Биология Особенности клеточного строения организма. Вирусы

Вокруг человека существует видимые и невидимые миры. И невидимый мир полон загадок и тайн. На планете существует огромное количество одноклеточных организмов. Они ведут себя, как отдельные особи популяций и видов, как самостоятельные организмы. Жизнь этих организмов зависит и от слаженной работы внутренних структур, и от образа жизни. Одноклеточные особи характеризуются и как биосистема «клетка», и как биосистема «организм».

Свободноживущих одноклеточных организмов чрезвычайно много. Они входят во все царства живой природы и населяют все среды жизни на нашей планете.

Простейшие — это одноклеточные организмы, тело которых состоит из цитоплазмы и одного или нескольких ядер. Клетка простейшего — это самостоятельная особь, которая проявляет все основные свойства живой материи, выполняет функции всего организма.

Одна клетка умеет делать все: питаться, двигаться, нападать, спасаться от врагов, переживать неблагоприятные условия среды, размножаться, избавляться от продуктов обмена, защищаться от высыхания и от чрезмерного проникновения воды внутрь клетки.

Размеры простейших организмов могут быть от 3 мкм до 3 см в диаметре.

Одноклеточные организмы имеют органеллы общего назначения — митохондрии, рибосомы, клеточный центр, эндоплазматическую сеть. Кроме этих органоидов, имеются структуры специального назначения: ложноножки, жгутики, реснички, пищеварительные и сократительные вакуоли.

Большинство одноклеточных организмов имеет одно ядро, но есть представители с несколькими ядрами. У бурсарии одно большое ядро и 30 малых ядер. Ядра располагаются в цитоплазме, которая является неоднородной и состоит из двух слоев.

Большинство одноклеточных организмов по способу питания являются гетеротрофами. Их пища — бактерии, органические вещества мертвых и живых тел. Дыхание у таких организмов происходит через всю поверхность клетки. Размножаются клетки-организмы половым и бесполым способом. Как и все живые организмы, одноклеточные могут реагировать на изменения окружающей среды.

Ученые уже изучили более 30 тысяч видов одноклеточных организмов.

Вот несколько интересных фактов из жизни одноклеточных организмов.

Представитель жгутиковых простейших монас стигматика может быть рекордсменом по бегу. Это одноклеточное животное за одну секунду преодолевает расстояние в 40 раз больше, чем длина его тела. Если бы человек передвигался с такой же скоростью, то за секунду он преодолевал бы 70 метров.

Простейшие организмы могут удивительно продлевать свою жизнь, образуя стадию покоя — цисту. В состоянии цисты простейшие сохраняют жизнеспособность более 20 лет.

Простейшие удивительно плодовиты. Потомство одной инфузории-туфельки за год могло бы образовать цепочку, равную расстоянию от Солнца до Земли. В одном кубическом сантиметре содержимого желудка коровы около миллиона одноклеточных инфузорий. Общая масса инфузорий, населяющих желудок одной коровы, достигает 3 кг.

Слизевики — это организмы царства простейших. На разных стадиях развития они либо имеют вид слизи из одной многоядерной клетки, либо принимают более твёрдую форму, схожую с плодовым телом грибов. Но в любом случае они не обладают даже намёком на нервную систему. Тем не менее, несколько ученых выявили «интеллектуальные» способности слизевиков. Например, они могут проходить кратчайшим путём через лабиринт, на входе и выходе которого положены кусочки пищи.

Еще более загадочны морские корненожки фораминиферы. Известковые раковины этих простейших, живших более 70 миллионов лет тому назад, достигали в диаметре 22 см. Это самые крупные простейшие, известные науке.

В настоящее время самыми распространенными в природе являются амебы, инфузории, эвглены. Амебы похожи на маленький бесцветный студенистый комочек, постоянно меняющий свою форму. Амебы занимают водную среду обитания, питается бактериями, водорослями и другими простейшими. Встречаются амебы, которые ведут паразитический образ жизни, они являются возбудителями заболеваний.

Эвглена зеленая тоже обитатель водной среды. Ее организм состоит из одной вытянутой клетки, простейшее передвигается с помощью жгутика. Эвглене свойственно автотрофное питание,  как у растений, но в темноте она питается, как животное. Пример с эвгленой зеленой показывает, что граница между животными и растениями порой условна.

Инфузории — наиболее сложные одноклеточные организмы. На поверхности тела инфузорий расположены реснички, благодаря которым она движется. В клетке инфузорий, в отличие от других одноклеточных, имеется два ядра, клеточная мембрана, клеточный рот и глотка, пищеварительная вакуоль.

К одноклеточным организмам относятся уникальные и невидимые невооруженным глазом бактерии. В их клетках нет ядра, и поэтому они относятся к прокариотам.

Клетка прокариотических организмов имеет сложное, строго упорядоченное строение, обладает принципиальными особенностями организации и химического состава.

Структурные компоненты бактериальной клетки бывают основными и временными. Основные структуры — клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана с ее производными, цитоплазма с рибосомами, а также вещество, несущее наследственную информацию. К временным структурам  прокариот относятся капсула, жгутики, ворсинки, эндоспоры. У некоторых видов они отсутствуют полностью. Бактерии отличаются по форме клетки. Основные формы — это шаровидные кокки, палочковидные бациллы, вибрионы, изогнутые в виде запятой, и спирально закрученные спириллы.

Условия жизни бактерий разнообразны. Одни живут и размножаются только при доступе воздуха, другие не нуждаются в нем. Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами.

Бактерии, которые получают органические вещества из тел мертвых животных, отмерших растений или различных продуктов, называют сапрофитами. Бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов, называют паразитами.

Среди бактерий-паразитов много болезнетворных.

Вирусы — единственная неклеточная форма жизни на Земле.

Вирусы неспособны к самостоятельному размножению и обмену веществ, поэтому для реализаций этих функций им необходима клетка-хозяин. Каждая вирусная частица устроена достаточно просто — она состоит из расположенного в центре носителя генетической информации и оболочки. Генетический материал представляет собой короткую молекулу нуклеиновой кислоты, это образует сердцевину вируса. Оболочка состоит из белков и называется капсид.

У вирусов различают две формы — внеклеточная и внутриклеточная. Покоящаяся внеклеточная форма — вирион. Вирионы демонстрируют отменную жизнеспособность. Они выдерживают давление в 6000 атмосфер и переносят высокие дозы радиации, однако погибают при высокой температуре, облучении ультрафиолетовыми лучами, а также при воздействии кислот и дезинфицирующих веществ.

Вирусные заболевания растений, животных и человека в течение многих столетий наносили огромный вред. Попытки узнать причину болезней и обнаружить их возбудителя оставались безуспешными. Впервые существование вируса — нового типа возбудителей болезней — доказал русский ученый Д. И. Ивановский. Сами частицы все еще оставались неуловимыми и загадочными.   Увидеть вирусы удалось лишь в электронном микроскопе спустя 50 лет после их открытия.                                         Далее ученые стали открывать вирусы один за другим: 1901 г. — вирус желтой лихорадки, 1907 г. — натуральной оспы, 1909 г. — полиомиелита. В последующие годы стали известны вирусы краснухи, кори, гриппа, герпеса, клещевого энцефалита, бешенства, желтой лихорадки, гепатита.

Вирусы вызывают заболевания животных и растений. У животных это может быть ящур, коровья оспа, бешенство, грипп, а у растений мозаичная болезнь, пятнистость окраски.

Первая половина ХХ в. оказалась эрой великих вирусологических открытий. Пристально изучались возбудители острых лихорадочных заболеваний. Разрабатывалась методика борьбы с ними и меры предупреждения болезней. Число вирусов, выявленных на сегодня, превышает тысячу. Все они объединены в царство, их изучает наука вирусология. Открытые вирусы настолько малы, что, по словам одного из ученых, коллекция, собранная из всех известных вирусов, поместилась бы в коробочке размером с маковое зернышко!

Самые крупные вирусы приближаются по размерам к небольшим бактериям, а самые мелкие измеряются всего десятками нанометров и близки к крупным белковым молекулам. Вирусы по внешнему виду могут быть палочковидные, сферические, нитевидные, в виде многогранников.

Вирус проявляет свои свойства, только проникнув в живую клетку. Это происходит в несколько этапов.

Вначале происходит прикрепление вируса к клетке. На поверхности клеток имеются специальные рецепторы. Далее вирус проникает в клетку, и начинается выход вируса из вакуоли в цитоплазму путем слияния вирусной и клеточной мембраны. На последнем этапе начинается размножение вируса. Вирусы не способны размножаться делением пополам. При попадании в клетку нуклеиновая кислота вируса начинает синтезировать свои структуры из материалов клетки. Это приводит к гибели клетки и освобождению новых вирусов, которые способны заражать новые клетки. Некоторые вирусы успевают проделать несколько циклов размножения. Иногда вирус живет мирно и размножается вместе с клеткой, такое состояние может длиться годами.

Именно так происходит с вирусом, который поражает клетки иммунной системы человека, делая их неспособными защищать организм от заболеваний.

Вот уже не одно десятилетие человечество пытается обуздать этот коварный вирус иммунодефицита человека. Как вирус разрушает иммунную систему человека и почему некоторые люди с этим вирусом остаются абсолютно здоровыми в течение длительного времени — вопросы, требующие изучения. Заражение вирусом может произойти при инъекциях нестерильным шприцом, переливании зараженной крови, либо половым путем, либо от матери к ребенку во время беременности. Исследования показали, что собственные клетки иммунной системы человека захватывают вирус с поверхности слизистой оболочки и несут к лимфатическим узлам, где должны уничтожаться все чужеродные элементы. Однако вирус иммунодефицита там не погибает, а напротив, заражает множество клеток. У большинства людей вскоре после заражения наступает период острой инфекции. Данное заболевание опасно для здоровья, трудно лечится и часто заканчивается смертью человека.

В последние годы наблюдается всплеск вирусных заболеваний, как в нашей стране, так и за рубежом. Поэтому каждый человек должен думать о своем здоровье, а вирусологи продолжат изучение вирусов и, надеемся, найдут возможные способы борьбы с вирусными заболеваниями.

Решутест. Продвинутый тренажёр тестов

Решутест. Продвинутый тренажёр тестов
  • Главная
  • ЕГЭ
  • Биология
  • Многообразие органического мира (множественный выбор)
  • Царства Вирусы и Бактерии

Решил заданий

Не решил заданий

Осталось заданий

История решения
3327 — не приступал 6806 — не приступал 6786 — не приступал 3089 — не приступал 8746 — не приступал 3285 — не приступал 6488 — не приступал 9537 — не приступал 8789 — не приступал 3371 — не приступал 5084 — не приступал

Формат ответа: цифра или несколько цифр, слово или несколько слов. Вопросы на соответствие «буква» — «цифра» должны записываться как несколько цифр. Между словами и цифрами не должно быть пробелов или других знаков.

Примеры ответов: 7 или здесьисейчас или 3514

Раскрыть Скрыть

№1

Выберите два верных ответа из пяти. Какие из перечисленных структур есть в клетках бактерий?

Варианты:

  1. ядрышко
  2. рибосомы
  3. митохондрии
  4. аппарат Гольджи
  5. кольцевая ДНК
№2

Микроорганизмы используют в промышленном производстве

Варианты:

  1. витаминов
  2. муки
  3. минеральных солей
  4. молока
  5. лекарственных препаратов
  6. гормонов
№3

Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

В процессе эволюции сформировались организмы разных царств. Какие признаки характерны для царства, представитель которого изображён на рисунке?

Варианты:

  1. клеточная стенка состоит в основном из муреина
  2. хроматин содержится в ядрышке
  3. хорошо развита эндоплазматическая сеть
  4. отсутствуют митохондрии
  5. наследственная информация содержится в кольцевой молекуле ДНК
  6. пищеварение происходит в лизосомах
№4

Вирусы, в отличие от бактерий:

Варианты:

  1. имеют клеточную стенку
  2. адаптируются к среде
  3. состоят только из нуклеиновой кислоты и белка
  4. размножаются вегетативно
  5. не имеют собственного обмена веществ
  6. ведут только паразитический образ жизни
№5

Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Вирусы, в отличие от бактерий:

Варианты:

  1. имеют неоформленное ядро
  2. размножаются только в других клетках
  3. не имеют мембранных органоидов
  4. осуществляют хемосинтез
  5. способны кристаллизоваться
  6. образованы белковой оболочкой и нуклеиновой кислотой
№6

Какие объекты не имеют клеточного строения?

Варианты:

  1. дизентерийная амёба
  2. возбудитель СПИДа
  3. вирус табачной мозаики
  4. кишечная палочка
  5. вибрион холеры
  6. бактериофаг
№7

Выберите два верных ответа из пяти. Для изображённого на рисунке объекта характерно

Варианты:

  1. раздражимость
  2. размножение в клетках другого организма
  3. питание
  4. почкование
  5. самовоспроизведение
№8

Выберите три верных ответа из шести. Какое заболевание вызывает вирус?

Варианты:

  1. холеру
  2. грипп
  3. туберкулёз
  4. дизентерию
  5. СПИД
  6. оспу
№9

Выберите три верных ответа из шести. Почему организм, изображённый на рисунке, относят к прокариотам?

Варианты:

 

  1. содержит в клетке ядро, обособленное от цитоплазмы
  2. состоит из множества дифференцированных клеток
  3. имеет одну кольцевую хромосому
  4. не имеет клеточного центра, комплекса Гольджи и митохондрий
  5. не имеет обособленного от цитоплазмы ядра
  6. имеет цитоплазму и плазматическую мембрану

 

№10

Выберите два верных ответа из пяти. Наследственное вещество находится в цитоплазме клетки у

Варианты:

  1. дизентерийной амебы
  2. малярийного паразита
  3. кишечной палочки
  4. эвглены зеленой
  5. холерного вибриона
№11

Бактерии-паразиты служат причиной инфекционных заболеваний человека

Варианты:

  1. гриппа
  2. туберкулёза
  3. оспы
  4. синдрома приобретённого иммунного дефицита
  5. сифилиса

Так твой прогресс будет сохраняться.

Регистрация

Мы отправили код на:

Изменить

Получить код повторно через 00:00

Я прочитал(-а) Политику конфиденциальности и согласен(-на) с правилами использования моих персональных данных

Ништяк!

Решено верно

Браво!

Решено верно

Крутяк!

Решено верно

Зачёт!

Решено верно

Чётко!

Решено верно

Бомбезно!

Решено верно

Огонь!

Решено верно

Юхууу!

Решено верно

Отпад!

Решено верно

Шикарно!

Решено верно

Блестяще!

Решено верно

Волшебно!

Решено верно

Вирусная морфология | Биология для неспециалистов I

Результаты обучения

  • Обсуждение основ строения вируса

Вирусы являются бесклеточными , что означает, что они являются биологическими объектами, не имеющими клеточной структуры. Поэтому у них отсутствует большинство компонентов клеток, таких как органеллы, рибосомы и плазматическая мембрана. Вирусы иногда называют вирионами : вирион — это «полный» вирус, свободный от окружающей среды (не хозяина). Вирион состоит как минимум из 9ядро нуклеиновой кислоты 0009 и внешнее белковое покрытие или капсид; иногда вирус будет иметь внешнюю оболочку , состоящую из белковых и фосфолипидных мембран, полученных из клетки-хозяина. Вирусы могут также содержать дополнительные белки, такие как ферменты. Наиболее очевидным различием между членами вирусных семейств является их морфология, которая весьма разнообразна. Интересной особенностью сложности вируса является то, что сложность хозяина не коррелирует со сложностью вириона. Некоторые из самых сложных структур вирионов наблюдаются в бактериофаги , вирусы, поражающие простейшие живые организмы, бактерии.

Типы нуклеиновых кислот

В отличие от почти всех живых организмов, использующих ДНК в качестве генетического материала, вирусы могут использовать в качестве своего генетического материала либо ДНК, либо РНК. Ядро вируса содержит геном или общее генетическое содержимое вируса. Вирусные геномы, как правило, небольшие и содержат только те гены, которые кодируют белки, которые вирус не может получить из клетки-хозяина. Этот генетический материал может быть одноцепочечным или двухцепочечным. может быть и линейный или круговой р.

ДНК-вирусы вызывают заболевания человека, такие как ветряная оспа, гепатит В и некоторые венерические заболевания, такие как герпес и остроконечные кондиломы. Заболевания человека, вызываемые РНК-содержащими вирусами, включают гепатит С, корь и бешенство.

Морфология

Рисунок 1. Вирус KSHV связывается с рецептором xCT на поверхности клеток человека. (кредит: модификация работы NIAID, NIH)

Вирусы бывают разных форм и размеров, но они одинаковы и различны для каждого вирусного семейства. Все вирионы имеют геном нуклеиновой кислоты, покрытый защитным слоем белков, называемым капсид . Капсид состоит из белковых субъединиц, называемых капсомерами . Некоторые вирусные капсиды представляют собой простые многогранные «сферы», тогда как другие имеют довольно сложную структуру.

Многие вирусы используют какой-то гликопротеин для прикрепления к своим клеткам-хозяевам через молекулы на клетке, называемые вирусными рецепторами (рис. 1).

Среди наиболее сложных известных вирионов бактериофаг T4, инфицирующий бактерию Escherichia coli , имеет хвостовую структуру, которую вирус использует для прикрепления к клеткам-хозяевам, и головную структуру, в которой находится его ДНК.

В целом, форма вириона и наличие или отсутствие оболочки мало что говорят нам о том, какое заболевание может вызывать вирус или какие виды он может инфицировать, но они по-прежнему полезны для начала классификации вирусов (рис. 2).

Практический вопрос

Рисунок 2. Вирусы могут быть сложными по форме или относительно простыми. На этом рисунке показаны три относительно сложных вириона: бактериофаг Т4 с его ДНК-содержащей головной группой и хвостовыми отростками, которые прикрепляются к клеткам-хозяевам; аденовирус, который использует шипы своего капсида для связывания с клетками-хозяевами; и ВИЧ, который использует гликопротеины, встроенные в его оболочку, для связывания с клетками-хозяевами. Обратите внимание, что внутри оболочки ВИЧ есть белки, называемые матриксными белками, которые помогают стабилизировать форму вириона. (кредит «бактериофаг, аденовирус»: модификация работы NCBI, NIH; кредит «ретровирус ВИЧ»: модификация работы NIAID, NIH)

Какое из следующих утверждений о структуре вируса верно?

  1. Все вирусы заключены в вирусную оболочку.
  2. Капсомер состоит из небольших белковых субъединиц, называемых капсидами.
  3. ДНК является генетическим материалом всех вирусов.
    4. Гликопротеины
  4. помогают вирусу прикрепляться к клетке-хозяину.

Показать ответ

Попробуйте

Внесите свой вклад!

У вас есть идеи по улучшению этого контента? Мы будем признательны за ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Живы ли вирусы? | Спросите у биолога

Вирусы размножаются, внедряя генетический материал в клетку-хозяина. Изображение предоставлено НИАИД.

Ученые не уверены, являются ли вирусы живыми или неживыми. В общем, ученые используют список критериев, чтобы определить, является ли что-то живым. Давайте посмотрим на некоторые черты живых существ и посмотрим, есть ли эти черты у вирусов.

Живые существа имеют клетки. Вирусы не имеют клеток. У них есть белковая оболочка, которая защищает их генетический материал (либо ДНК, либо РНК). Но у них нет клеточной мембраны или других органелл (например, рибосом или митохондрий), которые есть у клеток.

Живые существа размножаются. Обычно клетки размножаются, создавая копию своей ДНК. В отличие от клеток, у вирусов нет инструментов для создания копии своей ДНК. Но они нашли другие способы создания новых вирусов. Это делается путем вставки генетического материала вируса в клетку-хозяина. Это заставляет клетку делать копию ДНК вируса, создавая больше вирусов.

Многие ученые утверждают, что даже несмотря на то, что вирусы могут использовать другие клетки для своего размножения, вирусы по-прежнему не считаются живыми в этой категории. Это связано с тем, что у вирусов нет инструментов для самостоятельной репликации своего генетического материала.

Совсем недавно ученые обнаружили новый тип вируса, названный мимивирусом. Эти вирусы действительно содержат инструменты для создания копии своей ДНК. Это говорит о том, что некоторые типы вирусов действительно могут быть живыми.

Вирусы становятся активными только при контакте с клеткой-хозяином. Изображение от CarlosRoBe.

Живые существа используют энергию. Вне клетки-хозяина вирусы не потребляют никакой энергии. Они становятся активными только тогда, когда вступают в контакт с клеткой-хозяином. После активации они используют энергию и инструменты клетки-хозяина для создания новых вирусов.

Поскольку они не используют собственную энергию, некоторые ученые не считают их живыми. Это немного странное различие, потому что некоторые бактерии полагаются на энергию своего хозяина, и все же они считаются живыми. Эти виды бактерий называются облигатными внутриклеточными паразитами.

Живые существа реагируют на окружающую среду. Вопрос о том, действительно ли вирусы реагируют на окружающую среду, является предметом споров. Они взаимодействуют с клетками, которые заражают, но в основном это просто основано на анатомии вируса. Например, они связываются с рецепторами на клетках, вводят в клетку свой генетический материал и со временем могут эволюционировать (внутри организма).

Живые клетки и организмы также обычно имеют эти взаимодействия. Клетки связываются с другими клетками, организмы передают генетический материал и со временем эволюционируют, но у большинства организмов эти действия гораздо более активны. В вирусах ни один из этих процессов не является активным, они просто происходят в зависимости от химического состава вируса и среды, в которой он оказывается.

Каков окончательный ответ?

Когда ученые применяют этот список критериев, чтобы определить, жив ли вирус, ответ остается неясным. Из-за этого споры о том, живые вирусы или неживые, продолжаются. Поскольку понимание вирусов продолжает развиваться, ученые могут в конечном итоге прийти к окончательному решению по этому вопросу.

Если вирусы неживые, как мы можем их уничтожить?

Независимо от того, на какой стороне дебатов вы находитесь, мы знаем, что вирусы можно деактивировать. Когда они неактивны, они не могут заразить клетку-хозяина.

Существует два типа вирусов: с липидной или жировой внешней оболочкой и с белковой оболочкой, называемой капсидом. Для вирусов с липидной оболочкой вы можете использовать обычное мыло, чтобы разорвать внешнюю оболочку и деактивировать вирус. Остальные части можно смыть в раковине, и они безвредны. Самое замечательное в этом то, что для этого требуется всего около 20 секунд тщательного мытья рук с мылом и водой. Вирус, вызывающий COVID-19имеет липидную оболочку, поэтому его можно деактивировать с помощью мыла.

Вирусы с белковой оболочкой, такие как риновирусы и аденовирусы, вызывающие простуду, не дезактивируются мылом, но все же удаляются с нашей кожи и поверхностей, чтобы их можно было смыть в раковине. Вот почему лучше мыть руки водой с мылом, чем использовать дезинфицирующее средство для рук. Дезинфицирующие средства для рук не обладают таким же эффектом удаления вирусов с нашей кожи, поэтому их можно смыть в раковине.

Хотя мы знаем, что многие из вас пришли на эту страницу, чтобы узнать, живы ли вирусы или нет, мы также получаем много дополнительных вопросов о Коронавирусе. Вот некоторые ресурсы, которые, по нашему мнению, могут быть вам полезны:

Ресурсы о коронавирусе

1. Обучающее видео от Kurzgesagt — В двух словах: объяснение коронавируса и что вам следует делать

2. Один из самых актуальных Карты случаев коронавируса, показывающие количество подтвержденных случаев по всему миру (с разбивкой по округам в США), предоставленные Университетом Вирджинии.

3. Чтобы узнать, как реагировать и действовать, посетите рекомендации ВОЗ по коронавирусу для населения.