תא הוא יחידה של מבנה, פעילות חיים, צמיחה והתפתחות של אורגניזמים. מגוון תאים. מאפיינים השוואתייםתאים של צמחים, בעלי חיים, חיידקים, פטריות

המדע החוקר את המבנה והתפקוד של תאים נקרא ציטולוגיה . ישנן שתי קבוצות שיטתיות גדולות של תאים - פרוקריוטי ו איקריוטי . תאים פרוקריוטייםאינם מכילים גרעין אמיתי (חיידקים, אצות כחולות-ירקות/ציאנואה). תאים אוקריוטיים מכילים גרעין (אורגניזמים אחרים מלבד וירוסים).

הסיסטמטיקה מבדילה בין ממלכות האורגניזמים הבאות: חיידקים, פטריות, צמחים, בעלי חיים. העילה לחלוקה כזו היא שיטות התזונה של אורגניזמים אלה ומבנה התאים.

תאים חיידקייםיש את המבנים הבאים - דופן תא מוריין צפוף, מולקולת DNA עגולה אחת (נוקלואיד), ריבוזומים, מזוזומים (קפלי ממברנה), DNA מעגלי קטן (פלסמידים). לפי אופן התזונה, חיידקים מחולקים ל אוטוטרופים (מחולקים ל פוטוטרופים,ניזון מאור, ו כימוטרופים,מופעל על ידי אנרגיה מתרכובות אנאורגניות ) ו הטרוטרופים (ניזון מחומר אורגני מאורגניזמים אחרים ) .

תאי צמחים מכילים פלסטידים האופייניים רק להם - כלורופלסטים (ירוק), לויקופלסטים (לבנים) וכרומופלסטים (אדומים, צהובים וכחולים); דופן התא של תאית, ויש להם גם ואקוולים גדולים עם מוהל תאים. במהלך חלוקת התא נוצרת לוחית מטאפאזה מקרום התא, המפרידה בין הכרומוזומים. חומר הרזרבה הוא עמילן. יש להם צמיחה בלתי מוגבלת, אין מושג של "מערכת איברים". אוטוטרופים, לעיתים רחוקות מיקסוטרופים (פוטו- והטרוטרופים).

לתאי בעלי חיים אין קירות תאים צפופים. הם מוקפים קרום תאשדרכו מתרחש חילופי חומרים עם הסביבה. הוואקווולים קטנים (מתכווצים ועורכי עיכול), יש מרכז תאים שמותח את הכרומוזומים במהלך החלוקה. חומר הרזרבה הוא גליקוגן. הצמיחה מוגבלת, מספר האיברים מוגדר בקפדנות. הטרוטרופים.

תאי פטרייה מכוסים בדופן תא, כמו צמחים, אך עשויים מכיטין, כמו קונכיות בבעלי חיים. הצמיחה היא בלתי מוגבלת. הטרוטרופים. חומר הרזרב הוא גליקוגן וטיפות שומן.

2.3. הארגון הכימי של התא. הקשר בין המבנה והתפקודים של אנאורגניים ו חומר אורגני(חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות, שומנים, ATP) המרכיבים את התא. הצדקה של הקשר בין אורגניזמים על סמך ניתוח תרכובת כימיתהתאים שלהם

2.3.1. חומרים אנאורגנייםתאים

כל האלמנטים הקיימים בתא מחולקים, בהתאם לתוכן שלהם בתא, לקבוצות:

מאקרו-נוטריינטים – H, O, N, C,(ביוגנים, רובחומר חי מורכב מהם), Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

יסודות קורט– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb וכו';

אולטרה-מיקרו-אלמנטים– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se וכו'.

תרכובות אנאורגניות של התא - מיםו דוֹמֵםיונים.

כל התגובות הביוכימיות מתרחשות בתמיסות מימיות.

תכונות גשמיותמים: מכיוון שמולקולות מים הן קוטביות, למים יש את התכונה של המסת מולקולות קוטביות של חומרים אחרים. חומרים המסיסים במים נקראים הידרופילי. חומרים שאינם מסיסים במים נקראים הידרופובי (ליפידים, שעווה, סטרואידים).

למים קיבולת חום סגולית גבוהה. תכונה זו של מים מבטיחה שמירה על איזון החום בגוף.

נקודת הרתיחה של מים גבוהה מזו של חומרים רבים אחרים. תכונה זו של מים מגינה על הגוף מפני התחממות יתר.

קשרי מימן קובעים את צמיגות המים ואת היצמדות המולקולות שלהם למולקולות של חומרים אחרים. בגלל כוחות ההיצמדות של מולקולות, נוצר סרט על פני המים, שיש לו מאפיין כמו מתח פנים.

תפקידים ביולוגיים של מים. מים מבטיחים תנועת חומרים בתא ובגוף, ספיגת חומרים והפרשת תוצרים מטבוליים. בטבע המים מובילים חומרי פסולת לקרקעות ולקווי מים.

יונים אנאורגניים. היונים האנאורגניים של התא כוללים: קטיונים K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + ואניונים Cl -, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-.

ההבדל בין מספר הקטיונים והאניונים (Na + , קא + , Cl -) על פני התא ובתוכו מספק את הופעתו של פוטנציאל פעולה, העומד בבסיס עירור העצבים והשרירים.

אניונים זַרחָנִיחומצות יוצרות מערכת חיץ פוספט, שמירה על ה-pH של הסביבה התוך תאית של הגוף ברמה של 6.9.

חומצה פחמית והאניונים שלה יוצרים מערכת חיץ ביקרבונט ושומרים על ה-pH של המדיום החוץ-תאי (פלזמת הדם) על 7.4.

תרכובות חנקן משמשות מקור לתזונה מינרלית, סינתזה של חלבונים, חומצות גרעין. אטומי זרחן הם חלק מחומצות הגרעין, פוספוליפידים, כמו גם העצמות של בעלי חוליות, הכיסוי הכיטיני של פרוקי רגליים. יוני סידן הם חלק מחומר העצם; הם גם הכרחיים ליישום התכווצות שרירים, קרישת דם.

דוגמאות למשימות

2.5. מטבוליזם: אנרגיה וחילוף חומרים פלסטיים, הקשר ביניהם. אנזימים, טבעם הכימי, תפקיד בחילוף החומרים. שלבי חילוף החומרים באנרגיה. תסיסה ונשימה. פוטוסינתזה, משמעותה, תפקיד קוסמי. שלבי פוטוסינתזה. תגובות אור וחשוך של פוטוסינתזה, הקשר ביניהם. כימוסינתזה. תפקידם של חיידקים כימוסינתטיים בכדור הארץ

2.5.1. אנרגיה וחילוף חומרים פלסטי, הקשר ביניהם

חילוף חומרים (מטבוליזם)הוא קבוצה של תהליכים הקשורים זה בזה של סינתזה ופיצול חומרים כימייםהמתרחשים בגוף. מחולק לפלסטיק ( אנבוליזם, הטמעה), נוצרים חומרים ונצרכת אנרגיה וחילופי אנרגיה ( קטבוליזם, התפכחות), ריקבון של חומרים עם שחרור אנרגיה.

יצורים חיים משתמשים באור ובאנרגיה כימית לפעילות חייהם. צמחים ירוקים - אוטוטרופים , - מסנתז תרכובות אורגניות בתהליך הפוטוסינתזה, תוך שימוש באנרגיה אוֹר שֶׁמֶשׁ. מקור הפחמן שלהם הוא פחמן דו חמצני. פרוקריוטים אוטוטרופיים רבים משיגים אנרגיה בתהליך כימוסינתזה- חמצון של תרכובות אנאורגניות. עבורם, תרכובות של גופרית, חנקן, פחמן יכולות להיות מקור אנרגיה. הטרוטרופים להשתמש במקורות פחמן אורגניים, כלומר. להאכיל מחומר אורגני מוכן. בין הצמחים, עשויים להיות כאלה שניזונים בצורה מעורבת ( מבחינה מיקסוטרופית) - טל שמש, מלכודת ונוס או אפילו הטרוטרופית - רפלזיה. מבין נציגי בעלי החיים החד-תאיים, יוגלנה ירוקה נחשבים למיקסוטרופים.

אנזימים, טבעם הכימי, תפקיד בחילוף החומרים. אנזימים הם תמיד חלבונים ספציפיים - זרזים. ככלל, הם מזרזים סוג מסוים של תגובה. התכונות הספציפיות של מולקולת האנזים מוסברות על ידי המבנה והתכונות שלה. למולקולת האנזים יש מרכז פעיל, שתצורתו המרחבית תואמת את התצורה המרחבית של החומרים עימם מקיים אינטראקציה של האנזים. לאחר שזיהה את המצע שלו, האנזים מקיים איתו אינטראקציה ומאיץ את הפיכתו.

פעילות האנזימים תלויה בטמפרטורה, בחומציות המדיום, בכמות המצע איתו הוא מקיים אינטראקציה. ככל שהטמפרטורה עולה, פעילות האנזים עולה. עם זאת, זה קורה עד לגבולות מסוימים, כי. בדי טמפרטורה גבוהההחלבון מפוגג. הסביבה שבה אנזימים יכולים לתפקד שונה עבור כל קבוצה. ישנם אנזימים הפעילים בחומצה או חלשה סביבה חומציתאו באלקליין או חלש סביבה אלקלית. אנזימים פעילים בסביבה חומצית מיץ קיבהביונקים. בסביבה בסיסית חלשה, אנזימי מיץ מעיים פעילים. אנזים העיכול של הלבלב פעיל בסביבה בסיסית. רוב האנזימים פעילים בסביבה ניטרלית.

2.5.2. חילוף חומרים אנרגטי בתא (התפזרות)

חילופי אנרגיה- זוהי קבוצה של תגובות כימיות של פירוק הדרגתי של תרכובות אורגניות, המלווה בשחרור אנרגיה, שחלק ממנה מושקע בסינתזה של ATP.

במה ראשונה – מֵכִין . IN מערכת עיכולאורגניזמים רב תאיים זה מתבצע אנזימי עיכול. באורגניזמים חד-תאיים, הם אנזימים של ליזוזומים. השלב הראשון הוא פירוק החלבונים. לחומצות אמינו, שומנים לגליצרול ו חומצות שומן, פוליסכרידים לחד סוכרים, חומצות גרעין לנוקלאוטידים.תהליך זה נקרא עיכול. האנרגיה המופקת מתפזרת בצורת חום ואינה נאגרת.

שלב שני – אנוקסית (גליקוליזה ). המשמעות הביולוגית שלו טמונה בתחילת הפירוק והחמצון ההדרגתי של הגלוקוז עם הצטברות אנרגיה בצורה של 2 מולקולות ATP. גליקוליזה מתרחשת בציטופלזמה של תאים. הוא מורכב ממספר תגובות עוקבות של הפיכת מולקולת גלוקוז לשתי מולקולות של חומצה פירובית (פירובאט) ושתי מולקולות ATP, שבצורתן מאוחסן חלק מהאנרגיה המשתחררת במהלך הגליקוליזה: C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2F \u003d 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP. שאר האנרגיה מתפזרת כחום.

בתאי שמרים וצמחים ( עם חוסר חמצן) פירובט מתפרק לתוך אתנולופחמן דו חמצני. תהליך זה נקרא תסיסה אלכוהולית .

האנרגיה האצורה בגליקוליזה קטנה מדי עבור אורגניזמים המשתמשים בחמצן לנשימה שלהם. לכן בשרירים של בעלי חיים, כולל בני אדם, בעומסים כבדים ובחוסר חמצן, נוצרת חומצה לקטית (C 3 H 6 O 3) המצטברת בצורת לקטט. יש כאב בשרירים. אצל אנשים לא מאומנים זה קורה מהר יותר מאשר אצל אנשים מאומנים.

שלב שלישי – חַמצָן , המורכב משני תהליכים רצופים - מחזור קרבס, על שמו של חתן פרס נובל הנס קרבס, וזרחון חמצוני. המשמעות שלו טמונה בעובדה ש נשימת חמצןפירובט מתחמצן לתוצרים הסופיים - פחמן דו חמצני ומים, והאנרגיה המשתחררת במהלך החמצון מאוחסנת בצורה של 36 מולקולות ATP. זרחן חמצוני אוֹ נשימה תאית מתרחש על הממברנות הפנימיות של המיטוכונדריה. חלק מהאנרגיה מתפזר בצורה של חום, וחלק מושקע על היווצרות ATP.

התגובה הכוללת של חילוף החומרים באנרגיה:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d 6CO 2 + 6H 2 O + 38ATP. (2 ATP בשלב הגליקוליזה + 36 בשלב הנשימה התאית)

2.5.3. פוטוסינתזה וכימוסינתזה

המחקר בתחום הפוטוסינתזה החל בשנת 1630 בניסויים של ההולנדי ואן הלמונט. הוא הוכיח שצמחים אינם מקבלים חומרים אורגניים מהאדמה, אלא יוצרים אותם בעצמם. ג'וזף פריסטלי ב-1771 הוכיח את "תיקון" האוויר על ידי צמחים. כשהם מונחים מתחת למכסה זכוכית, הם ספגו פחמן דו חמצני ששוחרר על ידי לפיד עשן.

פוטוסינתזה- זהו תהליך היווצרות תרכובות אורגניות מפחמן דו חמצני (CO 2) ומים תוך שימוש באנרגיית אור ומתרחש בכלורופלסטים של צמחים ירוקים ובפיגמנטים הירוקים של כמה חיידקים פוטוסינתטיים.

כלורופלסטים וקפלים של הממברנה הציטופלזמית של פרוקריוטים מכילים פיגמנט ירוק - כלורופיל. מולקולת הכלורופיל מסוגלת להתרגש מפעולת אור השמש ולתרום את האלקטרונים שלה ולהעביר אותם לרמות אנרגיה גבוהות יותר. אלקטרונים אינם נופלים אחורה, אלא נקלטים על ידי נושאי אלקטרונים (NADP + - nicotinamide adenine dinucleotide פוספט). במקביל, האנרגיה שנצברה על ידם קודם לכן מושקעת חלקית על היווצרות ATP.

"שלב אור"הוא השלב שבו אנרגיית האור הנספגת על ידי הכלורופיל מומרת לאנרגיה אלקטרוכימית בשרשרת העברת האלקטרונים. מתבצע באור, בממברנות גראן בהשתתפות חלבוני נשא וסינתאז ATP.

כאשר הכלורופיל נרגש, המולקולה שלו מפרידה את ההידרוקסיל למים, מנתקת ממנו אלקטרון וחוזרת למצב הקרקע. 4 הידרוקסילים יוצרים מולקולת מים, שוב חוזרים למחזור ולחמצן, כלומר מוּצָר לְוָאִיפוטוסינתזה. עם הזמן, פרוטונים מצטברים בתוך התילקויד, בגלל. הם אינם משתתפים בפוטוליזה (פיצול על ידי אור בעזרת כלורופיל) של מים. נוצר הבדל פוטנציאלי. לאחר הגעה לרמה מסוימת, מופעלת תעלה בממברנת התילקואיד - ATP - synthase. הוא מעביר פרוטונים לתוך הסטרומה (החלל הפנימי) של הכלורופלסט. על חשבון אנרגיית השידור, ATP מסונתז. הפרוטונים עצמם נקלטים על ידי NADP.

תוצאות תגובות האור הן: פוטוליזה של מים עם יצירת חמצן חופשי, סינתזת ATP, הפחתת NADP + ל-NADP H. לפיכך, אור נחוץ רק לסינתזה של ATP ו-NADP-H.

"שלב אפל"- תהליך המרת CO 2 לגלוקוז בסטרומה (הרווח שבין הגרנה) של הכלורופלסטים תוך שימוש באנרגיה של ATP ו-NADP H.

מולקולה של פחמן דו חמצני מחוברת לסוכר בעל חמישה פחמנים, ואז היא מתפרקת לשני סוכרים בעלי שלושה פחמנים. טרנספורמציות נוספות של חומרים מצטמצמות לסילוק פחמן או להארכת שרשרת. זה מתרחש במחזור קלווין, המעניק גישה לסינתזה של סוגים רבים של חומרים, בעיקר גלוקוז.

משוואת הפוטוסינתזה הכוללת היא -

החשיבות של פוטוסינתזה. בתהליך הפוטוסינתזה נוצר חמצן חופשי הנחוץ לנשימה של אורגניזמים, מחמצן - מסך אוזון להגנה מקרינה אולטרה סגולה, פוטוסינתזה מבטיחה ייצור של חומרים אורגניים, מפחיתה את ריכוז הפחמן הדו חמצני באטמוספרה.

כימוסינתזה- היווצרות תרכובות אורגניות מאלו אורגניות עקב האנרגיה של תרכובות אנאורגניות (חנקן, ברזל, גופרית). ישנם מספר סוגים של תגובות כימוסינתטיות:

1) חמצון של אמוניה לחנקן ו חומצה חנקתיתחיידקים מחנקים:

2) הפיכת ברזל ברזל לחיידקי ברזל תלת-ערכיים:

3) חמצון של מימן גופרתי לגופרית או חומצה גופרתית על ידי חיידקי גופרית

חומרים כימוסינתטיים הורסים סלעים, מטהרים שפכים ומשתתפים ביצירת מינרלים.

2.6. ביוסינתזה של חלבונים וחומצות גרעין. אופי מטריציוני של תגובות ביוסינתטיות. מידע גנטי בתא. גנים, קוד גנטי ותכונותיו

גֵןהיא יחידה של מידע תורשתי של אורגניזם.

קוד גנטי - התכתבות של שלישיות נוקלאוטידים (על mRNA - קודונים) לחומצות אמינו. הקוד הגנטי הוא משולש, אוניברסלי עבור כל האורגניזמים על פני כדור הארץ, מנוון (כל חומצת אמינו מוצפנת על ידי יותר מקודון אחד). בין הגנים יש סימני פיסוק, קודונים לעצור.

ביוסינתזה של חלבוןהוא סוג של חילופי פלסטיק שבו מידע מהגנואה מועבר לחלבונים. מידע גנטי שנלקח מה-DNA ומתורגם לקוד של מולקולת i-RNA חייב לבוא לידי ביטוי, כלומר. מתבטא במאפיינים של אורגניזם מסוים. סימנים אלו נקבעים על ידי חלבונים. ביוסינתזה של חלבון מתרחשת על ריבוזומים בציטופלזמה. זה המקום שבו ה-RNA שליח מגיע מגרעין התא. הסינתזה של mRNA על מולקולת DNA נקראת תַעֲתוּק, אז סינתזת חלבון על ריבוזומים נקראת מִשׁדָר.בקצה מולקולת ה-t-RNA יש פלטפורמה להצמדת חומצת אמינו, ובחלק העליון יש שלישייה של נוקלאוטידים המשלימה לטריפלט ספציפי - קודון על ה-mRNA. שלישייה זו נקראת אנטיקודון.

הריבוזום נע לאורך ה-mRNA, מעביר שלושה נוקלאוטידים כאשר חומצת אמינו חדשה מגיעה, ומשחרר אותם לאנטיקודון חדש. כתוצאה מכך נוצר קשר פפטיד בין חומצות האמינו.

סינתזת החלבון נמשכת עד שאחד משלושת קודוני העצירה - UAA, UAG או UGA - נמצא על הריבוזום. מולקולת mRNA אחת מכילה כמה ריבוזומים שנוצרים פוליזום.

תגובות סינתזה של מטריקס. תגובות סינתזה של מטריקס כוללות שכפול DNA, סינתזה של i-RNA על DNA ( תַעֲתוּק), וסינתזת חלבון על mRNA ( מִשׁדָר), כמו גם סינתזה של RNA או DNA על RNA של וירוסים (שעתוק הפוך).

שכפול הדנ"א. המולקולה מסוגלת להכפיל את עצמו (שכפול). ניתן לתקן שגיאות בהעתקת מידע על ידי מולקולת DNA ( לְתַקֵן).

על כל אחד מגדילי ה-DNA שנוצרו לאחר שבירת קשרי מימן, בהשתתפות האנזים DNA פולימראז, מסונתז גדיל בת של DNA. המשמעות הביולוגית של שכפול טמונה בהעברה מדויקת של מידע תורשתי ממולקולת האם לילדים.

התא הוא היחידה הגנטית של יצורים חיים. כרומוזומים, המבנה (צורתם וגודלם) ותפקודם. מספר הכרומוזומים וקביעות המינים שלהם. תכונות של תאי סומטיים ותאי נבט. מחזור חיי התא: אינטרפאזה ומיטוזה. מיטוזה היא חלוקה של תאים סומטיים. מיוזיס. שלבים של מיטוזה ומיוזה. התפתחות תאי נבט בצמחים ובעלי חיים. קווי דמיון והבדלים בין מיטוזה למיוזה, משמעותם. חלוקת תאים היא הבסיס לצמיחה, התפתחות ורבייה של אורגניזמים. תפקיד המיוזה בהבטחת הקביעות של מספר הכרומוזומים בדורות

כרומוזומים- מבני תאים האוגרים ומעבירים מידע תורשתי. כרומוזום מורכב מ-DNA וחלבון. קומפלקס של חלבונים הקשורים לצורות DNA כרומטין. הכרומוזום הוא מבנה בצורת מוט ומורכב משתי אחיות כרומטידותהמוחזק על ידי הצנטרומר באזור היצרות ראשונית. קבוצה דיפלואידית (כפולה) של כרומוזומים באורגניזם נקראת קריוטיפ .

לכל מין של אורגניזמים יש מספר קבוע, צורה והרכב של כרומוזומים. ישנם 46 כרומוזומים בקריוטיפ האנושי - 44 אוטוזומים (זהה לשני המינים) ו-2 כרומוזומי מין. זכרים הם הטרוגמטיים (כרומוזומי מין XY) והנקבות הומוגמטיות (XX כרומוזומי מין).

מחזור חיי התא. Interphase. מיטוזה.

מחזור חיי התא- זוהי תקופת חייה מחלוקה לחלוקה.

מחזור התאמחולק ל interphaseמלווה בהעתקה מדויקת והפצה של חומר גנטי ו מיטוזה- חלוקת תאים תקינה לאחר הכפלה של רכיבים תאיים אחרים.

Interphaseהיא התקופה בין שתי חטיבות. במהלך תקופה זו, התא מתכונן לחלוקה. כמות ה-DNA בכרומוזומים מוכפלת.

בסוף האינטרפאזה, כל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות, שיהפכו לכרומוזומים עצמאיים במהלך מיטוזה.

מיטוזהמתרחש רק בתאים איקריוטים. כתוצאה ממיטוזה, כל אחד מגרעיני הבת שנוצרו מקבל את אותה מערכת גנים שהייתה לתא האב. גם גרעינים דיפלואידים וגם גרעינים הפלואידים יכולים להיכנס למיטוזה. במהלך מיטוזה מתקבלים גרעינים מאותה פלואידית כמו המקור. מיטוזה מורכבת מכמה שלבים עוקבים:

פרופאזה. צנטריולים כפולים מתפצלים לקטבים שונים של התא (חלקים מרכז תאים). מיקרוטובולים משתרעים מהם אל הצנטרומרים של הכרומוזומים, ויוצרים ציר של חלוקה. הכרומוזומים מעובים וכל כרומוזום מורכב משתי כרומטידות.

מטאפאזה. בשלב זה, כרומוזומים המורכבים משתי כרומטידות נראים בבירור. הם מסתדרים לאורך קו המשווה של התא, ויוצרים לוח מטאפאזה.

אנפאזה. הכרומטידות מתפצלות לכיוון הקטבים של התא באותה מהירות. המיקרוטובולים מתקצרים.

טלופאז. כרומטידות הבת מתקרבות לקטבים של התא. מיקרוטובולים נעלמים. כרומוזומים נואשים וחוזרים לצורת חוט. נוצר מעטפת גרעין, גרעין, ריבוזומים.

ציטוקינזיס- תהליך החלוקה של הציטופלזמה. קרום התא בחלק המרכזי של התא נמשך פנימה. נוצר תלם ביקוע, כאשר הוא מעמיק, התא מתפצל.

מיוזיס. מיוזיס הוא תהליך חלוקה של גרעיני תאים, המוביל לצמצום בחצי של מספר הכרומוזומים וליצירת גמטות. כתוצאה ממיוזה, תא דיפלואידי אחד (2n) מייצר ארבעה תאים הפלואידים(נ).

מיוזיס מורכבת משתי חלוקות עוקבות שלפניהן שכפול DNA בודד ב-interphase.

האירועים העיקריים של הפרופזה של החלוקה הראשונה של המיוזה הם כדלקמן:

- כרומוזומים הומולוגיים משולבים לכל האורך או, כמו שאומרים, מצומדים. במהלך הצמידה נוצרים זוגות כרומוזומים - דו-וולנטיים (טטראדים);

- כתוצאה מכך נוצרים קומפלקסים המורכבים משני כרומוזומים הומולוגיים או ארבע כרומטידים;

- בסוף הפרופזה מתרחשת מעבר (הצלבה) בין כרומוזומים הומולוגיים: כרומוזומים מחליפים אזורים הומולוגיים זה עם זה. המעבר הזה מבטיח את מגוון המידע הגנטי שמקבלים ילדים מהוריהם.

במטאפאזההכרומוזומים שלי מסתדרים לאורך קו המשווה של הציר. הצנטרומרים פונים אל הקטבים.

אנפאזה I - חוטי הציר מתקצרים, כרומוזומים הומולוגיים, המורכבים משתי כרומטידות, מתפצלים לקטבים של התא, שם נוצרות קבוצות הפלואידיות של כרומוזומים (2 סטים לתא). בשלב זה מתרחשות רקומבינציות כרומוזומליות, המגבירות את מידת השונות של הצאצאים.

Telophase I - תאים נוצרים עם סט הפלואידיכרומוזומיםולהכפיל את כמות ה-DNA. המעטפת הגרעינית נוצרת. כל תא מכיל 2 כרומטידות אחיות המחוברות באמצעות צנטרומר.

החלוקה השנייה של המיוזה מורכבת מפרופאזה II, מטאפאזה II, אנפאזה II, טלופזה II וציטוקינזיס.

משמעות ביולוגיתמיוזהמורכבת ביצירת תאים המעורבים ברבייה מינית, בשמירה על הקביעות הגנטית של מינים, וכן בנבג ב צמחים גבוהים יותר. נבגים של טחבים, שרכים וכמה קבוצות אחרות של צמחים נוצרים על ידי מיוזה. מיוזיס היא הבסיס לשונות קומבינטיבית באורגניזמים. הפרות של מיוזה בבני אדם יכולות להוביל לפתולוגיות כמו מחלת דאון, תסמונת בכי חתול וכו'.

התפתחות תאי מין.

תהליך היווצרות תאי נבט נקרא גמטוגנזה. באורגניזמים רב-תאיים, spermatogenesis מובחן - היווצרות של תאי נבט זכריים ואוגנזה - היווצרות של תאי נבט נשיים.

spermatogenesis- תהליך הטרנספורמציה של מבשרים דיפלואידים של תאי נבט - spermatogoniaלתוך זרעונים.

1. ספרמטוגוניה מחולקים לשני תאי בת - spermatocytes מהסדר הראשון.

2. ספרמטוציטים מסדר ראשון מחולקים על ידי מיוזה (חלוקה 1) לשני תאי בת - ספרמטוציטים מסדר שני.

3. ספרמטוציטים מהסדר השני מתחילים את החלוקה המיוטית השנייה, כתוצאה מכך נוצרות 4 זרעונים הפלואידים.

4. לאחר התמיינות, הזרעונים הופכים לזרעונים בוגרים.

בטחבים ובשרכים מתפתחים זרעונים באנתרידיה, באנגיוספרמים הם נוצרים בצינורות אבקה (כאשר מתחלקים במיטוזה, נוצרים שני זרעונים הפלואידים מתא יוצר הפלואידי).

אוווגנזה- היווצרות ביצים אצל נקבות. אצל בעלי חיים זה מתרחש בשחלות. באזור הרבייה נמצאים אוvogonia - תאי נבט ראשוניים המתרבים במיטוזה.

מהאוגוניום לאחר החלוקה המיוטית הראשונה נוצרות ביציות מהסדר הראשון.

לאחר החלוקה המיוטית השנייה, נוצרות ביציות מסדר שני, מהן נוצרות ביצה אחת ושלושה גופים כיווניים, שמתים לאחר מכן. הביצים אינן תנועתיות, בעלות צורה כדורית. הם גדולים יותר מתאים אחרים ומכילים רזרבה חומרים מזיניםלהתפתחות העובר.

בטחבים ובשרכים מתפתחות ביצים בארכיגוניומים, בצמחים פורחים - בביציות הממוקמות בשחלה של הפרח.

סעיף 3
כמו גוף מערכת ביולוגית

3.2. רבייה של אורגניזמים, משמעותה. שיטות רבייה, דמיון והבדלים בין רבייה מינית וא-מינית. השימוש ברבייה מינית וא-מינית בתרגול אנושי. תפקיד המיוזה וההפריה בהבטחת קביעות מספר הכרומוזומים בדורות. יישום הפרייה מלאכותיתבצמחים ובבעלי חיים

שִׁעתוּק- זוהי רבייה של פרטים דומים מבחינה גנטית ממין נתון, מה שמבטיח את המשכיות והמשכיות החיים.

ישנן צורות הרבייה הבאות:

רבייה א-מינית. צורת רבייה זו אופיינית לאורגניזמים חד-תאיים ורב-תאיים כאחד. עם זאת, רבייה א-מינית שכיחה ביותר בממלכות חיידקים, צמחים ופטריות. בקרב בעלי חיים, שיטה זו מולידה בעיקר פרוטוזואה ו-coelenterates.

ישנן מספר דרכים לרבייה א-מינית:

– חלוקה פשוטה של ​​תא האם לשני תאים או יותר. כך מתרבים כל החיידקים והפרוטוזואה.

- רבייה וגטטיבית על ידי חלקים בגוף אופיינית לאורגניזמים רב-תאיים - צמחים, ספוגים, coelenterates, כמה תולעים. צמחים יכולים להתפשט באופן וגטטיבי על ידי ייחורים, שכבות, צאצאים שורשים וחלקים אחרים בגוף.

- ניצנים - אחת האפשרויות לרבייה וגטטיבית אופיינית לשמרים ובעלי חיים רב-תאיים.

רבייה א-מינית בדרך כלל מספקת עלייה במספר הצאצאים ההומוגניים מבחינה גנטית, ולכן היא משמשת לעתים קרובות על ידי מגדלי צמחים לשימור תכונות שימושיותזנים.

רבייה מינית תהליך בו משולבים מידע גנטי משני פרטים. שילוב מידע גנטי יכול להתרחש כאשר צימוד (חיבור זמני של פרטים לצורך חילופי מידע, כפי שמתרחש אצל ריצות) והזדווגות (מיזוג של פרטים להפריה)בבעלי חיים חד-תאיים, כמו גם במהלך ההפריה בנציגי ממלכות שונות. מקרה מיוחדרבייה מינית היא רְבִיַת בְּתוּלִים(התפתחות מביצית לא מופרית) אצל חלק מהחיות (כנימות, דבורים רחפנים). רבייה מינית באנגיוספרמים מתרחשת על ידי הפריה כפולה. העובדה היא שגרגרי אבקה הפלואידים נוצרים בהאנטנה של הפרח. הגרעינים של דגנים אלה מתחלקים לשניים - יצירתי וצמחי. ברגע שהוא נמצא על הסטיגמה של הפיסטיל, גרגר האבקה נובט ויוצר צינור אבקה. הגרעין היוצר מתחלק שוב ויוצר שני זרעונים. אחד מהם, חודר לתוך השחלה, מפרה את הביצית, והשני מתמזג עם שני הגרעינים הקוטביים של השניים. תאים מרכזייםעובר ליצירת אנדוספרם טריפלואידי.

במהלך רבייה מינית, פרטים ממינים שונים יוצרים גמטות. נקבות מייצרות ביציות, זכרים מייצרים זרע, ואינדיבידואלים דו מיניים (הרמפרודיטים) מייצרים גם ביציות וגם זרע. ברוב האצות מתמזגים שני תאי נבט זהים. היתוך של גמטות הפלואידיות מביא להפריה וליצירת זיגוטה דיפלואידית. הזיגוטה מתפתחת לפרט חדש.

הצאצאים נושאים שילובים גנטיים חדשים המבדילים אותם מהוריהם וזה מזה.

3.3. אונטוגניה והסדירות הטבועה בה. התמחות של תאים, היווצרות רקמות, איברים. התפתחות עוברית ופוסט-עוברית של אורגניזמים. מחזורי חייםוחילופי דורות. גורמים לפגיעה בהתפתחות של אורגניזמים

אונטוגנזה. אונטוגנזה - זוהי ההתפתחות האינדיבידואלית של האורגניזם מרגע היווצרות הזיגוטה ועד המוות. לְהַבחִין עקיףו יָשָׁראונטוגנזה. פיתוח עקיף(מטמורפוזה) מתרחשת בתולעים שטוחות, רכיכות, חרקים, דגים, דו-חיים. העוברים שלהם עוברים מספר שלבים בהתפתחותם, כולל שלב הזחל. פיתוח ישירמתרחש בצורה לא זחלית או תוך רחמית. זה כולל את כל הצורות של ovoviviparity, התפתחות של עוברים של זוחלים, ציפורים ויונקים שחלתיים, כמו גם התפתחות של כמה חסרי חוליות (Orthoptera, arachnids וכו'). התפתחות תוך רחמיתמתרחש אצל יונקים, כולל בני אדם. IN אונטוגניהלהבחין בין שתי תקופות עוּבָּרִי - מהיווצרות זיגוטה לשחרור מקרומי הביצה ו פוסט-עובר מרגע הלידה ועד המוות. תקופה עוברית אורגניזם רב תאימורכב מהשלבים הבאים:

זיגוטים;

blastula- שלבי התפתחות של עובר רב תאי לאחר ריסוק הזיגוטה. הזיגוטה בתהליך של blastulation אינו גדל בגודל, מספר התאים מהם הוא מורכב גדל; שלבי היווצרות של עובר חד-שכבתי, מכוסה blastoderm, והיווצרות חלל הגוף הראשוני - blastoceles;

gastrulae- שלבי היווצרות של שכבות נבט - אקטודרם, אנדודרם (ב-coelenterates דו-שכבתי וספוגים) ומזודרם (בתלת-שכבתי בבעלי חיים רב-תאיים אחרים). בחיות מעיים נוצרים בשלב זה תאים מיוחדים כמו עוקץ, איברי המין, עור-שרירי וכו'. תהליך היווצרות הקסטרולה נקרא גסטרולציה.

נירולה- שלבי הנחת איברים בודדים.

הסטוריה ואורגנוגנזה- שלב ההופעה של הבדלים תפקודיים, מורפולוגיים וביוכימיים ספציפיים בין תאים בודדים וחלקים של העובר המתפתח. בבעלי חיים בעלי חוליות באורגנוגנזה ניתן להבחין:

א) נוירוגנזה - תהליך היווצרות הצינור העצבי (ראש ו עמוד שדרה) משכבת ​​הנבט האקטודרמי, כמו גם עור, איברי ראייה ושמיעה;

ב) chordogenesis - תהליך היווצרות מ מזודרםאקורדים, שרירים, כליות, שלד, כלי דם;

ג) תהליך היווצרות מ אנדודרםמעיים ואיברים קשורים - כבד, לבלב, ריאות. התפתחות רצופה של רקמות ואיברים, ההתמיינות שלהם מתרחשת עקב אינדוקציה עוברית- ההשפעה של חלקים מסוימים של העובר על התפתחות חלקים אחרים. הדבר נובע מפעילותם של חלבונים הנכללים בעבודה בשלבים מסוימים של התפתחות העובר.

תקופה פוסט-מבריוניתמחולק ל הצעדים הבאים:

- למעשה פוסט-עובר (לפני גיל ההתבגרות);

- תקופת ההתבגרות (יישום תפקודי רבייה);

- הזדקנות ומוות.

באיש שלב ראשוניהתקופה הפוסט-עוברית מאופיינת צמיחה אינטנסיביתאיברים וחלקים בגוף בהתאם לפרופורציות שנקבעו. באופן כללי, התקופה שלאחר העובר של אדם מחולקת לתקופות הבאות:

- תינוקות (מלידה עד 4 שבועות);

- חזה (מ-4 שבועות עד שנה);

- גן ילדים (פעוטון, חטיבת ביניים, קשישים);

- בית ספר (מוקדם, בגיל העשרה);

- רבייה (צעיר עד גיל 45, בוגר עד גיל 65);

- לאחר רבייה (קשישים עד גיל 75 וסניליים - לאחר 75 שנים).

שיטות עבודה I.V. Michurin

I. V. Michurin, מגדל ביתי, גידל כ-300 זנים עצי פרי, המשלב את איכויות הפירות הדרומיים וחוסר היומרה של צמחים הצפוניים.

שיטות עבודה בסיסיות:

- הכלאה מרוחקת של זנים מרוחקים גיאוגרפית;

- בחירה פרטנית קפדנית;

- "חינוך" של כלאיים על ידי תנאי גידול קשים;

- "ניהול דומיננטיות" בשיטת המנטור - השתלת הכלאה לצמח בוגר המעביר את איכויותיו לזן הגדל.

התגברות על אי-הצלבה בהכלאה מרוחקת:

- שיטת הגישה המקדימה - השתלת ייחור ממין אחד (אפר הרים) הושתל על עטרת האגס. כמה שנים מאוחר יותר, פרחי רסיסים הואבקו על ידי אבקת אגסים. אז התקבל הכלאה של אפר הרים ואגס;

– שיטת מתווך – הכלאה דו-שלבית. השקד הוחלב עם אפרסק דוד המעובד למחצה, ולאחר מכן הוצלבה ההכלאה שנוצרה עם זן. קיבל את "צפון אפרסק";

- האבקה על ידי אבקה מעורבת (של עצמו ושל מישהו אחר). דוגמה לכך היא ייצור של cerapadus, הכלאה של דובדבן ודובדבן ציפורים.

3.8.3. מרכזי מוצא של צמחים תרבותיים

המדען הרוסי הגדול ביותר - הגנטיקאי N.I. ואבילוב תרם תרומה עצומה לגידול צמחים. הוא גילה שלכל הצמחים התרבותיים הגדלים כיום באזורים שונים בעולם יש גיאוגרפיה מסוימת

מרכזי מוצא. מרכזים אלו ממוקמים באזורים טרופיים וסובטרופיים, כלומר, היכן שמקורה החקלאות המעובדת. נ.א. ואבילוב ייחד 8 מרכזים כאלה, כלומר. 8 אזורים עצמאיים של היכרות עם התרבות של צמחים שונים.

מגוון הצמחים התרבותיים במרכזי מוצאם מיוצג בדרך כלל על ידי מספר עצום של זנים בוטניים וגרסאות תורשתיות רבות.

חוק הסדרה ההומולוגית של שונות תורשתית.

1. מינים וזנים קרובים גנטית מאופיינים בסדרות דומות של שונות תורשתית עם סדירות כזו, שבהכרת מספר הצורות בתוך מין אחד, ניתן לחזות את התרחשותן של צורות מקבילות במינים ובסוגים אחרים. ככל שנמצא קרוב יותר גנטית פנימה מערכת משותפתמינים וזנים, ככל שהדמיון בסדרת השונות שלהם שלם יותר.

2. משפחות שלמות של צמחים, באופן כללי, מאופיינות במחזוריות מסוימת של שונות, העוברת דרך כל הזנים והמינים המרכיבים את המשפחה.

חוק זה הונהג על ידי נ.י. Vavilov מבוסס על המחקר כמות עצומהמינים וזנים הקשורים גנטית. ככל שהקשר בין הקבוצות הטקסונומיות הללו ובתוכן קרוב יותר, כך הדמיון הגנטי גדול יותר. משווים זה לזה סוגים שוניםוסוגי דגנים, נ.י. ואבילוב ומשתפי הפעולה שלו גילו שלכל הדגנים מאפיינים דומים, כמו הסתעפות וצפיפות האוזן, התבגרות קשקשים וכו'. בידיעה זאת, נ.י. ואבילוב הציע שלקבוצות כאלה יש שונות תורשתית דומה: "אם אתה יכול למצוא צורה ללא סוככים של חיטה, אתה יכול למצוא גם צורה ללא סוכך של שיפון." הכרת האופי האפשרי של שינויים בנציגים סוג מסוים, סוגים, משפחות, המגדל יכול לחפש בכוונה, ליצור צורות חדשות או לנשל או להציל פרטים עם השינויים הגנטיים הדרושים.

3.9. ביוטכנולוגיה, הנדסה תאים וגנטית, שיבוט. תפקידה של תורת התא בהיווצרות ופיתוח של ביוטכנולוגיה. חשיבות הביוטכנולוגיה לפיתוח הגידול, החקלאות, התעשייה המיקרוביולוגית ושימור מאגר הגנים של כדור הארץ. היבטים אתיים של פיתוח מחקר כלשהו בביוטכנולוגיה (שיבוט אנושי, שינויים מכוונים בגנום)

3.9.1. הנדסה סלולרית וגנטית. ביוטכנולוגיה

הנדסת תאים היא כיוון במדע ובפרקטיקה רבייה החוקרת שיטות הכלאה של תאים סומטיים השייכים ל סוגים שונים, האפשרות לשבט רקמות או אורגניזמים שלמים מתאי בודדים.

תרבית רקמה- משמש להשיג במעבדה רקמות צמחיות או בעלי חיים, ולעיתים אורגניזמים שלמים. בייצור יבולים, הוא משמש להאצת הייצור של קווים דיפלואידים טהורים לאחר טיפול בצורות המקוריות עם קולכיצין.

הנדסה גנטית - שינוי מלאכותי ותכליתי בגנוטיפ של מיקרואורגניזמים על מנת להשיג תרבויות בעלות תכונות קבועות מראש.

תא הוא יחידה של מבנה, פעילות חיים, צמיחה והתפתחות של אורגניזמים. מגוון תאים. מאפיינים השוואתיים של תאים של צמחים, בעלי חיים, חיידקים, פטריות

תאי חיידקים, תאי פטרייה, תאי צמחים, תאי בעלי חיים, תאים פרוקריוטיים, תאים אוקריוטיים.

המדע החוקר את המבנה והתפקוד של תאים נקרא ציטולוגיה . כבר אמרנו שתאים יכולים להיות שונים זה מזה בצורה, מבנה ותפקוד, אם כי העיקריים אלמנטים מבנייםרוב התאים דומים. ביולוגים מבחינים בין שתי קבוצות שיטתיות גדולות של תאים - פרוקריוטי ו איקריוטי . תאים פרוקריוטיים אינם מכילים גרעין אמיתי ומספר אברונים. (ראה סעיף מבנה התא.)תאים אוקריוטיים מכילים גרעין שבו נמצא המנגנון התורשתי של הגוף. תאים פרוקריוטיים הם תאים של חיידקים, אצות כחולות ירוקות. התאים של כל שאר האורגניזמים הם אוקריוטיים.

כל אורגניזם מתפתח מתא. זה חל על אורגניזמים שנולדו כתוצאה משיטות רבייה א-מיניות ומיניות כאחד. לכן התא נחשב ליחידת צמיחה והתפתחות של האורגניזם.

השיטתיות המודרנית מבדילה בין הממלכות הבאות של אורגניזמים: חיידקים, פטריות, צמחים, בעלי חיים. העילה לחלוקה כזו היא שיטות התזונה של אורגניזמים אלה ומבנה התאים.

תאים חיידקייםבעלי המבנים הבאים האופייניים להם - דופן תא צפופה, מולקולת DNA עגולה אחת (נוקלאוטיד), ריבוזומים. לתאים אלו חסרים רבים מהאברונים האופייניים לצמחים אוקריוטיים, בעלי חיים ו תאי פטריות. לפי אופן התזונה, חיידקים מחולקים ל אוטוטרופים , כימוטרופיםו הטרוטרופים. תאי צמחים מכילים פלסטידים האופייניים רק להם - כלורופלסטים, לויקופלסטים וכרומופלסטים; הם מוקפים בדופן תא צפופה של תאית, ויש להם גם ואקוולים עם מוהל תאים. כל הצמחים הירוקים הם אורגניזמים אוטוטרופיים.

לתאי בעלי חיים אין קירות תאים צפופים. הם מוקפים בקרום תא שדרכו מתרחש חילופי החומרים עם הסביבה.

תאי פטרייה מכוסים בדופן תא השונה בהרכבו הכימי מדפנות תאי הצמח. הוא מכיל כיטין, פוליסכרידים, חלבונים ושומנים כמרכיבים העיקריים. גליקוגן הוא חומר העתודה של תאי פטרייה ובעלי חיים.

דוגמאות למשימות

חלק א

A1. איזה מהבאים תואם את תורת התא

1) התא הוא יחידת התורשה היסודית

2) התא הוא יחידת הרבייה

3) התאים של כל האורגניזמים שונים במבנה שלהם

4) לתאים של כל האורגניזמים יש הרכב כימי שונה

A2. צורות חיים פרה-תאיות כוללות:

1) שמרים 3) חיידקים

2) פניציליום 4) וירוסים

A3. תא צמחי שונה מתא פטרייתי במבנה:

1) גרעינים 3) דופן תא

2) מיטוכונדריה 4) ריבוזומים

A4. תא אחד מורכב מ:

1) וירוס שפעת ואמבה

2) מוקור פטריות ופשתן קוקיה

3) פלנריה ווולבוקס

4) euglena green ו-infusoria-נעל

A5. לתאים פרוקריוטים יש:

1) גרעין 3) מנגנון גולגי

2) מיטוכונדריה 4) ריבוזומים

A6. השתייכות המינים של התא מסומנת על ידי:

1) צורת הגרעין

2) מספר הכרומוזומים

3) מבנה הממברנה

4) המבנה הראשוני של החלבון

A7. תפקידה של תורת התא במדע הוא

1) פתיחה גרעין התא

2) פתיחת תא

3) הכללת ידע על מבנה האורגניזמים

4) גילוי מנגנונים מטבוליים

חלק ב'

ב-1. בחר תכונות ספציפיות ל תאי צמחים

1) יש מיטוכונדריה וריבוזומים

2) דופן תא תאית

3) יש כלורופלסטים

4) חומר מילואים - גליקוגן

5) חומר מילואים - עמילן

6) הגרעין מוקף בקרום כפול

ב 2. בחר את התכונות המבדילות את ממלכת החיידקים משאר הממלכות של העולם האורגני.

1) דרך הטרוטרופיתמזון

2) אופן תזונה אוטוטרופי

3) נוכחות של נוקלואיד

4) חוסר במיטוכונדריה

5) ללא ליבה

6) נוכחות של ריבוזומים

VZ. מצא התאמה בין התכונות המבניות של התא לבין הממלכה שאליה שייכים תאים אלו

חלק ג'

C1. תן דוגמאות לתאים איקריוטיים שאין להם גרעין.

C2. תוכיח את זה תורת התאסיכם מספר תגליות ביולוגיות וחזו תגליות חדשות.

הארגון הכימי של התא. הקשר בין המבנה והתפקודים של חומרים אנאורגניים ואורגניים (חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות, שומנים, ATP) המרכיבים את התא. הצדקה של מערכת היחסים של אורגניזמים על סמך ניתוח ההרכב הכימי של התאים שלהם

המונחים והמושגים העיקריים שנבדקו בעבודת הבחינה: בסיסים חנקניים, אתר פעיל של האנזים, הידרופיליות, הידרופוביות, חומצות אמינו, ATP, חלבונים, ביופולימרים, דנטורציה, DNA, דאוקסיריבוז, השלמה, שומנים, מונומר, נוקלאוטיד, קשר פפטיד, פולימר, פחמימות, ריבוז, RNA, אנזימים, פוספוליפידים.

דופן תאחיידקים חדירים: דרכו חומרים מזינים עוברים בחופשיות לתא, ומוצרים מטבוליים נכנסים לתא. סביבה. דופן תא- טבוע ברוב החיידקים (פרט למיקופלזמות, אכולפלזמות וכמה מיקרואורגניזמים אחרים שאין להם דופן תא אמיתי). יש לו מספר פונקציות, בעיקר מתן הגנה מכנית ו צורה קבועהתאים, התכונות האנטיגניות של חיידקים קשורות במידה רבה לנוכחות שלה. דופן התא של חיידקים - המבנה די חזק ומאפשר לתא לשמור על צורתו; זה נובע מהנוכחות של mureina- מולקולה הבנויה משרשראות פוליסכרידים מקבילות המצולבות במרווחים קבועים על ידי שרשראות קצרות של חומצות אמינו.

לעתים קרובות, שכבת הגנה נוספת של ריר מופקת על גבי דופן התא בחיידקים - קפסולה.

כּמוּסָהמונע מחיידקים להתייבש. הקפסולה מכילה רעלים. עובי הקפסולה יכול להיות גדול פי כמה מקוטר התא עצמו, אך הוא יכול להיות קטן מאוד.

על פני השטח של כמה חיידקים יש ארוכים flagella(אחד, שניים או רבים) או villi דק קצר. אורך הפגל יכול להיות גדול פי כמה מגודל גוף החיידקים. חיידקים נעים בעזרת דגלים ו-villi.

הממברנה הציטופלזמית מווסתת את כניסת חומרים מזינים לתא ושחרור תוצרים מטבוליים כלפי חוץ, לוקח חלק במטבוליזם התא. יש לו מבנה אופייני: שכבה דו-מולקולרית של פוספוליפידים עם חלבונים מובנים. חלבוני ממברנה מיוצגים בעיקר על ידי חלבונים מבניים בעלי פעילות אנזימטית. בדרך כלל, קצב הגדילה של הממברנה הציטופלזמית עולה על קצב הגדילה של דופן התא. זה מוביל לעובדה שהקרום יוצר לעתים קרובות פלישות רבות (אינוואגינציות) צורות שונות - מזוזומים(להשתתף במטבוליזם האנרגיה, היווצרות נבגים, יצירת המחיצה הבין-תאית במהלך החלוקה)

בתאים של חיידקים פוטוסינתטיים, יש תצורות קרום תוך ציטופלזמי - כרומטפורים, המבטיחים את זרימת הפוטוסינתזה של חיידקים.

בניגוד לאחרים אורגניזמים חד תאייםלחיידקים אין גרעין: החומר הגרעיני שלהם אינו מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנה והוא מופץ בציטופלזמה.

נוקלואיד.למולקולת ה-DNA יש מבנה אופייני. הוא מורכב משתי שרשראות פולינוקלאוטידים היוצרות סליל כפול. בניגוד לאאוקריוטים, ל-DNA יש מבנה מעגלי, לא ליניארי. מולקולת DNA חיידקית מזוהה עם כרומוזום אוקריוטי אחד. אבל אם באאוקריוטים בכרומוזומים DNA קשור לחלבונים, אז בחיידקים DNA אינו יוצר קומפלקסים עם חלבונים.

DNA חיידקי מעוגן פנימה ממברנה ציטופלזמיתבמזוזום.

בתאים של חיידקים רבים יש יסודות גנטיים לא כרומוזומליים - פלסמידים. הן מולקולות DNA מעגליות קטנות שיכולות להתרבות ללא תלות ב-DNA כרומוזומלי. ביניהם מובחן פקטור ה-F - פלסמיד השולט בתהליך המיני. (ראה גם ביוטכנולוגיה, ייצור אינסולין)

ריבוזומים.קטן יותר מריבוזומים אוקריוטיים, מתרחשת בהם סינתזת חלבון. ריבוזומים שוכבים בחופשיות בציטופלזמה ואינם קשורים לממברנות (כמו באיקריוטים). חיידקים מאופיינים בריבוזומים 70S הנוצרים על ידי שתי יחידות משנה: 30S ו-50S. ריבוזומים תאים חיידקייםמורכבים לפוליזומים הנוצרים על ידי עשרות ריבוזומים.