Quelles sont les principales différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes ?

1. Tous les organismes qui ont structure cellulaire, sont divisés en deux groupes : prénucléaires (procaryotes) et nucléaires (eucaryotes).
   Les cellules des procaryotes, qui comprennent des bactéries, contrairement aux eucaryotes, ont une structure relativement simple. Une cellule procaryote n'a pas de noyau organisé ; elle ne contient qu'un seul chromosome, qui n'est pas séparé du reste de la cellule par une membrane, mais se trouve directement dans le cytoplasme. Cependant, il enregistre également toutes les informations héréditaires de la cellule bactérienne.
2. Tous les organismes vivants sur terre sont constitués de cellules. Il existe deux types de cellules, selon leur organisation : les eucaryotes et les procaryotes.

   Les eucaryotes sont un super royaume d’organismes vivants. Traduit de langue grecque eucaryote signifie posséder un noyau. En conséquence, ces organismes possèdent un noyau dans lequel toutes les informations génétiques sont codées. Ceux-ci incluent les champignons, les plantes et les animaux.

   Les procaryotes sont des organismes vivants dont les cellules sont dépourvues de noyau. Les représentants typiques des procaryotes sont les bactéries et les cyanobactéries.

   Moment de l'événement

   Les premiers procaryotes sont apparus il y a environ 3,5 milliards d’années et 2,4 milliards d’années plus tard ont marqué le début du développement des cellules eucaryotes.

   Les eucaryotes et les procaryotes diffèrent considérablement en taille. Ainsi, le diamètre d'une cellule eucaryote est de 0,01 à 0,1 mm et celui d'une cellule procaryote est de 0,0005 à 0,01 mm. Le volume d’un eucaryote est environ 10 000 fois supérieur à celui d’un procaryote.

   Les procaryotes ont un ADN circulaire situé dans le nucléoïde. Cette région cellulaire est séparée du reste du cytoplasme par une membrane. L'ADN n'est en aucun cas lié à l'ARN et aux protéines ; il n'y a pas de chromosomes.

   L'ADN des cellules eucaryotes est linéaire et se trouve dans le noyau qui contient les chromosomes.

   Division cellulaire des eucaryotes et des procaryotes

   Les procaryotes se reproduisent principalement par simple fission, tandis que les eucaryotes se divisent par mitose, méiose ou une combinaison des deux.

   Organites

   Les cellules eucaryotes possèdent des organites caractérisés par la présence de leur propre appareil génétique : mitochondries et plastes. Ils sont entourés d'une membrane et ont la capacité de se reproduire par division.

   Lave-linge automatique Nouveau chez Hotpoint-Ariston ! Lave-linge étroit et super silencieux de 8 kg
   Multicuiseurs. Boutique officielle Plus de 50 modèles disponibles à partir de 2230 frotter. Véritable magasin multicuiseur :
   Yandex. DirectToutes les publicités
   Les organites se trouvent également dans les cellules procaryotes, mais en plus petit nombre et ne se limitent pas à une membrane.

   Phagocytose

   Les eucaryotes, contrairement aux procaryotes, ont la capacité de digérer affaire particulière, les enfermant dans une vésicule membranaire. Il existe une opinion selon laquelle cette fonctionnalité est née en réponse à la nécessité de nourrir pleinement une cellule plusieurs fois plus grande qu'une cellule procaryote. Une conséquence de la présence de phagocytose chez les eucaryotes fut l’apparition des premiers prédateurs.

   Appareils à moteur

   Les flagelles eucaryotes ont une structure assez complexe. Ce sont de fines projections cellulaires entourées de trois couches de membrane, contenant 9 paires de microtubules en périphérie et deux au centre. Ils ont une épaisseur allant jusqu'à 0,1 millimètre et sont capables de se plier sur toute la longueur. En plus des flagelles, les eucaryotes se caractérisent par la présence de cils. Leur structure est identique aux flagelles, ne différant que par leur taille. La longueur des cils ne dépasse pas 0,01 millimètre.

   Certains procaryotes possèdent également des flagelles, mais ils sont très fins, environ 20 nanomètres de diamètre. Ce sont des filaments protéiques creux en rotation passive.

   TheDifference.ru a déterminé que la différence entre les procaryotes et les eucaryotes est la suivante :

   Les eucaryotes sont principalement des organismes multicellulaires qui se reproduisent par mitose et méiose. Les procaryotes sont unicellulaires et se reproduisent en se divisant en deux.
   L'ADN procaryote est libre dans le cytoplasme et a la forme d'un anneau. Les eucaryotes ont un noyau où se trouve l'ADN linéaire.
   La taille d'une cellule eucaryote dépasse largement la taille d'une cellule procaryote, tandis que les eucaryotes se caractérisent par la présence de phagocytose, qui favorise alimentation adéquate cellules.

Le plus évident La différence entre les procaryotes et les eucaryotes est que ces derniers possèdent un noyau, ce qui se reflète dans les noms de ces groupes : « karyo » est traduit du grec ancien par noyau, « pro » - avant, « eu » - bon. Par conséquent, les procaryotes sont des organismes prénucléaires, les eucaryotes sont nucléaires.

Cependant, c’est loin d’être la seule, et peut-être pas la principale différence entre les organismes procaryotes et les eucaryotes. Les cellules procaryotes n'ont pas du tout d'organites membranaires.(à de rares exceptions près) - mitochondries, chloroplastes, complexe de Golgi, réticulum endoplasmique, lysosomes. Leurs fonctions sont assurées par des excroissances (invaginations) de la membrane cellulaire, sur lesquelles se trouvent divers pigments et enzymes qui assurent les processus vitaux.

Les procaryotes ne possèdent pas les chromosomes caractéristiques des eucaryotes. Leur principal matériel génétique est nucléoïde, généralement en forme d'anneau. Dans les cellules eucaryotes, les chromosomes sont des complexes d'ADN et de protéines histones (jouer rôle important dans un emballage ADN). Ces complexes chimiques sont appelés chromatine. Le nucléoïde des procaryotes ne contient pas d'histones et les molécules d'ARN qui lui sont associées lui donnent sa forme.

Les chromosomes eucaryotes se trouvent dans le noyau. Chez les procaryotes, le nucléoïde est situé dans le cytoplasme et est généralement attaché en un seul endroit à la membrane cellulaire.

En plus du nucléoïde, dans les cellules procaryotes, il existe différentes quantités plasmides- des nucléoïdes de taille nettement plus petite que le principal.

Le nombre de gènes dans le nucléoïde des procaryotes est d'un ordre de grandeur inférieur à celui des chromosomes. Les eucaryotes possèdent de nombreux gènes qui remplissent une fonction régulatrice par rapport à d'autres gènes. Cela permet aux cellules eucaryotes d'un organisme multicellulaire contenant la même information génétique de se spécialiser ; en modifiant votre métabolisme, réagissez avec plus de flexibilité aux changements externes et environnement interne. La structure des gènes est également différente. Chez les procaryotes, les gènes de l’ADN sont organisés en groupes appelés opérons. Chaque opéron est transcrit comme une seule unité.

Il existe également des différences entre les procaryotes et les eucaryotes dans les processus de transcription et de traduction. Le plus important est que dans les cellules procaryotes, ces processus peuvent se produire simultanément sur une molécule d'ARN messager (messager) : alors qu'il est encore en cours de synthèse sur l'ADN, les ribosomes sont déjà « assis » à son extrémité finie et synthétisent des protéines. Dans les cellules eucaryotes, l’ARNm subit ce qu’on appelle une maturation après la transcription. Et ce n'est qu'après cela que les protéines peuvent y être synthétisées.

Les ribosomes des procaryotes sont plus petits (coefficient de sédimentation 70S) que ceux des eucaryotes (80S). Le nombre de protéines et de molécules d'ARN dans les sous-unités ribosomales diffère. Il convient de noter que les ribosomes (ainsi que le matériel génétique) des mitochondries et des chloroplastes sont similaires aux procaryotes, ce qui peut indiquer leur origine à partir d'anciens organismes procaryotes qui se sont retrouvés à l'intérieur de la cellule hôte.

Les procaryotes se distinguent généralement par une structure plus complexe de leur coquille. En plus de la membrane cytoplasmique et de la paroi cellulaire, ils possèdent également une capsule et d'autres structures, selon le type d'organisme procaryote. La paroi cellulaire effectue fonction d'assistance et empêche la pénétration produits dangereux. La paroi cellulaire bactérienne contient de la muréine (un glycopeptide). Parmi les eucaryotes, les plantes ont une paroi cellulaire (son composant principal est la cellulose) et les champignons ont de la chitine.

Les cellules procaryotes se divisent par fission binaire. Ils ont pas de processus compliqués la division cellulaire(mitose et méiose), caractéristique des eucaryotes. Bien qu'avant la division, le nucléoïde double, tout comme la chromatine des chromosomes. Dans le cycle de vie des eucaryotes, il existe une alternance de phases diploïdes et haploïdes. Dans ce cas, la phase diploïde prédomine généralement. Contrairement à eux, les procaryotes n’en ont pas.

Les cellules eucaryotes varient en taille, mais dans tous les cas, elles sont nettement plus grandes que les cellules procaryotes (des dizaines de fois).

Les nutriments pénètrent dans les cellules procaryotes uniquement par osmose. Dans les cellules eucaryotes, on peut également observer une phagocytose et une pinocytose (la « capture » d’aliments et de liquides à l’aide de la membrane cytoplasmique).

De manière générale, la différence entre les procaryotes et les eucaryotes réside dans la structure nettement plus complexe de ces derniers. On pense que les cellules procaryotes sont apparues par abiogenèse (évolution chimique à long terme dans les conditions de la Terre primitive). Les eucaryotes sont apparus plus tard à partir des procaryotes, par leur unification (hypothèses symbiotiques mais aussi chimériques) ou par l'évolution de représentants individuels (hypothèse de l'invagination). La complexité des cellules eucaryotes leur a permis d'organiser un organisme multicellulaire et, en cours d'évolution, de fournir toute la diversité fondamentale de la vie sur Terre.

Tableau des différences entre procaryotes et eucaryotes

Similitudes et différences dans la structure des cellules procaryotes et eucaryotes

1. Rappelez-vous des exemples de cellules multinucléées.
2. Quelle forme les bactéries peuvent-elles avoir ?

Procaryotes.

Les organismes les plus anciens sur Terre n'ont pas de noyau cellulaire et sont appelés procaryotes, c'est-à-dire prénucléaires. Ils s'unissent dans un royaume distinct - Drobyanki, qui comprend des bactéries et des algues bleu-vert.

Que sont caractéristiques Cellules procaryotes versus cellules eucaryotes ?

En règle générale, les cellules procaryotes sont beaucoup plus petites que celles des eucaryotes : leur taille dépasse rarement 10 microns et peut atteindre 0,3 x 0,2 microns. Certes, il existe des exceptions : une énorme cellule bactérienne mesurant 100 x 10 microns a été décrite.

Structure et métabolisme des procaryotes. Les procaryotes, comme leur nom l’indique, n’ont pas de noyau formé.

Molécule à anneau unique ADN, situé dans les cellules procaryotes et classiquement appelé chromosome bactérien, est situé au centre de la cellule, mais cette molécule d'ADN n'a pas de coque et est située directement dans le cytoplasme (Fig. 36).

À l’extérieur, les cellules procaryotes, comme les cellules eucaryotes, sont recouvertes de plasma. membrane. La structure membranaire de ces deux groupes d'organismes est la même. La membrane cellulaire des procaryotes forme de nombreuses invaginations dans la cellule - les mésosomes. Ils contiennent des enzymes qui assurent des réactions métaboliques dans une cellule procaryote. Au-dessus de la membrane plasmique, les cellules procaryotes sont recouvertes d'une membrane constituée de glucides, rappelant la paroi cellulaire des cellules végétales. Cependant, cette paroi n'est pas formée de fibres, comme dans les plantes, mais d'autres polysaccharides - pectine et muréine.

Il existe deux types de cellules connues dans les organismes modernes et fossiles : les procaryotes et les eucaryotes. Leurs caractéristiques structurelles diffèrent si nettement que cela a permis de distinguer deux super-règnes du monde vivant - les procaryotes, c'est-à-dire prénucléaires et eucaryotes, c'est-à-dire de véritables organismes nucléaires. Les formes intermédiaires entre ces plus grands taxons vivants sont encore inconnues.

Principales caractéristiques et différences entre les cellules procaryotes et eucaryotes (tableau) :

La principale différence entre les cellules procaryotes et les cellules eucaryotes est que leur ADN n'est pas organisé en chromosomes et n'est pas entouré d'enveloppe nucléaire. Les cellules eucaryotes sont beaucoup plus complexes. Leur ADN, associé aux protéines, est organisé en chromosomes, situés dans une formation spéciale, essentiellement le plus grand organite de la cellule - le noyau. De plus, le contenu actif extranucléaire d'une telle cellule est divisé en compartiments distincts à l'aide du réticulum endoplasmique formé par la membrane élémentaire. Les cellules eucaryotes sont généralement plus grandes que les cellules procaryotes. Leurs tailles varient de 10 à 100 microns, tandis que les tailles des cellules procaryotes (diverses bactéries, cyanobactéries - bleu vert les algues et certains autres organismes), en règle générale, ne dépassent pas 10 microns, s'élevant souvent à 2-3 microns. Dans une cellule eucaryote, les porteurs de gènes - les chromosomes - sont situés dans un noyau morphologiquement formé, délimité du reste de la cellule par une membrane. Dans des préparations exceptionnellement fines et transparentes, les chromosomes vivants peuvent être observés au microscope optique. Le plus souvent elles sont étudiées sur des préparations fixes et colorées.

Les chromosomes sont constitués d’ADN complexé avec des protéines histones riches en acides aminés arginine et lysine. Les histones constituent une part importante de la masse des chromosomes.

Une cellule eucaryote possède une variété de structures intracellulaires permanentes - des organites (organites) qui sont absentes dans une cellule procaryote.

Les cellules procaryotes peuvent se diviser en parties égales par constriction ou bourgeon, c'est-à-dire produisent des cellules filles plus petites que la cellule mère, mais ne se divisent jamais par mitose. En revanche, les cellules des organismes eucaryotes se divisent par mitose (sauf pour certains groupes très archaïques). Dans ce cas, les chromosomes se « divisent » longitudinalement (plus précisément, chaque brin d'ADN reproduit sa propre ressemblance autour de lui) et leurs « moitiés » - les chromatides (copies complètes du brin d'ADN) se dispersent en groupes vers les pôles opposés de la cellule. Chacune des cellules résultantes reçoit le même ensemble de chromosomes.

La taille des ribosomes d'une cellule procaryote diffère fortement de celle des ribosomes des eucaryotes. Un certain nombre de processus caractéristiques du cytoplasme de nombreuses cellules eucaryotes - phagocytose, pinocytose et cyclose (mouvement de rotation du cytoplasme) - n'ont pas été trouvés chez les procaryotes. Une cellule procaryote n'a pas besoin acide ascorbique, mais les eucaryotes ne peuvent pas s'en passer.

Les formes mobiles des cellules procaryotes et eucaryotes diffèrent considérablement. Les procaryotes possèdent des dispositifs moteurs sous forme de flagelles ou de cils, constitués de la protéine flagelline. Les appareils moteurs des cellules eucaryotes mobiles sont appelés undulipodes, qui sont ancrés dans la cellule à l'aide de corps kinétosomes spéciaux. La microscopie électronique a révélé la similitude structurelle de tous les ondulipodes des organismes eucaryotes et leurs différences marquées avec les flagelles des procaryotes

1. La structure d'une cellule eucaryote.

Les cellules qui forment les tissus des animaux et des plantes varient considérablement en forme, taille et structure interne. Cependant, ils présentent tous des similitudes dans les principales caractéristiques des processus vitaux, du métabolisme, de l’irritabilité, de la croissance, du développement et de la capacité de changement.
Tous les types de cellules contiennent deux composants principaux étroitement liés les uns aux autres : le cytoplasme et le noyau. Le noyau est séparé du cytoplasme par une membrane poreuse et contient la sève nucléaire, la chromatine et le nucléole. Le cytoplasme semi-liquide remplit toute la cellule et est pénétré par de nombreux tubules. À l’extérieur, il est recouvert d’une membrane cytoplasmique. Il s'est spécialisé les structures organelles, présent en permanence dans la cellule, et formations temporaires - inclusions. Organites membranaires : membrane cytoplasmique externe (OCM), réticulum endoplasmique (RE), appareil de Golgi, lysosomes, mitochondries et plastes. La structure de tous les organites membranaires est basée sur membrane biologique. Toutes les membranes ont un plan structurel fondamentalement uniforme et sont constituées d'une double couche de phospholipides dans laquelle les molécules de protéines sont immergées à différentes profondeurs sur différents côtés. Les membranes des organites ne diffèrent les unes des autres que par les ensembles de protéines qu'elles contiennent.

Membrane cytoplasmique. Toutes les cellules végétales, les animaux multicellulaires, les protozoaires et les bactéries ont une membrane cellulaire à trois couches : les couches externe et interne sont constituées de molécules protéiques, la couche intermédiaire est constituée de molécules lipidiques. Il limite le cytoplasme de l'environnement extérieur, entoure tous les organites cellulaires et constitue un agent universel structure biologique. Dans certaines cellules coque extérieure formé de plusieurs membranes étroitement adjacentes les unes aux autres. Dans ces cas membrane cellulaire devient dense et élastique et permet de conserver la forme de la cellule, comme par exemple chez les ciliés euglènes et pantoufles. La plupart des cellules végétales, en plus de la membrane, ont également une épaisse coque de cellulose à l'extérieur - paroi cellulaire. Il est clairement visible au microscope optique conventionnel et remplit une fonction de support grâce à la couche externe rigide, qui donne aux cellules une forme claire.
À la surface des cellules, la membrane forme des excroissances allongées - microvillosités, plis, invaginations et saillies, ce qui augmente considérablement la surface d'absorption ou excrétrice. À l'aide d'excroissances membranaires, les cellules se connectent les unes aux autres dans les tissus et les organes. Organismes multicellulaires, sur les plis des membranes se trouvent diverses enzymes impliquées dans le métabolisme. Délimiter la cellule de environnement, la membrane régule la direction de diffusion des substances et en même temps les transporte activement dans la cellule (accumulation) ou hors (excrétion). En raison de ces propriétés de la membrane, la concentration d'ions potassium, calcium, magnésium et phosphore dans le cytoplasme est plus élevée et la concentration de sodium et de chlore est inférieure à celle de l'environnement. À travers les pores de la membrane externe, les ions, l'eau et les petites molécules d'autres substances pénètrent dans la cellule depuis l'environnement extérieur. La pénétration de particules solides relativement grosses dans la cellule s'effectue par phagocytose(du grec « phago » – dévorer, « boire » – cellule). Dans ce cas, la membrane externe au point de contact avec la particule se plie dans la cellule, entraînant la particule profondément dans le cytoplasme, où elle subit un clivage enzymatique. Les gouttes pénètrent dans la cellule de la même manière. substances liquides; leur absorption est appelée pinocytose(du grec « pino » - boisson, « cytos » - cellule). La membrane cellulaire externe remplit également d’autres fonctions biologiques importantes.
Cytoplasme 85 % sont constitués d'eau, 10 % de protéines, le reste est constitué de lipides, de glucides, d'acides nucléiques et composés minéraux; toutes ces substances forment une solution colloïdale de consistance similaire à la glycérine. Substance colloïdale d'une cellule en fonction de sa état physiologique et la nature de l'influence de l'environnement extérieur a les propriétés à la fois liquides et élastiques, plus corps dense. Le cytoplasme est imprégné de canaux diverses formes et les quantités appelées réticulum endoplasmique. Leurs parois sont des membranes qui sont en contact étroit avec tous les organites de la cellule et constituent avec eux un système fonctionnel et structurel unique pour le métabolisme, l'énergie et le mouvement des substances à l'intérieur de la cellule.

Les parois des tubules contiennent de minuscules grains appelés granules. ribosomes. Ce réseau de tubules est appelé granulaire. Les ribosomes peuvent être dispersés à la surface des tubules ou former des complexes de cinq à sept ribosomes ou plus, appelés polysomes. Les autres tubules ne contiennent pas de granules ; ils forment un réticulum endoplasmique lisse. Les enzymes impliquées dans la synthèse des graisses et des glucides sont localisées sur les parois.

La cavité interne des tubules est remplie de déchets cellulaires. Les tubules intracellulaires, formant un système de ramification complexe, régulent le mouvement et la concentration des substances, séparent diverses molécules de substances organiques et les étapes de leur synthèse. A l'intérieur et surface extérieure des membranes riches en enzymes, protéines, graisses et glucides sont synthétisées, qui sont soit utilisées dans le métabolisme, soit s'accumulent dans le cytoplasme sous forme d'inclusions, soit sont excrétées.

Ribosomes trouvé dans tous les types de cellules - des bactéries aux cellules d'organismes multicellulaires. Ce sont des corps ronds constitués d’acide ribonucléique (ARN) et de protéines dans des proportions presque égales. Ils contiennent certainement du magnésium dont la présence maintient la structure des ribosomes. Les ribosomes peuvent être associés aux membranes du réticulum endoplasmique, à la membrane cellulaire externe ou rester libres dans le cytoplasme. Ils réalisent la synthèse des protéines. En plus du cytoplasme, les ribosomes se trouvent dans le noyau cellulaire. Ils se forment dans le nucléole puis pénètrent dans le cytoplasme.

Complexe de Golgi dans les cellules végétales, il ressemble à des corps individuels entourés de membranes. Dans les cellules animales, cet organite est représenté par des citernes, des tubules et des vésicules. Les produits de sécrétion cellulaire pénètrent dans les tubes membranaires du complexe de Golgi à partir des tubules du réticulum endoplasmique, où ils sont chimiquement réarrangés, compactés, puis passent dans le cytoplasme et sont soit utilisés par la cellule elle-même, soit retirés de celle-ci. Dans les réservoirs du complexe de Golgi, les polysaccharides sont synthétisés et combinés avec des protéines, entraînant la formation de glycoprotéines.

Mitochondries- des petits corps en forme de bâtonnet délimités par deux membranes. De la membrane interne de la mitochondrie s'étendent de nombreux plis - crêtes; sur leurs parois se trouvent diverses enzymes, à l'aide desquelles la synthèse d'une substance à haute énergie - l'acide adénosine triphosphorique (ATP) est réalisée. En fonction de l'activité de la cellule et influences extérieures Les mitochondries peuvent bouger, changer de taille et de forme. Les ribosomes, les phospholipides, l'ARN et l'ADN se trouvent dans les mitochondries. La présence d'ADN dans les mitochondries est associée à la capacité de ces organites à se reproduire en formant une constriction ou un bourgeonnement lors de la division cellulaire, ainsi qu'à la synthèse de certaines protéines mitochondriales.

Lysosomes- de petites formations ovales, délimitées par une membrane et dispersées dans tout le cytoplasme. Présent dans toutes les cellules des animaux et des plantes. Ils apparaissent dans les extensions du réticulum endoplasmique et dans le complexe de Golgi, ici ils sont remplis d'enzymes hydrolytiques, puis se séparent et pénètrent dans le cytoplasme. Dans des conditions normales, les lysosomes digèrent les particules qui pénètrent dans la cellule par phagocytose et les organites des cellules mourantes. Les produits des lysosomes sont excrétés à travers la membrane du lysosome dans le cytoplasme, où ils sont inclus dans de nouvelles molécules. Lorsque la membrane du lysosome se rompt, les enzymes pénètrent dans le cytoplasme et digérer son contenu, provoquant la mort cellulaire.
Plastides trouvé uniquement dans les cellules végétales et trouvé dans la plupart des plantes vertes. Ils sont synthétisés et accumulés dans les plastes matière organique. Il existe trois types de plastes : les chloroplastes, les chromoplastes et les leucoplastes.

Chloroplastes - plastes verts contenant le pigment vert chlorophylle. On les trouve dans les feuilles, les jeunes tiges, fruits non mûrs. Les chloroplastes sont entourés d'une double membrane. U plantes supérieures partie intérieure les chloroplastes sont remplis d'une substance semi-liquide dans laquelle des plaques sont disposées parallèlement les unes aux autres. Les membranes appariées des plaques fusionnent pour former des empilements contenant de la chlorophylle. Dans chaque empilement de chloroplastes de plantes supérieures, des couches de molécules protéiques et de molécules lipidiques alternent, et des molécules de chlorophylle se trouvent entre elles. Cette structure en couches offre un maximum de surfaces libres et facilite la capture et le transfert d'énergie lors de la photosynthèse.
Chromoplastes - plastes contenant des pigments végétaux (rouge ou marron, jaune, orange). Ils sont concentrés dans le cytoplasme des cellules des fleurs, des tiges, des fruits et des feuilles des plantes et leur donnent la couleur appropriée. Les chromoplastes sont formés à partir de leucoplastes ou de chloroplastes suite à l'accumulation de pigments. caroténoïdes.

Leucoplastes – incolores plastes situés dans les parties incolores des plantes : dans les tiges, les racines, les bulbes, etc. Les grains d'amidon s'accumulent dans les leucoplastes de certaines cellules, et les huiles et protéines s'accumulent dans les leucoplastes d'autres cellules.

Tous les plastes sont issus de leurs prédécesseurs, les proplastes. Ils ont révélé l'ADN qui contrôle la reproduction de ces organites.

Centre cellulaire, ou centrosome, joue un rôle important dans la division cellulaire et se compose de deux centrioles . On le trouve dans toutes les cellules animales et végétales, à l'exception des champignons à fleurs, des champignons inférieurs et de certains protozoaires. Les centrioles des cellules en division participent à la formation du fuseau de division et sont situés à ses pôles. Dans une cellule en division, le premier à se diviser est centre cellulaire, en même temps, un fuseau d'achromatine se forme, orientant les chromosomes lorsqu'ils divergent vers les pôles. Un centriole quitte chacune des cellules filles.
De nombreuses cellules végétales et animales possèdent organoïdes but spécial : cils, remplissant la fonction de mouvement (ciliés, cellules voies respiratoires), flagelles(protozoaires unicellulaires, cellules reproductrices mâles chez les animaux et les plantes, etc.).

Inclusions -éléments temporaires qui apparaissent dans une cellule à un certain stade de sa vie en raison d'une fonction synthétique. Ils sont soit utilisés, soit retirés de la cellule. Les inclusions sont également des nutriments de réserve : dans les cellules végétales - amidon, gouttelettes de graisse, protéines, huiles essentielles, de nombreux acides organiques, sels d'acides organiques et inorganiques ; dans les cellules animales - glycogène (dans les cellules hépatiques et les muscles), gouttes de graisse (dans le tissu sous-cutané) ; Certaines inclusions s'accumulent dans les cellules sous forme de déchets - sous forme de cristaux, de pigments, etc.

Vacuoles - ce sont des cavités délimitées par une membrane ; bien exprimé dans les cellules végétales et présent chez les protozoaires. Se produire dans différentes régions extensions du réticulum endoplasmique. Et ils s’en séparent progressivement. Les vacuoles maintiennent la pression de turgescence ; elles concentrent la sève cellulaire ou vacuolaire dont les molécules déterminent sa concentration osmotique. On pense que les premiers produits de synthèse - glucides solubles, protéines, pectines, etc. - s'accumulent dans les citernes du réticulum endoplasmique. Ces amas représentent les rudiments des futures vacuoles.
Cytosquelette . L'une des caractéristiques distinctives d'une cellule eucaryote est le développement dans son cytoplasme de formations squelettiques sous forme de microtubules et de faisceaux de fibres protéiques. Les éléments du cytosquelette sont étroitement associés à la membrane cytoplasmique externe et à l'enveloppe nucléaire et forment des tissages complexes dans le cytoplasme. Les éléments de support du cytoplasme déterminent la forme de la cellule, assurent le mouvement des structures intracellulaires et le mouvement de la cellule entière.

Cœur La cellule joue un rôle majeur dans sa vie ; avec son retrait, la cellule cesse ses fonctions et meurt. La plupart des cellules animales ont un noyau, mais il existe également des cellules multinucléées (foie et muscles humains, champignons, ciliés, algues vertes). Les globules rouges des mammifères se développent à partir de cellules précurseurs contenant un noyau, mais les globules rouges matures le perdent et ne vivent pas longtemps.
Le noyau est entouré d'une double membrane imprégnée de pores, à travers laquelle il est étroitement relié aux canaux du réticulum endoplasmique et du cytoplasme. À l'intérieur du noyau se trouve chromatine- des sections spiralées de chromosomes. Lors de la division cellulaire, elles se transforment en structures en forme de bâtonnets clairement visibles au microscope optique. Les chromosomes sont des complexes complexes de protéines et d'ADN appelés nucléoprotéine.

Les fonctions du noyau sont de réguler toutes les fonctions vitales de la cellule, qu'il exerce à l'aide d'ADN et d'ARN porteurs d'informations héréditaires. En préparation à la division cellulaire, l'ADN double ; lors de la mitose, les chromosomes se séparent et sont transmis aux cellules filles, assurant ainsi la continuité de l'information héréditaire dans chaque type d'organisme.

Caryoplasme - la phase liquide du noyau, dans laquelle se trouvent les déchets des structures nucléaires sous forme dissoute.

Nucléole- partie isolée et la plus dense du noyau.

Le nucléole contient des protéines complexes et de l'ARN, des phosphates libres ou liés de potassium, magnésium, calcium, fer, zinc, ainsi que des ribosomes. Le nucléole disparaît avant le début de la division cellulaire et se reforme en dernière phase division.

Ainsi, la cellule possède une organisation fine et très complexe. Le vaste réseau de membranes cytoplasmiques et le principe membranaire de la structure des organites permettent de distinguer les nombreux événements simultanés se produisant dans la cellule. réactions chimiques. Chacune des formations intracellulaires a sa propre structure et fonction spécifique, mais ce n'est qu'avec leur interaction que le fonctionnement harmonieux de la cellule est possible. Sur la base de cette interaction, les substances de l'environnement pénètrent dans la cellule et les déchets en sont éliminés dans environnement externe- c'est ainsi que se produit le métabolisme. La perfection organisation structurelle les cellules n’ont pu naître que comme le résultat d’une évolution biologique à long terme, au cours de laquelle les fonctions qu’elles remplissaient sont progressivement devenues plus complexes.
Les formes unicellulaires les plus simples représentent à la fois une cellule et un organisme avec toutes ses manifestations vitales. Dans les organismes multicellulaires, les cellules forment des groupes homogènes : les tissus. À leur tour, les tissus forment des organes, des systèmes et leurs fonctions sont déterminées par l'activité vitale générale de tout l'organisme.

2. Cellule procaryote.

Les procaryotes comprennent les bactéries et les algues bleu-vert (cyanea). L'appareil héréditaire des procaryotes est représenté par une molécule d'ADN circulaire qui ne forme pas de liaisons avec les protéines et contient une copie de chaque gène - les organismes haploïdes. Dans le cytoplasme il y a un grand nombre de petits ribosomes ; les membranes internes sont absentes ou mal exprimées. Les enzymes du métabolisme plastique sont localisées de manière diffuse. L'appareil de Golgi est représenté par des vésicules individuelles. Systèmes enzymatiques le métabolisme énergétique situé de manière ordonnée sur surface intérieure membrane cytoplasmique externe. L’extérieur de la cellule est entouré d’une épaisse paroi cellulaire. De nombreux procaryotes sont capables de sporulation conditions défavorables existence; dans ce cas, une petite section du cytoplasme contenant l’ADN est isolée et entourée d’une épaisse capsule multicouche. Les processus métaboliques à l'intérieur de la spore s'arrêtent pratiquement. Entrer dans Conditions favorables, la spore est convertie en une forme cellulaire active. Les procaryotes se reproduisent par simple division en deux.

La taille moyenne des cellules procaryotes est de 5 microns. Ils ne possèdent pas de membrane interne autre que des invaginations de la membrane plasmique. Il n'y a pas de couches. Au lieu d'un noyau cellulaire, il existe son équivalent (nucléoïde), dépourvu de coque et constitué d'une seule molécule d'ADN. De plus, les bactéries peuvent contenir de l’ADN sous forme de minuscules plasmides, semblables à l’ADN extranucléaire des eucaryotes.
Les cellules procaryotes capables de photosynthèse (algues bleu-vert, bactéries vertes et violettes) ont de grandes invaginations membranaires structurées différemment - les thylakoïdes, qui dans leur fonction correspondent aux plastes eucaryotes. Ces mêmes thylakoïdes ou, dans les cellules incolores, des invaginations membranaires plus petites (et parfois même la membrane plasmique elle-même) remplacent fonctionnellement les mitochondries. D'autres invaginations membranaires complexement différenciées sont appelées mésasomes ; leur fonction n'est pas claire.
Seuls certains organites d'une cellule procaryote sont homologues des organites correspondants des eucaryotes. Les procaryotes se caractérisent par la présence d'un sac muréique - un élément mécaniquement résistant de la paroi cellulaire

Caractéristiques comparatives des cellules de plantes, d'animaux, de bactéries, de champignons

Lorsque l’on compare les bactéries avec les eucaryotes, la seule similitude qui peut être identifiée est la présence d’une paroi cellulaire, mais les similitudes et les différences entre les organismes eucaryotes méritent une attention plus particulière. La comparaison doit commencer par les composants caractéristiques des plantes, des animaux et des champignons. Il s'agit du noyau, des mitochondries, de l'appareil de Golgi (complexe), du réticulum endoplasmique (ou réticulum endoplasmique) et des lysosomes. Ils sont caractéristiques de tous les organismes, ont une structure similaire et remplissent les mêmes fonctions. Nous devons maintenant nous concentrer sur les différences. Une cellule végétale, contrairement à une cellule animale, possède une paroi cellulaire constituée de cellulose. De plus, il existe des organites caractéristiques cellules végétales- les plastes et les vacuoles. La présence de ces composants est due à la nécessité pour les plantes de conserver leur forme en l’absence de squelette. Il existe des différences dans les caractéristiques de croissance. Chez les plantes, cela se produit principalement en raison d'une augmentation de la taille des vacuoles et de l'allongement cellulaire, tandis que chez les animaux, il y a une augmentation du volume du cytoplasme et la vacuole est complètement absente. Les plastes (chloroplastes, leucoplastes, chromoplastes) sont caractéristiques principalement des plantes, puisque leur tâche principale est de fournir une méthode de nutrition autotrophe. Les animaux, contrairement aux plantes, possèdent des vacuoles digestives qui fournissent une méthode de nutrition hétérotrophe. Les champignons occupent une position particulière et leurs cellules sont caractérisées par des caractéristiques caractéristiques à la fois des plantes et des animaux. Comme les champignons animaux, ils ont un type de nutrition hétérotrophe, une paroi cellulaire contenant de la chitine et la principale substance de stockage est le glycogène. Dans le même temps, comme les plantes, ils se caractérisent par une croissance illimitée, une incapacité à bouger et une nutrition par absorption.

2.4. La structure des cellules pro- et eucaryotes. La relation entre la structure et les fonctions des parties et organites d'une cellule est à la base de son intégrité.

Termes et concepts de base testés dans l'épreuve d'examen : appareils

Golgi, vacuole, membrane cellulaire, théorie cellulaire, leucoplastes, mitochondries, organites cellulaires, plastes, procaryotes, ribosomes, chloroplastes, chromoplastes, chromosomes, eucaryotes, noyau.

Toute cellule est un système. Cela signifie que tous ses composants sont interconnectés, interdépendants et interagissent les uns avec les autres. Cela signifie également qu'une perturbation de l'un des éléments d'un système donné entraîne des changements et des perturbations dans le fonctionnement de l'ensemble du système. Un ensemble de cellules forme des tissus, divers tissus forment des organes et des organes qui interagissent et fonctionnent. fonction générale, forment des systèmes organiques. Cette chaîne peut être poursuivie plus loin et vous pouvez le faire vous-même. La principale chose à comprendre est que tout système a une certaine structure, un certain niveau de complexité et repose sur l'interaction des éléments qui le composent. Vous trouverez ci-dessous des tableaux de référence qui comparent la structure et les fonctions des cellules procaryotes et eucaryotes, et comprennent également leur structure et leurs fonctions. Analysez attentivement ces tableaux, car les épreuves d'examen posent souvent des questions qui nécessitent une connaissance de cette matière.

2.4.1. Caractéristiques de la structure des cellules eucaryotes et procaryotes. Données comparatives

Caractéristiques comparatives des cellules eucaryotes et procaryotes.

La structure des cellules eucaryotes.

Fonctions des cellules eucaryotes. Les cellules des organismes unicellulaires remplissent toutes les fonctions caractéristiques des organismes vivants - métabolisme, croissance, développement, reproduction ; capable de s'adapter.

Les cellules des organismes multicellulaires se différencient par leur structure, en fonction des fonctions qu'elles remplissent. Epithélial, musculaire, nerveux, tissus conjonctifs sont formés de cellules spécialisées.

EXEMPLES DE TÂCHES Partie A

A1. Les organismes procaryotes comprennent 1) le bacille 2) l'hydre 3) l'amibe 4) le volvox

A2. La membrane cellulaire remplit la fonction

1) synthèse des protéines

2) transmission d'informations héréditaires

3) la photosynthèse

4) phagocytose et pinocytose

A3. Indiquer le point où la structure de la cellule nommée coïncide avec sa fonction

1) neurone - abréviation

2) leucocyte – conduction impulsionnelle

3) érythrocytes – transport des gaz

4) ostéocyte - phagocytose

A4. L'énergie cellulaire est produite dans

1) ribosomes 3) noyau

2) mitochondries 4) Appareil de Golgi

A5. Éliminer un concept inutile de la liste proposée

1) lamblia 3) ciliés

2) plasmodium 4) chlamydomonas

A6. Éliminer un concept inutile de la liste proposée

1) ribosomes 3) chloroplastes

2) mitochondries 4) grains d'amidon

A7. Les chromosomes cellulaires remplissent la fonction

1) biosynthèse des protéines

2) stockage d'informations héréditaires

3) formation de lysosomes

4) régulation du métabolisme

EN 1. Sélectionnez les fonctions des chloroplastes dans la liste fournie

1) formation de lysosomes 4) synthèse d'ATP

2) synthèse du glucose 5) libération d'oxygène

3) Synthèse d'ARN 6) respiration cellulaire

À 2 HEURES. Sélectionnez les caractéristiques structurelles des mitochondries

1) entouré d'une double membrane

2) contient de la chlorophylle

3) il y a des crêtes

4) membrane extérieure pliée

5) entouré d'une seule membrane

6) la membrane interne est riche en enzymes V3. Associer l'organite à sa fonction

À 4 HEURES. Remplissez le tableau en marquant par les signes «+» ou «-» la présence des structures indiquées dans les cellules pro- et eucaryotes

C1. Prouver que la cellule est un système biologique ouvert intégral.

2.5. Métabolisme : métabolisme énergétique et plastique, leur relation. Les enzymes, leur nature chimique, rôle dans le métabolisme. Étapes du métabolisme énergétique. Fermentation et respiration. La photosynthèse, sa signification, son rôle cosmique. Phases de la photosynthèse. Réactions claires et sombres de la photosynthèse, leur relation. Chimiosynthèse. Le rôle des bactéries chimiosynthétiques sur Terre

Termes testés dans l’épreuve d’examen : organismes autotrophes

anabolisme, glycolyse anaérobie, assimilation, glycolyse aérobie, oxydation biologique, fermentation, dissimilation, biosynthèse, organismes hétérotrophes, respiration, catabolisme, stade oxygène, métabolisme, métabolisme plastique, stade préparatoire, phase claire de la photosynthèse, phase sombre de la photosynthèse, photolyse de l'eau , photosynthèse, métabolisme énergétique.

2.5.1. Métabolisme énergétique et plastique, leur relation

Métabolisme (métabolisme) est un ensemble de processus interconnectés de synthèse et de clivage substances chimiques se produisant dans le corps. Les biologistes le divisent en métabolisme plastique (anabolisme) et énergétique (catabolisme), qui sont interconnectés. Tous les processus de synthèse nécessitent des substances et de l'énergie fournies par des processus de fission. Les processus de décomposition sont catalysés par des enzymes synthétisées au cours du métabolisme plastique, utilisant les produits et l'énergie du métabolisme énergétique.

Pour les processus individuels se produisant dans les organismes, les termes suivants sont utilisés :

L'anabolisme (assimilation) est la synthèse de monomères plus complexes à partir de monomères plus simples avec absorption et accumulation d'énergie sous forme de liaisons chimiques dans les substances synthétisées.

Le catabolisme (dissimilation) est la décomposition de monomères plus complexes en monomères plus simples avec libération d'énergie et son stockage sous forme de liaisons ATP à haute énergie.

Les êtres vivants utilisent la lumière et l’énergie chimique pour leur vie. Les plantes vertes - autotrophes - synthétisent des composés organiques pendant le processus de photosynthèse, en utilisant l'énergie de la lumière du soleil. Leur source de carbone est le dioxyde de carbone. De nombreux procaryotes autotrophes obtiennent de l'énergie grâce au processus de chimiosynthèse - oxydation composés organiques. Pour eux, la source d'énergie peut être constituée de composés de soufre, d'azote et de carbone. Les hétérotrophes utilisent des sources organiques de carbone, c'est-à-dire se nourrissent de matière organique toute prête. Parmi les plantes, il peut y avoir celles qui se nourrissent manière mixte(mixotrophe) - droséra, Venus flytrap ou même hétérotrophe - rafflesia. Parmi les représentants des animaux unicellulaires, les euglènes vertes sont considérées comme des mixotrophes.

Les enzymes, leur nature chimique, leur rôle dans le métabolisme . Les enzymes sont toujours des protéines spécifiques – des catalyseurs. Le terme « spécifique » signifie que l’objet pour lequel ce terme est utilisé possède des caractéristiques, des propriétés et des caractéristiques uniques. Chaque enzyme possède de telles caractéristiques car, en règle générale, elle catalyse certain type réactions. Aucune réaction biochimique dans le corps ne se produit sans la participation d'enzymes. La spécificité de la molécule enzymatique s'explique par sa structure et ses propriétés. Une molécule d'enzyme possède un centre actif dont la configuration spatiale correspond à la configuration spatiale des substances avec lesquelles l'enzyme interagit. Ayant reconnu son substrat, l'enzyme interagit avec lui et accélère sa transformation.

Les enzymes catalysent toutes les réactions biochimiques. Sans leur participation, le taux de ces réactions diminuerait des centaines de milliers de fois. Les exemples incluent des réactions telles que la participation de l'ARN polymérase à la synthèse de l'ARNm sur l'ADN, l'effet de l'uréase sur l'urée, le rôle de l'ATP synthétase dans la synthèse de l'ATP, etc. Notez que de nombreuses enzymes ont des noms qui se terminent par « aza ».

L'activité des enzymes dépend de la température, de l'acidité de l'environnement et de la quantité de substrat avec laquelle elles interagissent. À mesure que la température augmente, l’activité enzymatique augmente. Toutefois, cela se produit dans certaines limites, car avec assez hautes températures la protéine est dénaturée. L'environnement dans lequel les enzymes peuvent fonctionner est différent pour chaque groupe. Il existe des enzymes actives dans un environnement acide ou légèrement acide ou dans un environnement alcalin ou légèrement environnement alcalin. Dans un environnement acide, les enzymes du suc gastrique sont actives chez les mammifères. Dans un environnement légèrement alcalin, les enzymes du suc intestinal sont actives. L'enzyme digestive pancréatique est active dans un environnement alcalin. La plupart des enzymes sont actives dans un environnement neutre.

2.5.2. Métabolisme énergétique dans la cellule (dissimilation)

Échange d'énergie est un ensemble de réactions chimiques de décomposition progressive de composés organiques, accompagnées de la libération d'énergie, dont une partie est consacrée à la synthèse de l'ATP. Les processus de dégradation des composés organiques dans les organismes aérobies se déroulent en trois étapes, dont chacune s'accompagne de

Dans les organismes multicellulaires, elle est réalisée par des enzymes digestives. Dans les organismes unicellulaires - par les enzymes lysosomales. Au premier stade, la dégradation des protéines se produit

aux acides aminés, aux graisses au glycérol et Les acides gras, des polysaccharides aux monosaccharides,

acides nucléiques en nucléotides. Ce processus est appelé digestion.

La deuxième étape est sans oxygène (glycolyse). Son signification biologique consiste au début de la dégradation et de l'oxydation progressives du glucose avec accumulation d'énergie sous forme de 2 molécules d'ATP. La glycolyse se produit dans le cytoplasme des cellules. Il consiste en plusieurs réactions séquentielles de conversion d'une molécule de glucose en deux molécules d'acide pyruvique (pyruvate) et deux molécules d'ATP, sous la forme desquelles une partie de l'énergie libérée lors de la glycolyse est stockée : C6H12O6 + 2ADP + 2P → 2C3H4O3 + 2ATP. . Le reste de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur.

Dans les cellules de levure et de plantes ( avec un manque d'oxygène) le pyruvate se décompose en éthanol et du dioxyde de carbone. Ce processus est appelé fermentation alcoolique.

L'énergie accumulée lors de la glycolyse est trop faible pour les organismes qui utilisent l'oxygène pour leur respiration. C'est pourquoi dans les muscles des animaux, y compris les humains, lorsque Charges lourdes et le manque d'oxygène, il se forme de l'acide lactique (C3H6O3), qui s'accumule sous forme de lactate. Des douleurs musculaires apparaissent. Cela se produit plus rapidement chez les personnes non formées que chez les personnes formées.

La troisième étape est l'oxygène, composée de deux processus séquentiels - le cycle de Krebs, nommé d'après Lauréat du Prix Nobel Hans Krebs et la phosphorylation oxydative. Sa signification est que lorsque respiration d'oxygène le pyruvate est oxydé en produits finaux - dioxyde de carbone et eau, et l'énergie libérée lors de l'oxydation est stockée sous la forme de 36 molécules d'ATP. (34 molécules dans le cycle de Krebs et 2 molécules lors de la phosphorylation oxydative). Cette énergie de décomposition des composés organiques assure les réactions de leur synthèse en échange plastique. Le stade de l'oxygène est apparu après accumulation dans l'atmosphère quantité suffisante l'oxygène moléculaire et l'apparition d'organismes aérobies.

La phosphorylation oxydative ou respiration cellulaire se produit lorsque

les membranes internes des mitochondries, dans lesquelles sont intégrées les molécules de transport d’électrons. Durant cette étape, il est libéré la plupart deénergie métabolique. Les molécules porteuses transportent les électrons vers l’oxygène moléculaire. Une partie de l’énergie est dissipée sous forme de chaleur et une autre est dépensée pour la formation d’ATP.

Réaction totale du métabolisme énergétique :

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.

EXEMPLES DE TÂCHES Partie A

A1. La méthode d'alimentation des animaux carnivores est appelée

1) autotrophe 3) hétérotrophe

2) mixotrophe 4) chimiotrophe

A2. L’ensemble des réactions métaboliques s’appelle :

1) anabolisme 3) dissimilation

2) assimilation 4) métabolisme

A3. Au stade préparatoire du métabolisme énergétique, se produit la formation :

1) 2 molécules d'ATP et de glucose

2) 36 molécules d'ATP et d'acide lactique

3) acides aminés, glucose, acides gras

4) acide acétique et alcool

A4. Les substances qui catalysent les réactions biochimiques dans le corps sont :

1) protéines 3) lipides

2) acides nucléiques 4) glucides

A5. Le processus de synthèse de l'ATP au cours de la phosphorylation oxydative se produit dans :

1) cytoplasme 3) mitochondries

2) ribosomes 4) Appareil de Golgi

A6. L'énergie ATP stockée lors du métabolisme énergétique est partiellement utilisée pour les réactions :

1) étape préparatoire

2) glycolyse

3) étage d'oxygène

4) synthèse de composés organiques A7. Les produits de la glycolyse sont :

1) glucose et ATP

2) dioxyde de carbone et eau

3) acide pyruvique et ATP

4) protéines graisses glucides

EN 1. Sélectionnez les événements qui se produisent pendant la phase préparatoire du métabolisme énergétique chez l'homme

1) les protéines sont décomposées en acides aminés

2) le glucose est décomposé en dioxyde de carbone et en eau

3) 2 molécules d'ATP sont synthétisées

4) le glycogène est décomposé en glucose

5) l'acide lactique se forme

6) les lipides sont décomposés en glycérol et en acides gras

À 2 HEURES. Corréler les processus se produisant au cours du métabolisme énergétique avec les étapes auxquelles ils se produisent

VZ. Déterminer la séquence de transformations de la pièce pommes de terre crues dans le processus de métabolisme énergétique dans le corps du porc :

A) formation de pyruvate B) formation de glucose

C) absorption du glucose dans le sang D) formation de dioxyde de carbone et d'eau

E) phosphorylation oxydative et formation de H2O E) Cycle de Krebs et formation de CO2

C1. Expliquer les raisons de la fatigue chez les marathoniens sur distances, et comment est-elle surmontée ?

2.5.3. Photosynthèse et chimiosynthèse

Tous les êtres vivants ont besoin de nourriture et de nutriments. Lorsqu'ils se nourrissent, ils utilisent l'énergie stockée principalement dans des composés organiques - protéines, graisses, glucides. Les organismes hétérotrophes, comme déjà mentionné, utilisent des aliments d'origine végétale et animale, contenant déjà des composés organiques. Les plantes créent de la matière organique grâce au processus de photosynthèse. Les recherches sur la photosynthèse débutèrent en 1630 avec les expériences du Néerlandais van Helmont. Il a prouvé que les plantes ne tirent pas de matière organique du sol, mais la créent elles-mêmes. Joseph Priestley a prouvé en 1771 la « correction » de l’air avec des plantes. Placés sous un couvercle en verre, ils absorbaient le dioxyde de carbone libéré par l’éclat fumant. Les recherches se sont poursuivies et il a maintenant été établi que la photosynthèse est le processus de formation de composés organiques à partir de dioxyde de carbone (CO2) et d'eau en utilisant l'énergie lumineuse et a lieu dans les chloroplastes des plantes vertes et les pigments verts de certaines bactéries photosynthétiques.

Les chloroplastes et les plis de la membrane cytoplasmique des procaryotes contiennent un pigment vert - la chlorophylle. La molécule de chlorophylle est capable d'être excitée sous l'influence de la lumière solaire, d'abandonner ses électrons et de les déplacer vers des niveaux plus élevés. niveaux d'énergie. Ce processus peut être comparé au lancement d’une balle. À mesure que la balle s’élève, elle emmagasine de l’énergie potentielle ; en tombant, il la perd. Les électrons ne retombent pas, mais sont captés par des porteurs d'électrons (NADP+ - diphosphate de nicotinamide). Dans ce cas, l'énergie qu'ils ont accumulée précédemment est partiellement dépensée pour la formation d'ATP. En poursuivant la comparaison avec une balle lancée, on peut dire que la balle, en tombant, chauffe l'espace environnant, et qu'une partie de l'énergie des électrons qui tombent est stockée sous forme d'ATP. Le processus de photosynthèse est divisé en réactions provoquées par la lumière et réactions associées à la fixation du carbone. On les appelle la lumière

et phases sombres.