1.4.3. حل مهام التعلم المستهدفة

مورفولوجيا الخلية. المكونات الهيكلية للسيتوبلازم والنواة

1.3. الأهداف المحددة للدرس:

المعلومات النظرية الأساسية

الاختلافات بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

العضيات ذات الأهمية العامة

عضيات ذات أهمية خاصة

1.4. الهيكل التنظيمي للدرس العملي

1.4.1. - الأسئلة النظرية التي يجب تعلمها لتحقيق أهداف الدرس

1.4.2. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة لدى الطلاب

1.4.3. التحقق من المستوى الأولي باستخدام الاختبارات

1. الوحدة الهيكلية الأولية للمادة الحية هي:

1.4.3. العمل المستقل للطلاب

1.4.4. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي

أغشية الخلايا. نقل المواد عبر البلازما

1.3. الأهداف المحددة للدرس:

غشاء خلية المعلومات النظرية الأساسية

الالتقام والإخراج

أنواع العمليات الأيضية

1.4. الهيكل التنظيمي للدرس العملي

1.4.1. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة لدى الطلاب

1.4.2. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة باستخدام الاختبارات

1.4.3. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي، المرحلة 1

الدرس 4 مورفولوجيا الكروموسومات. النمط النووي البشري

المعلومات النظرية الأساسية

1.4. الهيكل التنظيمي للدرس العملي

1.4.1. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة باستخدام اختبارات التحكم الأولية

1.4.2. - الأسئلة النظرية التي يجب تعلمها لتحقيق أهداف الدرس

1.4.3. العمل المستقل للطلاب:

1.4.4. حل المهام التدريبية المستهدفة:

1.4.5. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي:

1.5. تلخيص نتائج الدرس من قبل المعلم والتحقق من صحة عمل كل طالب

1.8. الأدبيات الأساسية (I) والإضافية (II):

الدرس 5 خصائص الأحماض النووية

1.3. أهداف محددة. يكون قادرا على:

المعلومات النظرية الأساسية

1.4. الهيكل التنظيمي للدرس العملي

1.4.1. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة باستخدام اختبارات التحكم الأولية

1.4.2. الأسئلة النظرية التي يجب تعلمها لتحقيق أهداف الدرس:

1.4.3. العمل المستقل للطلاب

1. حل المشاكل:

2. املأ الجدول: الخصائص المقارنة للحمض النووي والحمض النووي الريبي

1.4.5. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي

كروك 1

1.5. تلخيص نتائج الدرس من قبل المعلم والتحقق من صحة عمل كل طالب

الدرس 6 التركيب الجيني للكائنات المؤيدة وحقيقيات النوى. الجينات هيكلية وتنظيمية. عمليات تحقيق المعلومات الوراثية

1.3. أهداف محددة. يكون قادرا على:

المعلومات النظرية الأساسية

الكود الوراثي i-RNA

1.4. الهيكل التنظيمي للدرس العملي

1.4.1. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة باستخدام اختبارات التحكم الأولية

1.4.2. الأسئلة النظرية التي يجب تعلمها لتحقيق أهداف الدرس:

1.4.3. العمل المستقل للطلاب

1.4.5. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي

كروك 1

1.5. تلخيص نتائج الدرس من قبل المعلم والتحقق من صحة عمل كل طالب

الدرس 7 تنظيم التعبير الجيني

1.3. أهداف محددة. يكون قادرا على:

المعلومات النظرية الأساسية

1.4. الهيكل التنظيمي للدرس العملي

1.4.1. التحقق من المستوى الأولي للمعرفة باستخدام اختبارات التحكم الأولية

1.4.2. الأسئلة النظرية التي يجب تعلمها لتحقيق أهداف الدرس:

1.4.3. العمل المستقل للطلاب املأ الجدول: التخليق الحيوي للبروتين

1.4.5. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي

كروك 1

1.5. تلخيص نتائج الدرس من قبل المعلم والتحقق من صحة عمل كل طالب

الدرس الثامن دورة حياة الخلية انقسام الخلية

1.3. الأهداف المحددة للدرس:

المعلومات النظرية الأساسية

1. يتم تشكيل الأمشاج مع مجموعة أحادية الصيغة الصبغية من الكروموسومات. وهذا يضمن ثبات الكروموسوم.

1.4.3. العمل المستقل للطلاب

1.4.4. تنفيذ السيطرة على الاختبار النهائي

الدرس الأخير 9

قائمة الشرائح الدقيقة

رابعا. تلخيص:

خامساً: الهيكل التنظيمي للدرس:

السادس. الجزء الأخير:

إلى المهام والاختبارات

الاختلافات بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

	المؤشرات الرئيسية	بدائيات النوى	حقيقيات النواة
		في المتوسط ​​0.5-5.0 ميكرون.	في المتوسط ​​40-60 ميكرون.
		مستديرة، ممدودة، خيطية.	مختلفة، قد يكون لها براعم.
	المادة الوراثية	نووي. الحمض النووي الدائري في السيتوبلازم. لا توجد نواة أو كروموسومات.	الحمض النووي الخطي المرتبط بالبروتينات والحمض النووي الريبي (RNA). الكروماتين والكروموسومات في النواة.
	تخليق البروتين	70S – الريبوسومات وأصغر. لا يوجد شبكة EP. توجد الريبوسومات في السيتوبلازم.	80S – الريبوسومات وأكبر. الريبوسومات في السيتوبلازم وفي الشبكة ER.
	العضيات	هناك عدد قليل من العضيات وليس لها أغشية (ريبوسومات).	هناك العديد من العضيات، وبعضها غشائي (الميتوكوندريا، البلاستيدات، الليزوزومات).
	جدران الخلايا	صلبة، وتتكون من السكريات. عنصر القوة هو مورين.	جدران صلبة من الخلايا النباتية والفطرية (عنصر القوة - السليلوز). تحتوي الخلايا الحيوانية على بلازمية مغطاة بالجليكوكالكس.
	البناء الضوئي	لا توجد البلاستيدات الخضراء. يحدث في الأغشية التي لا تحتوي على عبوات محددة.	تم العثور على البلاستيدات الخضراء في الخلايا النباتية. تتم فيها عمليات التمثيل الضوئي.
	تثبيت النيتروجين	بعض الخلايا ثابتة.	الخلايا غير قادرة على التثبيت.
		بسيط (مباشر)	الانقسام (غير المباشر).

أرز. 2. رسم تخطيطي حديث لتركيب الخلية وفق بيانات المجهر الإلكتروني:

1 - المصفوفة السيتوبلازمية. 2 - مجمع جولجي. 3 - مركز الخلية. 4 - الشبكة الإندوبلازمية. 5 - الميتوكوندريا. 6 - النواة؛ 7 - النواة. 8 - الكاريوبلازم. 9 - الكروماتين. 10 – الليزوزوم. 11 – إخراج الخلايا من خلال الغشاء السيتوبلازمي، 12 – الزغيبات الدقيقة

المكونات الهيكلية الرئيسية للخلايا حقيقية النواة هي أغشية الخلايا والنواة والسيتوبلازم مع الهيكل الخلوي والعضيات والادراج (الشكل 2).

1. غشاء الخلية أو البلازما,يمثل طبقة بيولوجية رقيقة تحد منخلية.جميع الأغشية البيولوجية المعروفة تشكل مساحات مغلقة - مقصورات . وبالتالي، فإن الوظيفة الرئيسية لغشاء الخلية هي ضمان دخول المواد إلى الخلية والحفاظ على ثبات تكوينها، أي التوازن الخلوي.

أساس البلازما هو الدهون طبقة ثنائية ، تقع بشكل عمودي على السطح (الشكل 3). تحتوي الطبقة الدهنية الثنائية في البلازما على بروتينات مقسمة إلى فئتين. الصف الاول - البروتينات عبر الغشاء . يتم تضمين جزء معين من جزيئهم في طبقة ثنائية الدهون ويخترقها. الصف الثاني - بروتينات المستقبلات الطرفية تقع خارج غشاء الخلية. وهي مغطاة بطبقة من الكربوهيدرات التي تشكل غطاء رقيقا للخلية - مركب السكر .

يحدث النقل الغشائي للجزيئات ذات الأشكال المختلفة في الخلية عن طريق الالتقام والإخراج .

في الالتقام الخلوي، تبتلع الخلايا الجزيئات الكبيرة والجسيمات، وتحيط بها مساحة صغيرة من غشاء الخلية. ويبرز الأخير داخل الخلية مكونًا حويصلات (فقاعات). إذا كانت الحويصلات صغيرة وتحتوي على سائل خارج الخلية، تسمى العمليةاحتساء الخلايا .

وإذا كانت تحتوي على جسيمات كبيرة الحجم، تتكون الجسيمات البلعمية، وتعرف هذه الظاهرة باسمالبلعمة .

ه
كثرة الخلايا - هو إطلاق مواد من الخلية على شكل حبيبات إفرازية أو فجوات مع السائل الخلوي.

2. الأساسية -الجهاز المركزي للخلية، والذي يرتبط بتخزين ونقل المعلومات الوراثية، والتمثيل الغذائي، والحركة والتكاثر.

F

أرز. 3. النموذج الكيميائي للبلازما:

1 - طبقة مزدوجة من الدهون. 2 - بروتينات الغشاء. 3، 4 - البروتينات الطرفية. 5 – سكريات الجليكوكليكس .

غالبًا ما يكون شكل النواة مستديرًا أو ممدودًا، وغالبًا ما يكون مفصصًا. ويتم فصله عن السيتوبلازم بواسطة الغلاف النووي. وتتكون من أغشية نووية خارجية وداخلية مفصولة بمادة عديمة البنية. تحتوي الأغشية على العديد من المسام التي توفر اتصالاً انتقائيًا مع السيتوبلازم. يتم تضمين كل مسام في هيكل كبير على شكل قرص يسمى مجمع المسام المغلف النووي . تمتلئ النواة بكتلة متجانسة - النواة. يتكون من الأحماض النووية والبروتينات.

يسمى مجمع الحمض النووي النووي مع البروتينات الهيكلية الهستونات والبروتينات غير الهستونية الموجودة بكميات كبيرةالكروماتينية . في المستحضرات الخلوية، يظهر الكروماتين على شكل كتل ذات أحجام وأشكال مختلفة. خلال فترة انقسام الخلايا، يتم الكشف عن الخلايا الموجودة في النواة الكروموسومات الانقسامية. تظهر على شكل أجسام قصيرة على شكل قضيب، ولها شخصية ووظيفة مميزة.

أحد المكونات الأساسية للنواة هو واحد أو أكثر النواة. هذه أجسام مستديرة صغيرة ذات محتوى عاليالحمض النووي الريبي والبروتين. ويشارك الحمض النووي الريبي النووي (Nucleolar RNA) في تنظيم العمليات الاصطناعية في السيتوبلازم في الخلية.

3. السيتوبلازميجمع كل شيء معًا المادة الحيةالخلايا، باستثناء النواة والأغشية المحددة للخلايا. تسمى الكتلة المتجانسة غير الهيكلية من السيتوبلازمالهيالوبلازما . أنه يحتوي على تعليق العضيات والادراج . الحالة الإجمالية للسيتوبلازم هي سائل - محلول ولزج - هلام. يتكون أساس السيتوبلازم من الهيكل الخلوي للخلية.

الهيكل الخلوي - شبكة معقدة من الأنابيب الدقيقة والبروتينات خيوط (خيوط).تلعب الأنابيب الدقيقة دور المرشدين. هذه هي نوع من القضبان التي تتحرك على طولها العضيات. تؤدي الخيوط وظيفة مقلصة.

يمكن أن يتحرك السيتوبلازم وبعض الهياكل الموجودة فيه. وتعرف هذه الظاهرة ب التيار السيتوبلازمي . وهو شديد بشكل خاص في الخلايا النباتية بسبب حجمها الكبير وجدرانها الصلبة.

4. العضيات والادراجتقع في السيتوبلازم. العضيات -هذه هي تكوينات دائمة ومتباينة للغاية داخل الخلايا تؤدي وظائف محددة. المساحة الداخلية لأي عضية داخل الخلايا، أي مقصورتها، محدودة بأغشية متخصصة. هناك مجموعتان كبيرتان من العضيات.

1. العضيات معنى عام - ضرورية لحياة جميع الخلايا.

2. العضيات الخاصة - أداء وظائف مستهدفة في الخلايا ذات التخصص الضيق (الأهداب والسوط والليف العضلي والليف العصبي).

بناءً على مبدأ التنظيم، تنقسم المكونات داخل الخلايا إلى غشاء واحد وغشاء مزدوج.

غشاء واحد المكونات لها شكل قنوات وخزانات وفقاعات محدودة بغشاء واحد ومترابطة بشكل وثيق. وتشمل هذه: أ) الشبكة الإندوبلازمية. ب) مجمع جولجي. ج) الليزوزومات. د) الفجوات في الخلايا النباتية وبعض الأوليات.

مكونات الغشاء المزدوج هذه هي الميتوكوندريا والبلاستيدات. يكون غشاءها الخارجي سلسًا دائمًا، ويشكل الغشاء الداخلي نواتج لها أهمية وظيفية مهمة. تحتوي النواة، وهي الجهاز المركزي للخلية، أيضًا على نظام من الأغشية المزدوجة. تحتوي الأغشية النووية على مسام.

الهياكل غير الغشائيةالخلايا قليلة العدد ومتصلة بشكل أو بآخر بنظام الغشاء. وتشمل هذه: أ) الريبوسومات، التي تتكون من وحدتين فرعيتين؛ ب) الجسيم المركزي، المترجمة بالقرب من النواة؛ ج) عضيات حركة الخلية - السوط والأهداب والألياف العضلية. د) الادراج الخلوية المختلفة.

2.4. هيكل الخلايا المؤيدة وحقيقية النواة. العلاقة بين بنية ووظائف أجزاء وعضيات الخلية هي أساس سلامتها

المصطلحات والمفاهيم الأساسية التي تم اختبارها في ورقة الامتحان: الجهاز

جهاز جولجي، الفجوة، غشاء الخلية، نظرية الخلية، البلاستيدات البيضاء، الميتوكوندريا، عضيات الخلية، البلاستيدات، بدائيات النوى، الريبوسومات، البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات الخضراء، الكروموسومات، حقيقيات النوى، النواة.

أي خلية هي نظام. وهذا يعني أن جميع مكوناته مترابطة ومترابطة وتتفاعل مع بعضها البعض. وهذا يعني أيضًا أن تعطيل أحد عناصر نظام معين يؤدي إلى تغييرات وتعطيل في عمل النظام بأكمله. فمجموعة الخلايا تشكل الأنسجة، والأنسجة المختلفة تشكل الأعضاء، والأعضاء، تتفاعل وتؤدي وظيفة عامة، تشكل أنظمة الأعضاء. يمكن الاستمرار في هذه السلسلة أكثر، ويمكنك القيام بذلك بنفسك. الشيء الرئيسي الذي يجب أن نفهمه هو أن أي نظام لديه هيكل معينمستوى التعقيد ويعتمد على تفاعل العناصر التي يتكون منها. فيما يلي جداول مرجعية تقارن بين بنية ووظائف الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة، وتفهم أيضًا بنيتها ووظائفها. قم بتحليل هذه الجداول بعناية، لأن أوراق الامتحانات غالباً ما تطرح أسئلة تتطلب معرفة هذه المادة.

2.4.1. ملامح بنية الخلايا حقيقية النواة وبدائية النواة. بيانات مقارنة

الخصائص المقارنة للخلايا حقيقية النواة وبدائية النواة.

هيكل الخلايا حقيقية النواة.

وظائف الخلايا حقيقية النواة. الخلايا الكائنات وحيدة الخليةتنفيذ جميع الوظائف المميزة للكائنات الحية - التمثيل الغذائي، والنمو، والتنمية، والتكاثر؛ قادرة على التكيف.

يتم تمييز خلايا الكائنات متعددة الخلايا حسب البنية، اعتمادًا على الوظائف التي تؤديها. ظهاري ، عضلي ، عصبي ، الأنسجة الضامةتتشكل من خلايا متخصصة.

أمثلة على المهام الجزء أ

أ1. تشمل الكائنات بدائية النواة 1) العصية 2) الهيدرا 3) الأميبا 4) فولفوكس

أ2. غشاء الخلية يؤدي هذه الوظيفة

1) تخليق البروتين

2) التحويلات معلومات وراثية

3) التمثيل الضوئي

4) البلعمة واحتساء الخلايا

أ3. أشر إلى النقطة التي يتطابق فيها هيكل الخلية المسماة مع وظيفتها

1) الخلايا العصبية - اختصار

2) الكريات البيض - التوصيل الدافع

3) كريات الدم الحمراء - نقل الغازات

4) خلية عظمية - البلعمة

A4. الطاقة الخلويةصنع في

1) الريبوسومات 3) النواة

2) الميتوكوندريا 4) جهاز جولجي

أ5. قم بإزالة المفهوم غير الضروري من القائمة المقترحة

1) لامبليا 3) الشركات العملاقة

2) البلازموديوم 4) الكلاميدوموناس

أ6. قم بإزالة المفهوم غير الضروري من القائمة المقترحة

1) الريبوسومات 3) البلاستيدات الخضراء

2) الميتوكوندريا 4) حبوب النشا

أ7. تؤدي كروموسومات الخلية هذه الوظيفة

1) التخليق الحيوي للبروتين

2) تخزين المعلومات الوراثية

3) تشكيل الليزوزومات

4) تنظيم عملية التمثيل الغذائي

في 1. حدد وظائف البلاستيدات الخضراء من القائمة المتوفرة

1) تشكيل الليزوزومات 4) تخليق ATP

2) تخليق الجلوكوز 5) إطلاق الأكسجين

3) تركيب الحمض النووي الريبي (RNA) 6) التنفس الخلوي

في 2. حدد السمات الهيكلية للميتوكوندريا

1) محاطة بغشاء مزدوج

2) تحتوي على الكلوروفيل

3) هناك أعراف

4) الغشاء الخارجي مطوي

5) محاطة بغشاء واحد

6) الغشاء الداخلي غني بإنزيمات V3. مطابقة العضية مع وظيفتها

في 4. املأ الجدول، مع وضع علامة "+" أو "-" على وجود الهياكل المشار إليها في الخلايا المؤيدة وحقيقية النواة

ج1. إثبات أن الخلية عبارة عن نظام بيولوجي متكامل ومفتوح.

2.5. التمثيل الغذائي: استقلاب الطاقة والبلاستيك، العلاقة بينهما. الانزيمات الخاصة بهم الطبيعة الكيميائية، دور في عملية التمثيل الغذائي. مراحل استقلاب الطاقة. التخمر والتنفس. التمثيل الضوئي، أهميته، دوره الكوني. مراحل عملية التمثيل الضوئي. ردود الفعل الخفيفة والمظلمة لعملية التمثيل الضوئي، وعلاقتها. التركيب الكيميائي. دور البكتيريا الكيميائية على الأرض

المصطلحات التي تم اختبارها في ورقة الامتحان: الكائنات ذاتية التغذية

الابتنائية، التحلل اللاهوائي، الاستيعاب، التحلل الهوائي، الأكسدة البيولوجية، التخمير، التفتيت، التخليق الحيوي، الكائنات غيرية التغذية، التنفس، الهدم، مرحلة الأكسجين، التمثيل الغذائي، استقلاب البلاستيك، المرحلة التحضيرية، مرحلة الضوءالتمثيل الضوئي، المرحلة المظلمة من التمثيل الضوئي، التحلل الضوئي للماء، التمثيل الضوئي، استقلاب الطاقة.

2.5.1. استقلاب الطاقة والبلاستيك، العلاقة بينهما

التمثيل الغذائي (الأيض)هي مجموعة من العمليات المترابطة لتخليق وتكسير المواد الكيميائية التي تحدث في الجسم. يقسمه علماء الأحياء إلى البلاستيك (الاستقلاب) واستقلاب الطاقة (التقويض)، وهما مترابطان. تتطلب جميع العمليات الاصطناعية مواد وطاقة توفرها عمليات الانشطار. يتم تحفيز عمليات التحلل بواسطة الإنزيمات التي يتم تصنيعها أثناء استقلاب البلاستيك باستخدام منتجات وطاقة استقلاب الطاقة.

بالنسبة للعمليات الفردية التي تحدث في الكائنات الحية، يتم استخدام المصطلحات التالية:

الابتنائية (الاستيعاب) - تخليق المونومرات الأكثر تعقيدًا من المونومرات الأبسط مع امتصاص وتراكم الطاقة في الشكل الروابط الكيميائيةفي المواد المصنعة.

الهدم (الاستبعاد) هو تحلل المونومرات الأكثر تعقيدًا إلى مونومرات أبسط مع إطلاق الطاقة وتخزينها في شكل روابط ATP عالية الطاقة.

تستخدم الكائنات الحية الطاقة الضوئية والكيميائية في حياتها. تقوم النباتات الخضراء - ذاتية التغذية - بتصنيع المركبات العضوية أثناء عملية التمثيل الضوئي باستخدام الطاقة ضوء الشمس. مصدر الكربون لديهم هو ثاني أكسيد الكربون. تحصل العديد من بدائيات النوى ذاتية التغذية على الطاقة من خلال عملية التخليق الكيميائي - أكسدة المركبات غير العضوية. بالنسبة لهم، يمكن أن يكون مصدر الطاقة عبارة عن مركبات من الكبريت والنيتروجين والكربون، وتستخدم الكائنات غيرية التغذية مصادر عضوية للكربون، أي. أكل الجاهزة مواد عضوية. من بين النباتات قد يكون هناك تلك التي تتغذى طريقة مختلطة(مختلط التغذية) - الندى، صائدة الذباب فينوس أو حتى غيرية التغذية - رافليسيا. من بين ممثلي الحيوانات وحيدة الخلية، تعتبر الأوجلينا الخضراء مزيجًا من الكائنات الحية.

الإنزيمات، طبيعتها الكيميائية، دورها في عملية التمثيل الغذائي . الإنزيمات هي دائمًا بروتينات محددة - محفزات. المصطلح "محدد" يعني أن الكائن الذي يستخدم هذا المصطلح فيما يتعلق به له ميزات وخصائص وخصائص فريدة. يتمتع كل إنزيم بمثل هذه الخصائص لأنه، كقاعدة عامة، يحفز نوعًا معينًا من التفاعل. لا يحدث تفاعل كيميائي حيوي واحد في الجسم دون مشاركة الإنزيمات. يتم تفسير خصوصية جزيء الإنزيم من خلال بنيته وخصائصه. يحتوي جزيء الإنزيم على مركز نشط، يتوافق التكوين المكاني له مع التكوين المكاني للمواد التي يتفاعل معها الإنزيم. بعد التعرف على الركيزة، يتفاعل الإنزيم معها ويسرع تحولها.

تحفز الإنزيمات جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية. وبدون مشاركتهم، فإن معدل ردود الفعل هذه سينخفض ​​مئات الآلاف من المرات. تشمل الأمثلة تفاعلات مثل مشاركة بوليميراز RNA في تركيب mRNA على DNA، وتأثير اليورياز على اليوريا، ودور إنزيم ATP Synthetase في تركيب ATP، وغيرها. لاحظ أن العديد من الإنزيمات لها أسماء تنتهي بـ "aza".

يعتمد نشاط الإنزيمات على درجة الحرارة وحموضة البيئة وكمية الركيزة التي تتفاعل معها. ومع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد نشاط الإنزيم. ومع ذلك، يحدث هذا في حدود معينة، لأن عند درجات حرارة عالية بما فيه الكفاية، يتم تغيير طبيعة البروتين. تختلف البيئة التي يمكن أن تعمل فيها الإنزيمات من مجموعة إلى أخرى. هناك إنزيمات تنشط في بيئة حمضية أو حمضية قليلاً أو في بيئة قلوية أو قليلاً بيئة قلوية. تنشط الإنزيمات في البيئة الحمضية عصير المعدةفي الثدييات. في بيئة قلوية قليلا، تنشط إنزيمات عصير الأمعاء. ينشط إنزيم البنكرياس الهضمي في بيئة قلوية. تنشط معظم الإنزيمات في بيئة محايدة.

2.5.2. استقلاب الطاقة في الخلية (التماثل)

تبادل الطاقةهي مجموعة التفاعلات الكيميائيةالانهيار التدريجي للمركبات العضوية، مصحوبًا بإطلاق الطاقة، والتي يتم إنفاق جزء منها على تخليق ATP. تتم عمليات تحلل المركبات العضوية في الكائنات الهوائية على ثلاث مراحل، يصاحب كل منها

في الكائنات متعددة الخلايا يتم تنفيذها بواسطة الإنزيمات الهاضمة. في الكائنات وحيدة الخلية - بواسطة إنزيمات الليزوزوم. في المرحلة الأولى، يحدث انهيار البروتين

إلى الأحماض الأمينية والدهون إلى الجلسرين و الأحماض الدهنية، السكريات الأحادية إلى السكريات الأحادية،

احماض نوويةإلى النيوكليوتيدات.وتسمى هذه العملية الهضم.

المرحلة الثانية خالية من الأكسجين (تحلل السكر). ويكمن معناها البيولوجي في بداية التحلل والأكسدة التدريجية للجلوكوز مع تراكم الطاقة على شكل 2 جزيئات ATP. يحدث تحلل السكر في السيتوبلازم في الخلايا. ويتكون من عدة تفاعلات متتابعة تحول جزيء الجلوكوز إلى جزيئين حمض البيروفيك(البيروفات) وجزيئين من ATP، في شكل جزء من الطاقة المنبعثة أثناء تحلل السكر: C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP. وتتبدد بقية الطاقة كحرارة.

في الخميرة والخلايا النباتية ( مع نقص الأكسجين) ينقسم البيروفات إلى الإيثانولوثاني أكسيد الكربون. هذه العملية تسمى التخمر الكحولي.

الطاقة المتراكمة أثناء تحلل السكر قليلة جدًا بالنسبة للكائنات الحية التي تستخدم الأكسجين في تنفسها. ولهذا السبب يتشكل حمض اللاكتيك (C3H6O3) في عضلات الحيوانات، بما في ذلك الإنسان، تحت الأحمال الثقيلة ونقص الأكسجين، والذي يتراكم على شكل لاكتات. تظهر آلام العضلات. يحدث هذا بشكل أسرع لدى الأشخاص غير المدربين مقارنة بالأشخاص المدربين.

المرحلة الثالثة هي الأكسجين، وتتكون من عمليتين متتابعتين - دورة كريبس، التي سميت على اسم هانز كريبس الحائز على جائزة نوبل، والفسفرة التأكسدية. ومعنى ذلك أنه أثناء تنفس الأكسجين، يتأكسد البيروفات إلى المنتجات النهائية - ثاني أكسيد الكربونوالماء، ويتم تخزين الطاقة المنطلقة أثناء الأكسدة على شكل 36 جزيء ATP. (34 جزيء في دورة كريبس وجزيئين أثناء الفسفرة التأكسدية). توفر طاقة تحلل المركبات العضوية تفاعلات تركيبها في تبادل البلاستيك. نشأت مرحلة الأكسجين بعد تراكمها في الغلاف الجوي كمية كافيةالأكسجين الجزيئي وظهور الكائنات الهوائية.

يحدث الفسفرة التأكسدية أو التنفس الخلوي عندما

الأغشية الداخلية للميتوكوندريا، والتي تُبنى فيها جزيئات نقل الإلكترون. خلال هذه المرحلة، يتم تحرير معظم الطاقة الأيضية. تنقل الجزيئات الحاملة الإلكترونات إلى الأكسجين الجزيئي. يتبدد جزء من الطاقة على شكل حرارة، والبعض الآخر ينفق على تكوين ATP.

التفاعل الكلي لاستقلاب الطاقة:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.

أمثلة على المهام الجزء أ

أ1. تسمى طريقة تغذية الحيوانات آكلة اللحوم

1) ذاتي التغذية 3) غيري التغذية

2) مختلط التغذية 4) كيميائي

أ2. تسمى مجموعة التفاعلات الأيضية :

1) الابتناء 3) التشتت

2) الاستيعاب 4) التمثيل الغذائي

أ3. على المرحلة التحضيريةيحدث تكوين تبادل الطاقة:

1) 2 جزيئات من ATP والجلوكوز

2) 36 جزيء من ATP وحمض اللبنيك

3) الأحماض الأمينية، الجلوكوز، الأحماض الدهنية

4) حمض الخليك والكحول

A4. المواد التي تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية في الجسم هي:

1) البروتينات 3) الدهون

2) الأحماض النووية 4) الكربوهيدرات

أ5. تحدث عملية تخليق ATP أثناء الفسفرة التأكسدية في:

1) السيتوبلازم 3) الميتوكوندريا

2) الريبوسومات 4) جهاز جولجي

أ6. يتم استخدام طاقة ATP المخزنة أثناء استقلاب الطاقة جزئيًا في التفاعلات:

1) المرحلة التحضيرية

2) تحلل السكر

3) مرحلة الأكسجين

4) تخليق المركبات العضوية A7. منتجات تحلل السكر هي:

1) الجلوكوز وATP

2) ثاني أكسيد الكربون والماء

3) حمض البيروفيك وATP

4) البروتينات الدهون الكربوهيدرات

في 1. حدد الأحداث التي تحدث خلال المرحلة التحضيرية لاستقلاب الطاقة عند الإنسان

1) يتم تقسيم البروتينات إلى أحماض أمينية

2) يتم تقسيم الجلوكوز إلى ثاني أكسيد الكربون والماء

3) يتم تصنيع 2 جزيئات ATP

4) يتم تقسيم الجليكوجين إلى الجلوكوز

5) يتم تشكيل حمض اللبنيك

6) يتم تقسيم الدهون إلى الجلسرين والأحماض الدهنية

في 2. اربط العمليات التي تحدث أثناء استقلاب الطاقة بالمراحل التي تحدث فيها

VZ. تحديد تسلسل تحولات القطعة البطاطا النيئةفي عملية استقلاب الطاقة في جسم الخنزير:

أ) تكوين البيروفات ب) تكوين الجلوكوز

ج) امتصاص الجلوكوز في الدم د) تكوين ثاني أكسيد الكربون والماء

هـ) الفسفرة التأكسدية وتكوين H2O هـ) دورة كريبس وتكوين ثاني أكسيد الكربون

ج1. اشرح أسباب الإرهاق لدى رياضيي الماراثون على المسافات وكيف يتم التغلب عليه؟

2.5.3. التمثيل الضوئي والتركيب الكيميائي

جميع الكائنات الحية تحتاج إلى الغذاء و العناصر الغذائية. عند التغذية، يستخدمون الطاقة المخزنة بشكل أساسي في المركبات العضوية - البروتينات والدهون والكربوهيدرات. تستخدم الكائنات غير المتجانسة، كما ذكرنا سابقًا، أغذية من أصل نباتي وحيواني تحتوي بالفعل على مركبات عضوية. تقوم النباتات بتكوين المواد العضوية من خلال عملية التمثيل الضوئي. بدأت الأبحاث في عملية التمثيل الضوئي في عام 1630 من خلال تجارب الهولندي فان هيلمونت. وأثبت أن النباتات لا تحصل على المادة العضوية من التربة، بل تخلقها بنفسها. أثبت جوزيف بريستلي عام 1771 "تصحيح" الهواء بالنباتات. وضعت تحت غطاء زجاجي، وامتصت ثاني أكسيد الكربون الصادر عن الشظية المشتعلة. واستمرت الأبحاث، وقد ثبت الآن أن عملية التمثيل الضوئي هي عملية تكوين مركبات عضوية من ثاني أكسيد الكربون (CO2) والماء باستخدام الطاقة الضوئية، وتحدث في البلاستيدات الخضراء للنباتات الخضراء والأصباغ الخضراء لبعض البكتيريا التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي.

تحتوي البلاستيدات الخضراء وطيات الغشاء السيتوبلازمي لبدائيات النوى على صبغة خضراء - الكلوروفيل. يستطيع جزيء الكلوروفيل أن يستثار تحت تأثير ضوء الشمس ويتخلى عن إلكتروناته وينقلها إلى مستويات أعلى مستويات الطاقة. يمكن مقارنة هذه العملية برمي الكرة لأعلى. عندما ترتفع الكرة، فإنها تخزن الطاقة الكامنة. يسقط يفقدها. ولا تتراجع الإلكترونات، بل تلتقطها حاملات الإلكترون (NADP+ -) ثنائي فوسفات النيكوتيناميد). في هذه الحالة، يتم إنفاق الطاقة المتراكمة مسبقًا جزئيًا على تكوين ATP. بمواصلة المقارنة مع الكرة المقذوفة، يمكننا القول أن الكرة، أثناء سقوطها، تسخن الفضاء المحيط بها، ويتم تخزين جزء من طاقة الإلكترونات المتساقطة على شكل ATP. تنقسم عملية التمثيل الضوئي إلى تفاعلات ناتجة عن الضوء وتفاعلات مرتبطة بتثبيت الكربون. يطلق عليهم الضوء

والمراحل المظلمة.

لا يوجد سوى نوعين من الكائنات الحية على الأرض: حقيقيات النوى وبدائيات النوى. وهي تختلف بشكل كبير في هيكلها وأصلها وتطورها التطوري، وهو ما سيتم مناقشته بالتفصيل أدناه.

في تواصل مع

علامات وجود خلية بدائية النواة

وتسمى بدائيات النوى أيضًا بدائيات النوى. لا تحتوي الخلية بدائية النواة على عضيات أخرى لها غشاء غشائي (الشبكة الإندوبلازمية، مجمع جولجي).

أيضًا السمات المميزةبالنسبة لهم ما يلي:

1. بدون قشرة ولا تشكل روابط مع البروتينات. يتم نقل المعلومات وقراءتها بشكل مستمر.
2. جميع بدائيات النوى هي كائنات أحادية الصيغة الصبغية.
3. توجد الإنزيمات في حالة حرة (منتشرة).
4. لديهم القدرة على تكوين الجراثيم في ظل ظروف غير مواتية.
5. وجود البلازميدات - جزيئات الحمض النووي الصغيرة خارج الصبغي. وتتمثل مهمتها في نقل المعلومات الوراثية، وزيادة المقاومة للعديد من العوامل العدوانية.
6. وجود الأسواط والأشعار - تكوينات بروتينية خارجية ضرورية للحركة.
7. فجوات الغاز هي تجاويف. بسببهم، الجسم قادر على التحرك في عمود الماء.
8. يتكون جدار الخلية بدائيات النوى (أي البكتيريا) من مورين.
9. الطرق الرئيسية للحصول على الطاقة في بدائيات النوى هي التمثيل الكيميائي والضوئي.

وتشمل هذه البكتيريا والعتائق. أمثلة على بدائيات النوى: اللولبيات، البكتيريا البروتينية، البكتيريا الزرقاء، الكرينركيات.

انتباه!على الرغم من حقيقة أن بدائيات النوى لا تحتوي على نواة، إلا أنها تمتلك ما يعادلها - نووية (جزيء DNA دائري خالٍ من الأصداف)، وحمض نووي حر على شكل بلازميدات.

هيكل الخلية بدائية النواة

بكتيريا

ممثلو هذه المملكة هم من أقدم سكان الأرض ولديهم معدل بقاء مرتفع في الظروف القاسية.

هناك البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة الجرام. الفرق الرئيسي بينهما يكمن في بنية غشاء الخلية. إيجابية الجرام لها غلاف أكثر سمكًا، ويتكون ما يصل إلى 80٪ من قاعدة المورين، بالإضافة إلى السكريات والبولي ببتيدات. عندما تلطخ حسب الجرام يعطون أرجواني. معظم هذه البكتيريا هي مسببات الأمراض. تحتوي سلبيات الجرام على جدار أرق، مفصول عن الغشاء بالفضاء المحيطي بالبلازمية. ومع ذلك، فإن مثل هذه القذيفة زادت قوتها وأكثر مقاومة لتأثيرات الأجسام المضادة.

تلعب البكتيريا دورًا مهمًا جدًا في الطبيعة:

1. البكتيريا الزرقاء (الطحالب الخضراء المزرقة) تساعد في الحفاظ على المستوى المطلوبالأكسجين في الغلاف الجوي. أنها تشكل أكثر من نصف O2 على الأرض.
2. أنها تعزز تحلل البقايا العضوية، وبالتالي المشاركة في دورة جميع المواد، والمشاركة في تكوين التربة.
3. المثبتات النيتروجينية على جذور البقوليات.
4. يقومون بتنقية المياه من النفايات، على سبيل المثال، من الصناعة المعدنية.
5. وهي جزء من النباتات الدقيقة للكائنات الحية، مما يساعد على زيادة امتصاص العناصر الغذائية إلى الحد الأقصى.
6. يستخدم في صناعة المواد الغذائية للتخمير، وهكذا يتم إنتاج الجبن والجبن القريش والكحول والعجين.

انتباه!بجانب قيمة إيجابيةتلعب البكتيريا و دور سلبي. كثير منهم قاتلة الأمراض الخطيرة، مثل الكوليرا، وحمى التيفوئيد، والزهري، والسل.

بكتيريا

العتيقة

في السابق، تم دمجهم مع البكتيريا في مملكة دروبيانوك الواحدة. ومع ذلك، مع مرور الوقت، أصبح من الواضح أن العتائق لها خصائصها الخاصة المسار الفرديالتطور وتختلف كثيرا عن الكائنات الحية الدقيقة الأخرى في التركيب الكيميائي الحيويوالتمثيل الغذائي. هناك ما يصل إلى 5 أنواع، الأكثر دراسة هي euryarchaeota وcrenarchaeota. مميزات العتائق هي:

• معظمهم من الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية - يقومون بتصنيع المواد العضوية من ثاني أكسيد الكربون والسكر والأمونيا والأيونات المعدنية والهيدروجين.
• تلعب دورا رئيسيا في دورة النيتروجين والكربون.
• المشاركة في عملية الهضم لدى البشر والعديد من المجترات.
• تتمتع بقشرة غشائية أكثر استقرارًا ومتانة بسبب وجود روابط الأثير في دهون الجلسرين-الإيثر. وهذا يسمح للعتائق بالعيش في بيئات شديدة القلوية أو الحمضية، فضلاً عن درجات الحرارة المرتفعة؛
• جدار الخلية، على عكس البكتيريا، لا يحتوي على الببتيدوغليكان ويتكون من السودوميورين.

هيكل حقيقيات النوى

حقيقيات النوى هي مملكة فائقة من الكائنات الحية التي تحتوي خلاياها على نواة. بصرف النظر عن العتائق والبكتيريا، فإن جميع الكائنات الحية على الأرض هي حقيقيات النوى (على سبيل المثال، النباتات، والأوالي، والحيوانات). يمكن أن تختلف الخلايا بشكل كبير في شكلها وبنيتها وحجمها ووظائفها. على الرغم من ذلك، فهي متشابهة في أساسيات الحياة، والتمثيل الغذائي، والنمو، والتنمية، والقدرة على التهيج والتقلب.

يمكن أن تكون الخلايا حقيقية النواة أكبر بمئات أو آلاف المرات من الخلايا بدائية النواة. وهي تشمل النواة والسيتوبلازم مع العديد من العضيات الغشائية وغير الغشائية.وتشمل الأغشية: الشبكة الإندوبلازمية، والجسيمات الحالة، ومعقد جولجي، والميتوكوندريا. غير الغشائية: الريبوسومات، مركز الخلية، الأنابيب الدقيقة، الخيوط الدقيقة.

هيكل حقيقيات النوى

دعونا نقارن الخلايا حقيقية النواة ممالك مختلفة.

تشمل المملكة الفائقة لحقيقيات النوى الممالك التالية:

• الكائنات الاوليه. كائنات متغايرة التغذية، وبعضها قادر على عملية التمثيل الضوئي (الطحالب). يتكاثرون لاجنسيًا وجنسيًا و بطريقة بسيطةإلى قسمين. معظمها يفتقر إلى جدار الخلية.
• النباتات. إنهم منتجون، والطريقة الرئيسية للحصول على الطاقة هي عملية التمثيل الضوئي. معظم النباتات غير متحركة وتتكاثر لا جنسياً وجنسياً وخضرياً. يتكون جدار الخلية من السليلوز.
• الفطر. متعدد الخلايا. هناك أقل وأعلى. إنها كائنات غير متجانسة ولا يمكنها التحرك بشكل مستقل. أنها تتكاثر لا جنسيا، جنسيا ونباتيا. تقوم بتخزين الجليكوجين ولها جدار خلوي قوي مصنوع من الكيتين.
• الحيوانات. هناك 10 أنواع: الإسفنج والديدان والمفصليات وشوكيات الجلد والحبليات وغيرها. وهي كائنات غيرية التغذية. قادر على الحركة المستقلة. مادة التخزين الرئيسية هي الجليكوجين. يتكون جدار الخلية من الكيتين، كما هو الحال في الفطريات. الطريقة الرئيسيةالتكاثر - الجنسي.

الجدول: الخصائص المقارنة للخلايا النباتية والحيوانية

بناء	الخلية النباتية	خلية حيوانية
جدار الخلية	السليلوز	يتكون من الجليكوكليكس - طبقة رقيقة من البروتينات والكربوهيدرات والدهون.
الموقع الأساسي	يقع بالقرب من الجدار	تقع في الجزء المركزي
مركز الخلية	حصرا في الطحالب السفلى	حاضر
الفجوات	يحتوي على عصارة الخلايا	مقلص وهضمي.
مادة احتياطية	نشاء	الجليكوجين
البلاستيدات	ثلاثة أنواع: البلاستيدات الخضراء، البلاستيدات الملونة، البلاستيدات البيضاء	لا أحد
تَغذِيَة	ذاتي التغذية	عضوية التغذية

مقارنة بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

تعد السمات الهيكلية للخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة مهمة، ولكن أحد الاختلافات الرئيسية يتعلق بتخزين المادة الوراثية وطريقة الحصول على الطاقة.

يتم التمثيل الضوئي في بدائيات النوى وحقيقيات النوى بشكل مختلف. في بدائيات النوى، تحدث هذه العملية على نواتج غشائية (كروماتوفورز)، مرتبة في أكوام منفصلة. لا تمتلك البكتيريا نظامًا ضوئيًا للفلور، لذا فهي لا تنتج الأكسجين، على عكس الطحالب الخضراء المزرقة، التي تنتجه أثناء التحلل الضوئي. مصادر الهيدروجين في بدائيات النوى هي كبريتيد الهيدروجين، H2، والمواد العضوية المختلفة والماء. الأصباغ الرئيسية هي البكتيريا الكلوروفيل (في البكتيريا)، والكلوروفيل والفيكوبيلين (في البكتيريا الزرقاء).

من بين جميع حقيقيات النوى، النباتات فقط هي القادرة على القيام بعملية التمثيل الضوئي.لديهم تكوينات خاصة - البلاستيدات الخضراء، التي تحتوي على أغشية مرتبة في جرانا أو صفائح. يسمح وجود النظام الضوئي II بإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي أثناء عملية التحلل الضوئي للماء. المصدر الوحيد لجزيئات الهيدروجين هو الماء. الصباغ الرئيسي هو الكلوروفيل، والفيكوبيلين موجود فقط في الطحالب الحمراء.

الاختلافات الرئيسية و السمات المميزةيتم عرض بدائيات النوى وحقيقيات النوى في الجدول أدناه.

الجدول: أوجه التشابه والاختلاف بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

مقارنة	بدائيات النوى	حقيقيات النواة
وقت الظهور	أكثر من 3.5 مليار سنة	حوالي 1.2 مليار سنة
أحجام الخلايا	ما يصل إلى 10 ميكرون	من 10 إلى 100 ميكرومتر
كبسولة	يأكل. ينفذ وظيفة وقائية. يرتبط بجدار الخلية	غائب
غشاء بلازمي	يأكل	يأكل
جدار الخلية	يتكون من البكتين أو المورين	نعم، باستثناء الحيوانات
الكروموسومات	بدلا من ذلك هناك الحمض النووي الدائري. تتم الترجمة والنسخ في السيتوبلازم.	جزيئات الحمض النووي الخطية. تتم الترجمة في السيتوبلازم، والنسخ في النواة.
الريبوسومات	صغير من نوع 70S. تقع في السيتوبلازم.	كبير من النوع 80S، يمكن أن يلتصق بالشبكة الإندوبلازمية ويتواجد في البلاستيدات والميتوكوندريا.
عضوي محاط بغشاء	لا أحد. هناك نواتج غشائية - الجسيمات المتوسطة	هناك: الميتوكوندريا، مجمع جولجي، مركز الخلية، ER
السيتوبلازم	يأكل	يأكل
	لا أحد	يأكل
الفجوات	الغاز (الهباء الجوي)	يأكل
البلاستيدات الخضراء	لا أحد. تتم عملية التمثيل الضوئي في البكتيريا الكلوروفيل	موجود فقط في النباتات
البلازميدات	يأكل	لا أحد
جوهر	غائب	يأكل
الخيوط الدقيقة والأنابيب الدقيقة.	لا أحد	يأكل
طرق القسمة	انقباض، في مهدها، الاقتران	الانقسام، الانقسام الاختزالي
التفاعل أو الاتصالات	لا أحد	Plasmodesmata، desmosomes أو الحاجز
أنواع تغذية الخلايا	ذاتية التغذية الضوئية، ذاتية التغذية الضوئية، ذاتية التغذية كيميائيًا، ذاتية التغذية كيميائيًا	الالتقام الضوئي (في النباتات) والبلعمة (في حالات أخرى)

هيكل الخلية حقيقية النواة

تختلف الخلايا التي تشكل أنسجة الحيوانات والنباتات اختلافًا كبيرًا في الشكل والحجم والبنية الداخلية. ومع ذلك، فإنها تظهر جميعها أوجه تشابه في السمات الرئيسية للعمليات الحياتية، والتمثيل الغذائي، والتهيج، والنمو، والتطور، والقدرة على التغيير. تحتوي الخلايا بجميع أنواعها على مكونين رئيسيين، يرتبطان ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض - السيتوبلازم والنواة. يتم فصل النواة عن السيتوبلازم بواسطة غشاء مسامي وتحتوي على النسغ النووي والكروماتين والنواة. يملأ السيتوبلازم شبه السائل الخلية بأكملها ويتم اختراقه بواسطة العديد من الأنابيب. من الخارج مغطى بغشاء السيتوبلازم. يحتوي على هياكل عضوية متخصصة موجودة باستمرار في الخلية وتكوينات مؤقتة - شوائب. العضيات الغشائية: الغشاء السيتوبلازمي الخارجي (OCM)، الشبكة الإندوبلازمية (ER)، جهاز جولجي، الجسيمات الحالة، الميتوكوندريا والبلاستيدات.

أرز. 1. رسم تخطيطي مشترك لبنية الخلية حقيقية النواة: أ - خلية من أصل حيواني. ب - الخلية النباتية

1 - نواة مع الكروماتين والنواة. 2 - غشاء البلازما. 3 - جدار الخلية. 4 - البلازما. 5 - الشبكة السيتوبلازمية الحبيبية. 6 - شبكية ناعمة. 7 - فجوة بينوسيتوتيك. 8 - جهاز جولجي. 9 - الليزوزوم. 10 - شوائب دهنية في الشبكة الملساء. 11 - المريكز والأنابيب الدقيقة في الغلاف الجوي المركزي. 12 - الميتوكوندريا. 13 - بوليريبوسومات الهيالوبلازم. 14 - فجوة مركزية. 15- البلاستيدات الخضراء

يعتمد هيكل جميع عضيات الغشاء على الغشاء البيولوجي. جميع الأغشية لديها خطة هيكلية موحدة بشكل أساسي وتتكون من طبقة مزدوجة من الدهون الفوسفاتية، والتي جوانب مختلفةيتم غمر جزيئات البروتين في أعماق مختلفة. تختلف أغشية العضيات عن بعضها البعض فقط في مجموعات البروتينات التي تحتوي عليها. تذكر الذكريات. تحتوي جميع الخلايا النباتية والحيوانات متعددة الخلايا والأوالي والبكتيريا على غشاء خلوي ثلاثي الطبقات: تتكون الطبقات الخارجية والداخلية من جزيئات البروتين، وتتكون الطبقة الوسطى من جزيئات الدهون. فهو يحد السيتوبلازم من البيئة الخارجية، ويحيط بجميع عضيات الخلية وهو بنية بيولوجية عالمية. في بعض الخلايا، يتكون الغشاء الخارجي من عدة أغشية متجاورة بإحكام مع بعضها البعض. في مثل هذه الحالات، يصبح غشاء الخلية كثيفًا ومرنًا ويسمح للخلية بالحفاظ على شكلها، كما هو الحال، على سبيل المثال، في الأوجلينا وأهداب النعال.

تحتوي معظم الخلايا النباتية، بالإضافة إلى الغشاء، على غشاء سليلوز سميك من الخارج - جدار الخلية. يمكن رؤيته بوضوح في المجهر الضوئي التقليدي ويقوم بوظيفة داعمة بسبب الطبقة الخارجية الصلبة التي تعطي الخلايا شكلاً واضحًا. على سطح الخلايا، يشكل الغشاء نتوءات ممدودة - زغيبات صغيرة، طيات، غزوات ونتوءات، مما يزيد بشكل كبير من الامتصاص أو سطح الإخراج. بمساعدة نمو الغشاء، تتواصل الخلايا مع بعضها البعض في أنسجة وأعضاء الكائنات متعددة الخلايا، وتقع الإنزيمات المختلفة المشاركة في عملية التمثيل الغذائي على طيات الأغشية. ترسيم الخلية من بيئةينظم الغشاء اتجاه انتشار المواد وفي نفس الوقت ينقلها بنشاط إلى داخل الخلية (تراكم) أو خارجها (إفراز). بسبب هذه الخصائص للغشاء، يكون تركيز أيونات البوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والفوسفور في السيتوبلازم أعلى، وتركيز الصوديوم والكلور أقل مما هو عليه في البيئة. من خلال مسام الغشاء الخارجي، تخترق الأيونات والماء والجزيئات الصغيرة من المواد الأخرى الخلية من البيئة الخارجية. يتم اختراق الجزيئات الصلبة الكبيرة نسبيًا في الخلية عن طريق البلعمة (من الكلمة اليونانية "phago" - يلتهم، "يشرب" - خلية).

في هذه الحالة، ينحني الغشاء الخارجي عند نقطة التلامس مع الجسيم إلى داخل الخلية، ويسحب الجسيم إلى عمق السيتوبلازم، حيث يخضع للانقسام الأنزيمي. تدخل قطرات المواد السائلة إلى الخلية بطريقة مماثلة؛ ويسمى امتصاصها كثرة الخلايا (من الكلمة اليونانية "بينو" - مشروب، "cytos" - خلية). يؤدي غشاء الخلية الخارجي أيضًا وظائف بيولوجية مهمة أخرى. يتكون السيتوبلازم من 85% ماء، و10% بروتينات، والباقي عبارة عن دهون وكربوهيدرات وأحماض نووية ومركبات معدنية. كل هذه المواد تتشكل حل الغروية، يشبه في اتساقه الجلسرين. تتمتع المادة الغروية للخلية، اعتمادًا على حالتها الفسيولوجية وطبيعة تأثير البيئة الخارجية، بخصائص الجسم السائل والمرن والأكثر كثافة. يتم اختراق السيتوبلازم عن طريق قنوات مختلفة الأشكال والأحجام، والتي تسمى الشبكة الإندوبلازمية. جدرانها عبارة عن أغشية على اتصال وثيق بجميع عضيات الخلية وتشكل معها نظامًا وظيفيًا وهيكليًا واحدًا لعملية التمثيل الغذائي والطاقة وحركة المواد داخل الخلية. تحتوي جدران الأنابيب على حبيبات صغيرة تسمى الريبوسومات. تسمى هذه الشبكة من الأنابيب الحبيبية.

يمكن أن تتواجد الريبوسومات منتشرة على سطح الأنابيب أو تشكل مجمعات مكونة من خمسة إلى سبعة ريبوسومات أو أكثر، تسمى متعددات. ولا تحتوي الأنابيب الأخرى على حبيبات، بل تشكل شبكة إندوبلازمية ملساء. توجد الإنزيمات المشاركة في تركيب الدهون والكربوهيدرات على الجدران. يمتلئ التجويف الداخلي للأنابيب بمخلفات الخلية. الأنابيب داخل الخلايا، التي تشكل نظامًا متفرعًا معقدًا، تنظم حركة وتركيز المواد، وتفصل جزيئات مختلفة من المواد العضوية ومراحل تركيبها. على الأسطح الداخلية والخارجية للأغشية الغنية بالإنزيمات، يتم تصنيع البروتينات والدهون والكربوهيدرات، والتي تستخدم إما في عملية التمثيل الغذائي، أو تتراكم في السيتوبلازم كشوائب، أو تفرز. توجد الريبوسومات في جميع أنواع الخلايا - من البكتيريا إلى خلايا الكائنات متعددة الخلايا. هذه أجسام مستديرة تتكون من حمض الريبونوكلييك (RNA) والبروتينات بنسب متساوية تقريبًا. من المؤكد أنها تحتوي على المغنيسيوم، الذي يحافظ وجوده على بنية الريبوسومات. يمكن أن ترتبط الريبوسومات بأغشية الشبكة الإندوبلازمية، أو مع غشاء الخلية الخارجي، أو تكون حرة في السيتوبلازم. يقومون بتخليق البروتين. بالإضافة إلى السيتوبلازم، توجد الريبوسومات في نواة الخلية. تتشكل في النواة ثم تدخل السيتوبلازم.

يشبه مجمع جولجي في الخلايا النباتية أجسامًا فردية محاطة بالأغشية. في الخلايا الحيوانية، يتم تمثيل هذه العضية بواسطة الصهاريج والأنابيب والحويصلات. تدخل منتجات إفراز الخلية إلى الأنابيب الغشائية لمجمع جولجي من أنابيب الشبكة الإندوبلازمية، حيث يتم إعادة ترتيبها كيميائيًا وضغطها ثم تمر إلى السيتوبلازم ويتم استخدامها إما بواسطة الخلية نفسها أو إزالتها منها. في خزانات مجمع جولجي، يتم تصنيع السكريات ودمجها مع البروتينات، مما يؤدي إلى تكوين البروتينات السكرية. الميتوكوندريا عبارة عن أجسام صغيرة على شكل قضيب يحدها غشائين. تمتد العديد من الطيات - cristae - من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، ويوجد على جدرانها إنزيمات مختلفة، والتي يتم من خلالها تصنيع مادة عالية الطاقة - حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP). اعتمادا على نشاط الخلية والمؤثرات الخارجية، يمكن للميتوكوندريا أن تتحرك وتغير حجمها وشكلها. تم العثور على الريبوسومات والدهون الفوسفاتية والحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA) في الميتوكوندريا. ويرتبط وجود الحمض النووي في الميتوكوندريا بقدرة هذه العضيات على التكاثر من خلال تكوين انقباض أو تبرعم أثناء انقسام الخلايا، وكذلك تخليق بعض بروتينات الميتوكوندريا.

الليزوزومات صغيرة تشكيلات بيضاوية، محدودة بالغشاء ومنتشرة في جميع أنحاء السيتوبلازم. يوجد في جميع خلايا الحيوانات والنباتات. تنشأ في امتدادات الشبكة الإندوبلازمية وفي مجمع جولجي، وهنا تمتلئ بالإنزيمات المحللة، ثم تنفصل وتدخل السيتوبلازم. في الظروف العادية، تقوم الليزوزومات بهضم الجزيئات التي تدخل الخلية عن طريق البلعمة وعضيات الخلايا الميتة، وتفرز منتجات الليزوزوم من خلال غشاء الليزوزوم إلى السيتوبلازم، حيث يتم تضمينها في جزيئات جديدة، وعندما ينفجر غشاء الليزوزوم، تدخل الإنزيمات إلى السيتوبلازم وتنتقل إلى السيتوبلازم. تهضم محتوياتها، مما يؤدي إلى موت الخلايا، وتوجد البلاستيدات في الخلايا النباتية فقط وتوجد في معظم النباتات الخضراء، ويتم تصنيع المواد العضوية وتراكمها في البلاستيدات، وهناك ثلاثة أنواع من البلاستيدات: البلاستيدات الخضراء، والبلاستيدات الخضراء، والبلاستيدات البيضاء.

البلاستيدات الخضراء هي بلاستيدات خضراء تحتوي على صبغة الكلوروفيل الخضراء. توجد في الأوراق والسيقان الصغيرة والفواكه غير الناضجة. البلاستيدات الخضراء محاطة بغشاء مزدوج. في النباتات العليا، يمتلئ الجزء الداخلي من البلاستيدات الخضراء بمادة شبه سائلة، حيث يتم وضع الصفائح بالتوازي مع بعضها البعض. تندمج الأغشية المقترنة للصفائح لتشكل مداخن تحتوي على الكلوروفيل. في كل كومة من البلاستيدات الخضراء للنباتات العليا، تتناوب طبقات من جزيئات البروتين وجزيئات الدهون، وتقع جزيئات الكلوروفيل بينهما. يوفر هذا الهيكل متعدد الطبقات أقصى قدر من الأسطح الحرة ويسهل التقاط ونقل الطاقة أثناء عملية التمثيل الضوئي. البلاستيدات الملونة هي بلاستيدات تحتوي على أصباغ نباتية (أحمر أو بني، أصفر، برتقالي). وتتركز في سيتوبلازم خلايا الأزهار والسيقان والثمار وأوراق النباتات وتعطيها اللون المناسب.

تتشكل البلاستيدات الخضراء من البلاستيدات البيضاء أو البلاستيدات الخضراء نتيجة لتراكم أصباغ الكاروتينويد. البلاستيدات البيضاء هي بلاستيدات عديمة اللون توجد في أجزاء غير ملونة من النباتات: في السيقان والجذور والبصيلات وما إلى ذلك. تتراكم حبيبات النشا في البلاستيدات البيضاء لبعض الخلايا، وتتراكم الزيوت والبروتينات في البلاستيدات البيضاء للخلايا الأخرى. تنشأ جميع البلاستيدات من أسلافها - البروبلاستيدات. وكشفوا عن الحمض النووي الذي يتحكم في تكاثر هذه العضيات. يلعب مركز الخلية، أو الجسيم المركزي دور مهمعند الانقسام، تتكون الخلية من مركزين. وهو موجود في جميع الخلايا الحيوانية والنباتية، باستثناء الفطريات الزهرية والفطريات السفلية وبعض الأوليات. تشارك المريكزات الموجودة في الخلايا المنقسمة في تكوين مغزل الانقسام وتقع عند أقطابها. في الخلية المنقسمة، يكون مركز الخلية هو أول من ينقسم، وفي نفس الوقت يتكون مغزل أكروماتيني، الذي يوجه الكروموسومات أثناء تباعدها نحو القطبين. يترك مركز واحد كل خلية من الخلايا البنت. تحتوي العديد من الخلايا النباتية والحيوانية على عضيات ذات غرض خاص: الأهداب، التي تؤدي وظيفة الحركة (الأهداب، خلايا الجهاز التنفسي)، السوط (الأوليات، الأوليات وحيدة الخلية، الخلايا التناسلية الذكرية في الحيوانات والنباتات، إلخ).

الادراج هي عناصر مؤقتة تنشأ في الخلية في مرحلة معينة من حياتها نتيجة لوظيفة تركيبية. يتم استخدامها أو إزالتها من الخلية. تعتبر الشوائب أيضًا من العناصر الغذائية الاحتياطية: في الخلايا النباتية - النشا وقطرات الدهون والكتل والزيوت الأساسية والعديد الأحماض العضويةأملاح الأحماض العضوية وغير العضوية. في الخلايا الحيوانية - الجليكوجين (في خلايا الكبد والعضلات)، قطرات من الدهون (في الأنسجة تحت الجلد)؛ تتراكم بعض الشوائب في الخلايا كنفايات - على شكل بلورات، أو أصباغ، وما إلى ذلك. الفجوات هي تجاويف يحدها غشاء؛ يتم التعبير عنها بشكل جيد في الخلايا النباتية وموجودة في الأوليات. أنها تنشأ في مناطق مختلفة من الشبكة الإندوبلازمية. وينفصلون عنه تدريجياً. تحافظ الفجوات على ضغط الامتلاء، وتتركز فيها النسغ الخلوي أو الفراغي، والتي تحدد جزيئاتها تركيزها الأسموزي. من المعتقد أن المنتجات الأولية للتوليف - الكربوهيدرات القابلة للذوبان والبروتينات والبكتين وما إلى ذلك - تتراكم في صهاريج الشبكة الإندوبلازمية. تمثل هذه المجموعات أساسيات الفجوات المستقبلية.

الهيكل الخلوي. واحد من السمات المميزةالخلية حقيقية النواة هي تطور في السيتوبلازم لتشكيلات هيكلية على شكل أنابيب دقيقة وحزم من ألياف البروتين. ترتبط عناصر الهيكل الخلوي ارتباطًا وثيقًا بالغشاء السيتوبلازمي الخارجي والغلاف النووي وتشكل نسجًا معقدة في السيتوبلازم. تحدد العناصر الداعمة للسيتوبلازم شكل الخلية وتضمن حركة الهياكل داخل الخلايا وحركة الخلية بأكملها. تلعب نواة الخلية دورًا رئيسيًا في حياتها، وعندما تتم إزالتها تتوقف الخلية عن القيام بوظائفها وتموت. تحتوي معظم الخلايا الحيوانية على نواة واحدة، ولكن هناك أيضًا خلايا متعددة النوى (كبد الإنسان وعضلاته، والفطريات، والأهداب، والطحالب الخضراء). تتطور خلايا الدم الحمراء في الثدييات من خلايا طليعية تحتوي على نواة، لكن خلايا الدم الحمراء الناضجة تفقدها ولا تعيش طويلاً.

النواة محاطة بغشاء مزدوج، تتخلله المسام، والتي من خلالها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بقنوات الشبكة الإندوبلازمية والسيتوبلازم. يوجد داخل النواة كروماتين - أقسام حلزونية من الكروموسومات. أثناء انقسام الخلايا، تتحول إلى هياكل على شكل قضيب يمكن رؤيتها بوضوح تحت المجهر الضوئي. الكروموسومات هي مجموعة معقدة من البروتينات مع الحمض النووي، تسمى البروتين النووي. تتمثل وظائف النواة في تنظيم جميع الوظائف الحيوية للخلية، والتي تقوم بها بمساعدة مواد الحمض النووي الريبوزي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) الحاملة للمعلومات الوراثية. استعدادًا لانقسام الخلايا، يتضاعف الحمض النووي، وأثناء الانقسام، تنفصل الكروموسومات ويتم نقلها إلى الخلايا الوليدة، مما يضمن استمرارية المعلومات الوراثية في كل نوع من الكائنات الحية. Karyoplasm هي المرحلة السائلة للنواة، حيث توجد منتجات النفايات من الهياكل النووية في شكل مذاب.

النواة هي الجزء المعزول والأكثر كثافة من النواة. تحتوي النواة على بروتينات معقدة وحمض نووي ريبوزي (RNA) وفوسفات حر أو مرتبط بالبوتاسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم والحديد والزنك وكذلك الريبوسومات. تختفي النواة قبل بدء انقسام الخلايا ويعاد تشكيلها في المرحلة الأخيرة من الانقسام. وبالتالي، فإن الخلية لديها تنظيم جيد ومعقد للغاية. تتيح الشبكة الواسعة من الأغشية السيتوبلازمية ومبدأ الغشاء في بنية العضيات التمييز بين التفاعلات الكيميائية العديدة التي تحدث في وقت واحد في الخلية. كل تكوين من التكوينات داخل الخلايا له تركيبه الخاص ووظيفته المحددة، ولكن فقط من خلال تفاعلها يكون الأداء المتناغم للخلية ممكنًا، وبناءً على هذا التفاعل تدخل المواد من البيئة إلى الخلية، ويتم إزالة الفضلات منها إلى داخل الخلية. . بيئة خارجية- هكذا يحدث التمثيل الغذائي. لا يمكن أن ينشأ كمال التنظيم الهيكلي للخلية إلا نتيجة لفترة طويلة التطور البيولوجي، حيث أصبحت الوظائف التي تؤديها تدريجيًا أكثر تعقيدًا. أبسط الأشكال وحيدة الخلية تمثل كلاً من الخلية والكائن الحي بكل مظاهره الحياتية. في الكائنات متعددة الخلايا، تشكل الخلايا مجموعات متجانسة - الأنسجة. بدورها، تشكل الأنسجة أعضاء وأنظمة، وتتحدد وظائفها من خلال النشاط الحيوي العام للكائن الحي بأكمله.

خلية بدائية النواة

الصورة 2. هيكل الخلية بدائية النواة

1 - الخمل. 2 - النواة. 3 - السوط. 4 - الريبوسومات. 5 - جدار الخلية. 6- الغشاء

يتم تمثيل الجهاز الوراثي بدائيات النوى بواسطة جزيء DNA دائري واحد لا يشكل روابط مع البروتينات ويحتوي على نسخة واحدة من كل جين - كائنات أحادية الصيغة الصبغية. يوجد في السيتوبلازم عدد كبير منريبوسومات صغيرة الأغشية الداخلية غائبة أو يتم التعبير عنها بشكل سيء. توجد إنزيمات استقلاب البلاستيك بشكل منتشر. يتم تمثيل جهاز جولجي بواسطة حويصلات فردية. توجد أنظمة الإنزيمات لاستقلاب الطاقة بشكل منظم على السطح الداخلي للغشاء السيتوبلازمي الخارجي. الجزء الخارجي من الخلية محاط بجدار خلوي سميك. العديد من بدائيات النوى قادرة على التكاثر في ظل ظروف معيشية غير مواتية؛ في هذه الحالة، يتم عزل جزء صغير من السيتوبلازم الذي يحتوي على الحمض النووي وإحاطته بكبسولة سميكة متعددة الطبقات. تتوقف العمليات الأيضية داخل الجراثيم عمليا. عند تعرضها لظروف مناسبة، تتحول الجراثيم إلى شكل خلوي نشط.

تتكاثر بدائيات النوى بالتقسيم البسيط إلى قسمين. متوسط ​​حجم الخلايا بدائية النواة هو 5 ميكرون. ليس لديهم أي أغشية داخلية غير غزوات غشاء البلازما. لا توجد طبقات. فبدلاً من نواة الخلية، هناك ما يعادلها (النووية)، خالية من القشرة وتتكون من جزيء DNA واحد. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتوي البكتيريا على الحمض النووي على شكل بلازميدات صغيرة، تشبه الحمض النووي خارج النووي في حقيقيات النوى. في الخلايا بدائية النواة القادرة على عملية التمثيل الضوئي (الطحالب الخضراء المزرقة والبكتيريا الخضراء والأرجوانية) توجد غزوات غشائية كبيرة منظمة بشكل مختلف - الثايلاكويدات، والتي تتوافق في وظيفتها مع البلاستيدات حقيقية النواة. نفس هذه الثايلاكويدات، أو في الخلايا عديمة اللون، غزوات غشائية أصغر (وأحيانًا حتى غشاء البلازما نفسه) تحل محل الميتوكوندريا وظيفيًا. وتسمى الغزوات الغشائية الأخرى المتمايزة بشكل معقد بالجسيمات المتوسطة؛ وظيفتها ليست واضحة. فقط بعض عضيات الخلية بدائية النواة تكون متماثلة مع العضيات المقابلة لها في حقيقيات النوى. تتميز بدائيات النوى بوجود كيس مورين، وهو عنصر ميكانيكي قوي في جدار الخلية.

خصائص أوجه التشابه والاختلاف بين الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة

إن التبرير بأن الأنواع بدائية النواة وحقيقية النواة للتنظيم الخلوي هي الحدود الأكثر أهمية التي تفصل بين جميع أشكال الحياة الخلوية يرتبط بأعمال R. Steinier وK. van Niel التي يعود تاريخها إلى الستينيات. دعونا نوضح الفرق بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى. الخلية عبارة عن قطعة من السيتوبلازم محاطة بغشاء. والأخيرة، تحت المجهر الإلكتروني، لها بنية تحتية مميزة: طبقتان كثيفتان من الإلكترونات، سمك كل منهما 2.5-3.0 نانومتر، مفصولة بفجوة شفافة للإلكترون. تسمى هذه الأغشية الابتدائية. المكونات الكيميائية الإلزامية لكل خلية هي نوعان من الأحماض النووية (DNA و RNA)، والبروتينات، والدهون، والكربوهيدرات. يعد السيتوبلازم والغشاء الأولي المحيط به عناصر هيكلية لا غنى عنها وإلزامية للخلية. هذا هو ما يكمن وراء بنية جميع الخلايا دون استثناء. دراسة هيكل غرامةكشفت عن اختلافات كبيرة في بنية خلايا بدائيات النوى (البكتيريا والبكتيريا الزرقاء) وحقيقيات النوى (الكائنات الحية الدقيقة والكبيرة الأخرى).

تتميز الخلية بدائية النواة بوجود واحدة التجويف الداخلييتكون من غشاء أولي يسمى الغشاء الخلوي أو السيتوبلازمي (CPM). في الغالبية العظمى من بدائيات النوى، يكون CPM هو الغشاء الوحيد الموجود في الخلية. الخلايا حقيقية النواة، على عكس الخلايا بدائية النواة، لديها تجاويف ثانوية. يشكل الغشاء النووي، الذي يفصل الحمض النووي عن بقية السيتوبلازم، تجويفًا ثانويًا. تلعب الأغشية الخارجية للبلاستيدات الخضراء والميتوكوندريا، المحيطة بالأغشية المتخصصة وظيفيًا والمحاطة بها، دورًا مشابهًا. تسمى الهياكل الخلوية التي تحدها الأغشية الأولية وتؤدي وظائف معينة في الخلية بالعضيات. النواة والميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء هي عضيات خلوية. في الخلايا حقيقية النواة، بالإضافة إلى تلك المذكورة أعلاه، هناك عضيات أخرى.

في الخلايا بدائية النواة، لا توجد عضيات نموذجية لحقيقيات النوى. لا يتم فصل الحمض النووي النووي الخاص بهم عن السيتوبلازم بواسطة غشاء. يحتوي السيتوبلازم على هياكل متخصصة وظيفيا، ولكنها ليست معزولة عن السيتوبلازم بواسطة الأغشية، وبالتالي لا تشكل تجاويف مغلقة. يمكن أيضًا أن تتشكل هذه الهياكل عن طريق الأغشية، لكن الأخيرة ليست مغلقة، وكقاعدة عامة، تظهر ارتباطًا وثيقًا بالـ CPM، نتيجة لانتشارها المحلي داخل الخلايا. توجد في الخلايا بدائية النواة أيضًا تكوينات محاطة بغشاء خاص له بنية وتركيب كيميائي مختلف عن التكوين الأولي.

وبالتالي، فإن الفرق الرئيسي بين نوعي الخلايا هو وجود تجاويف ثانوية في الخلية حقيقية النواة تتشكل بمشاركة الأغشية الأولية. يعرض الشكل 1 مقارنة بين بعض ميزات التنظيم الخلوي للكائنات بدائية النواة وحقيقية النواة.

تين. 3. مقارنة بعض ميزات التنظيم الخلوي بدائية النواة وحقيقية النواة

نظرًا لحقيقة أن تنظيم الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة يختلف اختلافًا جوهريًا، فقد تم اقتراح تصنيف جميع بدائيات النوى إلى مملكة خاصة فقط على أساس هذه الخاصية. ر. موراي في عام 1968 اقترح كل شيء الكائنات الخلويةتنقسم إلى مجموعتين حسب نوع تنظيمها الخلوي: مملكة بدائيات النوى، والتي تشمل جميع الكائنات الحية ذات بنية الخلايا بدائية النواة، ومملكة حقيقيات النوى، والتي تشمل جميع الطلائعيات العليا والنباتات والحيوانات.

اقترح ر. ويتاكر مخططًا يتم بموجبه تمثيل جميع الكائنات الحية ذات البنية الخلوية على أنها مقسمة إلى خمس ممالك. يعكس نظام تصنيف العالم الحي ثلاثة مستويات رئيسية لتنظيمه الخلوي: تشمل Monera الكائنات بدائية النواة، والتي تكون في المستوى الأكثر بدائية للتنظيم الخلوي؛ البروتيستا هي أشكال حياة مجهرية، معظمها أحادية الخلية، وغير متمايزة، تشكلت نتيجة قفزة نوعية في عملية التطور التي أدت إلى ظهور خلايا حقيقية النواة؛ يتم تمثيل حقيقيات النوى متعددة الخلايا بدورها بثلاث ممالك نباتية وفطريات وحيوانية.

تختلف المجموعات التصنيفية الثلاث الأخيرة في طريقة تغذيتها: نوع التغذية الضوئي الناتج عن عملية التمثيل الضوئي هو سمة النباتات (Plantae): تتميز الفطريات (Fungi) بشكل أساسي بنوع التغذية التناضحي، أي أنها تتغذى على المواد العضوية الذائبة. مواد؛ تقوم الحيوانات (Animalia) بالتغذية الشاملة، والتي تتكون من التقاط وهضم الطعام الصلب. نشأت طرق التغذية الخاصة بالنباتات والفطريات في عملية التطور على مستوى المونيرا. على مستوى البروتيستا، حصلوا على مزيد من التطوير؛ هنا تم تشكيل النوع الثالث من التغذية - هولوزويك.

دون محاولة الحكم على مدى استصواب تقسيم الطبيعة الحية إلى خمس أو ست ممالك، يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن فصل الكائنات الحية الدقيقة بدائية النواة إلى مملكة منفصلة بدائيات النوى أمر مشروع، لأنه يعتمد على اختلافات جوهرية في بنية الخلايا بدائية النواة وحقيقية النواة. أي تلك الوحدات التي تُبنى منها جميع أشكال الحياة الخلوية.



الأكثر وضوحا الفرق بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى هو أن الأخيرة لها نواة، وهو ما ينعكس في أسماء هذه المجموعات: تُترجم كلمة "karyo" من اليونانية القديمة على أنها جوهرية، و"pro" - من قبل، و"eu" - جيد. ومن ثم، فإن بدائيات النوى هي كائنات حية ما قبل النواة، أما حقيقيات النوى فهي كائنات نووية.

ومع ذلك، هذا ليس هو الفرق الوحيد وربما ليس الرئيسي بين الكائنات بدائية النواة وحقيقيات النوى. لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على عضيات غشائية على الإطلاق.(مع استثناءات نادرة) - الميتوكوندريا، البلاستيدات الخضراء، مجمع جولجي، الشبكة الإندوبلازمية، الليزوزومات. يتم تنفيذ وظائفها عن طريق نمو (غزوات) غشاء الخلية، والتي توجد عليها أصباغ وإنزيمات مختلفة تضمن العمليات الحيوية.

لا تحتوي بدائيات النوى على الكروموسومات المميزة لحقيقيات النوى. مادتهم الوراثية الرئيسية هي نوويوعادة ما تكون على شكل حلقة. في الخلايا حقيقية النواة، تكون الكروموسومات عبارة عن مجمعات من الحمض النووي وبروتينات الهيستون (تلعب دورًا مهمًا في تغليف الحمض النووي). وتسمى هذه المجمعات الكيميائية الكروماتينية. لا تحتوي نواة بدائيات النوى على هيستونات، وجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) المرتبطة بها تعطيها شكلها.

تم العثور على الكروموسومات حقيقية النواة في النواة. في بدائيات النوى، يقع النواة في السيتوبلازم وعادة ما يرتبط في مكان واحد بغشاء الخلية.

بالإضافة إلى النواة الموجودة في خلايا بدائية النواةيحدث ذلك كميات مختلفة البلازميدات- النيوكلويدات أصغر بكثير في الحجم من النواة الرئيسية.

عدد الجينات في نواة بدائيات النوى أقل من عدد الكروموسومات. لدى حقيقيات النوى العديد من الجينات التي تؤدي وظيفتها وظيفة تنظيميةفيما يتعلق بالجينات الأخرى. وهذا يسمح للخلايا حقيقية النواة للكائن متعدد الخلايا التي تحتوي على نفس المعلومات الوراثية بالتخصص؛ من خلال تغيير عملية التمثيل الغذائي لديك، يمكنك الاستجابة بمرونة أكبر للتغيرات الخارجية والداخلية البيئة الداخلية. هيكل الجينات مختلف أيضًا. في بدائيات النوى، يتم ترتيب الجينات في الحمض النووي في مجموعات تسمى الأوبونات. يتم نسخ كل أوبرا كوحدة واحدة.

هناك أيضًا اختلافات بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى في عمليات النسخ والترجمة. الشيء الأكثر أهمية هو أنه في الخلايا بدائية النواة يمكن أن تحدث هذه العمليات في وقت واحد على جزيء واحد من الحمض النووي الريبي (الرسول): بينما لا يزال يتم تصنيعه على الحمض النووي، فإن الريبوسومات "تجلس" بالفعل في نهايتها النهائية وتقوم بتصنيع البروتين. في الخلايا حقيقية النواة، يخضع mRNA لما يسمى بالنضج بعد النسخ. وفقط بعد ذلك يمكن تصنيع البروتين عليه.

الريبوسومات في بدائيات النوى أصغر (معامل الترسيب 70S) من تلك الموجودة في حقيقيات النوى (80S). يختلف عدد البروتينات وجزيئات الحمض النووي الريبي (RNA) في وحدات الريبوسوم الفرعية. وتجدر الإشارة إلى أن الريبوسومات (وكذلك المادة الوراثية) للميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء تشبه بدائيات النوى، مما قد يشير إلى أصلها من كائنات بدائية النواة قديمة انتهت داخل الخلية المضيفة.

تتميز بدائيات النوى عادةً ببنية أكثر تعقيدًا لأصدافها. بالإضافة إلى الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية، تحتوي أيضًا على كبسولة وهياكل أخرى، اعتمادًا على نوع الكائن بدائيات النواة. يؤدي جدار الخلية وظيفة داعمة ويمنع الاختراق مواد مؤذية. يحتوي جدار الخلية البكتيرية على مورين (جليكوببتيد). من بين حقيقيات النوى، تحتوي النباتات على جدار خلوي (مكونه الرئيسي هو السليلوز)، والفطريات تحتوي على الكيتين.

تنقسم الخلايا بدائية النواة عن طريق الانشطار الثنائي. يملكون لا توجد عمليات معقدة لانقسام الخلايا (الانقسام والانقسام الاختزالي)، من سمات حقيقيات النوى. على الرغم من أن النواة تتضاعف قبل الانقسام، تمامًا مثل الكروماتين في الكروموسومات. في دورة حياة حقيقيات النوى، هناك تناوب بين المراحل الثنائية والفردية. في هذه الحالة، عادة ما تسود المرحلة ثنائية الصيغة الصبغية. وخلافا لهم، بدائيات النوى لا تملك هذا.

تختلف الخلايا حقيقية النواة في الحجم، لكنها على أي حال أكبر بكثير من الخلايا بدائية النواة (عشرات المرات).

تدخل العناصر الغذائية إلى الخلايا بدائية النواة فقط من خلال التناضح. بالإضافة إلى ذلك، في الخلايا حقيقية النواة، يمكن أيضًا ملاحظة البلعمة والاحتساء ("التقاط" الطعام والسوائل باستخدام الغشاء السيتوبلازمي).

بشكل عام، من الواضح أن الفرق بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى أكبر بنية معقدةالأخير. ويعتقد أن الخلايا بدائية النواة نشأت من خلال التولد التلقائي (طويل التطور الكيميائيفي ظل ظروف الأرض المبكرة). ظهرت حقيقيات النوى لاحقًا من بدائيات النوى، من خلال توحيدها (الفرضيات التكافلية وأيضًا الخيمرية) أو تطور الممثلين الفرديين (فرضية الغزو). إن تعقيد الخلايا حقيقية النواة سمح لها بتنظيم كائن متعدد الخلايا، وفي عملية التطور، توفير كل التنوع الأساسي للحياة على الأرض.

جدول الاختلافات بين بدائيات النوى وحقيقيات النوى

لافتة	بدائيات النوى	حقيقيات النواة
نواة الخلية	لا	يأكل
العضيات الغشائية	لا. يتم تنفيذ وظائفها عن طريق غزوات غشاء الخلية، والتي توجد عليها الأصباغ والإنزيمات.	الميتوكوندريا، البلاستيدات، الليزوزومات، ER، مجمع جولجي
أغشية الخلايا	أكثر تعقيدا، هناك كبسولات مختلفة. جدار الخلية مصنوع من مادة المورين.	المكون الرئيسي لجدار الخلية هو السليلوز (في النباتات) أو الكيتين (في الفطريات). لا تحتوي الخلايا الحيوانية على جدار خلوي.
المادة الوراثية	أقل بكثير. ويمثلها النواة والبلازميدات، التي لها شكل حلقة وتقع في السيتوبلازم.	كمية المعلومات الوراثية كبيرة. الكروموسومات (تتكون من الحمض النووي والبروتينات). مضاعفة مميزة.
قسم	انقسام الخلايا الثنائية.	هناك الانقسام والانقسام الاختزالي.
متعدد الخلايا	ليست نموذجية بالنسبة لبدائيات النوى.	يتم تمثيلهم بأشكال أحادية الخلية ومتعددة الخلايا.
الريبوسومات	الأصغر	أكبر
الاسْتِقْلاب	أكثر تنوعًا (غيرية التغذية، التمثيل الضوئي، والتخليق الكيميائي طرق مختلفةذاتية التغذية؛ التنفس اللاهوائي والهوائي).	تحدث التغذية الذاتية فقط في النباتات بسبب عملية التمثيل الضوئي. جميع حقيقيات النوى تقريبًا هي كائنات هوائية.
أصل	من الطبيعة غير الحية في عملية التطور الكيميائي وما قبل البيولوجي.	من بدائيات النوى في عملية تطورها البيولوجي.