Б) обмін речовин в еукаріотичній клітині

Таблиця 2.1 – Розподіл процесів обміну за структурами еукаріотичної клітини

Сторони обміну	Процеси	Структури, що здійснюють
Асиміляція	транспорт у клітину	клітинна мембрана
	перетравлення (у тварин)	лізосоми
	видалення неперетравлених решток (у тварин)	апарат Гольджі
	транспорт до ферментів	ендоплазматичний ретикулум
	синтез потрібних речовин	хлоропласти (у наземних рослин), ендоплазматичний ретикулум
	відкладання про запас	вакуолі (у рослин), апарат Гольджі, цитоплазма
Дисиміляція	транспорт до ферментів	ендоплазматичний ретикулум
	бродіння	ендоплазматичний ретикулум
	дихання	мітохондрії
	видалення метаболітів	ендоплазматичний ретикулум, мембрана

В) розмноження еукаріотичних клітин

Існують два основних способи поділу клітини (рис. 2.13):

• мітоз – нестатеве розмноження, при якому відбувається один поділ і утворюються дві дочірні клітини з однієї материнської, в яких кількість хромосом зберігається;

• мейоз – що передуває статевому розмноженню, при цьому відбуваються два поділи, кількість гомологічних хромосом зменшується вдвічі, і утворюються чотири клітини з однієї.

Безстатеве розмноження сприяє підвищенню чисельності особин, статеве – підвищенню їхньої різноманітності. Тому у багатьох нижчих (зокрема – одноклітинних) організмів у життєвому циклі відбувається чергування статевого та нестатевого засобів розмноження.

Рис. 2.13. Порівняння процесів мітозу (І) та мейозу (ІІ):

1 – профаза І; 2 – метафаза І; 3 – анафаза І; 4 – телофаза; 5 – метафаза ІІ; 6 – анафаза ІІ

Г) розмаїття біонтів еукаріотичного рівня організації (Царства Протисти)

Межі Царства Протистів не тлумачаться однаково усіма дослідниками. Автотрофні протисти розглядаються у складі Царства Рослин (одноклітинні форми водоростей), гетеротрофні – відносять до грибів (одноклітинні гриби) і до тварин (Тип Найпростіші). Такого поділу будемо дотримуватися і в межах курсу біології.

Але екологів протисти (незалежно до їхньої належності до будь-якого царства) цікавлять передусім як одноклітинні еукаріоти, що мають багать спільних рис, виходячи з їхньої ролі в екосистемах, і тому повинні розглядатися не тільки в складі певних царств, але і як біонти еукаріотного рівня організації – що поліпшує зведення даних та застосування методик дослідження.

4. Загальні відмінності в організації та в будові еукаріотичної та прокаріотичної клітини. Еволюційні зв’язки між прокаріотами та еукаріотами

Еукаріотична клітина має складніший рівень організації за прокаріотичну. Існують гіпотези, відповідно яким еукаріотична клітина утворилася від прокаріотичної. Згідно з положенням інвагінаційної гіпотези, двомембранні структури (ядро, мітохондрії, хлоропласти) виникли внаслідок вгинання (інвагінації) клітинної мембрани навколо хромосом, мезосом і мембран для фотосинтезу. Ця гіпотеза пояснює наявність подвійної мембрани у перелічених структур, але не пояснює наявність у них власної кільцевої ДНК та 70S-рибосом.

Згідно іншій – симбіотичній теорії – всі перелічені в попередньому структури утворилися як результат симбіозу з іншими монерами (рис. 2.14). Ця теорія пояснює наявність відмінних ДНК та рибосом в перелічених вище структурах, але пояснення наявності в них подвійної мембрани – не настільки переконливе. Ймовірно, в ході еволюції клітини відбувалися обидва процеси.

Рис. 2.14. Еволюція еукаріотичної клітини (І – симбіотична гіпотеза, ІІ – інвагінацій на гіпотеза):

1 – анаеробний прокаріот (клітина-хазяїн); 2 – аеробний прокаріот (презумптивна мітохондрія); 3 – аеробний прокаріот (клітина-початківець, згідно з гіпотезою ІІ), а – ДНК прокаріотичної клітини; 4 – ціанобактерія (презумптивний хлоропласт); 5 – спірохето подібна бактерія (презумптивний джгутик); 6 – прокаріот, що має мітохондрії; 7 – примітивний еукаріот зі джгутиком; 8 – тваринна клітина зі джгутиком, б – ядро, в – мітохондрія, г – хлоропласт; 9 – рослинна клітина; 10 – процеси інвагінації клітинної мембрани, що дали ядро і мітохондрії; 11 – примітивний еукаріот; 12 – вгинання клітинної мембрани, що дало хлоропласт (виключно у автотрофних клітин); 13 – рослинна клітина

Відмінності в організації прокаріотичної та еукаріотичної клітин наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Відмінності в організації клітин прокаріот і еукаріот

Процеси	Структури, що здійснюють процес у клітині:
	у прокаріот	у еукаріот
Транспорт речовин	клітинна мембрана, цитоплазма	клітинна мембрана, ендоплазматичний ретикулум
Травлення	×	лізосоми
Синтез вуглеводів	фотосинтетичні мембрани	хлоропласти (у наземних рослин)
Синтез ліпідів	×	гладенький ендоплазматичний ретикулум
Синтез білків	рибосоми 70S	рибосоми 80S
Запасання речовин	включення	апарат Гольджі, вакуолі
Екскреція	×	апарат Гольджі, клітинна мембрана
Бродіння	×	гладенький ендоплазматичний ретикулум
Дихання	мезосоми	мітохондрії
Поділ (розмноження)	кільцева хромосома, плазміди	ядро з нитковидними хромосомами, клітинний центр

15