Надцарство доядерные организмы (Прокариоты).

Систематика органического мира.

Различия между прокариотами и эукариотами основаны на особенности строения их клеток, образование которых в эволюции органического мира определили 3 важнейших условия:

1. Появление белков, обеспечивающих обмен веществ.

2. Появление генетического кода, определившего строгую последовательность аминокислот в структурных белках и белках – ферментах; эту функцию выполняют нуклеиновые кислоты, благодаря которым достигается непрерывность и стабильность в ряду клеточных поколений.

3. Появление способа систематического извлечения энергии из окружающей среды.

Прокариоты – организмы, не имеющие морфологически оформленного ядра. Появились 3,5 млрд. лет назад. Распространены повсеместно. В почве на глубине 2 – 3 км. В атмосфере – на высоте до 12 км. Температурная амплитуда от –30^оС до +88˚С. Это бактерии и цианеи, у которых нет оформленного ядра, но в центре клетки есть зона с высокой концентрацией ДНК – т.н. нуклеоид.

Систематика:

Надцарство прокариоты

Царство дробянки (Mychota) включает

3 подцарства: Архебактерии, Настоящие бактерии и Оксифотобактерии.

1. Подцарство Архебактерии – метансинтезирующие бактерии, использующие для анаэробного дыхания как акцептор электронов преимущественно СО₂, и восстанавливающие его до СН₄.

2. Подцарство настоящие бактерии (эубактерии) – различные группы анаэробных и аэробных гетеротрофных бактерий, реже автотрофных прокариот, способных к анаэробному фотосинтезу (пурпурные бактерии).

3. Подцарство Оксифотобактерии – автотрофные прокариоты, способные к аэробному фотосинтезу. К ним относятся цианобактерии (сине-зеленые водоросли) и хлоробактерии.

Подцарство Настоящие бактерии (эубактерии).

Выделяют следующие морфологические типы бактерий:

1. Кокки (сферические формы):

А) – диплококки (располагаются попарно) – пневмококки;

Б ) – стрептококки (образуют цепочки) возбудители ангины, скарлатины;

В) – стафилококки (скопление в виде грозди винограда) пищевые отравления,

Г) сарцины (образуют скопления кубической формы).

2. Бациллы (палочковидные формы): кишечная палочка:

А) – диплобациллы (располагаются попарно)

Б) – стрептобациллы (образуют цепочки): возбудитель сибирской язвы.

3. Спириллы – спиральные формы – (негнущиеся и состоящие из одного или бóльшего числа 4 – 6 витков спирали).

4. Вибрионы – (негнущиеся, представляющие собой запятую) возбудитель холеры;

5. Спирохеты (спиральные формы, – изгибающиеся и состоящие их нескольких 6 – 15 витков).

При неблагоприятных условиях и для размножения способны образовывать толстостенные споры = эндоспоры.

Строение. Бактериальная клетка отграничена от внешней среды плазматической мембраной типичного строения. Снаружи от мембраны клетка имеет жесткую клеточную стенку, в состав которой входит гликопептид муреин. Эта оболочка проницаема для воды, ионов и низкомолекулярных соединений, но непроницаема для крупных полимерных молекул. Выполняет функцию скелета и механической защиты. В некоторых случаях поверх муреиновой клеточной оболочки могут вырабатываться полисахаридная капсула или слои слизи. Их функция – 1) дополнительная защита для клеток и 2) участие в формировании колоний. Может выполнять агрессивную (патогенную) функцию – (если содержат молекулы токсинов).

В зависимости от химического состава и структуры оболочки выделяют Грам-положительные и Грам-отрицательные бактерии. У Грам-положительных форм стенка однослойная и состоит в основном из муреина. У Грам-отрицательных бактерий стенка двуслойная, муреина мало, преобладают липиды: протеолипиды и липополисахариды.

Органоиды движения у бактерий – жгутики и / или тонкие нитевидные белковые выросты – пили, или фимбии. Их роль, кроме передвижения – F – пили участвуют в осуществлении конъюгации.

Цитоплазма в химическом отношении представляет собой коллоид из смеси белков, жиров, углеводов, других органических соединений, минеральных веществ, воды.

У бактерий отсутствуют мембранные органеллы: ЭПС, аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды. Имеются рибосомы и сложные мембранные структуры, выполняющие функцию аппарата Гольджи – мезосомы.

Генетический аппарат называют нуклеоидом, или генофором. Он представлен одной кольцевой молекулой ДНК, присоединенной к цитоплазматической мембране. Кольцевые молекулы ДНК меньшего размера, свободно расположенные в цитоплазме называют плазмидами. Гены прокариот имеют оперонную структуру.

По типу питания бактерии подразделяются на автотрофы (хемосинтетики) и гетеротрофы (сапрофиты, симбионты, паразиты).

Гетеротрофы получают энергию при окислении органических веществ кислородом или при сбраживании (без участия кислорода). Сапрофиты питаются мертвым органическим веществом, например, бактерии гниения, молочнокислые бактерии.

Выделяют:

1. спиртовое брожение.

В результате этого брожения из глюкозы образуется этиловый спирт и углекислый газ. Например, криптококкус.

С₆Н₁₂О₆ (глюкоза) →2 СООН-СО-СН₃ (ПВК) + 2 АТФ

С₆Н₁₂О₆ →2 СО₂ + 2С₂Н₅ОН

На спиртовом брожении основано виноделие.

Молочнокислое брожение приводит к образованию молочной кислоты.

С₆Н₁₂О₆ → 2СН₃-НСОН-СООН.

Этот процесс осуществляют некоторые стрептококки, лактобактерии. Применяется в производстве кисломолочных продуктов, сыров, квашении капусты. Масляно-кислое брожение осуществляется клостридиями.

Бактерии - паразиты развиваются только на живых организмах, например, менингококки, гонококки.

Миксотрофные бактерии способны и к паразитическому, и к сапрофитному образу жизни (бациллы сыпного тифа, сибирской язвы). Симбионтом является, например, кишечная палочка.