рибосомы).	Органелл много, есть мембранные (митохондрии, пластиды, лизосомы).
6	Клеточные стенки	Жесткие, состоят из полисахаридов. Компонент прочности – муреин.	Жесткие стенки у клеток растений и грибов (компонент прочности – целлюлоза). Клетки животных имеют плазмалемму покрытую гликокаликсом.
7	Фотосинтез	Хлоропласты отсутствуют. Происходит в мембранах, не имеющих специфической упаковки.	Хлоропласты есть в растительных клетках. В них идут процессы фотосинтеза.
8	Фиксация азота	Некоторые клетки фиксируют.	Клетки не способны к фиксации.
9	Деление	Простое (прямое)	Митоз (непрямое).

ЦАРСТВО БАКТЕРИИ.

Общая характеристика: К числу наиболее просто устроенных организмов, видимых лишь при очень сильном увеличении микроско­па, принадлежат бактерии. Длина бактерии в пределах 1 — 10 мкм (редко больше), ширина — от 0,2 до 1 мкм. На размеры бактерии сильно влияют внешние условия. Большинство из них состоит из одной клетки, но имеются и нитчатые мно­гоклеточные виды.

По форме одноклеточные бакте­рии разделяют на кокки, или шаро­видные, палочки (бациллы), имеющие форму цилиндра, вибрионы — изогнутые палочки; спириллы — спи­рально изогнутые палочки.

Некоторые виды бактерии обла­дают активным движением благодаря жгутикам, которые часто бывают длиннее самой бактерии и представ­ляют собой тончайшие выросты ци­топлазмы.

Количество их у разных видов не­одинаковое (один, два и более). Дви­жение бактерий может происходить и при помощи ритмического сокраще­ния клеток, например, у спирилл.

Бактериальная клетка окружена плотной оболочкой, состоящей из гемицеллюлозы и пектина, а иногда и белковых веществ. У большинства оболочка покрыта слизистой капсу­лой, которая защищает бактерию от неблагоприятных условий окружающей среды. Под оболочкой нахо­дится цитоплазматическая мембрана, окружающая цитоплазму клетки. Цитоплазма бактерий содержит питательные вещества (углеводы— гликоген и крахмал, жиры, белки), рибосомы, минеральные вещества гликоген и крахмал, жиры, белки), рибосомы, минеральные вещества и т. д. ДНК у бактерий находится в особой ядерной зоне клетки, называе­мой нуклеоидом. Вокруг нуклеоида не образуется ядерной мембраны. Кокки имеют по одному такому нуклеоиду, а бацилла — по два и бо­лее. Все бактерии не имеют ядрышка. Впячивания цитоплазматиче­ской мембраны, называемые мезосомами, выполняют у бактерий функции, аналогичные функциям митохондрий, комплекса Гольджи и эндоплазматической сети.

Большинство бактерий бесцветны, но встречаются и окрашенные — красные, зеленые и пурпурные бактерии, содержащие специ­фический для них бактериохлорофилл и бактериопурпурин.

По способу питания бактерии делятся на гетеротрофные и авто­трофные. Гетеротрофные бактерии (их большинство) делятся, в свою очередь, на сапрофитов, паразитов и симбионтов. Бактерии- сапрофиты живут на отмерших растениях и трупах животных, на про­дуктах питания и на органических остатках. Они вызывают гниение и брожение (ферментацию) органических веществ. Гниение - это расщепление белков, жиров и других азотсодер­жащих соединений под действием гнилостных бактерий. В результате гниения выделяются азот- и серосодержащие вещества, имеющие не­приятный запах. Этот процесс играет в природе огромную роль, так как очищает землю от трупов животных и растительных остатков. Об­разующиеся при гниении ядовитые вещества могут вызывать отравле­ние или даже смерть людей и животных. В связи с этим запрещается употреблять в пищу или скармливать животным гниющие продукты. Чтобы не допустить гниения продуктов и зеленой массы их подверга­ют стерилизации, сушке, маринованию, копчению, засолке, заморажи­ванию, силосованию. Эти методы обработки уничтожают гнило­стные бактерии и их споры и (или) создают такие условия, при кото­рых бактерии не могут размножаться

Брожение, или ферментация — это анаэробное расщепление углеводов под влиянием ферментов бактерий. Этот процесс давно был известен людям. На протяжении тысячелетий человек изготавливал вино путем спиртового брожения, заквашивал плоды и овощи путем молочнокислого брожения.

Бактерии-паразиты живут за счет живых организмов Одни из них болезнетворны и могут вызывать заболевания животных и челове­ка (чуму, тиф, туберкулез, сепсис, пневмонию, перитонит, менингит, ангину, ботулизм, газовую гангрену, столбняк). Другие служат причиной болезни растений.

Некоторые гетеротрофные бактерии в процессе эволюции вы­работали способность к симбиозу с высшими растениями. Эго, напри­мер, азотфиксирующие бактерии, живущие на корнях бобовых рас­тений — клубеньковые бактерии. Они поглощают азот из почвы и воздуха и используют его в процессах синтеза цитоплазмы, превращая в соединения, доступные для использования бобовыми растениями, ко­торые в свою очередь доставляют бактериям углеводы и минеральные соли. За один вегетационный период клубеньковые бактерии могут накапливать до 100 кг азота на 1 га. Это учитывается при составлении планов севооборота.

Автотрофные бактерии — это бактерии, которые могут синте­зировать органические вещества из неорганических в результате фото­синтеза (фототрофные) и хемосинтеза (хемотрофные). К фототрофным относятся пурпурные и зеленые серобактерии, которые синтези­руют составные части своего тела из минеральных веществ и углеки­слого газа, а энергию используют за счет света. Хемотрофные или хе­мосинтетики питаются за счет хемосинтеза, так как органические ве­щества у них синтезируются из неорганических за счет энергии, полу­ченной при химических реакциях. К ним относятся нитрифицирую­щие, железо- и серобактерии. Явление хемосинтеза у бактерии открыл в 1887 г. С Н. Виноградский.

Нитрифицирующие бактерии превращают аммонийные соли и ам­миак и нитраты, усваиваемые растениями. Эти бактерии распространены в водоемах и почвах. Деятельность железобактерии состоит и том, что они окисляют закисные соединения железа в окисные. Они обитают в соленых и пресных водоемах, участвуя в круговороте желе­за в природе Серобактерии также обитают в соленых и пресных водо­емах они окисляют сероводород и другие соединения серы.

По способу дыхания бактерии делятся на аэробов и анаэробов. Аэ­робы используют для дыхания свободный атмосферный кислород. Анаэробы растут и размножаются в среде без кислорода. Они получа­ют энергию в процессе анаэробного расщепления органических ве­ществ, накапливая различные промежуточные продукты — спирт, мо­лочную кислоту, глицерин и другие вещества.

Обычно бактерии размножаются бесполым путем — делением материнской клетки на две дочерние. Деление проходит очень быстро. В благоприятных условиях некоторые бактерии делятся каждые 20— 30 мин. Иногда две бактерии сливаются друг с другом. При этом слия­нии между ними образуется цитоплазматический мостик, по которому вещества одной клетки переходят в другую. Такой процесс напомина­ет половое размножение.

В неблагоприятных условиях (высыхание субстрата, холод) многие бактерии способны сжиматься, терять воду и переходить в покоящееся состояние до появления благоприятных условий. Некоторые виды бак­терий в неблагоприятных условиях формируют споры. Споры облада­ют большой устойчивостью к различным неблагоприятным условиям. Эти формы бактерий выдерживают длительное кипячение, высушива­ние, замораживание, действие различных химических веществ.

Распространение бактерий в воздухе, почве, воде, ЖИВЫХ организмах. Как аэробные, так и анаэробные бактерии чрезвычайно широко распространены в природе. Они встречаются в почве, воде, живых и мертвых организмах Число бактерий в окру­жающей среде меняется под влиянием различных причин (инсоляции, обработки почвы).

Количество бактерий в 1 г почвы может достигать сотен миллионов и даже нескольких миллиардов и зависит от типа почв. Наименьшее количество их находится в подзолистой целинной почве. Наибольшее — в окультуренной черноземной. Бактерии могут проникать в грунт на глубину до 5 метров. Микрофлора является одним из факторов, способствующих образованию почв.

В воде различных водоемов количество бактерий бывает намного меньше, чем в почве. Так, в 1 мл воды может находиться от 5 тыс. до 100 тыс. бактериальных клеток. Меньше всего бактерий встречается в воде артезианских скважин и родников, много — в открытых водоемах и реках. Больше всего бактерий обнаруживается вблизи берегов в по­верхностных слоях.

Особенно сильно загрязнена вода открытых водоемов в тех местах, куда сбрасываются сточные воды. В загрязненной воде часто встреча­ются болезнетворные бактерии (возбудители дизентерии, брюшного тифа, паратифов, холеры, бруцеллеза).

В воздухе бактерии встречается еще меньше, чем в воде Загряз­нение воздуха бактериями зависит от многих причин (от времени года, географической зоны, характера растительности, запыленности). Больше всего бактерии обнаруживается в закрытых помещениях, где их может скапливаться до 300 тыс. в 1 мм³. В сельской местности воз­дух чище, чем в условиях города. Практически отсутствуют бактерии в сосновых и кедровых лесах, так как выделяемые хвойными деревьями фитонциды убивают или подавляют рост и размножение всех видов бактерий.

На теле здоровых людей и животных, а также в различных органах их всегда встречаются многие виды бактерий. Подсчитано, что на ко­же человека может быть огромное количество бактерий (от 85x10⁹ до 1212x10⁶ экземпляров). Особенно много бывает бактерий, в том числе и болезнетворных, на коже человека, если он не соблюдает необходи­мых правил гигиены. Открытые части тела человека загрязняются раз­личными видами сапрофитных и патогенных (болезнетворных) бакте­рий значительно чаще, чем закрытые. Много бактерий обнаруживается на руках, поселяется в ротовой полости и в кишках человека. Из орга­низма одного взрослого человека ежедневно с испражнениями выделя­ется около 18 млрд. бактерий. Практически свободны от бактерий те органы здоровых людей и животных, которые не имеют связи с внеш­ней средой (мышцы, головной и спинной мозг, кровь).

Роль бактерий в природе и в народном хозяйстве.

Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий при процессах гниения и различных типах брожения, т. е. выполнение са­нитарной роли на Земле. Бактерии также играют огромную роль в кру­говороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов.

Многие виды бактерий способствуют активной фиксации ат­мосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв. Особо важное значение имеют те бакте­рии, которые разлагают целлюлозу и пектиновые вещества, являю­щиеся основным источником углерода для жизнедеятельности поч­венных микроорганизмов.

Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий. Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные веще­ства в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.

Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными пита­тельными веществами Бактерицидные препараты успешно ис­пользуются для борьбы со многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком).

Многие виды бактерий используются в различных отраслях про­мышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спир­тов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, анти­биотиков, белково-витаминных препаратов.

В настоящее время благодаря успехам генной инженерии появи­лась возможность в широких масштабах использовать кишечную па­лочку для получения инсулина, инсулина, а водородные бактерии - для получения пищевого и кормовою белков. Без бактерий невоз­можны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и дру­гих лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов.

Болезнетворные бактерии и борьба с ними. Выше пе­речислялись многие бактерии, которые вызывают раз яичные инфекци­онные болезни человека и животных. В борьбе со многими инфекци­онными болезнями, дифтерией, скарлатиной, туберкулезом и другими уже имеются определенные успехи. При каждой заразной болезни оз­доровительные мероприятия проводятся дифференцированно. Если при борьбе с дифтерией и другими болезнями дыхательных путей ре­шающую роль сыграли прививки, то при туберкулезе — лечение спе­циальными препаратами в сочетании с гигиеническим режимом и соз­дание специализированных больниц, диспансеров и санаториев. Борь­ба с кишечными инфекциями (бактериальная дизентерия) заклю­чается в лечении больных, охране окружающей среды от загрязнения возбудителями болезней и в повышении санитарной культуры населе­ния. При кровяных инфекционных болезнях (сыпной и возвратный вшивые тифы) оздоровительные мероприятия направляются на выявление и лечение больных людей и животных и уничтожение пе­реносчиков.

Основные структуры клетки.

МЕТОДЫ МИКРОСКОПИРОВАНИЯ

Световая микроскопия. Микрокопирование — основной метод изучения препаратов — используется в биологии уже более 300 лет. С момента внедрения первых микроскопов они постоянно совершенствовались. Современ­ные микроскопы представляют собой разнообразные сложные оптические системы, обладающие высокой разрешающей способ­ностью. Они позволяют изучать очень тонкие детали строения клеток и тканей. Размер самой маленькой структуры, которую можно видеть в микроскопе, определяется наименьшим разре­шаемым расстоянием (d₀). В основном оно зависит от длины световой волны , и эта зависимость приближенно выража­ется формулой d₀ = ½ . Таким образом, чем меньше длина световой волны, тем меньше разрешаемое расстояние и тем мень­шие по размерам структуры можно видеть в препарате.

Для изучения биологических препаратов чаще применяют различные световые микроскопы, в которых источником освещения является естественный или искусственный свет. Минимальная длина волны видимой части спек­тра света соответствует примерно 0,4 мкм. Следовательно, для обычного светового микроскопа разрешаемое расстояние равно приблизительно 0,2 мкм (d₀ = ½ х 0,4 мкм = 0,2 мкм), а общее увеличение (произведение увеличения объектива на увеличение окуляра) достигает 2500 раз.