Charakteristika prokaryot – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka:  Charakteristika prokaryot

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): katerina

 

 

 

 

NEBUNĚČNÉ ORGANISMY

-nemají typickou buněčnou strukturu a postrádají některé pro život charakteristické rysy

-zařazujeme sem: viry, prvobuněčné organismy = bakterie, sinice, prochlorofyta

 

VÝZNAM PROKARYOT

-prokaryota tvoří nadříši prvojaderných organismů

-do prokaryot řadíme:

1) říše: Nebuněčné organismy (Subcellulata)

a)oddělení: Praorganismy  (Eobionta)

b)oddělení: Viry (Vira)

 

2)říše: Prvobuněčné organismy (Protocellulata)

a)oddělení: Bakterie (Bacteria)

b)oddělení: Sinice (Cyanophyta)

c)oddělení: Prochlorofyta (Prochlorophyta)

 

1)NEBUNĚČNÉ ORGANISMY

a)PRAORGANISMY (Eobionta)

-jsou to nebuněčné formace, směřovaly ke vzniku prokaryotické buňky

– známy z geologických vrstev – stáří odhadováno na 3 – 4 mld. let

-jsou předpokládané primitivní živé organismy (které vznikaly v průběhu chemické evoluce z koacervátů)

-jedná se pouze o shluky bílkovin, sacharidů a nukleových kyselin, které byly v lipidových obalech – lipozomech

→ nelze je podle buněčné teorie považovat za plnohodnotné živé organismy

-vyskytovala se u nich schopnost rozmnožování a metabolismu

-obsahovali organické látky (bílkoviny – stavební, enzymní funkce, NK – dědičnost)

 

b)VIRY (Vira) 

-jde o infekční NK (nukleové kyseliny)

-jejich studiem se zabývá virologie

-byly objeveny ve 20. Století

-jsou to nebuněčné formace viditelní pouze elektronovým mikroskopem

 

-patří mezi nitrobuněčné parazity

-dokážou donutit hostitelskou buňku ke zmnožení jejich nukleové kyseliny (RNA nebo DNA) a jejich proteinů →nejsou schopny samostatného života

-nemají vlastní aparát pro syntézu bílkovin (ribozomy a tRNA)

→ani vlastní metabolický aparát

 

Složení a stavba těla:¨

-jejich tělo netvoří pravá buňka

-jednotlivá částice viru schopná infikovat buňku a množit se v ní se nazývá virion

-velikost virionů je 20-300nm

-uvnitř virionů se nachází NK (buď RNA nebo DNA)

à rozlišujeme: •RNA-viry(většina rostlinných virů)

DNA-viry(živočišné viry)

-okolo NK je bílkovinný obal (kapsid)

-některé viriony mají uvnitř kapsidu kromě NK ještě jeden nebo několik enzymů

→jsou potřebné k zahájení své reprodukce uvnitř hostitelské buňky

-některé viriony mají okolo kapsidu ještě membránový obal (který je tvořen bílkovinami a fosfolipidy)

→je tvořen makromolekulami bílkovin (=kapsomer)

-virové bílkoviny jsou vždy specifické – udělují viru antigenitu – rozeznávají specifické buňky hostitele s příslušnými receptory – mohou se navázat pouze na určité buňky

-viry bakterií se nazývají bakteriofágy

 

TVARY VIRŮ

Kulovitý – virus chřipky

Tyčinkový

Tvar bakteriofága – viry likvidující bakterie

 

ROZMNOŽOVÁNÍ VIRŮ

-virus prochází základním životním cyklem

-mimo hostitelskou buňku je v klidové formě –  v neživém prostředí (=virion)

-poté infikuje hostitelskou buňku → rozmnožuje se v ní

-po rozpadu buňky (=lýzi) je opět jako (zmnožený) virion uvolněn do prostředí

 

PRŮBĚH VIROVÉ INFEKCE

-vir přilne na povrch buňky (specificky), přichytává se virion

-celý virion (u živočišných buněk) proniká do hostitelské buňky

-rozpadá se kapsid a membránový obal → nebo jen NK (u bakteriofágů je vstříknuta bičíkem do hostitelské buňky) proniká do hostitelské buňky

-hostitelská buňka na základě enzymů replikuje virovou NK →a syntetizuje kapsomery

-okolo každé NK se vytvoří ochranný kapsid

-hostitelská buňka praskne (=lýze buňky) →virion se uvolní do prostředí

-nukleonové kyseliny virů se někdy můžou stát součástí genetické informace hostitelské buňky

à včlení se do chromozomů hostitelské buňky

-tento tzv. virový chromosom je předáván dceřinými buňkami jako provirus (buňka se nejčastěji stává nádorovou buňkou)

 

1. Fáze – adsorpce
– Přichycení viru na povrch buňky

2. Fáze – penetrace
– Průnik NK do buňky

3. Fáze – replikace
– Syntéza

– Pomnožení NK

– Pomnožení nových virů

4. Fáze – lyze buňky
– Prasknutí buňky à nové viriony

 

VIROVÁ ONEMOCNĚNÍ

rostliny – šarka (u švestek), kadeřavost listů, skvrnitost listů, mozaiková onemocnění tabáku, brambor, rajčat

zvířata – kulhavka, slintavka hovězího dobytka, vzteklina lišek, myxomatóza králíků, mor u drůbeže, hovězího dobytka

člověk – dětská obrna, rýma, chřipka, spalničky, příušnice, zarděnky, klíšťová encefalitida, opar, pásový opar, plané neštovice, bradavice, infekční žloutenka

 

PODVIROVÉ (SUBVIROVÉ INFEKČNÍ JEDNOTKY) 

-jsou to původci závažných infekčních chorob rostlin a živočichů

 

VIROIDY

-jsou tvořeny jednořetězcovou molekulou RNA

→neobklopenou bílkovinným kapsidem

-onemocnění rostlin: bledost okurek, zakrnělost chmelu, vřetenovitost bramborových hlíz

 

PRIONY

-tvořeny pouze makromolekulami bílkovin

-jsou to původci smrtelných onemocnění ústřední nervové soustavy savců (např. nemoc šílených krav, Creutzfeldt-Jakobova choroba,…)

 

DĚLENÍ VIRŮ

1)Podle NK

a) RNA viry – dětská obrna, rýma, vzteklina, slinivka, kulhavka

b) DNA viry – opar, neštovice, bradavice

c) diplo-RNA viry – obsahují dvoušroubovici RNA

 

2)Podle hostitele

a) bakteriofágy – napadají bakterie

b) fytopatogenní viry – napadají rostliny (kadeřavost a skvrnitost rostlin)

c) zoopatogenní viry – napadají živočichy (mor, vzteklina)

– u člověka: chřipka, pásový opar, neštovice,   zarděnky, obrna, žloutenky

– obranou je pouze očkování

-k jejich přenosu dojde vzduchem, potravinami, vodou či pohlavním stykem

d) mykoviry – napadají houby

e)retroviry – zvláštní typ

-donutí hostitelskou buňku přepsat svou RNA na DNA

→tato DNA se včlení do DNA hostitelské buňky (HIV způsobující AIDS)

f)onkoviry  – způsobují nádorové onemocnění

 

2)PRVOBUNĚČNÉ ORGANISMY

-skládají se z prokaryotické buňky

-patří mezi jednobuněčné organismy

-netvoří tkáně ani pletiva

-tvoří je malá buňka (10x menší než eukaryotická)

-tyto organismy mají malý povrch → tím pádem i rychlý příjem a výdej látek

-uvnitř nejsou membránové struktury

-mají rychlý metabolismus a velkou spotřebu kyslíku

-růst buněk je nápadně rychlý

-mají velice krátký buněčný cyklus

 

Říše: EUBAKTERIE (bakterie, sinice)

 

a)BAKTERIE

 

-jejich BS je ze sacharidu –  mureinu

-většinou heterotrofní

-velikost je v nanometrech

-existuje věda bakteriologie

→ Robert Koch – zabýval se jaká bakterie způsobuje jakou nemoc (Kochův bacil – tuberkulóza)

-Louis Pasteur – 19. Století

→přišel s vakcinací (preventivním očkováním)

-bakterie vznikají ze živé hmoty

 

 

-systém bakterií je založen na:

•Grammovo barvení : G+ (zbarví se silně – silná BS) a G(zbarví se slabě – slabá buněčná stěna)

fotosyntetizující x bez fotosyntézy

•počtu a umístění bičíku

•zda vytváří spory

 

tvaru:

kulovité (koky, diplokoky, tetrády, streptokoky, stafylokoky, sarciny)

tyčinkovité (bacily – tvoří spory, vibria, spirily, spirochéty)

stromečkové (aktinomycety, mykoplazmata)

 

•Buněčná stěna 

-u bakterií z mureinu

-bakterie jsou bezbarvé

Gramovo barvení (modré barvivo)

– podle něj dělíme bakterie na: •G+ (gram pozitivní)  

                                                         •G(gram negativní)

-bakterie se obarví na modro

→použití etanolu •G+  zůstanou modré

                                 •G  budou červené

 

•Plasmatická membrána 

-je to jediná biomembrána, kterou mají prokaryota

-na tylakoidech (vnitřních záhybech) jsou fotosyntetická barviva

 

Ribosomy

– u buněk, které se nedělí jich je 100

-u dělících buněk  – tisíce

-tvoří je RNA + BÍLKOVINY

-počet ribozomů závisí na tom, v jaké fázi je buňka

 

•Jádro (nukleoid)

-nemá žádný jaderný obal

→jádro není odděleno od cytoplasmy

-neobsahuje bílkoviny

-probíhá tu amitóza

-nejsou v něm jadérka

-je 1n (=haploidní)  → 1 chromozom = 1 molekula DNA (má1,5 nm – obsahuje 3-5genů)

-obsahuje asi 50 smyček

 

-prvobuněčné organismy mají málo membránových struktur

→mohou mít:

Bičíky

-v různém počtu (1 a více)

-jsou uspořádány na jedné straně buňky (nebo na obou koncích)

-jsou jedním z taxonomických znaků

-tvoří je bílkovinná vlákna

-nemají bazální tělísko

 

Pouzdro

-vyskytuje se nad buněčnou stěnou

-jde o obal, který dodává odolnost

-je z polysacharidů a bílkovin

 

Fimbrie

=tenká vlákénka postavena kolmo k povrchu bakterie

à slouží k přichycení k povrchu

1-2 sex-fimbrie – slouží k pohlavnímu rozmnožování

-jde o duté kanálky mezi bakteriemi

 

Glykokalyx

-obsahuje spoustu tenkých vláken – z polysacharidů a bílkovin

-vytváří zdrsněný povrch

-umožňuje lepší přichycení a přilnutí k povrchu

 

Spory

-tvoří je některé bakterie

-vznikají za nepříznivých podmínek

-spora má další obal navíc

→dochází ke ztloustnutí cytoplazmy

-spory se nedělí

-jsou odolné vůči teplotě, suchu a záření

 

 

Plazmid: jsou to mimojaderné molekuly DNA, uzavřené stočené do molekula DNA

–        Je schopen se včlenit do DNA jiných buněk

–        Nese doplňkovou informaci (př. Rezistenci vůči antibiotikům)

–        Využití v genovém inženýrství(zavádění plazmidu s žádnými geny)

 

METABOLISMUS:

 

ROZMNOŽOVÁNÍ

-buňka roste do délky

-uprostřed mateřské buňky se utvoří přehrádky

-jsou tvořené plasmatickou membránou a buněčnou stěnou

à buňka se rozdělí na dvě dceřiné buňky

 

VÝSKYT:

1)     Půda: nitrifikační b.: vážou N a obohacují tím půdu (hlízkové b.)

Denitrifikační b.: opak nitrifikačních

Hlízkové b.: žijí v symbióze na kořenech bobovitých rostlin, vážou vzdušný N

Aktinomycety: vytvářejí antibiotika (streptomycin, tetracyklin,..)

2)     Vzduch: bakterie se sem dostávají ze země větrem¨

Kapénková infekce, infekční prach = zaschlé kapénky (usazuje se při zemi)

3)     Voda: málo bakterií, prameny, horské toky

V moři ve všech hloubkách, vodou se přenáší bak. nemoci (cholera,tyfus,úplavice,..)

4)     Lidské tělo: ve střevní mikroflóře

Kůže– pouze na vlhkých místech (meziprstí, podpaží, třísla)

Ústa: b. se živí bílkovinami ze slin – laktobacily: z cukrů dělají kys.mléčnou – odvápnění

z. skloviny – zubní kaz

                       dých. Cesty– jen v horní části, ve zdravých plicích b. nejsou

b. jsou zachycovány sliznicí v nose. Řasinkovým epitelem v pruduškách

střeva: Esterichia Coli: kvasí cukry

kvasné b: zkvašují nestravitelné polysacharidy (celulóza)

hnilobné b: zpracovávají zbytky bílkovin –„mrtvolné plyny“

VÝZNAM

1)jsou to saprofité = rozkladači humusu

2)biotechnologie

3)fermentace

– přeměna, = kvašení

můžeme vyrábět mléčné výrobky (jogurty)

→bakterie mléčného kvašení (jsou anaerobní) – produkují kys. mléčnou (má konzervační účinky → kysané zelí, kvašení okurek, siláže)

-výroba kys. octové  – aerobní látky ( je potřebný kyslík)

-potravou je zředěný alkohol (do 12%)

4)výroba enzymů, hormonů, AK

5)výroba antibiotik, vitaminů

6)jsou patogenní

7) genové inženýrství (využití plazmidů)

-vyvolávají onemocnění

→je díky nim možná vakcinace a výroba přírodních antibiotik (x sulfonamidy = uměle vytvořená léčiva)

 

NEMOCI

Poranění – hnis(odumřelé bílé krvinky) – bakterie

Inkubační doba: doba od vniknutí inf. do propuknutí prvních příznaků

-angína,záněty horních cest dýchacích,mor, tyfus, cholera, salmonelóza, lepra (=malomocenství), spápa (diplokoky), syfilis (spirochéty, Treponema pallidum), Lymeská borelióza

-botulismus → botulin (salámový jed) – prudký jed, obsahují ho zkažené konzervy → dvojité vidění, nevolnost

Do rostlin pronikají skrz průduchy

Dobytek, ovce – sněť slezinná

 

Říše: ARCHEBAKTERIE

-nemají BS z mureinu, obsahuje pseudomurein

-jsou autotrofní, metanogenní (redukují CO2 a CH4)

– obývají extrémní prostředí (100°C prameny, s vysokým obsahem soli,.)

-probíhá u nich fotosyntéza

 

b)SINICE

– 2 mld. let staré, ovládaly praoceány, první fotosyntetizující organismy, vyskytují se jako samostatné org. shluky buněk nebo v koloniích nebo jako vlákna

-mají kulovitě protáhlé tvary kulovité

BUŇKA:

 -buňka je uložena ve slizové pochvě, sliz – umožňuje jim snadnější pohyb, vytváří pochvy

BS slizovatí, má 4 vrstvy mureinu

-zásobní látkou je sinicový škrob

-vchlípením a odškrcením od cytoplasm. membrány vznikl systém tylakoidů s chlorofylem a

→které jsou uspořádány okolo jaderné hmoty

Spec. struktury: FYKOBILIZOMY: zrníčka na povrchu tykaloidů obsahující další barviva

AEROTOPY: vzdušné válevy

HETEROCYTY: váží vzdušný kyslík

BARVIVA: chlorofyl, β-karoten, fykocyanin (modrý), fykoerytrin (červený)

à podle převládající barvy vypadá výsledná barva sinic ( šedo-zelená, modro-zelená,… )

 

ROZMNOŽOVÁNÍ

-jednobuněčné sinice se rozmnožují dělením

-vláknité pomocí hormogonií = rozpad vlákna – dorůstají a vytváří klidové spory = akinety

 

VÝSKYT

-rostou ve vodě, ve vlhké půdě, na skalách, na kůře stromů

-na rybnících a jezerech se vytváří „ vodní květ“ při přemnožení řasami

Významní fixátor vzdušného kyslíku

-barvu Rudého moře podmiňuje Trichodesmium erythraeum

 

ZÁSTUPCI:

•Anabena – obsažena ve vodním květu

•Gleocapsa

•Microcystis

•Nostoc – „jednořadka“

•Oscilatoria – „drkalka“ – pohybuje se pomocí slizu

•Trichodesmium erythraeum – zbarvuje Rudé moře

 

VÝZNAM

1)historický  – změnili bezkyslíkatou atmosféru na kyslíkatou

2)s houbami tvoří lišejníky

3)symbióza sinic s rýží

4)Arthrospire (Spirulina) – výroba vitaminových tablet

5)do budoucna se stanou protilátky na rakovinu, antivirotika, antibiotika

6)zapojení do potravin kosmonautů, biopaliva

VODNÍ KVĚT: voda bohatá na živiny(splašky) – přemnožení vodních org.(=eutrofizace vody) – vyčerpání kyslíku – odumírání org.  – zahnívání vody

Obsahují látky, které způsobují alergie, mohou produkovat toxiny

Projevy: střevní a žaludeční potíže, bolest hlavy, až závažnější jaterní potíže

 

STROMATOLITY: jedny z nejstarších geologic. Útvarů, vznikly působením sinic

Hřibovité útvary – vznikají především usazováním CaCO3 v pochvách sinic

 

c)PROCHLOROFYTA

-prokaryotické autotrofní organismy

-jsou součástí nanoplanktonu oceánů a moří

-v tylakoidech mají obsažen chlorofyl a, chlorofyl b, karotenoidy

 

VÝZNAM

1)historický

2)sledování typu barev -jak šel vývoj

-Siniceà prochlorophytaà zelené řasy à vývoj všech vyšších rostlin

3)žijí na primitivních strunatcích àpláštěnci (sumky)

 

FYZIOLOGIE PROKARYOT

-způsob výživy u prokaryot (u bakterií všechny typy):

1)AUTOTROFNÍ VÝŽIVA

-živí se sami – vytváří si organické látky

a)Fotoautotrofie

– uhlík přijímají v podobě CO2 à organické látky

-je zapotřebí světlo

-u sinic: fotosyntéza – dochází k produkci kyslíku

-u bakterií není produkován kyslík

-místo vody používají při fotosyntéze H2S, H2

-mají pouze fotosystém 1

 

2)Chemoautotrofie (Chemosyntéza)

-je pouze u bakterií

-zdroj uhlíku je  CO2à organické látky

-k vytvoření organických látek nepotřebují světlo

energie potřebná k redukci CO2 se získává oxidací organických nebo anorganických látek

 

Chemolitotrofie

-oxidují se jednoduché anorganické látky

H…………vodíkové bakterie

H2S……….sirné bakterie

Fe2+……….železné bakterie

Mn2+………manganaté bakterie

NH3……….nitrifikační bakterie

 

Chemoorganotrofie

-nemusejí při oxidaci využívat kyslík

→využívají dusičnany (NO3)

-přechází na anaerobní proces (= fermentace)

-využití glukosy

CH4……….metanové bakterie

 

2)HETEROTROFNÍ VÝŽIVA

-má dvě podoby:

parazitismus

-bakterie získávají látky ze svých hostitelů

 

•saprofitismus (rozkladači,dekompozitoři) 

-získávají organické látky z odumřelých organizmů

-organické látky mění na minerální (=MINERALIZACE)

-mají nezastupitelnou roli v koloběhu přírody

 

-vztah ke kyslíku prokaryot:

a)     Aerobní organismy

–        žijí v prostředí, kde ji kyslík nutný pro jejich život

b)      Anaerobní organismus

–        pro ně je kyslík toxický

a)     Fakultativně anaerobní

–        pokud v prostředí kyslík je, využívají ho k oxidaci

–        pokud v prostředí není, oxidují jiným způsobem (NO3 nebo přecházejí na fermentaci)

 

-vztah k dusíku:

•organismy schopné poutat vzdušný dusík

– bakterie AZOTOBACTER (N2)

 

•symbiotické organismy  

– bakterie RHIZOBIUM RADICOLA (bakterie hlíz)

→žijí s kořeny bobovitých rostlin

-bakterie získávají organické látky z kořenů rostlin – dodávají rostlině dusík

-rostlina má přebytek dusíku

à bílkoviny slouží jako zásobní látky (náhrada za maso  – hrách, fazole, čočka, pícniny, jetel, vojtěška)

 

•nitrifikační bakterie

aerobní (potřebují kyslík)

-NH3 (oxidují) → dusitany NO2 à na dusičnany NO3 (významné látky pro rostliny)

obohacují půdu o „dusík“ (NO3)

 

•denitrifikační bakterie  

-anaerobní (špatný přístup kyslíku)

-prospěšné dusičnany přeměňují na dusík

à jde do atmosféry

ochuzují půdu o dusík

 

GENETIKA PROKARYOT

JADERNÁ DĚDIČNOST

-1 chromosom s 3000-5000genů – dlouhý chromosom

-je zde jádro – molekula DNA

-nejsou tu jadérka ani bílkoviny

-je zásadní pro buňku

geny se musí replikovat, aby dceřiné buňky měly geny

 

MIMOJADERNÁ DĚDIČNOST

Plasmidy

=kruhové molekuly DNA

-počet genů v plasmidech je malý (2desítky až stovky genů)

-plasmidů může být jeden typ ale i více typů

→mohou se replikovat (zdvojovat) nezávisle na jádrech

-do plasmidu se může další gen včlenit a naopak (45g à 43g)

→může se včlenit i do jádra a naopak

-některé plasmidy: můžou konjugováním přecházet z jedné buňky do buňky druhé

→pomocí sex-fimbrií (využitelné u některých buněk)

-v plasmidech je doplňková genetická informace

 

ROZMNOŽOVÁNÍ PROKARYOT (BAKTERIÍ)

Amitóza

=přímé dělení

 

•Nepohlavní přímé dělení

 

•Pohlavní rozmnožování 

– souvisí se změnou genetické informace (jak se může pozměnit)

 

•Transformace

= přímé proniknutí části DNA do prokaryotické buňky

 

•Konjugace  

=průnik konjugovaných plastidů do jiné bakteriální buňky

→pomocí sex-fimbrie

 

Transdukce

-jde o přenos částic DNA pomocí bakteriofága






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: