2. Прокариоты и эукариоты.

Первые организмы, появившиеся 3,0 — 3,5 млрд. лет назад, жили в бескислородных условиях, были анаэробными гетеротрофами. Они использовали органические вещества абиогенного происхождения в качестве питательных веществ, энергию получали за счет бескислородного окисления и брожения.

Замечательным событием стало появление процесса фотосинтеза, когда для синтеза органических веществ стала использоваться энергия солнечной света. Бактериальный фотосинтез на первых этапах не сопровождался выделением кислорода (первые фотоавтотрофы, используют углекислый газ как источник углерода и Н₂S — как источник водорода).

6СО₂ + 12Н₂S + Q света = С₆Н₁₂О₆ + 6S₂ + 6Н₂О

Позже, у синезеленых, появляется фотосистема, способная расщеплять воду и использовать ее молекулы в качестве доноров водорода. Начинается фотолиз воды, при котором происходит выделение кислорода. Фотосинтез синезеленых сопровождается накоплением кислорода в атмосфере и образованием озонового экрана. Кислород в атмосфере остановил процесс абиогенного синтеза органических соединений, но привел к появлению энергетически более выгодного процесса — дыхания. Появляются аэробные бактерии, у которых продукты гликолиза подвергаются дальнейшему окислению с помощью кислорода до углекислого газа и воды.

Симбиоз большой анаэробной клетки (вероятно, относящейся к архебактериям и сохранившей ферменты гликолитического окисления) с аэробными бактериями оказался взаимовыгодным, причем аэробные бактерии со временем утратили самостоятельность и превратились в митохондрии.

Потеря самостоятельности связана с утратой части генов, которые перешли в хромосомный аппарат клетки-хозяина. Но все же митохондрии сохранили собственный белоксинтезирующий аппарат и способность к размножению.

Важным этапом в эволюции клетки стало появление эукариот, при котором произошло обособление ядра, отделение генетического аппарата клетки от реакций обмена веществ.

Различные способы гетеротрофного питания привели к формированию царства Грибов и царства Животных. У грибов в клеточной стенке присутствует хитин, запасные питательные вещества откладываются в форме гликогена, продуктом метаболизма белков является мочевина.

Симбиоз с цианобактериями привел к появлению хлоропластов. Хлоропласты так же утратили часть генов и являются полуавтономными органоидами, способными к самовоспроизведению. Их появление привело к развитию по пути с автотрофным типом обмена веществ и обособлению части организмов в царство Растений. Для растений характерным веществом клеточной стенки является клетчатка, запасное вещество откладывается в форме крахмала, характерно наличие крупных вакуолей и у высших растений в клеточном центре отсутствуют центриоли.

В пользу симбиотического происхождения митохондрий и хлоропластов говорят многие факты. Во-первых, их генетический материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК (как и у прокариот), во-вторых, их рибосомы по массе, по строению рРНК и рибосомальных белков близки к таковым у аэробных бактерий и синезеленых. В-третьих, они размножаются как прокариоты и, наконец, механизмы белкового синтеза в митохондриях и бактериях чувствительны к одним антибиотикам (стрептомицину), а циклогексимид блокирует синтез белка в цитоплазме. Кроме того, известен один вид амеб, которые не имеют митохондрий и живут в симбиозе с аэробными бактериями, а в клетках некоторых растений обнаружены цианобактерии (синезеленые), сходные по строению с хлоропластами.

Дальнейшая эволюция привела к обособлению и сохранению двух империй — Доклеточные и Клеточные. Доклеточные объединены в царство Вирусы, Клеточные — в два надцарства Прокариоты (доядерные) и Эукариоты (ядерные). Прокариоты входят в царство Дробянок и разделены на три подцарства: самые древние относятся к подцарству Архебактерий, другая группа бактерий относится к подцарству Эубактерий, и в подцарство Синезеленых объединяются прокариоты, способные при фотосинтезе выделять кислород.

Закрепление. Беседа. Работа учащихся с тетрадью и кодограммой.

Задание на дом. Изучить текст параграфа, ответить на вопросы.

Приложение 1. Приложение 2.

Запишите номера вопросов,

против них — правильные ответы:

1. Какие органоиды имеют снаружи одну мембрану?

2. Какие органоиды имеют снаружи две мембраны?

3. Какие немембранные органоиды вам известны?

4. Какой органоид получил название "экспортная система клетки"? Здесь происходит накопление, модификация и осуществляется вывод веществ из клетки. Здесь же образуются лизосомы.

5. Какие органоиды обеспечивают биосинтез белков цитоплазмы клетки?

6. Какие органоиды отвечают за обеспечение клетки энергией, получили название "органоиды дыхания"?

7. Какие органоиды отвечают за расщепление сложных органических молекул до мономеров, даже пищевых частиц, попавших в клетку путем фагоцитоза?

8. Какие органоиды отсутствуют в клетках высших растений?

9. Какой органоид отвечает за образование цитоскелета?

Запишите ответы и садитесь на место.

Приложение 3.