§ 2. Можно ли бактерию назвать клеткой-организмом?

Определения и обозначения

Бактерия — одноклеточный организм, способный самостоятельно осуществлять основные жизненные процессы. Это значит, что единственная клетка бактерии не просто входит в состав большего тела, а обеспечивает жизнь целого организма. Такое определение помогает отличать бактерию от клетки многоклеточного животного или растения.

Прокариоты — организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра. Оформленное ядро — это часть клетки, окружённая оболочкой; у прокариот наследственный материал не заключён в такую оболочку. Этот признак позволяет объединять бактерии в особую группу и сравнивать их с другими организмами.

Нуклеоид — участок цитоплазмы бактериальной клетки, где расположена основная молекула ДНК. Его не следует представлять как отдельное ядро: это место нахождения наследственного материала, но вокруг него нет ядерной оболочки. Понятие помогает точно описать, где хранится информация о строении и работе клетки.

Клетка-организм — одна клетка, которая самостоятельно выполняет функции целого организма. Она получает необходимые вещества, использует энергию и может размножаться. Это понятие объясняет, почему организм может быть полноценным, даже если состоит только из одной клетки.

Как это устроено

Бактерию называют клеткой-организмом, потому что её единственная клетка выполняет работу, необходимую для жизни всего организма. Она обменивается веществами со средой, растёт и при подходящих условиях размножается. У многоклеточного организма отдельная клетка обычно выполняет лишь часть общей работы, а бактерии не требуется объединение множества клеток, чтобы жить самостоятельно.

Внутри бактериальной клетки есть несколько частей с разными задачами. Клеточная оболочка окружает клетку, защищает её и помогает сохранять форму, а мембрана отделяет внутреннее содержимое от внешней среды и участвует в обмене веществ. В цитоплазме находятся клеточные структуры и происходят многие процессы; рибосомы участвуют в образовании белков, необходимых клетке. Разделение работы между частями позволяет небольшой клетке выполнять разные жизненные функции.

Бактерии относят к прокариотам, потому что у них нет оформленного ядра. ДНК находится в цитоплазме, в области нуклеоида, а не внутри отдельной части, отделённой ядерной оболочкой. При этом отсутствие ядра не означает отсутствие наследственной информации: именно ДНК содержит сведения, которые передаются при размножении. Значит, для распознавания прокариота нужно смотреть не на наличие ДНК, а на то, есть ли у клетки оформленное ядро.

Бактерия получает из окружающей среды вещества, необходимые для построения клеточных частей и получения энергии. Способы питания у бактерий различаются: одни используют готовые органические вещества, а другие способны образовывать органические вещества самостоятельно, используя энергию света или химических реакций. Разнообразие способов питания помогает бактериям жить в разных условиях. То, какие вещества и источники энергии доступны, влияет на то, где они могут существовать.

Размножение бактерий происходит делением клетки: сначала клетка подготавливается к разделению, затем из одной образуются две дочерние клетки. Это не просто увеличение размера одной клетки — после деления клеток становится больше. Если условия благоприятны и хватает необходимых веществ, дочерние клетки могут снова делиться. Поэтому численность бактерий способна быстро увеличиваться.

Строение бактериальной клетки и значение её частей

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите название части клетки, а затем сопоставьте её расположение с выполняемой ролью. Так проще увидеть, что части не взаимозаменяемы: например, мембрана участвует в обмене со средой, а рибосомы образуют белки. Вместе эти структуры обеспечивают работу одной бактериальной клетки.

Разбор задач

Задача 1

В клетке организма обнаружена ДНК, но нет оформленного ядра. Нужно предположить, к какой группе может относиться организм. Сам факт наличия ДНК не указывает на отсутствие ядра, поэтому важно учесть оба условия задачи. Решение строится на признаке, который отличает прокариот.

1. Отметим, что наследственный материал у клетки есть: отсутствие ядра не означает отсутствия ДНК.
2. Сопоставим условие с признаком прокариот: их клетки не имеют оформленного ядра.
3. Предположим, что организм относится к прокариотам; среди изучаемых организмов к этой группе относятся бактерии.

Ответ: можно предположить, что это прокариот, например бактерия, потому что у клетки есть ДНК, но нет оформленного ядра. Для уверенного вывода по одной этой характеристике достаточно указать группу, а не делать вывод о конкретном виде.

Задача 2

Нужно распределить мембрану, цитоплазму, рибосомы и ДНК по их функциям. Чтобы не перепутать части, сначала вспомним, где они расположены, а затем — в чём состоит их работа. Одна часть может быть связана с обменом веществ, другая — с наследственной информацией или образованием белков.

1. Мембрана отделяет содержимое клетки от окружающей среды и участвует в регулировании обмена веществ.
2. Цитоплазма заполняет внутреннее пространство клетки: в ней находятся структуры и идут многие жизненные процессы.
3. Рибосомы участвуют в образовании белков, а ДНК хранит наследственную информацию.

Ответ: мембрана — граница и обмен со средой; цитоплазма — внутренняя среда клетки; рибосомы — образование белков; ДНК — наследственная информация. Проверить распределение можно вопросом: «Что произойдёт, если убрать эту часть?» Например, без ДНК клетке не хватало бы наследственных сведений, а без рибосом — структур, образующих белки.

Задача 3

Объясните, почему одну бактерию можно назвать целым организмом, а не только частью организма. Для ответа нужно связать число клеток с тем, насколько самостоятельно они обеспечивают жизнь. Не следует считать, что организм обязательно должен состоять из множества клеток.

1. Определим строение: бактерия состоит из одной клетки.
2. Проверим, что эта клетка делает: она получает вещества и энергию, растёт и способна размножаться.
3. Сделаем вывод: клетка самостоятельно выполняет основные жизненные процессы всего организма.

Ответ: бактерию называют целым организмом, потому что её единственная клетка самостоятельно обеспечивает её жизнедеятельность. Клетка многоклеточного организма обычно является частью тела, а бактериальная клетка — весь организм. Поэтому подходит название «клетка-организм».

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что у бактерий совсем нет наследственного материала. Её допускают, когда слова «нет ядра» ошибочно понимают как «нет ДНК». Проверка простая: ядро и ДНК — не одно и то же; у бактерии ДНК есть, но она расположена в цитоплазме.

Ошибка — называть бактерию бесклеточной. Возможно, так думают, потому что бактерия очень мала и состоит только из одной клетки. Но одна клетка — это всё равно клеточное строение: чтобы проверить себя, спросите, есть ли у бактерии мембрана, цитоплазма и другие клеточные части.

Ошибка — считать, что все части клетки выполняют одну и ту же функцию. Такое впечатление может возникнуть, если запомнить только общий вывод о работе клетки, не разбирая её строение. Проверьте себя по таблице: у мембраны, цитоплазмы, рибосом и ДНК разные роли.

Ошибка — путать деление клетки с ростом одной клетки. Их смешивают, потому что оба процесса связаны с увеличением размеров или количества клеточного материала. При росте увеличивается сама клетка, а при делении из одной образуются две дочерние; проверить себя можно, пересчитав клетки после завершения деления.

Связь с другими темами

Для изучения бактерий полезно знать основные части клетки и их функции, а также понимать, что такое одноклеточный организм. Это позволяет объяснить, как одна клетка может обеспечивать жизнь целого организма. Позже эти знания пригодятся при сравнении бактериальных клеток с клетками организмов, имеющих оформленное ядро.

Представление о бактериях помогает изучать их роль в природе и жизни человека, а также распространение инфекций. Знание строения и способов питания объясняет, почему бактерии могут жить в разных условиях. Эти сведения служат основой для дальнейшего разговора о разнообразии бактерий и их взаимодействии с другими организмами.

Что запомнить

• Бактерия — одноклеточный организм.
• Одна бактериальная клетка самостоятельно выполняет жизненные процессы.
• Бактерии относятся к прокариотам.
• У бактериальной клетки нет оформленного ядра.
• ДНК бактерии находится в цитоплазме.
• Бактерии размножаются делением клетки.