Prokaryotní organismy – maturitní otázka z biologie

 

   Otázka:  Prokaryotní organismy

   Předmět: Biologie

   Přidal(a): M. Č

 

 

 

 

1. CHARAKTERISTIKA
protoplazma
–       prvkové složení stejné jako u eukaryotní buňky (biogenní prvky C, O, H, N, P tvoří 97% sušiny)

–       organické látky: bílkoviny, nukleové kyseliny, lipidy, polysacharidy

 

cytoplazma
–       vyplňuje prostor buňky

–       jedná se o směs koloidních roztoků rozpuštěných organických a anorganických látek (K, Mg, Ca, Cl, uhličitany, fosforečnany, …)

–       probíhá zde metabolismus

–       může obsahovat buněčné inkluze (granula) – krystalky různých látek (soli, zásobní látky – glykogen)

 

ribozomy
–       nejsou ohraničeny membránou

–       volné či přisedlé zevnitř k povrchové membráně

–       počet dle metabolické aktivity (sta až tisíce)

–       jsou na nich vazebná místa pro RNA + bílkovina

–       probíhá zde syntéza bílkovin

 

granula
–       zrna nebo kapky zásobních látek (glykogen, volutin)

jaderný aparát
jednoduchý chromozom
–       jaderná hmota = nukleoid

–       kruhová dvoušroubovice molekuly DNA na bílkovinném nosiči, uložená volně v cytoplazmě

–       není ohraničená žádnou membránou

–       slouží k přenosu genetické informace na dceřiné buňky

–       funkce: řízení, genetická informace (asi 3500 genů) a replikace = zdvojení

 

plazmidy
–       malé cyklické molekuly DNA v cytoplazmě

–       zdroj doplňkové dědičné informace

–       funkce: nese geny (např. rezistence vůči antibiotikům)

–       mohou přecházet do jiných buněk

–       využití: v genovém inženýrství (biotechnologie)

 

buněčné povrchy
buněčná stěna
–       je mohutná, přisedá na lipoproteinovou membránu

–       tvořena z peptidoglykenů

o   murein (látka bílkovinné a sacharidové povahy), pseudomurein, peptidy, bílkoviny, polysacharidy

–       je pórovitá

 

cytoplazmatická membrána
–       stavba: 2 vrstvy lipidů, bílkoviny, sacharidy, model tekuté mozaiky

–       tloušťka 5-9 mm

–       u některých se vytváří klubíčkovitý útvar (mesozom = vchlípenina cytoplazmatické membrány, uložení trávicích enzymů)

–       funkce:

o   odděluje vnitřní prostředí od vnějšího

o   polopropustná (semipermeabilní) – bílkovinné přenašeče

o   organizuje replikaci DNA

o   místo metabolických pochodů (enzymy dýchacího řetězce a pro syntézu lipidů, fotosyntéza)

o   je plastická (její část se může oddělit či včlenit)

o   může dojít k jejímu odškrcování a vzniku malých váčků (tylakoidů), které obsahují fotosyntetické pigmenty (fotosyntetické bakterie, sinice)

 

další obaly
slizovitý obal (pouzdra) = kapsula
–       nad buněčnou stěnou

–       stavba: hydratovaná vrstva polysacharidů, bílkovin a lipidů

–       funkce: zvyšuje odolnost

 

glykokalyx
–       další vnější obal

–       stavba: písťovitě propletená vlákna polysacharidů

–       funkce: lepkavý -> usnadňuje buňce přilnutí k povrchu

 

pohybové orgány
bičík
–       složen z flagelinu

–       funkce: pohyb, zřeďuje prostředí před buňkou

 

fimbrie
–       krátká a křehká vlákna

–       tzv. sex-fimbrie = umožňují přenos genetického materiálu mezi buňkami

 

2. BAKTERIE
–       všudypřítomné (voda, půda, lidské tělo, předměty, …)

–       schopny využívat jakýkoliv zdroj živin

–       význam pozitivní i negativní

 

ekologie bakterií
v přírodě
1.      rozkládači (destruenti, reducenti)

–       podílejí se na rozkladu zbytků mrtvých těl rostlin i živočichů (organické hmoty), tlení, hnití

2.      ovlivňují úrodnost půdy

3.      složka samočistící schopnosti vod

 

vztah k ostatním organismům
1.      hlavní složka mikroflóry v těle i na povrchu

2.      poskytují organismu cenné látky

–       žijící v symbióze: soužití s jinými organismy oboustranně prospěšné

o   hlízkovití bakterie s bobovitými rostlinami – bakterie vážou dusík ze vzduchu

o   Escherichia coli ve střevech člověka – vyrábí některé vitamíny (v jiném orgánu škodí)

–       soužití s jinými organismy, kdy si neškodí, ani výrazně neprospívají

o   na kůži lidského těla, podobně na srsti zvířat, listech a květech rostlin

3.    choroboplodné = patogenní

 

využití bakterií – průmysl
–       například Lactobacillus – při kvašení potravin (sýry, zelí, ocet, víno, jogurty)

–       například mléčné bakterie – k výrobě kyseliny mléčné, která se používá v pekařství, pivovarnictví, při barvení látek (!tato kyselina narušuje zubní sklovinu)

–       při zpracování odpadu, v čistírnách odpadních vod, v septicích, při odstraňování ropných skvrn

–       využití při výrobě butanolu a acetonu (sacharidy -> kyselina máselná -> butanol -> aceton)

–       výroba některých vitaminů, antibiotik, enzymů, hormonů, léků a protilátek

–       genové inženýrství (využití plazmidů)

 

přehled eubakterií
spirochety
–       štíhlé, stočené

–       Spirocheta – častá volně v přírodě, například ve vodě

–       Treponema pallidum – původce příjice (syfilis, lues)

–       Borrelia Burgdoferi – lymeská borelióza, přenášejí členovci (klíšťata), u nás onemocní ročně 2000 osob

G- aerobní tyčinky a koky
–       Acetobacter aceti – octové kvašení (etanol -> kyselina octová)

G- fakultativně anaerobní tyčinky
–       Escherichia coli

o   malá protáhlá bakterie s vyšším počtem bičíků

o   žije v tlustém střevě člověka

§  zde lidskému zdraví neškodí (ale jinde záněty – močové a pohlavní cesty)

o   živí se nestrávenými zbytky potravy

o   heterotrofní

o   snadno se kultivuje na živých půdách – pokusný organismus, biotechnologie

o   může přežívat i ve volné přírodě (splašky)

–       Salmonella enteritidis

o   průjmová onemocnění (salmonelozy), zdrojem hlavně výrobky z vajec a drůbeže

§  S. typhi – břišní tyfus, dlouhodobá a systémová horečka, silné bolesti hlavy, nevolnost, ztráta chuti k jídlu, zácpa, průjem, zvětšení sleziny, hygiena

–       Shigella

o   bakteriální úplavice (dyzentérie)

o   usadí se a množí se v tlustém střevě a vylučuje se ve stolici nemocného, silné průjmy, krev ve stolici

–       Yersinia pestis

o   mor

o   přenašeči: potkani, krysy, blechy

o   přenos: kapénková infekce

o   příznaky: vysoká horečka, bolesti hlavy, končetin a břicha

o   léčba: antibiotika, …

–       Legionella pneumophila

o   tzv. legionářská choroba (záněty plic)

G- koky aerobní
–       Neisseria gonorrhoea

o   kapavka (gonorrhoea)

o   onemocnění má obvykle charakter hnisavého zánětu sliznic vylučovacích a pohlavních orgánů

o   někdy také může zasáhnout konečník, hltan nebo spojivky v očích, může vyústit v neplodnost

G+ koky
–       aerobní a fakultativně anaerobní

–       Micrococcus – v půdě, vodě

–       Staphylococcus – časté infekce

o   S. Auerus – hnisání

o   S. Pneumonie – zápaly plic, mozkových plen

o   S. Faecium – siláž

–       Streptococcus pyogenes – hnisání, angíny, spála

G+ tyčinky a koky tvořící spóry
–       Bacillus subtilis – senný bacil, volně, využití v biotechnologii

–       Clostridium tetani – tetanus, velmi odolné spóry, tuhost a křečovité stahy svalstva

o   C. Botulinum – klobásový jed (botulotoxin), způsobuje obrnu svalů

o   C. Butyricum – máselné kvašení = anaerobní štěpení cukrů nebo kyseliny mléčné na kyselinu máselnou za vývoje oxidu uhličitého a vodíku

G+ nesporulující tyčinky
–       Lactobacillus bulgaricus – v mléce, jogurtu (kvašení, podporuje trávení)

o   L. vaginalis – běžný v poševní mikroflóře (pH mírně kyselé)

 

3. SINICE
–       průkopníci života

–       fototrofní

 

jedovaté sinice
–       cyanotoxiny mají prokazatelný vliv na:

o   oslabení imunitního systému

o   způsobují malátnost a celkovou slabost, zažívací obtíže (zvracení, křeče, průjmy)

o   respirační a alergická onemocnění (podráždění kůže, ekzémy, otoky, záchvaty kašle, dušení)

o   poruchy jater a další zdravotní potíže

o   některými pokusy byla potvrzena silná schopnost těchto toxinů vyvolávat nádory kůže a jater

o   např. Mikrocystis, Anabaena

 

barviva sinic
–       na záhybech cytoplasmatické membrány fixována fotosyntetická barviva

o   chlorofyl (zelený)

o   fykocyan (modrý)

o   fykoerytrin (červený)

–       buňky jsou většinou modrozelené, hnědozelené, olivově zelené nebo šedivé

–       modrý fykocyan a červený fykoerytrin patří mezi fykobiliproteiny a jsou rozpustné ve vodě

–       pomáhají zachytit světelnou energii, ale neúčastní se přímo fotosyntézy

–       sinice obsahují chlorofyl a vždy je přítomný beta-karoten

–       pravá fotosyntéza (O2)

 

struktura sinic
–       jednobuněčné nebo vytvářejí jednoduchá či rozvětvená vlákna – kolonie

–       buněčná stěna je čtyřvrstevná

–       buňka (i kolonie slepené slizem) je uložena ve slizové pochvě

–       systém tylakoidů (vzniklé vchlípením a odškrcením od cytoplazmatické membrány) s chlorofylem a, více méně uspořádaných kolem jaderné hmoty

–       zásobní látkou je sinicový škrob a glykogen

–       obsahují plynové vakuoly – nadnášejí se

 

jednobuněčné sinice
–       jsou vývojově starší

–       po dělení (rozmnožování) zůstávají často pohromadě, spojené vrstvami slizových obalů

–       například Sinivka – tvoří dvou až čtyř buněční kolonie, vyskytuje se na dně mělkých rašelinných tůní v mohutných tmavozelených shlucích

 

vláknité sinice
–       jsou vývojově mladší

–       ukládají se za sebou ve slizové pochvě

–       některé druhy (rod Anabaena – Chmýřnatka), mají vmezeřené heterocysty (tvarově odlišné buňky schopné poutat vzdušný kyslík) – v rýžovištích obohacují substrát o dusíkaté látky

–       rozmnožování hormogonií (několikabuněčná vlákna se oddělují od mateřského a dorůstají nová)

–       nepříznivé období – tvorba klidových spor – akinet (vzniknou spojením několika vegetativních buněk a vytvořením tlusté buněčné stěny)

 

jedovaté sinice
–       Mikrocystis působí negativně na pohlavní žlázy a vývoj plodu (může dokonce vyvolat Downův syndrom)

–       pokud je působení toxinů sinic dlouhodobé, mohou zdraví ohrozit i mnohem nižší koncentrace než bylo původně doloženo při jednorázových pokusech

–       naše znalosti o působení těchto látek jsou stále ještě nedostatečné a vědecké týmy upozorňují, že nebezpečí pro naše zdraví může být mnohem větší

 

symbiotické sinice
–       zástupci rodu Nostoc – Jednořadka tvoří s houbovitými vlákny stélky lišejníků

–       první vegetace – osidlují holé skály a připravují podmínky pro pozdější uchycení jiných organismů

 

význam
–       hospodářský: negativní vliv vodní květ

–       sinice obsahují v sušině vysoké koncentrace proteinů (až 70%), mnohem více než například zelené řasy

–       sinice rodu Arthrospira (známá pod komerčním názvem Spirulina) se pěstuje v mnoha zemích na výrobu vitamínových tablet, obsahuje mimo jiné ve velké míře vitaminy (B12) a karoteny, součást jídelníčku

–       některé pigmenty sinic (fykobiliny), zejména (fykocyanin), se používají jako netoxická barviva, díky nimž se pozorují metabolické procesy probíhající v buňkách různých organismů

do budoucnosti
–       jiné látky obsažené v sinicích by se mohly do budoucna stát výchozí surovinou pro výrobz protirakovinných a protizánětlivých léků, antibiotik a antivirotik

–       kosmetické agentury NASA uvažují o zapojení sinic do stravy kosmonautů na budoucích vesmírných misích na velkou vzdálenost, některé sinice jsou schopné růst i na měsíční půdě

–       uvažuje se o užití sinic pro výrobu biopaliv






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: