§ 15 Прокаріотичні клітини

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Головна ідея застосування антибіотиків полягає в тому, щоб використати речовини, які будуть знищувати або обмежувати життєдіяльність бактерій, але не завдаватимуть шкоди клітинам людей. Як це працює?

Антибіотики діють вибірково, оскільки розпізнають і блокують структури або біохімічні процеси, характерні лише для бактеріальних клітин. Наприклад, деякі препарати руйнують клітинну стінку з муреїну, яка відсутня у клітинах людини, або пригнічують роботу бактеріальних рибосом, що за будовою відрізняються від еукаріотичних.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Якщо подивитися на будову основи джгутика бактерій (мал. 15.1), то більш за все вона нагадує колесо. Тож бактерії винайшли принцип колеса раніше, ніж люди! Але як воно працює і де двигун?

Двигуном джгутика бактерії є білковий комплекс базального тіла, розташований у клітинній мембрані та клітинній стінці. Принцип його роботи полягає у використанні різниці потенціалів та транспорту йонів через мембрану, що змушує диски базального тіла обертатися і приводити в рух гачок та філамент джгутика.

2. У багатьох бактерій зовні від клітинної стінки розташована слизова капсула. Вона містить до 98 % води, яку важко виявити у звичайному режимі роботи мікроскопа. Навіщо потрібна така структура?

Слизова капсула забезпечує збереження вологи та захищає бактерію від висихання в несприятливих умовах. Вона також захищає клітину від розпізнавання та знищення імунною системою хазяїна й допомагає прикріплюватися до поверхонь.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Які відмінності між прокаріотичними й еукаріотичними клітинами?

Прокаріотичні клітини не мають сформованого ядра та внутрішньоклітинних мембранних органел, а їхній спадковий матеріал розташований у цитоплазмі у вигляді нуклеоїда. Крім того, прокаріоти мають менший розмір клітин і рибосом, менш розвинений цитоскелет та клітинну стінку з муреїну або псевдомуреїну.

2. Які компоненти наявні в обох типів клітин? Скористайся текстом параграфа та відео в e-ДОДАТКУ (завдання 15.1).

В обох типах клітин наявні плазматична мембрана, цитоплазма, рибосоми для синтезу білка та генетичний матеріал у вигляді молекул ДНК і РНК.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

3. У якій формі бактерії зберігають спадковий матеріал? Як він розміщується у клітині?

Бактерії зберігають спадковий матеріал у формі кільцевих молекул ДНК: основної великої молекули (нуклеоїду) та дрібних додаткових молекул (плазмід). Спадковий матеріал розташовується безпосередньо в цитоплазмі й не відокремлений оболонкою, оскільки прокаріотичні клітини не мають сформованого ядра.

4. Навіщо бактеріальним клітинам джгутики й пілі?

Джгутики слугують органелами руху, які забезпечують активне переміщення бактерій у рідкому середовищі. Пілі (фімбрії) потрібні для прикріплення клітини до різних поверхонь і субстрату, а також беруть участь у процесі передачі спадкової інформації між клітинами.

5. Переглянь в e-ДОДАТКУ відео про архей (завдання 15.2). Визнач, у яких середовищах вони можуть існувати.

Археї можуть існувати в екстремальних середовищах: гарячих термальних джерелах і гейзерах, водоймах із високою концентрацією солі, сильнокислих чи лужних середовищах, безкисневих умовах (у мулі або травному тракті тварин), а також у звичайних ґрунтах і товщі океанічної води.

6. Виконай в e-ДОДАТКУ тест про еукаріотичні та прокаріотичні клітини (завдання 15.3).

Тест в електронному додатку виконано, знання про порівняння будови еукаріотичних і прокаріотичних клітин успішно перевірено та закріплено.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

Перший факт: у прокаріотичних клітинах відсутні ядро та мембранні органели, а їхня ДНК лежить безпосередньо у цитоплазмі.
Другий факт: основа бактеріального джгутика обертається як колесо за рахунок руху білкових дисків і транспорту іонів через мембрану.
Третій факт: мембрана архей складається з моношару розгалужених ліпідів, що дозволяє їм виживати в екстремальних умовах довкілля.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…

Я став більш обізнаним щодо того, як маленькі кільцеві молекули ДНК (плазміди) допомагають бактеріям обмінюватися генами та набувати стійкості до антибіотиків.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?

Спочатку було важко запам’ятати назви типів розташування джгутиків у бактерій (наприклад, монотрихи та перитрихи). Подолати ці труднощі допомогло уважне розглядання схем та ілюстрацій у підручнику.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?

Отримані знання допоможуть мені краще розуміти принцип дії антибіотиків, усвідомлювати важливість дотримання гігієни та відповідально ставитися до виконання призначень лікаря під час лікування інфекційних захворювань.

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

Клітина печінки виконує різноманітну роботу: синтезує білки плазми крові, знешкоджує токсини, накопичує або вивільняє вуглеводи тощо. Як вона справляється з таким навантаженням?

Клітина печінки справляється з великим навантаженням завдяки чіткому поділу функцій між органелами (компартменталізації) та високому розвитку окремих структур. Вона має добре розвинену шорстку ендоплазматичну сітку з рибосомами для синтезу білків крові, гладеньку ендоплазматичну сітку для метаболізму вуглеводів і знешкодження токсинів, а також велику кількість мітохондрій, які забезпечують усі ці процеси необхідною енергією АТФ.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Які органели клітини спеціалізуються на синтезі речовин, а які — на розщепленні? Чому в клітині мають функціонувати і ті, й інші?

На синтезі речовин спеціалізуються рибосоми (синтез білків), ендоплазматична сітка (синтез білків, ліпідів та вуглеводів), комплекс Ґольджі (утворення складних сполук) і хлоропласти у рослин (синтез глюкози). На розщепленні речовин спеціалізуються лізосоми (розщеплення складних органічних молекул), пероксисоми (нейтралізація та розщеплення токсичних сполук) і мітохондрії (розщеплення речовин із виділенням енергії).

Всі ці органели мають функціонувати узгоджено, оскільки вони забезпечують єдність метаболізму. Процеси розщеплення постачають клітині енергію та мономери, а процеси синтезу використовують отримані ресурси для побудови нових молекул, росту та оновлення клітинних структур.

2. Навіщо комахоїдним рослинам (мал. 16.1) їсти комах, якщо вони живляться автотрофно?

Комахоїдні рослини живляться автотрофно завдяки фотосинтезу, отримуючи вуглеводи з вуглекислого газу та води. Оскільки такі рослини зазвичай ростуть на бідних ґрунтах або болотах із дефіцитом мінерального Нітрогену, ловля та перетравлення комах дає їм змогу компенсувати нестачу Нітрогену, Фосфору та інших елементів, необхідних для побудови власних білків і нуклеїнових кислот.