Сравнение клеток прокариот и эукариот

Признаки	Прокариоты	Эукариоты
Ядро	Нет. ДНК находится в цитоплазме	Есть. Имеет оболочку из двух мембран. Содержит ядрышки
Генетический материал	Кольцевая молекула ДНК, условно называемая «бакте-риальной хромосомой»	Линейные молекулы ДНК, органи-зованные в хромосомы
Клеточная стенка	Есть. Обычно образована пектином и муреином	У животных — нет, у растений образована целлюлозой, у грибов — хитином
Мезосомы	Есть	Нет
Мембранные органоиды	Обычно нет	Есть
Рибосомы	Есть. Мелкие	Есть
Цитоскелет	Нет	Есть
Способ поглощения веществ клеткой	Транспорт через клеточную стенку	Фагоцитоз и пиноцитоз
Пищеварительные вакуоли	Нет	Есть
Митоз и мейоз	Нет	Есть
Гаметы	Нет	Есть

Метаболизм/Фотосинтез/Биосинтез/Энергетический обмен

Химический состав клетки

В состав живых организмов входит большая часть химических элементов Периодической системы Д. И. Менделеева. Для 24 известны функции, которые они выполняют, это биоэлементы.

Элементы по содержанию в клетке делятся на 2 группы: I группа – мак-роэлементы (99,9% от массы); II группа – микроэлементы (0,1% от массы).

Элементы входят в состав неорганических и органических веществклетки или содержаться в виде ионов.

Неорганические вещества клетки представлены водой и минеральными солями.

Вода – самое распространенное неорганическое соединение в клетках живых организмов и в среднем содержится до 60-80%. Вода – растворитель для полярных, гидрофильных веществ. Гидрофобные вещества – нерастворимые в воде.

Минеральные соли необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток. Важнейшие катионы: Na⁺, K⁺,Ca²⁺ Важнейшие анионы: Cl^-, SO₄^2-, CO₃^2-  Органические вещества составляют 20 – 30 % массы клетки.

Углеводы в животных клетках содержатся 1 - 5%, в растительных – до 70%. Углеводы – соединения, в состав которых входят атомы углерода, кислорода и водорода, причем количество атомов водорода в большинстве случаев вдвое превышает число атомов кислорода. Общая формула: Cn(H₂O)n - C₆H₁₂O₆.

Все углеводы подразделяются на моно-, ди-, полисахариды.

Моносахариды образованы одной молекулой сахара и чаще содержат пять (рибоза, дезоксирибоза) или шесть (глюкоза, фруктоза, галактоза) атомов углерода, столько же кислорода и вдвое больше водорода. Пентозы входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы сладкие на вкус и растворимы в воде. Служат источником энергии для клеток.

Дисахариды образованы двумя молекулами сахара: сахароза (глюкоза + фруктоза); мальтоза (глюкоза + глюкоза); лактоза (глюкоза + галактоза.

Дисахариды сладкие на вкус и растворимы в воде. Служат источником энергии для клеток.

Полисахариды образуются в результате полимеризации моносахаридов. Мономером полисахаридов – целлюлозы, гликогена, крахмала является глюкоза. Полисахариды не имеют сладкого вкуса и нерастворимы в воде. Целлюлоза образует клеточные стенки растительных клеток, хитин - грибов и членистоногих, муреин – бактерий. Крахмал откладывается в запас в растительных клетках, гликоген – в животных клетках.

Растворимость и сладкий вкус от моносахаридов к полисахаридам уменьшаются.

Функции углеводов в клетке: э нергетическая (при окислении 1 г углеводов высвобождается 17,2 кДж); структурная (клеточная стенка растений, бактерий, грибов, членистоногих); запасающая (крахмал, гликоген); защитная (слизь); сигнальная (гликокаликс).

Липиды – производные высших жирных кислот, спиртов или альдегидов. Липиды: жиры, фосфолипиды, воски, гормоны, витамины.

Содержание липидов в клетках 1 – 5 %.

Липиды нерастворимы в воде (гидрофобны).

Жиры – сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот.Жиры являются источником энергии: при полном расщеплении 1г жира высвобождается 38,9 кДж энергии, поэтому жиры называют «энергетическими  консервами». Они служат источником воды, выделяющейся  при их окислении (100г жира – 107 мл воды). Накапливаясь в подкожной жировой клетчатке некоторых животных, жиры выполняют функцию терморегуляции. Жиры защищают органы от повреждений.

Липиды – сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот и фосфорной кислоты. Фосфолипиды образуют клеточные мембраны и выполняют структурную функцию.

Гормоны выполняют регуляторную функцию (половые гормоны).

Жирорастворимые витамины А, Д, Е, К входят в состав ферментов и выполняют каталитическую функцию.

Белков содержится 10 - 20 % от общей массы клетки.

В состав белков входят: C H N O, часть белков содержат: S Fe Zn Cu..

Белки – биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты (м акромолекула с большой молекулярной массой ).

Каждая аминокислота состоит из: аминогруппы: -NH₂; карбоксильной группы – COOH; радикала (аминокислоты различаются радикалами).

В состав белков живых организмов входит 20 аминокислот. Аминокислоты связаны пептидными связями через остатки аминогрупп и карбоксильных групп.

Денатурация – утрата молекулой своей структуры (начиная со вторичной) под влиянием внешних факторов. Денатурация приводит к изменению свойств и выполняемых функций, бывает обратимой и необратимой. Ренатурация – полное восстановление структуры белка.

Структуры:

Первичная – пептидная цепочка из аминокислотных остатков, соединенных пептидными связями. Вторичная - спираль, витки которой соединены водородными связями. Третичная – полипептидные цепи, свернутые в глобулы (упаковка), связи: -S-S-мостики, гидрофобное взаимодействие. Четвертичная – образована несколькими молекулами третичной структуры (гемоглобин).

Функции:  каталитическая (ферменты - биокатализаторы); структурная (образуют плазматическую мембрану клеток); регуляторная (гормоны - белки); защитная (антитела – иммунитет)); двигательная (волокна); транспортная (гемоглобин переносит кислород); энергетическая (17,6 кДж).

Нуклеиновые кислоты впервые были обнаружены в ядрах клеток (нуклеус – ядро). Нуклеиновые кислоты содержат C, H, O, N, P.

Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).

ДНК – двойная спираль. ДНК входит в основном в хроматин ядра, небольшое количество содержится и в митохондриях и хлоропластах.

РНК - одна цепь. РНК содержится в ядрышках, рибосомах и цитоплазме клетки.

Нуклеиновые кислоты – сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.

В состав нуклеотида входят: азотистое основание (аденин, гуанин, цитозин, тимин, урацил); углевод (дезоксирибоза, рибоза); остаток фосфорной кислоты. Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования ковалентных связей между углеводом одного и остатком фосфорной кислоты другого нуклеотида.

ДНК – две цепочки, соединяющиеся в одну молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями: аденином и тимином – две связи, гуанином и цитозином – три связи.

Нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А – Т, Г – Ц, это соответствие называется комплементарностью. Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекул ДНК.

В состав ДНК входит углевод дезоксирибоза.

Функции ДНК: х ранение и передача наследственной информации, участие в ее реализации.

РНК – полимер, построенный из нуклеотидов. В состав нуклеотидов РНК вместо дезоксирибозы входит рибоза, а вместо азотистого основания тимин – урацил. В клетках существует три типа РНК: информационная (и-РНК), транспортная (т-РНК) и рибосомальная (р-РНК). И-РНК переносят информацию от ДНК к месту синтеза белка, т- РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы, р-РНК входит в состав рибосомы. Рибосомы синтезируют белки.